CC BY
17
ческий директор предприятия. При этом рассматриваются различные вопросы: сдача продукции ОТК с первого предъявления, возврат деталей, причины, анализ входящего контроля, нарушение технологической дисциплины, ход выполнения организационно-технических, административных, мероприятий, направленных на улучшение качества, анализ поступивших рекламаций и претензий (если таковые имеются) , а также и другие вопросы, связанные с качеством продукции и производства.
В настоящее время на многих предприятиях ведётся работа по формированию современной системы менеджмента качества как составного компонента сис-темы управления предприятием в соответствии с установленными [3]. Только на тех предприятиях возможно уверенно говорить о качестве в целом, на которых либо решены или находятся в стадии решения такие задачи, как:
1. Обучение руководителей и сотрудников предприятия основам систем управления качеством по ИСО 9001 с целью их внедрения на производстве;
2. Создание на предприятиях документированной системы качества, в которой прописаны все процедуры деятельности предприятия;
3. Создание на предприятии службы качества, её эффективной деятельности по сертификации системы качества предприятия.
Библиографический список
1. Разин Ю.А., Борисенко Г.Н. Управление качеством продукции авторемонтного предприятия. — Киев: «Техника», 1978.— 144 с.
2. Кирасиров О.М. Внедрение инновационныхтехнологий при организации ремонтного производства //Материалы III Международного технологического конгресса «Военнаятехннка, вооружение и технология двойного применения. — Ч. 1. — С. 146-147;
3. Гаврилов H.H..ПогудинЕ.В. Система управления качеством: от КСУКП к ИС09000//Строителъные идорожные машины,2002. - С.27-28.
КИРАСИРОВ Олег Михайлович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой технологии машиностроения и технического сервиса.
УДК 531 66:62-272 Б> н СТИХ АНОВСКИЙ
Омский государственный технический университет
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ДОПУСТИМЫХ СКОРОСТЕЙ УДАРА ВИТКОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРУЖИНЫ СЖАТИЯ_
В статье определены допустимые скорости соударения витков пружины при упругих и упругопластических деформациях в контактной зоне их взаимодействия. При этом, в отличие от известных расчетов пружин, учтена энергия сжатия витков при ударе.
Пружина — важнейшая деталь в машинах, механизмах и приборах. Они необходимы для создания заданных сил и моментов, замыкания элементов узлов, выполнения роли двигателя на основе аккумулирования энергии, вибрационной и ударной изоляции, измерения сил в приборах по упругим деформациям идр.
Обычный расчет пружины не предусматривает соударения витков. Однако в тех случаях, когда допустимы большие ускорения деталей, соединенных пружиной, можно заметно снизить габариты последней. Учитывая, что выпускаются цилиндрические пружины сжатия миллиардами штук в год, снижение их веса и размеров является весьма важной задачей.
В работе [ 1 ] предложен инженерный метод определения контактных напряжений в цилиндрических пружинах, работающих с соударением витков. Однако в приведенных расчетах не учтено, что согласно теореме Карно только «потерянная» часть кинетической энергии переходит во внутреннюю, а оставшаяся кинетическая энергия после удара двух масс или используется полезно при последующих циклах, или гасится демпфирующими устройствами.
В данной работе впервые получены зависимости геометрических и прочностных характеристик пружины сжатия от допускаемой скорости соударения
витков для упругих и пластических деформаций в зоне контакта, см. соответственно формулы (10) и (17).
Общая энергия, поглощаемая пружиной, равна
е„ = Есж+Е^ (1)
I- с(Л2тах — Я, ) где Есж =--—с - жесткость пружины,
Ллах — максимальная деформация всей пружины от свободного состояния до соприкосновения витков; л — начальное поджатие витков; Еуд — энергия деформации витков в процессе их удара друг с другом.
Наибольшее контактное напряжение между витками пружины, [2]:
-I I 2РЕ
<Гт~ я\(И)(\-р2У (2)
где Р — максимальная сила давления между витками пружины; пО — длина контакта одного витка пружины; имеющий с! — диаметр проволоки, а Б — диаметр витка пружины, Е и м — модуль упругости и коэффициент Пуассона.
Энергия деформации каждой пары витков: г 1 Еуд. = \ P-da . Учитывая, что по Герцу [3] Р-к, -а2,
где кг — коэффициент жесткости для тел, имеющих контактную поверхность второго порядка, а — деформация пары витков в зоне контакта, имеем:
2
Еуд. = К'«2'da=-Kr ■а2 = 0,4Раг
(3)
или для всех 1 — рабочих витков пружины:
Еуд=Ц-1)Е0 = ОАРа(1-\). (4)
Ширина площадки контакта витков пружины цилиндрической формы равна 2Ь, [2], где
n-1-E
1
(5)
При этом, Ь « — а ■ d, см. [3], т.е.
а:
n2-D E '
Подставляя (6) в (4), получим
я1 DE
(6)
(7)
Е^ равна внутренней энергии Ею удара двух масс /я, и тг, соединенных пружиной и имеющих скорости У1 и У2 непосредственно в момент соприкосновения витков пружины, [3]:
(8)
где та = ■/Я| , '/ = У-У,, к - коэффициент вос-/я, +/»2
становления скоростей тел в результате удара /я, с /и2, при этом максимальная деформация имеет место при лг = 0.
Из (7) и (8) можно найти наибольшую силу Р для /г = 0:
Р = я-УЙ
тй-РЕ
3,2(1 - У)(«-!)
(9)
Учитывая, что сг^ <<т„, где <т„ - допускаемое напряжение в зоне контакта, из (2) и (9) имеем:
Д(/-1)(1-/)3£
(10)
Для стальных пружин £«2-105 МПа; //«0,3:
K,<34,5-d М-
D(/-l)
(11)
P = bnDali=n—D<j,i, n
где Ь — ширина пластического отпечатка вдоль линии одного витка длиной лБ, сг„ при начальной стадии текучести в зоне контакта практически не отличаются для пружинных сталей от <т)( в (10) и (11), а п — число, показывающее соотношение диаметра проволоки с1 пружины к ширине Ь, т.е. п »10 -И00 в зависимости от допускаемой ширины пластического отпечатка.
Из (6) имеем:
т.е.
, Л гт о5 2Ь2 2d Ъ = —V« -а ■ и а =-= —г,
(13)
(14)
Энергия пластических деформаций одной пары рабочих витков:
(15)
Учитывая а из (13), имеем для (/-1) пар рабочих витков:
= (16)
Кинетическая энергия из (8) для к = 0. должна быть меньше или равна энергии пластических деформаций:
о"«.
откуда d
К*
6тг ,. 4,34d 0-1)Р.*я -(/-1)£»о-„й- -1-г.. (1?)
п\п-тл п \ пта
где d, D - мм; т0 - кг: У0 - м/с, при этом для соотношения (11) <тяи Е - в любой одинаковой размерности.
Например, для т0 = 0,2 кг; d = 8 мм; D = 40 мм;
i=H и £1 = 0,005, т.е а = 103МПа, имеем Е
у0<о,з\ус.
При пластических деформациях в области контакта сила равна:
Так, для п = 40; <тя = 109 Па и данных пружины из предыдущего примера получим из (17) У0 < 6,14м/с.
Предложенная методика расчета позволила уменьшить габариты датчиков, созданных и внедренных на предприятиях «Эталон» (г. Омск) и ТЭМЗ (г. Томск) [4, 5].
Библиографический список
1. В.П. Остроумов, В. А. Карпунин. Повышение динамической прочности пружин. Москва — Свердловск, Машгиз, 1961. — С. 48-59.
2. М.Н, Рудинцын, П.Я. Артемов, М.И. Любошиц. Справочное пособие по сопротивлению материалов. Изд. Высшая школа, Минск, 1970. - С. 365.
3. Б.Н. Стахановский. Механика удара. Изд. ОмГТУ, Омск, 2002. - С. 73.
4. Б.Н. Стахановский. Индукционный датчик ударной скорос-тимашин.Патент№2110072(1Ш). - Бюлл.№12от27.04.1998.
5. Б.Н. Стахановский, Е.И. Пастухова. Датчик ударной ско-ростимашин. Патенты №45192 (1Ш) и№46104 (Щ.- Бюлл.N512 от 27.04.2005 г. и Бюлл. № 16 от 10.06.2005 г.
СТИХАНОВСКИЙ Борис Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Детали машин».
