CC BY
14Решетневскце чтения
R. S. Lukin
Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk
IMPROVING THE DESIGN OF THE WAVE GEAR, WORKING IN A VARIETY OF ENVIRONMENTS
In this paper the design methods to control the character of the teeth contact. On the example of the modification of the wave form generator and select offset coefficient, changing pattern of contact interaction.
© Лукин Р. С., 2012
УДК 662.822.63
В. А. Меновщиков, Е. В. Вульф
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФИНИШНОЙ, СУПЕРФИНИШНОЙ И ПРИТИРОЧНОЙ ОПЕРАЦИЙ ОПОРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Рассматриваются основные направления развития, улучшения и выявления зависимости между качеством поверхности и снимаемым слоем при различных доводочных операциях механической обработки цилиндрических поверхностей. Приведены результаты влияния уровня шероховатости на долговечность узлов трения машин.
Многочисленными исследованиями установлено, что определяющую роль в обеспечении эксплуатационных характеристик играет состояние поверхностного слоя, который окончательно формируется при финишных операциях.
Микрогеометрия поверхностей деталей машин и механизмов является одним из важнейших эксплуатационных параметров, определяющих надежность и долговечность изделий. Таким образом, особую важность имеют доводочные операции, обеспечивающие качество поверхности.
Цель данной работы - выявление зависимости между качеством поверхности и снимаемым слоем при различных доводочных операциях механической обработки цилиндрических поверхностей.
Сравнению подвергались данные, полученные с помощью исследования шероховатости поверхностей дорожек качения игольчатых подшипников переносным полуавтоматическим прибором T1000 basic класса точности 1.
Анализ экспериментальных данных проводился статистическими методами. Неизбежное рассеивание результатов механических испытаний материалов и деталей машин предопределяет применение корреляционного анализа. Повышенная трудоемкость и длительность испытаний при циклических нагрузках обусловливает их малое число. Отличительная особенность корреляционного анализа при малом числе (менее 30) испытаний заключается в применении специальных методов оценивания доверительных границ коэффициентов корреляции, предложенных Фишером.
Для получения уравнений регрессии за основу было взято отношение толщины снимаемого слоя материала к уровню шероховатости рассчитанное по формуле
t/v = u,
где t - величина снимаемого слоя материала; v - уровень шероховатости.
В результате анализа были получены следующие уравнения регрессии.
Для финишной обработки: v = 1,923u-0,508.
Для суперфинишной обработки: v = 2,449u-0,716.
Для лапингования: v = 0,832u-0,404.
Обрабатывая данные в программе STATGRAPHICS Centurion, с триальной лицензией на 30 дней, простой регрессией получаем первую, аппроксимируемую к прямой линии, модель (рис. 1).
При выполнении регрессионного анализа получено уравнение регрессии, которое с учетом 95%-го доверительного интервала в среде STATGRAPH и для ручного расчета показывает одинаковые значения параметров.
Эти уравнения позволяют прогнозировать величину снимаемого слоя исходя из требуемого уровня шероховатости и используемой доводочной обработки (рис. 2).
Лапингованием и суперфинишированием требуемый уровень чистоты поверхности достигается быстрее, чем финишированием.
При уровне шероховатости до 0,2 мкм рекомендуется применение лапингования.
Механика специальных систем
Plot of Fitted Model Col_1 = 0,284012 - 0,508038*Col_2
0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
Col 2
Рис. 1. Модель шероховатости, построенная на основе уравнений регрессии
Рис. 2. Влияние вида обработки на величину шероховатости поверхности
Итак, на основе экспериментальных данных получены уравнения зависимости уровня шероховатости от величины снимаемого слоя при использовании различных методов доводочных операций, что позволит прогнозировать качество поверхности.
Проведенные исследования дают возможность сделать следующие выводы.
1. В процессе испытаний установлена тесная связь уровня шероховатости со сроком службы. При уменьшении шероховатости до Н = (0,4...0,5) мкм срок службы увеличивается в 1,8 раза.
2. Установлено, что наиболее эффективными методами обработки рабочих поверхностей для уменьшения шероховатости являются суперфиниширование и лапингование.
3. При избыточно ровной поверхности происходит снижение срока ее службы, из-за проявления эффекта
схватывания поверхностей, поэтому нет необходимости уменьшать шероховатость больше, чем требуется (Ямах = 0,3 мкм).
Библиографические ссылки
1. Johnson K. L. Contact mechanics. Cambridge : Cambridge University Press, 1987.
2. Меновщиков В. А., Ереско С. П. Исследование и совершенствование игольчатых подшипников карданных передач транспортно-технологических машин : монография / КрасГАУ. Красноярск, 2006.
3. Иванова В. С., Терентьев В. Ф. Природа усталости металлов. М. : Металлургия, 1975.
4. Комбалов В. С. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ. М. : Машиностроение, 1974.
Решетневские чтения
V. А. Меновщиков, E. V. Wolfe Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
COMPARATIVE ANALYSIS OF FINISH, SUPERFINISHING AND LAPPING OPERATIONS SUPPORT SURFACES
The basic directions of development, improvement and identify the relationship between the quality of surface and removable layer for various finishing operations machining cylindrical-ing surfaces. The results of the influence of the level of roughness on the durability of friction machines.
© Меновщиков В. А., Вульф Е. В., 2012
УДК 62-567
А. А. Перчун, Г. С. Аверьянов, В. Н. Бельков, Р. Н. Хамитов Омский государственный технический университет, Россия, Омск
ЭФФЕКТИВНЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИЙ И УДАРОВ
Рассмотрены средства защиты летательных аппаратов от вибраций и ударов. Жесткость основных типов виброизоляторов достигается за счет значительного увеличения их веса и габаритных размеров при сравнительно малой энергоемкости, высокой вибропроводимости. Пневмоизоляторы на основе резинокордных оболочек позволяют устранить эти недостатки и обеспечить низкую собственную частоту системы.
Создание эффективных средств защиты летательных аппаратов от вибраций и ударов является одной из важнейших задач современной техники. Причиной возникновения вибраций в механической системе являются динамические воздействия различных факторов: подвижные нагрузки, удары, неуравновешенные части машин и т. п. При определенных обстоятельствах они могут вызвать значительные деформации и напряжения в материалах конструкции летательного аппарата, износ, усталость и в конечном счете - разрушение самой конструкции. В связи с этим актуальным становится вопрос о создании устройств, способных эффективно и надежно защитить объект от воздействия вибраций. Уровень вибрации является одним из факторов, влияющих на показатели качества и надежности различных машин и конструкций. Для защиты объектов от динамических воздействий широко применяют виброзащитные системы, которые устанавливаются между источником вибрации и изолируемым объектом. Анализ технической и патентной литературы позволяет утверждать, что в настоящее время имеется большое количество конструктивных разновидностей виброизоляторов, предназначенных как для защиты объекта, установленного на вибрирующем основании, так и для защиты основания от динамических воздействий со стороны объекта.
Теории виброзащитных систем посвящено значительное количество исследований, которые базируются на линейной теории колебаний, основанной на приложении методов классической теории малых колебаний к исследованию виброзащитных систем. Линейная теория, разработанная как для простейших систем с одной степенью свободы, так и для общего случая колебаний твердого тела на упругом подвесе,
рассматривает упругий виброизолятор как фильтр низких частот. Задача защиты объекта от вибрации при этом сводится к выбору таких параметров системы виброзащиты, при которых ее собственная частота оказалась бы значительно ниже частоты внешних воздействий. В настоящее время методы линейной теории широко применяются при проектировании виброзащитных систем различных объектов [1]. Однако линейная теория оказалась непригодной для объяснения ряда явлений, возникающих в виброзащитных системах, - нелинейных эффектов. Было установлено, что возникновение нелинейных эффектов, которые часто приводят к резкому ухудшению качества виброзащитной системы, является не случайным конструктивным недостатком системы, а неизбежным следствием увеличения интенсивности вибрационных воздействий на амортизируемый объект.
Тенденция широкого применения виброизоляторов с нелинейными характеристиками также во многом способствовала развитию нелинейной теории виброзащитных систем.
Основные типы виброизоляторов, применяемых для защиты объектов от механических воздействий, достаточно подробно описаны в литературе [2]. К ним могут быть отнесены следующие типы виброизоляторов: пружинные, цельнометаллические, тросовые, пластинчатые, резиновые, резинометаллические, гидравлические, гидропневматические, упругопластиче-ские.
Существенными недостатками этих типов виброизоляторов являются значительный вес и габаритные размеры при сравнительно малой энергоемкости, высокой вибропроводимости, передаче высокочастотных колебаний. Опыт эксплуатации подобных виб-
