Диссертация (Сборка регулируемых цилиндрических клеевых соединений)

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТИМЕНИ Н.Э. БАУМАНА(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)УДК 621.792На правах рукописиВинокурова Маргарита ЭдуардовнаСБОРКА РЕГУЛИРУЕМЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КЛЕЕВЫХСОЕДИНЕНИЙСпециальность 05.02.08 – Технология машиностроенияДиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наукНаучный руководитель –кандидат технических наук,доцент А.В. ИгнатовМосква, 20172ОГЛАВЛЕНИЕСтр.ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................... 4ГЛАВА1.СБОРКАНЕПОДВИЖНЫХЦИЛИНДРИЧЕСКИХСОЕДИНЕНИЙ .............................................................................................................................

91.1. Сборка неподвижных цилиндрических соединений в машиностроении ........ 91.2. Применение клеевых соединений в машиностроении при сборкенеподвижных соединений ....................................................................................................... 161.3. Технологический процесс сборки неподвижных клеевых соединений ......... 221.4. Требования к выбору клеевых композиций при сборке неподвижныхсоединений в машиностроении .............................................................................................

35Выводы по главе 1...................................................................................................................... 401.5. Выявленные проблемы процесса сборки неподвижных цилиндрическихклеевых соединений. Цели и задачи исследования ....................................................... 41ГЛАВА2.ПРОЦЕССАРАЗРАБОТКАСБОРКИИТЕОРЕТИЧЕСКОЕРЕГУЛИРУЕМЫХИССЛЕДОВАНИЕЦИЛИНДРИЧЕСКИХКЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ................................................................................................... 432.1.Разработкатехнологическогопроцессасборкирегулируемыхцилиндрических клеевых соединений ................................................................................

432.2. Физические параметры формирования клеевого слоя ......................................... 512.3. Физико-механические процессы в поверхностном слое клеевогосопряжения ................................................................................................................................... 562.4.

Методика проектирования сборки регулируемых цилиндрическихклеевых соединений .................................................................................................................. 59Выводы по главе 2...................................................................................................................... 67ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССАСБОРКИРЕГУЛИРУЕМЫХЦИЛИНДРИЧЕСКИХКЛЕЕВЫХСОЕДИНЕНИЙ ........................................................................................................................... 683.1.

Анализ современных клеевых композиций для сборки цилиндрическихсоединений в машиностроении ............................................................................................. 683Стр.3.2.Разработкаэкспериментальнойустановкидлявыявлениятехнологических параметров сборки .................................................................................. 723.3. Исследование технологических параметров сборки регулируемогоцилиндрического клеевого соединения ............................................................................. 763.3.1. Экспериментальное выявление параметров сборки соединений склеевыми композициями при условии варьирования вязкости ................................

763.3.2. Экспериментальное выявление параметров сборки соединений склеевыми композициями при условии варьирования зазора ..................................... 913.4. Разработка методики сборки регулируемых цилиндрических клеевыхсоединений на основе эмпирических зависимостей .....................................................

96Выводы по главе 3...................................................................................................................... 99ГЛАВА 4. НАЗНАЧЕНИЕ УСЛОВИЙ ПО ВНЕДРЕНИЮ МЕТОДАСБОРКИРЕГУЛИРУЕМЫХЦИЛИНДРИЧЕСКИХКЛЕЕВЫХСОЕДИНЕНИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ ....................................................................

1014.1.Назначениеконструкторско-технологическихрекомендацийпообеспечению качества сборки регулируемых цилиндрических клеевыхсоединений .................................................................................................................................. 1014.2. Исследование структуры трудоемкости метода сборки регулируемыхцилиндрических клеевых соединений .............................................................................. 1054.3.

Экономическое исследование внедрения метода сборки регулируемыхцилиндрических клеевых соединений .............................................................................. 110Выводы по главе 4. .................................................................................................................. 114ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................ 115СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................................

1174ВВЕДЕНИЕСнижение трудоемкости и себестоимости изготовления продукции иповышение качества сборки цилиндрических соединений является важнымусловием развития современного машиностроения. Сборочные операции вмашиностроении характеризуют как самые трудоемкие и ответственные, таккак именно на этом этапе формируется окончательное качество получаемойпродукции. Цилиндрические соединения, встречающиеся в машиностроении,превышаютполовинувсейноменклатурысобираемыхизделийвмашиностроении, по некоторым источникам процент их распространения вмашиностроении доходит до 70%. Использование традиционных методовсборки цилиндрических соединений, таких как соединения с натягом,шпоночные и шлицевые соединения не всегда целесообразно.Современныеметодысборкицилиндрическихсоединенийсиспользованием клеевых композиций имеют ряд особенностей, приводящих кувеличению трудоемкости и себестоимости изготовления продукции, а такжеснижению качества сборки соединений.Изучению клеев посвящено много зарубежных и отечественныхисследований таких ученых, как: Ковачич Л., Кардашов Д.А., Петрова А.П.,Каблов В.А.

и др. Вопросам сборки клеевых соединений посвящены работыЗининой И.Н., Терехина А.В. , Евсеева А.А., Олевского В.А., Плотникова В.М.,Чиж И.С., Беляева В.В., Горшкова Л.В. и других.Научные исследования по сборке клеевых соединений давно и успешнопроводятся на кафедре «Технология машиностроения» МГТУ им. Н.Э.Баумана. В 1970 г. Под руководством д.т.н., профессора Капустина Н.М в1970г. защищена кандидатская диссертация Мельникова Г.Н. на тему:«Исследование работоспособности металлопластмассовой технологическойоснастки» [74]. В 1971 г. под руководством Калинина М.А. в 1971 г.

защищенакандидатскаядиссертацияЯстребовойН.А.натему:«Исследованиетехнологических процессов изготовления лопаток осевых вакуумных машин из5эпоксидных компаундов». [106]. В 1992 г. под руководством к.т.н., доцентаХолодковой А.Г. защищена кандидатская диссертация Голецяна М.Н. на тему:«Исследование и разработка способа автоматизированной сборки клеевыхцилиндрических соединений» [15]. В 2000 г. под руководством к.т.н., доцентаМельникова Г.Н.

защищена кандидатская диссертация Джафаровой ШукуфыИсфендияркызыизготовлениянатему:«Технологическоенаправляющихэлементовобеспечениеметаллорежущихкачествастанковсиспользованием полимера». [19] В 2003 г. под руководством к.т.н. ЯстребовойН.А.защищенакандидатскаядиссертацияИгнатоваА.В.натему:«Исследование и разработка метода герметизации разъемных соединенийтермопластичными материалами в машиностроении»[34].Такой интерес к клеевым соединениям не случаен, так как клеевыесоединения активно применяются при сборке цилиндрических соединений вмашиностроении.

На качество выполнения всего изделия, а также на егосебестоимость непосредственное влияние оказывает уровень выполнениясборочных работ. От качественного выполнения цилиндрических соединенийзависятэксплуатационныеипрочностныехарактеристикиизделия,долговечность, несущая способность и уровень экологической безопасности.Сборка цилиндрических соединений склеиванием имеет ряд преимуществпо сравнению с традиционными методами сборки.

Клеевые соединенияспособны заполнять все микронеровности на поверхности сопрягаемыхизделий,создаваяпрочноеклеевоесоединение.Клеевыесоединенияобеспечивают равномерность распределения напряжений в соединении,способны гасить вибрации и шум. Благодаря применению клеевых соединений,возможно,уменьшитьразмеры,массу,габаритысоединения,объеммеханической обработки, за счет упразднения дополнительных операций.Внедрение клеевых соединений в технологический процесс сборки даетвозможность соединять разнородные материалы и материалы, чувствительныек нагреву, предотвращать возникновение электрической и фреттинг коррозии,за счет исключения контакта металлов друг с другом.

В отличие от сварки6клеевые соединения позволяют исключать искажения формы тонкостенныхсоединений. Процесс сборки клеевых соединений легко поддается механизациии автоматизации, а также относится к безотходным технологиям. Клеевыекомпозицииможнонаноситьнепосредственнонаместесборки,чтообеспечивает снижение трудоемкости процесса сборки и себестоимости за счетисключения затрат на транспортировку и хранение изделия.Несмотря на то, что клеевые соединения давно и активно применяются вмашиностроении,задачарегулированияположенияцилиндрическихсоединений в процессе сборки, которая решается путем использования клеевыхкомпозиций различной вязкости, до сих пор не решены. Данная проблемаособенно актуальна в условиях серийного производства.

Однако она являетсяважной задачей для обеспечения качества изделия при условии снижениятрудоемкости сборки.При сборке цилиндрических клеевых соединений актуальна проблемаперерасхода дорогостоящей клеевой композиции и дальнейшего ее вытеканияиз зоны сборки. Существующие на данный момент методы сборки неучитывают проблему возникновения эксцентриситета при соединении деталей.Для снижения трудоемкости выполнения цилиндрических клеевыхсоединений прибегают к использованию дополнительных устройств имеханизмов, однако это приводит к увеличению себестоимости производимойпродукции.Представленные проблемы приводят к ухудшению качества получаемыхцилиндрических клеевых соединений.Настоящая работа посвящена разработке и исследованию оригинальногометодасборкицилиндрическихсоединений.Методпредполагает:регулирование взаимного положения сопрягаемых деталей, исключениевлияния эксцентриситета при сборке, улучшение качества и внешнего видаизделия,исключениеперерасходаклеевойкомпозиции,снижениетрудоемкости и себестоимости изготовления продукции.