Диссертация (1173120), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Разработать алгоритм оценки точности клееклепанного соединения взависимости от конструкторско-технологических факторов;82.Разработатькритериивыбораклеев-расплавовдлясозданияклееклепанных соединений при ремонте автомобильных кузовов;3. Исследовать свойства клееклепанного соединения при использованииклеев-расплавов;4.Разработатьтехнологическиепроцессысозданияидемонтажаклееклепанных соединений с использованием клеев-расплавов при ремонтеавтомобильных кузовов;5.Определитьтехнико-экономическуюэффективностьпримененияклееклепанной технологии при ремонте автомобильных кузовов.Объектом исследования являются кузовные элементы автомобилей, присборке которых используется технология клепки.Предметом исследований является способ и технология создания идемонтажа клееклепанных соединений автомобильных кузовов с использованиемтермопластичных клеев-расплавов в условиях авторемонтного производства.Методология и методы исследования оценки качества предлагаемыхновых технических решений включают в себя экспериментальные методыопределения прочности клееклепанных соединений, проведение их лабораторныхи эксплуатационных испытаний.
Предлагаемые методы и подходы базируются наосновных положениях теории надежности машин, теории упругости, теорийнеупругогоповеденияполимерныхматериалов,методовпланированияэксперимента, на экспериментальном исследовании прочности и сопротивленияусталости образцов, изготовленных с использованием клееклепанной технологии.Теоретические и экспериментальные исследования проводились автором вМАДИ на кафедре «Производство и ремонт автомобилей и дорожных машин» впериод с 2012 по 2018 гг.Научная новизна работы заключается в:- разработке алгоритма принятия эффективных конструкторско-техническихрешений создания клееклепанных соединений с учетом взаимосвязанностиконструкторскихпроизводства;итехнологическихэтаповвусловияхавторемонтного9- установке закономерностей между физической природой клея итехнологией клееклепки для условий авторемонтного производства;- анализе влияния точности изготовления сопрягаемых деталей иреологическихсвойствклеевнакачествополучаемыхклееклепанныхсоединений;-разработкеметодикипоидентификациисвойствклееклепанныхсоединений на микро- и макроуровнях;- разработке аналитического решения, позволяющего оценивать кинетикупроцессов растекания клеев-расплавов по поверхности деталей автомобилей,подлежащих ремонту по клееклепанной технологии.Теоретическую и практическую значимость диссертационной работысоставляет:- исследование влияния клеевых материалов на ремонтопригодностьклееклепанных соединений при ремонте автомобильных кузовов;- разработка методики выбора клея-расплава для создания клееклепанныхсоединений в условиях авторемонтного производства;- исследование влияния волнистости поверхностей склепываемых деталейна характеристики качества клееклепанного соединения;- изучение параметрической взаимосвязи характеристик технологическихпроцессов получения клееклепанных соединений на микро- и макроуровнях;- совершенствование технологии клееклепки в условиях авторемонтногопроизводства путем применения новых перспективных клеевых материалов,обеспечивающихполучениезаданныхэксплуатационныххарактеристикклееклепанного соединения с возможностью его дальнейшего демонтажа.Положения, выносимые на защиту:- методика расчета прочности клееклепанного соединения с учетом влиянияшероховатости и волнистости поверхностей склепываемых деталей;-рекомендацииповыборуклеевсзаданнымиструктурнымихарактеристиками в зависимости от эксплуатационных свойств соединяемыхдеталей путем клееклепки;10- результаты экспериментальных исследований физико-механическихсвойств клееклепанных соединений при монтаже и демонтаже в зависимости отиспользуемых клеевых материалов;- технико-экономическое обоснование выбора клея-расплава, как наиболееперспективного клеевого материала при создании клееклепанного соединения вусловиях авторемонтного производства.Степень достоверности и апробация работы:Контрольдостоверностиполученныхрезультатовосуществлялсясопоставлением теоретических положений с экспериментальными данными,полученных при проведении лабораторных испытаний большого количестваопытных образцов, и реальных конструкций.Эффективностьтеоретическихиэкспериментальныхрезультатовподтверждена актами о внедрении результатов диссертационной работы:- в ООО «ПАНАВТО» при разработке рекомендаций по выбору клеевыхматериалов для создания клееклепанных соединений при ремонте автомобилеймарки «Mercedes-Benz»;- в ООО «Промышленно-Коммерческая Фирма «Вертикаль» при созданиитехнологических инструкций по применению полимерных материалов присоздании клееклепанных соединений с различными типами клеевых материалов иразличными типами заклепок;-вучебномпроцессеМосковскогоавтомобильно-дорожногогосударственного технического университета (МАДИ) при подготовке студентов,обучающихся по программам бакалавриата и магистратуры по направлениям«Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» (23.03.03 и23.04.03) и «Машиностроение» (15.03.01 и 15.04.01) и специалитета по профилю23.05.01«Подъемно-транспортные,строительные,дорожныесредстваиоборудование», а также при написании кандидатских диссертаций.Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующихконференциях, семинарах, выставках: выставке научных достижений МАДИ,Россия, Москва, 9-11 октября 2014 г.; научно-методических и научно-11исследовательских конференциях МАДИ с 2013-2018 гг.; международных научнотехнических конференциях «Современные достижения в области клеев игерметиков.
Материалы, сырье, технологии», Россия, Дзержинск, 17-19 сентября2013 года и 13-15 сентября 2016 года; международных научно-техническихконференциях «Интерстроймех - 2015», Россия, Казань, 9-11 сентября 2015 г и«Интерстроймех - 2016», Россия, Москва, 10-14 октября 2015 г.; VIIIмеждународной научно-технической конференции «Наукоемкие технологии насовременном этапе развития машиностроения», Россия, Москва, 19-21 мая 2016г.; международной конференции «Современные направления и перспективыразвития технологий обработки и оборудования в машиностроении», Россия,Севастополь, 11-15 сентября 2017 г.Публикации:По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, из них 3 статьиопубликовано в изданиях, входящих в «Перечень рецензируемых научныхизданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результатыдиссертаций на соискание ученой степени кандидата наук и доктора наук», 3работы опубликованы в изданиях, входящих в базу цитирований Scopus.
Порезультатам работы получен Патент на полезную модель (№159784 от27.01.2016). В печатных работах подробно изложено содержание всех основныхразделов диссертации, выводы и результаты работы.Структура и объем диссертации:Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, спискаиспользованной литературы из 119 наименований, в том числе 11 на иностранномязыке, а также 1 приложения. Работа содержит 142 страницы основного текста,включающего 21 таблиц, 43 рисунков и 1 приложение на 3 страницах.12ГЛАВА 1.
СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСАВданномразделеприводятсярезультатылитературногообзора,проведенного по изучению технологии клепки и клееклепки при производстве иремонте автомобильных кузовов, рассматриваются их основные отличия иобласти применения. На основании проведенного анализа работ по данной темеустановленынаиболееактуальныепроблемывобластипримененияклееклепанных соединений при ремонте автомобильных кузовов, требующиерешения, сформулирована цель и задачи работы.1.1.
Особенности применения традиционной клепанной технологии припроизводстве и ремонте автомобилейКлепкой называют технологический процесс получения неразъемногосоединения путем осаживания выступающей части стержня заклепки иформирования из нее замыкающей головки требуемой формы и размера [64, 88].Заклепочные соединения могут быть получены и без использования заклепки, т.е.непосредственным склепыванием двух деталей.Клепка, как технологический процесс, известна с давних пор, этойтехнологии более 2000 лет. Часто археологи находят при раскопках различныепредметы, в которых применялся данный метод соединения.
В начале 19-го векаона использовалась как один из главных методов получения неразъемныхсоединений металлов, так например известная всем Эйфелева башня в Парижесобрана непосредственно с применением заклепок. Но в связи с развитиемсварных технологий, клепка была отодвинута на задний план и применялась всереже.Сначаломпримененияразнородныхматериаловвразличныхпроизводствах, где требовалось получение неразъемных соединений, клепкаопять вышла на передний план [43].13Клепка лучше других технологий подходит для соединения высокопрочныхсталей, алюминия, магния и искусственных материалов, то есть тех материалов,которые сегодня широко используются в различных областях промышленности, ав большей степени в авиа- и судостроении. В последнее время клепку все чащесталиприменятьивавтомобилестроениивсвязисприменениемвышеупомянутых разнородных материалов.
Благодаря ей, можно скреплятьдетали без отрицательного воздействия на них. Детали не подвергаютсясущественному нагреванию, а значит риск коробления сведен, в данном случае, кминимуму. Отсутствует образование вредных производственных паров ииспарений, выделяемых при сварке и пайке.Чаще всего клепка используется при сборке листовых деталей. Но, несмотряна отсутствие вредного влияния, как на металл, так и на человека, заклепочныесоединения являются более трудоемкими и их обычно применяют только в техслучаях, когда другие способы сборки неприменимы по конструктивным илитехнологическим соображениям, например при сборке пассажирского самолетаприменяют до 2,5 млн.
шт. заклепок.В зависимости от прочности и герметичности, все заклепочные соединенияподразделяют на две группы:1 группа – силовые;2 группа – силовые плотные.Соединения первой группы используются при сборке металлическихсоединений, работающих без давления. Соединения второй группы применяютсяпри сборке конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ), атакже в металлических конструкциях, работающих под давлением (например,трубопроводы).Можно выделить следующие, основные преимущества заклепочныхсоединений:- высокая стойкость к вибрационным и ударным нагрузкам;- универсальность, т.е.
возможность получения неразъемного соединения вконструкциях, когда другие способы сборки не применимы;14- стабильность и контролируемость качества сборки.Недостатком заклепочных соединений является:- высокая трудоемкость изготовления;- повышенный расход металла;- ослабление сечения деталей отверстиями;- концентрации напряжений;- нарушение гладкости наружных поверхностей.Также к основным недостаткам заклепочных соединений относится высокаятрудоемкость, так как для обеспечения требуемой прочности клепанныхконструкций требуется постановка заклепок с небольшим шагом и применениемногорядных швов. Это приводит к большому расходу заклепок, увеличиваеттрудоемкость и утяжеляет конструкцию. Отверстия в соединяемых деталяхявляются источником концентрации напряжений, причиной возникновенияусталостных трещин и часто приводят к нарушению герметичности конструкции.Ещеоднимнедостаткомзаклепочныхсоединенийявляетсяихнегерметичность и, как следствие этого, низкая коррозионная стойкость.
Вомногом именно по этой причине заклепочные соединения постепенно заменяютна сварные.Существенный вклад в развитие технологических методов применениязаклепочных соединений в различных отраслях промышленности внесли работыГригорьева В.П., Орлова Л.Н., Рычина С.А., Колганова И.М. [42, 61, 81, 88] и др.Однако,всвоихгерметичностиработахзаклепочныхонинерассматривалисоединенийпутемвопросыповышенияиспользованияклеевыхматериалов.Нарушение герметичности происходит и после герметизации заклепочногосоединения, так как велика вероятность возникновения электрохимическойкоррозии. При постановке заклепок в крупногабаритных деталях с большимчислом отверстий имеет место несовпадение отверстий из-за взаимного смещениядеталей. Использование поверхностной герметизации позволяет лишь частично15решить проблему обеспечения герметичности соединения. Этих недостатковотчасти лишены клееклепанные соединения.1.2.Существующие технологии создания клееклепанных соединенийВ настоящее время все больше производителей автомобилей начинаютприменять в своих кузовах новые облегченные материалы, позволяющие снизитьвес автомобиля и тем самым уменьшить потребление топлива.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
