Обеспечение работоспособности и ресурсосбережения при восстановлении и упрочнении сложнопрофильных шлицевых деталей накаткой (на примере шлицевых деталей автотракторных карданных передач) - Автореферат

Восстановительные же технологии обладают значительными потенциальными возможностями, так как наряду с возобновлением ресурса деталей активно используется и их остаточный ресурс, они прогрессивны также по показателям материалоемкости, так как объемы поверхностей деталей, не подвергающиеся изменениям при эксплуатации, как правило, многократно превышают объемы, приходящиеся на износ. Исследованы и теоретически проанализированы схемы формообразования и напряженно-деформированного состояния процесса восстановления деталей накаткой с профилированием шлицев, необходимые для проектирования оснастки и разработки технологических процессов. Исходя из анализа динамических составляющих работы шлицевого соединения сделаны следующие заключения о износном состоянии и событиях, интенсифицирующих износ: наиболее активное воздействие на работоспособность шлицевых деталей оказывают контактные напряжения , вызывающие изменение размера зуба по ширине; изгибающий момент , возникающий при передаче зубом крутящего момента, вызывает усталостное разрушение зуба у его основания; несовпадение осей шлицевых деталей, имеющее место при увеличении межшлицевого зазора, ведет к изменению размера зуба по высоте; постоянное перемещение шлицевого вала в шлицевой ступице при эксплуатации ведет к неравномерному износу зуба по ширине и высоте по всей его длине; интенсивность изнашивания шлицевых деталей в функции времени от наложения последствий износа резко ускоряется. Исследованиями процесса деформации при принятых факторных областях: N - частота вращения детали - 200 мин-1; ?r - приращение (уменьшение) радиуса - 0,5…2,0 мм; Т - температура преддеформационного нагрева детали - 950 о С и Р - усилие накатки - 200 КН - получена эмпирическая формула без учета эффекта подстуживания детали в функции времени (рисунок 3). Если учесть, что скорость прохода деформирующего инструмента по обрабатываемой поверхности постоянна, то при частоте вращения детали N она будет введена в поверхность на глубину Z за время t = ZTH, следовательно, на глубине ввода инструмента в деталь Z температура ее нагрева изменяется на величину: Т = 950 - ?Т•t или T=950 - ?TZTН.Восстановление шлицевых деталей способами нанесения дополнительных материалов на рабочие поверхности ведет к уменьшению прочностных показателей на 20-25 %, негативное воздействие на ресурс оказывает недостаточная контактная прочность и прочность на изгиб, а также зона термического воздействия от нанесения компенсирующего износ металла по всему профилю, и особенно у основания шлица. Теоретические исследования рабочего процесса позволили выявить, что запас прочности у шлицевых деталей карданных передач, установленный заводом-изготовителем, обеспечивает возможность уменьшения толщины стенок деталей на 10-12 % (2-2,5 мм). Доказано, что наиболее высокой эффективностью обладают технологии, основанные на горячей пластической деформации и перемещении запаса металла накаткой в направлении восстанавливаемого шлица с одновременным размерным профилированием всей его поверхности от основания и до вершины. Теоретически исследованы схемы формообразования деталей с внешним и внутренним расположением шлицев. Предложены расчетные зависимости для прочностного анализа износного состояния шлицевых соединений, определения объемов изношенного и перемещаемого с целью восстановления металла эвольвентного профиля шлица.