Забезпечення якості з’єднань, що обертаються, складанням з термодією - Автореферат

До цього часу вибір технологій складання таких зєднань проводився без порівняльної оцінки та прогнозування якості складання зєднань по параметру биття. Тому стало актуальним для зєднань, що обертаються, знайти адекватну модель биття та за її допомогою, а також одержаних для параметрів моделі оцінок, вирішувати задачі, повязані з вибором технології складання і управлінням якістю технологічного процесу. побудувати модель надійності зєднань, що обертаються, та за її допомогою дати розрахунок часу початку профілактичних робіт цих зєднань з урахуванням вартості ремонту та втрат від відмови, де її причиною є биття. Теоретичні дослідження проводилися на основі використання сучасних досягнень технології машинобудування, фундаментальних положень теорії ймовірностей, математичної статистики та теорії надійності, теорії порядкових статистик, математичного аналізу, обчислювальної математики та програмування. биття технологія випробування зєднання Аналіз даних про якість зєднань, що обертаються, та дослідження технологій складання дозволив обґрунтувати застосування технології з індукційним нагріванням для підвищення їхньої якості, та вперше запропонувати оцінювати та прогнозувати величину биття деталей за малою кількістю випробувань.Тому побудова нової моделі биття, визначення її параметрів та знаходження їхніх оцінок дозволить розробити методику прогнозування величини радіального та торцевого биття за невеликою кількістю випробувань. Побудова цієї моделі робилася наступним чином: биття залежить від двох незалежних один від іншого факторів, тільки припущення Релея, що функція радіусу-вектору має круговий нормальний розподіл, використане у хвильовій теорії світла, замінено на адекватне для биття - що функція радіусу-вектору має степеневий вигляд. Модель без оцінки її параметрів є не робочою, тому були знайдені оцінки параметрів моделі биття (1): методом моментів - оцінка параметра форми : , (3) оцінка верхньої межі : , (4) де - вибіркове середнє, - вибіркова дисперсія;методом, який використовує модальне значення останньої порядкової статистики, , (5) Емпіричні оцінки - характеристики мають такий вигляд : , де n - обєм вибірки, n(r(i)) - кількість значень величин биття до значення ri. або = , де (r, r ?) ?цінка ймовірності p(r, r ?) одержаного значення биття в інтервалі (r, r ? ) при умові, що в інтервалі (0, r) цього значення биття не було, - довжина інтервалу розбиття величин биття. Програма будує гістограму відносних частот з оптимальною кількістю інтервалів (пять), і розраховує та будує криву щільності розподілення величин биття для моделі (1) (рис.3, 4) Розрахунок довів, що для технології пресування середня величина биття =0,0564 мм, оцінка середнього квадратичного відхилення =0,0275мм, оцінка квадрату коефіцієнта асиметрії b1=0,1489, оцінка коефіцієнту ексцесу b2=2,4988.Технологією складання зєднань з натягом, яка дозволила покращити всі показники якості виробу, є технологія з використанням індукційного нагрівання з режимами, що відповідають конструкції. Отримані результати з теоретичних та експериментальних досліджень технології з використанням індукційного нагрівання підтвердили, що такий параметр якості як торцеве биття зубчастого колеса зєднання покращується. Відсоток браку по параметру торцеве биття вінця зубчастого колеса зєднання при використанні технології з індукційним нагріванням скоротився у 3,2 рази. Визначено для яких посадкових діаметрів, рекомендованих ГОСТ посадок при сьомому квалітеті в системі отвору можливо застосовувати складання з індукційним нагріванням зубчастого колеса зі збереженням якісних показників. Так, застосування технології з індукційним нагріванням, що виключають деформації, наслідком яких є збільшення величини биття, рекомендується для посадкових діаметрів, більших за 50 мм.

Основний зміст роботи

Технологією складання зєднань з натягом, яка дозволила покращити всі показники якості виробу, є технологія з використанням індукційного нагрівання з режимами, що відповідають конструкції. Отримані результати з теоретичних та експериментальних досліджень технології з використанням індукційного нагрівання підтвердили, що такий параметр якості як торцеве биття зубчастого колеса зєднання покращується. Локальне нагрівання зубчастого колеса зі ступицею та диском дає допустимі температурні напруження. Відсоток браку по параметру торцеве биття вінця зубчастого колеса зєднання при використанні технології з індукційним нагріванням скоротився у 3,2 рази.

1. Визначено для яких посадкових діаметрів, рекомендованих ГОСТ посадок при сьомому квалітеті в системі отвору можливо застосовувати складання з індукційним нагріванням зубчастого колеса зі збереженням якісних показників. Так, застосування технології з індукційним нагріванням, що виключають деформації, наслідком яких є збільшення величини биття, рекомендується для посадкових діаметрів, більших за 50 мм.

2. Запропонована модель радіального та торцевого биття, яка адекватно описує цей процес, знайдені оцінки її параметрів, що дозволяє прогнозувати величину биття по невеликій кількості випробувань (20-30).

3. Запропонована методика оцінки моделі на адекватність з використанням чуттєвих ? - характеристики та вперше ? - характеристики, яка дозволила ідентифікувати закон розподілу випадкових величин.

4. Розроблена методика розрахунку показників якості технологічного процесу з параметру биття, яка дозволяє проводити аналіз точності та стабільності технологічного процесу складання за параметром биття. При складанні зубчатого колеса з валом з ймовірністю 95% при використанні технології індукційного нагрівання складає 0,0923, 0,923, для пресування 0,1063, 1,063. Це означає, що з гарантією 95% можна стверджувати, що технологічний процес складання зубчастого колеса з валом при використанні індукційного нагрівання забезпечує якість складання з параметру торцеве биття, а пресування - ні.

5. Побудована модель надійності зєднань, що обертаються, та за її допомогою дано розрахунок часу початку профілактичних робіт цих зєднань з урахуванням ціни ремонту та втрат від відмови, де її причиною є биття. Це дозволить у період експлуатації зєднань економічно доцільно проводити профілактичний ремонт.

6. Запропонована методика оцінки часу роботи зєднань, що обертаються, до виходу за допуск по биттю, що дозволяє оцінити час вичерпання технологічного резерву - у період його експлуатації.

7. Розроблена методика порівняння технологій за економічним критерієм з урахуванням відсотку браку за параметром биття, що дає змогу визначити економічну доцільність використання технології складання.

Для розрахунків за запропонованими методиками та аналітичними формулами розроблені компютерні програми в Maple 9.5, що дозволяє швидко одержувати результат.

1. Трищ Р.М., Яновский Ю.А., Ламнауэр Н.Ю. Применение оптимальних линейных оценок для оценки точности механической обработки // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”. Харків: НТУ “ХПІ”. 2004. № 28. С. 157-164.

Здобувач запропонував для малої кількості випробувань оцінювати поле розсіювання розмірів деталей сьомого квалітету, застосувавши порядкові статистики.

2. Ламнауэр Н.Ю., Трищ Р.М. Модель поля рассеивания погрешности геометрической формы и ошибки взаимного положення поверхностей // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”. Харків: НТУ “ХПІ”. 2004. №44. С. 106-110.

Здобувач запропонував адекватну модель биття, для неї знайдені початкові моменти будь-якого порядку. Запропоновано для оцінки адекватності моделі використовувати - характеристику. Методом моментів знайдені оцінки параметрів побудованої моделі.

3. Арпентьев Б.М., Ламнауэр Н.Ю. Оценка качества сборки соединений по критерию биения // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”. Харків: НТУ “ХПІ”. 2005. №9. С. 48-54.

Здобувачем знайдені різними методами оцінки параметрів запропонованої моделі биття.Проведено порівняльний аналіз цих оцінок з використанням методу Монте-Карло. Запропоновано для перевірки на адекватність моделі використовувати - характеристику. Запропоновано визначати показник точності технологічного процесу через верхній поріг биття.

4. Ламнауэр Н.Ю. Оценка надежности изделий порадиальному биению // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”. Харків: НТУ “ХПІ”. 2005. №39. С. 29-33.

5. Ламнауэр Н.Ю. Технологическое обеспечение качества соединений по параметру биения // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”. Харків: НТУ “ХПІ”. 2005. №57. С. 56-61.

6. Ламнауэр Н.Ю., Трищ Р.М., Яновський Ю.А. Анализ точности механической обработки высокоточных деталей // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. Харьков. 2005. Вып.2/2 (14). С. 11-13.

Здобувачем аналізуються існуючі та запропоновані оцінки за методом Монте-Карло поля розсіювання дійсних розмірів виготовлення деталей на предмет їхньої величини похибки та зміщення.

7. Ламнауэр Н.Ю., Трищ Р.М. Оценка радиального биения деталей в машиностроении // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. Харьков. 2005. Вып.1/2 (13). С. 76-78.

Здобувачем запропонована модель для оцінки похибки деталей, що спонукають радіальне биття, з верхнім граничним значенням та методом максимальної правдоподібності, знайдені оцінки її параметрів.

8. Ламнауэр Н.Ю., Трищ Р.М. Анализ оценок точности изготовления деталей на автоматических и полуавтоматических станках // Український метрологічний журнал. Науково-технічне видання. Харків. 2005. №1. С. 24-27.

Здобувачем пропонується використовувати порядкові статистики для оцінки точності механічної обробки заготівок на станках. За малою кількістю спостережень знайдені оцінки поля розсіювання розмірів деталей високоточної обробки.

9. Ламнауэр Н.Ю. Прогнозирование начала времени профилактических работ соединений с ограниченным биением // Високі технології в машинобудуванні. Харків: НТУ “ХПІ”. -2006. І ч. С.245 - 250.

10. Ламнауэр Н.Ю. Об исследовании закона радиального биения втулок // Збірник тез доповідей XXXVIII науково-практичної конференції науково-педагогічних працівників, науковців, аспірантів та співробітників УІПА. Харків: УІПА. 2005. Іч. С. 73.

11. Ламнауэр Н.Ю. Обоснование закона распределения радиального и торцевого биений вращающихся деталей и оценивание его параметров // Неопределенность измерения: нормативные, научные, методические и производственные аспекты: Тезисы докладов научно-технического семинара -Харьков: Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Держспоживстандарт України, Национальный научный центр “Институт метрологии”. 2005. С. 37-38.

12. Ламнауэр Н.Ю. Определение параметров модели биения вращающихся соединений типа “вал - втулка” // Збірник тез доповідей ХХХІХ науково-практичної конференції науково-педагогічних працівників, науковців, аспірантів та співробітників УІПА. Харків: УІПА. 2006. Іч. С. 43.