WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В качестве регистрирующего прибора в прецизионной детали и с учётом проведённой тарировки используемых тензорезистров на балке использовался измеритель статических напряжений «Орион». Схемы установки тензорезисторов на прецизионных деталях приведены на рис. 2. Результаты замера квазистатических напряжений в прецизионных деталях золотника и поршня регулятора скорости приведены в таблице.

Квазистатические напряжения на наружной поверхности прецизионной детали
на примере золотника и поршня от действия рабочих нагрузок

Характерные расчётные точки

1

2

3

4

Тензометр

1

2

3

4

золотник

эксп, МПа

-345

-165

190

370

расч, МПа

-288

-139

159

309

поршень

эксп, МПа

-1355

-920

-480

385

расч, МПа

-1130

-768

-404

322

Статическое тензометрирование прецизионных деталей подтвердило высокий уровень квазистатических напряжений на наружных поверхностях. Сравнительный анализ напряженного состояния показал, что разница между расчётными и экспериментальными напряжениями не превышает 15%, что указывает на соответствие расчётной методики МКЭ и экспериментальных методик определения напряжений.

Комплекс аппаратуры, применяемой для исследования гидродинамики масляного слоя, включает трёхканальный усилитель ПТМП-3-55 конструкции НПЦ «ЦНИИТМАШ».

Согласно осциллограмме изменений толщины масляного слоя в узлах трения регулятора скорости дизеля ЧН21/21 КД=1,20.

Анализ распределения зон минимальных толщин масляного слоя позволяет сделать следующие заключения: узлы трения прецизионных деталей регулятора скорости работают в гидродинамическом режиме смазки; на номинальном режиме работы дизеля (n=25 с–1, Рz=13 МПа) при монтажных зазорах в узлах трения прецизионных деталей регулятора скорости 0,1-0,2 мм и максимально допустимой по техническим условиям температуры масла М-14 В2, равной 75°С, минимальная толщина слоя смазки в сопряжениях «прецизионная деталь – направляющая втулка» составляет 3,15 мкм, что выше допустимого значения 2,9 мкм согласно статическим данным аналогов зарубежных дизелей; на режиме холостого хода работы дизеля (n=27,5 с–1, Рz=3,5 МПа) минимальная толщина слоя смазки повышается на 40-50%; повышение температуры масла в корпусе регулятора до 80°С снижает толщину слоя смазки на 10-15%, в результате чего на номинальном режиме работы дизеля hmin в регуляторе скорости уменьшается до 2,73 мкм, что выходит за пределы допустимого значения.

Для экспериментальной оценки коэффициента динамичности КД и его влияния на уровень начальных остаточных напряжений в контрольной пластине после УЗО в ОАО «Волжский дизель им. Маминых» проведены специальные исследования.

На рис. 10 представлена осциллограмма динамических напряжений в консольной пластине в процессе УЗО. Анализ показывает, что напряжения образованы сложением двух вынужденных колебаний первой и второй гармоник.

Рис. 10. Осциллограмма динамического нагружения образца-свидетеля при УЗО

Уровень динамики нагружения консольной пластины в процессе УЗО, оцениваемый коэффициентом динамичности КД, определяется из соотношения КД=1+f/F, где f – относительное динамическое изменение напряжений в пластине – разность между средними значениями пик амплитуды и гармоник; F – среднее относительное значение амплитуды гармоники напряжений в пластине. Согласно осциллограмме КД=1+6,6/33=1,2. Начальные технологические остаточные напряжения в пластине при виброударном нагружении 1 определяются между двумя нулевыми линиями 2 и 3, отмеченными на осциллограмме до и после ультразвукового упрочения.

Принимая во внимание виброударный характер нагружения консольной пластины в процессе УЗО и учитывая при этом амплитуду динамического прогиба при снятии образца, получим для определения нормальных технологических остаточных напряжений

.

Реализация технологии упрочняющей обработки ПАВ и УЗО повышают эксплуатационную надёжность по критерию «коэффициент влияния поверхностного упрочнения» до КV=1,244, который лежит в пределах ГОСТ 25.504-82 – 1,10-1,30.

В пятой главе дано технико-экономическое обоснование совершенствования технологии изготовления прецизионных деталей «тело вращения» на примере золотника и поршня регулятора скорости от внедрения УЗО, который составил 445346,3 руб. и от внедрения и ПАВ – 84894,8 руб. Комплексный годовой экономический эффект от внедрения УЗО и ПАВ составил 530241,1 руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ основных опубликованных материалов показал, что в настоящее время проблема совершенствования технологического обеспечения повышения эксплуатационных свойств прецизионных деталей решается деформационным упрочнением, но имеющийся опыт нельзя привнести на практику без дополнительных исследований.

2. Разработаны методики определения начальных технологических остаточных напряжений в поверхностных слоях прецизионных деталей при совершенствовании технологического поверхностного пластического деформирования. Например, упрочнение наружной шлифованной поверхности прецизионной детали УЗО ликвидирует начальные растягивающие остаточные напряжения, заменяя их начальными остаточными напряжениями сжатия с максимальной величиной на поверхности в 50…200 МПа при глубине упрочнения 0,3…0,4 мм. Указанное обстоятельство повышает эксплуатационную надежность конструкций по критерию «усталостная прочность» на 17,6%.

3. В условиях динамического нагружения масляного слоя прецизионной детали при применении технологического ППД путем использования ПАВ аналитическим методом решена задача определения необходимой величины минимальной толщины масляного слоя в зависимости от максимального давления цикла, упругости, коэффициента динамической вязкости – параметрах, характеризующих поведение масляного слоя при применении ПАВ.

4. Разработан и освоен на практике теоретический метод МКЭ определения напряжённого состояния прецизионной детали «тело вращения». Результаты исследования напряженного состояния в эксплуатационных условиях с применением МКЭ позволяют более верно судить об эксплуатационной надежности конструкций по критерию усталостной прочности.

5. Решением задачи динамического нагружения масляного слоя в прецизионных деталях «тело вращения» в условиях технологического ППД деформирования доказано, что эксплуатационная надежность прецизионных деталей повышается путем снижения коэффициента динамичности КД с 1,18 до 1,0 и минимальной толщины масляного слоя смазки hmin на 18% из-за изменений условий смазки применением ПАВ за счет демпфирующей способности антифрикционной пленки.

6. Результаты экспериментальных исследований материалов образцов на усталость до и после совершенствования технологического ППД свидетельствуют о том, что упрочняющие обработки ПАВ и УЗО повышают эксплуатационную надежность прецизионных деталей по критерию «коэффициент влияния поверхностного упрочнения» до КV=1,244, который лежит в пределах ГОСТ 25.504-82 – 1,10-1,30.

7. Результаты совершенствования технологии УЗО и ПАВ внедрены в производство и эксплуатацию с годовым экономическим эффектом 530241,1 руб.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих 9 работах:

в изданиях, входящих в перечень ВАК:

1. Кудашева И.О. Оценка виброударного нагружения и начальных остаточных напряжений после поверхностного пластического деформирования поршней и золотников регуляторов скорости форсированных дизелей / И.О. Кудашева, С.П. Косырев // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2007. № 3 (27). Вып. 2. С. 48-52.

в других изданиях:

2. Поверхностное пластическое деформирование высоконагруженных деталей транспортных дизелей / И.О. Кудашева, С.П. Косырев, Н.Л. Марьина и др. // Современные технологии в машиностроении: сб. статей ХI Междунар. конф. Пенза: ПДЗ, 2007. С. 62-66.

3. Кудашева И.О. Постановка вопроса повышения эксплуатационной надёжности регуляторов частоты вращения непрямого действия высокофорсированных дизелей / И.О. Кудашева // Проблемы прочности и надёжности строительных и машиностроительных конструкций: межвуз. науч. сб., посвященный 30-летию каф. СММ БИТТУ. Саратов: СГТУ, 2005. С. 293-297.

4. Кудашева И.О. Динамическое нагружение элементов регулятора непрямого действия высокофорсированного дизеля в условиях использования поверхностно-активных веществ / И.О. Кудашева, С.П. Косырев // Векторная энергетика в технических, биологических и социальных системах: докл. 8 Российской научной конференции. Саратов: СООО «АНВЭ», 2005. С. 14-17.

5. Кудашева И.О. Математическая модель напряжённого состояния элементов регуляторов скорости дизелей / И.О. Кудашева, С.П. Косырев // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: материалы Межгос. науч.-техн. семинара. Саратов: «Саратовский ГАУ», 2007. № 19. С. 8-12.

6. Кудашева И.О. Поверхностное пластическое деформирование элементов регуляторов транспортных дизелей / И.О. Кудашева, С.П. Косырев // Проблемы прочности надёжности и эффективности: сб. научных трудов, посвященный 50-летию БИТТУ (филиала) СГТУ. Саратов: СГТУ, 2007. С. 60-64.

7. Кудашева И.О. Особенности применения метода конечных элементов для расчета напряженного состояния поршней и золотников регуляторов скорости форсированных дизелей / И.О. Кудашева // Математическое моделирование, оптимизация техники, экономических и социальных систем. Саратов: СГТУ, 2007. С. 62-70.

8. Кудашева И.О. Технологическое обеспечение усталостной прочности элементов регулятора непрямого действия / И.О. Кудашева, С.П. Косырев, Л.В. Купцова // Векторная энергетика в технических, биологических и социальных системах: научные труды 9 Межвуз. Рос. науч. конф. Балаково: СООО «АНВЭ», 2007. № 1. С. 76-79.

9. Динамическое нагружение поверхностного слоя высокофорсированной детали после поверхностно-пластического деформирования / И.О. Кудашева, С.П. Косырев, Е.А. Горшков и др. // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: материалы Межгос. науч.-техн. семинара. Саратов: «Саратовский ГАУ», 2008. Вып. 20. С. 24-26.

Подписано в печать 14.05.08 Формат 60х84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 0,93 (1,0) Уч.-изд. л. 0,9

Тираж 100 экз. Заказ 125 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»