Введение к работе
Актуальность работы. Подшипники качения широко используются во многих узлах машин и механизмов, и от работоспособности подшипников в узле во многом зависит надежность работы машины в целом.
Как показывает практика, качество изготовления подшипников качения в значительной мере определяет конкурентоспособность отечественных изделий на мировом рынке. Однако стандартные технологии изготовления подшипников, в том числе и роликовых, не всегда обеспечивают необходимые точностные и качественные показатели, которые окончательно формируются на заключительных операциях технологического процесса механической обработки.
Вместе с тем известно, что значительно повысить качество изготовления подшипников позволяет применение методов доработки в собранном виде. В идеале эти методы должны обеспечивать оптимальную внутреннюю геометрию подшипника, которую невозможно получить другими способами. Однако известные способы доработки малопроизводительны, громоздки, трудны в осуществлении и практически не пригодны для использования в промышленном производстве.
Поэтому исследования в области создания новых технологических методов окончательного формообразования рабочих поверхностей деталей подшипников, лишенных указанных недостатков, позволят повысить качество обработки деталей, а значит, и эксплуатационные свойства всего изделия.
Цель работы. Повышение качества изготовления колец роликовых подшипников на основе применения ускоренной имитационной доработки в собранном виде и исследования механизма формообразования рабочих поверхностей дорабатываемых деталей.
Методы исследования. Исследование вопросов стабильности формирования рабочих поверхностей деталей подшипников на заключительной стадии механической обработки осуществлялось с использованием математического аппарата теории вероятностей и математической статистики. Исследования закономерностей формообразования профиля дорабатываемых деталей в процессе ускоренной имитационной доработки в собранном виде выполнялись на основе методов технологии машиностроения и математического анализа. Для получения количественной оценки влияния технологических факторов ускоренной имитационной доработки в собранном виде на исследуемые показатели применялось моделирование на основе многофакторных планируемых экспериментов. Опыты производились на экспериментальной установке с использованием современных средств измерения. Обработка результатов исследований производилась с использованием компьютерных программ.
Научная новизна. Исследованы закономерности перемещения деталей роликоподшипника в процессе его ускоренной доработки в собранном виде. Научно обосновано направление дальнейшего совершенствования процессов окончательной доработки прецизионных поверхностей деталей на основе применения имитационных методов, позволяющих формировать на обрабатываемой поверхности
макро- и микрогеометрические параметры, близкие к эксплуатационным, что способствует значительному повышению работоспособности шариковых и роликовых подшипников. Разработана математическая модель формообразования профиля рабочих поверхностей деталей в процессе их совместной доработки, учитывающая влияние на объем удаляемого металла кинематических факторов и геометрических характеристик дорабатываемого подшипника. Выявлены закономерности формирования величины выпуклости рабочих поверхностей дорабатываемых деталей, а также увеличения радиального зазора в роликоподшипнике.
Практическая ценность. Разработан способ ускоренной формообразующей доработки деталей роликоподшипника в собранном виде, позволяющий обеспечивать заданную величину радиального зазора в дорабатываемом подшипнике. На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований предложена имитационная технология совместной доработки деталей роликоподшипника в собранном виде, лишенная недостатков, присущих известным методам доработки подшипников в сборе.
Реализация работы. Разработанная технология совместной доработки деталей роликоподшипника в собранном виде, а также рекомендации по ее наиболее эффективному использованию переданы для внедрения в Саратовское научно-производственное предприятие нестандартных изделий машиностроения и ФГУП «Саратовский завод приборных устройств» (СЗПУ). Планируемый минимальный годовой экономический эффект от использования на ФГУП «СЗПУ» подшипников, изготовленных по предложенной технологии, составляет более 800 тыс. руб.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных конференциях «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (Волжский, 2006), «Повышение качества продукции и эффективности производства» (Курган, 2006); «Математические методы в технике и технологиях» (Саратов, 2008); Всероссийской научно-технической конференции «Автоматизация и производственный контроль» (Тольятти, 2006); научно-технических семинарах кафедры «Технология машиностроения» СГТУ (Саратов, 2007, 2008). В полном объеме работа доложена на заседании кафедры «Технология машиностроения» СГТУ (Саратов, 2008).
Публикации. По материалам исследований, представленных в диссертации, опубликовано 7 печатных работ, одна из них в журнале, включенном в перечень ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 178 страниц текста, в том числе 51 рисунок, 11 таблиц, список литературы из 126 наименований.
