Повышение точности и равномерности затяжки групповых резьбовых соединений

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

проведен анализ качества изготовления резьбовых деталей М10, сопрягаемых по посадке Н6/§6, который показал, что зазор по среднему диаметру резьбового соединения изменяется от $тт — 0,08 мм до Smax = 0,3 мм; рабочая высота профиля резьбы изменяется от Нтт = 0,375 мм до Нтах = 0,535 мм; изменение внутреннего диаметра резьбы болта составляет Дd1 = 0,175 мм.

Изменение рабочей высоты профиля приводит к изменению площади контакта, что приводит к изменению удельного давления на витке резьбы в пределах ± 32 %; разброс величины внутреннего диаметра болта приводит к ошибке расчетного значения усилия затяжки в пределах ± 6,5 %

без учета погрешности конкретного метода и способа контроля. Такое изменение внутреннего диаметра болта ведет к погрешности усилия затяжки резьбового соединения даже при прямом контроле величины деформации тела болта в пределах ±10 %.

Таким образом, для обеспечения высокой точности и равномерности затяжки ответственных резьбовых соединений с контролем по величине крутящего момента на ключе резьбозавертываю-щего инструмента необходимо знать качество изготовления резьбового крепежа, что позволит учесть его отклонения при расчете заданного усилия затяжки.

V. D. Utenkov, K. I. Laletin, M. V. Utenkov, T. A. Tumakova, A. V. Kazakov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

INFLUENCE OF ACCURACY OF MANUFACTURING OF CARVING FIXTURE ON QUALITY OF A TIGHTENING OF SCREW CONNECTIONS

The questions presented in the work are ones about communication of manufacturing quality of details of carving fixture with accuracy of maintenance of the set effort of an tightening at its control over size of the twisting moment on a key. Influence ofprecision parameters offixture on size of an error of the controllable twisting moment on a key is determined at assembly of units offlying devices.

© Утенков В. Д., Лалетин К. И., Утенков М. В., Тумакова Т. А., Казаков А. В., 2009

УДК 621.88.088

В. Д. Утенков, Д. П. Попов, М. В. Утенков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ И РАВНОМЕРНОСТИ ЗАТЯЖКИ ГРУППОВЫХ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Рассматриваются вопросы повышения равномерности затяжки групповых резьбовых соединений в условиях автоматизированной сборки. Приведены результаты испытаний резьбозавертывающего оборудования с предельными муфтами крутящего момента на ключе и с системой активного контроля усилия затяжки по величине момента затяжки и определены его технологические возможности.

Надежность и работоспособность резьбовых соединений в конструкциях машин определяется качеством их затяжки, которая характеризуется следующими показателями: величиной предварительной затяжки; точностью достижения этой величины при сборке на каждом одиночном соединении; равномерностью затяжки групповых резьбовых соединений; стабильностью затяжки в процессе эксплуатации. Если первый и четвертый показатели зависят от правильности принятия конструкторского решения из условий прочности, плотности соединений и выбора материалов резьбовых деталей, то второй и третий показатели обеспечиваются технологически, выбором средств и методом контроля усилия затяжки.

В условиях автоматизированного производства, при сборке резьбовых соединений, наиболее широкое применение нашло резьбозавертываю-щее оборудование с контролем усилия затяжки по величине момента, развиваемого на ключе и ограничиваемого различными типами муфт, более точными из которых являются пневмоинструмен-ты, оснащенные предельными муфтами (коэффициент относительной неравномерности по моменту уМ = 0,08...0,15 и усилию yQ = 0,12...0,25 затяжки) [1; 2]. Наиболее эффективным методом повышение равномерности затяжки групповых резьбовых соединений является применение оборудования с системами активного контроля мо-

Решетневские Чтения

мента [2], для чего была предложена конструкция пневмогайковерта с системой активного контроля крутящего момента на ключе.

Для определения технологических возможностей предложенного резьбозавертывающего оборудования были проведены сравнительные испытания по точности достижения и равномерности усилия затяжки с пневмогайковертом (как наиболее точным), оснащенным предельной муфтой. Испытывались одиночные гайковерты и многошпиндельные установки, смонтированные на их основе. Испытания проводились по стандартной методике, а обработка полученных данных осуществлялась с использованием методов математической статистики [3].

При проведении испытаний были получены следующие данные: для устройств с предельной муфтой величина контролируемого момента затяжки при испытаниях одношпиндельного гайковерта была стабильна в пределах ±9 %, что сопровождается неравномерностью усилия затяжки в пределах ±13,5 % (уМ = 0,09; yQ = 0,14); для многошпиндельной установки были получены уМ = 0,121 и YQ = 0,215, что соответствует в процентах изменению неравномерности, по сравнению с одношпиндельной установкой, момента на ±17 %, а усилия затяжки на ±27 %; неравномерность затяжки соединений гайковертом с системой активного контроля составила по моменту ±3 % и по усилию ±4,5 % (уМ = 0,029; yQ = 0,045); для многошпиндельной установки с системой активного контроля были получены уМ = 0,069 и YQ = 0,125, что в процентном соотношении составляет по моменту ±7,5 %, а по усилию ±11,6 %; центры группирования распределений величин моментов и усилий затяжки во всех случаях проведения испытаний для устройств с предельными муфтами сдвинуты в сторону уменьшения заданной величины контролируемого параметра, что можно объяснить принципом работы таких механизмов; результаты испытания гайковерта с пре-

дельной муфтой хорошо согласуются с данными научно-технической литературы [1].

Таким образом, анализируя полученные результаты испытаний, можно сделать следующие выводы: в условиях автоматизированного сборочного производства ответственных групповых резьбовых соединений, при использовании резь-бозавертывающего оборудования с предельными муфтами крутящего момента, невозможно достичь заданного качества их затяжки без применения дополнительных мер по контролю усилия затяжки и их дотяжки до заданной величины; наиболее эффективным путем повышения качества сборки ответственных групповых резьбовых соединений является применение сборочного оборудования с системами активного контроля усилия затяжки, что позволяет снизить неравномерность их затяжки почти в три раза по сравнению с наиболее точным оборудованием, применяемым на сборочных линиях; независимо от применяемого оборудования, метода контроля усилия затяжки и его точности невозможно достичь полной равномерности затяжки групповых резьбовых соединений без учета их конструктивных особенностей и условий сборки [3; 4].

Библиографический список

1. Новиков, М. П. Основы технологии сборки машин и механизмов / М. П. Новиков. М. : Машиностроение, 1980.

2. Ланщиков, А. В. Технология и оборудование автоматизированной сборки резьбовых соединений / А. В. Ланщиков. В. Б. Моисеев. Пенза : Пенз. гос. ун-т, 1999.

3. Утенков, В. Д. Влияние технологических факторов на точность и равномерность усилия затяжки ответственных резьбовых соединений в условиях автоматизированной сборки : автореф. дис. ... канд. техн. наук / В. Д. Утенков. М. : МАМИ, 1984.

4. Иосилевич, Г. Б. Затяжка и стопорение резьбовых соединений : справ. / Г. Б. Иосилевич, Г. Б. Строганов, Ю. В. Шарловский. М. : Машиностроение, 1985.

V. D. Utenkov, D. P. Popov, M. V. Utenkov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

ACCURACY AND UNIFORMITY INCREASE OF THE TIGHTENING OF CLUSTERED SCREW JOINT

The article is concerned with the questions of uniformity increase of the tightening of group carving connections in conditions of the automated assembly. The test results of the thread calipers equipment with limiting clutch of the twisting moment on a key and with the active control system of tightening force on the size of the tightening moment are presented and technological opportunities are determined.

© Утенков В. Д., Попов Д. П., Утенков М. В., 2009