Способ сборки подвижного соединения типа вал-втулка

( 9) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(71) Куйбышевский политехнический институт им, В.В,Куйбышева(56) Авторское свидетельство СССР М 609932, кл. Г 16 С 43/02, 30.09,75.(54) СПОСОБ СБОРКИ ПОДВИЖНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТИПА ВАЛ-ВТУЛКА(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к сборке деталейкривошипно-шатунных механизмов, подИзобретение относится к области машиностроения, механосборочному производству, а именно сборке деталей кривошипно-шатунных механизмов, подшипников скольжения.Цель изобретения - увеличение срока службы соединения и повышение производительности сборки.На фиг. 1 изображена схема сборки деталей; на фиг, 2 - график, иллюстрирующий образование равновесной шероховатости в соединении,Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.В процессе трения и изнашивания микро- геометрия контактирующих поверхностей изменяется. При этом наибольшие изменения претерпевает более мягкая из сопряженных поверхностей. Ее микрогеометрия быстрее в процессе приработки приобрета)5 В 23 Р 11/02, Е 16 С 43/02 шипников скольжения. Цель иэобретения - увеличение срока службы соединения и повышение производительности сборки. Установку вала (В) 1 во втулку 3 осуществляют, вращая В 1 и одновремненно воздействуя на него продольными ультразвуковыми колебаниями, которые снимают после образования на поверхности В 1 равновесной шероховатости. После этого воздействуют поперечными ультразвуковым колебаниями на втулку 3, йе переставая вращать В 1, колебания снимают после образования на сопрягаемой поверхности втулки равновесной шероховатости. Контроль качества соединения осуществляют в течение всей сборки. 2 ил. ет равновесную шероховатость. Под термином "равновесная шероховатость" понимается шероховатость, устанавливающаяся на фрикционном контакте при трении после завершения процесса приработки, Поэтому при сборке соединения вал - втулка подают продольные ультразвуковые колебания на вал 1 посредством концентоатора 2 ультразвукового преобразователя. Это приведет к снижению его твердости (НВ = со). При введении вала 1 во втулку 3 с вращением микрогеометрия его поверхности приобретает равновесную шероховатость, При достижении на цилиндрической поверхности вала 1 заданного значения координаты осевого перемещения втулкой 3 подача ультразвуковых колебаний на вал 1 прекращается после совершения одного или нескольких полных оборотов без осевого перемещения. После этого подаются поперечные ультра 1682111звуковые колебания на втулку 3 посредством концентратора 4 ультразвукового преОбразовз геля (вращениесохраняется). В этом случае более мягкойстановится поверхность втулки 3 и черезнекоторое время она приобретает равновесную шероховатость, что контролируется специальными методами измерения.Момент завершения приработки соответствует переходу в упругую область контактирования микронеровностей, При этомповерхностный слой сопрягземых поверхностей получает упрочнение, так как приультразвуковой пластической деформациипроисходит увеличение плотности дислокаций, Взаимное пересечение и взаимодействие их друг с другом, торможение их напрепятствиях.Момент достижения оптимальных характеристик конта ктируащих поверхностей фиксировался по следующимпоказателям процесса сборки,Завершение приработки соответствуетпереходу в упругую область контактирования микронеровностей. При этом площадьконтакта сопрягаемых поверхностей увеличивается и вследствие этого между нимиулучшаются условия передачи акустическойэнергии, Поэтому, поместив на вал 1 приемный датчик(на фиг. 1 не показав) (на заключительном этапе ультразвуковые колебанияполучает только втулка), можно оценивать впроцессе сборки момент достижения оптимальных характеристик качества поверхности. При улучшении акустическогоконтакта между втулкой 3 и Взлом 1 в по"следнем возникают упругие колебаниясопровождающиеся увеличением амплитуды. Приемный датчик (пьезоэлемент), контактирующий с поверхностью Вдлзвоспринимает эти колебания и передает ихв виде электрических сигналов на усилитель, на выходе которого установлено реле,управляющее отключением ультразвуковыхколебаний при достижении их максимального значения на вале (усилители, реле и генераторы УЗК на фиг. 1 также не показаны).Завершение приработки сопровождается уменьшением коэффициента трениямежду сопрягземыми поверхностями и стабилизация его на определенном уровне. Всвязи с этим достижение требуемых характеристик качества соединения можно фиксировать, измеряя момент при вращениивала 1 во втулке 3. Ультразвуковые колебания, подаваемые на вулку 3, периодическиотключаются, и производится измерениемоментов М 1; М 2 .М 1 л. Электрические сигналы, соответствующие этим моментам,сравниваются, и при Выполнении условия20 )5 30 35 40 45 50 Мп- Мп 1 Ь,где Ь- заданная величина, близкая к нулю, ультразвуковые колебания на втулку больше не подаются. Процесс сборки заканчивается,Таким образом, способ обеспечивает улучшение качества подвижных соединений вал - втулка путем повышения их точности за счет образования равновесной шероховатости непосредственно в процессе сборки, а также упрочнения поверхностного слоя, что увеличивает долговечность узла. Контроль достижения оптимальных характеристик качества сопрягаемых поверхностей непрерывно ведется в процессе сборки методами измерения рассеяния энергии колебаний в цилиндрическом сопряжении или момена рения в сопряжении,П р и м е р, Исследования показали, что для достижения равновесной шероховатости в условиях высокочастотного ультразвукового взаимодействия поверхностей по предлагаемому способу необходимо 5,12 с в зависимости от физико-механических характеристик материалов. Вал 1 и втулка 3 выполнены из стали 45. Апмлитуда ультразвуковых колебаний Аузк = 20 мкм, частота 1 узк = 20 кГц.Из приведенных зависимостей видно, что через 68 с образуется равновесная шероховатость как на вале 1, так и на втулке 3. Вместе с тем, увеличение времени контактирования поверхностей с ультразвуковыми колебаниями до 50.60 с резко ухудшает поверхности, что связано с образованием мостиков сварки из-за интенсивного выделения тепла вследствие высокочастотных пульсаций деталей,Проведено теоретико-экспериментальное обоснование выбора времени для образования равновесной шероховатости в сопряжении. Контактные давления оказывают влияние на интенсивность процесса приработки, .рассчитывают давлением в контакте при ультразвуковой сборке,Упругие продольные колебания вала под действием ультразвука сопровождаются изменением его диаметра. При этом площадь вала составитГ 1 = Г(1 - Ер )2, (1) где Е 1 - площадь деформированного валб - абХ,Р - площадь недеформировзнного ва 2лз:Г =-4 1е - относительная продольная деформация вала;Составитель О. МороТехред М. Моргентал ктор Т. Палий Редактор Е. Папп Ко Заказ 3369 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ский комбинат "П оизводственно-и, г, Ужгород, ул.Г гарина, 1 ели д,И Гпя ипняатип нан пйсунпсти,г.Я