CC BY
42
Экспериментальные исследования доводки уплотнительного торца корпуса форсунки
А. М. Дмитриев, аспирант, ОренбургскийГАУ
Наиболее распространенным и вместе с тем наиболее трудоемким методом окончательной обработки деталей является механическая абразивная доводка.
Факторы, определяющие выходные параметры (показатели) процесса доводки: производительность, величина съема материала детали и показатели качества обработки (точность геометрической формы и размеров обработанной поверхности детали, микро- и субмикро — геометрию поверхности и состояние поверхностных слоев) можно разделить на четыре группы:
1. Технологические — качественные факторы (род абразива и рабочей жидкости абразивной суспензии, материал притира и детали, состояние их поверхностных слоев), количественные факторы (зернистость абразива, давление, соотношение жидкой и твердой составляющих суспензии и т.д.).
2. Кинематические — соотношение угловых скоростей и линейных размеров звеньев исполнительного механизма доводочного станка, определяющие величину и законы изменения скорости к и ускорения а относительного движения детали.
3. Динамические — средняя величина и закон и изменения силы взаимодействия детали через абразивную прослойку с притиром, лежащей в плоскости, касательной к поверхности контакта детали с притиром, а также
амплитудно-частотные характеристики процесса.
4. Геометрические — точность геометрической формы рабочей поверхности притира и деталей, форма и размеры канавок для подвода абразивной суспензии и т.д.; к геометрическим факторам относится масштабный фактор — соотношения линейных размеров обрабатываемых поверхностей деталей и притира.
Для создания управляемого процесса доводки для конкретных условий необходимо стабилизировать все факторы процесса, кроме давления, скорости и толщины (зазора) прослойки. Тогда основными факторами, влияющими на износ ¿/детали, будут являться зависимые переменные: давление ри независимая переменная — время ї. Изменение толщины абразивной прослойки в зоне контакта «деталь — притир» будет определять величину контактного давления.
Экспериментальные исследования заключались в проверке соответствия теоретических зависимостей реальным процессам. В частности, исследована зависимость шероховатости доведенной поверхности от соотношения нормального давления р, времени доводки їи зернистости притирочных паст. Была проведена серия лабораторных экспериментов по доводке уплотнительных торцов корпусов форсунок.
Эксперименты были спланированы по частной методике. Диапазоны значений основных параметров доводочного процесса (нормальное
Рис. 1 - Плоскодоводочный станок
давление, скорость, угол пересечения штрихов, время доводки и др.) были выбраны в соответствии с нормативами, принятыми для мелкосерийного производства.
Исследования были проведены на переоборудованном на кафедре «Ремонт машин» Оренбургского ГАУ плоскодоводочном станке 3Е814 (рис. 1).
Изготовленные узлы и детали монтируются на универсальном доводочном станке и состоят из притирочной плиты 1, установленной на столе 2 станка, «кассетницы» 3, жестко соединенной с валом. Вал в свою очередь соединен с выходным валом мотор-редуктора 4, который вертикально закреплен на раме 5. Рама установлена на штоке станка. Шток 6 позволяет совершать перемещения в вертикальной плоскости при помощи пневмоцилиндра. Процесс притирки производится качественно, если движения, совершаемые деталью, будут сложными (т.е. сочеталось вращательное и возвратно-поступательное движения). Для выполнения этого условия приспособление имеет специальный механический привод 7.
Приспособление работает следующим образом: плита с подобранными по группам износа и отшлифованными корпусами форсунок устанавливается в рамку «кассетницы». Шток пневмоцилиндра станка опускает приспособление на притирочную плиту. Пружины «кассетницы»
обеспечивают равномерность прижатия обрабатываемых торцов к плоскости притира. При работе станка приспособление совершает вращательное и возвратно-поступательное движение, за счет этого притираемые детали совершают сложное движение, которое можно описать уравнениями:
где L — длина шатуна; е — эксцентриситет; г — радиус кривошипа;
Я — расстояние от центра приспособления до детали;
\м — угловая скорость мотор-редуктора; п — передаточное отношение цепной передачи; t— время.
Измерение шероховатости доведенной поверхности образцов производилось на профи-лометре мод. 283, позволяющем определять зна-
Ка = ,18802 - ,0013 * t СоггеІайоп: г = -,5505
Рис. 2 - Зависимость влияния времени притирки на качество доведенной поверхности
Рис. 3 - Зависимость шероховатости доведенной поверхности от величины нормального давления детали на притир и времени доводки
7
чения шероховатости поверхности по параметру |?а (ГОСТ 2789-73)[1].
Для определения влияния нормального давления, времени притирки и зернистости притирочных паст на шероховатость доведенной поверхности были проведены опыты по доводке уплотнительного торца корпуса форсунки притирочными пастами (ГОИ, эльборовыми пастами зернистостью МЗО, М20).
Обработку опытной информации проводили при помощи прикладной программы для ПК «БТАПБПСА» StatSoft.lnt.f2].
Были получены уравнения регрессии шероховатости поверхности от величины давления детали на притир (рис. 2), зернистости пасты и времени доводки, построены поверхности отклика (рис. 3).
На основании проведенных экспериментов можно сделать вывод, что наиболее значимым из выбранных факторов является время притирки с коэффициентом корреляции 0,55 при р<0,5. Уравнение регрессии для данного фактора будет иметь следующий вид:
Ra = 0,18802- 0,013 -t.
На основе проведенного анализа полученных поверхностей отклика регрессионной модели были определены оптимальные параметры доводки уплотнительного торца корпуса форсунки.
Литература
1 Филимонов Л. Н. Плоское шлифование. — Л.: Машиностроение, 1985.
2 StatSoft, Inc. (2001). Электронный учебник по промышленной статистике. — Москва: StatSoft.
3 http://www.statsoft.ru/home/portal/textbook_ind/default.htm.
