CC BY
29
УДК 621:006.91
в. в. пшеничникова м. а. иженякова
Омский государственный технический университет
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ШТИФТОВОГО РАЗЪЁМНОГО СОЕДИНЕНИЯ СЕДЛА КЛАПАНОВ КОМПРЕССОРА
Представлено решение проблемы избыточности базирования седла клапанов компрессора.
Ключевые слова: штифтовое соединение, метрологическое обеспечение, база, геометрическая модель.
Машиностроительная отрасль развивается, не стоит на месте, и требования к качеству продукции, соответственно, повышаются, поэтому большое внимание уделяется метрологическому обеспечению точности геометрических величин деталей.
Штифтовые соединения применяют для базирования деталей, т.е. для взаимного ориентирования деталей, которые присоединяются друг к другу винтами или болтами (соединение крышки и корпуса, соединение стойки и основания и др.).
Метрологическое обеспечение точности геометрических величин деталей штифтовых соединений должно рассматриваться в тесном единстве с метрологическим обеспечением процессов проектирования и технологии их производства, опираться на качественное нормирование допусков величин в системах координат, образованных комплектами баз с учетом их информативности на основе статической определимости базирования [1].
Рассмотрим штифтовое соединение в сборе (рис. 1) с указанием нормированных допусков и посадок [2].
Если комплект основных или вспомогательных баз лишает соединяемые детали ровно шести степе-
Рис. 1. Штифтовое соединение в сборе
Рис. 2. Геометрическая модель седла клапанов с двумя отверстиями под штифты
Рис. 3. Схема базирования седла клапанов на два круглых отверстия с одним срезанным штифтом
Рис. 4. Одно из круглых отверстий овальное
Рис. 5. Геометрическая модель седла клапанов с тремя отверстиями под штифты
ней свободы, из которых три линейные и три угловые, то это позволяет считать такие детали статически определимыми. При сборке статически определимых деталей обеспечивается более высокая точность изделия за счет уменьшения отклонений взаимного расположения соединяемых деталей.
Если же число степеней свободы, лишаемых одним комплектом баз, больше шести, то деталь становится статически неопределимой, появляются силовые деформации и погрешности базирования детали в собранном изделии и при измерении вследствие избыточности базирования. Для статически неопределимых деталей требуется более высокая точность изготовления, снижаются взаимозаменяемость, тех-
нические и эксплуатационные характеристики изделий, в которых применяются такие детали [3].
И, наконец, если комплект баз лишает соединенные детали меньше шести степеней свободы, то базами не может быть образована система координат для нормирования геометрических характеристик соединяемых деталей, и детали снова становятся статически неопределимыми.
На рис. 2 представлена геометрическая модель седла клапанов, комплект основных баз рассматриваемой детали (седла клапанов) включает установочную плоскую базу А, лишающую деталь трех степеней свободы (одной линейной и двух угловых степеней свободы 1л + 2у = 3ст), и два базовых цилиндриче-
о
го >
ских отверстия под базирующие штифты (база Б лишает двух линейных степеней свободы, база В лишает деталь также двух степеней свободы: одной линейной и одной угловой степеней свободы), совместно лишающих деталь четырех степеней свободы: трех линейных и одной угловой вместо достаточных двух линейных и одной угловой. Таким образом, общее количество лишаемых комплектом основных конструкторских баз А, Б, В степеней свободы составляет 3 + 4 = 7, или (1л+2у) +2л+ (1л+ 1у) =4л + 3у, т.е. больше шести на одну линейную степень свободы. Аналогичную избыточность базирования имеет и комплект вспомогательных баз Е, Ж, Д, определяющих расположения присоединяемых деталей впускного клапана и головки цилиндра. Деталь статически неопределимая, появляется натяг в соединениях штифтов с седлом клапанов и клапанами.
Для преодоления избыточности базирования седла клапанов есть несколько путей:
1) оставить два круглых базирующих отверстия, но использовать один срезанный штифт, для лишения только одной угловой степени свободы с помощью базы В (рис. 3). Суммарная информативность базирования будет равна шести: (1л+2у) + 2л+1у = 3л + 3у = 6ст;
2) изменить конструкцию соединения, для этого одно из двух круглых отверстий под штифты сделать овальным (базу В), чтобы она лишала одной угловой степени свободы (рис. 4). Большая ось овального от-верстия совпадает с осью Х4;
3) изменить конструкцию соединения, для этого в три круглых отверстия поставить три срезанных штифта [4] .
Используя одно из решений избыточности базирования, рассмотрим геометрическую модель седла клапанов с тремя круглыми отверстиями под штифты (рис. 5).
На модели представлены четыре основные базы: А, Б, В, Г и четыре вспомогательные: Е, Ж, Д, И. База А лишает одной линейной и двух угловых степеней свободы, база Б лишает двух линейных степеней сво-боды, база В лишает одной линейной и одной угло-вой степени свободы и база Г лишает
одной линейной степени свободы. Система координат выходит из центра, действует принцип кратчайших цепей. Ито-го, сумма лишаемых комплектом баз степеней свобо-ды детали равна шести, деталь стала статически оп-ределимой.
Таким образом, штифтовые соединения седла клапанов (плоской детали) с помощью двух цилиндрических штифтов не могут образовывать систему координат детали, так как имеют суммарную информативность равную семи и обладают избыточностью базирования. Одним из более эффективных способов избыточного базирования является применение трех срезанных пальцев в сочетании с круглыми отверстиями, образующими совместно с установочными базами суммарную информативность, равную
Библиографический список
1. Глухов, В. И. Координирующие размеры деталей и их измерение / В. И. Глухов // Измерит. техн. — 1998. — №7— С.18-22.
2. ГОСТ 26862-86 Штифты. Общие технические требования. — Введ. 1987-07-01. — М. : Изд-во стандартов,1987. — 10 с.
3. Глухов, В. И. Метрологическое обеспечение качества по точности геометрических величин : учеб. пособие. / В. И. Глухов. — Омск : Изд-во ОмГТУ, 2012. — 140 с.
4. Пшеничникова, В. В. Штифтовые соединения: точность базирования деталей / В. И. Глухов, В. В. Пшеничникова // Мир измерений. — 2013. — №7 (149). — С. 3-6.
ПШЕНИЧНИКОВА Вера Владимировна, старший преподаватель кафедры «Метрология и приборостроение».
Адрес для переписки: mips@omgtu.ru ИЖЕНЯКОВА Мария Андреевна, студентка 5-го курса, гр. П-519, кафедра «Метрология и приборостроение».
Адрес для переписки: trifonova_maria@mail.ru
Статья поступила в редакцию 26.03.2014 г. © В. В. Пшеничникова, М. А. Иженякова
УДК 6211016 в. в. трифонов
Омский государственный технический университет
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ ДОАЛИТИРОВАНИИ_
В статье приведен эксперимент по диффузионному насыщению рабочих лопаток турбины на различную толщину. Произведена оценка полученных данных. Сделаны выводы по возможности проведения операции ремонта покрытия доалитированием. Ключевые слова: диффузия, алитирование, эксперимент.
В порядке проверки возможностей технологии «доалитирования» проведен эксперимент по увеличению толщины слоя до показателей, значительно превышающих нормы, предусмотренные конструкторской документацией на рабочие лопатки 2 ступени турбины ГТД.
Для эксперимента подобраны 47 лопаток, не имеющих замечаний по цветной дефектоскопии. Методом термоЭДС с настройкой по содержанию алюминия определено местное отсутствие на лопатках али-тированного слоя. Все лопатки сняты с одного двигателя и имеют значительную наработку — 860 часов,
