CC BY
16
МАШИНОВЕДЕНИЕ И ДЕТАЛИ МАШИН
УДК 621.882.002
Д.Н.Парышев
ЗАО «Курганстальмост»
В.Я. Гэрасимов
Курганский государственный университет
РАНЖИРОВАНИЕ БОЛТОВ С НАРЕЗАННОЙ И НАКАТАННОЙ РЕЗЬБОЙ ПО СРЕДНЕМУ ДИАМЕТРУ
Аннотация. Определены технологические возможности ранжирования болтов с нарезанной и накатанной резьбой по изменению среднего диаметра. На примере болтов М 22 х 2,5, из стали 40Х доказана возможность повышения плотности заполнения вероятностного поля с 18 до 90% для шестой степени точности резьбы.
Ключевые слова: болты, средний диаметр, ранжирование, нарезанная и накатанная резьба.
D.N. Paryshev
Close Corporation «Kurganstalmost», Kurgan V.Y. Gerasimov Kurgan State University
RANGING OF BOLTS WITH CUT AND ROLLED THREAD AND MEDIUM DIAMETER
Annotation. Technological possibilities are defined for ranging of bolts with cut and rolled thread with changing of medium diameter. As an example bolts M 22 x 2,5 made of steel 40 X proved the possibility of fulfilling of probabilistic field with 18 to 90% for the 6th grade of thread precision.
Keywords: bolts, medium diameter, ranging, cut and rolled thread.
При изготовлении болтов применяются две основные технологические схемы формирования резьбового профиля - резание и накатывание [1,2]. При этом можно получить одинаковые механические свойства изготовленных крепежных изделий (например, временное сопротивление), однако их долговечность будет различной при действии переменных напряжений, что подтверждается результатами механических испытаний [3].
В настоящей работе показаны технологические возможности ранжирования болтов с нарезанным и накатанным резьбовым профилем по среднему диаметру резьбы с оценкой плотности заполнения вероятностного поля. Средний диаметр резьбы определяли с помощью резьбового микрометра при п = 50, что соответствует большому объему выборки [4].
Выборочное среднее и среднее квадратическое отклонение определяли по формулам:
<яг = ZXj/n; с = -а)2/(и-l).
где Xj - значения среднего диаметра d2.
Плотность распределения вероятностей у = f(x) рассчитывается по формуле
(Х-а)2
1
у = —
cw2 п
При этом значения функции у1 и у2 определяются для предельных значений а±о и а ±2с. При Х=а функция имеет максимальное значение, равное \¡= 0,40/ст.
Диапазон значений аргумента X¡ разделен на 6 интервалов шириной:
R=(X -X . )/6.
v max min-'
При построении эмпирических кривых распределения использован метод группировки с определением количества наблюдений п. в каждом интервале значений аргумента X.=d2.
Рассмотрим результаты ранжирования болтов М 22x2,5, изготовленных из отожженной стали 40Х с нарезанным (резьбовые гребенки) и накатанным (ролики) резьбовым профилем.
1. Резьба изготовлена резанием. Для данной технологической схемы получены следующие значения вероятностных характеристик:
а=20,137 мм; ст=0,040 мм; R=0,030 мм.
Теоретическая и эмпирическая кривые распределения значений среднего диаметра резьбы показаны на рис.1. Здесь же указаны нижние предельные значения диаметра d2 в поле допуска 6g (d2=20,164 мм) и 8д (d2 = 20,069 мм) в соответствии с ГОСТ Р 52627 - 2006.
Сравнительная оценка плотности заполнения вероятностного поля показывает, что в поле допуска 6д и 8д попадает соответственно 18 и 92% болтов, то есть значения среднего диаметра смещены влево от нижней предельной величины d2 = 20,164 мм. При этом в предельных диапазонах а±ст и а±2ст располагается соответственно 62 и 100% значений среднего диаметра резьбы.
2. Резьба накатана. При применении безотходной упрочняющей технологии изготовления профиля резьбы на болтах получено, что а=20,270 мм; ст =0,043 мм; R=0,030 мм. Кривые распределения значений среднего диаметра и предельные границы показаны на рис.2.
Необходимо отметить, что деформационная схема изготовления резьбы на стержневых изделиях является наиболее эффективной и производительной, а накапливаемая в металле потенциальная энергия оказывает положительное влияние на его упругое восстановление и на изменение среднего диаметра. Подтверждением этого является более плотное заполнение вероятностного поля. Так, в поле допуска 6д и 8д находится соответственно 90 и 100% значений среднего диаметра резьбы.
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 7
3
а -
20.047
20,107 20.137 20,187 20,197 20,227 20,257
8д 6д
Рис.1. Теоретическая (1) и эмпирическая (2) кривые распределения значений среднего диаметра болтов с нарезанной резьбой
УДК 621.83
Г.Ю.Волков Э.В. Ратманов, Д.А.Курасов
Курганский государственный университет
СОСТАВНОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
Предельным диапазонам a±s и a±2s соответствует 46 и 100% значений среднего диаметра. Следовательно, изготовление резьбы пластическим деформированием металла обеспечивает наибольшую точность размеров профиля, что влияет на величину несущей площади поперечного сечения резьбы и временное сопротивление.
Основной вывод заключается в том, что можно осуществить ранжирование болтов по распределению значений среднего диаметра резьбы в вероятностном поле.
Аннотация
В статье рассматривается конструкция зубчатой передачи, обеспечивающая многократное повышение её нагрузочной способности без увеличения радиальных габаритов. Для этого одно из колёс передачи выполняется состоящим из отдельных зубчатых венцов, между которыми расположены разрезные промежуточные фрикционные кольца с коническими и цилиндрической рабочими поверхностями. Такая конструкция способна компенсировать перекосы, возникающие при неограниченном увеличении осевого размера передачи. Предложенное составное зубчатое колесо использовано в планетарном редукторе, предназначенном для погружения в нефтяную скважину.
Ключевые слова: отношение механизма, составное
колесо.
G.Y. Volkov,\E.V. Ratmanov,
D.A. Kurasov
Kurgan State University
COMPOUND GEAR WHEEL
Список литературы
1. Якухин В.Г. Оптимальная технология изготовления резьб. - М.:
Машиностроении, 1985. -184 с.
2. Писаревский М.И. Накатывание точных резьб, шлицев и зубьев. - П.:
Машиностроение, 1973. - 200 с.
3. Герасимов В.Я., Парышев Д.Н. Повышение прочности болтов на
основе деформационной тренировки переменными растягивающими напряжениями //Изв.вузов. - Машиностроение. - 2006. - № 9. - С. 25-28.
4. Методические указания РД 50-398-83. Расчеты и испытания на
прочность в машиностроении. Методы механических испытаний. Планирование механических испытаний и статистическая обработка результатов. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 200 с.
Annotation
In article the design of the gear drive providing repeated increase of its loading ability without increase of radial dimensions is considered. Forthis purpose one of the transfer wheels is carried out consisting of separate gear wreaths between which the cutting intermediate frictional rings with conic and cylindrical working surfaces are located. Such design is capable to compensate the warps arising at unlimited increase of the axial size of transfer. The offered compound cogwheel is used in the planetary reducer intended for immersing in an oil well.
Keywords: gear bearing, compound wheel.
К редукторам, применяемым в современном машиностроении, предъявляются самые разные компоновочные требования. В частности, для скважинного оборудования, используемого в нефте- и газодобывающей промышленности, актуальна проблема повышения нагрузочной способности редукторов, без увеличения их радиальных габаритов.
Уменьшение диаметров зубчатых колес могло бы быть достигнуто за счет увеличения их ширины (т.е. осевого размера). Однако существенное увеличение ширины зубчатых колес не эффективно из-за возникающей неравномерности распределения нагрузки по длине зубьев.
Принципиальное техническое решение, обеспечивающее участие зуба колеса в передаче нагрузки по всей его длине, независимо от осевого размера колеса, известно [1]. Это составное зубчатое колесо с внешними или внутренними зубьями, содержащее цилиндрический обод, отдельные зубчатые колеса, плавающие относительно него в осевом и окружном направлениях, промежуточные кольца, расположенные между этими колесами, а также нажимное устройство пружинного типа, осуществляющее осевое сжатие системы зубчатых колес и промежуточных колец. Промежуточные кольца имеют плоские торцовые поверхности для фрикционного взаимодействия с колесами и связаны с ободом соединением, например шлице-
а-2а
20.15 20,18 20,21 20,24 20.27 20,30 20,33 20,36 20,39 !
69
Рис.2. Теоретическая (1) и эмпирическая (2) кривые распределения значений среднего диаметра болтов с накатанной резьбой
4
ВЕСТНИК КГУ. 2012. № 2 (24)
