Аннотация. Мақаланың мақсаты – машина жасауда кең таралған бұрандалы қосылыстардың сенімділігін қамтамасыз ететін құрастыру операцияларын диагностикалау әдістерін және құралдарын зерттеу. Зерттеу әдістері ретінде талдау, жүйелеу, салыстыру және эксперименталды деректерді жалпылау қолданылды. Жұмыста бұрандалы қосылыстардың әлсіреу себептері және олардың болуын болдырмау шаралары талқыланады. Негізгі назар өндірісте құрастыру сапасын арттыруға мүмкіндік беретін арнайы бақылау-диагностикалық стендтердің конструкциясы мен жұмыс принциптеріне аударылады. Түрлі стендтердің технологиялық мүмкіндіктері сипатталады, олар бұранданы тарту процесінде айналу моменті, бұрылу бұрышы және ұзару сияқты параметрлерді бір уақытта бақылауға және олардың уақытша өзара байланысын тіркеуге мүмкіндік береді. Қорытындылай келе, заманауи диагностикалық құралдарды қолдану құрастыруды дайындау сатысында сапаны бақылауды нығайтып, бұрандалы қосылыстардың сенімділігін едәуір арттыра алатыны көрсетілген.

Аннотация. Цель статьи – исследование методов и средств диагностики сборочных операций, обеспечивающих надежность широко распространенных в машиностроении резьбовых соединений. В качестве методов исследования использовались анализ, систематизация, сравнение и обобщение экспериментальных данных. В работе обсуждаются причины ослабления резьбовых соединений и меры по их предотвращению. Основное внимание уделено конструкции и принципам работы специализированных контрольно-диагностических стендов, позволяющих повысить качество сборки в производстве. Описаны технологические возможности различных стендов, позволяющих одновременно контролировать такие параметры, как крутящий момент, угол поворота и удлинение в процессе затяжки резьбы, а также регистрировать их временную взаимосвязь. В заключение показано, что применение современных диагностических средств позволяет усилить контроль качества на этапе подготовки сборки и существенно повысить надежность резьбовых соединений.

Abstract. The purpose of the article is to study the methods and tools for diagnosing assembly operations that ensure the reliability of threaded connections widely used in mechanical engineering. The research methods used were analysis, systematization, comparison, and generalization of experimental data. The paper discusses the causes of loosening of threaded connections and measures to prevent them. The main focus is on the design and operating principles of specialized control and diagnostic stands that can improve assembly quality in production. The technological capabilities of various stands are described, which allow simultaneous monitoring of parameters such as torque, rotation angle, and elongation during the tightening process, as well as recording their temporal relationship. In conclusion, it is shown that the use of modern diagnostic tools can enhance quality control at the assembly preparation stage and significantly increase the reliability of threaded connections.

Кіріспе

Қазіргі машиналар мен қондырғылардың конструкцияларында олардың қолайсыз жағдайларда да сенімді жұмыс істеуіне ерекше назар аударылады. Бұрандалы қосылыстар ең көп таралған қосылым түрлерінің бірі болып табылады, сондықтан олардың сенімділігін қамтамасыз ету өндірістің өзекті мәселесі болып отыр [1, б. 15]. Бұрандалы қосылыстардың әлсіреуі жабдықтың тұтастығының бұзылуына, оның тиімділігінің төмендеуіне, тіпті апаттық жағдайларға әкелуі мүмкін. Бұл әлсіреу статикалық, динамикалық және соққылы жүктемелердің әсерінен, сондай-ақ температуралық әсерлер мен материалдың шығынуы нәтижесінде болады [2, б. 48]. Сенімділікті арттырудың негізгі жолдарының бірі – құрастыру операцияларының сапасын бақылауды және диагностиканы нығайту. Осыған байланысты құрастыру процесінде бұрандалы қосылыстардың күйін объективті бағалауға мүмкіндік беретін тиісті диагностикалық құралдар мен әдістерді әзірлеу мен қолданудың теориялық және практикалық маңызы зор.

Негізгі бөлім

Бұрандалы қосылыстардың әлсіреуі негізінен екі түрде жүреді: болт пен гайканың өзара айналуымен немесе айналусыз. Бұзылу бұранда орамдарының бүйір беттері арасындағы, сондай-ақ созылатын бөлшектер мен бекіткіштер арасындағы салыстырмалы ығысулар мен жанасу деформациялары нәтижесінде пайда болады. Сонымен қатар, беттің кедір-бұдырлығының тегістелуі, төсеніштер қалыңдығының азаюы, болт басының немесе гайканың астында бөлшек бетінің шөгуі әлсіреуге әкелуі мүмкін. Жанасатын бөлшектер мен бұрандалы элементтер материалдарының кеңеюінің және олардың температуралық кеңею коэффициенттерінің әртүрлі болуы да әлсіреудің негізгі себептерінің бірі болып табылады [1, б. 57; 2, б. 52].

Құрастыру сапасының жоғары болуы әлсіреу ықтималдығын азайтады. Дәстүрлі құралдар, мысалы, динамометрлік кілттер немесе шекті кілттер, тек айналу моментін бақылауға мүмкіндік береді, бірақ процесті толық бағалау үшін бұл жеткіліксіз. Тиімді диагностика үшін процестің бірнеше параметрін бір уақытта өлшеу қажет: айналу моменті (М), бұрылу бұрышы (φ) және болттың ұзаруы (Δl). Осы параметрлердің өзара байланысын талдау қосылыстың нақты күйін дәлірек анықтауға мүмкіндік береді [3, б. 89].

Осы міндеттерді шешу үшін арнайы бақылау-диагностикалық стендтер қолданылады. Олардың бірі – Пенза мемлекеттік технологиялық академиясында әзірленген КТС-03 моделі. Бұл стенд екі негізгі блоктан тұрады: күштік блок және өлшеу блогы. Күштік блокта бұрандалы элементке айналу моментін беру, сондай-ақ бұрылу бұрышын және болт ұзаруын өлшеу жүйелері орналасқан. Өлшеу блогы көрсеткіштер мен тензодатчиктердің сигналдарын өңдейтін күшейткіштен тұрады. Алайда, бұл стенд тек созылған бұрандалы қосылыстарды сынауға арналған.

Технологиялық мүмкіндіктерін кеңейту мақсатында ғалымдар жетілдірілген диагностикалық стендтің нұсқасын әзірледі [4]. Бұл стенд үш жұмыс режимін қамтиды: бұрандалы қосылыстарды статикалық сынау; гайковерттерді динамикалық түрде баптау; пайдалану жүктемелерін имитациялау. Соңғы режимде қосылысқа пневматикалық балға арқылы тербеліс беріледі, бұл гайканың өздігінен бұрылу дәрежесін бағалауға мүмкіндік береді. Бұл режим бұрандалы қосылыстардың нақты жұмыс жағдайындағы мінез-құлқын алдын ала «қарауға» мүмкіндік береді.

Стендтің жұмыс принципі келесідей: сынау барысында айналу моменті тензометриялық датчиктер арқылы тіркеледі, бұрылу бұрышы потенциометрлік датчикпен, ал болттың ұзаруы индуктивті датчикпен өлшенеді. Барлық сигналдар өлшеу блогына түсіп, онда өңделіп, мониторда көрсетіледі немесе жазба ретінде сақталады. Бұл құрастырушыға процесті нақты уақыт режимінде бақылауға және қателерді дер кезінде түзетуге мүмкіндік береді. М6-ден М42-ге дейінгі метрикалық бұрандалар мен әртүрлі қуаттағы гайковерттер үшін қолдануға болатын осындай көпфункционалды стендтерді енгізу құрастыру операцияларының дәлдігін айтарлықтай арттырады.

Қорытынды

Бұрандалы қосылыстардың сенімділігін арттыру машина жасау өндірісінің маңызды міндеті болып табылады. Дәстүрлі құралдармен тек айналу моментін бақылау процестің толық картинасын бермейді. Зерттеулер көрсеткендей, айналу моменті, бұрылу бұрышы және болт ұзаруы сияқты бірнеше параметрлерді бір уақытта өлшеуге және олардың уақытша өзара байланысын талдауға мүмкіндік беретін кешенді диагностикалық стендтерді қолдану аса тиімді.

Ұсынылған жетілдірілген диагностикалық стенд құрастыру сапасын бағалаудың үш режимін қамтиды, соның ішінде пайдалану жүктемелерін имитациялауды. Бұл құрастырушыларға қосылыстың нақты жұмыс жағдайындағы мінез-құлқын болжауға және әлсіреу ықтималдығын азайту үшін алдын ала шаралар қабылдауға мүмкіндік береді.

Осылайша, құрастыру операцияларын қазіргі заманғы диагностикалық құралдармен қамтамасыз ету тек дайындау кезеңіндегі сапаны бақылауды нығайтып қана қоймай, сонымен бірге машиналар мен қондырғылардағы бұрандалы қосылыстардың жалпы сенімділігі мен қызмет ету мерзімін де едәуір арттыра алады. Бұл бағыттағы әрі қарайғы зерттеулер диагностикалық жүйелерді автоматтандыру мен оларды өндірістік ақпараттық жүйелермен интеграциялау мәселелеріне бағытталуы тиіс.

Әдебиеттер тізімі

1. Машина жасау бұйымдарын құрастыру және монтаждау: 2 т. анықтамалық / Ред. В. С. Корсаков, В. К. Замятин. – М.: Машиностроение, 1983. – Т. 1. – 480 б.
2. Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Шарловский Ю.В. Затяжка и стопорение резьбовых соединений: Справочник. – М.: Машиностроение, 1985. – 224 с.
3. Ланщиков А. В., Моисеев В. Б. Автоматтандырылған бұрандалы қосылыстардың технологиясы мен жабдықтары: Монография. – Пенза: Пенза мемлекеттік университеті, 1999. – 260 б.
4. Ланщиков А. В., Моисеев В. Б., Волков В. В., Селиверстов А. А. Бақылау-диагностикалық стенд: Ресей Федерациясының патенті №2006139224. – 20.03.2008 ж.
5. Bickford, J. H. Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints: Non-Gasketed Joints. – 4th ed. – CRC Press, 2007. – 1080 p.
6. Grosse, I. R., Mitchell, L. D. Dynamic Analysis of Bolted Joint Structures // Journal of Sound and Vibration. – 1990. – Vol. 139, No. 1. – P. 33-49.
7. Әдістемелік журналға мақала жариялаудың негізгі талаптары [Электрондық ресурс] – https://adisteme.kz/rules.html