Assembly of threaded and adhesive threaded joints with the application of ultrasonic vibrations

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 6 ТЕХНОЛОГИЯ Сборка резьбовых и клеерезьбовых соединений с наложением ультразвуковых колебаний Александр Сухов a, *, Сергей Сундуков b, Дмитрий Фатюхин c Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Ленинградский проспект, 64, г. Москва, 125319, Россия a https://orcid.org/0009-0009-9097-8216, sukhov-aleksandr96@mail.ru; b https://orcid.org/0000-0003-4393-4471, sergey-lefmo@yandex.ru; c https://orcid.org/0000-0002-5914-3415, mitriy2@yandex.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 3 с. 6–23 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-6-23 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 534-8 + 621.813+ 62-771 История статьи: Поступила: 24 апреля 2024 Рецензирование: 14 мая 2024 Принята к печати: 05 июня 2024 Доступно онлайн: 15 сентября 2024 Ключевые слова: Ультразвук Сборка Ультразвуковые колебания Резьбовое соединение Клеерезьбовое соединение Эпоксидная смола Финансирование Материал подготовлен в рамках научных исследований по проекту № FSFM-2024-0001. АННОТАЦИЯ Введение. Основной проблемой при эксплуатации резьбовых соединений является уменьшение усилия предварительной затяжки под действием рабочих нагрузок, которые способствуют релаксации напряжений в элементах соединения. Основными направлениями интенсификации сборочных операций с целью повышения эксплуатационных свойств резьбового соединения являются совершенствование конструкции соединений и использование клеевых составов, которые после полимеризации препятствуют раскручиванию. Одним из способов модернизации сборки является применение ультразвуковых колебаний, позволяющих воздействовать на распределение сил, возникающих при сборке, а также обрабатывать клей для повышения его свойств. Методика исследований. Экспериментальные исследования проводились в три этапа. На первом этапе оценивалось влияние сдвиговых ультразвуковых колебаний на процесс сборки резьбового соединения. В качестве комплексного показателя, определяющего эффективность воздействия, предложен относительный момент откручивания, который учитывает изменение момента закручивания в условиях колебаний и увеличение момента откручивания после сборки. На втором этапе проводились исследования по влиянию ультразвуковой обработки на свойства эпоксидного клея в жидком (вязкость) и полимеризованном (субмикроструктура, микротвердость, сдвиговое напряжение) состоянии. На третьем этапе производилась сборка клеерезьбового соединения с одновременным добавлением клея и наложением колебаний. Результаты и обсуждение. Наложение сдвиговых ультразвуковых колебаний с амплитудой от 5 до 9 мкм приводит к повышению относительного момента откручивания в 1,5 раза, что связано с созданием дополнительной силы, способствующей закручиванию, и уменьшением трения, которое приобретает особенности квазивязкого. При этом ультразвук повышает равномерность распределения нагрузки по виткам резьбы, что подтверждается отсутствием их деформации при большем моменте закручивания. Ультразвуковая обработка клея при амплитудах 8...12 мкм приводит к снижению вязкости до 70–80 % и повышению прочности до 24 %, что объясняется действием кавитации и акустических потоков. Сборка клеерезьбового соединения при амплитуде колебаний 9 мкм сочетает в себе эффекты, способствующие закручиванию и обеспечивающие повышение свойств клея. В результате такое соединение имеет относительный момент откручивания в 1,95 раза больший по сравнению с контрольным. Для цитирования: Сухов А.В., Сундуков С.К., Фатюхин Д.С. Сборка резьбовых и клеерезьбовых соединений с наложением ультразвуковых колебаний // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 3. – С. 6–23. DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-6-23. ______ *Адрес для переписки Сухов Александр Вадимович, аспирант Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Ленинградский проспект, 64, 125319, г. Москва, Россия Тел.: +7 926 926-82-97, e-mail: sukhov-aleksandr96@mail.ru Введение В современных условиях для обеспечения конкурентоспособности изделий машиностроения предъявляются жесткие требования к качеству изделий и повышению технологичности их производства. Особое внимание уделяется изделиям машиностроения, которые работают в различных экстремальных условиях эксплуатации, в том числе в таких регионах, как Арктика. В этих случаях особенно важна надежность техники, что в значительной степени определяется качеством сборки соединений. Одним из наиболее распространенных видов соединений является резьбовое, позволяющее проводить сборку и разборку изделий без их повреждения. Примерно 70 % всех соединений составляют резьбовые, на которые приходится 25–30 % трудоемкости сборки и 25–64 % тру-

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1