Съемник для ролико подшипников

Содержание

Содержание

Задание

Введение

1. Анализ работы и характеристика основных причин потери

работоспособности узла

2.Выбор способа восстановления детали

3 Разработка технологической карты на восстановление валика удвоителя

Т30.37.

4. Определение стоимости восстановления детали

5 Разработка съемника для роликоподшипников трактора К-

5.1 Описание приспособления и принцип работы

5.2 Расчет винта съемника для роликоподшипников трактора К-

Литература

Приложение

Введение

Ремонтное производство — это особый вид частичного производства машин или оборудования, характеризующийся неравнопрочностью их деталей и нестабильностью регулировок, т. е. имеющих в своем исходном составе элементы различного срока службы. Оно организуется в сфере потребления этих машин и оборудования и заключается в периодическом воспроизводстве частично утраченной вследствие износа работоспособности их отдельных элементов.

При дефектации деталей выявлено, что количество годных деталей составляет 20…40%, бракованных – 10…20 %, а годных к восстановлению 40…60 %. При этом восстанавливать детали дешевле, нежели покупать новые, а ресурс восстановленных равен ресурсу новых деталей.

Курсовая работа закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные студентами во время лекционных и практических занятий по основам технологии производства и ремонта автомобилей. Курсовая работа должна научить студента пользоваться справочной литературой, государственными стандартами, таблицами, умело сочетая справочные данные и знания, полученными в процессе изучения курса.

При выполнении курсовой работы особое внимание уделяется самостоятельному творчеству студента с целью развития его инициативы в решении технических и организационных задач, а так же детального творческого анализа существующих технологических процессов в современном ремонтном производстве.

Анализ работы и характеристика основных причин потери работоспособности узла

Валики удвоителя работают при постоянных статических нагрузках на износ. В связи с этим их изготавливают их высокопрочной и износостойкой стали 50Х.

Основные дефекты, встречающиеся при эксплуатации валиков:

1. износ поверхности паза под фиксатор;

2. износ наружной поверхности под картер;

Эти дефекты возникают в результате длительной эксплуатации без ремонта или замены под действием истирающих сил.

Выбор способа восстановления детали

При восстановлении данных дефектов целесообразнее использовать методы напыливания или электролитического осаждения металлов с последующим шлифованием поверхности 2 и расточки поверхности 1 фасонным резцом.

При анализе способов электролитического осаждения металлов приходим к выводу, что эффективнее использовать ГВПХИ - гальваническое износостойкое покрытие хромом по следующим причинам:

• вид основного металла - стали всех марок и чугуны;

• вид поверхности восстановления - наружные и внутренние цилиндрические поверхности;

• толщина наращивания - 0,01…0,5 мм, что вполне достаточно для восстановления детали;

• покрытие - любые виды нагрузок;

• коэффициент износостойкости достигает 23, а у других способов 0,85…1;

• коэффициент выносливости - 0,7, у других 0,62…0,65;

• коэффициент сцепляемости - 0,9, у других способов - 0,55…0,8;

• микротвёрдость - 4500-12000 МПа;

• удельная суммарная трудоёмкость наращивания - 13,817,8 н-ч/м2.

Суть восстановления деталей гальваническими покрытиями в следующем [4].

Более 85 % деталей тракторов и автомобилей и 95 % деталей двигателей выбраковывают при износе не более 0,3 мм. Их целесообразно восстанавливать гальваническими покрытиями. Рассмотрим преимущества такого способа восстановления перед другими:

отсутствие термического воздействия на детали, вызывающего в них нежелательные изменения структуры и механических свойств;

получение с большой точностью заданной толщины покрытий, что приводит к снижению до минимума припуска на последующую механическую обработку и ее трудоемкости или вовсе исключению обработки;

осаждение покрытий с заданными непостоянными по толщине физико-механическими свойствами;

одновременное восстановление большого числа деталей (в ванну загружают десятки деталей), что снижает трудоемкость и себестоимость единицы изделия;

возможность автоматизации процесса.

Технология нанесения гальванических покрытий.

Технологический процесс состоит из трех групп операций: подготовки деталей к наращиванию, нанесения покрытия и последующей обработки.

Подготовка деталей. Сцепление металла покрытия с металлом детали обусловливается их межмолекулярным взаимодействием. Межмолекулярные силы заметно проявляются только в том случае, если расстояние между атомами составляет не более 5105 мкм. Они убывают пропорционально третьей степени межатомного расстояния.

Покрываемым поверхностям придают необходимую шероховатость. С них удаляют различные загрязнения, жировые и оксидные пленки. Металл осаждается на активном чистом катоде, свободном от чужеродных частиц. В результате покрытие физически сращивается с основным металлом настолько прочно, что не отслаивается от детали даже при ее разрушении и работает как одно целое с основным металлом. Нарушение технологии подготовки уменьшает его сцепляемость и может привести к отслаиванию от детали.

Механическая обработка предназначена для удаления с покрываемой поверхности следов износа и придания ей требуемой шероховатости. В процессе восстановления детали обычно шлифуют до шероховатости, соответствующей 6...7му классу, или зачищают шкуркой (при небольших равномерных износах).

Промывки органическим растворителем (бензином, керосином и др.) применяют тогда, когда необходимо дополнительно очистить деталь от грязи и масла, скопившихся в углублениях, отверстиях и т. д.

Изоляция поверхностей деталей, не подлежащих покрытию, токонепроводящими материалами служит для сохранения геометрических размеров поверхностей, предотвращения потери электроэнергии и металла. Ее выполняют с помощью постоянных изоляторов (коробки, трубки, шайбы и т. д.) или изоляционных материалов (тонкой резины, листового целлулоида, изоляционной ленты, пленочных полимерных материалов, церезина, пластизоля и др.).

Монтаж деталей на подвеску выполняют для их завешивания в ванну с электролитом. Конструкция подвески должна создавать надежный электрический контакт с покрываемыми деталями и штангой ванны. Детали располагают вертикально или наклонно для удаления водорода с поверхностей.

По числу одновременно монтируемых деталей различают индивидуальные и групповые подвески.

Обезжиривание предназначено для удаления жировых загрязнений. Этот процесс основан на том, что животные и растительные жиры под воздействием горячей щелочи разрушаются и образуют мыло (омыляются), которое легко смывается горячей водой. Минеральные неомыляемые жиры, например смазочные масла, под воздействием щелочи образуют эмульсии.

Сплошная пленка разрывается, и масло собирается в отдельные капли, которые отделяются от поверхности деталей и остаются в растворе в мелкораздробленном взвешенном состоянии. Для облегчения эмульгирования в щелочной раствор вводят специальные вещества, называемые эмульгаторами. К ним относят жидкое (растворимое) стекло, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и др.

Обезжиривание в щелочных растворах можно проводить химическим и электрохимическим методами. При химическом методе детали погружают в горячий щелочной раствор и выдерживают в нем определенное время.

Продолжительность процесса (5... 60 мин) зависит от температуры раствора и степени загрязнения изделий. Для обезжиривания сталей и чугуна рекомендуется применять раствор, содержащий до 50 г/л едкого натра, по 15...35 г/л тринатрийфосфата и кальцинированной соды и 3...5 г/л синтанола ДС10. В растворы добавляют 3...5 г/л жидкого стекла или метасиликата натрия. Примерная щелочность раствора (рН) при обезжиривании черных металлов до 12.

Сущность электрохимического обезжиривания заключается в том, что изделия, погруженные в щелочной раствор, включают в цепь электрического тока в качестве катода или анода. На поверхности электродов бурно выделяются пузырьки газа (водород на катоде, кислород на аноде). Они облегчают эмульгирование жиров и масел, механически разрывают и удаляют их пленки, ускоряя тем самым в несколько раз процесс. Скорость последнего мало зависит от концентрации и температуры раствора (60...80 0С) и определяется плотностью тока, которая обычно составляет 3... 10 А/дм2. Чем больше жировых загрязнений на поверхности деталей, тем больше должна быть плотность тока.

Во избежание различных осложнений следует применять либо анодное обезжиривание (3... 10 мин), либо комбинированную обработку - сначала обезжиривать на катоде в течение 4...5 мин, а затем переключать детали на анод и обезжиривать в течение 1...2 мин. В качестве электрода применяют стальные пластины. Расстояние между электродами 50... 150 мм.

После обезжиривания детали тщательно промывают сначала горячей (70...80 0С), а затем холодной водой. Если она равномерно растекается и смачивает всю поверхность детали, а не собирается каплями, то качество обработки хорошее.

Травление предназначено для удаления оксидных пленок и дефектного слоя с покрываемых поверхностей, выявления кристаллической структуры и повышения активности металла. Его проводят химическим и электрохимическим методами.

Химическое травление черных металлов выполняют в водном растворе серной или соляной кислоты или в их смесях. Обычно применяют 15...25%й раствор серной или 10...20%й раствор соляной кислоты. При травлении в растворе серной кислоты его часто нагревают до 50...60 0С. Продолжительность процесса (30 мини более) зависит от состояния поверхности детали, концентрации и температуры раствора.

На ремонтных предприятиях этот способ чаще всего служит при подготовке метизов и других мелких деталей к цинкованию и очистке наплавочной проволоки от ржавчины.

Чтобы ускорить процесс и повысить прочность сцепления гальванических покрытий, следует применять электрохимическое травление. Его скорость увеличивается в десятки раз, а расход кислоты уменьшается. Для травления черных металлов обычно используют растворы кислот, чаще серной, и солей соответствующих металлов. Детали завешивают в ванну и включают в качестве катода или анода в электрическую цепь.

Наиболее распространено анодное травление, происходящее за счет электрохимического растворения металла, химического растворения и механического отрывания оксидов от его поверхности выделяющимся на аноде кислородом.

В ремонтном производстве такое травление применяют для восстановления изношенных деталей железнением и хромированием. При железнении его проводят в электролите с содержанием 365 г/л серной кислоты (30%й раствор) и 10...20 г/л сернокислого железа (FeSO4 • 7Н2О). Температура процесса 18...25 0С. Детали завешивают на анодную штангу. Катодами служат свинцовые пластины, площадь которых в 4...5 раз больше площади покрываемых поверхностей. Стальные детали обрабатывают при анодной плотности тока 50...70 А/дм2 в течение 2...3 мин, а чугунные - при 18...20 А/дм2 в течение 1,5...2,0 мин.

Через некоторое время после начала травления напряжение на ванне повышается, а сила тока снижается. Это объясняется переходом металла из активного состояния в пассивное (пассивирование поверхности) и сопровождается бурным выделением кислорода. Пузырьки последнего срывают травильный шлам, и обрабатываемая поверхность становится чистой с отчетливо выявленной кристаллической структурой и специфическим микрорельефом.

Качество обработки контролируют визуально: для правильно протравленных деталей характерна светло-серая матовая поверхность без блеска, темных пятен и следов травильного шлама.

Для деталей большой массы и сложной конфигурации, изготовленных из высоколегированных сталей и особенно закаленных до высокой поверхностной твердости, при таком травлении не всегда достигается хорошая прочность сцепления. Поэтому применяют двойное травление: сначала в растворе хлористого железа (электролите железнения), а затем в 30%м растворе серной кислоты. Стальные детали травят в ванне железнения при анодной плотности тока 40...80 А/дм2 в течение 2...5 мин (в зависимости от состояния поверхности деталей), а чугунные - при 15...20 А/дм2 в течение 1...2 мин.

Перед хромированием детали подвергают анодному травлению в растворе, содержащем 100...150 г/л хромового ангидрида и 2...3 г/л серной кислоты, или непосредственно в электролите для хромирования. Стальные детали обрабатывают при анодной плотности тока 25...40 А/дм2 в течение 30...60 с (чем более углеродистая и легированная сталь, тем меньше время травления), а чугунные - при 20...25 А/дм2 в течение 5... 10 с. Температура электролита 50...60 0С. Нанесение покрытий. В ремонтном производстве из гальванических покрытий чаще всего применяют железнение и реже - хромирование, цинкование и никелирование.

Хромирование служит для получения мелкозернистых покрытий микротвердостью 4000... 12 000 МПа с низким коэффициентом трения и высокой сцепляемостью. Хром химически стоек против воздействия многих кислот и щелочей, жароустойчив, что обеспечивает деталям высокую износостойкость даже в тяжелых условиях эксплуатации, превышающую в 2...5 раз износостойкость закаленной стали. Наибольшая износостойкость покрытия получается при твердости 7000...9200 МПа.

Однако хромирование - энергоемкий, дорогой и малопроизводительный процесс. Его используют для следующих целей:

защитно-декоративное хромирование арматуры автомобилей, велосипедов, мотоциклов, вагонов и т. д.;

увеличение износостойкости и ресурса прессформ, штампов, измерительных и режущих инструментов, трущихся поверхностей деталей машин (поршневых колец, штоков гидроцилиндров, плунжеров топливных насосов) и др.;

восстановление малоизношенных ответственных деталей автомобилей, тракторов и различного оборудования;

повышение отражательной способности при изготовлении зеркал, отражателей и рефлекторов.

Для этого процесса в отличие от других характерны следующие особенности.

1. Главным компонентом электролита служит хромовый ангидрид (СrО3), образующий при растворении в воде хромовую кислоту (СrO3 + Н2О = Н2СrО4). Главный компонент при других процессах - соль осаждаемого металла. Хром осаждается лишь при наличии в электролите определенного количества посторонних анионов, чаще всего сульфатов (SO4 2-). Он шестивалентен в электролите. На катоде осаждается двухвалентный металлический хром. Механизм его осаждения весьма сложен и еще недостаточно изучен.

2. Большая часть тока расходуется на побочные процессы, в том числе на разложение воды и обильное выделение водорода, в результате чего выход хрома по току мал (10...40 %). С увеличением концентрации и температуры электролита выход по току уменьшается, тогда как при осаждении других металлов, наоборот, увеличивается.

3. Хромовый анод растворяется при электролизе с анодным выходом по току, в 7...8 раз превышающим выход по току на катоде. В результате концентрация ионов хрома в электролите непрерывно возрастает. Применяют нерастворимые аноды, изготовленные из свинца или из сплава свинца с 6 % сурьмы. При использовании нерастворимых анодов электролит постоянно обедняется и его необходимо периодически контролировать и корректировать, добавляя хромовый ангидрид.

Для хромирования применяют простые сульфатные электролиты № 1,2 и 3 состоящие из хромового ангидрида, серной кислоты и воды.

На процесс большое влияние оказывает соотношение между концентрациями хромового ангидрида СгОз и серной кислоты H2SO4. Для осаждения покрытий хорошего качества и с наибольшим выходом по току необходимо, чтобы оно было равным 100 (допускается изменение от 90 до 120). С этой же целью в электролите должно быть 1...2 % (от количества СгО3) ионов трехвалентного хрома, который получают проработкой электролита током плотностью 4...6 А/дм2 при температуре 45...50°С и соотношении SK:Sa = 4...6.

Обычные хромовые покрытия плохо смачиваются маслами и прирабатываются. Чтобы повысить износостойкость деталей, работающих при больших давлении и температуре и недостаточной смазке, следует применять пористое хромирование. Пористый хром представляет собой покрытие, на поверхности которого специально создаются большое количество пор или сетка трещин, достаточно широких для проникновения в них масла. Его можно получить механическим, химическим и электрохимическим способами.

Наиболее широко используют электрохимический способ. Он заключается в том, что покрытие осаждают с сеткой микротрещин. Для их расширения и углубления покрытие подвергают анодной обработке в электролите того же состава, что и при хромировании (поверхность трещин активнее и растворяется гораздо быстрее других участков хрома). В зависимости от режима хромирования и анодного травления можно выполнить канальчатую и точечную пористость.

Для образования пористых покрытий деталь хромируют в универсальном электролите при плотности тока 40...50 А/дм2, а затем переключают полярность ванны и проводят анодное травление при той же плотности. Канальчатую пористость получают при температуре электролита 58...62 0С и продолжительности травления 6...9 мин, а точечную - 50...52 0С и 10...12 мин. На анодное травление оставляют припуск 0,01 ...0,02 мм на диаметр.

Пористое хромирование поршневых колец увеличивает их износостойкость в 2...3 раза, а износостойкость гильзы - в 1,5 раза.

Обработка деталей после покрытия. После нанесения покрытия детали промывают водой и подвергают нейтрализации в щелочных растворах для удаления следов электролитов и предупреждения коррозии. Например, после хромирования их нейтрализуют в растворе кальцинированной соды (20...70 г/л) при 15...30 С в течение 15...30 с. Особенно тщательно необходимо обрабатывать детали, покрываемые в хлористых электролитах, так как оставшиеся ионы хлора вызывают интенсивную коррозию покрытия во влажной атмосфере. Для этого их промывают и нейтрализуют в 10%м растворе щелочи при температуре 60...80°С в течение 5...10 мин.

Термическая обработка служит для сушки или улучшения свойств покрытий. Детали сушат в сушильном шкафу при 50... 100 0С в течение 5... 10 мин.

При электролизе выделяется водород, который внедряется в покрытие, что увеличивает хрупкость, снижает усталостную прочность детали и сцепляемость покрытия. Поэтому ответственные хромированные детали, работающие при больших динамических нагрузках или же требующие повышенной точности и стабильности размеров (плунжерные пары), обезводороживают, нагревая их при температуре 180...230 0С в течение 2...3 ч.

При механической обработке мягкие покрытия точат, а твердые - шлифуют или хонингуют.

Детали, восстановленные хромированием, рекомендуется шлифовать электрокорундовыми кругами (24А25СМ2К и 34А40СМ2К) на керамической связке зернистостью 25...40 средне мягкой твердости. Скорости вращения круга и детали 25...35 м/с и 25...60 м/мин, глубина шлифования до 0,012 мм, продольная подача 0,1...0,3 ширины круга, обильное охлаждение (не менее 10 л/ мин).

Разработка технологической карты на восстановление валика удвоителя Т30.37.114

Технологическая карта включает в себя все основные технологические операции восстановления.

В качестве исходных данных для разработки технологической карты служат:

-эскиз детали с указанием размеров и дефектов, выполненный с учётом требований

ЕСКД;

-технические условия и указания по дефектовке деталей и сопряжений при ремонте машины;

-альбомы технологических карт на восстановление деталей.

Валик удвоителя имеет следующие дефекты: износ поверхности паза под фиксатор (поверхность 1,износ 1,5мм на диаметр), износ поверхности под картер (поверхность 2, износ 0,255мм).

Маршрутно-технологическая карта на устранение данных дефектов примет вид:

1.Гальваническая операция: провести осталивание поверхностей 1 и 2;

2.Токарная операция: проточить поверхность 1;

3.Шлифовальная операция: прошлифовать поверхность 2.

1. Операция: гальваническая

Технологический процесс гальванопокрытия включает ряд операций по подготовке поверхности под покрытие (механическая обработка, обезжиривание, промывка, декапирование, травление, навеска деталей на приспособление, загрузка деталей в ванну), операции по покрытию детали и операции выполняемые после покрытия (промывка, сушка, снятие с подвесок, механическая обработка).

Переход 1: нарастить поверхности 1 с диаметра 16,43 до диаметра 14,53 мм

Определяем силу тока по формуле:

Вспомогательное время на осталивание составляет 0,2 мин [5].

Дополнительное время 8% от оперативного, Тдоп=15,6 0,08=1,2, подготовительно-заключительное время Тп.з. = 10мин [5];

Определяем норму времени по формуле

Переход 2: нарастить поверхность 2 с диаметра 19,66 до диаметра 20 мм на длине 125 мм

Определяем силу тока по формуле:

Время выдержки детали в ванне определяется по формуле:

толщина слоя покрытия с учетом припуска на шлифование 0,27мм.

Дополнительное время 8% от оперативного, Тдоп=4,5 0,08=0,4, подготовительно-заключительное время Тп.з. = 10мин [5];

Определяем норму времени

Тн =4,5+0,4=4,9 мин.

Норма времени на всю операцию равна Тн = Т1 +Т2 =18+4,9=22,9мин

2. Токарная операция: проточить поверхность 1 с диаметра 14,53мм до 14,73мм

Припуск на обработку рассчитываем по формуле [3]

Необходимо снять слой металла толщиной 0,1 мм на сторону. Для этого используем токарный станок 162К с фасонным резцом.

В нашем случае глубина резания равна длине обрабатываемой поверхности.

Выбираем подачу. Для стали при глубине резания 0,1мм она составит S=0.05мм/об [3]. Определяем частоту вращения по формуле [3]

Принимаем для станка 162 максимальную частоту вращения n=1000 мин-1.

Основное время определится по формуле

3. Шлифовальная операция: прошлифовать поверхность 2 с диаметра 20 до диаметра 19,975 мм на длине 125 мм

Поперечную подачу принимаем равной 0,04 мм.

Продольную подачу принимаем: .

Подача дана в долях ширины шлифовального круга.

Поскольку можно применять различные круги, то рассчитываем подачу по

Определение стоимости восстановления детали

Полная себестоимость восстановления детали определяется по формуле:

Полная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

Rоп – цеховые общепроизводственные расходы, принимаются 100…150% от Спр.н, руб. [5]

Полная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле

1,025…1,039 [5].

Стоимость гальванических работ:

Часовую тарифную ставку для пятого разряда принимаем равной СЧ=32,64 руб.

Разработка съемника для роликоподшипников трактора К-700

5.1 Описание приспособления и принцип работы

Съемник предназначен для выпрессовки роликоподшипника конического двухрядного и роликоподшипника 122 (например для выпрессовки подшипника из саттелитов). Данное приспособление используется при ремонте ведущего моста трактора К700.

Съемник состоит из скобы 1, тяги 2, винта 3, стержня 4, , гайки 5, пяты 6 и шарика 7 (рис.1).

Перед выпрессовкой винт 3 полностью выкручивают. Далее с помощью скоб 1 съемник крепят и начинают закручивать винт 3. Пята 6 упирается в подшипник и при последующем ввинчивании она действует на подшипник, выталкивая его из посадочного гнезда. Пята 6 выполнена ступенчатой, благодаря чему нагрузка на внешнее и внутреннее кольца подшипников распределяется равномерно. Чтобы не происходило заедания пяты, внутри нее установлен шарик 7.

5.2 Расчет винта съемника для роликоподшипников трактора К-700

Самой нагруженной частью съемника является винт, так как вся нагрузка передается через него.

Примем следующие условия для расчетов: материал болта сталь 45 с пределом прочности [σm] = 450МПа. Внешнюю нагрузку, прикладываемую к винту находим из условий запрессовки подшипников и принимаем равной F= 100кН.

Находим расчетный предел прочности по формуле

Таким образом, чтобы винт выдержал нагрузку при выпрессовке подшипников, его диаметр должен быть не менее 24мм. При конструировании принимаем равным 24мм

Литература

1 Комплектная система технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве. - М. : ГОСНИТИ, 1985г.

2 В.Д. Шерстобитов. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Надежность и ремонт машин» для студентов 5 курса факультета механизации сельского хозяйства. Киров: РИО ВГСХА, 1993г.

3 И.С.Серых, А.П.Смелов, В.Е.Черкун. Курсовое и дипломное проектирование по надежности и ремонту машин 4е изд. переработанное и дополненное - М.: Агропромиздат. 1991.184с ил.

4 Оборудование и оснастка для ремонтных мастерских колхозов и совхозов. Справочник. Колос.1975г. : ил.

5 В.А.Матвеев. И.И.Пустовалов. Техническое нормирование ремонтных работ в сельском хозяйстве - М. : Колос. 1979288с. : ил.

6 И.С.Ливитинский. Организация ремонта и проектирования сельскохозяйственных ремонтных предприятий. - М. : Колос.1977г.