Разработка технологического процесса восстановления детали гитара для ткацкой машины типа СТБ

НИЧ.dwg

Способы наплавки покрытий на рабочие поверхности
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
СПОСОБЫ НАПЛАВКИ ПОКРЫТИЙ НА РАБОЧИЕ ПОВЕРХНОСТИ
Электродуговая самозащитной проволокой
Прочность соединения
Электродуговая под слоем флюса
Электродуговая в среде диоксида углерода
Электродуговая в среде аргона
Плазменная (порошковая)
Основные показатели способов наплавки
Функции флюса при электродуговой наплавке покрытий
- устойчивое горение дуги; - защита расплавленного металла от воздействия кислорода и азота воздуха; - очистка расплавленного металла от включений и его раскисление; - легирование необходимыми элементами материала покрытия; - образование в дальнейшем теплоизоляционного слоя из флюса и его корки
что замедляет процесс затвердевания металла.
Преимущества применения флюса при электродуговой наплавке
- выход газа из шва; - более полное протекание диффузионных процессов; - формирование равновесных структур и достижение высокого термического КПД наплавки; - получение однородного наплавленного металла с гладкой поверхностью и плавным переходом от валика к валику; - применение токов большей плотности
чем при ручной наплавке покрытыми электродами; - исключение разбрызгивания и уменьшение угара металла; - снижение потерь тепла сварочной дуги на излучение и нагрев потоков окружающего воздуха; - улучшение условий труда.
Преимущества и недостатки механизированной электродуговой наплавки
Преимущества процесса - повышение производительности труда в 6 8 раз по сравнению с ручной электродуговой наплавкой с одновременным снижением расхода электроэнергии в 2 раза за счет более высокого термического КПД; - высокое качество наплавленного металла благодаря насыщению необходимыми легирующими элеметами и рациональной организации тепловых процессов; - возможность получения покрытий толщиной более 2 мм; - меньший расход присадочного материала в результате исключения потерь на разбрызгивание
отсутсвие "огарков" и уменшение угара металла; - лучшие условия труда наплавщиков за счет механизации процесса и отсутствия открытой дуги; Недостатки процесса - большое вложение тепла в материал детали
что увеличивает зону термического влияния и изменяет результаты предыдущей термической обработки. После наплавки обычно требуется последующая термическая обработка
хотя применение керамического флюса ее исключает; - трудности удержания ванны расплавленного металла на поверхности цилиндрической детали и необходимость удаления шлаковой корки;
Схема наплавки под слоем флюса:
- бункер с флюсом; 2 - электрод; 3 - оболочка расплавленного флюса; 4 - газопаровой пузырь; 5 - наплавленный слой; 6 - шлаковая корка. е - величина смещения электрода с зенита; w - угловая частота вращения детали.

Приспособление.dwg

Приспособление для фрезерования
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Гитара.dwg

Гитара сменных шестерен
Гарантированный боковой зазор (Сn) установить равным 0
мм. 2.Сменные шестерни поз. 5
установить в зависимости от требуемой плотности ткани по утку. Остальные шестерни набора поставляются в комплекте сменных деталей
прилагаемых к станку.
Точность отливки 9 - 9т по ГОСТ 26645 - 85 2.Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий - Н14
остальных - ±IT142 3.Покрытие необработанных поверхностей эмаль НЦ 132П фисташковая ГОСТ 6631 - 75
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Техпроцесс.dwg

Технологический процесс восстановления детали "Гитара
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ "ГИТАРА
Наименование операции
эскиз восстановления
Токарно-винторезный станок 16К20
Наплавочный автомат А-580М
Вертикально-фрезерная
Вертикально-фрезерный станок 6Р11
Долбежный станок 7Д430
Расточить поверхность 1
Расточить поверхность 2
Расточить поверхность 1 предварительно
Наплавить поверхность 1
Наплавить поверхность 2
Фрезеровать поверхность 1
Расточить поверхность 1 окончательно
Расточить поверхность 2 предварительно
Расточить поверхность 2 окончательно
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

ремонт чертеж.dwg

Схема разборки узла - гитара сменных шестерен
Гитара (ремонтный чертеж)
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Износ поверхности отверстия
Наплавка проволокой Св-08ГС в среде углекислого газа
Метод устранения дефекта
Гитара сменных шестерен

Кинематическая схема.dwg

Результаты кинетостатического анализа механизма отвода ткани
Кинематическая схема привода товарного механизма
Числа зубьев и диаметры делительных окружностей
ΔL - средняя длина дуги циклического скольжения без учета его направления; Тд
Тср - соответственно динамическая составляющая и среднее значение натяжения в набегающей ветви; b - коэффициент трения ткани по поверхности вальяна; Т* - натяжение ткани при отводе с вальяна; S*ск - дополнительное скольжениеприжимного валика по поверхности вальяна; r - контактный радиус; G - вес прижимного валика"

Компоновка ремонтного участка.dwg

Планировка ремонтного отделения для узла "гитара сменных шестерен
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Экспликация ремонтного отделения гитары сменных шестерен
Слесарный верстак для разборки узла 2. Стол дефектовщика 3. Стеллаж для деталей 4. Моечная ванна 5. Токарно-винторезный станок 16К20 6. Шкаф для инструмента 7. Радиально-сверлильный станок 2М55 8. Вертикально-фрезерный станок 6Р11 9. Вертикально-сверлильный станок 2Н135 10.Вертикальный протяжной полуавтомат 7Б64 11. Зубофрезерный полуавтомат 53А30 12. Универсальный заточной станок 3А64М 13.Долбежный станок 7Д430 14.Стеллаж для деталей 15.Слесарный верстак для сборки узла 16.Стол контроллера 17.Преобразователь ПГС-500 18.Выпрямитель ВС-600 19.Наплавочный автомат А-580М 20. Место электрогазосварщика

Записка.doc

Московский государственный текстильный университет
КафедраТехнологии текстильного машиностроения и конструкционных
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Тема: Разработать технологический процесс восстановления
детали "гитара для ткацкой машины типа СТБ
(подпись)(ф.и.о. гр.)
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра технологии текстильного машиностроения и
конструкционных материалов
НА ЗАСЕДАНИИ КАФЕДРЫ
на выпускную квалификационную работу
(звание ученая степень ф.и.о.)
ПЕРЧЕНЬ РАЗДЕЛОВ ЗАДАНИЙ КОНСУЛЬТАНТОВ ПО НИМ
СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Совершенствование условий труда на промышленных предприятиях
в современных условиях" ..10
1 Эргономика и комфортность рабочих мест . 11
2 Сохранение окружающей природной среды 12
3 Совмещение профессий повышение квалификации рабочих при
общем сокращении высококвалифицированного и другого труда ..13
4 Пути и средства достижения высоких показателей завода
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Разработка технологического процесса восстановления детали
Гитара" для ткацкой машины СТБ" 16
1.Назначение узла машины и описание его работы 17
2.Технологическая схема разборки узла 19
3.Анализ условий работы и дефектация узла и детали 21
4.Выбор метода восстановления детали 23
5.Разработка технологического процесса восстановления детали 26
5.1.Последовательность технологических операций процесса
восстановления детали 26
5.2.Обоснование выбора баз оборудования приспособлений
5.3.Определение режимов операций восстановления детали 30
6. Разработка станочного приспособления для фрезерования 41
7. Разработка ремонтного отделения для восстановления узла
7.1. Перечень работ выполняемых в ремонтном отделении 41
7.2. Состав оборудования и технологического оснащения
для ремонтного отделения ..42
7.3. Компоновка ремонтного отделения узла "гитара" .44
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ
Способы наплавки покрытий на рабочие поверхности" 47
1 Определение и общая характеристика способа ..48
2. Подготовка материалов и заготовок к наплавке .49
3. Классификация и применение электродуговой наплавки 50
4. Технологические особенности и расчеты электродуговой
5. Электродуговая наплавка под слоем флюса 56
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Вентиляция на текстильных предприятиях" ..65
1. Естественная вентиляция 67
2. Механическая вентиляция ..69
3.Пылеуловители и кондиционеры .72
4.Пример расчета эффективности очистки газов в циклонах ..79
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Расчет себестоимости восстановления детали типа "гитара" 82
1. Характеристика детали и технологического процесса
2. Размер оптимальной обработочной партии 83
3. Расчет норм времени и расценок по "основной" детали 84
4. Расчет потребности в оборудовании ..84
5. Балансовая стоимость оборудования транспортных средств и
дорогостоящей технологической оснастки ..86
6. Расчет численности рабочих и других категорий работающих ..88
7. Расчет фондов заработной платы основных производственных
8. Расчет основных статей цеховых расходов ..90
9. Расчет цеховой себестоимости детали 95
Предметом исследования выпускной квалификационной работы является разработка технологического процесса восстановления детали текстильной машины "гитара". Метод восстановления изношенной детали выбирается после подробного анализа работы узла в который входит восстанавливаемая деталь выяснения причин возникновения дефектов и износа.
Правильный и подробный анализ работоспособности узла и детали важен для предупреждения непоправимых разрушений всего узла и следовательно машины из-за выхода из строя детали.
Уровень загрузки оборудования на текстильных предприятиях довольно высокий. Коэффициент сменности работы текстильных предприятий значительно превосходит коэффициент сменности большинства отраслей промышленности. Оборудование на всех переходах текстильного производства работает в сложных условиях. Например оборудование чесального производства находится в сильно запыленной среде льнопрядильное – во влажной. машины красильного и отделочного производств работают в агрессивной среде. Узлы многих машин испытывают действие ударных нагрузок (например ткацких станков) больших скоростей и контактных давлений (веретена и кольца прядильных машин). Все это вызывает быстрый износ оборудования и приводит к его простоям. Для предупреждения быстрого износа оборудования и его простоев наряду с улучшением условий работы необходим также своевременный и качественный ремонт.
Для обеспечения высокого уровня работоспособности текстильных машин в процессе их эксплуатации необходимо периодически проводить техническое обслуживание включающее различные регулирования крепежные и смазочные работы замену изношенных деталей и сборочных единиц. Этот технологический процесс называется регламентными работами. Правильно назначенный регламентный процесс обслуживания текстильного оборудования позволяет обеспечить максимально длительный срок эксплуатации оборудования с заданными выходными параметрами.
Ремонт и регламентные работы на предприятиях текстильной промышленности проводиться ремонтной службой предприятия. Ремонтная служба на предприятиях текстильной промышленности предназначена для обеспечения бесперебойной работы и эффективного использования технологического оборудования.
В задачи ремонтной службы входит не только ремонт выбывающего из строя оборудования но и уход и надзор за действующим оборудованием имеющим целью предупреждение поломок и своевременное устранение незначительных дефектов которые не особенно мешают текущей работе но ускоряют износ оборудования а также могут привести к серьезным авариям. Вследствие этого большое значение имеет организация ремонтной службы на предприятии для долговременной эксплуатации технологического оборудования.
Эффективное использование машин и оборудования обеспечивается высоким уровнем их технического обслуживания и ремонта наличием необходимого числа запасных частей. Сбалансированное обеспечение запасными частями ремонтных предприятий и сферы эксплуатации машин и оборудования как показывают технико-экономические расчеты целесообразно осуществлять с учетом периодического возобновления работоспособности деталей восстановленных современными способами.
Восстановление деталей машин обеспечивает экономию высококачественного металла топлива энергетических и трудовых ресурсов а также рациональное использование природных ресурсов и охрану окружающей среды. Для восстановления работоспособности изношенных деталей требуется в 5-8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей. Однако ресурс восстановленных деталей по сравнению с новыми деталями во многих случаях остается низким. Но в настоящее время разработаны и применяются новые прогрессивные методы восстановления изношенных деталей когда ресурс восстановленных деталей такой же как у новых деталей или выше.
Знание современных методов восстановления деталей машин актуально для инженеров разрабатывающих и эксплуатирующих сложное текстильное технологическое оборудование. Умение грамотно и эффективно применять современные методы восстановления изношенных деталей текстильного оборудования позволяет сэкономить значительное количество энергии материалов и труда и уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу.
На проведение ремонтных работ затрачивается большое количество разнообразных материалов деталей инструментов и значительные денежные средства. Поэтому важной задачей ремонтного персонала наряду с всемерным повышением надежности и долговечности оборудования является снижение стоимости его ремонта и модернизации. Успешное решение данной задачи достигается улучшением качества ремонта снижением простоев машин в ремонте и затрат на ремонтные работы. Для этой цели на предприятиях совершенствуют организацию ремонтных работ широко используют механизацию прогрессивную восстановительную и упрочняющую технологию улучшают уход за машинами.
Совершенствование условий труда на промышленных предприятиях в современных условиях
Реконструкция и обновление отечественного текстильного машиностроения его перевооружение и перевод на интенсивный путь развития невозможны без значительных перемен в организации производства без применения новейших технологий и современного оборудования. Переход к гибкому производству и электронизация всех производственных процессов ведут к созданию завода будущего как высокоавтоматизированного производства с минимальным участием людей постоянным совершенствованием его по мере развития научно -технического прогресса.
Изменения в технике и технологии окажут большое влияние на характер труда человека в условиях гибкого производства повышение требований
социального и психологического значения.
1 Эргономика и комфортность рабочих мест.
В последние годы стало уделяться особое внимание вопросам эргономики рабочего места с учетом анатомических физиологических и психологических характеристик человека. Эти вопросы начинают выделяться в самостоятельный раздел организации и экономики производства который стал называться гуманизацией труда. При этом под гуманизацией труда понимается не только широкий круг мероприятий направленных на улучшение условий труда исключение тяжелых монотонных и вредных для здоровья операций но и меры способствующие привлекательности труда и его творческих составляющих. К таким мерам например относятся организационные позволяющие рабочим углублять обмен информацией на своих рабочих местах участвовать в управлении технологическими процессами и др. Опыт показывает что успех внедрения новых техники и технологий достигается только при надлежащем учете взаимодействия технологических экономических организационных и человеческих факторов в комплексе. Многие специалисты обнаружили что разделение процесса производства на простые элементы ради организации многооперационного поточного производства не совместим с современным гибким производством и требованиями повышения содержательности труда. Гуманизация труда таким образом направлена не только на снижение стрессов устранение источников несчастных случаев исключение монотонных операций повышение требований к удобству рабочего места но и на использование знаний и опыта работающих их постоянное совершенствование обогащение содержания работы путем включения более сложных заданий индивидуальной организации труда каждого возможности
проявлять собственную инициативу т.е. создание условий при которых труд приносит радость.
Таким образом гуманизация труда — одна из главных задач на пути создания завода будущего что позволит избежать решения многих сложных проблем связанных с отношением людей к новой технике когда она рассматривается только как средство замены людей что как правило и предопределяет неудачи в применении новой технологии отрицательно влияет на состояние и деятельность обслуживающего персонала. Это особенно важно так как в современном производстве источниками отрицательных воздействий на человека все больше становятся не физические а психологические и умственные нагрузки (шум монотонность быстрые операции аналитическая обработка больших объемов информации работа в ночную смену и др.).
Большое внимание при изучении человеческих факторов в производстве будет уделяться таким вопросам как влияние новой технологии на занятость изменение функции персонала разработка методов обучения в соответствии с новыми требованиями обеспечение оптимального взаимодействия человека с машиной.
2 Сохранение окружающей природной среды.
Одним из важнейших требований и характеристик завода будущего является сохранение окружающей среды. Более чем вековой опыт индустриализации показал что промышленные предприятия созданные без учета сохранения окружающей среды нанесли ей значительный а в отдельных случаях и непоправимый ущерб. Это не должно повториться в будущем и создаваемые вновь и модернизируемые заводы должны удовлетворять этому требованию.
общем сокращении высококвалифицированного и другого труда.
Три фактора рационализации труда требуют совмещения профессий и повышения квалификации труда на заводе будущего:
Значительное сокращение потребности в живом труде благодаря всесторонней автоматизации основных вспомогательных и обслуживающих работ. Для обслуживания одной или нескольких ГПС требуется всего 5-6 человек вместо нескольких десятков занятых непосредственно на производстве. Объема остающегося неавтоматизированного труда не хватает чтобы загрузить полностью оператора какой - то одной профессии. Для обслуживания одной ГПС число профессий превышает число имеющихся операторов поэтому один и тот же рабочий становится и наладчиком станков и
инструментальщиком и крановщиком и водителем автопогрузчика и ремонтником по устранению несложных отказов и др.;
Интеграция производства и централизация обработки деталей с сокращением числа операций приведет к тому что конструктор должен быть еще и технологом токарь - фрезеровщиком а ремонтник - механиком и специалистом по электронной технике и т. д.;
Интенсификация труда с обогащением его содержательности расширяет круг обязанностей рабочего обеспечивает его большую самостоятельность участие в принятии решений и управлении производством. Это повышает интерес к труду так как ответственность каждого растет растет и его понимание значения своего труда в общем деле в изменении показателей производства. Это относится и к труду служащих и ИТР.
Совмещение профессий требует повышения уровня квалификации работников. Растут требования к рабочим занятым монтажом установкой наладкой и ремонтом оборудования которое стало сложнее дороже насыщеннее электронной техникой. Таким образом увеличивается потребность в квалифицированных операторах при этом квалификация их должна непрерывно совершенствоваться адаптироваться к быстроменяющейся технике новым формам организации труда.
Однако несмотря на возрастание значения высококвалифицированного труда уровень квалификации не является больше единственным критерием оценки труда так как труд становится более коллективным появляются новые критерии оценки труда например уровень совмещения и синтеза профессий коллективности труда когда каждый работник может заменить или дополнить другого.
Труд удовлетворяющий именно этим критериям обеспечивает интенсификацию машиностроительного производства так как от того насколько удовлетворяет этим критериям квалификация обслуживающего персонала зависит степень использования высокопроизводительных систем машин всего технологического и вспомогательного оборудования парк которого в расчете на единицу выпускаемой продукции уменьшается при значительном росте его сложности стоимости и производительности.
4 Пути и средства достижения высоких показателей завода будущего.
Создание машиностроительного предприятия с вышеперечисленными характеристиками невозможно путем дальнейшего развития традиционных подходов необходимы революционные сдвиги в технологии машиностроения и организации производства. Такие сдвиги начинают проявляться как основные тенденции развития современного машиностроения по следующим направлениям:
- отказ от дифференциации обработки деталей и сборки изделий в несколько операций;
- постоянная модернизация производства в ходе научно - технического
- переход к использованию систем машин для выполнения комплекса работ обеспечивающих непрерывность производственных процессов;
- децентрализация управления производством;
- моделирование производственных процессов;
- углубление технологической и подетально - поузловой специализации
производства сокращение серийности выпускаемой продукции;
- электронизация производства и труда;
- совершенствование организации производства по принципу "все только тогда когда нужно".
Разработка технологического процесса восстановления детали "Гитара" для ткацкой машины СТБ
1.Назначение узла машины и описание его работы
Узел "гитара сменных шестерен" широко применяется в различных приводах текстильных машин. Гитара сменных шестерен является промежуточным звеном между основным приводом станка и тем или иным исполнительным механизмом станка. Гитара сменных шестерен предназначена для изменения общего передаточного числа привода станка. Это необходимо для того чтобы обеспечивать на выходе к исполнительному механизму требуемое число оборотов исполнительного вала в зависимости от требований технологического процесса изготовления продукции текстильного производства.
Изменение передаточного числа происходит путем ручной перестановки сменных шестерен в кинематическую цепь механизма. Гитара сменных шестерен представляет собой рычаг определенной формы (или корпус) в котором имеются посадочные отверстия. В одном или двух из отверстий устанавливается вал на подшипник скольжения. На эти валы насаживается зубчатые колеса с постоянным межосевым расстоянием. Смена пары зубчатых колес в этом случае может происходить только при одинаковом межосевом расстоянии пары зубчатых колес. Кроме этого на гитаре имеется продольный паз. Если в этот паз закрепить зубчатое колесо на оси то придвинув его по пазу к зубчатому колесу с неподвижным валом можно получить еще одну зубчатую пару. Такой подход позволяет менять зубчатые колеса с переменным межосевым расстоянием. Все это вместе позволяет изменять передаточное число привода станка в широком диапазоне. Обычно к гитаре прилагается комплект сменных зубчатых колес. Количество и параметры зубчатых колес определяются технологическим процессом и назначением станка.
Рассматриваемый в курсовой работе узел состоит из собственно гитары 4 вала 2 шайб 8 9 10 11 зубчатой втулки 3 выполненной в виде подшипника скольжения винтов 1 и 15 ввинчивающихся в ось 7 колец 17 масленки 18 и сменных зубчатых колес 5 6 12 (рис.2.1.)
В процессе эксплуатации корпус гитары сменных шестерен подвергается сложному силовому воздействию от сил приходящих с зубчатых колес. Это может быть местное растяжение и сжатие изгиб и скручивание и т.д.
Посадочные отверстия в основном подвергаются износу из-за трения и микродвижений пары вал-отверстие или деформации из-за превышения нагрузок выше расчетных а также в случае неправильной сборки или разборки.
Зубья зубчатых колес подвергаются смятию от контактных напряжений и изгибу.
Валы и оси зубчатых колес подвергаются переменным нагрузкам от изгиба и кручения от сил действующих на зубчатые колеса. Кроме этого посадочные поверхности на валах также подвергаются износу от трения или неправильной эксплуатации.
2.Технологическая схема разборки узла
Схема разборки сборочной единицы является основной частью технологического процесса разборки изделия. Последовательность разборки узла - гитара сменных шестерен привода ткацкой машины приведена в табл. 2.1.
Последовательность разборки гитары сменных шестеренТаблица 2.1.
Снять зубчатое колесо 5
Снять зубчатое колесо 6
Вынуть вал 2 в сборе
1. Снять два кольца 17
2. Вал 2 в виде детали
Вынуть ось 7 в сборе
1. Вывинтить болт 15
Вывинтить болт 1 в сборе
1.Вывинтить масленку 18
3. Ось 7 в виде детали
1. Болт 1 в виде детали
Гитара 4 в виде детали
На рис. 2.2. приведена в графическом виде схема разборки узла – гитара сменных шестерен.
3.Анализ условий работы и дефектация узла и детали
В процессе эксплуатации гитары сменных шестерен на нее действуют различные нагрузки приходящие от сменных зубчатых колес. В результате этого детали гитары сменных шестерен изнашиваются от действия нагрузок и трения в подвижных соединениях. Кроме этого когда гитара сменных шестерен разбирается и собирается для проведения регламентных и профилактических работ в процессе эксплуатации технологического оборудования могут возникнут дефекты от неправильной сборки узла (задиры в посадочных отверстиях и валах из-за неправильной установки втулок и т.д.).
Цель дефектации – оценка технического состояния узла и деталей входящих в него и пригодности их к дальнейшей эксплуатации. Перед дефектацией узел очищают и моют. При дефектации выявляют степень износа рабочих поверхностей проявляющегося в виде изменения размеров и геометрических форм наличие царапин и рисок остаточные деформации в виде изгиба скручивания трещин выкрашивания изменения физико-механических свойств поверхностного слоя детали.
При дефектации всего узла "гитара сменных шестерен" могут быть выявлены следующие дефекты.
Износ и забоины на посадочных поверхностях отверстий и в пазах от местного трения и неправильной сборки разборки.
Деформация самой гитары из-за превышения расчетных нагрузок и неправильной эксплуатации.
Износ торцов посадочных отверстий из-за трения.
Износ и забоины на посадочных поверхностях вала от местного трения и неправильной сборки разборки.
Деформация вала (изгиб) из-за превышения расчетных нагрузок и неправильной эксплуатации.
Износ шлицов из-за трения и неправильной эксплуатации (сборки-разборки).
Срыв резьбы из-за превышения усилия затяжки.
Износ торцевых поверхностей из-за трения. Это приводит к появлению недопустимого зазора в размерной цепи.
Износ посадочной поверхности из-за трения и недостатка смазки а также неправильной эксплуатации при сборке-разборке.
Износ шлицов из-за трения и неправильной эксплуатации.
Износ боковой поверхности зубьев из-за трения скольжения и превышения нагрузок выше расчетных.
Излом зуба от превышения расчетных нагрузок.
Износ и забоины шлицевых отверстий из-за трения и неправильной сборки-разборки.
В выпускной квалификационной работе подробно подвергается дефектации "гитара" узла.
При дефектации детали "гитара" выявлены дефекты в виде износа посадочных поверхностей под подшипниками. Результаты дефектации приведены в технологической карте дефектации (табл. 2.2.).
Технологическая карта дефектацииТаблица 2.2
Вид дефекта и его номер на ремонтном чертеже
Номинальный размер по рабочему чертежу мм
Измеренный размер мм
Метод определения дефекта
Износ поверхности под подшипником скольжения (дефект 1)
Измерение микрометром МК-50-2
Износ при эксплуатации от местного трения
Износ поверхности под подшипником скольжения (дефект 2)
Износ при эксплуатации от местного трения
4.Выбор метода восстановления детали
Анализ различных методов восстановления посадочных поверхностей под подшипники скольжения в гитаре показал следующее. Восстановить изношенные поверхности можно различными методами наплавки:
Вибродуговой наплавкой
Наплавкой в среде СО2.
Наплавка порошковой проволокой
Другие способы восстановления изношенных поверхностей например наплавка под слоем флюса ограничена величиной минимально возможного отверстия металлизация и электролитическое покрытие не позволяют их использовать из-за малой возможной толщины восстанавливаемого слоя обеспечиваемой технологическим процессом.
Наиболее предпочтительным в нашем случае из возможных способов восстановления изношенных поверхностей является наплавка в среде углекислого газа. Наплавка в среде углекислого газа позволяет контролировать процесс наплавки. Твердость слоя при наплавке в среде углекислого газа в зависимости от типа электродной проволоки может быть 200 - 300 НВ.
Наплавка в среде защитного газа
Такого рода наплавка устраняет некоторые недостатки наплавки под слоем флюса. Разработана в ЦНИИТмаше коллективом под руководством проф. К.В. Любовского в 1952 г.
Сущность наплавки в среде защитных газов состоит в том что в зону электрической дуги подают под давлением защитный газ в результате столб дуги а также сварочная ванна изолируются от кислорода и азота воздуха.
Для создания защитной атмосферы используют: инертные газы (ар-. гелий и их смеси) активные газы (диоксид углерода азот водород иной пар и их смеси) и смеси инертных и активных газов. Разновидностью процесса является газопламенная защита от сгорания горючих газов или жидкого углеводородного топлива. Наилучшую защиту металла при наплавке обеспечивают инертные газы однако их применение ограничивается высокой стоимостью. Чаще применяют водяной пар пищевую углекислоту и сварочный диоксид углерода.
Наибольшее применение в ремонте машин получила наплавка в среде диоксида углерода плавящимся электродом. Используют электродные проволоки диаметром 08 20 мм и токи относительно большой плотности. Периферийная часть электрической дуги интенсивно охлаждается газом поступающим из соплового наконечника поэтому падение напряжения на единицу длины столба дуги будет в несколько раз выше чем при дуговой сварке без подачи газа. Кроме того сварка в диоксиде углерода ведется короткой дугой. В таких условиях дуговой разряд имеет возрастающую характеристику а источник питания должен обладать слегка возрастающей или жесткой характеристикой для интенсификации процесса саморегулирования дуги.
Область применения механизированной наплавки в среде диоксида углерода распространяется на восстановление стальных и чугунных деталей диаметром > 12 мм широкой номенклатуры работающих в различных условиях. Восстановлению подлежат как гладкие так и шлицевые валы.
Автоматическая наплавка в среде диоксида углерода обеспечивает формирование плотного шва с небольшой зоной термического влияния что позволяет осуществлять наплавку нежестких деталей малого диаметра. По сравнению с автоматической наплавкой под слоем флюса процесс обладает такими преимуществами:
-меньшим нагревом детали;
- возможностью наплавки деталей меньшего диаметра;
- более высокой производительностью (в 12 15 раза по массе и 30 40 % по площади покрытий);
- исключением необходимости отделения шлаковой корки и зачистки швов;
- возможностью сварки и наплавки в любых пространственных положениях;
- в 12 15 раза лучшей экономичностью.
Схема рассматриваемого процесса приведена на рис.1.3. Электродная проволока диаметром 08 20 мм подается в дугу с постоянной скоростью с помощью подающего механизма. Напряжение приложено к электродной проволоке и детали. Защитный газ под избыточным давлением подается из сопла расположенного концентрично электроду. Давление газа 005 020 МПа его расход 060 096 м'ч.
5.Разработка технологического процесса восстановления детали
восстановления детали
Для восстановления изношенных посадочных поверхностей под подшипники для гитары применяем следующую последовательность технологических операций.
Расточная обработка изношенных поверхностей – необходима для подготовки ремонтируемых поверхностей отверстий к наплавке. Заключается в придании равномерности формы наплавляемой поверхности и образовании специальных микронеровностей для лучшего сцепления наплавляемого слоя с основным металлом.
Наплавка изношенных поверхностей в среде СО2 – обеспечивает увеличение размера изношенных поверхностей для последующей обработки до заданного размера.
Вертикально-фрезерная обработка наплавленных поверхностей – предназначена для обработки торцевых поверхностей наплавленных отверстий для получения заданных чертежом размеров.
Расточная обработка наплавленных поверхностей – предназначена для финишной обработки наплавленных поверхностей для получения заданных чертежом размеров обеспечивающих работоспособность детали окончательно.
Долбежная операция для получения масляного канала.
В качестве баз при восстановлении изношенных поверхностей отверстий гитары целесообразно на приняты наружный диаметр 66f7 и левый торец. Выбор таких баз по видимому соответствует технологическим базам используемым при изготовлении гитары. Такой подход позволяет сохранить заводские требования к совместному расположению восстанавливаемых и невосстанавливаемых поверхностей гитары.
Выбор оборудования приспособлений и инструмента
Токарно-винторезная операция (предварительная)
Для выполнения токарно-винторезной операции выбираем токарно-винторезный станок 16К20.
Технические характеристики токарно-винторезного станка 16К20
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки- 220 мм
Частота вращения шпинделя - 125 – 1600 обмин.
Число скоростей шпинделя- 22
- продольная- 005-28 ммоб
поперечная- 0025-14 ммоб
Число ступеней подач- 24
Мощность привода- 11 кВт
В качестве дополнительных приспособлений применяем:
Трехкулачковый патрон.
Необходимый режущий инструмент:
Расточной токарный резец с углом в плане 95° ВК6 ГОСТ 18883 - 73.
Специальный резец для образования винтовой канавки ВК6.
Необходимый мерительный инструмент:
Штангенциркуль ШЦ-II 250-005 ГОСТ 166-80 цена деления шкалы 005 мм пределы измерений 0 250 мм
Наплавочная операция
Для выполнения наплавочной операции в среде защитного газа выбираем следующее оборудование:
Наплавочный автомат А-580М.
Преобразователь ПСГ-500.
Генератор АНД-500250.
Вертикально-фрезерная операция
Для выполнения вертикально-фрезерной операции выбираем вертикально-фрезерный станок 6Р11.
Технические характеристики вертикально-фрезерного станка мод.6Р11
Частота вращения шпинделя - 50 – 1600 обмин.
Число скоростей шпинделя- 16
Мощность привода- 55 кВт
Число подач стола- 16
- продольная и поперечная- 35 – 1020 мммин
- вертикальная- 14 – 390 мммин
Приспособление для фрезерования
Режущий инструмент следующий:
Фреза торцевая 100 z = 10 ВК6 ГОСТ 9473-80.
Токарно-винторезная операция
Станок и приспособления те же что и при предварительной токарно-винторезной операции.
Калибры-пробки проходная и непроходная 46Н9.
Для выполнения долбежной операции выбираем станок долбежный 7Д430.
Технические характеристики долбежного станка 7Д430
Длина хода долбяка- 120-320 мм
Скорость долбяка на рабочем ходу- 3-38 ммин
Подача стола за один двойной ход долбяка:
- продольная- 02-25 мм
- поперечная- 01-25 мм
- круговая- 01-14 мм
Мощность привода- 10 кВт
Приспособление для долбежки паза.
Резец долбежный – материал ВК6.
5.3.Определение режимов операций восстановления детали
Токарно-винторезная операция (подготовительная)
Чистота поверхности Rа = 63.Глубина резания – t = 06 мм
Подача S = 05 ммоб Диаметр резания d = 46 мм
Сv = 243;m = 02;y = 04
T = 50 мин- среднее значение стойкости инструмента
Kv = Kмv * Kпv* Kиv = 1
Kмv = (190НВ)nv = 1*(190190)125 = 1;Kпv = 1;Kиv = 1
Частота вращения шпинделя
По паспорту станкаnc = 800 обмин
Принимаем скорость резания
*92*061 * 05075*11150 = 328 Н
Ср = 92; y = 075;n = 0 Kмр= (НВ 190)n = (190190)075=1
L = 70 мм-длина обрабатываемой поверхности и подготовительных ходов режущего инструмента.
Таким образом для растачивания отверстий в размер 46 назначены следующие режимы резания:
Диаметр наплавочной проволоки – d = 16 мм для толщины наплавляемого слоя более 17 мм [2].
Толщина наплавляемого слоя – h = 18 мм
Материал наплавочной проволоки Св-12ГС
Скорость подачи проволоки Vп - 14 ммин
Шаг наплавки - s = 12 ммоб
Скорость наплавки Vн = 04 ммин
Сила тока - I = 140 А
Напряжение источника питания - V = 26 в
Частота вращения заготовки
Основное время по [1]
F = 64 мм2 – поперечное сечение наплавленного слоя;
L = 188 мм – длина наплавленного слоя;
g = 78 гсм3 – плотность наплавляемого металла
kр = 09 – коэффициент разбрызгивания металла
dн = 12 г(А*ч) – коэффициент расплавления;
I = 75 А – ток наплавки.
Таким образом для наплавки отверстий 46 назначены следующие режимы наплавки:
Чистота поверхности Rа = 32.Глубина резания – t = 10 мм
Фреза торцевая 100 z = 10
Подача S = 05 ммоб Ширина фрезерованияВ = 50 мм
Подача на зуб Sz = Sz = 0510 = 005 ммзуб
Сv = 445;q = 02; m = 032;y = 035; u = 02; p = 0
T = 180 мин- среднее значение стойкости инструмента
По паспорту станкаnc = 400 обмин
Ср = 545; y = 074;n = 1; q = 13; w = 02 ;
Kмр= (НВ 190)n = (190190)075=1
Таким образом для фрезерования назначены следующие режимы резания:
Черновое растачивание
Чистота поверхности Rа = 63.Глубина резания – t =12 мм
Kv = Kмv * Kпv* Kиv = 08
Kмv = (190НВ)nv = 1*(190190)125 = 1;Kпv = 08;Kиv = 1
*92*121 * 05075*1150 = 656 Н
Ср = 92; y = 075;n = 0
Чистовое растачивание
Чистота поверхности Rа = 16.Глубина резания – t = 04 мм
Подача S = 02 ммоб Диаметр резания d = 46 мм
Сv = 292;m = 02;y = 02
По паспорту станкаnc = 1600 обмин
*92*041 * 02075*2310 = 110 Н
Kмр= (НВ 190)n = (190190)075=1Кjр =1Кgр =1Кgр =1Кr =1
Таким образом для растачивания отверстий в размеры 46 назначены следующие режимы резания:
Подача – S = 032 ммдв.ход
Скорость резания определим по формуле
Сv = 685;m = 02;y = 04;Кv = 1
*158*151 * 0321*2960 = 7584 Н
Ср = 158; y = 1;n = 0 ;t = 15 мм – длина лезвия резца
где i - число двойных ходовi = hS = 10032 = 32
h – глубина фрезерования.
6. Разработка станочного приспособления для фрезерования
Приспособление разработанное в ВКР предназначено для фрезерования торца заготовки детали которое необходимо выполнять в процессе восстановления гитары.
Приспособление для фрезерованиясостоит из плиты 6 на которой установлена стойка 1. Стойка 1 закрепляется на плите 6 при помощи винтов 15 и фиксируется штифтами 17. В стойке 1 размещается гайка 5 с зажимным винтом 4. гайка фиксируется в теле стойки 1 при помощи винта 14.
В посадочные отверстия расположенные в плите 6 запрессовываются пальцы 78.
На нижней стороне плиты 6 установлены 2 шпонки 9 закрепленные винтами 16.
Приспособление применяется следующим образом. На палец 7 надевается отверстием заготовка детали и прижимается к пальцу 8 боковой стороной. Затем заготовка поджимается винтом 4 к пальцу 8 и заготовка фиксируется и закрепляется в приспособлении. После этого приспособление с закрепленной заготовкой выставляется на станочный стол и закрепляется на столе винтами через посадочные пазы выполненные в плите 6. Приспособление позиционируется на станочном столе с помощью шпонок 9.
7. Разработка ремонтного отделения для восстановления узла "гитара
7.1. Перечень работ выполняемых в ремонтном отделении
При проведении ремонта и сервисного обслуживания узла "гитара сменных шестерен" в сервисном центре проводятся следующие работы:
Наплавка изношенных поверхностей отверстий и валов и венцов зубчатых колес.
Заварка резьбовых отверстий шпоночных пазов и трещин.
Токарная обработка валов и отверстий.
Растачивание отверстий.
Фрезерование плоскостей и шпоночных пазов на валах.
Протяжка шпоночных пазов в отверстиях.
Нарезание внутренней и наружной резьбы.
Нарезание зубьев зубчатых колес
для ремонтного отделения
Для организации ремонтного отделения для ремонта и сервисного обслуживания "гитары" анализируем состав работ который необходимо выполнять в ремонтном отделении и выбираем следующее оборудование.
Для организации сервисного центра узла "гитара сменных шестерен" выбираем следующее оборудование.
Основное технологическое оборудование
для ремонтного отделенияТаблица 2.7
Для сборки и разборки узла
Токарно-винторезный станок 16К20
шпинделя - 125–1600 обмин.
Число скоростей шпинделя - 22
Мощность привода - 11 кВт
Для токарной обработки валов и отверстий
Вертикально-сверлильный станок 2Н135
шпинделя - 31 – 1400 обмин.
Число скоростей шпинделя - 12
Мощность привода - 4 кВт
Для обработки отверстий осевым инструментом
Продолжение таблицы 2.7
Радиально-сверлильный станок 2М55
шпинделя - 20 – 2000 обмин.
Число скоростей шпинделя- 21
Для обработки точных отверстий (рычаги)
Вертикально-фрезерный станок 6Р11
шпинделя - 50 – 1600 обмин.
Для обработки плоских торцевых поверхностей и шпоночных пазов на валах.
Наплавочный автомат А-580М выпрямитель ВС-600 преобразователь ПГС-500.
Для наплавки изношенных гладких и шлицевых отверстий посадочных поверхностей валов зубьев зубчатых колес.
Вертикальный протяжной полуавтомат 7Б64
Скорость рабочего хода
протяжки- 15-115 ммин
Для обработки шпоночных пазов в отверстиях.
Зубофрезерный станок 53А30
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки - 320 мм
Наибольший модуль - 6 мм
шпинделя - 50-400 обмин
Мощность привода - 42 кВт
Для нарезки зубьев зубчатых колес
Универсальный заточной станок 3А64М
Для заточки режущего инструмента
Долбежный станок 7Д430
Скорость долбяка на рабочем
Подача стола за один двойной
Для обработки масляных пазов и сквозных шпоночных пазов
Для мойки разобранных деталей узла
7.3. Компоновка ремонтного отделения узла "гитара
В соответствии с подобранным оборудованием и требованиями производства разрабатываем компоновку ремонтного отделения для ремонта узла "гитара сменных шестерен".
При компоновке ремонтного отделения руководствуемся следующими принципами:
Зоны разборки и сборки узла располагаем около входа стараясь размещать оборудование в последовательности технологического процесса восстановления деталей узла. Таким образом обеспечивается условие поддержания чистоты помещения.
Механическое оборудование (станки) располагаем вдоль дальней стены отделения в последовательности выполнения технологического процесса.
Место электросварщика и оборудование для наплавочной операции размещено в отдельном помещении.
Компоновка ремонтного отделения показана на рис.2.5.
Экспликация ремонтного участка узла "гитара
Слесарный верстак для разборки узла.
Шкаф для инструмента.
Зубофрезерный полуавтомат 53А30
Слесарный верстак для сборки узла
Преобразователь ПГС-500
Наплавочный автомат А-580М
Место электросварщика
Способы наплавки покрытий на рабочие поверхности
1 Определение и общая характеристика способа
Наплавка покрытий - это процесс нанесения покрытия из расплавленного материала на разогретую до температуры плавления поверхность восстанавливаемой детали.
Покрытия полученные наплавкой характеризуются отсутствием пор высокими значениями модуля упругости и прочности на разрыв. Прочность соединения этих покрытий с основой соизмерима с прочностью материала детали.
Если в машиностроительном производстве наплавку применяют для повышения износостойкости трущихся поверхностей то в ремонтном производстве - в основном для проведения последующих работ по восстановлению расположения формы и размеров изношенных элементов. Восстановительная наплавка при этом обеспечивает также получение новых свойств поверхностей: коррозионной эрозионной кавитационной износо- жаростойкости и др.
Доля трудоемкости сварки и наплавки составляет ~ 70 % всех способов создания ремонтных заготовок при восстановлении деталей. Наплавка изношенных поверхностей занимает ведущее место вследствие своей универсальности.
Способы наплавки делят на группы в зависимости от видов применяемых источников тепла характера легирования и способа защиты формируемого покрытия от влияния кислорода и азота воздуха. Наибольшее распространение в ремонте при нанесении покрытий получили способы электродуговой наплавки: под флюсом в среде защитных газов и вибродуговая (табл. 3.1.).
Задача решаемая при наплавке покрытий - получить покрытие без пор необходимой толщины прочно соединенное с поверхностью детали нужного химического состава с заданной структурой.
Основные показатели способов наплавкиТаблица 3.1.
Производительность кгч
Прочность соединения МПа
Электродуговая самозащитной проволокой
Электродуговая под слоем флюса
Электродуговая в среде диоксида углерода
Электродуговая в среде аргона
Плазменная (порошковая)
2. Подготовка материалов и заготовок к наплавке
Перед наплавкой очищают и прокаливают наплавочные материалы обрабатывают поверхности деталей и при необходимости предварительно нагревают их.
Для получения высококачественного покрытия поверхности электродов и детали перед наплавкой очищают чтобы полностью удалить загрязнения (влагу масло пыль ржавчину). Поверхности очищают растворами ТМС и органическими растворителями (ацетон). Для удаления ржавчины и мелких трещин применяют дисковые и ленточные инструменты из абразивных материалов или проводят дробеструйную обработку. С помощью предварительной обработки удаляют трещины следы изнашивания упрочненные слои и др.
Наплавочные материалы прокаливают (табл. 3.2.) для удаления влаги
которая может быть источником водорода диффундирующего в наплавленный слой и зону термического влияния где вследствие водородной хрупкости возникают холодные трещины. Характеристика установок для сушки и прокалки электродных материалов приведена в табл. 3.3.
Предварительный нагрев изделия непосредственно перед наплавкой предотвращает растрескивание наплавленного слоя. Нагрев ведут в печах газовыми горелками или ТВЧ.
Температура прокаливания наплавочных материалов Таблица 3.2.
Электроды с покрытиями:
- карбонатно-рутиловым
Порошковая проволока содержащая:
Установки для сушки и прокалки электродных материалов Таблица 3.3.
Габаритные размеры мм
При недостаточной температуре подогрева могут возникнуть трещины а чрезмерный нагрев снижает скорость охлаждения и увеличивает глубину проплавления основного металла что не обеспечивает требуемой твердости наплавленного металла. Правильный выбор температуры предварительного нагрева особенно важен при наплавке твердых материалов.
3. Классификация и применение электродуговой наплавки
Электродуговая наплавка имеет много видов. При их классификации учитывают следующие классификационные признаки:
- уровень механизации (ручная полуавтоматическая автоматическая);
- вид применяемого тока (постоянный переменный импульсный специальной характеристики);
- вид электрода (плавящийся неплавящийся);
- полярность электрода при постоянном токе (прямая обратная);
- вид дуги (прямая косвенная);
- режим (стационарный нестационарный);
- способ защиты зоны наплавки от воздушной атмосферы (в среде защитных газов водяных паров жидкости под слоем флюса комбинированный);
- способ легирования наплавляемого металла (покрытием электрода флюсом электродным материалом комбинированный).
Электродуговая наплавка получила наибольшее распространение в ремонте машин среди способов нанесения покрытий. Этот способ по сравнению с другими способами создания ремонтных заготовок дает возможность получать слои с высокой производительностью практически любой толщины различного химического состава и с высокими физико-механи-ческими свойствами. Наплавочные покрытия наносят на цилиндрические поверхности диаметром ³ 12 мм.
4. Технологические особенности и расчеты
электродуговой наплавки
Технологические особенности электродуговой наплавки используют в целях ослабления нежелательных сопутствующих явлений таких как окисление металла поглощение азота выгорание легирующих примесей и нагрев материала детали выше температуры фазовых превращений. Эти явления приводят к снижению прочности сварочного шва нарушению термообработки материала объемным структурным и фазовым изменениям и короблению детали. Перемешивание материалов основы и покрытия ухудшает его свойства.
При электродуговой наплавке применяют главным образом плавящиеся электроды. Неплавящиеся угольные электроды с введением присадочного материала в дугу используют при сварке тонколистовой стали и свинца и при наплавке твердыми сплавами почворежущих деталей. Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом применяется при аргонодуговой наплавке.
Дуга может гореть между электродом и изделием или между электродами. Полярность может быть прямая («+» на детали) или обратная.
При наплавке между покрытием и основой образуется металлическая связь поэтому особое значение имеет свариваемость материалов которая определяется как свойство создавать прочное сварное соединение без трещин пор и других дефектов.
Проблемой наплавки являются трещины двух видов: горячие и холодные (замедленного разрушения).
Материал детали прилегающей к наплавленному слою характеризуется максимальной твердостью и склонностью к образованию трещин замедленного разрушения. Для предотвращения трещинообразования обычно применяют следующие меры:
-предварительный и сопутствующий подогрев во время наплавки для поддержания заданной температуры основного металла;
-наплавку после удаления с поверхности детали слоя содержащего дефекты или отличающейся повышенной твердостью;
- подогрев изделия после наплавки и замедленное охлаждение наплавленного металла;
- последующую термическую обработку;
- наплавку эластичного подслоя на поверхность основного металла обладающего удовлетворительной свариваемостью;
- уменьшение числа слоев при многослойной износостойкой наплавке;
- выбор для износостойкой наплавки способов при использовании которых возникают меньшие термические напряжения в изделиях;
- выбор наплавочного материала для первого слоя коррозионно-стойкой наплавки с учетом влияния основного металла на состав наплавленного слоя.
При наплавке углеродистых и низколегированных сталей вероятность образования трещин увеличивается с повышением углеродного эквивалента Сэ который служит показателем свариваемости:
С = С + 116Mn + 124Si + 140Ni + 15Сг + 14Мо + 114V
Между углеродным эквивалентом и максимальной твердостью HV зоны термического влияния существует линейная зависимость:
HV = (660*СЭ +40) ±40.
Если максимальная твердость в зоне термического влияния выше 325 HV то рекомендуется предварительный подогрев до 530 К соответственно при твердости 250 325 HV - подогрев ~ 430 К а при твердости 200 250 HV подогрев осуществляется только в случае необходимости.
Горячие трещины возникают во время кристаллизации наплавленного металла. В это время на границе зерен образуется легкоплавкий расплав (эвтектика) разрушающийся под влиянием усадочной деформации. Для оценки склонности к горячим трещинам рассчитывают показатель Уилкинсона - H.C.S. по уравнению
При H.C.S. > 17 горячие трещины не возникают.
Технологические расчеты электродуговой наплавки выполняются в такой последовательности.
Назначают диаметр электрода в зависимости от толщины стенки детали или толщины покрытий. При восстановительных работах чаще назначают диаметр электрода dэ = 16 25 мм.
Принимают плотность тока j: при ручной духовой наплавке 10 30 Амм2 при автоматической наплавке под слоем флюса 100 200 Амм2 а при наплавке в среде защитного газа > 200 Амм2. Сила сварочного тока (в амперах)
Напряжение дуги U (в вольтах) зависит от силы сварочного тока. При наплавке под слоем флюса например напряжение дуги равно
Масса наплавленного металла mч за 1 ч (в гч) равна
где aн- коэффициент наплавки определяющий массу наплавленного металла при силе тока 1 А за 1 ч г(Ач).
Коэффициент наплавки на постоянном токе [в г(А-ч)] при ручной наплавке тонкообмазанными электродами равен 78 85 толстообмазанными электродами 10 14 под слоем флюса 14 16 электрошлаковой наплавке 20 25 ленточными электродами под слоем флюса 15 20 при вибродуговой наплавке 8 10 в среде диоксида углерода 12 14. В среднем на 1 кг наплавленного металла при ручной дуговой наплавке на переменном токе затрачивается 35 45 кВт*ч электроэнергии а на постоянном токе 7 8 кВт*ч.
Масса подаваемой в зону наплавки проволоки за 1 ч (в гч) равна массе наплавленного за это время металла:
где g- плотность металла проволоки гсм ;
vпр - скорость подачи проволоки наплавки сммин.
Приравнивая правые части последних зависимостей определяют скорость подачи электродной проволоки vпр (мч):
Площадь сечения наплавки FH (см2) равна
где vн - скорость наплавки смч.
Отсюда находят скорость наплавки
где В и h - ширина и высота валика см; k1 - коэффициент площади валика (05 07).
Частота вращения детали и (мин-1) при наплавке
где dд - диаметр детали мм.
Основное время наплавки t0 (мин) равно
где SH - шаг наплавки ммоб.
Расход материала Qпp на восстанавливаемую деталь
Глубина проплавления основного металла и производительность процесса зависят от сварочного тока угла наклона электрода и скорости наплавки. Глубину проплавления hпр определяют из выражения
hпр = (00061 00085)*
где h - коэффициент использования тепла при наплавке равный отношению количества тепла затраченного на расплавление металла (зависит от рода тока и полярности) к количеству тепла выделившегося из электрической дуги.
С ростом тока (при постоянных скорости наплавки и напряжении) возрастают объем жидкой ванны и площадь проплавления металла что приводит к увеличению высоты наплавленного валика. Однако при дальнейшем повышении тока ухудшается формирование наплавленного шва.
Шаг наплавки определяется шириной наплавленного валика В. Обычно его устанавливают с таким расчетом чтобы перекрытие составляло 13 12 ширины валика. Ширина валика примерно в 2 3 раза больше его высоты.
Вылет электрода влияет на распределение тепла расходуемого на нагрев электродной проволоки и материала детали. Эта величина вместе с другими параметрами отвечает за образование высококачественного покрытия. При использовании наплавочной проволоки диаметром 12 15 мм вылет составляет 10 20 мм при диаметре 16 20 мм он равен 20 25 мм а для стальной ленты 30 35 мм.
Режимы наплавки покрытий уточняют после расчета величины погонной энергии сварочной дуги W. Эта величина равна количеству тепла введенного в единицу длины шва:
где hи- коэффициент использования тепла для наплавки под слоем флюса составляющий 08 09.
Для получения покрытий хорошего качества значение W должно быть в пределах 630 1590 кДжм. Чем больше диаметр электродной проволоки и габаритные размеры деталей тем больше должна быть W.
5. Электродуговая наплавка под слоем флюса
Этот вид наплавки по сути является развитием ручной наплавки электродами с толстыми качественными покрытиями. Наплавка под слоем флюса разработана коллективом под руководством акад. Е.О. Патона в 1938-39 гг.
Сущность электродуговой наплавки под слоем флюса заключается в том что сварочная дуга горит между голым электродом и изделием под слоем толщиной 10 40 мм сухого гранулированного флюса с размерами зерен 05 35 мм.
В зону наплавки подают электродную сплошную или порошковую проволоку (ленту) и флюс (рис. 3.1). К детали и электроду прикладывают электрическое напряжение. При электродуговой наплавке под слоем флюса применяют постоянный ток обратной полярности. При наплавке цилиндрических поверхностей электрод смещают с зенита в сторону противоположную вращению. Величина смещения составляет -10% диаметра наплавляемой детали. Электрод должен составлять угол с нормалью к поверхности 6 8°. Флюс в зону наплавки подают из бункера. Расход флюса и соответственно толщину его слоя на поверхности детали регулируют открытием шибера. После зажигания дуги одновременно плавятся электродная проволока поверхность детали и флюс. Сварочная дуга с каплями металла оказывается в объеме газов и паров ограниченном жидким пузырем из расплавленного флюса. Этот пузырь обволакивает зону наплавки и изолирует ее от кислорода и азота воздуха.
Жидкий металл в сварочной ванне постоянно движется и перемешивается. Металл сварочного шва полученного под флюсом состоит из расплавленного присадочного (13) и переплавленного основного металла (23). Массы расплавленных флюса и присадочного металла примерно одинаковы.
Флюс при электродуговой наплавке является вспомогательным материалом он вместе с выбором материала проволоки и режимов наплавки играет важную роль в обеспечении необходимых свойств получаемого покрытия. Флюсы применяют как в виде сухих зерен так и в виде пасты из зерен со связующим. Элементы флюса выполняют свои функции после расплавления сгорания или разложения. Расплавленный флюс должен быть жидкотекучим. Температура плавления присадочного материала должна превышать на 100 150 °С температуру плавления флюса. Однако флюс не должен кипеть при рабочей температуре наплавки.
Флюс при наплавке покрытий осуществляет следующие функции:
- устойчивое горение дуги;
- защиту расплавленного металла от воздействия кислорода и азота воздуха;
- очистку расплавленного металла от включений и его раскисление;
- легирование необходимыми элементами материала покрытия;
- образование в дальнейшем теплоизоляционного слоя из флюса и его корки что замедляет процесс затвердевания металла.
Для выполнения этих функций в составе флюса имеются такие вещества:
- стабилизирующие процесс горения дуги (сода поташ диоксид титана мел мрамор и др.);
- газообразующие из органических соединений (крахмал мука пищевая или древесная декстрин) для создания среды защищающей расплавленный металл от вредного влияния атмосферы;
- шлакообразующие и раскисляющие (титановый концентрат марганцевая руда полевой и плавиковый шпаты кварц гранит мрамор каолин и др.) которые очищают расплавленный металл;
-легирующие (ферромарганец ферросилиций ферротитан алюминий и др.);
-связующие добавки (жидкое стекло декстрин и др.).
Следует отдельно отметить что в результате выполнения флюсом сво-
их функций создаются благоприятные условия для:
-выхода газов из шва;
-более полного протекания диффузионных процессов;
- формирования равновесных структур и достижения высокого термического КПД наплавки;
- получения однородного наплавленного металла с гладкой поверхностью и плавным переходом от валика к валику;
- применения токов большей плотности чем при ручной наплавке
покрытыми электродами;
- исключения разбрызгивания и уменьшения угара металла;
- снижения потерь тепла сварочной дуги на излучение и нагрев потоков окружающего воздуха;
- улучшения условий труда.
Расплавленные флюсы взаимодействуют с оксидными пленками как химические реагенты или физические растворители. В первом случае они образуют с оксидами легкие химические соединения с низкой температурой плавления которые всплывают на поверхность сварочной ванны. Химически действующие флюсы бывают кислыми (борная кислота Н3ВО3 бура Na2B4O7l0H2O кварцевый песок SiO2) и основными. Если оксиды в ванне расплавленного металла кислые (SiO2 СО2 и др.) то применяют основные флюсы а для взаимодействия с основными оксидами (FeO CuO и др.) используют кислые флюсы. Во втором случае флюсы растворяют оксиды металлов и образуют шлаки также всплывающие на поверхность расплавленного металла.
При наплавке часть легирующих компонентов выгорает их пополнение идет из материала электродной проволоки и (или) материала флюса.
Флюсы по составу и способу приготовления делятся на: плавленые керамические (неплавленые) и смеси.
Плавленые флюсы получают сплавлением исходных материалов (марганцевой руды кварцевого песка известняка плавикового шпата магнезита диоксида титана и др.) в электрических или пламенных печах с последующей грануляцией. Расплавленную массу выливают в воду и таким образом получают стекло- или пемзовидный гранулированный флюс в виде частиц круглой формы. Плавленые флюсы содержат стабилизирующие газо- и шлакообразующие компоненты и раскислители (оксиды кремния и марганца).
Плавленые флюсы подразделяются на виды в зависимости от массовой доли оксидов кремния и марганца. Марганцовистые флюсы содержат > 12% МnО. Низкокремнистые флюсы включают 30% а высококремнистые > 30 % SiO2.
Широко применяют в ремонте высококремнистые марганцовистые флюсы марок АН-348А и ОСЦ-45 которые имеют в своем составе
44 % оксида марганца обеспечивают устойчивое горение дуги хорошее формирование сварочных валиков и небольшое количество пор в наплавленном металле. Низкокремнистые безмарганцовистые флюсы марок АН-20 и АН-30 уменьшают возможность появления горячих трещин и пор в наплавленном слое.
Плавленые флюсы хорошо защищают сварочную ванну обеспечивают малую склонность к образованию трещин в покрытии удовлетворительную отделяемость шлаковой корки но не содержат легирующих веществ. Флюсы АН-348А ОСЦ-45 АН-8 применяют для наплавки деталей из углеродистых сталей а флюсы АН-22 АН-26 - для наплавки деталей из легированных сталей.
Керамические флюсы представляют собой механическую смесь легирующих модифицирующих и шлакообразующих составляющих соединенных жидким стеклом (17 18 мас. % сухих компонентов). Флюсы получают смешиванием порошков исходных материалов с добавкой связывающего вещества. Затем массу дробят на гранулы размером 2 3 мм и сушат. Время сушки материала флюса 20 мин при температуре 200 °С. Керамические флюсы содержат ферросплавы (феррохром ферро-ганец ферросилиций ферротитан) которые придают флюсам легирующие свойства. При этом отдельные легирующие вещества выполняют функцию раскислителей. Эти флюсы содержат до 50 % неокисленных элементов что позволяет активно воздействовать на металлургические процессы и получать металл покрытия с необходимыми механическими свойствами. Однако легирующие элементы распределены в объеме материала флюса неравномерно что объясняет химическую и структурную инородность покрытий и как следствие их «пятнистую» твердость.
Наиболее распространены для наплавки деталей керамические флюсы АНК-18 АНК-19 АНК-30 и ЖСН-1. Например состав керамического флюса АНК-18 (мас. %) следующий: 6 7 СаСО3 26 28 CaF2 26 30MgO 17 18 А12О3 7 11 SiO2 20 25 Na2SO4 или К2О 52 65 Cr 2 25 Mn 012 020 С 02 03 Ti 19 20 Al 02 03 Si 3 4Fe до 015 S и P.
Флюсы-смеси получают смешением плавленых и керамических флюсов или плавленых с ферросплавами и графитом. Например к плавленому флюсу АН-348А добавляют легирующие элементы в виде серебристого графита из электродов сталеплавильных печей ферромарганца 70 80% Мn и 15 20% С) ферросилиция (включает 70 80 % Si) феррохрома (содержит 70 80 % Сг) и алюминиевого порошка. Такие флюсы обеспечивают получение закалочной структуры материала без последующей термообработки.
Марку электродного материала как и флюса выбирают с учетом требуемых физико-механических свойств наплавленного покрытия. Применяют следующие электродные материалы: проволоку сплошного сечения (углеродистую легированную высоколегированную) и порошковую проволоку (легированную высоколегированную). Для повышения производительности процесса служат также ленточные электроды из стальной спеченной металлокерамической или порошковой ленты. Для получения наплавленного металла требуемых химического состава и свойств применяют легирование через электродную проволоку и (или) флюс.
При легировании через проволоку наплавку ведут высокоуглеродистой
или легированной проволокой под плавленым флюсом. При этом обеспечиваются высокая точность легирования и стабильность химического состава наплавленного металла по глубине покрытия.
Легирование наплавленного металла через флюс выполняют наплавкой малоуглеродистой проволокой под слоем керамического флюса. Высокая твердость покрытий исключает их последующую термическую обработку. Однако этот способ легирования не нашел широкого применения из-за большой неравномерности наплавленного металла по химическому составу и необходимости строго выдерживать режим наплавки.
Комбинированный способ легирования одновременно через проволоку и флюс получил наибольшее распространение.
В качестве источников питания применяют выпрямители ВС-300 ВДУ-504 ВС-600 ВДГ-301 и преобразователи ПСГ-500 с пологопадаю-щей или жесткой внешней характеристикой. В роли вращателей деталей используют специальные установки (УД-133 УД-140 УД-143 УД-144 УД-209 УД-233 УД-299 УД-302 УД-651 ОКС-11200 ОКС-11236 ОКС-11238 ОКС-14408 ОКС-27432 011-1-00 РД) либо списанные токарные или фрезерные станки. Для подачи проволоки применяют головки А-580М ОКС-1252М А-765 А-1197.
Основные технологические параметры наплавки: состав электродного материала и флюса напряжение дуги U сила I и полярность тока скорость наплавки vн и подачи vп электродного материала шаг наплавки S смещение электрода с зенита е диаметр dэ и вылет электрода. Примерные режимы наплавки под слоем флюса цилиндрических деталей приведены в табл. 3.4.
Режимы наплавки под слоем флюса цилиндрических деталейТаблица 3.4.
Высота слоя наплавки
Область применения механизированной наплавки под слоем флюса распространяется на восстановление деталей (диаметром более 50 мм) из углеродистых и низколегированных сталей требующих нанесения слоя толщиной > 2 мм с высокими требованиями к его физико-механическим свойствам. Наплавляют шейки валов поверхности катков и роликов направляющие станин и другие элементы.
Механизированная наплавка под слоем флюса обладает такими преимуществами:
- повышением производительности труда в 6 8 раз по сравнению с ручной электродуговой наплавкой с одновременным снижением расхода электроэнергии в 2 раза за счет более высокого термического КПД;
- высоким качеством наплавленного металла благодаря насыщению необходимыми легирующими элементами и рациональной организации тепловых процессов;
- возможностью получения покрытий толщиной > 2 мм;
- меньшим расходом присадочного материала в результате исключения потерь на разбрызгивание отсутствием "огарков" и уменьшением угара металла;
- лучшими условиями труда наплавщиков за счет механизации процесса и отсутствия открытой дуги.
Недостатками процесса являются:
- большое вложение тепла в материал детали что увеличивает зону термического влияния и изменяет результаты предыдущей термической обработки. После наплавки обычно требуется последующая термическая обработка хотя применение керамического флюса ее исключает;
- трудности удержания ванны расплавленного металла на поверхности цилиндрической детали и необходимость удаления шлаковой корки.
По первой причине детали диаметром 50 мм под слоем флюса не наплавляют;
- уменьшение усталостной прочности деталей до 20 40 % за счет остаточных напряжений пористости и структурной неоднородности;
- появление при загрузке флюса в бункер и его просеивании после использования силикатной пыли вредной для организма человека.
В качестве оборудования для электродуговой наплавки ИЭС им. Е.О. Патона разработал наплавочные станки У-651 и У-653.
Станок У-651 предназначен для наплавки наружных поверхностей деталей (в том числе шлицев) а также сварки деталей имеющих кольцевые и продольные швы простой формы. Он позволяет вести наплавку открытой дугой сплошной самозащитной проволокой диаметром 1 2 мм. порошковой проволокой диаметром 2 3 мм и в среде защитных газов проволокой диаметром 1 2 мм.
Станок У-653 служит для наплавки наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей шлицев и плоских поверхностей.
.Этот станок дает возможность вести наплавку открытой дугой сплошной
самозащитной проволокой диаметром 2 5 мм порошковой проволокой
диаметром 2 3 мм в среде защитных газов проволокой диаметром
5 мм и под слоем флюса проволокой диаметром 2 5 мм. Применяется
наплавочный автомат А-1406. Станок позволяет наплавлять детали диаметром 20 800 мм длиной 1300 мм и плоские детали длиной 1200 мм. Имеются станки и технологическое оборудование других разработчиков.
Вентиляция на текстильных предприятиях
КонсультантдоцентПопов И.А.
Для создания благоприятного микроклимата на рабочих местах текстильных предприятий необходимо обеспечить следующие мероприятия:
Нормируемый объем производственных помещений (не менее 15 м3 на одного работающего).
Эффективную рационально оборудованную вентиляцию кондиционирование воздуха и систему отопления (термоизоляцию и экранирование нагретых поверхностей машин котлов трубопроводов других термических аппаратов и устройств чтобы наружная температура нагретых поверхностей не превышала 40-45 °С).
Дистанционное управление технологическими процессами сопровождающимися выделением значительных количеств тепла и влаги; механизацию и автоматизацию процессов в шлихтовальном красильно-отделочном и других производствах; герметизацию оборудования способного быть источником выделения горячего пара и брызг нагретых технологических растворов (эмульсий замасливателей красителей шлихты и др.).
При выборе методов борьбы с пылью необходимо учитывать характер выделения пыли. При общем (рассеянном) образовании пыли в незначительных количествах (ленточные ровничные прядильные мотально-сновальные ткацкие отделы и помещения) эффективным способом борьбы с ней является общеобменная вентиляция. При местном (сосредоточенном) выделении пыли когда она выделяется в значительных количествах необходимо применять (локальную) вентиляцию в виде местных отсосов.
Для очистки воздуха от пыли в ровничных прядильных мотально-сновальных и ткацких цехах необходимо применять мокрые способы очистки (промывка воздуха путем пропускания его через завесу из капель воды в оросительных камерах установок для кондиционирования масляные фильтры для улавливания плохо смачиваемых минеральных примесей).
При значительном выделении пыли в отделах приготовительного производства (сортировочно-трепальные чесальные) а также в ряде цехов отделочных фабрик (стригальные ворсовальные) необходимо применять сухие способы очистки воздуха от пыли: сетчатые и тканевые фильтры в необходимых случаях - циклоны (для выделения из воздуха тяжелых частиц пыли костры и др.).
1. Естественная вентиляция
При естественной вентиляции воздухообмен происходит вследствие разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха а также в результате действия ветра.
При действии ветра с заветренной стороны зданий создается пониженное давление вследствие чего происходит вытяжка теплого или загрязненного воздуха из помещения. С наветренной же стороны здания создается избыточное давление и свежий воздух поступает в помещение на смену вытягиваемому воздуху.
Естественная вентиляция производственных помещений может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции поступление и удаление воздуха происходит через неплотности и поры наружных ограждений через окна форточки специальные проемы. Организованная естественная вентиляция производственных помещений осуществляется аэрацией и дефлекторами [9].
Аэрация осуществляется следующим образом. В здании цеха оборудованном тремя рядами проемов (1-3) со створками в летнее время открываются проемы 1 и 3 (рис. 4.1 а). Свежий воздух поступает в помещение через нижние проемы 1 располагаемые на небольшой высоте от пола (115 м) а удаляется через проемы 3 в фонаре здания.
Поступление наружного воздуха в зимнее время осуществляется через проемы 2 расположенные на высоте 47 м от пола (рис. 4.1 б). Высота принимается с таким расчетом чтобы холодный наружный воздух опускаясь до рабочей зоны успел достаточно нагреться за счет перемешивания с теплым воздухом помещения. Меняя положение створок можно регулировать воздухообмен.
Под напором воздуха с наветренной стороны наружный воздух будет поступать через нижние проемы и распространяясь в нижней части здания вытеснять более нагретый и загрязненный воздух через проемы в фонаре здания наружу.
Таким образом действие ветра усиливает воздухообмен происходящий за счет гравитационного давления а в ряде случаев (в жаркие дни) является основным действующим фактором.
Дефлекторы представляют собой специальные насадки устанавливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию ветра. Дефлекторы применяют для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещений сравнительно небольшого объема а также для местной вентиляции.
В настоящее время наибольшее распространение получил дефлектор ЦАГИ (рис. 4.2). Он состоит из диффузора 1 верхнюю часть которого охватывает цилиндрическая обечайка 2. Колпак 3 служит для защиты от попадания атмосферных осадков в патрубок 5 а конус 4 - для предохранения от задувания ветром внутрь дефлектора.
Ветер обдувая обечайку дефлектора создает на большей части его окружности разрежение вследствие чего воздух из помещения движется по воздуховоду и патрубку 5 и затем выходит наружу через две кольцевые щели между обечайкой 2 и краями колпака 3 и конуса 4. Эффективность работы дефлекторов зависит главным образом от скорости ветра а также высоты установки их над коньком крыши.
2. Механическая вентиляция
В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами: радиальными осевыми (рис. 4.3) или эжекторами (рис. 4.4).
Для больших помещений иногда целесообразно применять местную вентиляцию. Примером такой вентиляции могут служить кабины наблюдения и управления в вязальных цехах в которых устраивается местная приточно-вытяжная вентиляция.
Для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота и двери холодным воздухом применяются воздушно-тепловые завесы (рис. 4.6 а) б)). В зависимости от места выпуска воздуха завесы устраивают с нижней или боковой подачей воздуха по высоте ворот причем последние наиболее широко распространены.
Местная вентиляция по сравнению с общеобменной требует значительно меньших затрат на устройство и эксплуатацию.
Установки приточной вентиляции состоят из следующих элементов (рис. 4.6 а): воздухозаборного устройства 1 для забора чистого воздуха устанавливаемого снаружи здания; воздуховодов 2 по которым воздух подается в помещение; (воздуховоды обычно делают металлическими реже - бетонными кирпичными шлакоалебастровыми и т.п.); фильтров 3 для очистки воздуха от пыли; калориферов 4 где воздух нагревается (наибольшее распространение получили калориферы в которых теплоносителем является горячая вода или пар); вентилятора 5 приточных отверстий или насадков 6 через которые воздух поступает в рабочую зону помещений.
Вытяжная вентиляция (рис.4.6 б) состоит из вытяжных насадков 7 через которые воздух удаляется из помещения; вентилятора 5 воздуховодов 2; устройства для очистки воздуха от пыли или газов 8 вытяжной шахты 9 которая должна быть расположена на 1-15 м выше конька крыши. При работе вытяжной системы чистый воздух поступает в помещение через неплотности в ограждающих конструкциях.
В системе приточно-вытяжной вентиляции воздух подается в помещение приточной вентиляцией (рис.4.6 а) а удаляется вытяжной вентиляцией (рис.4.6 б) работающих одновременно. Место для забора свежего воздуха выбирается с учетом направления ветра с наветренной стороны по отношению к выбросным отверстиям вдали от мест загрязнений.
Приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией (рис. 4.6 в) характерна тем что воздух отсасываемый из помещения 10 вытяжной системой частично повторно подают в это помещение через приточную систему соединенную с вытяжной системой воздуховодом 11. Регулировка количества свежего вторичного и выбрасываемого воздуха производится клапанами 12.
3.Пылеуловители и кондиционеры
Одним из основных процессов обработки воздуха в системах вентиляции или кондиционирования является очистка воздуха от пыли. Очистке подлежит воздух поступающий на рециркуляцию приточный воздух а также воздух выбрасываемый в атмосферу.
Пыль текстильных материалов относится к 4-му классу вредности и не является особо опасной. Вредные свойства текстильной пыли зависят от содержания в них оксида кремния (песка). В соответствии с этим предельно допустимая концентрация (ПДК) текстильных пылей в рабочей зоне производственных помещений (ГОСТ 12.1.005-88) имеет следующие значения:
Содержание оксида кремния %ПДК мгм3
Эффективность обеспыливающих устройств характеризуется следующими показателями:
-степень (коэффициент) очистки воздуха – отношение массы уловленной пыли к массе поступившей пыли (%);
-удельная нагрузка - объемный расход воздуха проходящего через обеспыливающее устройство отнесенный к некоторой его характерной величине например к площади фильтрующей поверхности;
-пылеемкость - предельная масса пыли которую удерживает обеспыливающее устройство между двумя очистками или без заметного увеличения сопротивления проходу воздуха. Чем больше пылеемкость тем реже требуется чистить пылеотделители;
-аэродинамическое сопротивление - потери давления при прохождении воздуха через обеспыливающее устройство (Па);
-удельный расход энергии (кВт) на очистку 1000 м запыленного воздуха. Этот показатель характеризует экономичность работы обеспыливающих устройств.
Конструкции обеспыливающих устройств разнообразны. Ниже приводятся краткие сведения об основных видах пылеотделителей используемых на предприятиях текстильной промышленности.
Инерционные пылеуловители являются наиболее распространенными аппаратами в виду их достаточно высокой эффективности простоты и надежности. Они могут применяться при весьма высокой концентрации пыли в очищаемом газе достигающей 1000 гм3. При высоких концентрациях пыли они используются в качестве первой ступени очистки с последующей доочисткой газа в рукавном фильтре или мокром пылеуловителе. Принцип очистки запыленного газа в инерционных пылеуловителях основан на воздействии инерционных сил возникающих при изменении направления движения потока запыленного газа и способствующих выделению частиц пыли.
К числу наиболее простых инерционных пылеуловителей относятся пылеосадительные камеры (рис.4.7) в которых запыленный газовый поток медленно движется в сепарационном пространстве камеры а частицы пыли оседают из него в секции пылесборника.
Последние еще часто встречаются на текстильных предприятиях. Они характеризуются невысокой эффективностью обычно не более 70 %. Кроме того существуют инерционные пылеуловители (рис. 4.8) в которых наряду с силами тяжести для повышения эффекта пылеочистки используют также инерционные силы в несколько раз превышающие силы тяжести при этом уменьшаются габариты пылеуловителя.
Значительно чаще на промышленных предприятиях различного профиля встречаются циклонные пылеуловители имеющие эффективность улавливания пыли 85-95 %.
Циклонные пылеуловители или циклоны имеют вертикальный цилиндро-конический корпус (рис. 4.9) с тангенциальным газоходом для входа запыленного газа и аксиальным патрубком для выхода очищенного газа. Благодаря тангенциальному расположению входного патрубка происходит закручивание пылегазового потока вокруг вертикальной оси.
При этом под действием центробежной силы происходит перемещение частиц пыли к стенке аппарата и нисходящее движение их по спиральной траектории в пылевой бункер расположенный под циклоном. Обеспыленный газ в виде восходящего спирального потока отводится по аксиальному патрубку.
Благодаря некоторым конструктивным отличиям и различным геометрическим соотношениям циклоны могут иметь различную эффективность улавливания и различное гидравлическое сопротивление (потери напора). Обычно чем выше эффективность улавливания циклона тем больше его гидравлическое сопротивление. При всем разнообразии конструкций циклонных пылеуловителей их условно можно подразделить на три группы: низкой (85-90 %) средней (90-95 %) и высокой (свыше 95 %) эффективности.
Эффективность улавливания определяется отношением количества уловленного материала к общему количеству его в очищаемом газе.
Вихревые пылеуловители (рис. 4.10 а б) были разработаны значительно позже циклонов и отличаются от последних наличием в аппарате двух встречных в осевом направлении закрученных потоков - нижнего и верхнего.
Пылеуловители со встречными закрученными потоками (ВЗП) относятся к аппаратам средней эффективности. Принцип работы пылеуловителя ВЗП основан на взаимодействии двух потоков запыленного газа вращающихся в одну сторону но имеющих различное аксиальное направление. При этом первый поток газа подается в аппарат снизу и движется вверх по внутренней спирали тогда как второй поток подается в аппарат сверху и движется вниз по внешней спирали. Очищенный газ выводится через верхний патрубок как в циклоне а уловленная пыль оседает вниз и собирается в приемном бункере.
Взаимодействие двух встречных закрученньх потоков обеспечивает более высокую эффективность обыкновенном циклоне.
Сетчатые фильтры могут быть металлическими или капроновыми. Самый простой из сетчатых фильтров представляет собой металлическую раму обтянутую металлической сеткой. При прохождении воздуха через сетку на ее поверхности осаждается слой пуха или ватки которые и составляют фильтрующий материал. С течением времени толщина фильтрующего слоя увеличивается что приводит к повышению эффективности пылеочистки но одновременно увеличивается и сопротивление фильтра проходу воздуха. Поэтому через определенные промежутки времени фильтр необходимо чистить. При чистой сетке эффективность очистки недостаточна. Таким образом режим работы фильтров непостоянен как по степени очистки так и по сопротивлению проходу воздуха.
Нагрузка на сетку может достигать 3000 м3(м2ч) при сопротивлении проходу воздуха до 50 Па. Эффективность очистки воздуха в сетчатых фильтрах 75-90 %. Для увеличения поверхности фильтрации и уменьшения сопротивления проходу воздуха рамки сетчатых фильтров устанавливают под углом друг к другу зигзагообразно.
Рукавные фильтры используются в промышленности для сухой очистки воздуха от пыли. Они отличаются весьма высокой эффективностью достигающей 99 %. Пылеёмкость рукавных фильтров обычно невысока около 1000 гм2 поверхности поэтому их используют как правило для вторичной очистки воздуха предварительно очищенного от пыли в инерционных пылеуловителях а также в тех случаях когда концентрация пыли в очищаемом воздухе не превышает 20 гм 3 воздуха.
По своей конструкции рукавные фильтры подразделяются на два типа: бескаркасные и каркасные. Последние более сложны в конструкции; в них фильтрующие рукава закрепляются на внутреннем проволочном каркасе. Это повышает прочность конструкции и позволяет работать при фильтрации воздуха снаружи внутрь рукава. Пыль оседает на внешней поверхности рукавов и сравнительно легко может удаляться с его поверхности. Диаметр фильтрующего рукава в таких фильтрах обычно не превышает 150 мм что позволяет повысить плотность размещения рукавов внутри корпуса фильтра. Каркасные фильтры используются при достаточно высокой производительности по очищаемому воздуху: в химической промышленности при производстве цемента и других стройматериалов на мукомольных комбинатах и пр.
Бескаркасные рукавные фильтры предназначены для очистки сравнительно небольших количеств воздуха (до 10000 м3ч) и используются преимущественно в текстильной промышленности. Фильтрация воздуха в таком фильтре осуществляется изнутри рукава наружу; при этом воздух проходящий через боковую поверхность рукава под избыточным давлением раздувает рукав позволяя поддерживать его в расправленном состоянии.
Очистка фильтрующей поверхности рукавов осуществляется периодически путем их встряхивания с помощью специальных механизмов встроенных в корпус фильтра или же путем импульсной обратной продувки чистого воздуха. Последний метод используется только для каркасных фильтров так как бескаркасные фильтры не могут сохранять форму рукавов при движении воздуха снаружи внутрь. Продолжительность импульса продувки составляет доли секунды а число импульсов несколько десятков за один цикл регенерации. Для регенерации используется сжатый воздух подаваемый внутрь фильтрующего рукава через специальное сопло. Воздух выходящий из сопла эжектирует из отводного трубопровода фильтра значительное количество очищенного воздуха увеличивая таким образом расход регенерирующего воздуха. После проведения цикла регенерации гидравлическое сопротивление фильтрующей перегородки снижается а пылеулавливающая способность её почти полностью восстанавливается.
Электрофильтры представляют собой особый тип пылеуловителей в которых для улавливания частиц пыли используется электрическое поле высокой напряженности. При движении запыленного воздуха вдоль электродов со скоростью 05-2 мс частицы пыли приобретают электрический заряд (преимущественно отрицательный) и оседают на электроде противоположного знака. Осевшая пыль периодически стряхивается с помощью вибрационного устройства в бункер фильтра. Конструктивно электрофильтр выполняется в виде пакета осадительных электродов заряженных отрицательно и имеющих трубчатую или пластинчатую форму (рис. 4.11).
Между осадительными электродами размещаются коронирующие электроды (рис.4.12) выполненные в виде тонких стержней и несущих положительный заряд. При подаче на электроды высокого (около 50 кВ) напряжения на коронирующих электродах возникает коронный разряд обеспечивающий высокую степень ионизации воздуха что обусловливает эффективную очистку его от пыли. Электрофильтры могут работать при достаточно высокой (до 300 °С) температуре воздуха.
Электрофильтры характеризуются следующими параметрами работы:
Эффективность очистки воздуха % 98-995
Производительность тыс. м'ч30-100
Гидравлическое сопротивление Па 1000-3000
Начальная концентрация пыли гм не более 60
Напряженность электрического поля Всмдо 300
Электрофильтры относятся к высокоэффективным пылеуловителям однако широкое использование их ограничено значительными затратами электроэнергии большим габаритом а также повышенной пожаро- и взрывооопасностью. Кроме того электрофильтры нецелесообразно использовать для пыли имеющей высокое электрическое сопротивление (свыше 1010 Ом-м) так как в этом случае происходит экранирование электродов осевшей пылью и снижение эффективности улавливания. На предприятиях текстильной промышленности по названным выше причинам электрофильтры не нашли широкого применения.
4. Пример расчета эффективности очистки газов в циклонах
Запыленный воздух при t = 50°С и расходом L = 13 м3с. содержит частицы плотностью rп = 1750 кгм3 диаметром dп = 25 мкм и дисперсностью lg bn = 06. Входная концентрация частиц Свх = 85 гм3. Требуемая степень очистки не ниже h = 86%.
Определяем оптимальную скорость в ЦН-24
Определяем диаметр циклона
Выбираем из стандартного ряда – D = 600 мм.
Вычисляем действительную скорость
Действительная скорость в циклоне отличается от Vопт на 2%
Определяем аэродинамическое сопротивление установки
где xц = K1*K2*x0 + Dx = 1*095*80 + 0 = 76 (из табл.)
rвозд = 1293 кгм3 при 0°С
Определяем эффективность очистки в циклоне
lg bn = 0308 (по табл.)
По величине х = Ф(х) методом аппроксимации находим
hц = 05*(1+07569) = 0878 (07569 – из табл.)
Вывод: Расчетное значение hц оказалось выше требуемого т.е. циклон пригоден для очистки газов с заданными параметрами.
Охрана труда на предприятиях текстильной промышленности. Уч. пособие для вузов Под ред. Проф. Б.С. Сажина – М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина 2004.
Софоновский В.И. Охрана труда на текстильных предприятиях. – М. Легпромиздат 1987.
Кельберт Д.Л. Охрана труда в текстильной промышленности. Учебник для вузов. – М.: Легпромбытиздат 1990.
Расчет себестоимости восстановления детали типа
Деталь "Гитара". Материал – чугун СЧ-20.
Годовая программа шт
Вертикально-фрезерная
2. Размер оптимальной обработочной партии.
1. Сумма норм штучного времени по всем операциям технологического процесса обработки «основной» детали (табл. 5.2.) .
2. Суточная потребность в деталях (Сп).
Определяется делением годовой программы (Nг) на число рабочих дней в году (dp) т.е.
. Принимаем Сп = 20 шт.
3. Суточная выработка (Св).
Определяется делением фактического фонда времени двух смен
на норму штучного времени операции в которой ТПЗtшт = max (вертикально-фрезерная) .
4. Отношение суточной потребности к суточной выработке
М = СП СВ = 20 547 = 0036
5.Размер оптимальной обработочной партии
. Примем nопт = 185 шт.
где a = 006 – коэффициент допустимых потерь времени на переналадку оборудования. Прил. 2. [5].
3. Расчет норм времени и расценок по "основной"детали.
Нормы времени и расценки для деталиТаблица 5.3.
Часовая тарифная ставка
Штучно-калькуляционное время определяем по формуле
Расценку определим по формуле
4. Расчет потребности в оборудовании
Трудоемкость i-го вида работ выполняемых по детали на одной группе взаимозаменяемого оборудования за год.
Т1 = 288 * 500060 = 240 нормо-ч;
Т2 = 623 * 500060 = 519 нормо-ч;
Т3 = 191 * 500060 = 159 нормо-ч;
Т4 = 168 * 500060 = 140 нормо-ч;
Расчет загрузки оборудования и потребного числа станков Таблица 5.4.
Трудоемкость выполнения годовой программы по"основной" детали нормо-ч.
То же по прочим деталям нормо-ч.
То же с учетом коэффициента выполнения норм нормо-ч.
Трудоемкость наладки нормо-ч
Годовой эффективный фонд времени одного станка час
Расчетное число станков шт
Принятое число станков. шт
Коэффициент загрузки
Трудоемкость i-го вида работ выполняемых по детали на одной группе взаимозаменяемого оборудования за год с учетом среднего планового коэффициента выполнения норм (Кн = 115).
Т'1 = 25240115 = 21948 нормо-ч;
Т'2 = 30519115 = 26538 нормо-ч;
Т'3 = 25159115 = 21877 нормо-ч;
Т'4 = 20140115 = 17513 нормо-ч;
Средняя трудоемкость наладки оборудования
qн1 = 002*Т '1 = 002*21948 = 439 нормо-ч
qн2 = 002*Т '1 = 002*26538 = 531 нормо-ч
qн3 = 002*Т '1 = 002*21877 = 437 нормо-ч
qн4 = 002*Т '1 = 002*17513 = 350 нормо-ч
Годовой эффективный фонд времени работы одного станка.
Фэф=Тсм*dр*Ксм*(1- 001*Р) = 82*254*202*(1-001*5) =3997 час
где Тсм = 82 - продолжительность смены час;
Ксм = 202 - принятый в расчет коэффициент сменности;
dp = 254 - число рабочих дней в году;
Р = 5 % - средний процент потерь времени на ремонт оборудования
5. Расчетное число станков
СР = (T 'i + qнi)Фэф
Ср1 = (Т '1+ qн1)Фэф = 22387 3997 = 51 = 6 шт.
Ср2 = (Т '2+ qн2)Фэф = 27069 3997 = 61 = 7 шт.
Ср3 = (Т '3+ qн3)Фэф = 22314 3997 = 52 = 6 шт.
Ср4 = (Т '4+ qн4)Фэф = 17863 3997 = 42 = 5 шт.
6. Коэффициент загрузки оборудования.
Кз1 = Ср1+3 Спр1+3 = 516 = 085
Кз2 = Ср2 Спр2 = 617 = 087
Кз3 = Ср3 Спр3 = 526 =087
Кз4 = Ср4 Спр4 = 425 = 085
дорогостоящей технологической оснастки.
Затраты на доставку и монтаж берутся из расчета 10% от стоимости оборудования:
Балансовая стоимость оборудования:
Стоимость транспортных средств участка принимаем в размере 15% стоимости основного оборудования:
Стс = Соб * 015 руб.
Балансовая стоимость транспортных средств принимается с учетом 10% на доставку и монтаж:
Стоимость дорогостоящей технологической оснастки принимается в размере 12 % от стоимости основного технологического оборудования:
Балансовую стоимость дорогостоящей технологической оснастки принимается с учетом 10% надбавки на транспортировку и монтаж:
Результаты расчётов сводим в таблицу 5.5.
Расчет балансовой стоимости оборудования транспортных
средств дорогостоящей оснастки и энергоресурсов
потребляемых на технологические цели Таблица 5.5.
Вид основных средств
Технологическое оборудование
Токарно-винторезный станок
Установка для наплавки в среде СО2
Вертикально-фрезерный станок
Затраты на доставку и монтаж
Итого балансовая стоимость оборудования
Транспортные средства участка
Балансовая стоимость транспортных средств
Дорогостоящая технологическая оснастка
Балансовая стоимость дорогостоящей технологической оснастки
6. Расчет численности рабочих и других категорий работающих.
Явочное количество рабочих.Кяв = Т 'i Фном. р
Списочное количество рабочих.Ксп = Т 'i Фэф. р
Годовой номинальный фонд времени одного рабочего.
Фномр.=Тсм *dр= 82*254 = 2083 ч.
Годовой эффективный фонд времени одного рабочего
Фэф. р = Фном. р * (1 – 001*g) = 2083*(1-001*14) =1791 ч.
где g = 14 % - средний плановый процент потерь рабочего времени.
Результаты расчётов заносим в таблицу 5.6
Расчет численности основных рабочих и других
категорий работающихТаблица 5.6.
Наименование категорий и профессий
Трудоемкость годовой программы нормо-ч.
Номинальный годовой фонд час.
Явочное колич. чел. (расчет.)
Эффект. годовой фонд час.
Списочное количество чел.
Вспомогательные рабочие
% расчетной численности основных рабочих
Распределение численности рабочих по разрядам проводим так чтобы средний разряд при серийном производстве соответствовал - 34 – 40.
Расчет рабочих по разрядам Таблица 5.7.
В том числе по разрядам
Штатная ведомость ИТР служащих вспомогательных
рабочих и МОП. Таблица 5.8.
Число рабочих месяцев в году
7. Расчет фондов заработной платы основных
производственных рабочих.
Расчёт фондов заработной платы основных производственных рабочих
Трудоемкость годовой программы всего нормо-ч.
Тарифный (прямой) фонд заработной платы руб
Премия 25% тарифного фонда заработной платы
Итого фонд заработной платы (основной)
Дополнительная заработная плата (14% от основной)
Сумма основной и дополнительной заработной платы
Отчисление на социальное страхование и обеспечение 28%
8. Расчет основных статей цеховых расходов.
Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования и цехового транспорта.
1. Заработная плата рабочих обслуживающих оборудование
Численность и тарифные ставки рабочих обслуживающих оборудование определяем по табл.5.
Размер премий: для наладчиков – 40% для остальных рабочих – 25%.
Дополнительная зарплата – 10% от основной зарплаты.
Отчисления на социальное страхование – 28% суммы основной и дополнительной зарплаты. Расчеты сводим в таблицу 10.
Фонд заработной платы рабочих обслуживающих
оборудование Таблица 5.10.
Годовой тарифный фонд заработной платы руб
Фонд основной заработной платы
Дополнительная заработная плата
Отчисления на социальное страхование
2. Материалы для текущего ремонта оборудования и транспортных средств
Принимаем в размере 1 % балансовой стоимости оборудования и
Мр=(Боб+Бтс)*001 = (5 698 000+ 940 170)*001 = 66 381 руб.
3. Вспомогательные материалы для содержания оборудования и
транспорта включая смазочные и обтирочные.
Принимаем в размере 4172 руб. на станок в год и 05 % балансовой стоимости транспорта.
Мвспом = 4172*24 + 940 170*0005 = 104 829 руб.
4. Электроэнергия на технологические цели
Э = W*Фэф*Кспр *Цэ руб.
где W = 263 кВт - установленная мощность энергопотребления на технологические цели для данного производственного участка.
Фэф = 3997- эффективный фонд времени работы оборудования в год час.
Кспр = 065 - коэффициент спроса.
Цэ(1кВт) = 2 руб - стоимость электроэнергии.
Э = 263* 3997* 065* 2 = 1 366 574 руб.
5. Вода на технологические цели
Принимаем по фактическому потреблению из расчета 4 литра в смену на один станок работающий с охлаждением. Стоимость 145 руб. за 1м3.
6. Амортизация технологического оборудования транспортных средств дорогостоящей оснастки
Принимаем как процент от балансовой стоимости: 85% - технологическое оборудование 17% - транспортные средства 20% - дорогостоящая технологическая оснастка. Результаты расчётов заносим в таблицу 5.11.
Ведомость амортизационных отчислений. Таблица 5.11.
Наименование основных средств
Балансовая стоимость руб
Сумма амортизационных отчислений руб
Транспортные средства
7. Возмещение износа малоценной технологической оснастки
Принимаем из расчета 6679 руб. на одного рабочего (основного) в год.
Изнмто = 6679*49 = 327 271 руб.
8. Услуги ремонтного цеха по среднему ремонту оборудования и транспорта
Принимаем из расчета 3 % балансовой стоимости оборудования и транспорта.
Урц = (5 698 000+ 940 170) * 003 = 199 145 руб.
9. Прочие неучтенные расходы по содержанию оборудования и транспорта
Принимаем из расчета 10 % балансовой стоимости основных средств.
Рпр = 7 390 306 * 01 = 739 031 руб.
Составляем смету расходов по содержанию и эксплуатации оборудования и цехового транспорта.
Смета расходов по содержанию и эксплуатации
оборудования и цехового транспорта. Таблица 5.12.
Наименование статей расхода
Заработная плата рабочих обслуживающих оборудование
Отчисление на социальное страхование
Материалы для текущего ремонта
Вспомогательные материалы
Электроэнергия на технологические цели
Вода на технологические цели
Амортизация на технологическое оборудование транспорта и оснастки
Износ малоценной оснастки
Услуги ремонтного цеха
1. Заработная плата цехового персонала
Определяем основную дополнительную заработную плату и отчисления на социальное страхование ИТР служащих МОП вспомогательных и прочих рабочих (кроме вспомогательных рабочих учтённых в п. 8.1.1.). Результаты заносим в таблицу 5.13.
Расчет заработной платы цехового персонала. Таблица 5.13.
Категория и должность
Тарифный фонд заработной платы руб
Дополнительная заработная плата 14%
Из расчета: высота помещения 6м и площадь 25м 2 на один станок.
где V – объем здания
V = 25*24*6 = 3600 м3
To = 4200 - число отопительных часов в год;
qT = 25 калчас*м3 - удельный расход тепла;
h = 540 ккалт- скрытая теплота преобразования;
ЦП = 211 рубт - цена 1 т. пара
Расчет производят по формуле:
Z = S*Toc *qЭ*ЦЭ = 600*2500*0025*2 = 75 000 py6.
где S = 25*24 = 600 м2 - площадь участка;
Тос =2500 - число осветительных часов в год;
qЭ = 0025 кВт - расход электроэнергии на 1 м 2 ;
ЦЭ = 2 руб - стоимость электроэнергии.
4. Амортизация здания.
Расчет производится исходя из средней удельной площади на один станок 25 м2 и стоимости 1 м2 17500 рублей. Норма амортизации 24 %.
Азд = 25*24*17500 * 0024 = 252 000 руб.
5. Амортизация хозяйственного инвентаря.
Балансовую стоимость инвентаря определяют из расчета 422 руб. на одного рабочего и 1336 руб. на одного ИТР служащего и МОП. Норма амортизации 20 %.
Бинв.Раб.= 422*55 = 23 210 руб.
Бинвитр = 1336*7 = 9 352 руб.
Аинв. = (23 210 + 9 352)*02 = 6512 руб.
6. Материалы для содержания здания текущий ремонт здания и инвентаря.
Принимаем 3 % балансовой стоимости здания и инвентаря.
Мзд= (25*24*17500 + 32 562)*003 = 315 977 руб.
Принимаем 3 % от фонда основной заработной платы работающих (данные из таблиц 5.9. 5.10. и 5.13.).
ОТ = (4 145 928 + 294 629 + 357 926) * 003 = 143 954 руб.
8. Расходы по изобретательству и рационализации
Принимаем 774 рублей на одного работающего.
Из = (55 + 7)*774 = 47 988 руб.
9. Прочие неучтенные расходы.
Принимаем 10 % фонда основной заработной платы.
Ппроч = (4 145 928 + 294 629 + 357 926) * 01 = 479 848 руб.
Смета общецеховых расходов. Таблица 5.12.
Заработная плата цехового персонала:
Амортизация хозяйственного инвентаря
Материалы для содержания здания текущего ремонта здания и инвентаря
Расходы по изобретательству и рационализации
9. Расчет цеховой себестоимости детали.
Основная заработная плата за одну деталь.
Определяем исходя из расценки (таблица 5.3.) плюс 25% - премия.
Зосн = Sрасценка*125 = 721 * 125 = 901 руб.
Дополнительная заработная плата за одну деталь
Здоп= Зосн*014 = 901 * 014 = 126 руб.
Зотч =(3осн +3доп )*028 = (901 + 126)*028 = 287 руб.
Определяем косвенные расходы на содержание оборудования на одну деталь.
Косвенные расходы определяем как процент от основной заработной платы.
Процент косвенных расходов от основной заработной платы основных рабочих определим по формуле
Косвенные расходы на одну деталь
Нкос = 4 016 068 руб. - абсолютная величина расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.
ФЗОР = 4 145 928 руб. - фонд основной заработной платы основных производственных рабочих.
Общецеховые расходы на одну деталь.
Определяем как процент общецеховых расходов от основной заработной платы основных рабочих.
где Ноцр = 1 991 264 руб. - абсолютная величина общецеховых расходов.
Общецеховые расходы на 1 деталь
Цеховая себестоимость детали
Сцех = Зосн + Здоп + Зотч + Нкос + Ноцр =
= 901 + 126 + 287 + 87 + 43 = 2614 руб.
Цеховая себестоимость детали 26 руб. 14 коп.
В выпускной квалификационной работе разработан технологический процесс восстановления детали типа "гитара" и проработаны темы относящиеся к этой разработке
В социально-экономическом разделе рассмотрен вопрос совершенствования условий труда на промышленных предприятиях в современных условиях. В разделе проанализированы условия сопутствующие хорошим условиям труда и приведены мероприятия обеспечивающие этот процесс.
В технологическом разделе разработан технологический процесс восстановления гитары узла "гитара сменных шестерен" для ткацкой машины СТБ. Подробно проанализирована конструкция узла ткацкой машины его назначение причины потери работоспособности деталей узла и конкретно гитары составлена карта дефектации детали приведена схема разборки узла ткацкой машины. В этом же разделе разработан перечень технологических операций восстановления детали подобрано технологическое оборудование для восстановления детали выбран метод восстановления изношенных поверхностей детали. Для восстановления детали в ВКР разработано специальное станочное приспособление для фрезерования торцов восстанавливаемой детали.
Кроме этого в технологическом разделе разработана планировка ремонтного отделения узла "гитара сменных шестерен" предложено необходимое технологическое оборудование для этого отделения.
В научно-исследовательском разделе рассмотрены и исследованы различные способы наплавки покрытий на рабочие поверхности для их восстановления. Проанализированы преимущества и недостатки различных способов электродуговой наплавки покрытий. В этом разделе приведены основные показатели способов наплавки.
В разделе "Безопасность жизнедеятельности" подробно рассмотрена тема "Вентиляция на текстильных предприятиях". В разделе проанализированы различные способы вентиляции промышленных зданий применяемые в текстильной промышленности. Показаны особенности конструкция и схемы различных систем вентиляции.
В экономическом разделе рассчитана цеховая себестоимость восстановления детали гитара определены различные статьи расходов. подобрано требуемое количество технологического оборудования.
Сизенов Л.К. и др. Методическая разработка к выполнению курсового проекта по курсу "Технология ремонта текстильных машин". МГТА Москва 1997.
Молодых Н.В Зенкин А.С. Восстановление деталей машин. Справочник. – М. Машиностроение 1989.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова – М. Машиностроение 1985.
Андреев Г.Н и др. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства. Уч. пособие для вузов. М. Высшая школа. 2001.
Обработка металлов резанием: Справочник технолога А.А.Панов и др. - М.: Машиностроение. 1988.
Краткий справочник металлиста Под общ. Ред. П.Н. Орлова Е.А. Скороходова - М.: Машиностроение 1987.
Андреев Г.Н. и др.Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства: Уч. Пособие для машиностроительных вузов – М.: Высшая школа 2001.
Охрана труда на предприятиях текстильной промышленности. Уч. пособие для вузов Под ред. Проф. Б.С. Сажина – М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина 2004

Доклад.doc

Темой моей выпускной квалификационной работы является разработка технологического процесса восстановления детали "Гитара" для ткацкой машины СТБ.
Деталь "гитара" входит в узел "гитара сменных шестерен" который широко применяется в различных приводах текстильных машин (плакат 1).
Гитара сменных шестерен является промежуточным звеном между основным приводом станка и тем или иным исполнительным механизмом станка. Гитара сменных шестерен предназначена для изменения общего передаточного числа привода станка. Это необходимо для того чтобы обеспечивать на выходе к исполнительному механизму требуемое число оборотов исполнительного вала в зависимости от требований технологического процесса изготовления продукции текстильного производства.
Изменение передаточного числа происходит путем ручной перестановки сменных шестерен в кинематическую цепь механизма.
В процессе эксплуатации гитара сменных шестерен подвергается сложному силовому воздействию от сил приходящих с зубчатых колес
Посадочные отверстия в основном подвергаются износу из-за трения и микродвижений пары вал-отверстие или деформации из-за превышения нагрузок выше расчетных а также в случае неправильной сборки или разборки.
Зубья зубчатых колес подвергаются смятию от контактных напряжений и изгибу.
Посадочные поверхности на валах также подвергаются износу от трения или неправильной эксплуатации.
Гитара сменных шестерен (плакат1) представляет собой рычаг определенной формы (или корпус) в котором имеются посадочные отверстия. В отверстия устанавливается вал на подшипник скольжения. Материал детали чугун СЧ20.
На плакате 2 показана схема разборки узла "гитара сменных шестерен". При разборке узел разбирается еще на три подсборки которые разбираются на детали (плакат 2).
При эксплуатации гитары трущиеся поверхности посадочных отверстий в подшипниках скольжения изнашиваются и их необходимо восстанавливать. На плакате 2 показан ремонтный чертеж гитары с выделенными дефектными поверхностями которые необходимо восстанавливать. Анализ показал что наиболее целесообразный метод восстановления этих изношенных поверхностей – наплавка в среде углекислого газа.
Сущность наплавки в среде защитных газов состоит в том что в зону электрической дуги подают под давлением защитный газ в результате столб дуги а также сварочная ванна изолируются от кислорода и азота воздуха.
Наплавка в среде углекислого газа позволяет контролировать процесс наплавки. Твердость слоя при наплавке в среде углекислого газа в зависимости от типа электродной проволоки может быть 200 - 300 НВ.
На плакате 3 показан разработанный в моей работе технологический процесс восстановления детали "гитара". Технологический процесс восстановления состоит из 5 технологических операций.
Токарно-винторезная операция предназначена для предварительного растачивания изношенных отверстий под наплавку. Операция выполняется за два установа. Каждое отверстие обрабатывается за один переход в трехкулачковом патроне и на разжимной оправке на токарно-винторезном станке 16К20. расточным резцом с твердым сплавом ВК6.
Наплавочная операция предназначена для наплавки изношенных поверхностей и выполняется за два установа. Наплавка производится в среде углекислого газа на наплавочном автомате А-580М.
Токарно-винторезная операция предназначена для растачивания наплавленных поверхностей в окончательный размер. Операция выполняется за два установа. Каждая поверхность обрабатывается за два технологических перехода (черновой и чистовой) на токарно-винторезном станке 16К20 с приспособлениями и инструментом как в операции1.
Вертикально-фрезерная
Вертикально-фрезерная операция предназначена для фрезерования торцевой поверхности с одной стороны в зоне наплавляемого отверстия.
Вертикально-фрезерная операция выполняется за один переход на вертикально-фрезерном станке 6Р11 торцевой фрезой ВК6 в станочном приспособлении.
Долбежная операция предназначена для выполнения маслянного паза расположенного в посадочных отверстиях.
Долбежная операция выполняется за один переход на долбежном станке 7Д430 в станочном приспособлении строгальным резцом ВК6.
В выпускной квалификационной работе разработано станочное приспособление для фрезерования торцевой поверхности детали (плакат 4).
Приспособление для фрезерованиясостоит из плиты 6 на которой установлена стойка 1. Стойка 1 закрепляется на плите 6. В стойке 1 размещается гайка 5 с зажимным винтом 4.
В посадочные отверстия расположенные в плите 6 запрессовываются пальцы 78.
Приспособление применяется следующим образом. На палец 7 надевается отверстием заготовка детали и прижимается к пальцу 8 боковой стороной. Затем заготовка поджимается винтом 4 к пальцу 8 и заготовка фиксируется и закрепляется в приспособлении. После этого приспособление с закрепленной заготовкой выставляется на станочный стол и закрепляется на столе винтами через посадочные пазы выполненные в плите 6. Приспособление позиционируется на станочном столе с помощью шпонок 9.
На плакате 5 показана планировка ремонтного отделения для узла "гитара сменных шестерен".
Технологическое оборудование размещенное на участке подобрано в соответствии с возможными дефектами ремонтируемого узла.
Отделение состоит из двух участков: механического и сварочного.
Сварочный участок отделен от механического для обеспечения требования техники безопасности.
В научно-исследовательском разделе в моей работе исследованы некоторые способы наплавки покрытий на рабочие поверхности.
На плакате 6 приведены основные показатели способов наплавки:
Толщина слоя наплавки
Производительность способа
Прочность соединения.
Наиболее подробно мной исследована наплавка под слоем флюса. На плакате показано схематическое изображение наплавки под слоем флюса и приведены функции флюса и преимущества применения флюса при электродуговой наплавке.
Здесь же приведены преимущества и недостатки механизированной электродуговой наплавки по сравнению с ручной.
В разделе "Безопасность жизнедеятельности" в моей работе подробно рассмотрена тема "Вентиляция на текстильных предприятиях". В этом разделе проанализированы различные способы вентиляции промышленных зданий применяемые в текстильной промышленности. Показаны особенности конструкция и схемы различных систем вентиляции.
В экономическом разделе рассчитана цеховая себестоимость восстановления детали гитара определены различные статьи расходов. подобрано требуемое количество технологического оборудования и определено количество работников необходимых для выполнения технологического процесса.
Цеховая себестоимость восстановления детали "гитара" составила 26 руб. 14 коп.