Ремонт вальцетокарных станков

Содержание

Содержание

Введение

1 Общая часть

1.1 Служебное назначение и техническая характеристика ремонтируемого оборудования (узла)

1.2 Анализ конструкции ремонтируемого оборудования (узла)

1.2.1 Анализ технических требований

1.2.2 Анализ норм точности

1.2.3 Анализ эксплуатационных параметров

1.3 Заключение о технологичности и ремонтопригодности

2 Технологическая часть

2.1 Разработка технологического маршрута ремонта оборудования (узла)

2.2 Выбор методов разборки и сборки. Определение последовательности разборки и сборки

2.3 Анализ состояния деталей оборудования (узла). Составление ведомости дефектов. Выбор деталей, требующих восстановления или замены

2.4 Выбор методов восстановления деталей

2.5 Разработка технологических процессов восстановления (изготовления) деталей

2.6 Выбор средств оснащения ремонта

2.7 Расчет припусков, ремонтных, операционных и промежуточных размеров

2.8 Назначение режимов обработки восстанавливаемых поверхностей

2.9 Нормы времени

2.10 Выбор метода контроля

3 Конструкторская часть

3.1 Проектирование специальной червячной фрезы

3.2 Проектирование фиксирующих колец для обработки зубчатого колеса

3.3 Проектирование оснастки для правки шлифовального круга

4 Проектная часть

4.1 Определение производственной программы участка

4.2 Расчет количества рабочих мест и технологического оборудования

4.3 Расчет численности производственного персонала

4.4 Определение площади участка. Планировка участка

4.5 Подъемно-транспортное оборудование участка

5 Организационная часть

6 Экономическая часть

7 Охрана труда

8 Гражданская оборона

9 Заключение по проекту

Приложения

Список используемой литературы

Аннотация

Тема дипломного проекта: “Проект механического участка ремонтно-механического цеха с подробной разработкой технологии ремонта суппортных групп вальцетокарных станков моделей 1А824, 1А825, 1А826 на базе ОАО “ММК им. Ильича”

Дипломный проект содержит подробное описание ремонтируемых станков (1А824, 1А825, 1А826), произведены расчеты размерных цепей ремонтируемых узлов (суппорт и фартук). Разработан технологический маршрут ремонта. Обоснован выбор и разработана технология восстановления изношенных деталей с назначением режимов обработки восстанавливаемых поверхностей.

Для механической обработки червячного колеса спроектирована специальная червячная фреза. Спроектирована оснастка: для ремонта червячного колеса (набор фиксирующих колец), приспособление для правки шлифовального круга. Выполнен проектный расчет механического участка ремонтно-механического цеха, общая площадь участка – 648 м2. Общая годовая затрата времени на ремонтные работы – 50032,5 часов.

На механическом участке расположено 18 металлорежущих станков.

В разделе 9 «Гражданская оборона» определено поражающее действие воздушной ударной волны и действие теплового излучения, потери людей.

Графическая часть составляет 12 форматов А1, пояснительная записка содержит 109 страниц, 10 рисунков, 28 таблиц, 4 схемы.

Введение

В условиях современного производства эффективность работы промышленных предприятий и качество выпускаемой ими продукции непосредственно связаны с техническим состоянием технологического оборудования. Простои оборудования из-за неисправности и ремонта, нарушая производственный процесс, способны резко ухудшать экономические показатели предприятия, а снижение точности – увеличивать брак и отрицательно сказываться на качестве выпускаемой продукции. Задача обеспечения надлежащего технического состояния оборудования при минимальных потерях производства решается рациональной организацией его технического обслуживания и ремонта.

Организация ремонта и технического обслуживания оборудования подвержена изменениям. Она изменяется под влиянием количественных и качественных перемен, которые происходят в парке оборудования, а также в результате изменения характера производства, его организации и других причин.

Управление ремонтом и техническим обслуживанием оборудования представляет собой одну из наиболее сложных областей управления промышленным производством. Разнообразие объектов ремонтного обслуживания, их конструктивная и технологическая сложность, отсутствие стереотипности в выполняемых работах, совмещение в одной службе конструкторской, технологической и производственной функций делают работу инженерно-технического персонала ремонтной службы весьма сложной и ответственной. В современных условиях по мере возрастания механизации и автоматизации производственных процессов экономические результаты деятельности предприятий все больше зависят от качества организации ремонта и технического обслуживания оборудования, от работы ремонтной службы предприятия.

Ремонт оборудования, ранее считавшийся областью чистой практики, начинает получать свою теоретическую и научную базу. В этом большая заслуга принадлежит прежде всего ремонтным коллективам машиностроительных заводов. Ремонтными службами машиностроительных заводов была создана и проверена на практике система периодических ремонтов и разработаны основные положения ее теории. В условиях практической работы по ремонту оборудования ремонтными службами уточнялись структура ремонтных циклов и длительность межремонтных периодов. Проведенная на заводах работа по установлению ремонтной сложности большого числа моделей оборудования позволила создать эмпирические формулы для определения категорий ремонтной сложности. Исходя из опытных данных, полученных отделами главных механиков заводов, были установлены нормативы трудоемкости плановых ремонтов и большинство других нормативов системы ППР.

Решить эту задачу, не проводя экспериментов, невозможно по той причине, что изменения структуры ремонтного цикла и длительности межремонтных периодов вызывают увеличение или уменьшение числа отказов оборудования и объема неплановых ремонтных работ. Установить же число отказов и объем неплановых ремонтных работ, которые могут быть при той или иной структуре ремонтного цикла и тех или иных межремонтных периодах, можно лишь опытным путем.

Таким образом, эти и многие другие вопросы совершенствования организации ремонта и технического обслуживания оборудования могут решаться только на основе экспериментирования в производственных условиях. Поэтому успешность дальнейшей работы по созданию теории планово-предупредительного ремонта и науки о ремонте оборудования в большой степени зависит от инициативы, которую будут проявлять работники ремонтных служб заводов, от того, насколько активно будут участвовать в этой работе коллективы ремонтных служб, от степени интереса к этой работе ремонтного персонала заводов.

Значительный вклад в разработку вопросов организации ремонта и технического обслуживания оборудования, в практическое претворение прогрессивных идей в области ремонта и в распространение передового опыта ремонтных коллективов вносят организации научно-технического общества машиностроительной промышленности.

Общая часть

1.1 Служебное назначение и техническая характеристика объекта ремонта

Вальцетокарные станки предназначены для черновой и чистовой обработки наружных цилиндрических, конических и профильных поверхностей валков прокатных станов из чугуна и стали на предприятиях машиностроительной и металлургической промышленности.

Основные виды работ, выполняемые на станке: обработка наружных цилиндрических поверхностей в центрах; обработка наружных конусных или профильных поверхностей по шаблону методом электрокопирования. Станки обеспечивают выполнение высоких требований по точности формы (отклонение от округлости в пределах 0,04мм) и шероховатости поверхностей (Ra 1,6).

На вальцетокарных станках не предусматривается обработка деталей со смещенным центром тяжести относительно вращения – типа эксцентриковых и коленчатых валов, корпусных деталей с неуравновешенными массами.

В нашей стране получили распространение вальцетокарные станки Краматорского завода тяжелого станкостроения. Эти станки по компоновке представляют собой тяжелые токарные станки и состоят из узлов, типичных для тяжелых токарных станков – станины, передней и задней бабок, суппорта, фартука. Для повышения производительности обработки длинных деталей на некоторых станках предусматриваются два суппорта с фартуками.

Вальцетокарные станки, как правило, имеют бесступенчатые приводы главного движения и подачи от электродвигателей постоянного тока. Приводы такого типа обеспечивают бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя и подачи в широком диапазоне.

Современные станки оснащаются электродвигателями большой мощности.

Вид климатического исполнения станка – УХЛ4 и номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150 – 89.

Техническая характеристика станка описана в таблице 1.1

Движение резания — вращение шпинделя с обрабатываемой деталью. Движения подач — прямолинейные поступательные перемещения суппорта в продольном и поперечном направлениях, а верхней части суппорта — под углом к оси вращения детали. Вспомогательные движения – быстрые механические и ручные установочные перемещения суппорта вдоль, поперек оси обрабатываемой детали и под углом к ней; электромеханическое управление вариатором бесступенчатого изменения скорости вращения шпинделя; электрическое регулирование подачи суппорта.

Особенностью работы вальцетокарных станков моделей 1А824, 1А825, 1А826 является возможность обтачивания черновой и чистовой обработки наружных цилиндрических, конических и профильных поверхности валков прокатных станов на предприятиях машиностроительной и металлургической промышленности.

Основные узлы станка: станина, передняя бабка, задняя бабка, два суппорта и два фартука, электрооборудование.

В соответствии с заданием на дипломный проект, объектом ремонта в станке является суппорт и фартук. Подача суппорта осуществляется от механизма фартука. Приводом для этого служит индивидуальный электродвигатель постоянного тока, расположенный на фартуке. Каретка вместе с фартуком имеет возможность перемещаться вдоль станины, как в рабочем режиме, так и в режиме быстрого перемещения.

В каретке суппорта монтируется механизм включения и реверса поперечной подачи, передающий движение на винт верхних продольных салазок.

Включение винта поперечных салазок и шлицевого вала передающего движение на верхнюю часть осуществляется с помощью электромагнитных муфт.

1.2 Анализ конструкции ремонтируемого оборудования (узла)

1.2.1 Анализ технических требований

Сборочный чертеж фартука укомплектован спецификацией и содержит все необходимые разрезы.

Технические требования и контроль согласно чертежей:

• прямолинейность горизонтальных и вертикальных направляющих всех корпусных деталей в пределах 0,03 на длине 1000 мм;

• биение лимбов относительно осей не более 0,25 мм;

• усилие на рукоятке перемещения суппорта не должно превышать 150 Н на длине L=210 мм;

• рабочие плоскости направляющих и клиньев должны прилегать по всей длине и при проверке на краску должны иметь не менее 10 пятен на площади 25×25 мм и 12 пятен для экспорта и тропиков;

• резьбовые отверстия (кроме особо оговоренных) по классу точности 7Н;

• посадку внутренних колец подшипников на валы производить с предварительным подогревом в масле до t° 70÷100°С;

• зубчатые передачи проверить на покраску вращением собранной передачи при легком торможении. Пятно контакта должно располагаться в середине и иметь следующие размеры – по длине зуба не менее 70%, по высоте зуба не менее 50%;

• боковые зазоры в собранных передачах должны быть в пределах 0,13÷0,21 мм;

• взаимное смещение сцепления шестерни по торцам не должно превышать 1 мм;

• осевой люфт собранны в корпусе валов не допускается;

• перед сборкой все детали тщательно проверить протереть; в процессе сборки соблюдать чистоту;

• перед установкой реек 1А824Ф2 850.007 на корпусе поперечных салазок необходимо, после тщательного обезжиривания, установить в рейки втулки 1А827Ф2 860.002 (зона 5А) на эпоксидном клее, оставив остатки эпоксидного клея в качестве “образцасвидетеля” на отвердевание клея. Монтаж реек на салазки без “образцасвидетеля” отвердевания клея не допускается;

• после отвердевания клея (контроль по “образцусвидетелю” на хрупкость) произвести удаление излишков клея на рейках, обратив особое внимание на зубья и привалочные плоскости реек;

• установить рейки на плоскость Д (зоны 5А, 6А) и предварительно закрепить винтами без затяжки;

• накопленная погрешность шага реек по всей длине установки реек не более 0,05 мм;

• разновысотность комплекта из двух реек по размеру К допускается не более 0,03 мм по всей длине установки реек;

• прилегание штифтов по краске должно составлять не менее 70% по длине и полностью диаметру;

• установку датчика, не прошедшего проверку на величину радиального биения шестерни и периодическую погрешность, не допускается;

• введение шестерни датчика в зацеплении с рейкой производится винтом М10×30.66.05 ГОСТ147675 обеспечив минимальные показания по таблочупу “Люмо11” при вращении вручную шестерни датчика вправо и влево;

• установить зазор 0,005 мм в зацеплении шестерни датчика с рейками, отжав датчик с шестерней винтом М10×30.66.05 ГОСТ147675 с последующим контрением гайкой М10.6.05 ГОСТ592970;

• обеспечение прижима шестерни датчика к рейке осуществляется пружиной 1,6×14×45 ОСТ 2 Д81573 и регулировочным винтом М6×20 ГОСТ887875.

1.2.2 Анализ норм точности

Точность сборки фартука должна соответствовать ГОСТ 1809772.

Основными показателем точности при ремонте фартука является прямолинейность и параллельность траектории продольного перемещения суппорта относительно оси шпинделя передней бабки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Данный показатель приведен в нормах точности и жесткости вальцетокарных станков (ГОСТ 1809788).

Прямолинейность продольного перемещения суппорта в вертикальной плоскости (рис. 1.1):

• наибольшая длина перемещения – 630÷1000 мм;

• допуск для станков класса точности Н – 25 мкм;

• наибольшая длина перемещения – 1000÷1600 мм;

• допуск для станков класса точности Н – 30 мкм.

Прямолинейность продольного перемещения суппорта в горизонтальной плоскости (рис. 1.2):

• наибольшая длина перемещения – 630÷1000 мм;

• допуск для станков класса точности Н – 16 мкм;

• наибольшая длина перемещения – 1000÷1600 мм;

• допуск для станков класса точности Н – 20 мкм.

1.2.4 Анализ эксплуатационных параметров

Вальцетокарный станок 1А824 эксплуатируется в климатических условиях УХЛ, размещен по ГОСТ 1515089 в цехе ОАО “ММК им. Ильича” при температуре окружающей среды от + 10 °С до + 45 °С, при относительной влажности воздуха 98 % при 35 °С.

Режим работы вальцетокарного станка – 2 смены. Введен в эксплуатацию с 1994 года, последний ремонт текущий Т5.

Даны рекомендации по восстановлению работоспособности станка, составленные в соответствии с принятой «Единой системой планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий».

При эксплуатации станка в соответствии с требованиями и рекомендациями, изложенными в предшествующих разделах, и соблюдении профилактических мероприятий его межремонтный цикл (срок работы до первого капитального ремонта) равен 12 годам.

Следует учитывать, что наибольшую эффективность использования станка может обеспечить рациональное чередование и периодичность осмотров и плановых ремонтов, выполняемых с учетом конкретных для каждого отдельного станка условий эксплуатации.

Типовые ремонтные работы, выполняемые при плановых ремонтах.

Осмотр

Наружный осмотр без разборки для выявления дефектов станка в целом и по узлам.

Проверка прочности и плотности неподвижных жестких соединений (основания с фундаментом; станины с основанием; шпиндельной бабки; коробки подач со станиной; каретки с фартуком; шкивов с валами и т. п.).

Открывание крышек узлов для осмотра и проверка состояния механизмов.

Выборка люфта в винтовой паре привода поперечных салазок.

Проверка правильности переключения рукояток скоростей шпинделя и подач.

Регулирование фрикционной муфты главного привода и ленточного тормоза шпинделя.

Подтягивание прижимных планок каретки и клиньев поперечных и резцовых салазок.

Очистка сопрягаемых поверхностей резцедержателя, зачистка забоин и царапин.

Проверка состояния направляющих станин и каретки, зачистка забоин, царапин, задиров.

Очистка и промывка протекторов на каретке, салазках суппорта и задней бабке.

Подтягивание или замена ослабших или изношенных крепежных деталей — шпилек, винтов, гаек, а также пружин.

Чистка, натяжение, ремонт или замена ремней главного привода, привода быстрых перемещений суппорта и привода насоса смазки.

Проверка состояния и мелкий ремонт системы охлаждения.

Проверка состояния и мелкий ремонт системы смазки.

Проверка состояния, очистка и мелкий ремонт ограждающих кожухов, щитков и т. п.

Выявление изношенных деталей, требующих восстановления или замены при ближайшем плановом ремонте.

Осмотр перед капитальным ремонтом. Работы, выполняемые при осмотрах перед другими видами

ремонтов и, кроме того, выявление деталей, требующих восстановления или замены, эскизирование или заказ чертежей изношенных деталей из узлов, подвергающихся разборке.

Примечание. При проведении осмотра выполняются те из перечисленных работ, необходимость в которых обусловлена состоянием станка.

Малый ремонт

Частичная разборка шпиндельной бабки, коробки подач, фартука, а также других наиболее загрязненных узлов. Открывание крышек и снятие кожухов для внутреннего осмотра и промывки остальных узлов.

Зачистка посадочных поверхностей под приспособления на шпинделе и пиноли задней бабки без демонтажа последних.

Проверка зазоров между валами и втулками, замена изношенных втулок, регулирование подшипников качения (кроме шпиндельных), замена изношенных.

Регулирование фрикционной муфты главного привода, добавление дисков, регулирование ленточного тормоза шпинделя.

Зачистка заусенцев на зубьях шестерен и шлицах.

Замена или восстановление изношенных крепежных и регулировочных деталей резцедержателей.

Пришабривание или зачистка регулировочных клиньев, прижимных планок и т. п.

Зачистка ходового винта, ходового вала, винтов привода поперечных и резцовых салазок суппорта.

Зачистка и промывка посадочных поверхностей резцовой головки.

Проверка работы и регулирование рычагов и рукояток органов управления, блокирующих, фиксирующих, предохранительных механизмов и ограничителей; замена изношенных сухарей, штифтов, пружин и других деталей указанных механизмов.

Замена изношенных деталей, которые предположительно не выдержат эксплуатации до очередного планового ремонта.

Зачистка забоин, заусенцев, задиров и царапин на трущихся поверхностях направляющих станины, каретки, салазках суппорта и задней бабки.

Ремонт ограждающих кожухов, щитков, экранов и т. п.

Ремонт и промывка системы смазки и ликвидирование утечек.

Регулирование плавности перемещения каретки, салазок суппорта; подтягивание клиньев прижимных планок.

Проверка состояния и зачистка зубчатых муфт.

Проверка и ремонт систем пневмооборудования и охлаждения; ликвидирование утечек.

Выявление деталей, требующих замены или восстановления при ближайшем плановом ремонте.

Проверка точности установки станка и выборочно других точностных параметров.

Испытание станка на холостом ходу на всех скоростях и подачах, проверка на шум, нагрев и по обрабатываемой детали на точность и чистоту обработки.

Примечание. При малом ремонте выполняются те из указанных работ, которые вызываются состоянием ремонтируемого станка, за исключением работ, предусмотренных в трех последних пунктах, которые должны выполняться во всех случаях.

Капитальный ремонт

Проверка станка на точность перед разборкой.

Измерение износа трущихся поверхностей перед ремонтом базовых деталей.

Полная разборка станка и всех его узлов.

Промывка, протирка всех деталей.

Осмотр всех деталей.

Уточнение предварительно составленной (при осмотрах и ремонтах) ведомости дефектных деталей, требующих восстановления или замены.

Восстановление или замена изношенных деталей.

Ремонт системы охлаждения.

Смена насоса системы смазки и ее ремонт.

Шлифование или шабрение направляющих поверхностей станины, каретки, салазок суппорта, задней бабки.

Замена протекторов на каретке, салазках суппорта, задней бабке.

Сборка всех узлов станка, проверка правильности взаимодействия узлов и механизмов.

Шпаклевка и окраска всех необработанных поверхностей в соответствии с требованиями по отделке нового оборудования.

Обкатка станка на холостом ходу на всех скоростях и подачах.

Проверка на шум и нагрев.

Смазка механизма фартука циркуляционная автоматическая, осуществляемая от индивидуального плунжерного насоса. Масло индустриальное ИГНСп20 ТУ 38.101.79879 отфильтрованное до 40 мкм, объемом 20 л.

Кинематические и силовые параметры элементов привода продольной подачи приведены в таблице 1.2, поперечной – таблица 1.3.

1.3 Заключение о технологичности и ремонтопригодности

Технологичность конструкции проявляется в сокращении затрат на конструкторскую, технологическую подготовку производства и процесс изготовления, а также на сокращение затрат на эксплуатацию путем увеличения срока эксплуатации, техническое обслуживание и ремонт.

Проанализировав критерии технологичности к деталям такие как: рациональный выбор метода получения заготовок; возможность применения высокотехнологичных методов обработки деталей; возможность совмещения технологических и конструкторских баз при выдерживании размеров, шероховатости и пространственные отклонения геометрической формы и взаимного расположения поверхностей с геометрическими погрешностями станков можно прийти к выводу, что детали является технологичными.

Ремонтопригодность — это свойство изделия, которое заключается в приспособлении к предупреждению, выявлению, и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Количественно ремонтопригодность определяется затратами времени и средств на поиск неисправности, подготовки запасных частей для ремонта, замены и восстановления неисправного агрегата, послеремонтной настройки, проверки качества ремонта, а также организационные затраты времени. То есть ремонтопригодность характеризуется приспособленностью машин и механизмов к возможности устранения неисправностей, ремонтодоступности.

Ремонтопригодность оказывает значительное влияние на уровень затрат, связанных с эксплуатацией промышленного оборудования и является одним из важнейших способов обеспечения надежности и долговечности работы машины.

Поскольку фартук является сложной конструкцией, то его изготовление экономически не целесообразно. Предпочтительнее производить ремонт отдельных участков различными известными методами ремонта.

Проанализировав возможные методы, применяемые при ремонте фартука и суппорта вальцетокарного станка 1А824, можно прийти к выводу, что объект ремонта является ремонтопригодым.

Технологическая часть

2.1 Разработка технологического маршрута ремонта

При ремонте станка необходимо придерживаться определенного порядка действий для наиболее четкой организации и наилучшего проведения ремонтных работ.

Последовательность этих действий такова: определение неисправностей механизма; установление последовательности его разборки; разборка механизма на сборочные единицы и детали, промывка их; определение характера и величины износа деталей, их дефектов; ремонт деталей; сборка механизмов с подгонкой деталей; проверка и регулирование собранного механизма.

Перед ремонтом оборудование должно быть очищено от стружки, грязи, пыли и смазочно-охлаждающей жидкости.

Перед ремонтом оборудование должно быть очищено от стружки, грязи, пыли и смазочно-увлажняющей жидкости.

Передача оборудования в капитальный ремонт оформляется специальным актом, составленным инспектором отдела главного механика совместно с механиком производственного цеха. В акт заносят результаты внешнего осмотра и испытаний на ходу, а также замечания работающего на станке специалиста (станочника).

Внешним осмотром устанавливают комплектность всех механизмов станка, определяют наличие неисправностей, а также задиров, забоин, вмятин, трещин, изломов, изгибов и других дефектов деталей, видимых без разборки механизмов; кроме того, оценивают состояние смазочных и защитных устройств.

Схема ремонта станка показана на рис. 2.1

2.2 Выбор методов разборки сборки. Определение последовательности разборки и сборки

Успешное выполнение ремонта станка в значительной степени зависит от того, как была осуществлена его разборка. Операции разборки — это ответственные ремонтные операции, производимые по определенной технологии для каждого агрегата. Перед разборкой станка нужно ознакомиться с его устройством, назначением и взаимодействием сборочных единиц и деталей. Если это трудно осуществить во время его обследования, необходимо ознакомиться с прилагаемыми к данному станку инструкциями и чертежами и только после этого приступить к его разборке. Точно так же перед подетальной разборкой той или иной сборочной единицы следует хорошо изучить ее внутреннее устройство и способы крепления отдельных деталей, установить порядок и способы разборки.

В условиях механического участка ремонтно-механического цеха наибольшее распространение получила единичная последовательно-параллельная стационарная ручная узловая и общая сборка с пригонкой и регулированием.

Рисунок 2.1 – Схема технологического процесса ремонта станка

До начала разборки необходимо: подготовить около станка площадь, достаточную для нормальной работы слесарей-ремонтников и правильной укладки снятых со станка деталей, а также для их кантовки; проверить наличие всех необходимых для работы исправных и испытанных стропов и других грузозахватных приспособлений; заготовить требуемое количество подкладок, распорок и козел для укладки снятых деталей; приготовить инструменты и приспособления, применение которых исключает возможность порчи годных деталей.

Последовательность сборки фартука представлена на листе 30.ДП.0203.06.04 графической части проекта.

2.3 Анализ состояния деталей оборудования (узла). Составление ведомости дефектов. Выбор деталей, требующих восстановления или замены

Во время этой операции, выполняемой с целью оценки технического состояния детали, выявляют дефекты и определяют возможности дальнейшего использования детали, необходимость ее ремонта или замены. При дефектовке устанавливают: износы рабочих поверхностей, т. е. изменение размеров и геометрической формы деталей; наличие выкрашиваний, трещин, сколов, пробоин, царапин, задиров и т. п.; остаточные деформации в виде изгиба, перекоса; изменение физико-механических свойств в результате воздействия температуры, влаги и др. Деталь сначала осматривают, затем соответствующим поверочным и измерительным инструментом контролируют ее форму и размеры. В отдельных случаях проверяют взаимодействие данной детали с другими, сопряженными с ней, чтобы установить, что целесообразнее — ее ремонт или замена новой.

Деталь, подлежащая восстановлению, должна обладать значительным запасом прочности, позволяющим восстанавливать или изменять размеры сопрягаемых поверхностей, не снижая их долговечности и сохраняя эксплуатационные качества сборочных единиц и изделия в целом.

В вальцетокарном станке 1А824 больше всего износу подвержены такие детали, как ходовой винт и гайка (винтовая пара); червяк и червячное колесо; направляющие суппорта; электромагнитные муфты.

По соображениям прочности в процессе эксплуатации и ремонта допускаются следующие пределы изменения размеров деталей в процентах от номинального размера: диаметр резьбы ходовых винтов и червяков – 8 %.

По расчетам после перешлифовки винта изменение диаметра не превышает этот предел.

На основании вышеизложенного составляем карту дефектации и ремонта.

2.4 Выбор методов восстановления деталей

Так как червяк работает в подвижном соединении с червячным колесом, а винт в подвижном соединении с гайкой, вследствие чего возникают силы трения, восстановление методом напыления нецелесообразно, а метод наплавки громоздкий и не оправдывающий себя. Выполним перешлифовку червяка и винта по профилю так, чтоб ширина витка после углубления соответствовала первоначальной ширине, это наиболее экономичный метод (прочностное условие соблюдается).

Ремонт червячного колеса будет заключаться в замене зубчатого венца, а бронзовую гайку изготовим новую.

Восстановление изношенных поверхностей механической обработкой в ремонтные размеры является наиболее универсальным и распространенным методом. Для восстановления формы изношенных поверхностей производится удаление припуска до устранения следов износа. При этом изменяются размеры восстановленной поверхности, и для восстановления первоначального характера сопряжения необходимо соответствующее изменение размеров поверхности сопряженной детали, которую приходится заменять новой.

Рассмотрим возможность перешлифовки червяка. Для того чтобы не изменялся профиль червяка, все диаметральные размеры изменяют на определенный коэффициент смещения χ (рис. 2.2). Определим этот коэффициент по формуле:

(2.1)

где δи – величина износа зубьев на сторону,

;

zmin – припуск под шлифовку на сторону, который определяется по формуле:

где – допуск на радиальное биение витка;

– допуск на погрешность профиля витка;

m – модуль зацепления.

Зная коэффициент смещения χ произведем расчет червячной передачи.

Рисунок 2.2 – Профиль зуба червячного колеса

Исходные данные:

Модуль m = 6 мм

Коэффициент диаметра червяка q = 13

Число витков червяка z1 = 1

Вид червяка ZA

Угол профиля ax = 20°

Коэффициент высоты витка h = 2 + 0,2 ∙ cos γ

Коэффициент высоты головки hа = 1,0

Коэффициент расчетной толщины s = 1,571

Межосевое расстояние aω = 126 мм

Коэффициент смещения червяка χ = – 0,12

Коэффициент смещения червячного колеса χ = 0,12

Число зубьев червячного колеса z2 = 29

Расчет диаметров червяка и червячного колеса:

Делительный диаметр:

червяка d1

Ход витка Pz1

При механической обработке в ремонтный размер восстанавливаемый износ составляет до 10% от номинального размера в зависимости от прочности и жесткости детали.

Преимущества метода:

• высокая точность;

• производительность;

• универсальность;

• простота;

• распространенность оборудования;

• незначительное тепловыделение;

• малые тепловые деформации.

Недостатки метода:

• необходимость доработки или замены сопряженной детали;

• снижение прочности и жесткости.

При выборе способа ремонта направляющих станков руководствуемся величиной износа и тем, насколько предприятие оснащено специальным оборудованием и приспособлением.

При эксплуатации станка изнашиваются поверхности планки и направляющих, образуются повышенный зазор, который при ремонте устраняют шабрением, фрезерованием, финишным строганием, шлифованием, установкой компенсационных накладок и другими способами. Наиболее рациональным является способ восстановления бутакрилом, так как при этом полностью исключаются трудоемкие пригоночные операции, обеспечиваются хорошие условия эксплуатации, повышается долговечность сопряжения.

С целью создания слоя бутакрила рациональной толщины с трущейся поверхности планки строганием снимают слой металла толщиной до 15 % номинальной высоты планки, но не менее 1,5 и не более 3 мм. Шероховатость поверхности должна соответствовать Rz 80. Наращиваемую поверхность планки тщательно обезжиривают, а на сопрягаемую поверхность направляющей наносят разделительный слой мыла.

На обезжиренную поверхность наносят слой раствора толщиной около 0,5 –1 мм и выдерживают в течении 10 – 15 мин. до образования тестообразного состояния. Эту операцию повторяют несколько раз, пока наращиваемый слой акрилопласта не окажется больше необходимого на 0,5 – 1 мм. Затем планку устанавливают на место и закрепляют винтами. При этом излишек акрилопласта выдавливается и автоматически устанавливается необходимое сопряжение. Ремонт планок заканчивается удалением приливов пластика и выполнением смазочных канавок.

Затвердевшие пластинки из этого материала износостойки, хорошо работают в паре с чугуном, сталью, бронзой; при этом коэффициент трения составляет 0,18, а при введении в композицию требуемого количества антифрикционного материала он уменьшается до 0,14.

Электромагнитные муфты, широко использующиеся в приводах оборудования, служат для соединения и разъединения ведущего и ведомого валов без остановки ведущего, а также для пуска, торможения, реверсирования и переключения скоростей и подач.

В процессе эксплуатации периодически приходится регулировать зазор между дисками, добиваясь заданного вращающего момента. В электромагнитных муфтах заданный зазор создают подбором дистанционных колец или подрезкой торцов сопрягаемых деталей, а увеличенный суммарный зазор устраняют постановкой дополнительных дисков. Диски с царапинами ремонтируют шлифованием, но если шлифование не дает необходимого результата, то их заменяют новыми. Можно ремонтировать диски муфт и при помощи эпоксидных композиций.

Для этого в стальном диске сверлят большое количество отверстий диаметром 3 – 4 мм, после чего диск промывают и тщательно обезжиривают. Подготовленный диск устанавливают в специальное приспособление и покрывают с обеих сторон тонким слоем пластмассы толщиной 1 – 2 мм. Отверждение пластмассы может происходить на открытом воздухе или в термостате.

Диски, облицованные пластмассой, хорошо работают в паре со стальными. Замена обычных фрикционных материалов фрикционной пластмассой дает возможность в несколько раз увеличить срок службы трущихся поверхностей.

Корпус и якорь изготавливают из мягких сталей, обладающих минимальным значением остаточной магнитной индукцией, во избежание слипания дисков при отключении катушки. Сила сжатия дисков зависит от их толщины (в электромагнитных муфтах толщина дисков обычно составляет 0,4 – 0,25 мм). С целью повышения долговечности диски изготавливают из стали 65Г, которую подвергают термической обработке.

Вмятины в пазах обоймы (поводка) устраняют сваркой с последующей механической обработкой (припиловкой). Неисправные катушки или заменяют новыми, или перематывают в них обмотку. Перед монтажом очищают от твердых частиц рабочие поверхности фрикционных дисков, в также полости конусов узлов бесконтактных муфт, в которые встраиваются диски. Рабочая поверхность контактного кольца не должна иметь биения (допуск 0,02 – 0,04 мм). Поводок внешних дисков должен вращаться вместе с муфтой относительно одной оси (допускаемое отклонение от концентричности 0,03 мм).

2.5 Разработка технологических процессов восстановления (изготовления) деталей

При выборе заготовки следует учитывать, что в ремонтном производстве наиболее рационально использование более простых и дешевых методов получения заготовок. На основании этого для зубчатого венца червячного колеса выбираем материал согласно паспорту станка – Бр.О5Ц5С5.

Подготовка червячного вала состоит в следующем:

• контроль поверхности и определение износа;

• мойка и очистка поверхности;

• шлифование наружного диаметра червяка;

• шлифование профиля червяка.

Базирование червячного вала выполняем в центрах с поводковым патроном.

Подготовка червячного колеса состоит в следующем:

• срезание изношенного зубчатого венца;

• зачистка поверхности;

• отливка нового зубчатого венца;

• токарная обработка зубчатого венца;

• нарезка зубьев на червячном колесе.

Базирование червячного колеса выполняем двумя методами:

• обработка на собственном валу со специальными фиксаторами;

• на шлицевой оправке, если вал поврежден.

Завершая подготовку, контролируем точность установки червяка и червячного колеса индикатором.

В зависимости формы, размерных связей, требований точности, состояния поверхностей, подлежащих обработке, выберем технологические базы и установим последовательность их смены в процессе ремонта детали. При выборе технологических баз будем руководствоваться следующими правилами:

1. при обработке отливок, поковок, сварных заготовок необработанные поверхности допускается использовать в качестве баз только на первых операциях. Повторное использование необработанных поверхностей в качестве баз для последующей обработки не допускается. Поэтому не следует выполнять переустановку заготовки до тех пор, пока не будут обработаны чистовые базы для последующей обработки;

2. для обеспечения высокой точности базирования в качестве технологических баз следует по возможности использовать поверхности достаточных размеров, не имеющие дефектов, с более высокой точностью и низкой шероховатостью;

3. при наличии поверхностей, не подлежащих обработке, эти поверхности рекомендуется использовать в качестве черновых баз. В этом случае будет обеспечена максимальная точность взаимного расположения обработанных и необработанных поверхностей;

4. если обработке подвергаются все поверхности, в качестве черновых баз на первых операциях следует использовать поверхности с наименьшими припусками;

5. база для первой операции должна выбираться исходя из обеспечения наилучших условий обработки поверхностей, используемых для базирования заготовки на последующих операциях;

6. наибольшая точность обработки достигается при соблюдении принципа единства баз, т. е. при использовании на всех операциях одних и тех же базовых поверхностей;

7. при чистовой обработке рекомендуется соблюдать принцип совмещения баз, т. е. использовать в качестве технологических конструкторские и измерительные базы. Следует учитывать, что при совмещении технологических и измерительных баз погрешность базирования равна нулю;

8. базы для окончательной обработки должны иметь наибольшую точность размеров и геометрической формы и наименьшую шероховатость поверхности. Деформация их под действием технологических усилий, усилий зажима и веса заготовки должна быть минимальной;

9. выбранные технологические базы в сочетании с зажимными устройствами должны обеспечивать прочное и надежное крепление заготовки и неизменное ее положение в процессе обработки;

10. принятые базы и метод базирования должны обеспечивать безопасность работы, удобство установки и снятия заготовки, простую и надежную конструкцию приспособления.

В условиях ремонтного производства применяются три вида установки заготовки:

• в приспособлениях;

• с выверкой на станке;

• с выверкой по разметочным рискам.

Установка заготовки с выверкой трудоемка, но при этом позволяет избежать необходимости использования специальных приспособлений. Поэтому оба вида установки заготовки с выверкой широко используются в условиях ремонтного производства.

При выборе технологических баз и способов установки заготовки следует стремиться к преимущественному использованию универсальных, переналаживаемых и универсально-сборных (УСП) приспособлений. Если установка в универсальном, переналаживаемом или универсально-сборном приспособлении не удовлетворяет требованиям точности, прочности и надежности крепления, безопасности, простой переналадки, следует рассмотреть возможность использования установки с выверкой, и только при отсутствии и в этом случае приемлемого результата следует использовать для установки заготовки специальные приспособления.

На основании этих требований составим схемы установки заготовки на различных переходах при механической обработке, (рис. 2.3-2.4).

Рисунок 2.3 – Схема установки червячного вала

При определении рациональной структуры и последовательности операций следует руководствоваться следующими правилами:

1. по возможности операции должны быть равными или кратными по трудоемкости;

2. каждая последующая операция должна уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности;

3. в первую очередь следует обрабатывать поверхность, которая будет служить технологической базой для последующих операций;

4. для своевременного обнаружения скрытых дефектов заготовки необходимо предусматривать первоочередную обработку поверхностей, на которых не допускаются дефекты;

5. обработку сложных поверхностей (нарезание резьб резцами, обработка фасонных поверхностей, зубьев зубчатых колес, шлицев, и т. п.), требующих особой наладки станка, следует выделять в самостоятельные операции;

6. черновую и чистовую обработку заготовок со значительными припусками рекомендуется разделять в разные операции;

7. для исключения опасности повреждения в ходе обработки окончательно обработанных поверхностей их отделочную обработку следует производить на заключительных операциях;

8. при выполнении окончательной обработки точных поверхностей не рекомендуется включать в операцию переходы, требующие смены инструмента;

9. обработку поверхностей с точным взаимным расположением по возможности следует включать в одну операцию и выполнять за одно закрепление заготовки;

10. обработка ступенчатых поверхностей должна выполняться в такой последовательности, при которой общая длина рабочих ходов инструментов будет минимальной;

11. последовательность обработки должна быть такой, при которой жесткость заготовки снижается в наименьшей степени. Например – по этим соображениям черновую обработку ступенчатых валов следует начинать с обработки ступеней наибольшего диаметра;

12. переходы, выполняемые разными инструментами, следует по возможности располагать в такой последовательности, чтобы путь наименее стойких инструментов был наименьшим. Например – по этим соображениям сверление ступенчатых отверстий следует выполнять вначале сверлом большего диаметра;

13. при определении последовательности переходов предусматривать опережающее выполнение тех из них, которые подготавливают возможность выполнения последующих переходов;

14. при обработке отверстий следует избегать объединения в одной операции сверления и растачивания;

15. последовательность обработки должна обеспечивать требуемое качество выполнения детали. Например – при обработке тонкостенных втулок вначале следует выполнить растачивание отверстия, после чего на оправке произвести обработку наружной поверхности; обработку фасок выполнять перед окончательной обработкой точных поверхностей; накатывание рифлений выполнять перед обработкой фасок;

16. число применяемых при выполнении операции инструментов не должно превышать емкости резцедержателя, револьверной головки или инструментального магазина;

17. совмещение на одних станках черновых и чистовых операций приводит к снижению точности чистовых операций из-за повышенного износа станка при выполнении черновых операций;

18. если в процессе изготовления заготовка подвергается термической обработке, механическая обработка выполняется в два или более этапов, разделяемых термической обработкой. Обработку стальных термоупрочняемых деталей лезвийным инструментом следует по возможности выполнять до окончательной термической обработки.

Результаты выбора видов и стадий обработки оформляем в виде таблиц 2.3 и 2.6 Выбор средств оснащения ремонта

Перечень средств оснащения ремонта и средств измерений оформим в виде таблицы 2.5.

2.7 Расчет припусков, ремонтных, операционных и промежуточных размеров

Расчет припусков, ремонтных, операционных и промежуточных размеров выполним в виде таблицы 2.6 и 2.7.

обработку поверхности Ø 199,4 мм

2.8 Назначение режимов обработки восстанавливаемых поверхностей

Расчеты режимов резания приводим для двух токарных операций, а остальные сводим в сводную таблицу 2.8.

1 Подрезка торца 2,5×45°.

Исходные данные:

Операция токарная

Вид обработки – подрезка торца

Характер обработки – точение черновое

Обрабатываемый материал – Бронза Бр.О5Ц5С5

Вид заготовки – отливка

Состояние поверхности – с коркой

Требования к точности поверхности:

квалитет h14;

шероховатость Ra 6,3;

припуск z = 1,8 мм на сторону;

диаметр заготовки D = 205 мм;

конечный диаметр обработки d = 150 мм.

Сведения о станке:

тип – токарный;

модель 16К20Ф3;

пределы частот вращения (б/с) 22,1 – 2240 мин –1;

пределы подач (б/с) 0,01 – 40 мм/об;

мощность привода главного движения 10 кВт.

Сведения об инструменте:

тип – резец токарный проходной, подрезной с механическим креплением и сменной многогранной твердосплавной пластины;

материал режущей части – твердый сплав ВК6;

геометрические параметры:

φ = 95°;

φ´= 5°;

α = 6°;

γ = 5°;

λ = 0°;

r = 0,8 мм.

Для данных условий обработки глубина резания, мм, равна припуску z на обработку:

Для получения заданной шероховатости необходима корректировка по [2]. Принимаем

Период стойкости инструмента назначаем [2]

Скорость резания, м/мин, при продольном и поперечном точении определяется по эмпирической формуле:

Подставим в формулу (2.2) численные значения, найдем скорость резания:

где Kмр – коэффициент учитывающий качество материала;

Kφр, Kγр, Kλр Krр – коэффициент учитывающий геометрические параметры режущей части резца.

Данные коэффициенты определяем по [2]:

Kмр = 0,75; Kφр = 0,89; Kγр = 1, Kλр = 1; Krр = 1.

Привод станка обеспечивает возможность обработки с назначенными параметрами режимов резания.

2 Подрезка торца 2,5×45°.

Исходные данные:

Операция токарная

Вид обработки – подрезка торца

Характер обработки – точение чистовое

Обрабатываемый материал – Бронза Бр.О5Ц5С5

Состояние поверхности – обработанная

Требования к точности поверхности:

квалитет h14;

шероховатость Ra 1,6;

припуск z = 0,7 мм на сторону;

диаметр заготовки D = 205 мм;

конечный диаметр обработки d = 150 мм.

Сведения о станке:

тип – токарный;

модель 16К20Ф3;

пределы частот вращения (б/с) 22,1 – 2240 мин –1;

пределы подач (б/с) 0,01 – 40 мм/об;

мощность привода главного движения 10 кВт.

Сведения об инструменте:

тип – резец токарный проходной, подрезной с механическим креплением и сменной многогранной твердосплавной пластины;

материал режущей части – твердый сплав ВК6;

геометрические параметры:

φ = 95°;

φ´= 5°;

α = 6°;

γ = 5°;

λ = 0°;

r = 0,8 мм.

Для данных условий обработки глубина резания, мм, равна припуску z на

Привод станка обеспечивает возможность обработки с назначенными параметрами режимов резания.

2.9 Нормы времени

Нормы времени для подробно разработанных технологических операций определяем техническим расчетом по нормативам. В этом случае рассчитаем элементы затрат рабочего времени:

• подготовительно–заключительное время;

• технологическое (основное) время;

• вспомогательное время;

• оперативное время;

• время обслуживания рабочего места

• время на отдых и естественные надобности;

• штучное время;

• штучно–калькуляционное время.

Для сравнения объемов ремонтных работ, а также для сопоставления объемов ремонтных работ цеха или предприятия на протяжении нескольких лет или других отрезков времени, необходима физическая единица, с помощью которой можно было бы измерить физический объем работ, выполняемых при ремонте; она должна быть стабильной, не изменяться во времени при изменении организационно – технических условий выполнения ремонта.

Устанавливаем нормы времени на одну операцию, а остальные – сводим в таблицу 2.8.

Определяем То для точения фаски, которое рассчитываем по формуле:

Нормы времени на выполнение операций на станке модели 16К20Ф3 определяем по [3]:

где ТП.З – подготовительно-заключительное время, мин;

ТШ – штучное время.

где Тца – время цикла автоматической работы станка по программе, мин;

атех, аорг, аотл – время на техническое и организационное обслуживание рабочего места, на отдых и личные потребности.

где ТМВ – машинно-вспомогательное время по программе, мин.

где Тв.у – время на установку и снятие детали вручную или подъемником, мин;

Тв.оп – вспомогательное время, связанное с операцией, мин;

Тв.изм – вспомогательное неперекрываемое время на измерения, мин.

Подставим значения в формулу (2.9):

Нормативы подготовительно–заключительного времени рассчитаны на наладку станков с ЧПУ для обработки деталей по внедренным управляющим программам и не включает действий по дополнительному программированию непосредственно на рабочем месте, и определяется по формуле:

где – норма времени на организационную подготовку, мин;

– норма времени на наладку станка, приспособления, инструмента, программных устройств, мин.

Норма времени организационной подготовки состоит из:

• получить наряд, чертеж, технологическую документацию, режущий и вспомогательный инструмент и т.д. – на рабочем месте – 4 мин;

• получить наряд, чертеж, технологическую документацию, режущий и вспомогательный инструмент и т.д. – в инструментально-раздаточной кладовой – 9 мин;

• ознакомится с работой, чертежом, технологической документацией, осмотреть заготовки – 2,0 мин;

• инструктаж мастера – 2,0 мин.

Итого

Норма времени организационной подготовки состоит из:

• установить исходные режимы работы станка (число оборотов, подачу и т.д.), время на одно измерение – 0,15 мин;

• время на один инструмент – 0,6 мин;

• время на один размер для набора программы – 4 мин;

• установить исходные координаты X и Z – 5,0 мин.

Итого

Подставляем данные в формулы (2.12 и 2.8):

2.10 Выбор метода контроля

При выборе методов контроля устанавливаем количественные и качественные характеристики изделия, назначаем формы контроля, выбираем измерительные средства для контроля изделия в процессе ремонта и готового (отремонтированного) изделия. Заключительной контрольной операцией технологического процесса ремонта являются испытания, в процессе которых проверяется результат ремонта и сборки. Испытания станков или узлов производятся в искусственно созданных условиях, сходных с эксплуатационными.

Контроль качества сборки изделий. При проектировании технологических процессов общей и узловой сборки важное место занимает технический контроль качества производимой продукции. Качество обеспечивается предупреждением и своевременным выявлением брака продукции на всех этапах производственного процесса. Профилактический контроль направлен на проверку комплектующих изделия, полуфабрикатов и деталей смежных производств, на проверку сборочного оборудования и оснастки, а также на систематическую проверку правильности протекания технологического процесса сборки. Качество продукции в сборочных цехах контролируют рабочие, наладчики оборудования и мастера участков. Меньший объем работ выполняют контролеры, производя промежуточный и окончательный контроль. В маршрутной технологии указываются операции контроля и элементы контроля, включаемые в сборочные операции.

При узловой и общей сборке проверяют:

1. наличие необходимых деталей в собранных соединениях (выполняют осмотром);

2. правильность положения сопрягаемых деталей и узлов(выполняют осмотром);

3. зазоры в собранных сопряжениях (щупом);

4. точность взаимного положения сопряженных деталей (на радиальное и осевое биение и др., производят в контрольных приспособлениях);

5. герметичность соединения в специальных приспособлениях и плотность прилегания поверхностей деталей на краску в процессе сборки;

6. затяжку резьбовых соединений, плотность и качество постановки заклепок, плотность вальцовочных и других соединений;

7. размеры, заданные в сборочных чертежах;

8. выполнение специальных требований (уравновешенности узлов вращения, подгонки по массе и статическому моменту, проверку щупом производят в процессе сборки и после ее окончания);

9. выполнение параметров собранных изделий и их составных частей (производительности и развиваемого напора насосов, точности делительных механизмов, качества контакта в электрических соединениях и др.);

10. внешний вид собранных изделий (отсутствие повреждений деталей, загрязнений и других дефектов, которые могут возникнуть в процессе сборки).

В функцию контроля входит также проверка предписанной последовательности выполнения сборочных переходов (порядок затяжки резьбовых соединений, последовательность наложения сварных швов и др.) и проверка обязательного выполнения вспомогательных операций (промывки и очистки сопрягаемых деталей, промывки трубопроводов и др.). Задача проектирования технологии сборки связана с выбором организационно-технической формы и средств контроля.

Выбор средств измерения выполнять в соответствии с конструктивными особенностями, экономическими соображениями.

Испытание собранных изделий. Испытание собранных изделий — заключительная контрольная операция качества их изготовления. Машины испытывают в условиях, приближающихся к эксплуатационным. Все виды испытаний можно свести к приемочным, контрольным и специальным.

При приемочных испытаниях выявляют фактические эксплуатационные характеристики машины (точность, производительность, мощность, затраты энергии и т. п.), а также правильность работы различных механизмов и устройств машины.

Контрольным испытаниям подвергают изделия, у которых ранее были обнаружены дефекты. При особо высоких требованиях к изделиям их подвергают после сборки обкатке и испытывают. Затем разбирают (частично или полностью), проверяют состояние деталей, вторично собирают и подвергают кратковременным контрольным испытаниям.

Специальные испытания выполняют для изучения износа, проверки безотказности работы отдельных устройств, установления пригодности новых марок материалов для ответственных деталей и исследования других явлений в машинах. Специальные испытания отличаются большой длительностью. Их программу разрабатывают в зависимости от цели проведения испытаний. Этим испытаниям подвергают не только собранные изделия, но и их составные части (коробки перемены передач, водяные и масляные насосы и другие механизмы). Испытания ведут на специальных стендах.

Перечень средств контроля приведен в таблице 2.5.

3 Конструкторская часть

3.1 Проектирование специальной червячной фрезы

Проектирование червячной фрезы для нарезания червячного колеса.

Червячная фреза предназначена для нарезания зубьев заменяемого в процессе ремонта зубчатого венца червячного колеса.

Фреза используется на зубофрезерном станке модели 5К324 и работает с радиальной подачей.

Исходные данные:

Тип переходного червяка – архимедов ZA

Число заходов червяка – z1 = 1

Модуль – осевой mx = 6 мм

Число зубьев червячного нарезаемого колеса – z2 = 29

Коэффициент смещения нарезаемого колеса – χ = 0,12

Направление линии зубьев колеса – правое

Степень точности – 7-С

Межосевое расстояние – а0 = 126 мм

Геометрические параметры червяка:

Делительный диаметр – dm = 78 мм

Наружный диаметр – da1 = 88,6 мм

Расчет червячной фрезы выполняем по [13].

1. Средний расчет диаметра фрезы dm0:

2. Осевой шаг зубьев фрезы:

где Px – осевой шаг червяка.

Для архимедова червяка:

3. Наружный диаметр фрезы:

где а – запас на переточку, мм;

С – радиальный зазор, мм;

4. Наружный диаметр переточенной фрезы:

5. Число зубьев фрезы выбираем таким, чтобы оно не имело общих множителей с числом ее заходов, число зубьев колеса было не кратным числу зубьев фрезы и числу ее заходов. Число зубьев фрезы принимаем равным z0 = 10 мм.

6. Длинна рабочей части фрезы:

С учетом длинны нарезной части червяка принимаем l = 112 мм.

Назначаем конструктивные элементы червячной фрезы по ГОСТ 932480.

Диаметр буртиков d1 = 50 мм, длинна буртиков l1 = 4 мм.

Диаметр посадочного отверстия фрезы d = 32 мм.

Назначаем класс точности фрезы.

В соответствии с требованиями к точности нарезаемого колеса (степень точности 7-С) назначаем для фрезы класс точности А. Требуемые допуски и предельные отклонения сводим в таблицу 3.1. Шероховатость – в таблицу 3.2.

Определение геометрических параметров фрезы.

Для того чтобы размеры фрезы минимально изменялись при переточках, выбор заднего угла и величины затылования K производим с обеспечением минимальное значения бокового заднего угла :

Для обеспечения требуемой точности профиля в донном случае обеспечивает шлифованный профиль.

Величина дополнительного затылования

Угол подъема винта по среднему диаметру:

Так как задние поверхности зубьев фрез являются винтовыми, отличными от поверхности основного червяка, то углы профиля зубьев фрезы в осевом сечении должны рассчитываться с учетом донного смещения, зависящего от величины затылования К, числа канавок фрезы z0 , шага винтовой стружечной канавки PZ, направления витков (правозаходная нарезка). Для правозаходной поэтому имеем:

3.2 Проектирование фиксирующих колец для обработки зубчатого колеса

Для реализации выбранного метода ремонта червячного колеса возможно три варианта установки заготовки для фрезерования зубьев:

1. Базирование детали на столе станка с выверкой по внутреннему диаметру шлиц с закреплением осевым прижимом.

2. Базирование и закрепление заготовки на шлицевой оправке.

3. Заготовка колеса обрабатывается в сборе на шлицевом валу устанавливаемого в центрах.

Первый вариант является наиболее универсальным и не требует специальной оснастки и может использоваться, когда нет никаких подходящих приспособлений. Но деталь требует трудоемкой выверки, которая в процессе закрепления может нарушиться.

Для единичного производства использование второго варианта может вызвать некоторые затруднения связанная с необходимостью наличия специальной оправки, которая будет использоваться для данного колеса. Данный способ может использоваться, если в наличии имеется оправка подходящего размера.

Третий вариант является более предпочтительным и рациональным, поскольку с одной стороны не требуется сложной специальной оснастки, а с другой стороны обеспечивает наиболее высокую точность червячной передачи. Так как при обработке в сборе устраняется целый ряд монтажных погрешностей сборки.

Для закрепления заготовки колеса на валу и базировании его в осевом направлении предлагается использовать спроектированный комплект разрезных колец.

Комплект разрезных фиксирующих колец состоит из трех штук, а именно: опорного, упорного и прижимного.

Схема установки червячного колеса на шлицевом валу с использованием разрезных фиксирующих колец показана на рисунке 3.2.

Сборка комплекта выполняется в следующей последовательности:

• на подшипниковую шейку надевается опорное кольцо 1 и фиксируется затяжкой винта М 12;

• на шлицевый вал надевается заготовка червячного колеса, вручную прижимается к опорному кольцу 1;

• на шлицевый вал надевается последовательно упорное 2 и прижимное кольцо 3, последнее кольцо фиксируется. Затем фиксируем упорное кольцо. За счет того, что упорное кольцо сопрягается с прижимным кольцом 3 по конической поверхности, при затяжке упорное кольцо 2 скользя по конусу с углом 15 °, смещается к торцу заготовки и плотно прижимает ее к опорному кольцу 1, фиксируя заготовку в осевом направлении.

3.3 Проектирование оснастки для правки шлифовального круга

При шлифовании профиля червячного вала применяем приспособление для правки профиля шлифовального круга методом огибания.

Приспособление представлено на листе 30.ДП.0203.06.04.02 графической части проекта.

Приспособление состоит из: дужки 1, цапфы 2, штифта 3, ползуна 4, каретки 5, защитного кожуха 6, алмаза 7.

В процессе правки круга алмазу сообщается движение по образующей винтовой поверхности, воспроизводящей в пространстве поверхность червяка. Заправленная таким образом поверхность круга является огибающей поверхности червяка с осевым профилем требуемой кривизны.

На резьбошлифовальном станке модели 5К823В настроенном для шлифования профиля червячного вала, в центрах станка вместо червячного вала устанавливают приспособление, присоединяемое к поводку шпинделя передней бабки. При правке приспособление движется вместе со столом и поворачивается относительно оси центров со скоростью, установленной для шага основного червяка. Правку круга производим при возвратно-поступательном перемещении стола и ползуна 4 с алмазом 7. При шлифовании архимедова червяка острие алмаза должно находится в плоскости, проходящей через ось шлифуемого червяка.

10 Заключение по проекту

В процессе ремонта вальцетокарных станков моделей 1А824, 1А85, 1А826 были разработаны рациональные и экономичные методы восстановления деталей фартука. Спроектирован необходимый комплект ремонтной оснастки.

Для организации капитальных ремонтов узлов вальцетокарных станков в условиях ОАО “ММК им. Ильича” был спроектирован механический участок ремонтно-механического цеха, на чертеже планировки цеха рационально установлено станочное оборудование в количестве 18 единиц.

Численность рабочих и служащих участка составляет 31 человек.

Проведено экономическое обоснование эффективности ремонтного производства на данном участке.

В разделе “Охрана труда” произведены расчеты контурного заземления звукового давления и другие мероприятия по охране труда.

В разделе “Гражданская оборона” определено поражающее действие воздушной ударной волны, поражающее действие теплового излучения, потери людей при аварии с взрывом топливогазовоздушных сред (ТГВС).

Приложение A

Список используемой литературы

1. Балабанов А. Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. – М.: Издательство стандартов, 1992. – 464 с.

2. Справочник технологамашиностроителя/ Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Суслова А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 2003. Т. 1,Т. 2.

3. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть 1. Нормативы времени. М.: Экономика

4. Палей М. М., Дибнер Л. Г., Флид М. Д. Технология шлифования и заточки режущего инструмента. – М.: Машиностроение, 1988. – 288 с.

5. Борисов Ю. с. Организация ремонта и технического обслуживания оборудования. – М.: Машиностроение, 1978. – 360 с.

6. Гельберг Б. Т., Пекеліс Г. Д. Ремонт промислового устаткування. – К.: Техніка, 1992.– 349 с.

7. Гельберг Б. Т., Пекелис Г. Д. Ремонт промышленного оборудования. – М.: Высш. шк., 1988.– 304 с.

8. Горбацевич А. Ф., Шкред В. Н. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебн. пособие. – Мн.: Выш. школа, 1983. – 256 с.

9. ГОСТ 2.60295 Ремонтные документы – М.: Издательство стандартов, 1995. – 34 с.

10. ГОСТ 2.60468 Чертежи ремонтные – М.: Издательство стандартов, 1985. – 12 с.

11. ГОСТ 52089 Подшипники качения. Общие технические условия – М.: Издательство стандартов, 1989. – 74 с.

12. Григорьянц А. Г., Сафонов А. Н. Методы поверхностной лазерной обработки. – М.: Высшая школа, 1987. – 191 с.

13. Справочник инструментальщика/ И.А. Ординарцев, Г.И. Филиппов, А.Н.Шевченко и др.; Под общей редакцией И.А. Ординарцева. –– Л.: Машиностроение 1987г. – 846 с.

14. Косилова А. Г., Мещеряков Р. К., Калинин М. А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. – М.: Машиностроение, 1976. – 288 с.

15. Кузнецов Ю. И., Маслов А. Р., Байков А. Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – М.: Машиностроение, 1990. – 512 с.

16. Антонюк В. Е. Конструктору станочный приспособлений.: Справ. пособие. – Мн.: Беларусь, 1991. – 400 с.

17. Краткий справочник металлиста/ Под общ. ред. П. Н. Орлова, Е. А. Скороходова. – М.: Машиностроение, 1987. – 960 с.

18. Заплетохин В. А. Конструирование деталей механических устройств.: Справочник. – Л.: Машиностроение. Ленинград. отдние, 1990. –669 с.

19. Обработка металлов резанием: Справочник технолога/ А. А. Панов, В. В. Аникин, Н. Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А. А. Панова. – М.: Машиностроение, 1988. – 736 с.

20. Пекелис Г. Д., Гельберг Б. Т. Технология ремонта металлорежущих станков. – М.: Машиностроение, 1976.– 320 с.

21. Размерный анализ конструкций: Справочник/ с. Г. Бондаренко, О. Н. Чередников, В. П. Губий, Т. М. Игнатцев. – К.: Техніка, 1989. – 150 с.

22. Руденко П. А. и др. Проектирование и производство заготовок в машиностроении. – К.: Выща шк., 1991. – 247 с.

23. Справочник механика машиностроительного завода. Т. 1. Организация и конструкторская подготовка ремонтных работ. Под ред. Р. А. Носкина. – М.: Машиностроение, 624 с.

24. Тылкин М. А. Справочник термиста ремонтной службы. – М.: Металлургия, 1981. – 648 с.

25. Ремонт и восстановление оборудования: Методические указания к выполнению курсовой работы / Манойлов О. В. Мариуполь, ПГТУ, 2002.– 64 с.

26. Задорожный Б. В. Охрана труда в дипломных проектах. Методическое руководство для специальности «Технология машиностроения» – Жданов, 1985. – 24 с.

27. Бухаров И. И. Методическое руководство к расчету контурного заземляющего устройства. Жданов, 1984. – 12 с.

28. Бухаров И. И. Методическое руководство к расчету на ЭВМ уровней звукового давления в помещениях. Жданов, 1985. – 28 с.

29. Кнорринг Г. М. Справочная книга по проектированию электрического освещения. Л.: Электроэнергия, 1976, – 358 с.

30. СНиП II – 479. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. Ж.: Светотехника, №10, 1979.

31. Полтев М. К. Охрана труда в машиностроении. М.: Высшая школа, 1980, – 292 с.

32. Юдин Е.Я. Охрана труда в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1984. – 430с.

33. Закон Украины «О Гражданской обороне Украины». 1999г.

34. Закон Украины «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера». 2000г.

35. Шоботов В.М. «Гражданская оборона», Учебное пособие. - ПГТУ.2002г.

36. Шоботов В.М. «Чрезвычайные ситуации техногенного характера. Аварии на радиационно и химически опасных объектах». ПГТУ. 1997г.

37. Шоботов В.М. «Оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях». Учебное пособие. ПГТУ. 1999г.

38. Шоботов В.М. «Содержание и последовательность ведения объектовым формированием СиДНР в очаге поражения». Методическая разработка. ПГТУ. 1999г.

39. Шоботов В.М. «Действия производственного персонала и населения в чрезвычайных ситуациях». Учебное пособие. ПГТУ. 1999г

40. Учебно-методическое пособие по курсу “Организация производства” для студентов технических специальностей всех форм обучения. / Сост. В.В. Тюрина – Мариуполь, ПГТУ.2003. – 192с.

41. Методические указания по выполнению организационно- экономической части дипломных проектов технологического направления для студентов специальностей “Технология машиностроения”, “Металлорежущие станки и системы”/ Сост. В.В. Тюрина.- Мариуполь: ПГТУ,2002 – 32с.