изменения 17.04.. 1 Техническе характеристики ремонтного ремонтируемого механизма, анализ ремонтопригодности

• Название: 1 Техническе характеристики ремонтного ремонтируемого механизма, анализ ремонтопригодности
• Дата: 17.04.2022
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: изменения 17.04..docx
• Тип: Документы; #480223
• страница: 7 из 9

Рисунок 2.7 – Карта Зубошифования

3 Технологическая подготовка к ремонту ПТМ
3.1 Выбор способа восстановления
При восстановлении деталей небольших программ, присущих мелкосерийному производству, наиболее выгодно применять универсальные способы наплавки - под слоем флюса, порошковой проволокой, вибродуговой, в среде защитных газов, плазменный, которые позволяют в широких пределах регулировать толщину слоя и состав наплавляемого металла. Например, используя два способа наплавки - под слоем флюса и в среде углекислого газа - можно восстанавливать широкую номенклатуру деталей практически любых размеров различными износами. При восстановлении деталей типа «вал» (коленчатые валы, оси, шкивы, распределительные валы и т.п.) с износом от 0,6 до 2 мм применяют наплавку под слоем флюса, порошковой проволокой, в среде углекислого газа, вибродуговую, плазменную, покрытие сталью и др. Детали с износом до 0,6 мм, главным образом посадочные места цилиндрических деталей, наиболее целесообразно восстанавливать электроконтактной приваркой ленты, плазменной наплавкой, покрытием сталью, хромированием, плазменным напылением др. Корпусные стальные, чугунные детали с износом до 0,6 мм восстанавливают плазменным и газопламенным напылением, проточным (местным) осталиванием, электронатиранием. Корпусные алюминиевые детали и поршни восстанавливают аргонодуговой и плазменной сваркой (наплавкой). Для выбора рационального способа применительно к восстановлению конкретной детали или группе деталей следует знать технологические возможности различных методов нанесения покрытий, их характерные особенности.

3.1.1 Восстановление наплавкой в среде углекислого газа
Коэффициент долговечности

К_Д = К_И · К_В ·К_С ·К_П = 0,72·0,9·1,0·0,85 = 0,55

где К_И = 0,72 – коэффициент износостойкости [1, приложение В];

К_В = 0,9 – коэффициент выносливости [1, приложение В];

К_С = 1,0 – коэффициент сцепляемости покрытия [1, приложение В];

К_П = 0,85 – поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстановленной детали.

Площадь обрабатываемой поверхности



где d_изн – диаметр изношенного тормозного шкива (рис 2.6);

L – длина изношенной поверхности.

Диаметр после наплавки



Толщина наплавляемого слоя



где h₁ – глубина снимаемого слоя перед наплавкой на одну сторону;

Глубина механической обработки



Трудоемкость операции:

механической обработки перед наплавкой



наплавки



механической обработки после наплавки



где Н_К – толщина покрытия или толщина обработки (1, табл. 12);

t_ОК – трудоемкость (1, табл. 12).

Заработная плата



где R_К = 92,6 руб. – часовая тарифная ставка на ремонтных заводах (1, табл. 13).

Стоимость материалов



где g_К – расход материала (табл. 12);

а_R – средняя стоимость 1 кг материала (1, табл. 12).

Стоимость электроэнергии



где Э_К – энергоемкость операции (1, табл. 12);

а_Э = 2,25 руб. – стоимость 1 кВт·ч электроэнергии.

Накладные расходы



где β = 2,2 – коэффициент, принимаемы для ремонтных предприятий.

Стоимость восстановления детали

С_BZ = C₁ + C₂ + C₃ + C₄ = 2222,4+ 1842,5 + 1476 + 187,4 ≈ 5728,3 руб.

Оценка долговечности



где К_zn– коэффициенты относительной долговечности восстановленной детали (табл. 11);

f_zn – статическая вероятность того, что отказ восстановленной детали явиться следствием соответственно: f₁ = 0,68 – износ при трении; f₂ = 0,12 – недостаточной статической прочностью метала; f₃ = 0,1 – недостаточной усталостной прочностью металла; f₄ = 0,1 – отслоение метала от покрытия материала детали.

Вероятность отказа восстановленной детали z-м способом



Возможные потери от неожиданного отказа детали



где а₁ = 1 – коэффициент, учитывающий потери от естественного износа при трении;

а₂ = 10 – коэффициент, учитывающий потери, обслуживания при появлении мгновенного отказа из-за недостаточной прочности.

Относительная стоимость



3.1.2 Расчет режимов
Расчет режимов резания при точении.

Определяем припуск на механическую обработку:
мм
Определяем глубину резания:

Учитывается, что припуск до 2мм срезается за один проход, принимаем i = 7, где i - число проходов, то; мм

Назначаем подачу для первого точения: - 0,4 мм/об

Проверяем выбранную подачу с паспортной подачей станка 1М 61:

Sпасп. = 0,368 ммоб

Определяем скорость резания: V = 138

Определяем допускную скорость резания с учетом поправочных коэффициентов.
V = V * K * K * K , где




K - Коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала

K - Коэффициент отражающий состояние поверхности заготовки

K - Коэффициент учитывающий качество инструментального материала


Определяем расчётную частоту вращения ;
, где D - диаметр детали.

;
Скорректируем найденное число оборотов шпинделя по паспорту станка

По паспорту станка 1М61 = 400

Определяем фактическую скорость резанья:
;
Основные режимы резания при точении:

t = 98 мин.

S = S12 = 368 мм/об

= 110 м/мин

= 400 об/мин

Проверяем выбранный режим по мощности, потребляемой на резание:
, где
Кр - поправочный коэффициент
, где
- поправочный коэффициент на обрабатываемый материал

= 89 (в = 61 кг-с/мм2)

- поправочный коэффициент на главный угол в плане резца

= 0; ( = 450);
То Кр =  = 89  0 = 89;
Значения находим по таблице 8





Определяем эффективную мощность на резании Nэф;
Nэф= = кВт
Определяем требуемую мощность электродвигателя.
КПД станка = 75
Определяем технологическое (машинное) время


где L - расчётная длина обрабатываемой поверхности.
L = l + у + , где

у = t  ctg = 98  ctg450 = 98 мм;

= (12); Sпасп = 2  37 = 74 мм;

i = 7 (количество проходов)

L = l + у + = 12 + 98 + 74 = 172 мм;

минут.
Расчёт режима резания при сверлении. Деталь - заготовка конического зубчатого колеса. Материал - сталь 45: в = 61 кг-с/мм2;

Станок вертикально сверлильный модели 2Н135; Сверло - спиральное из быстрорежущей стали Р18;  30

Определяем глубину резания:
15 мм
Назначаем подачу для первого точения:
S = 02  = 02  30 = 6 мм/об;
Корректируем подачу по паспорту станка 2Н135;

Sпас = 1  6 мм/об; Z =9;

S = 6, т.е. 1 < S < 6

Проверяем выбранную подачу с паспортной подачей станка 2H135:

Sпасп = S6 = 577 мм/об

Определяем допускную скорость резания с учетом поправочных коэффициентов.


где

Кv = KLv  KMv  KHv
поправочный коэффициент.

KLv - коэффициент, учитывающий глубину отверстия в зависимости от диаметра сверла. По таблице 9 находим KLv = 0;

KMv - коэффициент, учитывающий влияние материала.

Для стали ; где  = 9 (таб. 10)

в = 61; ;

KMv - коэффициент, учитывающий материал сверла.

Для сверла из быстрорежущей стали KMv = 0;
Кv = KLv  KMv  KMv = 0  14  0 = 14;
По табл. 11 находим для S > 2;
Cv = 8; bv = 4; Xv = 0; Yv = 7; m = 2;
м/мин;
Определяем расчётную частоту вращения ;


Скорректируем найденное число оборотов шпинделя по паспорту станка Nпасп = 245 об/мин

Определяем фактическую скорость резанья:

Основные режимы резанья при сверлении:

S = 6 мм/об;

V = 231 м/мин;

n = 245 об/мин;

Определяем эффективную мощность на резании Nэф;



 = 8 (КПД станка по паспорту)
f_zn – статическая вероятность того, что отказ восстановленной детали явиться следствием соответственно: f₁ = 0,68 – износ при трении; f₂ = 0,12 – недостаточной статической прочностью метала; f₃ = 0,1 – недостаточной усталостной прочностью металла; f₄ = 0,1 – отслоение метала от покрытия материала детали.

Вероятность отказа восстановленной детали z-м способом



Возможные потери от неожиданного отказа детали



где а₁ = 1 – коэффициент, учитывающий потери от естественного износа при трении;

а₂ = 10 – коэффициент, учитывающий потери, обслуживания при появлении мгновенного отказа из-за недостаточной прочности.

Относительная стоимость



Исходя из проведенного сравнительного анализа восстановление тормозного шкива методами: наплавкой в среде углекислого газа; наплавкой под слоем флюса, экономически выгодно использовать восстановление наплавкой в среде углекислого газа. Исходя из условий долговечности восстановление под слоем флюса более лучшие, чем наплавкой в среде углекислого газа.
3.2 Восстановление колеса с зубчатым приводом
Колесо с зубчатым приводом будем восстанавливать методом пополнения метала при помощи дуговой наплавкой под слоем флюса. Так как шкив имеет диаметр мм, выберем соответствующий станок для наплавки – У-653А.

Исходя из рекомендаций, зубчатого привода выбрать проволоку НП-50, которую наплавлять, используя флюс АН-384А (1, табл. 1).

Сварочный ток источн ика питания

где D= 450 мм – номинальный диаметр детали.

Принимаем I_св = 294 А.

Напряжение источника питания



С ростом силы тока увеличивается глубина проплавления в то время, как повышение напряжения обеспечивает большую подвижность дуги, что несколько снижает глубину проплавления и делает валики более широкими.

Коэффициент наплавки



где d_П = 2 мм – диаметр электродной проволоки.

Скорость наплавки



где F= 0,2 см² – площадь поперечного сечения наплавленного валика;

 = 7,8 г/см³ – плотность металла шва.

Частота вращения восстанавливаемой детали



Скорость подачи электродной проволоки



Вылет электрода



Шаг наплавки

s = (2...2,5) · d_П=2,1·2=4,2.

Смещение электрода

а = (0,05... 0,07) · D = 0,06 · 450 = 27.

Толщина изношенного слоя поверхности



где d_изн – диаметр изношенного тормозного шкива (рис 2.6);

Толщина наплавляемого слоя

h = _и + _п + _ч + _о = 12,75 + 1,25 + 1,25+ 0,6 = 15,85 мм,

где _п = 1,25 мм – припуск на механическую обработку перед операцией восстановления;

_ч = 1,25 мм – припуск на черновую обработку после операции восстанов­ления (1, табл. 5);

_о = 0,6 мм – припуск на окончательную - чистовую обработку (1, табл. 5).

Число проходов



где h₁ = 2 мм – толщина наплавляемого слоя за один проход.

Основное время на операцию нанесения покрытия



где l = 754 мм – длина восстанавливаемой поверхности.
3.3 Технология механической обработки наплавленных поверхностей
После наплавления мы производим механическую обработку резанием начерно и начисто на токарном станке, соблюдая необходимые размеры, допуски и параметры шероховатости в соответствии с ремонтным чертежом.

Обработку будим проводить резцом Т15К6 с применением охлаждающей жидкости (эмульсола 5…8%, кальцинированной технической соды 0,2%, остальное вода).
3.3.1 Режим резания для подготовки шкива к наплавке
Материал тормозного шкива 45Х, МПа, диаметр катка D = = 240 мм.

Для выполнения работ принять станок токарный 1К62Б; резец – проходной упорный с пластинкой из твёрдого сплава Т15К6.

Геометрия резца: γ = 12°, α = 10°, ϕ = 90°, r = 1 мм; форма передней поверхности – плоская с положительным передним углом.

Глубина резания

t= 1,25 мм.

Подача



Скорость резания



Необходимая частота вращения детали

n = 1000·V / π·D = 1000*39 /3,14·450 = 28 об/мин.

По паспорту станка (2, табл. 31) принимаем ближайшую меньшую частоту вращению n = 30 об/мин.
3.3.2 Режим резания для обработки оси после наплавки
Твердость наплавленного слоя HRC = 29.

Геометрия резца Т15К6: γ = 12°, α = 10°, ϕ = 90°, r = 1 мм; форма передней поверхности – плоская с положительным передним углом.

Глубина резания

t= 1,25 мм.

Подача

S = 0,12 мм/об.

Принимаем предварительную скорость резания V_Т = 123 м/мин (2, табл. 27).

Скорость резания с учетом поправочных коэффициентов

V = V_т ·К1 ·К2 = 123·1,15·0,8 = 113 м/мин,

где К1 иК2 – поправочные коэффициенты скорости резания твердосплавными резцами (2, табл. 27).

Шероховатость поверхности



Для достижения нужной шероховатости необходимо определить подачу.

Подача суппорта

мм/об.

Число оборотов

об/мин.

По паспорту станка (2, табл. 31) принимаем ближайшую меньшую частоту вращению n = 125 об/мин.

ГОСТ 3.1118-82 Форма 2

Дубл.

Взам.

Подп.

02100.00018Р

1

1

Разраб.

Пак

МГУ

12.51.01.00.00

-

МГУ. 60191. 00005

Проверил

Васильченко

Утвердил

ось

РА

Н.контр.

А

Цех

УЧ

РМ

Опер.

Код, наименование операции

Обозначение документа

Б

Код, наименование оборудования

СМ

Проф.

Р

УТ

КР

КОИД

ЕН

ОП

Кшт

Тп.з

Тшт

К/М

Обозначение, код

ОПП

ЕВ

ЕН

КИ

Нр

Р 01

Пл lUVнапл SM ЧП dэ hэ lэ

А 02

10

-

005

Наплавка

МГУ.20191.00015

Б 03

Станок У-653А

I

ХХХХ

ХХХ

ХХХХ

1

1

1

-

1

0,4

3

М 04

Проволока НП-50

90 г

05

Флюс АН348А

О 06

1 Установить деталь и закрепить

07

2 Наплавить поверхность 1

Р 08

0, 250А, 31В, 24м/ч, 4, 2; 15,85;

09

10

11

12

13

14

МК/ОКН

Наплавка под слоем флюса