Восстановление шестерни

метки: Восстановление, Шестерня, Деталь, Вибрация, Износ, Режим, Нагрузка, Вибродуговой

двигатель трактор амортизатор шестерня

В процессе эксплуатации трактора его надежность и другие свойства постепенно снижаются вследствие изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются различные неисправности, которые устраняют при ТО и ремонте.

Долговечность деталей машин зависит от выполняемых ими функций, широкого диапазона действующих нагрузок и скоростных режимов, разнообразия видов трения, используемых материалов, наличия отклонений в их свойствах, различия в допусках на размеры, качества обработки поверхностей, взаимного расположения деталей, влияния условий эксплуатации. Вот почему за срок службы машины, определяемой долговечностью базовых деталей, значительное число деталей требует замены или восстановления.

В условиях рыночного отношения при техническом сервисе нужно учитывать приоритет, обеспечивающий превышение предложения над спросом на машины, оборудования и услуги технического сервиса, взаимовыгодный экономический интерес и полную свободу взаимоотношений сторон.

Производственная база технического сервиса должна перетерпеть изменения на всех уровнях. Так, основной объем работ по ТО, ремонту и хранению техники и оборудования будет выполняться владельцами техники и оборудования.

Одним из самых крупных резервов экономии и бережливости выступает восстановление изношенных деталей. Восстановление деталей машин обеспечивает экономию высококачественного материала, топлива, экономических и трудовых ресурсов.

1. Разработка технологической карты на восстановление детали

Таблица — 1 Исходные данные

Деталь:	Шестерня
№ по каталогу	А25.37.283
Марка материала	Сталь 18ХГТ;
Твердость	57-64HRC Э
Масса	2,59 кг.

1.1 Дефекты детали

2-Износ наружной поверхности под шарикоподшипник 214К3;

3-Износ поверхности отверстия под штифт.

Таблица 2 — Дефекты детали

	Износ поверхности под втулку балансир
	Размер, мм	Способы и средства
	По чертежу	Допустимые в сопряжении с деталями	Наименование	Обозначение
1		69,96	Скоба или микрометр	8111-06996Д МК 75-2
2		12,2	Пробка или нутромер	8133-01220Д НИ 50-100-2

1.2 Выбор и обоснование способа восстановления детали

Целесообразные способы восстановления устанавливают на основе конструктивно-технологических характеристик детали.

С учетом недостатков способов восстановления выбираем экономически целесообразные, обеспечивающие необходимый уровень качества.

Выбираем подходящие методы для устранения данных дефектов.

Итак, для первого дефекта — вибродуговая наплавка с последующей обработкой, а для второго дефекта — вибродуговая наплавки с последующим шлифованием.

Вибродуговая наплавка. Это один из наиболее распространенных способов восстановления деталей на сельскохозяйственных ремонтных предприятиях. Это обусловлено рядом его особенностей: высокой производительностью (до 2,6 кг/ч); незначительным нагревом детали (до 100С); отсутствием существенных структурных изменений поверхности детали (зоны термического влияния при наплавке незакаленных деталей 0,6.. 0,5 мм и закаленных — 1,8…4, о мм), что позволяет наплавлять детали малого диаметра (от 8 мм), не опасаясь их прожога или коробления.

Применение охлаждающей жидкости в сочетании с различными электродными материалами исключает из технологического процесса последующую термическую обработку, так как твердость наплавленного металла может достигать 58-60 HRC. Толщину последнего можно регулировать от 0,3 до 3 мм. При необходимости проводят многослойную наплавку.

Особенность вибродуговой наплавки заключается в вибрации электрода, что обусловливает наплавление металла при низком напряжении источника тока, относительно небольшой мощности в сварочной цепи, когда непрерывный дуговой процесс невозможен. При вибрации улучшается стабильность наплавки и расширяется диапазон ее устойчивых режимов.

В момент соприкосновения электрода с деталью (период короткого замыкания) сопротивление электрической цепи источник тока-электрод — деталь приближается к нулю, что способствует падению напряжения при одновременном стремлении тока к бесконечности. Реальная мощность применяемых источников тока ограничивает это значение до 1000… 1300 А. Это недопустимо для электрода малого сечения, поскольку он расплавляется и разбрызгивается под действием электродинамических сил. Для ограничения тока в период короткого замыкания в цепь последовательно включают дополнительную индуктивность (дроссель).

За счет вибрации электрод отводится от детали, и в разрыве возникает электрическая дуга (период дугового разряда).

Энергия, запасенная в индуктивности, начинает освобождаться. Электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции складывается с ЭДС источника тока, в результате чего напряжение на дуговом разряде оказывается выше в 2 раза и более, чем на зажимах источника тока, причем оно поддерживается примерно постоянным, несмотря на изменение длины дуги. В этот период выделяется 90…95% тепловой энергии и кончик электрода оплавляется.

При достаточном удалении электрода от детали, а также израсходовании энергии, запасенной дросселем, дуга гаснет. Начинается период холостого хода. Он заканчивается тогда, когда электрод вновь касается детали и капля расплавленного металла переносится на ее поверхность. Цикл многократно повторяется, и на детали формируется валик наплавленного металла.

Длительность периодов короткого замыкания и горения дуги определяется частотой вибрации электрода, напряжением холостого хода и индуктивностью цепи. С увеличением напряжения и индуктивности возрастают период горения, а, следовательно, количество выделившейся теплоты и производительность процесса. Однако чрезмерное их увеличение нарушает стабильность процесса и возникают большие потери электродной проволоки. В каждом конкретном случае их следует подбирать оптимальными.

Установка для вибродуговой наплавки включает в себя: наплавочную головку, закрепленную на суппорте токарного станка; источник питания; дополнительную индуктивность (дроссель); систему подачи охлаждающей жидкости.

Наплавочная головка предназначена для подачи электрода в зону горения дуги, придания ему возвратно-поступательного движения (вибрации).

Частота колебаний юо… то Гц. Наплавку проводят на постоянном токе обратной полярности. В качестве источников питания используют сварочные преобразователи и выпрямители с жесткой внешней характеристикой.

В качестве дополнительной индуктивности служат сварочные дроссели или дроссели собственного изготовления. Сварочные и наплавочные проволоки имеют диаметр 1,2…3,0 мм, ленты — толщину 0,3 — 1,0 мм и ширину до 10 мм.

Для защиты расплавленного металла применяют углекислый газ, пар и охлаждающие жидкости (4-6%-й раствор кальцинированной соды, 10…20%-й раствор технического глицерина в воде или их смесь).

Вода, испаряясь, вытесняет из зоны горения дуги воздух, снижая содержание азота в наплавленном металле. Кальцинированная сода, разлагаясь, с одной стороны, стабилизирует горение дуги, с другой — снижает коррозию оборудования и восстанавливаемых деталей. Глицерин уменьшает скорость охлаждения наплавленного металла и, следовательно, трещинообразование при использовании высокоуглеродистых наплавочных проволок.

1.3 Разработка технологической карты на восстановление шестерни

Операция №1-наплавочная

Вибродуговая наплавка. Выбираем в зависимости от диаметра шестерни 38 мм. Силу тока 100А, а диаметр проволоки выбираем от силы тока, и он равен 1 мм.

Расчёт режимов наплавки

Наплавку производим проволокой НП-ЗОХГСА, диаметром, 1 мм. Партия деталей 10 штук. Автоматическая головка марки А-580М, выпрямитель ВДУ 301.

Скорость наплавки составит

(1.1)

где б _Н — коэффициент наплавки, при наплавке постоянным током обратной полярности, б_Н = 11… 14 г./А-ч;

• h — толщина наплавляемого слоя, мм;
• I — сила тока, I = 100 А;
• г — плотность электродной проволоки, у = 7,85 г./см;
• S — шаг наплавки, мм/об.

Шаг наплавки

S = (2…2,5) — d _ПР , =2,5-1 = 1,5 мм. (1.2)

Толщина покрытия

(1.3)

где И — износ детали, И = 1 мм;

Z ₁ , — припуск на обработку перед покрытием, Z₁ = 0,3 мм;

Z ₂ — припуск на механическую обработку после нанесения покрытия, Z₂ =1,6 мм

Частота вращения детали

(1.4)

Скорость подачи проволоки

(1.5)

Вылет электрода

д= (10..12) — d _np =10 мм (1.6)

Смещение электрода

l = (0,05…0,07)*d = 0,05 мм

Расчёт нормы времени/

Норма времени на выполнение наплавочных работ

Т _н =Т₀ +Т_всп :+Т_Д0П +Т_пз /n (1.7)

где Т ₀ — основное время, мин;

Т _всп — вспомогательное время, (Твс = 2…4 мин);

Т _доп — дополнительное время, мин;

Т _пз — подготовительно — заключительное время, (Т_ПЗ =20 мин);

(1.8)

где l — длина наплавляемой поверхности детали, в данном случае делаем на одну сторону, длина на одну сторону равна 100 мм,

(1.9)

где К — коэффициент, учитывающий долю дополнительного времени от основного и вспомогательного, К=10-14%;

Тогда

Т _н =0,12+3+0,312+20/10=5,432 мин.

Расчет режимов резанья

Операция №2-шлифовалъная.

Механическая обработка покрытий, наносимых на изношенные поверхности, является завершающей операцией в технологии восстановления деталей. Шлифование производим на шлифовальном станке ЗА161. Шлифовальный круг — ПП 80*10*20 24А10СТ2ТКЗМ. Принимаем скорость резанья V _KP =5 м/мин — при черновом шлифовании.

Надо стремиться к тому, чтобы глубина резанья равнялась припуску на обработку t = z, но так как по технологическим причинам этого соотношения добиться не удалось, то t = 0,015 мм.

Число проходов

I = z/t = 0,27/0,015 = 18.

Припуск на шлифование z=0,27 мм.

Продольную подачу определяем по формуле

S = (0,25…0,4) В, (1.10)

где В-ширина шлифовального круга.

S = (0,25…0,4) — 20 = 5,0…8,0 мм/об.

Определяем частоту вращения шпинделя станка

(1.11)

где D — диаметр круга, мм.

Расчет нормы времени

Определяем основное время. При шлифовании поверхности диаметром 4 0 мм и длиной 50 мм с припуском на шлифование 0,27 мм на одну сторону основное время составляет

(1.12)

где L — длина обрабатываемой поверхности с учетом врезания и перебега шлифовального круга, L = 50+0,3*18 = 55,4 лш;

• n — число оборотов в минуту, n = 22 об/мин;
• i — число проходов, i = 78;

S _пр — продольная подача, S_пр = 8 мм/об;

• Кз — коэффициент зачистных ходов, Кз -1,4.

Вспомогательное время составит 0,43 мин.

Оперативное время определится по формуле

(1.13)

Топ =5,6 + 0,43 = 6,03 мин.

Дополнительное время вычисляем по формуле

(1.14)

Тдоп = 0.07 * 6,03 = 0,422 мин.

Подготовительно-заключительное время выбираем из таблиц, оно составляет 18 мин.

Определяем норму времени по формуле (для 10 деталей)

Тн=Т ₀ +Тв+Т_Д0П +Т_ПЗ /10, мин

Тн = 5,6 + 0,43 + 0,422 + 18/10 = 8,252 мин.

Операция №4 — Развертывание

Глубину резания рассчитываем по формуле:

t =(D _СВ -d_ОТВ )/2 (1.15)

где Dcв — диаметр сверла, Dcв=12,2 мм;

• диаметр развертывание отверстия, d=11,4 мм.

t =(12,2-11,4)/2=0,4 мм

Принимаем подачу s =0,4 мм/об.

Скорость резания V=20 м/мин.

Число оборотов:

(1.16)

Выбираем сверлильный станок 2А135, паспортное значение n =560 мин ^-1 .

Основное время определяем по формуле:

(1.17)

где L — длина обрабатываемой поверхности, мм;

Норма времени по формуле:

Тн=Т ₀ +Тв+Т_Д0П +Т_ПЗ /n (1.17)

где Тв = 0,58 [5] мин — спятите и установка детали

Т _ОП = 0,06 + 0,58 = 0,64 мин.

(1.18)

Т _ПЗ =5 мин.

Тн=0,06+0,58+0,037+5/10=1,17 мин.

2. Определение себестоимости восстановления детали

Полная себестоимость восстановления детали определяется по формуле:

С _п = С_п1 +С_п2 +… + С_пп (1.19)

где С _П1 , С_п2 ,…, С_пп — себестоимости соответствующих операций;

C _ni = С_прм + С_м + R_оп , (1.20)

где С _пр.н — полная заработная плата производственных рабочих, руб.;

С _м — затраты на ремонтные материалы, при расчетах

Принимается 20…30% от С _прн , руб.;

R _on — цеховые общепроизводственные расходы, принимаются 100… 150% от С_пр , руб.

Полная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

С _пр.н = С_пр + С_доп + С_соц , (121)

где С _пр — основная заработная плата рабочих, руб.;

С _доп — дополнительная заработная плата рабочих, принимается 7-10% отС_пр , руб.;

С _соц — отчисления на социальное страхование, принимается 20. 30% от (С_пр +С_доп ), руб. Значение Спр определяется по формуле:

С _пр = Т_н С_ч К_t , (1.22)

где Т _н — нормативное время операции, час;

С _ч — часовая ставка рабочих, исчисляемая по среднему разряду;

• Kt — коэффициент, учитывающий доплату за сверхурочную работу, равный 1,025… 1,039.

Стоимость наплавки

С _пр = 5,432*35*1,03 = 204,9 руб.;

С _пр.н = 204,9 + 0,3 + 0,84 = 206 руб.;

С _п , =206 +1,0 + 4,00 = 211 руб.

Стоимость покрытия

С _пр = 4,2*30*1,03 = 129,78 руб.;

С _пр.н = 129,78 + 0,3 + 0,93 = 131,01 руб.;

С _п , =131,01 + 1,21 + 4,0 = 136,22 руб.

Стоимость шлифования:

С _пр = 8,252* 19,0*1,03 — 480,24 руб.;

С _пр.н = 480,24 + 1,3 + 4,38 = 485,92 руб.;

C _п , =485,92+ 5,5 + 19,0 = 510 руб.

Стоимость развертывания

С _пр = 1,17*35*1,03 = 42 руб.;

С _пр.н = 42 + 0,3 + 0,84 = 43,14 руб.;

С _п , =43,14 + 1,0 + 4,00 = 48,14 руб.

Общая стоимость восстановления:

С _п = 211+ 136,2+510+48,14 = 905,14 руб.

3. Разработка приспособления для выпрессовки амортизаторов опоры двигателя трактора ДТ-75

Предназначено для выпрессовки амортизаторов опоры двигателя трактора ДТ-75 в сборе из опоры передней и кронштейна заднего в сборе на прессе ОКС-1675.

Данное приспособление состоит из основания, кронштейна, клина, стакана, оправки, стойки задней.

Габаритные размеры: 490Ч200Ч385. Вес приспособления 27,5 кг.

Приспособление работает следующим образом. На кронштейн устанавливают опору двигателя, сам двигатель частично опирается на стойку заднюю. Далее устанавливают снизу через стакан оправку. Для выпрессовки амортизатора под оправку устанавливают клин и молотком ударяют по нему.

3.1 Расчёт клина

Клин испытывает динамические нагрузки — нагрузки, изменяющиеся во времени с большой скоростью. К ним же относятся и ударные нагрузки — нагрузки малой продолжительности, возникающие при резком изменении скорости движения соприкасающихся тел. Целью динамического расчёта является обеспечение необходимой прочности конструкции и недопущение её значительных деформаций.

Определим перемещения и напряжения, возникающие в клине при ударе по нему молотком.

• расстояние, на которое нужно переместить клин l =154 мм

• площадь соприкосновения клина и оправки А=52,8 мм ² ;

• расстояние, с которого наносится удар h=500 мм;
• сила наносимого удара G=10Н;
• модуль Юнга
• допустимый предел прочности при перемещении вдоль стержня [у _{П Y} =540Н/мм² ].

Величину деформации при ударе определяем по формуле [6]

(3.1)

где -деформация стержня при статической нагрузке, мм.

• коэффициент динамичности.

(3.2)

(3.3)

Определяем деформацию стержня при статической нагрузке

Коэффициент динамичности определим по формуле (5.2)

Определяем величину деформации при ударе

Находим предел прочности [6]

(3.4)

=120МПа.

Прочность рабочего клина обеспечена.

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://pravsob.ru/kontrolnaya/vosstanovlenie-shesteren/

1. Шерстобитов В.Д. Методические указания по восстановлению деталей электродуговой сваркой и наплавкой — РИО ВГСХА, 1993 г.

2 В.А. Матвеев. И.И. Пустовалов. Техническое нормирование ремонтных работ

в сельском хозяйстве — М.: Колос. 1979-288 с.

3. Серый И.С. и др. Курсовое и дипломное проектирование по надёжности и ремонту машин. М: «Агропромиздат» 1991 г. 184 с.