Розробка пристрою для відновлення отворів корпусних деталей

За рахунок цього сільськогосподарські ремонтні підприємства можуть отримувати непогані прибутки.

3. Конструктивна частина

3.1 Характеристика розроблювального пристосування

Дане пристосування відноситься до області зварювання, в тому числі до пристосувань, які здійснюють обробку отворів, і може знайти застосування при відновленні отворів корпусних деталей із застосуванням наплавлення з одночасним згладжуванням і наступним шліфуванням відновлених стінок отворів, а також при електроконтактному наплавленні з послідуючим шліфуванням.

Метою даної розробки є розширення технологічних можливостей за рахунок забезпечення плавного регулювання кроку осьового переміщення. Для цього шліфувальна головка вмонтована на кронштейні згладжу вальної головки, при цьому дана головка містить шліфувальний камінь, гнучкий вал. Обертання шліфувальний вал отримує від електромеханізму вібрації через гнучкий вал. Шліфувальна головка встановлена з можливістю радіального переміщення. Обертання і осьове переміщення вона отримує разом із наплавлювальною і згладжувальною головками. Плавне регулювання швидкості підйому наплавлю вальної, згладжу вальної і шліфувальної головок здійснюється теліжкою, яка взаємодіє з пологою тягою від конічної передачі з ходовим гвинтом і направляючими за рахунок зміни кута нахилу направляючих по відношенню до горизонталі кришки апарата. Для обмеження амплітуди коливань мундштука з електродною проволокою рукоятка з роликом підпружинена в напрямку коливань. При проходженні через згладжу вальний ролик струму здійснюється електроконтактне наплавлення. Зусилля притискання згладжу вального ролика і шліфувального каменя до поверхні здійснюється за рахунок притискного вузла.

Дана розробка відноситься до конструкції пристосувань для наплавлення внутрішніх поверхонь деталей з одночасним їх обробкою до номінального розміру, і може бути застосоване при відновленні спрацьованих деталей.

3.2 Будова пристосування для відновлення отворів корпусних деталей

Рисунок 3.1 - Пристосування для обробки отворів

Дане пристосування складається із корпуса 1 (рис. 3.1), на якому змонтовані кришка 2 з механізмом осьового переміщення і двигуна 3 постійного струму механізму обертання. Привідна шестерня 4 двигуна 3 входить в зачеплення з циліндричною шестернею 5, яка через гайку 6 жорстко пов'язана з привідним валом 7, а на кронштейні 8 шестерні 5 закріплений привідний ролик 9 з шестернею 10, яка знаходиться в зачепленні з зубчастим вінцем 11. для забезпечення подачі проволоки в зону наплавлення на кронштейні 8, на осі 12, змонтований притискний ролик 13.

На приводному валу 7 встановлена конічна шестерня 14, яка через шестерню 15 і ходовий гвинт 16 пов'язана з гайкою 17 механізму осьового переміщення, який складається в свою чергу із теліжки 18, направляючої 19 і тяги 21, яка пов'язана з кронштейном 22, який завдячуючи підшипникам може вільно обертатися разом із привідною віссю і соплом 23 відносно тяги 21. циліндрична шестерня 5 обладнана захоплювачем 24, на якому закріплена касета 25 (рисунок 3.2) для електродної проволоки. На кронштейні 22 змонтований механізм вібрації електродної проволоки, який складається з електроприводу 26, ексцентрика 27, рукоятки 28 з роликом і мундштуком 29 і силової пружини 30.

Мундштук 29 разом з гнучким каналом (рис. 3.2) утворює тракт подачі електродної проволоки.

Крім того, на кронштейні 22 встановлена стійка 32, яка входить у захват 24 і рукоятку 33 з вигладжу вальним роликом 34, притискання якого до наплавлювального шару здійснюється за рахунок притискного вузла 35.

Живлення електроприводу 26 здійснюється за допомогою електроколектора, який складається в свою чергу із кільця 36, яке виготовлене із ізольованого матеріалу, мідних кілець 37 і щітки 38, які закріпленні на кронштейні 39 (рис. 3.2). Основа 40 при допомозі стійок 41 закріплюється до корпуса 1, а при допомозі болтів 42 - до наплавлю вальної деталі 43. підведення зварювального струму здійснюється клемою 44. для ізоляції корпуса від деталі використовуються кільця 45.



Рисунок 3.2 - Вигляд пристосування зверху: 21- тяга; 25 - касета; 31 - гнучкий канал; 32 - стійка; 38 - щітки; 39 - кронштейн; 40 - основа; 41 - стійка

Пристосування має шліфувальну головку, яка складається в свою чергу з оправки 46, шліфувального круга 47, кожуха 48 (рис. 3.3) і гнучкого вала 49. Шліфувальний круг вмонтований на подовжувачі 50, жорстко закріпленого на рукоятці 33, і під час наплавлення закривається кожухом 48 для захисту від капель розплавленого металу.



Рисунок 3.3 - Вигляд пристосування для обробки отворів з боку: 29 - мундштук; 34 - ролик вигладжувальний; 46 - оправка; 47 - шліфувальний круг; 48 - кожух; 49 - гнучкий вал; 50 - подовжувач

3.3 Принцип роботи пристосування

Пристосування працює наступним чином.

Перед початком процесу основа 40 закріплюється за допомогою болтів 42 до наплавлю вальної деталі 43. Встановлюється необхідний режим роботи, вмикається джерело зварювального струму і через тягу 21 подається захисний газ. Подається напруга на електродвигун 3, який приводить до обертання шестерню 4. Внаслідок цього отримуємо обертання приводна шестерня 5 з механізмом подачі проволоки, касетою 25 і захватом 24. Через захват 24 і стійку 32 обертання передається на тракт подачі проволоки, рукоятку 33, вигладжувальний ролик 34 і сопло 23 для подачі захисного газу, при цьому разом з ними обертається і шліфувальна головка. Привідний ролик 9 з шестернею 10, отримує обертання від шестерні 5 і взаємодіючи з зубчастим вінцем 11 за допомогою притискного ролика 13, здійснює подачу електродної проволоки по гнучкому каналу 31 і мундштуку 29 в зоні наплавлення.

Крім цього, через гайку 6 обертання також передається на приводний вал 7, обертання останнього через шестерні 14 і 15 передається на ходовий гвинт 16, внаслідок чого теліжка 18 отримує горизонтальне переміщення по кришці 2. Горизонтальне переміщення теліжки 18 передається на направляючі 19, які взаємодіють з тягою 21, викликаючи вертикальне переміщення сопла 23, мундштука 29, вигладжу вального ролика 34 і шліфувального круга 47.

Плаваюче регулювання швидкості підйому здійснюється за рахунок зміни кута нахилу направляючої 19 по відношенню до горизонталі, яке здійснюється за допомогою регулювального гвинта 20.

Вібрація електродної проволоки здійснюється ексцентриком 27, який встановлений на валу електроприводу 26 через ролик і рукоятку 28, на якій закріплений мундштук 29. у випадку необхідності проведення наплавлення без вібрації електрода, передбачено відключення електроприводу 26.

В процесі наплавлення спрацьованих поверхонь отворів зустрічаються моменти, при яких вимагається змінювати швидкості вертикального переміщення мундштука 29 по відповідному закону. У зв'язку з цим, направляючі 19 можуть виготовлятися криволінійними.

Режими роботи пристосування для обробки отворів наступні:

- сила струму - 70...120 А;

- напруга на дузі - 15...36 В;

- діаметр електродної проволоки - 0,5...1,2 мм;

- витрата вуглекислого газу - 0,11 /с;

- виліт електрода - 8,0 мм;

- амплітуда вібрації 0,8 мм;

- частота обертання привідного вала - 0,052...0,076 ;

- нормальне зусилля на вигладжувальному ролику - 50...500 Н;

- швидкість подачі проволоки - 200...300 м/год;

- осьове переміщення по вертикалі - 2 мм/об;

- відстань від дуги до згладжувального ролика - 6...18 мм;

- частота обертання шліфувального круга - 167 ;

- глибина різання - 0,002...0,01 мм;

- ширина шліфувального круга - 12 мм.

Зміна вказаних режимів погіршує якість поверхні, оскільки зменшує або збільшує відстань мундштука від ролика прямо пов'язано з однорідністю структури по твердості і шороховатості.

Можливість вигладжування, яке визначається часом перебування ділянки наплавленого валика в твердо пластичному стані, збільшенням відстані від мундштука, тобто до ролика, в даному випадку може бути інтерпретоване як збільшення часу початку дії контактного ролика на наплавлений шар, який до початку дії набуває підвищенні міцні і пониженні пластичні властивості, що і відображається на результаті; слабкому вигладжуванні або великій шороховатості.

3.4 Особливості конструкції пристосування

Пристосування для обробки отворів, яке має корпус з кришкою, механізм подачі електродної проволоки з трактом подачі, механізм вібрації електродної проволоки, електричний колектор зі щітками, сопло подачі захисного газу, механізм обертання з приводним валом, механізм осьового переміщення з тягою, вигладжу вальний ролик з механізмом притискання і шліфувальну головку з приводом її обертання, відрізняється тим, що, з метою розширення технологічних можливостей за рахунок забезпечення плавного регулювання кроку осьового переміщення, механізм осьового переміщення виконаний у вигляді зачеплення пари конічних шестерень, ходового гвинта з гайкою, теліжки, регулювального гвинта, направляючих і кронштейна, одна із конічних шестерень закріплена на приводному валу, інша - на ходовому гвинті, ходовий гвинт закріплений на корпусі перпендикулярно приводному валу, гайка приводного гвинта жорстко зв'язана із теліжкою, теліжка встановлена на кришці з можливістю переміщення по ходовому гвинту, регулювальний гвинт шарнірно закріплений на теліжці, направляюча також шарнірно закріплена на ній з можливістю взаємодії з тягою осьового переміщення і кінематично пов'язана з регулювальним гвинтом, а кронштейн закріплений на іншому кінці вказаної тяги з можливістю обертання відносно неї разом із соплом і кінематично пов'язана з приводним валом.

Пристосування відрізняється тим, що механізм вібрації електродної проволоки виконаний у вигляді двохплечого важеля, встановленого на кронштейні і підпружиненого відносно нього, ексцентрика і електроприводу, один кінець важеля пов'язаний з трактом подачі електродної проволоки, на іншому його кінці змонтований ексцентрик, а електропривід кінематично пов'язаний з вказаним ексцентриком і електрично з щітками електричного колектора.

Привід обертання шліфувальної головки виконаний у вигляді гнучкого вала, пов'язаного з електричним приводом механізму вібрації електродної проволоки.

Механізм притискання вигладжу вального ролика виконаний у вигляді одноплечого важеля, встановленого на кронштейні з можливістю взаємодії з притискним гвинтом і несучого на своєму кінці вигладжу вальний ролик.

Шліфувальна головка змонтована на кінці важеля механізму притискання вигладжу вального ролика.

3.5 Розрахунок пружини

Дано: пружина стиску, ; ; мм; = 25...35 мм; 10 м/с. [16]

Незалежно від заданої витримки на основі формули можна переконатись, що при значеннях менше 0,25, всі одножильні пружини, навантажені зі швидкістю більше 9,4 м/с, відносяться до класу ІІІ.

З врахуванням діапазону значень для пружини класу ІІІ від 0,1 до 0,4 знаходимо силу :

, Н (3.1)

Підставивши значення , отримаємо:

Н

Для вказаного інтервалу в ГОСТ 13774 - 86 є витки з наступними силами : 300; 375; 335.

Виходячи з заданих розмірів діаметру і найменших габаритів вузла

= 300 Н, = 1,4 мм, = 3,1 мм, мм, = 50,93 Н/мм, = 5,9 мм.

Згідно ГОСТ 13764 - 86 для пружини класу 3 = 0,6 . Використовуючи ГОСТ 9389 - 75, визначимо напруження для знайденого діаметру дроту [16]:

(3.2)

МПа

Належність до класу перевіряємо шляхом визначення величини відношення , для чого знаходимо і критичну швидкість по формулам b [16]:

, (3.3)

Підставивши значення отримаємо:

, м/с (3.4)

Тоді

м/с

Перевіримо, чи дійсно дана пружина відноситься до 3 класу:

Знайдена нерівність свідчить про можливість дотику витків, і те що пружина відноситься до 3 класу.

Визначення інших параметрів проводимо по формулам [16]:

Жорсткість пружини визначаємо по формулі:

, Н/мм (3.5)

Підставивши дані у дану формулу отримаємо:

Н/мм

Кількість робочих витків пружини визначаємо за формулою:

(3.6)

Отримаємо



Після чого уточнюємо жорсткість нашої пружини:

(3.7)

Повну кількість витків знаходять по формулі:

(3.8)

Середній діаметр пружини визначаємо по формулі:

, мм (3.9)

мм

Деформації, довжини й крок пружини знаходять за формулами [16]:

, мм (3.10)

, мм (3.11)

, мм (3.12)

Підставивши дані отримаємо:

мм, мм, мм

 (3.13)

, мм (3.14)

мм

, мм (3.15)

мм

, мм (3.16)

мм

, мм (3.17)

мм

, мм (3.18)

мм

3.6 Розрахунок потужності електродвигуна

(3.19)

де - ККД механізму підйому [14]

кВт

Вибираємо електродвигун з потужністю

Двигун типу MTF111-6,кВт при ПВ-60% [14]

хв^-1, вага 76 кг, мм.

Передаточне число привода [14]:

(3.20)

3.7 Розрахунок шпонкового з'єднання

Вихідні дані:

діаметр вала D=36 мм;

обертаючий момент Т₃=74.3 Нм;

частота обертання вала n₃=57.7 хв^-1;

Для діаметра вала D=36 мм за (табл.5.9) вибираємо шпонку 10x8x55 ГОСТ 8787-78. [14]

Перевіряємо шпонку на зминання (МПа) за формулою:

(3.21)

де Т₃ - обертаючий момент,;

d - діаметр вала, мм;

h - висота шпонки, мм;

l - довжина шпонки, мм;

[у_зм] - допустиме навантаження зминання, [у_зм]=100…130 МПа. [14]

Умову міцності виконано _зм<[_зм].

Перевіримо напруги зрізу (МПа) за формулою [14]:

(3.22)

де b - ширина шпонки, мм;

[ф_зр] - допустимі напруги зрізу, [ф_зр]=60…100 МПа.

Умову міцності виконано _зр<[_зр].

Висновки

Дана установка дозволяє відновлювати отвори корпусних деталей із застосуванням наплавлення з одночасним згладжуванням і наступним шліфуванням відновлених стінок отворів, а також при електроконтактному наплавленні з послідуючим шліфуванням.

Метою даної розробки є розширення технологічних можливостей за рахунок забезпечення плавного регулювання кроку осьового переміщення. Для цього шліфувальна головка вмонтована на кронштейні згладжу вальної головки, при цьому дана головка містить шліфувальний камінь, гнучкий вал.

Вона відрізняється тим, що розширюються технологічні можливості за рахунок забезпечення плавного регулювання кроку осьового переміщення; механізм вібрації електродної проволоки виконаний у вигляді двохплечого важеля; привід обертання шліфувальної головки виконаний у вигляді гнучкого вала, пов'язаного з електричним приводом механізму вібрації електродної проволоки; механізм притискання вигладжу вального ролика виконаний у вигляді одноплечого важеля, встановленого на кронштейні з можливістю взаємодії з притискним гвинтом і несучого на своєму кінці вигладжу вальний ролик; шліфувальна головка змонтована на кінці важеля механізму притискання вигладжу вального ролика

Отже, дане пристосування для відновлення отворів корпусних деталей можна з успіхом використовувати на будь-яких ремонтних сільськогосподарських підприємствах і отримувати після ремонту надійні і якісно відремонтовані корпусні деталі, які не будуть ні в чому відрізнятись, мається на увазі у довговічності роботи, від нових.

Список використаної літератури

1. Комплексная система технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве. - М.: ГОСНИТИ, 1985. - 143 с.

2. Практикум з ремонту машин / О.І. Сідашенко, О.А. Науменко, А.Я. Поліський та ін.; За ред. О.І. Сідашенка, О.А. Науменка. - К.: Урожай, 1995. - 224 с.

3. Ремонт машин / О.І. Сідашенко, О.А. Науменко, А.Я. Поліський та ін.; За ред. О.І. Сідашенка, А.Я. Поліського. - К.: Урожай, 1994. - 400 с.

4. Курсовое и дипломное проэктирование по надежности и ремонту машин / И.С. Серый, А.П. Смелов, В.Е. Черкун. - М.: Агропромиздат, 1991. - 184 с.

5. Водолазов Н.К. Курсовое и дипломное проектирование по механизации сельского хозяйства. - М.: Агропромиздат, 1991. - 335 с.

6. Ремонт машин / И.Е. Ульман, Г.А. Тонн, И.М. Герштейн и др.; Под общ. ред. И.Е. Ульмана. - 3 - е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1982. - 446 с., ил. - (Учебники и учеб. пособия для с.- х. Техникумов.

7. Селиванов А.И. Cправочная книга по организации ремонта машин в сельском хозяйстве. - М.: Колос, 1989.

8. Справочник по единой системе конструкторской документации / В.П. Градиль, А.К. Моргун, Р.А. Егошин. Под ред. А.Ф. Раба. - Х.: Прапор, 1998. - 255 с.

9. ТК 70.0001.081 - 86. Дизели Д-240, Д - 240Л, Д - 241, Д - 241Л, Д - 242, Д - 242Л. Технические требования на капитальный ремонт. - М.: ГОСНИТИ, 1987. - 108 с.

10. Молодык Н.В., Зенин А.С. Востановление деталей машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1989. - 256 с.

11. Воловик Е.Л. Справочник по востановлению деталей. - М.: Колос, 1981. - 361 с.

12. Ремонт дизельних двигунів: Довідник / За ред. Л.С. Єрмолова - К.: Урожай, 1991. - 248 с.

13. Обладнання ремонтних підприємств / М.І. Черновол, М.В. Власенко, В.М. Наливайко, В.С. Кухаренко. - К.: Урожай, 1996. - 272 с.

14. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. - М.: Высшая школа, 1991. - 432 с.

15. Денежный П.М., Стискин Г.М., Тхор И.Е. Токарное дело. - М.: Высшая школа, 1986. - 240 с.

16. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: В 3-х т. Т.1- М.: Машиностроение, 1979. - 728 с.

17. Комплексная система технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве - М.: Логос. - 1985.

Размещено на Allbest.ru