1.8.5 Износ зубьев зубчатых колес по толщине

Допустимый без ремонта износ зубьев зубчатых колес по толщине, изме­рений по диаметру начальной окружности, зависит для неответственных пере­дач от величины модуля и материала детали (таблица 4), а для ответственных - от окружной скорости и направления вращения (таблица 5).

Таблица 4 – Допустимый без ремонта износ неответственных передач в мм

Модуль	Допустимое утонение зуба колес
	Стальных	Чугунных
3…4	0,5	0,3
6…8	0,7	0,42
10…12	1,2	0,72
12…16	2	1,2

Таблица 5 – Допустимый без ремонта износ зубьев ответственных передач в %

Окружная скорость в м/сек	Для длительной передачи мощности в одном направлении	Для передачи с реверсированием
До 2	10…12	8
От 2 до 5	8	6
Свыше 5	6	5

Допустимый износ зубьев червячных колес и червяков по толщине зуба не более 30 %, а допустимый износ зуба звездочек по толщине не более 25 %.

Пример 5

Определить предельную величину зуба по толщине для неответственной передачи

Материал Сталь 45 Х Z=16 m = 6

Посадка 6 Квалитет 6.

Толщину зуба определить путем замера штангензубомером - по среднему диаметру

dg = Z. M

Для учебных целей толщину зуба определить по формуле:

В = m*π/2 = 6*3,14/2 = 9,42

Посадка в зацеплении h 6 квалитет 6. Находим предельные отклонения

9,42 h6 = 9,42-0,009

Опpeдeлить max и min толщину зуба по чертежу.

max = 9,42

_: min = 9,42 -0,009 -9,411 мм

Пo таблице 4 находим допустимое утонение зуба колеса

d = 0,7 мм.

Определить предельную величину износа толщины зуба.

d_в = min_B-d = 9,41 1 -0,7 = 8,711 мм

1.8.6 Барабаны и шкивы тормозных устройств

Допустимый без ремонта диаметр барабана и шкива тормозных устройств определяют по формуле:

dg = К . d min (1)

где: d min минимальный диаметр барабана по чертежу.

К – коэффициент, зависящий от d min

Таблица 6 – Значения коэффициента К

Dmin	100	100…300	300…400	400…500	500…700
К	0,97	0,98…0,985	0,985…0,988	0,989…0,99	0,99…0,992

1. Расчетно-технологическая часть

0. Расчет размера партии

Партией называется количество деталей одного наименования одновременно ремонтируемых или изготовляемых. Размер партии определяется видом ремонта, производственной программой, нормой запаса деталей на складе, коэффициентом ремонта.

Размер партии должен обеспечить бесперебойность сборки машин. В условиях единичного, мелкосерийного или серийного производства размер партии обычно принимают равным месячной или квартальной потребности в ремонтируемых (изготовляемых) деталях.

Размер партии на ремонт определяется, исходя из следующих данных:

1 .Производственная программа ремонтируемых деталей в год П; 2.Коэффициент ремонта Кр=0,9;

3.Число месяцев в году -12;

4.Месячная потребность - М;

М=(П*0,9)/12. (2)

0. Расчет к карте наплавки

   0. Вибродуговая наплавка

Вибродуговая наплавка - это разновидность автоматической наплавки под слоем флюса и в защитных газах Она отличается тем, что сварка ведется колеблющимся проволочным электродом с частотой 50-100 колебаний в минуту. Амплитуда колебаний электродной проволоки относительно наплавляемой детали обычно составляет 1…3 мм. Вибрация электродной проволоки существенно влияет на качество плавки и на весь ход процесса и дает ряд преимуществ по сравнению с обычной электродуговой наплавкой. В связи с разрывом дуги при вибродуговой наплавке происходит мелкокапельный переход металла с электрода на деталь. Образуется минимальная сварочная ванна, способствующая достаточно хорошему сцеплению электродного металла с основным. Уменьшается выгорание легирующих элементов электродной проволоки по сравнению с обычной наплавкой. Вибродуговой наплавкой можно получить сравнительно тонкие и весьма прочные покрытия толщиной 0,6…2,5 мм на круглых деталях диаметром от 15мм и более. Часто при вибродуговой наплавке используют охлаждающую жидкость (3…5% водный раствор кальцинированной соды), которую подают частично в зону горения дуги для защиты сварочной ванны от окисления или выше зоны горения на 15…20 мм на деталь в виде струи для охлаждения шва. Отсюда твердость наплавленного слоя возрастает. После вибродуговой наплавки поверхность шлифуют или подвергают механической обработке особенно при наплавке сварочной проволокой. Вибродуговая наплавка имеет ряд недостатков. Наплавленный слой часто получается пористым и неоднородным по твердости и по структуре, поэтому прочность деталей снижается почти в два раза. Отсюда вибродуговая наплавка весьма ограничена для восстановления ответственных деталей, подвергающихся большим знакопеременным нагрузкам. Кроме этого потери при разбрызгивании и угар выше по сравнению с автоматической наплавкой под слоем флюса и достигает 6…8%. Поэтому вибродуговой способ наплавки требует более строгого соблюдения параметров режима по сравнению с другими способами наплавки.

Порядок выбора режимов вибродуговой наплавки

1. Определяем толщину наплавляемого слоя в зависимости от величины износа и припуска на механическую обработку.

Рекомендуемая толщина слоя в пределах 0,6…2,5, но не более 3,5мм

Например: износ 0,6 мм, припуск на механическую обработку шлифованием – 0,4 мм. Отсюда толщина наплавляемого слоя на сторону

h = 0,6 + 0,4 = 1 мм

если обработка ведется резанием на токарном станке, то припуск принимается 1…1,5 мм, отсюда толщина наплавляемого слоя на сторону

h = 0,6 + 1 = 1,6 мм

2. Выбор марки электродной проволоки производится по таблице в зависимости от марки стали восстанавливаемой детали и ее поверхностной твердости (таблица 7).

Таблица 7 – Марка электродной проволоки

Марка свариваемой или наплавляемой стали	Марка электродной проволоки	ГОСТ
20, 25	св.08; св. 08А	2246-70
30,35,40	св. 08ГА, св. 10А	2246-70
45,50,55	Нп-65, Нп-80, Нп-65Г для получения износостойких слоев, высокоуглеродистая проволока	2246-70
30Х, 40Х, 45Х, 50Х,	св. 10Г2, св.10Г40, св10ХМ	2246-70
30ХГС, 40ХГС, 45Х2ГС2, 50Х2Г	св. 18ХГСА, св. 18ХНМА	3383-60

3. Выбор диаметра электродной проволоки производится в зависимости от толщины наплавляемого слоя (таблица 8)

Таблица 8 – Диаметр электродной проволоки

Размер наплавки	Диаметр электродной проволоки
Менее 1 мм на сторону	1…1,5мм
До 2мм на сторону	1,5…2мм
До 3,5 мм на сторону	2…3мм

4. Расчет электрических параметров наплавки

4.1 Определение силы тока

Лучшие результаты наплавки на постоянном оке обратной полярности.

На практике силу тока определяют по величине его плотности и зависит сила тока от диаметра электродной проволоки и скорости ее подачи при наплавке:

• для проволоки диаметром до 2мм плотность тока принимают 50...70а/мм²

• для проволоки большего диаметра до Змм плотность 60...75 а/мм

Нужно определить площадь поперечного сечения проволоки

S=πd²/4 (3)

Полученное значение умножается на плотность в а/мм², в результате получается значение силы тока.

Напряжение при наплавке слоя толщиной до 1мм составляет 12...15В;

при большей толщине принимаем напряжение 15...20В

Размах вибрации 0,75-1 от диаметра электродной проволоки.

4.2 Расчет кинематических параметров наплавки

4.2.1. Выбор скорости подачи Vn электродной проволоки:

a) Vn - при напряжении до 15 В и диаметре проволоки до 2мм принимается 50...70 см/мин.

б) Vn - при напряжении 15...20В и диаметре проволоки до 2...З мм принимается 90...150см/мин.

4.2.2.Определение шага наплавки «S» в зависимости от диаметра электродной проволоки:

S=(l,2...1,5)d мм/об (4)

где: S- шаг наплавки в мм/об

d - диаметр электродной проволоки

4.2.3. Определение скорости Vн:

Vн = 0,785K*d²*V/h*a*s мм/сек (5)

где: d - диаметр проволоки в мм

V - скорость подачи электродной проволоки в мм/сек

К - коэффициент перехода проволоки в наплавленный металл (К = 0,8...0,9 )

h - заданная толщина наплавленного слоя в мм S - шаг наплавки в м/об

а - коэффициент, учитывающий отклонения фактической площади сечения наплавленного слоя.

Принимается а=1.

Средние значения Vн при толщине наплавленного слоя 1...3 мм находится в пределах 5...20 мм/сек.

4.2.4.Определение числа оборотов детали «n» при наплавке:

n = 15d²*Vн*K /(D+h)*h*S*a ; мин^-1 (6)

где: n - число оборотов, мин^-1

D - диаметр наплавляемой поверхности детали в мм

Практически частота вращения шпинделя наплавочного станка составляет 1...20 мин^-1.

4.2.5. Расход охлаждающей жидкости при наплавке деталей:

а) 0,3...0,5 л/мин при наплавке средне- и высокоуглеродистых, а также легированных сталей;

б) 1 л/мин — при наплавке из малоуглеродистых сталей;

в) 3...5 л/мин при наплавке тонких деталей из низкоуглеродистых сталей.

5. Выбор оборудования

Установка для вибродуговой наплавки в среде - жидкости состоит из токарного станка, наплавочной головки, системы подачи жидкости, источника питания тока.

При наплавке: деталь крепят в станке, наплавочную головку закрепляют на суппорте станка.

1. Наплавочные станки:

а) универсальные марки У-651; У-652.

б) специализированные марки У-425, У-427.

в) принимаются токарные станки б/у, оборудованные редуктором, понижающим частоту вращения шпинделя.

Принимается произвольно по а) или б) марку станка.

2. Источники питания постоянного тока:

а) преобразователи типа ПС-300, ПСУ-300, ПСУ-500, ПСГ-350, ПСГ-500 б) выпрямители типа ВСУ-300, ВСУ-500, ВСС-200.

в) спецвыпрямители типа ВДГ-1001 и универсальные ВДУ-1001, ВДУ-1601.

Наплавочные головки:

ОКС - 1252; ОКС - 6569

Охлаждающая жидкость подается в мундштук наплавочной головки при помощи насоса.

6. Расчет веса наплавляемого металла и расход сварочной проволоки

6.1. Определение веса наплавленного металла:

G=π*d*h*a*γ (7)

где: G - вес наплавляемого металла в г.

π =3,14

d - номинальный диаметр наплавляемой поверхности в см

h - толщина слоя наплавки в см.

a - длина наплавляемой поверхности в см.

γ - удельный вес проволоки 7,8 г/см³

6.2. Определение расхода электродной проволоки:

G эп = G*Kэп (8)

где: G - вес наплавляемого металла в г.

Кэп - коэффициент расхода электродной проволоки с учетом потерь на угар и разбрызгивание. При механизированной наплавке Кэп = 1,1.

7 Расчет То и Тшк

1. Основное время То при наплавке ( в мин ) - это время непосредственного горения дуги, затрачиваемого на наплавку. Определяется по формуле:

То = 60G*A*m/J*a_H (9)

где: То - основное время в мин.

G -вес наплавляемого металла в г

А - поправочный коэффициент на длину шва:

а) при длине до 200мм - 1,2

б) при длине шва от 200 до 500мм —1,1

в) при длине шва от 500 до 1000 мм - 1.

m - поправочный коэффициент для кольцевого шва с поворотом детали-1,1, без поворота детали - 1,35

а_н - коэффициент наплавки в г/ач для вибродуговой наплавки

а = 8...11 г/ач

Определение нормы штучно-калькуляционного времени Тшк на электросварочные работы:

Тшк = То * Кп (10)

Где: Кп – коэффициент, учитывающий дополнительное и подготовительно – заключительное время для механизированной наплавки

Кп = 1,1 …1,3

2.2.2 Расчет режимов резания при токарной обработке

Расчет основного времени

Исходные данные:

1. Размер детали: длина, диаметр.

2. Твердость по Бриннелю или предел прочности при растяжении.

3. Припуск на обработку. Припуски определяем в зависимости от конструкции детали и класса шероховатости.

4. Класс шероховатости.

Если задан 6-7-8 класс шероховатости, то обработка проводится обязательно за два прохода.

Задается произвольно:

Стойкость инструмента - Т в мин.

Для проходных резцов Т принимаем 30;60;90 мин.; для фрез 120;180 мин.

Чем сложнее инструмент, тем больше должна быть его стойкость.

Материал режущей части инструмента

Обрабатывается сталь - выбираются твёрдые сплавы;

Т30К4; Т15К6; Т15К6Т; Т14К8; Т5К10;

Обрабатывается чугун - то выбираются твёрдые сплавы;

ВК2; ВК3; ВК6; ВК8;

Главный угол в плане- φ;

Если глубина резанья t не более 3 мм, то главный угол в плане-φ принимают

45^о,60^о; если t>3мм, то ф=75°.

Если по конструкции необходима перпендикулярность торца к диаметру вала, то ф=90^о.

3. Выбор глубины резания t мм

На чистовую обработку оставляется припуск от 1 до 4мм, t=0,5-2мм. Черновую обработку проводить за один и более проходов в зависимости от припуска на обработку. Но глубина резания t берется не более 6мм.

4. Выбор табличного значения подачи S мм/об

При черновом обтачивании подачу выбирают по таблице 9. Величина подачи при черновом точении зависит от обрабатываемого материала, жесткости, размера заготовки и глубины резания.

При чистовом точении в зависимости от шероховатости поверхности обрабатываемого материала подачу выбирают по таблице 10.

Таблица 9 - Значение подачи при черновом обтачивании стали твердосплавными резцами

Размеры стержня резца, мм	Диаметр детали мм, не более	Значение подачи, мм/об. При глубине резания
		3мм	5мм	8мм
16*25	40	0,5	0,4	-
	60	0,7	0,6	0,4
	100	0,6…0,9	0,7	0,5
	400	0,8…1,2	0,8…1,0	0,7
20*30	40	0,5	0,3	-
	60	0,6	0,5	0,5
25*25	100	0,8…1,0	0,7…0,9	0,6
	600	0,6…0,9	1,0…1,2	0,8…1,0

Таблица 10 – Значение подачи при чистовом обтачивании твердосплавными и быстрорежущими резцами

Класс шероховатости	Обрабатываемый материал	Значение подачи мм/об
4	Сталь	0,40…0,55
	Чугун	0,25…0,40
5	Сталь	0,20…0,30
	Чугун	0,15…0,25
6	Сталь	0,11…0,18
	Чугун	0,10…0,15