Конструкционные керамические материалы все более широко используются в машиностроительной, химической и других отраслях промышленности значительного количества подшипников, насосов, измерительных механизмов, ресурс работы которых в значительной мере определяется работоспособностью прецизионных сфер. Прецизионные сферы как правило изготавливаются из стали и поэтому у в условиях интенсивного абразивного износа, коррозионного и других видов износа быстро выходят из строя. Поэтому в таких условиях наиболее эффективно использовать конструкционную керамику благодаря таким особенностям, как низкий коэффициент трения и теплового расширения, высокие показатели твердости, износостойкости, термостойкости и химической инертности. Работоспособность деталей типа возможностей механизмов в которых они используются. Прежде всего это касается сфер для клапанов "шар-седло". Применение сферы из конструкционной керамики позволяет существенно расширить область применения клапанов у увеличить их срок службы этого вида клапанов.
В качестве примера рассмотрим изготовление керамических деталей крана шарового
Технология производства сферы состоит из следующих стадий:
- синтез материала термическим и химическим путем;
- помол и смешение для получения заданного по размерам частиц порошка;
- приготовление полуфабриката, т. е. смешение со связкой;
- оформление заготовки прессованием, горячим или холодным литьем и т.п.;
- обжиг в камерных или туннельных печах без давления или под давлением в заданной газовой среде.
Все вышеперечисленные технологические стадии случайным образом влияют на значение коэффициента усадки керамики при высокотемпературном обжиге. Следовательно, получить необходимую точность керамических деталей без механической обработки практически невозможно. На ряду с этим очень важно на этапе формирования заготовки получить требуемую структуру, размеры и ориентацию зерен, которые оказывают существенную роль на физические и эксплуатационные свойства готовых изделий.
Этапы формирования деталей из керамики.
Работоспособность сопряженных поверхностей трения топливных насосов и форсунок, гидрораспределителей дросселей, уплотняющих поверхностей корпусов задвижек, вентилей зависит от геометрической точности и шероховатости рабочей поверхности, свойства поверхностного слоя.
Кран шаровой.
Для обычного крана герметизация обеспечивается за счет плотного прилегания полимерных колец 2 к сфере 1 (рис.1). В керамическом кране обе сопрягаемые детали изготовлены из керамики, что требует принципиально новых подходов обеспечения герметичности сферических поверхностей. Абразивная доводочно-притирочная обработка стала одним из ведущих методов сверхтонкой механической обработки, без применения которого невозможен выпуск прецизионных деталей топливной аппаратуры, уплотнений, арматуры насосов высокого давления, точных мерительных средств и многих видов приборов. Доводочно-притирочная обработка является процессом, обеспечивающим самые высокие точность и класс чистоты обработанных деталей. Он выполняется с применением абразивных смесей и жестких поверхности или ее образующей. Процесс доводочно-притирочной обработки происходит при сложном перемещениях детали по отношению к притиру или на оборот, в результате чего абразивные смеси, находящиеся в зоне резания, воздействуя на материал снимают тончайшую стружку. Физические и химические явления при этом по своей природе отличаются от обычной обработки металлов резанием. Доводочно-притирочная обработка требует большого внимания к подбору абразивно-доводочных материалов, жидкостей, определению их качества и количества на определенных операциях, выбору режимов обработки, станков приспособлений притиров, к креплению деталей и притиров, а также технологической последовательности выполнения работ. Не соблюдение одного из этих факторов может снизить качество и производительность обработки. Процесс притирки деталей из конструкционной керамики отличаются от притирки металлических в силу большей пористости и высокой твердости (HRA 78-80) керамики. Одна из особенностей состоит в том, что в качестве смазки используют воду с добавлением 1% хлорного железа (FeCl3) и сверхтвердые абразивы (в данном случае используется искусственный алмаз). Также в процессе притирки необходимо следить за состоянием притира, так как вода быстро испаряется и притир начинает работать в сухую, что может привести к появлению на детали и притире. Предлагаемое приспособление для притирки пары "шар-седло" реализует способ комбинированной доводки путем параллельного сочетания признаков ориентированного и свободного притира
Схема притирки
Доводка сферы производится чугунным притиром за несколько переходов. Вначале используются притирочные пасты с крупной зернистостью , затем с каждым переходом зернистость паст и частоту вращения притира понижают. Соприкасаемые кольца притираются предварительно на том же приспособление. В качестве притира используется чугунный шар , который устанавливается на место притираемого керамического. Окончательная притирка производится взаимной доводкой, когда шар и кольца притираются взаимно мелкозернистым порошком. В предлагаемом приспособлении введены признаки свободного притира свободного притира: непрерывное силовое замыкание Р поверхностей, многократное их перекрытие при доводке. Самоустановка инструмента 2 (чугунного притира) относительно детали 3 . Этот способ позволяет управлять точностью координирования путем регулирования положения притира и отклонение формы путем выбора контура рабочей поверхности и изменение силового замыкания. Спроектированное приспособление позволят решить проблему доводки сферической поверхности из конструкционной керамики, тем самым обеспечить более высокую герметичность, долговечность клапана типа "шар-седло".
Список литературы: 1.Масловский В.В. Доводочные и притирочные ра-боты. Учебное пособие. Изд.2-е, переработ. и доп. М., "Высшая школа", 1971. 2. Лурье Г.Б. Масловский В.В. Основы технологии абразивной дово-дочно-притирочной обработки. М., "Высшая школа", 1973. 3. Орлов П.Н. Технологическое обеспечение качества деталей методами доводки. М., Машиностроение, 1988.
формат .rtf 95.4КБ