Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Важнейшими факторами, определяющими эксплуатационную надежность и срок службы транспортных и технологических машин и оборудования являются эксплуатационные свойства поверхностного слоя материала и его прочность. При эксплуатации нередко изнашиваются рабочие поверхности деталей, что требует их полной замены и, как следствие, повышения себестоимости ремонта. В ряде случаев изготовление деталей целиком вообще нерационально в связи с высокой стоимостью материалов и трудностью обработки. Поэтому для решения задач повышения физико-механических показателей рабочих поверхностей деталей и увеличения их срока службы в машиностроении и предприятиях сервиса применяют различные способы восстановления и поверхностного упрочнения.

Технология ремонта редукторов имеет свои особенности и трудности. Изготовление новых редукторов обычно производится более или менее крупными сериями, что позволяет применять при производстве их специальные высокопроизводительные приспособления и инструмент, обеспечивающие высокую точность обработки деталей и сводящие к минимуму слесарные пригоночные работы при сборке узлов и редуктора. При ремонте же редукторов, вследствие большого их разнообразия, применение дорогостоящих приспособлении и инструмента часто экономически не оправдывается, поэтому удельный вес слесарных пригоночных работ весьма высока. Эта особенность и создает дополнительные трудности в технологии и организации ремонтных работ. Другая важная особенность ремонтного производства заключается в следующем. При ремонте редукторов, в зависимости от состояния и назначения, одни детали выбраковываются и заменяются новыми, другие восстанавливаются тем или иным методом, а третьи – только зачищаются и в таком виде используются для дальнейшей работы.

1. Актуальность темы

Для восстановления изношенных деталей в основном применяют сварочно-наплавочные методы. Недостатком этих методов являются: значительные термические воздействия на деталь, возникновения в деталях остаточных напряжений, деформаций, трещин и, как следствие, снижения срока службы по сравнению с новыми деталями. Кроме того, для наплавленного материала характерен значительный разброс физико-механических свойств.

Крупным резервом предприятий технического сервиса является организация восстановления изношенных деталей. Увеличение объемов восстановления деталей позволяет существенно снизить затраты на запасные части, а, следовательно, стоимость ремонта и сервисных услуг в целом [1].

В результате глобализации и развития средств CAD/CAE систем, срок службы редукторов является прогнозируемым ещё на этапе проектирования. Также возможны случаи экстренного выхода из строя редуктора, из-за этого требуется ремонт некоторых элементов или замена элементов редуктора, так как новые редуктора являются значительно дороже.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью данной работы является увеличение производительности, повышение качества, снижение трудоемкости и себестоимости при восстановлении элементов редукторов (валов, корпусов, зубчатых колес).

Для решения поставленной цели следует решить следующие задачи:

  1. провести анализ методов восстановления поверхности детали для горно-металлургического комплекса;
  2. определить рациональные методы восстановления поверхностей деталей;
  3. разработка технологической оснастки.

Задачи работы:

  1. Исследование методов восстановления редукторов.
  2. Разработка методов восстановления редукторов.
  3. Разработка технологии восстановления.

3. Структура и особенности редукторов.

Редуктором называется передача или сочетание передач, установленных в картере или вписанных в другой агрегат.

Редуктор служит для снижения (редуцирования) угловой скорости и повышения крутящего момента. Он является основной частью механического передающего устройства от двигателя к исполнительному механизму и входит в состав гидромеханических, электромеханических и других сложных передач. Принцип работы редуктора представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Работа редуктора (анимация: количество кадров – 9, количество повторений неограничено, размер 122,0 КБ)

В общем случае редуктора состоят из корпуса, валов, зубчатых колес и стандартизированных элементов (подшипников, шпонок и т.д.).

4. Особенности технологии восстановления элементов редукторов (валов, зубчатых колес, корпусов).

4.1 Основные виды поломок элементов редукторов

Образование и развитие неисправностей в машине объясняется действием объективно существующих закономерностей. Неисправности машин появляются в результате постоянного или внезапного снижения физикомеханических свойств материала деталей, их истирания, деформирования, смятия, коррозии, старения, перераспределения остаточных напряжений и других причин, вызывающих разрушение деталей. В большинстве случаев происходят изменения в сопряжениях – нарушения заданных зазоров в подвижных соединениях или натягов в неподвижных. Практически любая неисправность является следствием изменения состава, структуры или механических свойств материала, конструктивных размеров деталей и состояния их поверхностей.

Появление неисправностей обусловлено конструктивными, технологическими и эксплуатационными факторами.

К конструктивным факторам относятся: расчетные нагрузки, скорости относительного перемещения, давления, материалы, их физико-механические характеристики и структура, конструктивное исполнение деталей и сборочных единиц, форма и величина зазоров или натягов в сопряжениях, макрогеометрия, шероховатость и твердость поверхностей, условия смазывания и охлаждения деталей.

Технологическими факторами являются приемы, способы, точность и стабильность получения заготовок, виды механической, термической, упрочняющей и финишной обработки при изготовлении деталей, правильность сборки, регулирования, приработки и испытания узлов, агрегатов и машин [2].

Эксплуатационные факторы оказывают решающее воздействие на сохранение свойств элементов машин, обеспечиваемых их конструкцией и технологией изготовления.

Характерные неисправности деталей

Неисправности деталей машин можно разделить на три группы: износы, механические повреждения и химико-тепловые повреждения. Характерные неисправности редукторов представлены на рисунке 2.

Износы деталей машин определяются давлением, циклическими нагрузками, режимом смазывания и степенью его стабильности, скоростью перемещения поверхностей трения, температурным режимом работы деталей, степенью агрессивности окружающей среды, качеством обработки и состоянием поверхностей трения и т. д. [3].

Рисунок 2 – Характерные механические неисправности деталей

4.2 Способы восстановления элементов редукторов

В производственных условиях разработаны и реализованы десятки различных способов восстановления деталей, которые представлены на рисунке 3. Выбор наиболее приемлемого способа состоит в техническом, экономическом и организационном анализах требований к восстановленным деталям с учетом условий работы их в сопряжениях, производственной программы, оснащенности предприятий, обеспеченности материалами, энергией, рабочей силой и других конкретных мероприятий [2].

Рисунок 3 – Способы восстановления деталей

4.2.1 Сварка

Сварка – это процесс образования неразъемного соединения деталей или сборочных единиц путем их местного нагрева и (или) совместного деформирования, в результате чего возникают прочные связи между атомами (молекулами) соединяемых тел.

Применяемые виды сварки для ремонта заготовок:

4.2.2 Наплавка

Наплавка – процесс нанесения восстановительно-упрочняющего покрытия путем расплавления (теплом пламени, дуги, тока, излучения и др.) присадочного металла, переноса его на оплавленную восстанавливаемую поверхность и кристаллизации слоя.

Применяемые виды наплавки для ремонта заготовок:

4.2.3 Нанесение газотермических покрытий

Применяемые виды газотермических покрытий для ремонта заготовок:

4.2.4 Холодное пластическое деформирование

Применяемые виды холодного пластического деформирования для ремонта заготовок:

4.2.5 Горячее пластическое деформирование

Применяемые виды горячего пластического деформирования для ремонта заготовок:

4.2.6 Гальванические процессы

Гальванические процессы для ремонта заготовок:

4.2.7 Нанесение полимерных материалов

  1. Напылением: газопламенным, в электростатическом поле, в псевдоожиженном слое, центробежным намазыванием: шпателем, кистью, валиком – восстановление формы поверхностей облицовок и оперений, восстановление антифрикционных, электроизоляционных и декоративных покрытий.
  2. Литьем: под давлением, опрессовкой – восстановление посадочных поверхностей неподвижных сопряжений, заделка трещин, пробоин.
  3. Намазыванием жидких прокладок, герметиков – восстановление герметичности соединений.

4.2.8 Применение ремонтных размеров

  1. Индивидуальных – восстановление формы и посадок поверхностей обработкой более дорогостоящей детали до исчезновения следов износа и изготовлением, подгонкой менее дефицитной и дорогой детали по размерам основной с обеспечением заданной посадки.
  2. Категорийных – обработка детали под заданный ремонтный размер сопрягаемой детали с ремонтными стандартными размерами.

4.2.9 Применение дополнительных деталей

4.2.10 Проведение химико-термических процессов

4.2.11 Электромеханическая обработка

Электромеханическая обработка применяется для восстановления неподвижных сопряжений с износом до 0,2 мм

4.2.12 Электрофизическая обработка

Электрофизическая обработка применяется для обработки наплавленных поверхностей с высокой твердостью и удалению остатков обломанных инструментов.

4.2.13 Электрохимическая обработка

Электрохимическая обработка применяется для обработки наплавленных поверхностей с высокой твердостью.

4.2.14 Пайка

К основными видами пайки являются: пайка легкоплавкими припоями, тугоплавкими припоями, пайка-сварка. Применяется для восстановления герметичности соединений и трубопроводов, восстановления инструмента.

4.3 Технологии ремонта элементов редукторов

Изношенная деталь ремонтного фонда на пути своего превращения годную деталь в результате технологических воздействий на неё исполнителей и средств ремонта проходит такие стадии. Исходная заготовка, ремонтная заготовка, восстановленная деталь. В результате очистки от эксплуатационных загрязнений и работ по определению технического состояния ремонтного фонда выявляют детали которые имеют устранимые повреждения и подлежат восстановлению. Такие детали являются исходными заготовками, которые собирают в группы с одинаковыми сочетаниями устраняемых повреждений и в виде партий направляют на соответствующие участки восстановления. Таким образом, исходная заготовка – это очищенная деталь ремонтного фонда с устранимыми повреждениями.

Исходная заготовка в общем случае превращается в ремонтную заготовку путем создания припусков на восстанавливаемых поверхностях и нанесения швов на трещины, а ремонтная заготовка в деталь – в результате химико-термической и механической обработки.

Технологические воздействия на восстанавливаемую деталь образуют блоки операций: подготовку изношенных элементов под нанесение покрытий или установку дополнительной ремонтной летали (ДРД); установку и закрепление на датчиках, сварку трещин. нанесение покрытий или перераспределение материала путем его объемного пластического деформирования: размерную и структурную стабилизацию элементов; термическую обработку; механическую обработку черновую и чистовую; поверхностно пластическое деформирование; отделку, уравновешивание; чистку от технологических загрязнений; контроль и консервацию.

Предварительная механическая обработка придает правильную геометрическую форму восстанавливаемым элементам перед нанесением покрытий или установкой датчиков.

Ремонтное производство располагает хорошо изученным множеством способов создания припусков под механическую обработку на восстанавливаемых поверхностях. Это различные виды наплавок, напыления, нанесения гальванических покрытий, объемного пластического деформирования, установки датчиков.

Ряд деталей машин допускают восстановление под ремонтные размеры их шеек, отверстий и плоскостных элементов. В таком случае ремонтные заготовки получаются из исходных заготовок без нанесения или перемещения материала. Для достижения экономичности процесса восстановления должны быть использованы все предусмотренные ремонтные размеры заготовок путем:

Необходимая износостойкость восстанавливаемых поверхностей достигается выбором их материала, условий его нанесения, а также последующей термической, химико-термической и механической обработкой. Вид и свойства поверх костного слоя должны быть совместимы со способом его обработки [4].

На стадии создания ремонтной заготовки в основном формируются материал и структура рабочих поверхностей детали, что определяет ее послеремонтную надежность.

За форму и взаимное расположение поверхностей в наибольшей степени отвечают первые операции механической обработки, за размеры и шероховатость – последние, за износостойкость – материалы, операции нанесения и термической обработки, за усталостную прочность и жесткость термические операции и поверхностное пластическое деформирование.

Однотипные операции (предварительную механическую обработку, нанесение покрытий, термическую и механическую обработку и ар.) при восстановлении различных элементов детали объединяют в блоки операций и выполняют вместе.

Назначение отделочных операций (полирования, суперфиниширования , хонингования) заключается в снятии разупрочненного в результате механической обработки слоя и обеспечении требуемой шероховатости поверхности.

Операция контроля заключается в установлении соответствия соответствии восстановленной летали требованиям технической документации (чертежа или карты технического контроля).

Консервационную защиту деталей до 3...5 дней обеспечивают технические моющие средства, применяемые для очистки деталей от техно логических загрязнений. Для более длительного хранения (это относится к деталям, предназначенным для продажи) необходима специальная консервация. Общий технологический процесс восстановления деталей показан на рисунке 3.

Технологические операции указанных типов выполняются на любом ремонтном предприятии, однако число освоенных видов операций каждого типа зависит от мощности и технического уровня отдельного завода [5].

Рисунок 3 – Схема технологического процесса восстановления деталей

Выводы

К основным способам восстановления деталей относятся следующие: восстановление ремонтных размеров, использование дополнительных деталей, давления, сварки и наплавки, металлизации, хромирования, железнения (отливания). Все эти основные способы, хотя и не являются равнозначными, все же используются в ремонтном производстве в большей или меньшей мере в зависимости от его объёма, оснащенности и прочего.

Чтобы завоевать позиции на рынке товаров, восстановительное производство должно достичь и поддерживать нормативный уровень качества выпускаемых деталей, а для большей эффективности своей работы непрерывно уменьшать удельный расход производственных ресурсов, обеспечивается путем повышения технического уровня производства, а счет совершенствования средств восстановления деталей при их полной загрузке, внедрения новых ТП и передовой организации труда.

Информационной базой для улучшения производства служат сведенья о качестве всей отремонтированной (восстановленной) продукции, в том числе о ее послеремонтной наработке [6].

Качество ремонта (восстановления) выявляется с помощью четырех групп сведений:

  1. Результатов контроля ремонтируемых объектов вовремя их испытания и анализа выявленных дефектов;
  2. Группирования дефектов, обнаруженных пользователем техники гарантийный период;
  3. Данных о послеремонтной наработке и отказах в подконтрольнойэксплуатации;
  4. Изучения повреждений ремонтного фонда, поступившего ремонт.

Директивное требование к надежности отремонтированной техники заключается в обеспечении 80%-ной послеремонтной наработки этой техники по сравнению с новыми изделиями. В свою очередь, надежность ремонтированного агрегата в значительной мере зависит от долговечней составляющих сборочных единиц и деталей.

Отремонтированные сборочные единицы и агрегаты характеризуются: точностью замыкающих линейных и угловых размеров, определяющих фактические зазоры, натяги и перекосы в сопряжениях; сборочными моментами и усилиями; проработанностью поверхностей; динамической н смешанной уравновешенностью; функциональными выходными параметрами (показателями назначения). Сборочные моменты при затяжке резьбовых соединений находятся в нормативных пределах только у 30...70 % сопряжений. Сборочные усилия, как правило, не контролируются.

Функциональные выходные параметры (показатели назначения) отремонтированных агрегатов (давление и расход сред, мощность, скорость и др.) соответствуют нормативам, однако эксплуатационный темп их изменения в худшую сторону превышает соответствующий темп изменения в машинах, введенных в эксплуатацию после их первичного изготовления [7].

Список источников

  1. Молодык Н. В., Зенкин А. С. Восстановление деталей машин / Н. В. Молодык, А. С. Зенкин. – М.: Машиностроение, 1989. – 480 с.: ил. – (Справочники для рабочих). – ISBN 5-217-00422-3.
  2. Пантелеенко Ф. И. Восстановление деталей машин / Ф. И. Пантелеенко. – М.: Машиностроение, 2003. – 672 с.
  3. Пекелис Г. Д., Гельберг Б. Т. Технология ремонта металлорежущих станков / Г. Д. Пекелис, Б. Т. Гельберг. – Л:, Машиностроение, 1970. - 320 с.
  4. Гельберг Б. Т., Пекелис Г. Д. Ремонт промышленного оборудования / Б. Т. Гельберг, Г. Д. Пекелис – Л:, Высшая школа 1965. – 410 с.
  5. Муравьев К. Н., Мурзин И. К. Ремонт металлорежущих станков 3-е изд., перераб. и доп. / К.Н. Муравьев, И.К. Мурзин. – М.: Машгиз, 1963. – 280 с.
  6. Воловик Е. Л. Справочник по восстановлению деталей / Е. Л. Воловик. – М.: Колос 1981. – 351 с.
  7. Минкин А. С. Ремонт и обслуживание металлорежущих станков / А. С. Минкин. – М.: Машгиз, 1952. – 241 с.
  8. Макиенко В. М., Бидненко В. Е., Клиндух В. Ф. Технология сварочно-наплавочных работ / В.М. Макиенко, В.Е. Бидненко, В.Ф. Клиндух. – Хабаровск; изд-во ДВГУПС, 2006. – 125 с.
  9. ДонНТУ каф. ТМ [электронный ресурс]. — Режим доступа: http://iic.donntu.ru/...