Технико-экономические показатели работы зубчатого колеса промежуточного вала в редукторе

1. Описание объекта контроля и его служебное назначение

Объектом контроля является зубчатое колесо промежуточного вала (поз. 9), которое входит в состав редуктора Ц2-650К-50-22М-Т3, который предназначен для передачи и изменения крутящего момента (рисунок 1).

Рисунок 1. Редуктор цилиндрический двухступенчатый горизонтальный крановый Ц2-650К-50-22М-Т3

Зубчатое колесо служит для произведения промежуточного преобразования крутящего момента и его передачи на промежуточный вал при работе в паре с шестерней. Номинальный передаваемый момент редуктора - 18500 Нм, частота вращения входного вала - 950 мин^-1, максимальная мощность, передаваемая редуктором - 37 кВт, номинальное передаточное число- 50, КПД - 0,96, масса не более 1090 кг. Зубчатое колесо представляет собой деталь типа диск. В центре детали выполнено сквозное отверстие, которое служит для посадки на вал; соединение с валом осуществляется посредством призматической шпонки. В детали выполнены круговые выточки и отверстия, которые предназначены для уменьшения массы зубчатого колеса. Зубчатое колесо сделано из высококачественной стали 12ХН3А. При этом поверхность зубьев подвергается цементации с последующей термообработкой на твердость 56…62 HRl. Заготовку детали получают методом пластического деформирования.

2. Описание работы объекта в редукторе

Зубчатое колесо служит для передачи крутящего момента с быстроходного вала на промежуточный посредством шпонки. Зубчатое колесо в паре с шестерней быстроходного вала образует первую ступень преобразования крутящего момента. При работе зубчатого колеса в редукторе начальную нагрузку воспринимает его поверхность и шпоночный паз.

Данное зубчатое колесо изготовлено из стали марки 12ХН3А. Эта марка стали относится к высококачественным сталям. Она содержит 0,12 % С, около 1 % Cr и 3 % Ni, и менее 0,25 % S и P.

К показателям, определяемым при приемосдаточных и периодических испытаниях относят:

1. показатели, характеризующие кинематическую точность зубчатого колеса:

а) кинематическая погрешность колеса;

б) кинематическая погрешность передачи;

в) накопленная погрешность;

г) накопленная погрешность шага;

д) погрешность обката;

е) колебание длины общей нормали;

ж) колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса;

з) радиальное биение зубчатого венца;

2. показатели, характеризующие плавность работы:

а) отклонение шага зацепления;

б) отклонение шага зубчатого колеса;

в) погрешность профиля;

г) местная кинематическая погрешность колеса;

д) циклическая погрешность колеса;

3. показатели, характеризующие полноту контактов зубьев:

а) суммарное пятно контакта;

б) мгновенное пятно контакта;

в) погрешность направления зуба;

г) суммарная погрешность контактной линии;

д) отклонение осевых шагов по нормали;

4. показатели, характеризующие боковой зазор:

а) отклонение средней длины общей нормали;

б) допуск на смещение исходного контура;

в) допуск на среднюю длину общей нормали;

г) допуск на длину общей нормали;

д) нижнее предельное отклонение межосевого расстояния.

5. показатели физико-механических свойств материалов:

а) твердость поверхности;

б) прочность;

в) ударная вязкость.

3. Технические требования к детали

При разработке технологического контроля зубчатого колеса необходимо, в первую очередь, выявить технические требования к детали, т.е. те, которые будут контролироваться при приемочном контроле. К таким требованиям относятся: требования геометрической точности детали и качества поверхностей, требования физико-механических свойств материала детали и ее элементов.

3.1 Требования геометрической точности детали и качества поверхностей

Требования геометрической точности зубчатого колеса и качества ее поверхностей приведены в таблице 1.

Таблица 1. Требования геометрической точности зубчатого колеса и качества ее поверхностей

3.2 Требования физико-механических свойств материала детали и ее элементов

К основным требованиям физико-механических свойств материала детали относится твердость рабочих поверхностей, в связи с чем поверхность зубьев подвергается цементации с последующей термообработкой на глубину h = 0,8…1,2 на твердость 56…62 HRС_э, при этом твердость сердцевины зуба должна составлять Н?28 HRС_э.

Остальные физико-механические свойства не регламентируются и должны соответствовать общим показателям физико-механических свойств стали марки 12ХН3А.

4. Цель и задачи разработки и организации процесса контроля. Статус контроля

Содержание и организация технического контроля определяются его целью и задачами.

Задачи контроля - приемка продукции(изъятие брака) и предупреждение брака.

Цель контроля - обеспечить выпуск продукции высокого качества.

Содержание контроля характеризуется выполнением следующих этапов:

- получение информации о фактическом состоянии контролируемого объекта, о признаках и показателях его свойств;

- сопоставление первичной информации с заранее установленными в документации требованиями, нормами, критериями или оценка соответсвия или несоответствия фактических данных требуемым.

Статус контроля определяет, что продукция:

- не прошла контроль;

- прошла контроль и принята;

- прошла контроль, не принята и ожидает принятия решения;

- прошла контроль и забракована.

Идентификация статуса контроля обеспечивает прослеживаемость выполнения необходимого контроля в процессе производства, что гарантирует отправку потребителю только той продукции, которая прошла необходимый контроль.

Идентификация статуса контроля на предприятии производится путем клеймения, оформления сопроводительной документации.

5. Исходные данные для разработки технологического процесса контроля

Исходную информацию для разработки процессов технического контроля содержат следующие виды документов:

- конструкторская документация на изделие;

- технологическая документация на изготовление и испытание изделий;

- программа и сроки изготовления изделия;

- директивные процессы контроля;

- производственные инструкции на проведение контроля;

- каталоги, номенклатурные справочники прогрессивных средств контроля;

- прогнозы научно-технического прогресса и планы повышения технического уровня производства;

- классификатор объектов контроля;

- стандарты и каталоги на средства контроля, нормативы режимов контроля;

- материальные и трудовые нормативы.

При проведении контроля используются государственные стандарты и технические условия, комплекты конструкторской и эксплуатационной документации, другие нормативные документы, правила приемки, рабочие методики.

В таких документах в общем случае устанавливают:

-требования к продукции, подлежащие контролю;

- категории и виды контроля, включая состав проверок, последовательность их проведения и распространение проверок по категориям контроля;

- планы контроля;

- методы контроля, условия контроля;

- требования к средствам контроля;

- требования по количеству единиц продукции, отбираемых для каждой категории контроля, установленной в документации, а также по порядку отбора единиц продукции;

- требования по подготовке к проведению контроля;

- порядок обработки данных, полученных при контроле, и категории принятия решений по ним, а также порядок оформления и предсавления результатов контроля;

- требования по принимаемым решениям и области распространения результатов контроля.

При разработке технологического процесса контроля руководствуются требованиями:

- контроль должен осуществляться в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации;

- контроль должен быть непрерывным и профилактическим, чтобы предотвратить поступление дефектной продукции на следующий этап производственного цикла;

- контроль должен быть активным и непосредственно влиять на качество производственного процесса;

- контроль должен быть в максимальной степени объективным, производиться с помощью объективных средств и не зависеть от субъективных особенностей исполнителя контроля;

- контроль проводят на основе безусловной ответственности исполнителя за качество выпускаемой продукции и качество выполняемых операций;

- контроль не должен нарушать ритмичности производства и обеспечивать выпуск заданного количества продукции в единицу времени за определенный промежуток времени, т.е. обладать определенной производительностью;

- затраты на технический контроль должны быть оптимальными.

При разработке процессов технического контроля должно обеспечиваться:

- внедрение прогрессивных методов контроля и оценки качества продукции, в том числе неразрушающих, автоматических и статистических методов контроля, а также статистических методов регулирования технологических процессов, анализа и оценки качества продукции, средств механизации и автоматизации контрольных операций;

- систематическое повышение производительности труда;

- снижение трудоемкости контроля с тяжелыми и вредными условиями труда.

5.1 Технический маршрут обработки детали объекта контроля

Маршрут обработки зубчатого колеса представлен в таблице 2 с указанием наименования и содержания операций и используемого оборудования.

Таблица 2 - Технологический маршрут обработки зубчатого колеса

5.2 Определение типа производства и вида технологического процесса контроля

В машиностроении условно различают три основных типа производства: массовое, серийное и единичное.

При массовом производстве изделия изготавливаются непрерывно в течении нескольких лет. Характерным признаком массового производства является выполнение на большинстве рабочих мест только одной закрепленной операции.

При серийном производстве изготавливают серию изделий, регулярно повторяющихся через определенные промежутки времени. Характерный признак серийного производства - выполнение на рабочих местах нескольких повторяющихся операций. Исходя из объемов выпуска, серийное производство подразделяют на крупносерийное и мелкосерийное.

При единичном производстве выполняются изделия широкой номенклатуры в малых количествах, которые либо не повторяются совершенно, либо повторяются через неопределенное время.

На основе рабочих чертежей, размерного анализа и намеченного количества деталей, подлежащих изготовлению в единицу времени и по неизменяемым чертежам, выбираются вид и организационная форма производственного процесса изготовления детали. Решающим фактором является количество изделий, подлежащих изготовлению.

В связи с тем, что годовая программа выпуска численно равна 1000 изделий, то можно сделать вывод - данный тип производства относится к серийному.6. Группирование элементов объектов контроля по контролируемым признакам

Задача группирования состоит в предварительном формировании совокупности количественных и качественных признаков, которые могут быть выбраны в качестве контролируемых.

Элементы объекта контроля по размерному признаку:

- Длина общей нормали;

- Предельное отклонение шага зацепления;

- Допуск на погрешность профиля зуба;

- Делительный диаметр;

- Допуск на направление зуба.

Элементы объекта контроля по геометрическому признаку:

- Допуск на радиальное биение зубчатого венца;

- Среднее арифметическое отклонение профиля;

- Высота неровностей по десяти точкам.

Элементы объекта контроля по физико-химическому признаку:

7. Выбор типового процесса ТК

В качестве типового процесса ТК выберем контроль в механообрабатывающем производстве. Типовой процесс ТК приведен в таблице 2.

Таблица 2. Типовой процесс ТК