Проектирование установки для плазменного упрочнения
Плазменное упрочнение деталей, его применение и описание установки. Условия и требования к оборудованию для плазменного упрочнения. Установка для плазменного упрочнения колесных пар локомотива. Принципиальная схема крепления детали для упрочнения.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 18.11.2016 |
Размер файла | 2,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт авиамашиностроения и транспорта
Кафедра «Машиностроительных технологий и материалов»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
«Проектирование сборочно-сварочных приспособлений»
Проектирование установки для плазменного упрочнения
Выполнил студент гр. МТб-12-1
Токарев А.С.
Нормоконтроль Н.В. Инихова
Иркутск
2015 г.
Содержание
- Введение
- 1. Плазменное упрочнение деталей
- 2. Условия и требования к оборудованию для плазменного упрочнения
- 3. Установка для плазменного упрочнения колесных пар локомотива
- 4. Принципиальная схема крепления детали для упрочнения
- 5. Описание установки для плазменного упрочнения
- Заключение
- Список использованных источников
Введение
В процессе изготовления сварных конструкций должны быть обеспечены заданные технологическим процессом взаимное положение соединяемых деталей и условия, наиболее благоприятные для образования качественного соединения. Это достигается применением технологических приспособлений и оснастки.
При проектировании приспособлений и оснастки необходимо предусмотреть доступ к местам сварки и прихватки, быстрый отвод теплоты от мест интенсивного нагрева, сборку узла с минимального числа установок, свободный доступ для проверки размеров изделия и свободный съем собранного или сваренного изделия.
В данной курсовой работе необходимо спроектировать установку для тплазменного упрочнения рельсов. Такой тип оборудования может подойти под любую деталь, упрочняемую по линейной траектории.
1. Плазменное упрочнение деталей
Многие ответственные детали работают на истирание и одновременно подвергаются действию ударных нагрузок. Такие детали должны иметь высокую поверхностную твердость, что достигается применением способа поверхностного упрочнения деталей [3].
Как показали исследования, износостойкость чугунных деталей, упрочненных плазменной дугой, возрастает в 8-10 раз, а стальных в 3-5 раз по сравнению с традиционными методами термической и химико-термической обработки. Кроме того, плазменное упрочнение позволяет в 3-4 раза повысить ресурс работы новых деталей (см. таблицу 1).
Таблица 1 - Изменение твердости материала до и после плазменного упрочнения
Материал |
Твердость, HRC |
||
В исходном состоянии |
После плазменного упрочнения |
||
Чугун СЧ 18-36 |
18 - 20 |
65 - 68 |
|
Чугун СЧ 24-44 |
24 - 26 |
62 - 63 |
|
Чугун КЧ 35-10 |
10 - 14 |
50 - 60 |
|
Сталь 35 |
18 - 22 |
53 - 55 |
|
Сталь 45 |
18 - 20 |
60 - 65 |
|
Сталь 40Х |
18 - 20 |
59 - 60 |
|
Сталь У8,У9,У10 |
21 - 29 |
до 72 |
Задачей технологии плазменного упрочнения является получение на детали упрочненного слоя с заданными эксплуатационными характеристиками (износостойкость, прочность, трещиностойкость, выносливость и др.).
Плазменное упрочнение деталей подчиняется основным закономерностям термической обработки железо-углеродистых сплавов. Основным отличием его от традиционных методов термической и химико-термической обработки является наличие сверхинтенсивного ввода энергии в металл и столь же активного отвода от поверхности в холодную сердцевину, благодаря чему достигаются значительные скорости нагрева и охлаждения металла, при которых формируется структура высокой дисперсности с резким повышением твердости и износостойкости поверхностных слоев (см. рисунок 1).
Рисунок 1 - Плазменное упрочнение поверхности
Пламя сжатой дуги на выходе из плазматрона имеет температуру порядка 10000 - 20000°С. Поверхность детали нагревается до температуры закалки за очень короткий промежуток времени, в течение которого нижележащие слои металла не успевают прогреваться до критической точки и поэтому не закаливаются.
Метод отличает высокая производительность, низкие удельные энергозатраты, высокий уровень автоматизации благодаря локализации зоны обработки позволяет значительно снизить деформацию деталей, вести обработку труднодоступных и сложнопрофильных поверхностей.
Удачное сочетание высокой мощности и концентрации энергии в сжатой дуге с возможностью использования широкой гаммы сварочного и вспомогательного оборудования, разработанного для дуговых способов обработки металлов, предполагает перспективность использования плазменных технологий для производства ответственных конструкций [2].
Плазменное упрочнение без оплавления поверхности наиболее распространено, так как позволяет в широких пределах регулировать твердость, размеры и эксплуатационные характеристики обрабатываемой зоны при сохранении высокого качества поверхности. Упрочнение с оплавлением поверхности обычно используют для достижения особых эксплуатационных свойств.
При плазменном термоупрочнении отдельные слои обрабатываемого участка прогреваются по глубине до различных температур, вследствие чего зона термического воздействия (ЗТВ) имеет слоистое строение. В зависимости от микроструктуры и микротвердости в сталях по глубине ЗТВ различают три слоя (см. рисунок 2).
Рисунок 2 - Схема строения ЗТВ при плазменном упрочнении
Зона оплавления 1 (первый слой) имеет место при закалке с оплавлением. Как правило, зона оплавления имеет столбчатое строение с кристаллами, вытянутыми в направлении теплоотвода. Основная структурная составляющая -- мартенсит, карбиды обычно растворяются. При оптимальных режимах закалки с расплавлением обезуглероживание не происходит, нет пор и шлаковых включений. При плазменной закалке без оплавления первый слой отсутствует [4].
Второй слой - зона закалки 2 из твердой фазы. Его нижняя граница определяется температурой нагрева до Ас1. В этом случае наряду с полной закалкой происходит и неполная. По глубине данный слой характеризуется структурной неоднородностью. Ближе к поверхности имеются мартенсит и остаточный аустенит, полученные при охлаждении из гомогенного аустенита. Ближе к исходному металлу наряду с мартенситом имеются элементы исходной структуры: феррит в доэвтектоидной стали и цементит в заэвтектоидной.
В переходной зоне 3 (третий слой) металл нагревается ниже точки Ас1. Если сталь имеет исходное состояние после закалки или отпуска, то в результате плазменной обработки в этом слое образуются структуры отпуска, троостит или сорбит, характеризуемые пониженной твердостью.
Важную роль при плазменном нагреве играет теплопроводность материала, поскольку процесс плазменной термической обработки характеризуется подводом энергии к поверхности и распространением ее во внутренние слои металла за счет теплопроводности. При этом микрообъемы, находящиеся на разном расстоянии от поверхности, нагреваются до разных температур, причем, скорости нагрева и охлаждения этих микрообъемов тоже разные. Отсюда следует, что для управления процессом плазменной поверхностной закалки необходимо на стадии нагрева определить температурно-временные параметры в каждом микрообъеме зоны термического влияния.
На следующем этапе плазменной закалки - охлаждении - происходит распад образовавшегося аустенита, полученного в разных температурных условиях. Для решения вопроса о типе структур, возникающих в зоне термического влияния, и, следовательно, об их свойствах, необходимо определить скорости охлаждения в каждом микрообъеме, а затем сопоставить их с термокинетическими кривыми распада аустенита при определенной концентрации аустенита и максимальной температуры нагрева под закалку [2]. Следует отметить, что при плазменной закалке абсолютные значения теплового потока достигают 106 -108 Вт/м2. Термический цикл процесса, состоящий из этапа нагрева длительностью 1,0-1,2 с и этапа охлаждения 1,5-2,0 с, составляет 2,5-3,0 с.
При больших нагрузках локомотивных колес на рельсы возникают колоссальные давления. Они приводят к быстрому изнашиванию рабочего металла. Поэтому встал вопрос об увеличении срока службы как колес, так и рельсов. На сегодняшний день уже существуют установки по увеличению срока службы колесных пар. Ниже представлена технология термической обработки колес. Технология предварительной термической обработки стальных колес предусматривает их закалку с последующим отпуском. При этом механические свойства термически упрочненных гребней соответствуют: предел прочности 930-1100 Н/мм2, твердость не менее 269 НВ, ударная вязкость КСU = 0,25 Дж/см2, твердость на гребне - не более 321 НВ. Однако в сертификате о качестве не указан режим упрочняющей термической обработки, хотя согласно, технических требований ГОСТ 398-96 [6] все температурные параметры термической обработки должны регистрироваться, поскольку об однородности и дисперсности исходной структуры можно судить на основе режима использованной термической обработки [3]. Исходная структура влияет не только на процессы структурообразования при плазменной обработке, но и на глубину упрочненного слоя. Это объясняется тем, что разные исходные структуры имеют неодинаковую теплопроводность вследствие различия внутренней межфазной и межграничной поверхности, отделяющей феррит от карбида (цементита). Металлографические исследования показывают, что в структуре бандажной стали, поступающей на плазменное упрочнение, присутствует сетка феррита, которая при исходной закаленной и отпущенной структуре не должна наблюдаться, что косвенно свидетельствует об отклонении от режима стандартной термической обработки. При резком интенсивном тепловом воздействии, имеющем место в процессе плазменной закалки, нарастание теплового потока от высокотемпературной струи к обрабатываемой поверхности должно проводиться в соответствии с теплофизическими свойствами материала [4]. Коэффициент температуропроводности стали 60 (аналог стали 2, исследованной в данной работе) при комнатной температуре составляет 0,13 см2/с и он уменьшается до 0,05 см2/с при температуре 1400 оС.
2. Условия и требования к оборудованию для плазменного упрочнения
плазменный упрочнение колесный локомотив
Для осуществления плазменной обработки материалов используются установки, которые включают источник питания с аппаратурой управления; баллон с инертным газом, механизмы, обеспечивающие равномерное перемещение плазматрона над обрабатываемой поверхностью, и плазматрон (см. рисунок 3).
Рисунок 3 - Схема подключения источника для термического упрочнения металла
Режим плазменного упрочнения характеризуется следующими параметрами:
? Сила тока - 275А.
? Напряжение электрической дуги - 120В.
? Номинальное значение мощности дуги - 35кВт.
? Расход защитного газа - 5 л/мин.
? Частота вращения колесной пары - 0,143 об./мин. (7,0-7,2 мин. за полный оборот колеса).
Исходя из данных параметров и исследуя микрошлифы можно подобрать необходимые значения силы тока и скорости упрочнения для рельса.
Требования к источникам питания
Основное свойство сварочных источников - способность при прочих благоприятных условиях сварки обеспечивать получение качественного сварного соединения или качественного упрочненного слоя [2].
В технологическом процессе дуговой сварки источник выполняет следующие основные функции:
- обеспечивает зажигание дуги;
- поддерживает устойчивое горение дуги;
- используется для настройки (регулирования) режима.
В зависимости от устройства и электрических характеристик источника перечисленные функции могут им выполняться хорошо или плохо. При разработке и выборе источника важно знать, хорошо ли он выполняет эти функции, как он влияет на качество сварки.
Надежность зажигания дуги является важным свойством источника, поскольку влияет на качество начального участка шва, а при сварке прерывистым швом - и на производительность [2].
Под начальным зажиганием понимают процесс возбуждения дуги в начале сварки. От него отличают повторное зажигание после случайных обрывов дуги, которое выполняется теми же способами, что и начальное, но происходит в более благоприятных условиях при уже разогретых электродах.
Устойчивость и стабильность процесса сварки оказывает непосредственное влияние на качество шва, постоянство его ширины и глубины проплавления. Стабильная дуга - это дуга, которая горит равномерно без произвольных обрывов, вынуждающих повторное зажигания (см. рисунок 4).
Рисунок 4 - Схема электрической сварочной дуги
В случае если дуга горит неравномерно, постоянно рвется и гаснет, то ее называют неустойчивой. Устойчивость дуги находится в зависимости от целого ряда причин, главные из которых это род тока, полярность и размер дуги, и прочие параметры
Так же устойчивость процесса зависит от тепловых характеристик дуги. Устойчивость оценивается несколькими этапами. Прежде всего, имеет значение принципиальная устойчивость энергетической системы “источник-дуга”, т.е. способность источника поддерживать непрерывное горение дуги при малых возмущающих воздействиях. Если обеспечена устойчивость “в малом”, оценивают устойчивость “в большом”, т.е. при значительных колебаниях длины дуги и напряжения сети. При механизированной сварке в углекислом газе рассматривают устойчивость процесса при коротких замыканиях каплями электродного металла. При испытаниях сварочных трансформаторов оценивают устойчивость дуги переменного тока. И только если обеспечена устойчивость системы, переходят к анализу стабильности режима, т.е. оценке отклонения параметров режима от заданных значений [1].
Эффективность или плавность регулирования (настройки) параметров режима характеризует источник потому, что его регулятором настраиваются обычно напряжение дуги или величина тока, оказывающие влияние на производительность и качество сварки [1].
PSS5000 (Источник питания)
ПСС является универсальным источником тока на основе инвентарной техники, разработанным в целях применения в комплекте мультисистемы на рисунке 5 представлено фото источника питания PSS 5000.
Рисунок 5 - Источник питания PSS 5000
Данный источник подходит для сварки штучным плавящимся электродом, плавящимся электродом в защитных газах, а так же неплавящимся электродом на постоянном и переменном токе. Инвентарный источник по сравнению с аналоговыми источниками, являющиеся наиболее универсальными и быстро перенастраиваемыми. В таблице 2 представлены технические характеристики источники питания PSS-5000 [4].
Таблица 2 - Технические характеристики PSS-5000
Наименование характеристики |
Величина |
|
Напряжение сети |
3х 50-60Hz, 380-415В. |
|
Мощность подключения |
ПВ 60% 29,3 кВА ПВ 100% 22,8 кВА |
|
Нагружаемость |
ПВ 60% 500А/ 40В ПВ 80% 450А/ 38В ПВ 100% 390А/ 35,6В |
|
Диапазон регулирования сварочных токов |
Постоянный ток 10… 500 А Переменный ток 15… 450 А |
|
Регулятор силы сварочного тока |
Бесступенчатое |
|
Напряжение холостого тока |
80В |
|
Коэффициент полезного действия |
85% (500А/ 40В) |
|
Габариты (ДхШхВ, масса) |
840х360х610 (мм.), 126кг |
Критерии оценки сварочных свойств могут быть непосредственными и косвенными. Если оценка производится по качественным характеристикам дуги или шва, то критерий называется непосредственным или технологическим. Так, например, характер переноса электродного металла оценивают по величине коэффициента потерь на разбрызгивание. Но иногда источник оценивают по его собственным электрическим параметрам, существенно влияющим на качество сварки. Оценку источника можно также производить аналоговым способом, т.е. путем имитации явлений, происходящих при сварке, с помощью электротехнических устройств, заменяющих дугу. В этом случае получают косвенные критерии, например скорость нарастания сварочного тока при повторном зажигании дуги переменного тока [1].
Различают объективный и субъективный методы оценки. Объективный метод предполагает численную оценку свойства. Например, разрывная длина дуги, измеряемая в миллиметрах, может использоваться для оценки устойчивости процесса при значительных колебаниях длины дуги. Субъективный метод предполагает оценку каждого свойства в баллах, которую выставляет сварщик-эксперт по результатам опытной сварки или наплавки.
Оценка сварочных свойств источников выполняется в соответствии с ГОСТ 25616-83 «Источники питания для дуговой сварки. Методы испытания сварочных свойств» [7]. При испытании источников для ручной дуговой сварки принята методика субъективной оценки по непосредственным критериям.
Требования технологического процесса сварки стоят на первом месте среди критериев выбора. К ним относятся способ и вид сварки, род тока, диапазон сварочных режимов и т.д. Немаловажное значение имеют также цена и технико-экономические показатели источника. Все эти сведения обычно приводятся в справочниках, каталогах и номенклатурных списках заводов - изготовителей. Основным недостатком при выборе источников питания является отсутствие источников питания, специального назначения все источники питания являются универсальными и переоборудуются для каждого конкретного случая [1].
В вопросах упрочнения деталей в среде защитных газов важными критериями являются скорость упрочнения, величина сварочного тока, расход инертного газа, вольт- амперная характеристика. Из этого следует изменение глубины упрочнения и изменение структуры металла.
Основной электрической характеристиками оценки дуги является вольт-амперная характеристика.
Вольт-амперная характеристика дуги - показывает зависимость между установившимися значениями тока и напряжения дуги при постоянной ее длине.
В начальный момент для возбуждения дуги необходимо несколько большее напряжение, чем при ее последующем горении. Это объясняется тем, что при возбуждении дуги воздушный зазор недостаточно нагрет, степень ионизации невысокая и необходимо напряжение, способное сообщить свободным электронам такую энергию, чтобы при их столкновении с атомами газового промежутка могла произойти ионизация. Увеличение концентрации свободных электронов в объеме дуги приводит к интенсивной ионизации дугового промежутка, а отсюда к повышению его электропроводности. Вследствие этого напряжение падает до значения, необходимого для устойчивого горения дуги.
Зависимость напряжения дуги от тока и сварочной цепи называют статической вольт-амперной характеристикой дуги.
Вольт-амперная характеристика дуги имеет три области: падающую 1, жесткую 2 и возрастающую 3. В области 1 (до 100 А) с увеличением тока напряжение значительно уменьшается. Это происходит в связи с тем, что при повышении тока увеличивается поперечное сечение, а, следовательно, и проводимость столба дуги (см. рисунок 6).
Вольт-амперная характеристика дуги имеет три области: падающую 1, жесткую 2 и возрастающую 3. В области 1 (до 100 А) с увеличением тока напряжение значительно уменьшается. Это происходит в связи с тем, что при повышении тока увеличивается поперечное сечение, а, следовательно, и проводимость столба дуги. В области 2 (100... 1000 А) при увеличении тока напряжение сохраняется постоянным, так как сечение столба дуги и площади анодного и катодного пятен увеличиваются пропорционально току. Область характеризуется постоянством плотности тока. В области 3 напряжение возрастает вследствие того, что увеличение плотности тока выше определенного значения не сопровождается увеличением катодного пятна ввиду ограниченности сечения электрода.
Рисунок 6 - Вольт-амперная характеристика
Дуга области 1 горит неустойчиво и поэтому имеет ограниченное применение. Дуга области 2 горит устойчиво и обеспечивает нормальный процесс сварки. Данная зависимость характерна при любом диаметре сварочной проволоки или же диаметра электрода. В зависимости от диаметра электрода изменяется плотность тока в электроде. При сварке же вольфрамовым электродом зависит от заточки электрода, так как, уменьшая диаметр электрода, мы увеличиваем плотность тока на конце электрода. Исходя из требований предъявляемым к упрочняемым поверхностям можно поставить основное требование к источникам питания. Источник упрочнения должен иметь стабильность процесса упрочнения, поэтому должен иметь жесткую вольт-амперную характеристику что бы обеспечить равномерный нагрев поверхности [2].
3. Установка для плазменного упрочнения колесных пар локомотива
Колесные пары являются основными элементами ходовой части и наиболее ответственными узлами подвижного состава.
Установка плазменного упрочнения УПУ-2М1 предназначена для упрочнения гребней колесных пар тягового подвижного состава с целью снижения износа гребня, увеличения пробега пар между обточками. [4].
Оборудование состоит из источника питания с пультом управления, плазмотрона, блока поджога, электромагнита, суппорта, универсального вращателя, частотного преобразователя и ЗИП (см. рисунок 7).
Рисунок 7 - Установка для плазменного упрочнения колесных пар локомотива
В таблице 3 приведены основные характеристики установки.
Таблица 3 - Основные характеристики установки плазменного упрочнения
Основные параметры |
Значения |
|
1 |
2 |
|
Электропитание - сеть переменного тока:- напряжение питания, В- частота, Гц- потребляемая мощность при номинальном режиме работы, не более кВт |
3805050 |
|
Выходной ток, А |
20-160 |
|
Напряжение холостого хода, В |
275 |
|
Выходное напряжение, В |
145 |
|
Коэффициент полезного действия, % |
85 |
|
Масса блока питания, кг |
60 |
|
Габаритные размеры блока питания (ДхШхВ), мм |
670х330х630 |
|
Расход сжатого воздуха, м3/час |
36 |
|
Масса горелки с кабель-шлангом, кг |
4,8 |
|
Длина кабель-шланга, м |
9 |
|
Глубина упрочненного слоя:- минимальная, мм- максимальная, мм |
1,53,5 |
|
Ширина упрочненного слоя:- минимальная, мм- максимальная, мм |
860 |
|
Продолжительность включения (ПВ), % |
100 |
|
Время упрочнения одного бандажа колесной пары, мин |
14 |
|
Тип модификации |
Для выкаченных колесных пар |
Установка УПУ-2М1 подключается к электрической сети с номинальным напряжением 380В, с частотой тока 50Гц. Качество электроэнергии по ГОСТ 13109-67 [6]. Максимальная потребляемая мощность установки 20 ±10% кВт. Для упрочнения 1000 колесных пар в год расход сопел и катодов для одного плазмотрона составляет в среднем 10 катодов и 40 сопел. Данные величины могут изменяться в зависимости от конкретных условий предприятия внедрения (см. рисунок 8).
Рисунок 8 - Установка для плазменного упрочнения гребней колес УПУ-2М1
Установка обеспечивает отслеживание основных режимов упрочнения с полуавтоматической их корректировкой в процессе работы. Сканирование дугой по поверхности с определенной амплитудой позволяет получить оптимальные показатели упрочненной поверхности, согласно ТУ0943-218-01124323-2006.
Преимущества:
· высокое качество закаленного слоя (отсутствие трещин в процессе закалки и в процессе эксплуатации);
· использование универсального вращателя;
· автоматизация процесса, снижение роли человеческого фактора;
· низкий расход плазмообразующего газа (аргон);
· закалка гребня колеса осуществляется за один проход;
· низкий уровень шума;
· возможность гибкого управления процессом закалки;
· возможность одновременной работы двумя плазмотронами.
Эффективность:
· в результате проведённых работ на ВСЖД за период с 1995г. по 2009г. количество обточек по износу гребней колёсных пар электровозов уменьшилось с 26 492 до 7 299. Средний износ гребней колесных пар уменьшился с 5,8мм. до 0,33мм, средний пробег между обточками увеличился с 4850км до 15348км.
· технология плазменного упрочнения позволяет повысить качество и точность наложения дорожек по гребню колеса, исключить дефекты, в виде оплавления поверхности гребня, при первоначальном запуске и последующем упрочнении.
· за период 13 лет на дороге прошли упрочнение 72 482 шт. колесных пар локомотивов - трещин, сколов, разрушений и других дефектов бандажей не обнаружено. Тем самым апробированная технология плазменного упрочнения в реальных условия Сибири и Дальнего Востока соответствует требованиям, предъявляемым к подвижному составу по безопасности движения.
Для упрочнения рельсов на сегодняшний день нет никаких рабочих прототипов. Это производство пока не вошло в большой масштаб, так как совсем недавно доказана колоссальная выгода в экономике и ресурсопригодности.
4. Принципиальная схема крепления детали для упрочнения
Для осуществления упрочнения рельсов как такового громоздких приспособлений не требуется. Нужен только сам упрочняющий элемент (сопло плазмотрона или газовой горелки) и поверхность, на которой будет закреплена деталь. На рисунке 9 изображена принципиальная схема крепления детали для упрочнения.
Рисунок 9 - Принципиальная схема крепления детали для упрочнения
Для закрепления детали на установке достаточно с каждой стороны по 2 зажима, так как деталь не является крупногабаритной конструкцией. С фиксацией болтом с шайбой деталь будет надежно зажата.
5. Описание установки для плазменного упрочнения
Была спроектирована установка для лабораторных работ плазменного упрочнения. На рисунке 8 изображена схема установки для плазменного упрочнения, которая стоит на основании 1 и крепится к раме 9. Упрочняемую деталь 13 кладут на технологический стол 12 и фиксируют крепежными гайками 6 (для этого вкручивают дополнительные болты М6 с шайбами большого наружного радиуса для прижатия детали). После чего над упрочняемой деталью выставляют сопло горелки 5 (вольфрамовый электрод, инертный газ - аргон). Как только начинается упрочнение детали, по направляющему штоку 12 движется направляющая стола 8 за счет электродвигателя 3 (см. рисунок 10).
1 - основание установки; 2 - крепёжная гайка штока м6; 3 - электродвигатель; 4 - электрод вольфрамовый; 5 - горелка; 6 - крепеж горелки;
7 - болт крепления штока м6; 8 - направляющая стола; 9 - рама;
10 - координатный стол; 11 - направляющий шток;
12 - технологический стол; 13 - термоупрочняемая деталь;
14 - крепежная гайка м6
Рисунок 10 - Установка для плазменного упрочнения
Это оборудование является лабораторным образцом и размеры его невелики. Но, в силу своей надежности и простоте, его габариты всегда можно увеличить путем замены технологического стола 13 и электродвигателя 3 на более мощный. Напряжение двигателя составляет 24В. Данный двигатель позволяет перемешать детали со скоростью 11 мм/c.
Заключение
В данной курсовой работе проведено исследование и конструирование установки для упрочнения деталей путем плазменной поверхностной обработки. Были сформированы и решены задачи по передвижению горелки относительно стола, на котором прикреплена деталь. Данная установка является рабочим инструментом для широкого спектра воздействия высококонцентрированных источников на деталь. Это может быть и сварка под флюсом, и различные виды механизированной сварки (например, порошковой проволокой), и плазменное упрочнение или упрочнение металла в среде защитных газов.
Были подобраны материалы и электрические приборы для оптимальной работы всех узлов данной оснастки.
Список использованных источников
1. Источники питания для сварки / В.А. Ленивкин, В.М. Евченко, Е.Л. Стрижаков. Учебное пособие. Ростов-на-Дону: ИЦ ДГТУ, 2008. 274с.
2. Вольт-амперная характеристика дуги (ВАХ) // Сетевой журн. Сварка и сварщик. 2014. URL: http://weldering.com/volt-ampernaya-harakteristika-dugi-vah
3. http://www.iplogachev.ru/zakalka
4. http://worldofmaterials.ru/122-plazmennoe-uprochnenie
5. ГОСТ 25616-83 Источники питания для дуговой сварки. Методы испытания сварочных свойств.
6. ГОСТ 13109-67 Электрическая энергия. Нормы качества электрической энергии у ее приемников, присоединенных к электрическим сетям общего назначения.
7. ТУ 0943-218-01124323-2006 Бандажные колеса с термическим упрочнением гребня.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Триботехническая система "колесо-рельс". Способы повышения твердости гребней колесных пар, которые классифицируются по способу нагрева, охлаждения. История внедрения плазменного упрочнения на ВСЖД. Режим плазменного упрочнения. Оценка трещиностойкости.
статья [241,0 K], добавлен 10.09.2008Анализ условий эксплуатации детали "Шток" соединительного узла компрессора. Выбор марки стали детали, разработка и обоснование технологического процесса термической обработки. Сущность и преимущества процесса упрочнения детали ионным азотированием.
курсовая работа [15,2 M], добавлен 16.10.2012Разработка математической модели процесса упрочнения ударами шариков. Расчет технологических параметров поверхностно-пластического деформирования несопрягаемых поверхностей авиационных деталей на основе моделирования процесса упрочнения ударами шариков.
дипломная работа [5,3 M], добавлен 05.10.2013Закономерности формирования структуры поверхностных слоев сталей при высокоэнергетическом воздействии. Технологические варианты плазменного упрочнения деталей. Получение плазмы. Проведение электронно-лучевой и лазерной обработки металлических материалов.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 06.10.2014Плазменное упрочнение гребней локомотивных и вагонных колес. Технологические характеристики изделия и его основные свойства. Расчет камерной электрической печи сопротивления, модулей зубчатых передач, числа зубьев. Выбор подшипников проектирующего узла.
дипломная работа [865,6 K], добавлен 26.10.2014Анализ методов выбора стали для упрочнения стаканов цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Характеристика стали и критерии выбора оптимальной стали в зависимости от типа цилиндра: химический состав и свойства, термообработка, нагрев и охлаждение.
курсовая работа [177,7 K], добавлен 26.12.2010Явление коррозии медицинских инструментов, его физическое обоснование и предпосылки, факторы риска и методы профилактики. Технология плазменного напыления: сущность и требования, характеристика наносимых покрытий. Оборудование для плазменного напыления.
курсовая работа [44,3 K], добавлен 05.11.2014Обзор теоретических сведений по исследованию характера упрочнения металла по индикаторной диаграмме растяжения. Схема определения твердости по Бринеллю и по Роквеллу. Расчет основных параметров индикаторной дигаммы, анализ графических зависимостей.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 04.04.2014Параметры состояния поверхностного слоя деталей машин. Структурные несовершенства в реальных кристаллах. Упрочнение металлов легированием, пластическим деформированием, термической обработкой, ионным магнетронным распылением, поверхностной закалкой.
реферат [441,0 K], добавлен 04.02.2015Различные режимы термомеханической обработки стали. Поверхностное упрочнение стальных деталей. Закалка токами высокой частоты. Газопламенная закалка и старение металла. Обработка стали холодом. Упрочнение металла методом пластической деформации.
презентация [546,9 K], добавлен 14.10.2013