Ремонт валов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Комитет общего и профессионального образования Ленинградской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ленинградской области

«Политехнический колледж» г. Светогорска

Курсовой проект

по предмету: «Ремонт оборудования целлюлозно-бумажной промышленности»

тема: «Ремонт валов»

Выполнил:

студент группы № 41, 4-го курса

Голубев Дмитрий Сергеевич

Проверил:

С.А. Цаплов

г. Светогорск 2015г.

Содержание

1. Пояснительная записка

1.1 Назначение и типы валов

1.2 Основные дефекты валов

1.3Устранение основных неисправностей валов

1.4 Ремонт валов с использованием вибродуговой наплавки

1.5 Электромеханический способ ремонта

2. Расчётная часть проекта

2.1 Подбор материала для ремонта валов

2.2 Теоритический расчёт подбора подшипник

2.3 Технологический маршрут ремонта вала

2.4 Безопасность труда при проведении ремонтных работ

2.5 Пожарная безопасность на предприятии при ремонте

Используемая литература

1. Пояснительная записка

Ремонт валов -- комплекс мероприятий по восстановлению работоспособного или исправного состояния валов и/или восстановлению их ресурса. вал чертеж механизм

Ремонт производится в случае, если невозможно или нецелесообразно заменять их на аналогичные новые. Нередко изделия устаревают морально гораздо раньше, чем вырабатывается их ресурс до ремонта, или затраты на производство изделий в неремонтируемом исполнении существенно меньше -- в этих случаях производители стараются переходить на выпуск изделий в неремонтируемом исполнении.

Ремонтопригодность валов - это приспособленность техники к быстрому и нетрудоёмкому нахождению места и причины отказа, такому же (быстрому и нетрудоёмкому) устранению отказа и его последствий, а также предупреждению возможных отказов.

Существует несколько видов ремонта валов:

· Текущий -- ремонт с целью восстановления исправности (работоспособности), а также поддержания эксплуатационных показателей.

· Восстановительный (Средний) -- обычно производится с заменой частей валов, подвергшихся износу, либо с их модификацией (наплавка, расточка, пайка и т. д.)

· Капитальный -- предполагает разборку и ревизию конструкции с целью выявления скрытых неисправностей и оценки ресурса деталей, замену не только неисправных деталей, но и деталей, выработавших свой ресурс. Такой ремонт предполагает большой объём работ и значительные расходы.

· Плановый (планово-предупредительный) -- ремонт валов в запланированный регламентом промежуток времени. Производится после выработки устройством ресурса, либо в случае если работоспособность устройства после неисправности частично сохраняется, или частично восстанавливается в результате восстановительного ремонта. Позволяет заранее уведомить пользователей о прекращении функционирования, а также спланировать издержки, связанные с простоем оборудования.

Цель курсовой работы рассмотреть понятие, виды и структуру ремонта валов.

Задачи курсовой работы:

-рассмотреть понятие и методики ремонта валов различных видов

- изучить принципы ремонта валов;

1.1 Назначение и типы валов

Валы.

Назначение, конструкция и материалы валов

Валом называют деталь (как правило, гладкой или ступенчатой цилиндрической формы), предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т. д., и для передачи вращающего момента.

При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях помимо изгиба и кручения валы могут испытывать деформацию растяжения (сжатия).

Некоторые валы не поддерживают вращающиеся детали и работают только на кручение.

Вал 1 (рис.1) имеет опоры 2, называемые подшипниками. Часть вала, охватываемую опорой, называют цапфой. Концевые цапфы именуют шипами 3,а промежуточные -- шейками 4.

Рис.1. Прямой вал: 1 -- вал; 2 -- опоры вала; 3 -- цапфы; 4 -- шейка

1.2 Устройство валов

Форма вала определяется распределением изгибающих и крутящих моментов по его длине. Правильно спроектированный вал представляет собой балку равного сопротивления. Валы вращаются, а следовательно, испытывают знакопеременные нагрузки, напряжения и деформации. Поэтому поломки валов имеют усталостный характер.

Классификация валов.

По назначению валы делят на валы передач (на них устанавливают детали передач) и коренные валы (на них устанавливают дополнительно еще и рабочие органы машины).

Рис. 2. Типы валов: а -- кривошипный вал: б -- коленчатый вал; в -- гибкий вал; г -- телескопический вал; д -- карданный вал

Форма валов разнообразна и зависит от выполняемых ими функций. Иногда, валы изготавливаются совместно с другими деталями, например, шестернями, кривошипами, эксцентриками.

Гибкие валы изготавливаются многослойной навивкой стальной пружинной проволоки на тонкий центральный стержень. Они сохраняют достаточную гибкость лишь при небольших диаметрах, так как при увеличении диаметра момент инерции сечения, а, следовательно, и жесткость резко возрастают. Поэтому при всех положительных качествах и удобстве привода, такие валы не могут передавать сколько-нибудь значительной мощности и имеют сравнительно узкое применение.

Наиболее удобны для сборки узлов ступенчатые валы: уступы предохраняют детали от осевого смещения и фиксируют их положения при сборке, обеспечивают свободное продвижение детали по валу до места ее посадки. Желательно, чтобы высота уступов допускала разборку узла без вынимания шпонок из вала. Диаметры посадочных участков должны быть выполнены по ГОСТ 6636-69, поскольку на эти диаметры существуют калибры массового производства. Для обеспечения необходимого вращения деталей вместе с валом применяют шпонки, шлицы, штифты, профильные участки валов и посадки с натягом.

По типу сечения валы бывают; сплошные ; полые ; комбинированные (рис.2, г). Применение полых валов приводит к существенному снижению массы и повышению жесткости вала при той же прочности, но изготовление полых валов сложнее сплошных. Полыми валы изготовляют и в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло.

Участки валов (рис.3), которыми они опираются на подшипники при восприятии осевых нагрузок, называют пятами. Опорами для пят служат подпятники 2. Посадочные поверхности валов под ступицы насаживаемых деталей называют цапфами и выполняют цилиндрическими, коническими или шаровыми (рис.4). При этом принято называть промежуточные цапфы шейками, концевые -- шипами. Широкое распространение в машиностроении получили цилиндрические цапфы; конические и шаровые цапфы применяют редко.

Рис. 3. Опора вертикального вала: 1 -- пята; 2 -- подпятник



Рис. 4. Цапфы: цилиндрические - а; конические - б; шаровые - в

Переходные участки между двумя диаметрами выполняют: 1) с галтелью постоянного радиуса; 2) с галтелью переменного радиуса. Такая галтель снижает концентрацию напряжений и увеличивает долговечность. Применяется она на сильно нагруженных участках валов.

Конструктивные разновидности переходных участков между ступенями валов: канавка со скруглением для выхода шлифовального круга (рис. 5, а); галтель постоянного радиуса (рис. 5, б); галтель переменного радиуса (рис. 5, в).

Рис.5. Конструктивные разновидности переходных участков вала: а -- канавка; б -- галтель; в -- галтель переменного радиуса; г -- фаска

Торцы валов делают с фасками, т. е. слегка обтачивают их на конце (см. рис. 5, а, г). Посадочные поверхности валов обрабатывают на токарных и шлифовальных станках.

Заплечики валов препятствуют сдвигом лишь в одном направлении. В случае возможного осевого смещения в противоположную сторону для его исключения применяют гайки, штифты, стопорные винты и т. д. Концы валов для установки муфт, шкивов и других деталей, передающих вращающие моменты, выполняют цилиндрическими или коническими, а их размеры стандартизованы. Для установки шпонок вал снабжают пазом.

1.3 Основные дефекты валов

К основным повреждениям вала относятся риски и задиры на посадочных поверхностях, задиры в шпоночных пазах, изменение формы и размеров, уменьшение диаметров посадочных поверхностей под подшипник и сердечник, овальность и конусность посадочных поверхностей, поломка, забитые центральные отверстия.

Характерные дефекты валов - износ и задиры посадочных шеек, повреждение (смятие) или износ резьбовых поверхностей, шпоночных пазов, шлицов и зубьев, неплоскостность и биение привалочных поверхностей фланцев, разрушения (трещины, изломы), остаточные деформации в виде изгиба и скрученности, разупрочнение и др.

При нормальных условиях эксплуатации основной дефект валов - износ, в результате которого изменяется зазор в сопряжении вал - подшипник скольжения или характер соединения шеек вала с кольцами подшипников качения, зубчатыми колесами и другими установленными на нем деталями. Допускаемый зазор между валом и подшипником скольжения в зависимости от характера работы сопряжения в 2-5 раз превышает значение среднего зазора в нем при заданной в чертеже посадке. Учитывая, что вал и подшипник изнашиваются неравномерно, допускаемый износ вала определяется с учетом допускаемого зазора в данном сопряжении. Это же относится и к назначению допускаемого износа подшипника, что должно оговариваться в технических условиях.

Износ шеек под подшипники качения, неподвижно установленные на валу втулки, муфты, шестерни и т. д. без восстановления вала допускается до нижнего отклонения посадки, заданной чертежом на конкретное соединение.

Задиры возникают при нарушении условий трения и проявляются в виде оплавления поверхности детали, например, расплавленный антифрикционный материал вкладыша наплавляется на шейку вала.

Разрушения элементов вала возникают в результате действия нагрузок, превышающих допускаемые прочностью, а также под действием знакопеременных нагрузок, превышающих предел выносливости. Разрушения могут проявляться в качестве излома и усталостных трещин, развитие которых приводит к поломке вала. Примером разрушения является повреждение резьбы, которое возникает вследствие превышения рабочего усилия в резьбовом соединении допускаемого значения или приложения недопустимого крутящего момента при сборке или разборке.

Скрученность вала более 0,25° на 1 м длины считается недопустимой, и его выбраковывают. Валы с дефектами в виде изломов, выкрашивания также выбраковываются. Трещины на шейках валов являются одной из основных причин их выбраковки. Допускаемые трещины и другие дефекты указываются в технических условиях на эксплуатацию.

1.4 Устранение основных неисправностей валов

Риски и задиры устраняют шлифовкой, если их общая площадь не превышает 4% от общей посадочной поверхности под подшипник и 10% -- под муфту, шкив, шестерню или шпонку. Шлифовка производится бархатным напильником или шлифовальной наждачной бумагой, слегка смоченной маслом. Если размеры посадочных поверхностей выходят за размеры допусков, указанных на чертежах, или зона дефектов превышает установленные допуски, то дефекты устраняют одним из следующих методов: электродуговая наплавка, вибродуговая наплавка, газоплазменное напыление, электромеханический метод.

Ремонт с использованием электродуговой наплавки. Перед наплавкой уступы высотой 4 мм и более протачивают на конус под углом 15...20°. Вал или ротор устанавливают сердечником на вращающиеся ролики и производят наплавку, накладывая швы в очередности, обозначенной цифрами на торце вала (рис. 15, а), которая обеспечивает минимальные деформации. При этом шов предыдущего слоя обстукивают молотком и зачищают проволочной щеткой. Полосы наплавленного металла должны выходить за пределы восстанавливаемой поверхности на 0,5...0," и 1,0... 1,5 диаметра вала d, чередуясь через один. При наличии шпоночного паза на восстанавливаемой поверхности наплавку следует начинать с него. После наплавки проводят механическую обработку поверхности. Наплавку обычно производят электродами 342 или ОММ-5.

Центральные отверстия на торце вала восстанавливают следующим образом. Наплавку торца вала ведут от центра к периферии по спирали (рис. б). Затем на токарном станке обрабатывают торец, выдерживая общую длину вала, и засверливают центральные отверстия. При восстановлении центральных отверстий базой служит наружная поверхность сердечника ротора.

Восстановление валов электродуговой наплавкой: а -- посадочная поверхность; б -- торец

Разработанный шпоночный паз восстанавливают электродуговой наплавкой с последующей механической обработкой. Если шпоночные пазы повреждены в валу и сердечнике, то следует сделать шпоночные пазы большего размера и поставить новую шпонку. Если поврежден один шпоночный паз, то его фрезеруют на больший размер и устанавливают ступенчатую шпонку или фрезеруют новый шпоночный паз со смещением его относительно старого на четверть окружности. Выбор способа ремонта зависит от возможностей ремонтного цеха.

1.5 Ремонт валов с использованием вибродуговой наплавки

Автоматическую и полуавтоматическую вибродуговую наплавку открытой дугой в среде защитного газа применяют для восстановления цилиндрических деталей диаметром 8...200 мм. Эта наплавка не требует сложного оборудования, обеспечивает высокую производительность и получение твердой поверхности без ее термообработки. Вибродуговая наплавка является разновидностью электродуговой сварки и осуществляется электродом, вибрирующим с частотой 20... 100 Гц. Толщина наплавляемого слоя составляет 3...5 мм. Перед наплавкой поверхность вала должна быть очищена от загрязнений и масла, а шпоночные пазы -- заделаны медными или графитовыми вставками, чтобы последние выступали над чистовой высотой наплавленного металла на 1 мм. Деталь зажимается в патроне или центрах станка и вращается со скоростью 0,7...4,0 об/мин, а сварочная (вибродуговая) головка перемещается вдоль этой детали со скоростью v„p. Перенос металла происходит небольшими каплями, что обеспечивает формирование плотных слоев наплавленного металла. Напряжение источника тока равно 14...24 В, диаметр электродной проволоки d3 = 1,6 ...2,5 мм, сварочный ток -- 100...250 А. К месту наплавки подают охлаждающую жидкость, через которую в дугу вводят ионизирующие соли, поддерживающие стабильность ее горения.

Ремонт с использованием газоплазменного напыления используется при восстановлении цилиндрических поверхностей, имеющих сплошную выработку на глубину до 3 мм. При восстановлении валов поверхность предварительно подвергают механической обработке, обезжиривают, напыляют подслой (обеспечивает прочную связь основного металла с рабочим слоем покрытия и защиту основного металла от окисления), напыляют рабочий слой и подвергают его механической обработке.
В ЦКБ Союзэнергоремонт была разработана установка для нанесения покрытий на валы диаметром до 250 мм. Ремонтируемый ротор Г (рис.) одним концом вала зажимается в патрон 2, а другим опирается на регулируемую роликовую опору 8. Распылительная головка 5 газового металлизатора МГИ-4П располагается на суппорте станка. Проволока подается с катушки 4. а питание осуществляется от баллонов 1 с пропан-бутаном и кислородом.

Установка газоплазменного напыления: 1 -- баллон; 2 -- патрон; 3 -- распылительная головка; 4 -- катушка; 5-- воздуховод: 6 -- зонт; 7 -- ротор; 8 -- роликовая опора



Профиль поверхности вале, подготовленной к напылению: 1 -- глубина, равная 0,7 ...0,8 мм; 1 -- шаг, равный 1,.,2,0 мм

Для отсоса аэрозолей металла и токсичных продуктов сгорания газов предусмотрена вытяжная вентиляция (зонт 6, установленный в зоне горелки, и воздуховод 5). Частота вращения вала при напылении составляет 0,1...0,6 об/мин. В Предварительной механической обработкой удаляют слой металла, пораженный коррозией, и добиваются устранения эксцентричности вала, конусности и овальности в местах напыления. Для *улучшения сцепления между напыляемым подслоем и поверхностью вала ее затем обрабатывают резцом с углом при вершине 55 ...60° и передним углом, равным нулю. Резец устанавливается ниже оси детали с вылетом 100... 150 мм, благодаря чему в процессе работы он вибрирует, образуя рваную поверхность вала (рис. 17). Подготовку поверхности к напылению можно проводить и накаткой сетчатыми роликами. На концах шеек вала протачивают кольцевые канавки для выхода резца. После этой подготовки напыляют подслой до перекрытия вершин обрабатываемой поверхности на 0,15...0,25 мм. а по окончании напыления накрывают напыленную поверхность и прилегающие к ней поверхности ротора асбестом и выдерживают до полного охлаждения. Перерывы между технологическими операциями процесса напыления должны быть минимальными.

1.6 Электромеханический способ ремонта

Обрабатываемую деталь устанавливают на токарный станок, в зону контакта детали и инструмента подают переменный ток 350... 1500 А при напряжении 2.. 6 В. Один провод подводится к электроконтактному приспособлению, проводящему ток к вращающейся детали, другой -- к изолированному от корпуса станка инструменту. Электрическое сопротивление контакта «деталь --инструмент» велико из-за малой его площади, поэтому в месте контакта выделяется значительная энергия, которая практически мгновенно нагревает зону контакта до высокой температуры. Поверхность детали под действием температуры и радиального усилия инструмента сглаживается или высаживается (в зависимости от профиля инструмента). Объем нагреваемой детали мал по сравнению с массой детали, поэтому охлаждение поверхностного слоя происходит быстро за счет отвода тепла внутрь детали. При этом происходит закалка поверхностного слоя.

Этот метод применяют для чистовой обработки поверхностей вместо шлифовки (чистота Ra = 0,63 ...0,32 мкм), для упрочнения поверхностного слоя на глубину 0,2...0,3 мм и для восстановления изношенной поверхности до 0,4 мм без добавления металла и свыше 0,4 мм с добавлением металла.

Ремонт состоит из двух операций: высадка поверхностного слоя изношенной детали (рис. 18, а) и сглаживание (рис. 18, 6).

Рис. 18. Поверхность вала: а -- после высалки; 6 -- после сглаживания

Высадкой получают винтовой выступ на поверхности детали диаметром D?, при этом вместо срезания стружки происходит пластическая деформация поверхностного слоя. Сглаживание производят радиусной пластиной до размера Д>, при этом повышается твердость поверхности на глубину 0,15 мм.

При износе свыше 0,4 мм после высадки приваривают металл в винтовую канавку роликовым инструментом и подвергают восстановленную поверхность механической обработке.

Восстановление посадочной поверхности вала под сердечник ротора производят после снятия сердечника и определения необходимого диаметра вала после ремонта. При величине зазора между сердечником и валом до 0,12 мм производят продольную накатку посадочной поверхности, при большем зазоре -- добавляют металл одним из рассмотренных способов.

Приспособление для снятия сердечника с вала: 1 -- массивные шайбы; 2 -- сердечник; 3 -- стальной калибр

Исправление кривизны вала: 1 -- призматические опоры; 2 -- индикатор; 3 -- ротор; 4 -- пресс

Съем сердечника с короткозамкнутой обмоткой на роторе трудностей не представляет. Например, для снятия сердечников фазных роторов сначала удаляют из них обмотки, затем для предотвращения смещения листов сердечника 2 в два диаметрально расположенных паза устанавливают стальные калибры 5, имеющие форму пазов. После этого сердечник зажимают между массивными шайбами 1 и выпрессовывают вал.

Исправление кривизны вала осуществляют следующим образом. Медленно поворачивая ротор 3 в центрах или призмах, по стрелочному индикатору 2 определяют кривизну вала. Правку производят при кривизне более 0,02 его длины без демонтажа сердечника и контактных колец. Для этого ротор J устанавливают на призматические опоры 1 и в месте максимального выгиба воздействуют прессом 4. Если это место находится вне сердечника, то опору с противоположной стороны располагают максимально близко к сердечнику, а со стороны изогнутой части -- максимально близко к торцу вала. При этом определить усилие нажатия пресса бывает трудно, поэтому правку проводят в несколько приемов, измеряя каждый раз величину прогиба индикатором 2 и подбирая усилие для следующего приема. Правку прекращают при значениях выгиба менее 0,04...0,05 мм.

2. Расчётная часть проекта

2.1 Подбор материала для ремонта валов

Основными критериями работоспособности валов являются жесткость, объемная прочность и износостойкость при относительных микроперемещениях, которые вызывают коррозию.

В качестве материала валов чаще всего применяют углеродистые и легированные стали (прокат, поковка и реже стальные отливки), так как они обладают высокой прочностью, способностью к поверхностному и объемному упрочнению, легко получаются прокаткой цилиндрические заготовки и хорошо обрабатываются на станках, а также высокопрочный модифицированный чугун и сплавы цветных металлов (в приборостроении). Для неответственных малонагруженных конструкций валов и осей применяют углеродистые стали без термической обработки. Ответственные тяжело нагруженные валы изготовляют из легированной стали 40ХНМА, 25ХГТ и др. Без термической обработки применяют стали 35 и 40, Ст5, Стб, 40Х, 40ХН, ЗОХНЗА, с термической обработкой -- стали 45, 50 и др.

Шейки валов, работающие на трение в подшипниках скольжения, должны иметь более твердую поверхность (НRС=50-60), что может быть достигнуто применением закалки TBЧ или цементации и закалки.

При небольших диаметрах зубчатых колес вал и шестерню выполняют как одно целое. В этом случае материал для изготовления вала-шестерни выбирают в соответствии с требованиями, предъявляемыми к материалу шестерни.

Механическую обработку валов обычно производят в центрах, для чего заготовки валов снабжают центровыми отверстиями. Канавки, галтели, шпоночные пазы на одном валу желательно иметь одинаковых размеров, чтобы обработать их одним и тем же инструментом.

2.2 Теоретический расчет подбора подшипников

Определяют радиальные опорные реакции в вертикальной RB и горизонтальной Rг плоскостях (*при определении опорных реакций радиально-упорных подшипников пролетом между опорами считают расстояние l о учетом угла контакта B, а затем суммарные реакции R для каждой опоры:

2. Выбирают тип и серию подшипника исходя из условий работы, действующих нагрузок и намечаемой конструкции подшипникового узла.

3. Задаются расчетными коэффициентами КK, m, Kб, KT в зависимости от принятого типа и серии подшипника, а затем определяют условную нагрузку Q для каждого подшипника.

4. Задаются долговечностью h подшипника и определяют требуемый коэффициент работоспособности С (формула 12.3). Обычно долговечность подшипника определяется сроком работы машины между капитальными ремонтами. В среднем машиностроении принимают h = 2500…20 000 ч.

5. Зная диаметр цапфы d и требуемый коэффициент работоспособности С, по таблице подбирают подшипник принятого типа, при этом соблюдают условие С?Стабл.

Если С> Cтабл, а долговечность h не может быть уменьшена, то переходят к более тяжелой серии или принимают другой тип подшипника (например, вместо шарикового -- роликовый), и расчет повторяют. В отдельных случаях увеличивают диаметр цапфы вала с целью увеличения Стабл. В этом случае в конструкцию вала вносят изменения.

Если для опор вала принимают одинаковые подшипники (см. рис. 12.28), то расчет и подбор подшипника ведут по наиболее нагруженной опоре. В этом случае уменьшается количество типоразмеров подшипников в машине.

Пример 49. По данным примера 41 подобрать подшипники качения для вала редуктора (см. рис. 11.9, а). Диаметр цапф вала d1 = 40 мм, угловая скорость вала щ = 24,8 рад/сек. Нагрузка нереверсивная, постоянная. В период пуска кратковременная (пиковая) нагрузка в 1,8 раза больше номинальной. Рабочая температура подшипникового узла не должна превышать 65о С. (Начало расчета см. в решениях примеров 40 и 41.)

Решение.

1. Согласно расчетной схеме вала (см. рис. 11.9, б) и решению примера 41 определяем суммарные радиальные опор­ные реакции по формуле (12.9):

2. По условиям работы подшипникового узла (небольшая угловая скорость; отсутствие осевой нагрузки) намечаем для обеих опор наиболее дешевый -- шариковый радиальный однорядный подшипник тяжелой серии типа 400.

3. В соответствии с условиями работы подшипника принимаем:

Кк=1--вращается внутреннее кольцо (см. стр. 335);

Kб = 2,2--подшипники работают с кратковременной (пиковой) нагрузкой, в 1,8 раза больше номинальной;

KT=1 -- рабочая температура подшипника не выше 65о С.

Условная нагрузка подшипников при А = 0 [формула (12.4)]:

для опоры Б: QБ=RБKкK6KТ = 4234·1·2,2·1 = 9310 н;

для опоры Г: QГ = RГKKKбKТ=1889·1·2,2·1=4150 н.

Опора Б является более нагруженной, и по ней ведем дальнейший расчет (подбор) подшипника.

4. Учитывая рекомендации, для подшипников редуктора принимаем желаемую долговечность h =10 000 ч.

Требуемый коэффициент работоспособности подшипника опоры Б [формула (12.3)]

С = 0,2QБ (щh)0.3 = 0,2·9310(24,8·10000)0.3 = 0,2·9310·41,5= 77 200.

5. По диаметру цапфы 40 мм и требуемому коэффициенту работоспособности С = 77 200 по ГОСТ 8338--57 (см. табл. 12.2) подбираем подшипник 408 с размерами dхDхb = 40х110х27, у которого Стабл = 78000.

Для опоры Г принимаем тот же подшипник 408.

Задана 45. Подобрать шариковый радиальный однорядный подшипник для вала коробки передач при следующих данных: радиальная нагрузка на подшипник R = 1000 н, осевая А = 200 н; угловая скорость вала щ = 42 рад/сек; диаметр цапфы d = 45мм. Нагрузка с легкими толчками. Вращается внутреннее кольцо. Температура нагрева подшипника не превышает 80° С. Желаемая долговечность h=8000 ч.

Ответ. Подшипник 309 с Стабл = 57000 (при Кб=1,1).

2.3 Технологический маршрут ремонта вала

Восстановление шпоночного паза:

Операция 005-Наплавочная.

1. Установить деталь на приспособление.

2.Наплавить поверхность шпоночного паза.

3.Снять деталь.

Оборудование: Сварочный преобразователь ПСО-300-2.

Инструмент: Проволока ЭН-15ГЗ-25.

Операция 010-Токарно-винторезная.

1. Установить в трехкулачковый патрон станка.

2. Точить поверхность до диаметра 72, выдерживая шероховатость 0,63.

3. Снять вал.

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

Инструмент: Приспособление оправка концевая, резец токарный проходной прямой ГОСТ 18869-73.

Операция 015- Долбежная.

1.Закрепить деталь на станке.

2.Долбить шпоночный паз на глубину 7 мм.

3.Снять деталь.

Оборудование: долбежный станок ГД-200, станочные приспособления.

Инструмент: Насадка пазовальная для долбежных станков, длина 10мм ГОСТ 6648-79.

Операция 020-Контрольная.

1.Произвести контроль восстановленной шпонки

Оборудование: Гладкие калибры.

Разработка технологического процесса на восстановление поверхности

Выбор режущего инструмента

Выбор режущего инструмента.

Резец токарный проходной прямой ГОСТ 18869-73

Н - 25 мм.

В - 16 мм.

L - 140 мм.

c - 8.

Выбор металлорежущего оборудования

Принимаю токарно-винторезный станок модели 16К20.

Наибольшее перемещение стола

Продольное 645 мм

Поперечное 300 мм

Число оборотов шпинделя в минуту: 1600

Мощность электродвигателя - 11 кВт.

Выбор и расчет режимов резания

Принимаем:

Подача Sz=0,5 мм/зуб

Глубина резания: t=6 мм

1. Скорость резания.

Vp= (Cv / (Тm * tx * Sy ))* Kv

Период стойкости Т=50 мин.

Коэффициенты Cv =350

Показатели степени x=0,15 y=0,35 m=0,2

Поправочный коэффициент на скорость резания.

Kv=Кмv*Кпv*Киv

Поправочный коэффициент, учитывающие физико-механические свойства материала детали:

Кмv=(750 / д) n

Кмv=(750/1200)1 = 0,625

Коэффициент, учитывающий состояние поверхности

Кnv=0,9

Коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

Киv=1.

Кv=0,625*0,9*1=0,5625

Vр=(350) / (500,2 * 0,50,35 * 60,15 )* 0,5625= 91,2 м/мин

Частота вращения шпинделя:

об/мин

Используя техническую характеристику станка принимаем: об/мин

Действительная скорость резания:

м/мин

Выбор режущего и мерительного оборудования

1. Фрезерная операция.

Принимаю универсально-фрезерный станок модели 6Н81. Размеры рабочей поверхности стола 250*1000 мм.

Наибольшее перемещение стола

Продольное 600 мм

Поперечное 200 мм

Вертикальное 340 мм.

Число оборотов шпинделя в минуту: 65-1800

Мощность электродвигателя - 1,7 кВт.

Выбор режущего инструмента.

Фреза для сегментных шпонок ГОСТ 6648-79

Диаметр фрезы - 25 мм.

Толщина фрезы - 6 мм.

Диаметр отверстия под вал - 12 мм.

Число зубьев - 8.

Выбор и расчет режимов резания

Фрезерная операция.

1. Глубина фрезерования.

t=0,4 мм / сторону.

Ширина фрезерования.

В=Ддет=6 мм.

2. Подача.

При чистовом фрезеровании принимается подача на оборот фрезы в зависимости от шероховатости, типа фрезы и материала зубьев.

Sо=0,036 мм/об.

Подача на зуб

Sz= So / z

Sz=0,036 / 8 =0,0045 мм / зуб

3. Скорость резания.

Vp= (Cv*Dфq * Kv) / (Тm * tx * Sy * By * Zp)

Период стойкости фрезы Т=50 мин.

Коэффициенты Cv =53

Показатели степени q=0,26. x=0,3 y=0,2 u=0.2 p=0,1 m=0,2

Поправочный коэффициент на скорость резания.

Kv=Кмv*Кпv*Киv

Поправочный коэффициент, учитывающие физико-механические свойства материала детали:

Кмv=(750 / д*В) n

Кмv=(750/450*6)1 = 0,27

Коэффициент, учитывающий состояние поверхности

Кnv=1

Коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

Киv=1.

Кv=0,27*1*1=0,27

Vр=(53*2080,26 * 0,27) / (500,2 * 0,40,3 * 0,0360,2 * 60,2 * 80,1) = 42 м/мин

Частота вращения шпинделя: об/мин

6.1 Выберем необходимое оборудование для наплавочной операции

Для питания сварочного тока выбираем сварочный преобразователь ПСО-300-2. Преобразователь предназначен для ручной сварки и наплавки. Краткая техническая характеристика приведена ниже.

Сила номинального тока - 300 А.

Пределы регулирования силы тока - 75-320 А.

Напряжение холостого хода - 75 В.

Номинальное напряжение - 30 В.

Мощность генератора - 9 кВ·А.

Мощность преобразователя - 14 кВ·А.

Внешняя характеристика - падающая.

Масса - 430 кг.

Для установки детали выбираем также стол для электросварочных работ ОРГ-1468-04-340. Техническая характеристика стола:

Габаритные размеры, мм:

длина - 1155.

ширина - 745.

высота - 645.

Масса - 122 кг.

Стол оснащен ящиками для инструментов и электродов.

Для проведения наплавочных работ необходим таrже электродержатель и щиток. Выбираем электродержатель ЭДВ-300 и щиток НН-Э-105-У1.

Выбор режущего и мерительного оборудования.

Принимаю круглошлифовальный станок модели 3М150.

Число оборотов шпинделя в минуту: 100-1000

Мощность электродвигателя - 4 кВт.

Выбор режущего инструмента.

Шлифовальный круг ГОСТ 2424-83

50*40*20

D=50

T=40

H=20

Выбор режимов резания.

Допускаемая скорость вращения круга 35 м/сек.

Фактическая скорость:

м/сек

частотой вращения nК=1000 об/мин.

Скорость резания принимается

Vкр=31,4 м/мин

Расчетное число оборотов детали:

об/мин

Принимаю по паспорту nn=150 об/мин, тогда фактическая скорость резания:

м/мин.

Продольная подача.

мм/об;

где: ВК - ширина круга, мм.

Глубина шлифования (поперечная подача в мм/ход стола).

SПОП=0,005…0,015 мм/ход стола.

По паспорту SПОП=0,015 мм/ход стола.

Длина рабочего хода круга.

LРХ1=l02+ВК - при выходе круга в обе стороны;

LРХ2,3=l01+0,5ВК - при выходе круга в одну сторону;

LРХ1=36+20=56 мм.

LРХ2=18+0,5 20=28 мм;

LРХ3=62+0,5 20=72 мм.

2.4 Безопасность труда при проведении ремонтных работ

При проведении ремонтных работ на каждом технологическом участке должны соблюдаться как общие, так и специальные меры безопасности. Ремонтные работы связаны с проведением большого числа подъемно-транспортных операций. Поэтому при демонтаже и монтаже оборудования и металлоконструкций нельзя допускать пребывания людей в зоне подъема и перемещения грузов.

Ремонтные работы на высоте выполняют, используя постоянные площадки. В случае нх отсутствия устраивают прочные и устойчивые подмостки, оборудованные перилами н бортами снизу высотой 200 мм . При работе на кровле здания или проведения работ по ремонту металлоконструкций перекрытия обязательно применение предохранительных поясов. Рабочие, работающие на высоте, обеспечиваются сумками для хранения инструмента. Все рабочие и инженерно-технические работники, участвующие в ремонте, обеспечиваются защитными касками.

Демонтируемые валы укладывают таким образом, чтобы исключить возможность их падения, откатывания или перемещения.

Огнеопасные материалы для чистки оборудования применяют только по специальному разрешению начальника цеха или его заместителя. Все работы с огнеопасными материалами производят под руководством инженерно-технического работника с соблюдением всех мер пожарной безопасности. В случае разлива смазочных материалов на настил пола или на оборудование немедленно принимают меры к их удалению.

Для ремонта валов расположенных на высоте, при отсутствии стационарных площадок надо применять инвентарные металлические леса с лестницами. Площадки лесов должны быть ограждены перилами высотой не менее 1,5 м и иметь снизу сплошную обшивку высотой не менее 180--200 мм назначенные ими ответственные лица производят опробование механизмов (прокрутку).

Опасно также одновременное проведение работ на разных уровнях по высоте. Выполнение таких работ должно предусматриваться графиком в различное время либо должны быть приняты специальные меры безопасности.

Электросварочные работы производят после ограждения рабочего места переносными щитами. Подручные электросварщика и вспомогательные рабочие, занятые на сварке, обеспечиваются защитными очками со светофильтрами. При проведении электросварочных работ на высоте зону искр отмечают условными знаками.

Для установки кислородных и ацетиленовых баллонов для автогенных работ оборудуют специальные места у стен или опорных колонн. Шланги, подводящие газ к резаку, размещают таким образом, чтобы исключить вероятность придавливания их или повреждения. Для переноски баллонов с газом применяют специальные носилки. Транспортировку баллонов осуществляют два человека. Правилами безопасности запрещена переноска баллонов с газом одним человеком, особенно на плече, так как в случае падения баллона может произойти взрыв. Рабочие, осуществляющие переноску баллонов, должны пользоваться только чистыми рукавицами, так как попадание масла при неплотно закрытом вентиле и просачивании кислорода приводит к его самовозгоранию.

Газосварщики, постоянно контролируя состояние измерительной и регулирующей аппаратуры, в случае неисправности заменяют новой аппаратурой. Пустые баллоны немедленно удаляют из цеха.

2.5 Пожарная безопасность на предприятии при ремонте

· формирование системы пожарной безопасности, обеспечивающей эффективность мероприятий, направленных на предотвращение и ограничение распространения пожара;

· обеспечение объектов предприятия необходимыми средствами контроля, оповещения и пожаротушения;

· создание условий, направленных на соблюдение работниками требования пожарной безопасности и поддержания противопожарного режима;

· развитие компетентности администрации и работников в области пожарной безопасности;

· не допускать отклонений от стандартов, технических регламентов, принятой практики и процедур выполнения работ, которые могут привести к возникновению возгорания или пожара.

Организация работ по пожарной безопасности должна включать:

1. разработку и внедрение системы управления пожарной безопасностью согласно требованиям руководящих документов;

2. общее руководство и контроль за состоянием пожарной безопасности на предприятии, контроль за соблюдением законодательных и иных нормативных правовых актов, требований, правил и инструкций по пожарной безопасности. Контроль за выполнением служебных обязанностей подчиненными;

3. обеспечение пожарной безопасности при проведении технологических процессов, эксплуатации оборудовании, производстве пожароопасных работ;

4. установка и контроль за состоянием средств контроля, оповещения и пожаротушения;

5. организацию разработки и обеспечение выделения финансовых средств на реализацию мероприятий по обеспечению пожарной безопасности;

6. проведение обучения и инструктажа работников предприятия по пожарной безопасности;

7. обеспечение электробезопасности предприятия.

1. Разработка системы управления пожарной безопасностью.

На предприятии должны быть разработаны основные требования пожарной безопасности, включающие требования к безопасности людей, посетителей (покупателей), требования к производственным, служебным, вспомогательным и другим помещениям, требования к содержанию и эксплуатации отопления, вентиляции, машин и оборудования, хранению товаров и материалов, обеспечение электробезопасности, требования к содержанию автотранспортных средств и другие, а также порядок совместных действий администрации предприятия и пожарной охраны при ликвидации пожаров.

2. Руководство и контроль за состоянием пожарной безопасности на предприятии. Ответственность за организацию пожарной безопасности несет руководитель предприятия. Ответственность за организацию пожарной безопасности в цехах и подразделения несут начальники цехов и руководители подразделений. В их должностных инструкциях должны быть прописаны права, обязанности и ответственность за соблюдением правил пожарной безопасности. На предприятии должны быть оформлены документы по пожарной безопасности (список документов см. ниже).

Контроль за соблюдением требований руководящих документов и локальных актов по охране труда, а также за соблюдением на предприятии противопожарного режима осуществляет ответственный за пожаробезопасность предприятия.

3. Обеспечение пожарной безопасности при проведении технологических процессов, эксплуатации оборудовании, производстве пожароопасных работ.

Действующие нормативные документы устанавливают жесткие требования к техническому состоянию оборудования (сюда входят машины, станки, механический и ручной инструмент, лифты, конвейеры и другое оборудование, потенциально опасное для человека). Также предъявляются требования по противопожарному состоянию оборудования, и поддержание противопожарного режима при его эксплуатации.

4. Установка и контроль за состоянием средств контроля, оповещения и пожаротушения.

На предприятии должен быть издан приказ о проверке систем пожаротушения и автоматической пожарной сигнализации, а также об ответственном за их исправное состояние. Количество первичных средств пожаротушения в помещениях зависит от категории этих помещений. Подробно об этом говорится в «НПБ 105-95. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». Согласно этому документу помещения по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяются на категории А, Б, В1-В4, Г и Д, а здания - на категории А, Б, В, Г и Д.

5. Организация разработки и обеспечение выделения финансовых средств на реализацию мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

Нельзя забывать о том, что вся работа по созданию и поддержанию пожарной безопасности предприятия начинается с составления годового плана противопожарных мероприятий. Исходя из намеченных мероприятий готовится предложение по бюджету предприятия на очередной финансовый год. И, конечно же, без финансирования не может быть качественной противопожарной защиты.

6. Обучение по пожарной безопасности специалистов, служащих и рабочих включает:

- проведение вводного, первичного, повторного, внепланового и целевого инструктажей;

- организация занятий по пожарно - техническому минимуму;

- проведение учений и противопожарных тренировок.

7. Электробезопасность

Обеспечение электробезопасности на предприятии важно не только с точки зрения защиты людей от поражения электрическим током, но и в целях пожаробезопасности. По статистике, около половины пожаров происходят из - за нарушений электробезопасности. Для организации работ по обеспечению электробезопасности приказом руководителя назначается ответственное лицо за электрохозяйство предприятия. На него возлагаются следующие обязанности: обеспечение безопасности работ в электроустановках, организация систематического проведения замеров сопротивления изоляции и заземления, контролировать соблюдение работниками предприятия требований правил, норм, инструкций по охране труда в области электробезопасности, организовывать разработку и внедрение более совершенных блокировочных, отключающих, защитных устройств, обеспечивающих безопасность монтажа, ремонта и обслуживания энергетического оборудования и другие.

Список используемой литературы

1. http://gigabaza.ru/doc/45195.html

2. http://allbest.ru

3. http://leg.co.ua

4. Чичаев, В. А. Оборудование целлюлозно-бумажного производства, т 1

5. Эйдлин, И. Я. Бумагоделательные и отделочные машины Текст / И. Я. Эйдлин - М.: Лесн. пром-сть

Размещено на Allbest.ru