124083 (Разработка технологического процесса производства и технического контроля зубчатого колеса промежуточного вала)

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 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 на твердость 56…62 HRС. Заготовку детали получают методом пластического деформирования.

2 ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ОБЪЕКТА В РЕДУКТОРЕ

Зубчатое колесо служит для передачи крутящего момента с быстроходного вала на промежуточный. Зубчатое колесо в паре с шестерней быстроходного вала образует первую ступень преобразования крутящего момента. При работе зубчатого колеса в редукторе контактную 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 качества зубчатых колес, 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) глубина цементации.

При входном контроле качества материала стали марки 12ХН3А, определяют такие показатели, как:

• химический состав;

• механические свойства;

• микро- и макроструктура;

• основные и технологические свойства;

• геометрические размеры;

• качество поверхности металлопродукции

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДЕТАЛИ

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

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 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 для готового изделия не регламентируются и должны соответствовать общим показателям физико-механических свойств стали марки 12ХН3А.

Требования, предъявляемые к качеству материала при входном контроле приведены соответственно в таблице 2 и 3.

Таблица 2 - Химический состав в стали 12ХН3А

Таблица 3 - Механические свойства стали 12ХН3А

4. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССА КОНТРОЛЯ. СТАТУС КОНТРОЛЯ

При контроле качества проверяется соответствие показателей качества установленным требованиям.

Задача приемочного контроля – изъятие бракованных изделий. При этом необходимо не допустить попадания некачественного изделия потребителю.

Основными задачами входного контроля являются:

проведение контроля наличия сопроводительной документации на продукцию;

контроль соответствия качества и комплектности продукции требованиям конструкторской и нормативно-технической документации;

накопление статистических данных о фактическом уровне качества получаемой продукции и разработка на этой основе предложений по повышению качества и, при необходимости, пересмотру требований НТД на продукцию;

периодический контроль за соблюдением правил и сроков хранения продукции поставщиков.

При входном контроле качества материала стали марки 12ХН3А главной задачей является изъятие изделия, не соответствующего установленным требованиям. Цель такого контроля – предупреждение брака.

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.

Для приемочного контроля зубчатого колеса и входного контроля качества материала целесообразно применять статистический контроль. Потребитель, как правило, не имеет возможности контролировать качество продукции в процессе ее изготовления. Тем не менее, он должен быть уверен, что получаемая им от изготовителя продукция соответствует установленным требованиям, и, если это не подтвердится, он вправе потребовать от изготовителя замены брака или устранения дефектов.

Основным видом контроля поступающих потребителю сырья, материалов и готовых изделий является статистический приемочный контроль качества продукции.

В отраслях промышленности статистические методы применяются для проведения анализа качества продукции и процесса. Анализом качества является анализ, посредством которого с помощью данных и статистических методов определяется отношение между точными и замененными качественными характеристиками. Анализом процесса является анализ, позволяющий уяснить связь между причинными факторами и такими результатами, как качество, стоимость, производительность и т.д. Контроль процесса предусматривает выявление причинных факторов, влияющих на бесперебойное функционирование производственного процесса. Качество, стоимость и производительность являются результатами процесса контроля.

Статистические методы контроля качества продукции в настоящее время приобретают все большее признание и распространение в промышленности. Научные методы статистического контроля качества продукции используются в следующих отраслях: в машиностроении, в легкой промышленности, в области коммунальных услуг.

Основной задачей статистических методов контроля является обеспечение производства пригодной к употреблению продукции и оказание полезных услуг с наименьшими затратами.

Статистические методы контроля качества продукции дают значительные результаты по следующим показателям:

• повышение качества закупаемого сырья;

• экономия сырья и рабочей силы;

• повышение качества производимой продукции;

• снижение затрат на проведение контроля;

• снижение количества брака;

• улучшение взаимосвязи между производством и потребителем;

• облегчение перехода производства с одного вида продукции на другой.

Главная задача – не просто увеличить качество продукции, а увеличить количество такой продукции, которая была бы пригодной к употреблению.

Два основных понятия в контроле качества – это измерение контролируемых параметров и их распределение. Для того чтобы можно было судить о качестве продукции необязательно измерить такие параметры, как прочность материала, бумаги, масса предмета, качество окраски и т.д.

Второе понятие – распределение значений контролируемого параметра – основано на том, что нет двух совершенно одинаковых по величине параметров у одних и тех же изделий; по мере того, как измерения становятся все более точными, в результатах измерений параметра обнаруживаются небольшие расхождения.

Изменчивость «поведения» контролируемого параметра бывает 2 видов. Первый случай – когда значения его составляют совокупность случайных величин, образующихся в нормальных условиях; второй – когда совокупность его случайных величин образуется в условиях, отличных от нормальных под действием определенных причин.