126298 (593216), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Выявлено, что увеличение D_k, P_a и снижение t_эл способствуют увеличению маслоемкости и смачивающейся способности покрытий хрома и железа, которая выше у аналогичных покрытий, полученных другими способами.

Наиболее существенное влияние на производительность гальваномеханического способа нанесения покрытий оказывают температура электролита, катодная плотность тока и тип применяемого инструмента. Замечено, что при гальваномеханическом хромировании производительность увеличивается в 20…50 раз, а при железнении по сравнению со стационарными условиями электролиза – в 5…10 раз.

4.2 Принцип действия приспособления

В процессе работы электролит из ванны (1) за счет действия насоса (2) поступает через кран-распределитель (3) по нагнетательному трубопроводу (4) в корпус приспособления. Подача воды осуществляется одновременно с электролитом. Кран-распределитель (3) настраивается на подачу воды в количестве, равном количеству испарившейся воды в процессе нанесения покрытия. Электролит попадает в корпус, где затем под действием электрического тока соприкасается с внутренней поверхностью гильзы. Далее через кожух по трубопроводу электролит поступает обратно в ванну. Процесс циркуляции электролита непрерывен на протяжении всей стадии нанесения покрытия.

4.3 Расчет приспособления

4.3.1 Расчет времени осаждения металла

Определим время, которое понадобится для восстановления внутренней поверхности гильзы двигателя Д-240.

Необходимо вычислить площадь покрываемой поверхности. У гильзы она представляет собой цилиндр:

мм² (4.1)

Толщина слоя покрытия:

, (4.2)

где D_k – плотность тока на катоде, А/дм²;

– выход по току, %;

с – электрохимический эквивалент, г / Ач;

– плотность металла, г/см³.

Необходимо выполнить хромирование гильзы гальваномеханическим способом и получить слой толщиной 0,3 мм. Из формулы (4.2) находим продолжительность осаждения t:

мин. (4.3)

Количество осаждаемого на катоде металла:

г. (4.4)

4.3.2 Определение усилия зажатия гильзы

При восстановлении внутренней поверхности гильзы гальваномеханическим способом, необходимо обеспечить прочность закрепления гильзы в призмах без возникновения проворачивания и вибраций.

Для этого необходимо выполнение следующего условия , то есть момент от силы резания ( ) должен быть равен или больше момента силы резания ( ).

Для определения момента от силы резания находим тангенциальную составляющую усилия резания при расточке цилиндра [9]:

, (4.5)

где t – глубина резания, мм

S – подача

Сpz – коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала.

Для чугуна СЧ21–40 твердость 190 HB значение Сpz=92

H

Момент от тангенциальной составляющеей силы резания будет равен:

(4.6)

где – радиус резания, мм

Н мм.

Момент от силы трения должен быть больше момента от силы резания ( ).

, (4.7)

Значит

или H

Для определения момента от силы трения необходимо найти силу трения призм по внешней поверхности гильзы:

(4.8)

где – сила нормального давления, создаваемая призмами на гильзу, будет действовать в направлении к центру окружности гильзы перпендикулярно поверхностям призм.

f – коэффициент трения призм о гильзу (f=0,2 – чугун по стали).

Из (4) можно найти нормальную силу:

H (4.9)

Тогда сила, действующая в направлении движения призм:

H (4.10)

где – угол между направлением движения призм и силой нормального давления (30º).

4.3.3 Расчет валов

Основной расчет валов заключается в построении эпюр крутящих и изгибающих моментов методами сопротивлений материалов [10].

Расчет валов производился с использованием программы APM Beam. Графики построения изгибающего и крутящего моментов для наиболее загруженного вала (см. поз. 19, лист 4 графической части) представлены в приложении 2.

Далее по графикам определяем наиболее опасное сечение, то есть с наибольшими изгибающими моментами и рассчитываем изгибающий момент:

Н м, (4.11)

где – изгибающий момент в вертикальной плоскости;

– изгибающий момент в горизонтальной плоскости.

Эквивалентный момент:

Н м (4.12)

Расчетный диаметр вала:

( 4.13)

МПа,

где [ ] – допускаемый предел прочности стали,

– предел прочности стали,

n – коэффициент запаса прочности.

мм

Принимаем диаметр вала d=18 мм, так как на валу необходима резьба стандартного диаметра.

4.3.. Расчет необходимого момента завинчивания резьбы

Необходимый момент завинчивания резьбы находится по формуле:

, (4.14)

где – момент трения в резьбе;

– момент трения на торце гайки или болта. В нашем случае =0.

Тогда завинчивания находится по формуле:

, (4.15)

где – осевая сила;

– средний диаметр резьбы;

– угол подъема резьбы;

– угол трения в резьбе.

H мм

4.3.5 Расчет болтов на растяжение

Так как на вал при зажатии гильзы будет действовать осевое усилие от призм, необходимо рассчитать диаметр винта, чтобы выдержать нагрузку от давления вала на крышку.

Из сопротивления материалов и деталей машин известно [10]:

( 4.16)

где – действующее напряжение, МПа;

– сила, действующая на деталь, Н;

– площадь действия нагрузки, мм².

Условие прочности болта при растяжении:

; (4.17)

МПа;

– предварительный затяг.

Тогда наименьший диаметр вала:

мм. (4.18)

По конструктивным соображениям принимаем диаметр болта 6 мм.

4.3.6 Расчет крышки на изгиб

1. Определяем опорные реакции

;

;

Н;

;

;

Н;

2. Проверка:

;

;

– реакции найдены верно.

3. 1 участок.

Н;

U	0	217
Mx	0	5,85

2 участок.

Н;

U	0	217
Mx	5,85	0

4. Строим эпюры от действия изгибающих сил и моментов (рис. 5.2).

5. Условие прочности при выборе размеров прямоугольного сечения:

, (4.19)

где – моменты по оси x и y соответственно в наиболее опасном сечении,

– осевые моменты сопротивления изгибу.

Из условия прочности (5.19) определяем :

; (4.20)

; . (4.21)

Так как в нашем случае вид нагружения – прямой поперечный изгиб, то , т.е.:

;

мм.

Рис. 5.2. Эпюра сил и моментов от действия сил

Минимально необходимая толщина крышки, которая необходима для выполнения условия прочности 1,95 мм. Из конструктивных соображений принимаем окончательную толщину 10 мм.

5. Разработка технологической карты

Технологический процесс восстановления гильзы сводится к растачиванию гильзы (для восстановления геометрии внутренней поверхности цилиндра), гальваномеханическому процессу нанесения покрытий (декапирование 15…85 с, нанесение покрытия с выходом на режим в течение 8…10 мин, с плавным увеличением плотности тока до оптимального), последующей промывке детали в проточной воде, их нейтрализации и ополаскиванию.

Таким образом для восстановления внутренней поверхности гильзы Д-240 необходимо провести операции:

– растачивание на станке 278Н;

– электрохимическое хонингование на станке 3Б833;

– промывка детали.

5.1 Расточка гильзы

Число проходов [11]:

, (5.1)

где h – припуск на обработку, мм (h = 0,2);

t – глубина резания, мм (t = 0,2);

.

Выбираем значение подачи [11]:

S = 0,3 мм/об.

Скорость резания [11]:

V_p = 65 м/мин.

Определяем число оборотов, об/мин [11]:

, (5.2)

где D – диаметр детали, мм;

Из технического паспорта станка выбираем обороты меньшие расчетных n_ф = 160 об/мин.

Фактическая скорость резания с учетом выбранной частоты вращения:

м/мин (5.3)

Основное время, мин [10]:

(5.4)

где l – длина обрабатываемой поверхности детали, мм;

у – величина врезания и перебега режущего инструмента, мм.

мин

Вспомогательное время [11]:

Т_всп = 2,9 + 0,5 = 3,4 мин (5.5)

Дополнительное время [11]:

(5.6)

где Т_оп = Т_о + Т_всп – оперативное время, мин;

К_доп – процентное отношение дополнительного времени к оперативному (для расточки К_доп = 7)

Штучное время, мин [11]:

Т_шт = Т_о + Т_всп +Т_доп = 5,21 + 3,4 + 0,6 =9,21 (5.7)

Подготовительно-заключительное время [10]:

Т_пз = 9 мин

Норма времени, мин [11]:

(5.8)

где – количество деталей в партии, шт. [11].

где К= 0,04…0,25 – показатель эффективности использования оборудования. Принимаем К = 0,2.

5.2 Гальваномеханическое хромирование гильзы

Гальваномеханическое хромирование представляет собой разновидность электрохимического хонингования.

Параметры хонингования выбираются экспериментально [7]:

i = 1;

значение подачи: S = 10 мм/об;

число оборотов: n = 400 об/мин.

Фактическая скорость резания с учетом выбранной частоты вращения:

м/мин

Основное время будет равно продолжительности осаждения покрытия, которое уже определялось в пункте 4.3. Для толщины покрытия 0,3 мм продолжительность осаждения 32,5 мин

Т_о = 32,5 мин

Вспомогательное время:

Т_всп = 1 + 0,6 = 1,6 мин.

Дополнительное время:

Для хонингования К_доп = 9

мин.

Штучное время:

Т_шт = 32,5 + 1,6 + 3,07 = 37,17 мин.

Подготовительно-заключительное время:

Т_пз = 7 мин

шт.

Принимаем n_шт = 2 шт.

Норма времени для расточки, мин:

мин.

Норма времени для хонингования, мин:

мин.

5.3 Промывка гильзы

Характеристики

Список файлов ВКР