Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН СЕВЕРО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. КОЗЫБАЕВА А.Л. ДЕРМАН КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Петропавловск 2020 г. СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЬ 1 - Технологический процесс. Лекция 1. Тема 1: Общие положения. 1. Цели и задачи курса. 2. Производственный процесс АТП. Лекция 2. Тема 2: Технологический процесс. 1. Порядок составления и оформления технологических карт. 2. Классификация технологического оборудования. 3. Автоматизация и механизация технологических операций. Лекция 3. Тема 3: Технологический процесс (продолжение). 1. Нормирование работ 2. Анализ разработанной технологической документации Лекция 4. Тема 4: Патентный поиск 1. Открытие. 2. Изобретение. 3. Рационализаторское предложение. 4. Общие положения патентного законодательства. Классификаторы изобретений. МОДУЛЬ 2 - Принципы и задачи конструирования. Лекция 5. Тема 5: Принципы и задачи конструирования. 1. Показатели различных видов оборудования. 2. Факторы, влияющие на конечную стоимость продукции. 3. Унификация и стандартизация. 4. Образование производных машин на базе унификации. 5. Уменьшение номенклатуры объектов производства. 6. Ряд предпочтительных чисел. Лекция 6. Тема 6: Закрепление объектов обработки. 1. Базирование агрегатов, сборочных единиц, деталей при выполнении работ. Лекция 7. Тема 7: Закрепление объектов обработки (продолжение). 1. Расчёт сил зажима деталей. 2. Зажимные устройства приспособлений. МОДУЛЬ 3 - Отдельные виды соединений. Лекция 8. Тема 8: Соединения с натягом. Лекция 9. Тема 9: Резьбовые соединения. Лекция 10. Тема 10: Клепаные соединения. Лекция 11. Тема 11: Сварные, паяные и клееные соединения МОДУЛЬ 4 - Проектирование отдельных видов технологического оборудования. Лекция 12. Тема 12: Особенности проектирования оборудования для уборочно-моечных работ. Лекция 13. Тема 13: Особенности проектирования разборочно-сборочного и слесарно-механического оборудования. Лекция 14. Тема 14: Смазочно-заправочное оборудование. МОДУЛЬ 1 - Технологический процесс. Лекция 1. Тема 1: Общие положения 1. Цели и задачи курса Основная цель состоит в том, чтобы дать необходимые теоретические данные, практические навыки и ознакомить с технической терминологией, необходимой при решении инженерных задач, при создании новых и совершенствовании существующих технических средств, обеспечивающих повышение качества выполняемых работ и снижение себестоимости. Вы должны ознакомиться с основными направлениями механизации и автоматизации отдельных технологических операций и процессов ТО, диагностики и ремонта автомобилей; изучить общую методику выполнения проектных и опытно-конструкторских работ (ОКР); изучить вопросы унификации и стандартизации изделий; изучить общую методику и особенности расчета, конструирования и эксплуатации моечно-очистного, дефектовочного, разборочно-сборочного, испытательного, подъемно-транспортного и другого технологического оборудования и оснастки; рассмотрение отдельных ГОСТов. Изучение курса базируется на знаниях полученных Вами при изучении ряда дисциплин, предусмотренных учебными планами (в раннее оконченных учебных заведениях и изучаемых сейчас параллельно), таких как: инженерная графика (черчение); теоретическая механика; сопротивление материалов; материаловедение; технология конструктивных материалов; ТММ; Детали машин; электротехника; гидравлика и гидропривод; теплотехника; взаимозаменяемость, метрология и стандартизация; автомобили и ДВС; ТЭА; технология ТО и ТР. Этим курсом практически завершается конструкторская подготовка. 2. Производственный процесс АТП Производственный процесс АТП - совокупность последовательных действий людей и орудий производства, обусловленных спецификой предприятия. Производственный процесс АТП включает: подготовку АТС к видам воздействия, средств производства и организации рабочих мест; получение, хранение и транспортировку эксплуатационных материалов, запчастей и инструмента; все виды и стадии ТО и ремонта АТС; осуществление контрольно-регулировочных и диагностических работ на всех стадиях производства. Часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства называется технологическим процессом (ТП). Лекция 2. Тема 2: Технологический процесс. 1. Порядок составления и оформления технологических карт ТП - совокупность операций, выполняемых в определенной последовательности в соответствии с техническими условиями. Общая схема ТП восстановительного воздействия на транспортное средство: мойка; диагностика; разборочно-сборочные, монтажно-демонтажные, контрольно-регулировочные работы; дефектация; комплектация; участковые и цеховые работы. Средства выполнения ТП - оборудование, оснастки, специальные устройства, эксплуатационные материалы. Технологическое оборудование - орудия производства, в которых для выполнения определенной части ТП размещаются материалы и заготовки, средства воздействия на них и при необходимости источники энергии ( станки, печи, стенды и т.д.) Технологическая оснастка - орудия производства, добавляемые к оборудованию для выполнения ТП. (инструменты, приспособления, штампы, пресс-формы и т.д.) Составляющие ТП: Технологическая операция - законченная часть ТП, выполняемая на одном рабочем месте. Технологический переход - законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. Рабочий ход - законченная часть перехода, представляющая собой однократное перемещение инструмента относительно обрабатываемой заготовки, сопровождаемое изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств материалов заготовки. Совершенствование технологии ремонта автомобиля или ТО должен идти по пути повышения производительности труда и качества ремонта. Так, например: 1. При моечно-очистных работах наряду с использованием новых эффективных моющих растворов необходимо использовать следующие факторы: вибрация; ультразвуковые колебания; твердые очищающие компоненты; в моющих составах обеспечивать кипящий раствор за счет подачи воздуха, нагрева, постоянного помешивания раствора и т.п.; оптимизация температуры, тем самым интенсифицируется подвод моющих компонентов и активизируется процесс. 2. ТП разборки должны совершенствоваться в направлении повышения производительности и качества разборки резьбовых соединений, заклепанных и прессованных соединений, клеевых и т.п. Перед разборкой резьбовых соединений рекомендуется применять соединения ПАВ (поверхностно-активные вещества) или разделяющие среды, предотвращающие разрушение резьбы. При разборке заклепанных соединений рекомендуется находить возможность применения нетрадиционных методов. Механизация разборки заклепочных соединений возможна при разработке и применении механизированных устройств, с помощью которых проводят высверливание заклепок или срезание их головок. Механизация разборки прессовых соединений возможна при использовании специальных приспособлений (станочных или ручных, навешиваемых непосредственно на разбираемую деталь), пневмо- и гидропрессов, глубокое охлаждение охватываемой детали (при наличии в ней отверстий и полостей) и наоборот умеренный нагрев охватывающей детали непосредственно перед приложением распрессовочного усилия. 3. Совершенствование процесса дефектации предполагает использования более совершенных средств обнаружения дефектов. Необходимо разрабатывать и внедрять автоматизированные системы контроля, дефектации, диагностики (основанные на электромагнитных, ультразвуковых колебаниях; оптических и термопреобразователях различных типов и т.п.). 4. Совершенствование процесса сборки немыслимо без улучшения моечно-очистных операций проводимых непосредственно перед сборочно-разборочными операциями. Для массового и крупно - серийного производства перспективно и широко применяются в настоящее время роботы и манипуляторы, роторные и автоматические линии. Рециклинг - комплексное решение проблемы производства новых автомобилей, их утилизации и создания фонда запчастей. В настоящее время в ряде наиболее развитых стран производителей автомобильного транспорта более 70% потребности в запчастях покрывается за счет разборки и дефектации аварийных и утилизированных автомобилей; так в странах Европейского содружества ежегодно отправляется на свалку более 9 млн. машин. В настоящее время создается производство автомобилей, предусматривающее замкнутый технологический цикл, с использованием автомобилей возвращающихся с эксплуатации, что буквально означает «возвращение в оборот» Только в Германии существует более чем 70 предприятий по переработке автомобилей. Это позволяет использовать вторично до 75% массы машин (в новых моделях до 95%). Вторичное использование запчастей в 2 раза уменьшает их стоимость. 2. Классификация технологического оборудования для ТО и ремонта автомобилей Технологическое оборудование - орудия производства, в которых для выполнения определенной части ТП размещаются материалы и заготовки, средства воздействия на них и при необходимости источники энергии. Технологическая оснастка - орудия производства, добавляемые к оборудованию для выполнения ТП (инструменты, приспособления, штампы, пресс-формы и т.д.). В предыдущей лекции приводились примеры разнообразия ТП в ремонтном производстве на АТП, пути повышения производительности работ и качества ремонта по основным наиболее сложным и трудоемким видам, особенно работам с вредными условиями труда (УМР, окрасочные работы при ремонте кузовов и кабин, сюда же можно отнести шиномонтажные работы и работы по ремонту аккумуляторов, где, в частности в настоящее время, отмечена тенденция по снижению вредности работ в связи совершенствованием конструкции аккумуляторов). Основное направление изменений в структуре оборудования для ремонтных воздействий - повышение совершенства при внутренней сложности конструкции и одновременно значительно большем удобстве и простоте использования. Рассмотрим классификацию технологического оборудования для ТО и ремонта автомобилей. Средства обеспечения ТП включает в себя оборудование, оснастку, инструмент. Основные классификационные группы средств механизации производственных процессов ТО и ремонта автомобилей: 1. Средства малой механизации с ручным управлением, настройкой и частичной автоматизацией обеспечения рабочих параметров (ручной машиной в соответствии с ГОСТ 164336-70 называется устройство, масса которого при работе полностью или частично воспринимается руками оператора, где главное рабочее движение осуществляется соответствующим двигателем, а вспомогательное движение подачи и управление машиной - вручную): 2. Механизированные стенды и установки для выполнения основных и подъемно- транспортных операций . Стенды для ремонта радиаторов, шин, КПП, мостов, сцеплений, двигателей, кабин и т.п., в том числе с ручным - местным или дистанционным управлением. 3. Механизированные стенды и установки с автоматическим контролем и регулированием параметров их работы , . 4. Механизированные стенды и установки с их автоматическим регулированием в зависимости от возмущающих действий и отклонений . 5. Механизированные поточные линии с ручным управлением входящего в их состав оборудования. 6. Автоматические одно - и многопроцессные линии с заданным ритмом выполнения основных и транспортных операций. 7. Автоматические комплексные линии с заданным ритмом выполнения основных и транспортных операций, активным контролем и регулированием режимов работы. 8. Автоматизированные комплексные линии и участки с использованием для управления ЭВМ (это уже прообраз автоматизированного производства). Все перечисленные варианты автоматизированных линий представляют собой ряд согласованно работающих взаимосвязанных и автоматически управляемых агрегатов, транспортных и контрольных механизмов, при посредстве которых производится предусмотренная работа. 3. Автоматизация и механизация технологических операций ТП автомобиля, узла или агрегата в типизированном виде включает следующие операции: 1. Прием объекта в ремонт, очистка, мойка наружная. 2. Диагностика с проверкой работоспособности с выявлением неисправностей. 3. Разборка автомобиля на агрегаты, сборочные единицы и детали. 4. Мойка и чистка объектов, предназначенных для ремонта. 5. Дефектация по конструктивным параметрам в соответствии дефектовочными картами. 6. Восстановление функций объекта. 7. Комплектование сборочной единицы и агрегата. 8. Сборка, регулировка и проверка на стендах сборочных единиц и агрегатов. 9. Общая сборка автомобиля, испытание и выдача из ремонта. Это общая схема ТП, однако, на практике все зависит от уровня совершенствования конструкции автомобиля, его концепциального решения. Поэтому некоторые операции могут отсутствовать т.к. воздействие может проявляться в виде ремонта - заменой некоторых узлов, деталей. Практически все названные операции, являются объектами механизации и автоматизации. Показатели уровня механизации и автоматизации: • степень охвата основных и вспомогательных рабочих механизированных (автоматизированным) трудом; • уровень механизированного (автоматизированного) труда в общих трудозатратах; • уровень механизации и автоматизации производственных процессов по видам применяемого оборудования, в том числе: механизированного - ручным; механизированным; комплексно-механизированным; автоматизированным способом. Требования к изменению значений коэффициентов механизации и автоматизации ТП обуславливаются организацией ТП и экономической целесообразностью. Механизированный ТП - процесс, выполняемый при помощи машин и механизмов, имеющих электрический, пневматический, гидравлический или комбинированный привод, при которых непосредственное управление машинами и механизмами, а также выполнение вспомогательных процессов и операций осуществляется вручную. Автоматизированный ТП - процесс, при котором функции управления и контроля, раннее выполняемые человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Расчет уровня механизации производственных процессов ТО и ТР. Уровень механизации определяется долей трудовых затрат на ТО и ТР, выполняемых с использованием средств механизации, в общих трудозатратах. Дополнительным показателем, характеризующим уровень механизации, является степень охвата рабочих механизированным трудом. Показатели уровня механизации используются как для вновь проектируемых, так и для действующих АТП. Для определения уровня механизации все работы ТО и ТР по способу их производства распределяются на механизированные, механизировано - ручные и выполняемые вручную. Для упрощения расчетов и определяются не по трудозатратам ( в чел.ч.), а по числу рабочих, выполняющих работу тем или иным способом производства. При этом к рабочим, выполняющих работу механизированным или механизировано-ручным способом, относят рабочих, которые применяют один или несколько видов оборудования и механизированного инструмента, используемых в течение смены не менее 30% рабочего времени. В противном случае их относят к рабочим, выполняющим работу вручную. Если рабочий использует механизированное или механизировано-ручное оборудование, то при расчете его относят к тому способу работ, который является преобладающим по продолжительности времени в течение смены. Лекция 3. Тема 3: Технологический процесс (продолжение) 1. Нормирование работ 1.1 Общие положения по нормированию трудоемкости операций На каждую операцию ТП ТО должна быть установлена норма трудоемкости. Такой норматив необходим не только для расчета числа исполнителей и оплаты их труда, как было указано ранее, но и для проектирования техпроцесса (равномерного распределения объемов работ по исполнителям, составления оптимальной последовательности выполнения операций и др.). Общая норма времени на выполнение операций складывается из оперативного, подготовительно-заключительного времени, времени обслуживания рабочего места и перерывов на отдых и личные надобности. Оперативным называется время, затрачиваемое непосредственно на выполнение данной операции. Оно определяется одним из методов, рассмотренных ниже. Остальная часть нормы времени устанавливается в виде надбавок в процентах к оперативному времени. Таким образом, норма времени на операцию ТО, Д, ТР в мин или ч: , (3.1) где То - оперативное время, мин (ч); А, В, С - соответственно, доля времени на подготовительно- заключительные работы, обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности, %. А + В + С = 12,5. Трудоемкость операций в чел.-ч или чел.-мин находится по формуле: Тн=Тв×Р×Кп, (3.2) где Р- число рабочих, выполняющих операцию, чел.; Кп - коэффициент повторяемости операции. Кп характеризует частоту выполнения операции при ТО (Д, ТР). Например, контрольно-диагностические операции выполняются без пропусков (в обязательном порядке при каждом обслуживании Кп = 1). Регулировочные и крепежные операции могут иметь Кп < 1, т.к. после проверки, если регулировочный параметр в норме или подтяжка крепежного соединения не требуется, они могут быть пропущены. Коэффициент повторяемости зависит от надежности конструкции автомобиля и качества выполнения предыдущего ТО или ТР, изменяется для различных операций, Примерно в пределах КП=(0,2 – 1), и определяется путём обработки соответствующих статистических данных или по данным типовых технологий ТО. Трудоемкость операций ТО может быть установлена одним из трех способов: • использованием готовых нормативов из типовых технологий и типовых норм времени на ТО и ремонт автомобилей; • обработкой данных хронометражных наблюдений за их выполнением; • микроэлементным нормированием операций. Наиболее простым и желательным является первый способ. Разработаны типовые пооперационные нормы времени на ТО и ТР автомобилей наиболее распространенных марок [7] и др. Типовые нормы времени (трудоемкости) относятся к определенным условиям выполнения операций. При отличии реальных условий выполнения операций (другое оборудование, уровень механизации) от средних, оговоренных для типовых норм, их следует скорректировать на условия проектируемого процесса. Так, например, при поточном методе организации обслуживания нормативная трудоемкость может быть снижена на 15 – 25 % от типовой нормы. Если условия выполнения операции резко отличаются от типовых (новое оборудование, новая конструкция автомобиля), то норматив трудоемкости устанавливается другими способами. 1.2 Метод хронометражных наблюдений Метод хронометражных наблюдений дает наиболее точные результаты, но он очень трудоемок и требует длительного времени на установление трудоемкости операций из-за большого числа наблюдений и сложности обработки полученных данных. Рассмотрим кратко основные положения методики хронометражных наблюдений. Для хронометража специальным образом отбираются исполнители работ ТО и ТР (стаж работы, квалификация, возраст и др.). Хронометраж проводится в определенные часы рабочей смены (через час после начала работы, прекращается за час до обеда или окончания рабочего дня). Число хронометражных наблюдений должно быть достаточным для достоверного определения среднего То. Минимальное их количество определяется по таблице 3.1 в зависимости от продолжительности операции и способа выполнения работ. Таблица 3.1 – Необходимое число замеров при хронометраже Характер работы Количество замеров в зависимости от продолжительности операций, мин До 1 1 – 5 6 – 10 Свыше 10 Машинная Машинно-ручная Ручная 10 – 20 15 – 30 30 10 – 20 15 – 30 20 – 30 6 10 12 4 6 8 Данные хронометража располагаются в вариационный ряд (от min к max). Стабильность и устойчивость результатов наблюдений проверяется путем сравнения фактического значения коэффициента устойчивости хроноряда с его нормативным (табличным) значением (таблица 3.2). Коэффициент устойчивости хроноряда находится: (3.3) где tmах, tmin - max и min – значения из состава хроноряда. Устойчивым считается хроноряд, у которого фактический коэффициент устойчивости меньше или равен нормативному: К ≤ Кн. Таблица 3.2 - Нормативное значение коэффициентов устойчивости хронометражного ряда Тип производства Коэффициент устойчивости хроноряда при продолжительности операции свыше 15 с Машинная работа Машинно-ручная работа Ручная работа Крупносерийное Серийное Мелко-серийное 1,1 1,1 1,1 1,5 1,3 1,7 2,0 1,7 2,3 Примечание: для АТП производство - мелкосерийное Если это соотношение не соблюдается, то наблюдения следует повторить. В виде исключения из-за больших затрат на проведение хронометража допускается исправление хроноряда путем отбрасывания крайних его значений (tmах, t min). Оперативное время в мин на выполнение операции находится как среднее значение членов хроноряда: (3.4) где ti – значение членов хроноряда, мин; n - число членов хроноряда. Далее по формулам (3.1) и (3.2) определяется норматив трудоемкости операций. Хронометраж и установление нормы можно провести только после внедрения и отладки нового ТП, т.е. нельзя спроектировать норму времени (трудоемкости) операций на более ранних стадиях разработки ТП. 1.3 Микроэлементный метод проектирования нормативной трудоемкости операций Для определения трудоемкости операций ТП в настоящее время достаточно широко применяют системы микроэлементов. Сущность этого метода сводится к тому, что самые сложные операции в конечном счете могут быть представлены в виде определенной последовательности повторяющихся простейших элементов, например: переместить, установить, закрепить, соединить и т. д. Если разбить нормируемую операцию на ряд таких микроэлементов и просуммировать имеющееся в базе данных время на их выполнение, то можно найти оперативное время на выполнение всей операции. Этот метод разработан и применяется давно, однако «второе дыхание» к нему пришло с применением компьютеров с достаточно большим объемом памяти, позволяющим «конструировать» любые самые сложные операции из микроэлементов и определять время на их выполнение. Основным достоинством данного метода является возможность проектирования норм трудоемкости «за столом» на этапе разработки ТП, что значительно сокращает время и затраты по сравнению с методом хронометражных наблюдений. Конечно, это возможно при большом опыте и квалификации инженеров - технологов (знание конструкции данной марки автомобиля, работы и возможностей применяемого технологического оборудования, приспособлений и инструмента и т.д.). Значения времени на выполнение микроэлементов операции являются «чистыми», т.е. при удобном их выполнении и свободном доступе к точке обслуживания. В реальных же условиях удобство выполнения работы (рабочие позы) и доступ к точке обслуживания для каждой марки автомобиля и операции будут различными, поэтому в оперативное время на выполнение операции должны быть внесены поправки соответствующими коэффициентами. Таким образом, общее уравнение нормирования трудоемкости обслуживания автомобиля в чел.-мин или чел.-ч при данном методе выглядит так: Тн = (t1+t2+… +tn) К1 К2 (1+ (А + В + С)/100)Р Кп, (3.5) где ti - время на выполнение микроэлементов, из которых состоит операция; n - количество микроэлементов в операции, в т.ч. и с учетом их повторения; К1, К2 - соответственно, коэффициенты, учитывающие увеличение времени на выполнение операции из-за ухудшения удобства и доступа при работе; Р - число исполнителей операции; Кп - коэффициент повторяемости операции при ТО; А, В, С - надбавки в % от оперативного времени. 2. Анализ разработанной технологической документации Анализ разработанной технологической документации представлен на примере разработанной технологической карты снятия наружных колец коренных подшипников двигателя ЯМЗ-240 2.1 Технологический процесс Таблица 2.1 - Технологическая операционная карта по снятию наружных колец коренных подшипников двигателя ЯМЗ-240 № Наименование операции Место выполнения, исполнитель Число точек обслуживания Инструмент и материалы Вре-мя Технологические условия и указания 1 2 3 4 5 6 7 1 Моечная 1)Установить автомобиль на моечной площадке 2)Вымыть автомобиль Моечный пост, водитель Пост моечный, оператор 1 1 Установка ГАРО модель ЦКБ-1100 Установка ЦКБ-1100, раствор СПАВ «Прогресс» 0,49 0,07 0,42 Колеса должны находиться в отмеченных границах. Границы моечной площадки 7290х2160. Температура водного раствора и поверхности кузова должна быть не менее 18..20oС. 2 Смазочно-заправочная 1)Установить трактор в зоне текущего ремонта 2)Слить масло 3)Слить охлаждающую жидкость Зона ТР, слесарь 3 разряда Зона ТР, слесарь 3 разряда Зона ТР, слесарь 3 разряда 1 1 1 Газоотводящие шланги Емкость для масла, ветошь Емкость для воды, ветошь, шпатель деревянный 0,37 0,07 0,2 0,1 По информации полученной от водителя замечен характерный стук коленчатого вала. Убедиться в исправности системы вентиляции, стояночный тормоз, пониженная передача. С прогретого двигателя слить масло, не менее 10мин, открутить трубку поддона. Открутить краны и слить воду. 3 Предварительно-разборочная 1)Снять хомуты, вывернуть зажимной болт из верхней половины коробки передач, снять масляный радиатор коробки передач масла из редуктора привода насоса Зона ТР, слесарь 3 разряда 3 Ключ 7811-0023 ГОСТ 2839-80 0,7 0,37 Сдвинуть рукава 12х20-16 и 32х42-16 с патрубков редуктора привода насосов и коробки передач, снять угольник (двухрогую трубу), по которому подается масло из коробки передач и редуктора привода насоса. Продолжение таблицы 1.1 2) Снять трубу к подводу воздуха к регулятору давления и трубу отвода воздуха от компрессора Зона ТР, слесарь 3 разряда 2 Ключ 7811-0007 ГОСТ 2839-80 0,33 Вывернуть четыре болта М27х110 из отверстий траверсы и задних кронштейнов, установить схватку типа ОПТ-13784 . 4 Демонтажная по снятию двигателя с редуктора привода насоса Зона ТР, слесарь 3 разряда 1 Подвеска для транспорти-ровки двигателя ЯМЗ-240 0,23 Захватить двигатель за рым болты, снять и отправить в моторный участок. 5 Разборочная 1) Установить двигатель на стенд. Двигатель устанавливается на стенде картером маховика вниз 2) Снять поддон блок-картера 3) Снять маховик 4)Отсоеденить шатуны 5) Снять шестерни Участок моторный, слесарь 4 разряда Участок моторный, слесарь 4 разряда Участок моторный, слесарь 4 разряда Участок моторный, слесарь 4 разряда Участок моторный, слесарь 4 разряда 1 1 1 1 1 Стенд типа ЯМЗ-9116-190 Ключ 7811-0012 ГОСТ 2839-80 Технологи-ческие болты М12 Ключ 7811-0014 ГОСТ 2839-80 Ключ 7811-0010 ГОСТ 2839-80 Ключ 7811-0008 ГОСТ 2839-80 Ключ 7811-0007 ГОСТ 2839-80 Съемник специальный 2,07 0,2 0,26 0,1 0,3 0,3 Двигатель закрепляется на стенде с помощью 4-х фиксаторов, вводимых в отверстия водяных каналов. Ключом отворачиваем 16 болтов крепления поддона картера двигателя, снимаем поддон, снимаем прокладку поддона.  Отгибают усики замковых шайб, выворачивают болты и, вворачивая одновременно два технологических болта М12 в отверстия маховика до упора в ступицу, снимают маховик. Снять коромысла клапанов с осями и стойками и вынуть штанги толкателей. Отвернуть гайки и снять головки цилиндров и их прокладки. Вывернуть болты и снять крышки шатунов, вынуть поршни с шатунами и поршневыми кольцами. Вывернуть болты и снять промежуточную шестерню привода масляного насоса, промежуточную шестерню привода водяного насоса и шестерню привода топливного насоса высокого давления в сборе с валом и подшипниками. Вывернуть болты крепления и извлечь распределительный вал в сборе с шестернями и упорным фланцем. Продолжение таблицы 1.1 6) Снять коленчатый вал 7) Снять наружные кольца коренных подшипников Участок моторный, слесарь 4 разряда Участок моторный, слесарь 4 разряда 1 7 Электротель-фер, Ключ 7811-0022 ГОСТ 2839-80 Приспособ-ление для удаления наружных колец роликопод-шипников из блока-картера 0,3 0,61 Отсоединить наружные крышки коренных подшипников. Установить комплект из двенадцати направляющих оправок, зафиксировать их с помощью двух планок с винтами. Извлечение коленчатого вала производится с помощью электротельфера за подвеску. Рекомендуется наклонить двигатель на 50 в сторону оправок. Вынимать из коренных опор коленчатого вала наружные кольца роликовых подшипников с помощью съемника. Винт съемника вводят в расточки блока, устанавливают планку до упора в выпрессовываемое наружное кольцо подшипника и закрепляют планку на винте фиксатором ; вращая гайку с рукоятками, извлекают кольцо из блок-картера.  Рассчитываем степень охвата разработанного технологического процесса механизированным трудом по показателям трудоёмкости, на основании полученных данных, табл. 2. 1. ПЗ. Таблица 2.2 – Сводная ведомость по оценке механизации технологического процесса Наименование операции Распределение трудоёмкости, чел. ч Тоб Тм Тмр Тр 1. Моечная 2. Смазочно-заправочная 3. Предварительно – разборочная 4. Демонтажная 5. Разборочная 0,49 0,37 0,7 0,23 2,07 0,07 0,07 - - - 0,42 - - 0,23 1,21 - 0,3 0,7 - 0,86 Итого: 3,86 0,14 1,86 1,86 См =[Тм / (Тм + Тмр +Тр)]·100% (2.1) См =[0,14 / (0,14 + 1,86 +1,86)]·100% = 3,63% где: Тм; Тмр; Тр – соответственно трудоемкости механизированных, механизированно-ручных операций и операций, выполняемых в ручную Смр =[Тмр / (Тм + Тмр +Тр)]·100% (2.2) Смр =[1,86 / (0,14 + 1,86 +1,86)]·100% = 4,82% Общая степень охвата Су=См+Смр=3,63+4,82=8,45% Таблица 2.3 – Сводная ведомость по оценке места выполнения технологического процесса Наименование места выполнения Распределение трудоёмкости, чел. ч Тоб 1. Пост моечный 2. Зона ТР 3. Участок моторный 0,49 1,3 2,07 Итого: 3,86 Таблица 2.4 – Сводная ведомость по подбору необходимых специалистов для выполнения технологического процесса Наименование специальности исполнителя Распределение трудоёмкости, чел. ч Тоб 1.. Слесарь 3 р. 3. Слесарь 4 р. 1,79 2,07 Итого: 3,86 Лекция 4. Тема 4: Патентный поиск 1. Открытие Открытие – установление неизвестных раннее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания. Объектом открытия признается неизвестное раннее явление, свойство или закономерность материального мира. Явление – форма проявления сущности объекта материального мира. Свойство – качественная сторона объекта материального мира. Закономерность – существенная, устойчивая связь между явлениями и свойствами материального мира. Обязательный признак открытия – экспериментальное подтверждение, теоретическое обоснование не обязательно. Две основные философские позиции на сущность любого открытия: 1. с точки зрения современного материализма (марксизма) – каждое открытие служит для приближения наших знаний к объективной, абсолютной истине, которая, безусловно, достижима. 2. с точки зрения идеализма – абсолютная истина также существует, но человечество не в силах ее постичь. Из определения понятия «открытие» вытекает, что оно представляет собой совершенно новое научное достижение мирового масштаба. Нельзя считать открытием научную догадку, гипотезу, т.к. она не базируется на точных расчетах, веских доказательствах и не подтверждена документально. 2.Изобретение Изобретение – новое и обладающее существенными отличиями техническое решение задачи в любой области народного хозяйства, строительства или обороны страны, дающее положительный эффект. Термин «техническое решение» употребляется в широком смысле именно как практическое средство удовлетворения определенных потребностей. Например: - некоторые способы терапевтического лечения предполагают применение определенных средств в строго установленных дозах, в течение конкретного времени, с соблюдением известного порядка, т.е предлагается техника лечения – в данном случае способы лечения болезней рассматриваются как технические решения; - в области искусства – создание более совершенных музыкальных инструментов; - в спорте – создание предметов спортивного инвентаря. Обязательным признаком изобретения являются его работоспособность и внедряемость (многократное достижение и воспроизведение желаемого результата), теоретическое обоснование технического решения не обязательно. Техническое решение может быть признано изобретением, если оно обладает: 1) новизной; 2) существенными отличиями; 3) дает положительный эффект. Новизна устанавливается на момент, с которого определяется приоритет заявки (обычно это день подачи заявки в Патентное ведомство). Под новизной понимается абсолютная, мировая новизна. Существенные отличия характеризуются совокупностью признаков дающих положительный эффект, и отличающих данное решение от уже известных изобретений в данной области. Примерная классификация изобретений: 1. по характеру: 1.1 основное – юридически не связанное, с каким либо другим изобретением и может быть использовано само по себе; 1.2 дополнительное – усовершенствование основного в целом или в частности и не может быть использовано само по себе без использования основного. 2. по значимости: 2.1 пионерское – выдающиеся, которому не предшествовал в мировой практике прототип или аналог; 2.2 крупное – изобретение потребность, в котором существовала долгое время, либо потребность появилась недавно, но была крайне велика; 2.3 перспективное – крупное изобретение, для осуществления которого ещё нет в данное время необходимых условий; 2.4 комбинационное – представляет собой соединение известных и неизвестных ранее в технике конструкций, способов или веществ, дающих в комплексе качественно новый эффект. Применение известных ранее устройств, способов, веществ по новому назначению в случае если известное ранее средство оказывается способным удовлетворить совсем иную потребность, в связи с чем оно приобретает функцию, существенно отличающуюся от той которую уже имеет (изобретение на применение синтетических красящих веществ в качестве сильно действующего яда для вредных бактерий и т.п.). Не считаются изобретением по признаку отсутствия в них технического решения: методы и системы организации и управления хозяйством (планирование, финансирование, снабжение, учёт и т.п.); разного рода правила поведения (правила уличного движения, правила игр, и т.д.); проекты и схемы планирования сооружений, зданий и территорий (населённых пунктов, сельскохозяйственных угодий, парков и т.п.); методы и системы воспитания, преподавания, обучения, грамматические системы языка и т.п.); предложения, касающиеся лишь внешнего вида (формы, фасона) изделий, охраняемые в соответствии с законодательством о промышленных образцах. 3. Рационализаторское предложение Рационализаторское предложение – техническое решение, являющееся новым и полезным для той организации, которой оно подано и предусматривающее изменение конструкции изделия, технологии производства и применяемой техники или изменение состава материала. Новизна рацпредложения носит относительный (ограниченный, местный) характер и оценивается с учётом уровня техники на данном предприятии, в организации. Полезность рацпредложения признаётся при получении положительного эффекта в условиях, которые уже существуют на предприятии или должны быть созданы в соответствии с утверждённым планом развития предприятия. Не признаются рацпредложениями, предложения, использование которых может привести: к снижению показателей качества продукции; ухудшению условий труда; экономически не выгодные. Не признаются рацпредложениями, предложения по улучшению организации работы и управления хозяйством, внесённые инженерно-техническими работниками, научно-исследовательскими проектными конструкторскими технологическими организациями и аналогичными подразделениями предприятий. Статья 110 (КЗоТ). Гарантии для рабочих и служащих – изобретателей и рационализаторов. За рабочими и служащими - авторами изобретений или рационализаторских предложений сохраняется средний заработок при освобождении от основной работы для участия в работе по внедрению или рационализаторского предложения в том же предприятии, в организации. При внедрении изобретения или рацпредложения на другом предприятии, в организации за рабочими и служащими сохраняется должность по месту постоянной работы, а работа по внедрению изобретения или рацпредложения оплачивается по соглашению сторон в размере не ниже среднего заработка по месту постоянной работы. 4. Общие положения патентного законодательства. Классификаторы изобретений Патентный закон РК – 24.07.92г – регулирует имущественные, а также связанные с нами личные неимущественные отношения, возникающие на территории РК в связи с созданием правовой охраны и использованием объектов промышленной собственности, защищаемых патентом: изобретений, полезных моделей, промышленных образцов. Рассмотрением патентных заявок, проведением экспертизы и выдачей патентов занимается «национальное патентное ведомство РК». Промышленный образец – новое художественно – конструкторское решение изделия, определяющее его внешний вид соответствующее требованиям технической эстетики, пригодное к осуществлению промышленным способом и дающее положительный эффект. Полезная модель – конструктивное выполнение средств производства и предметов потребления, а также их составных частей. Патент (авторское свидетельство) – документ, удостоверяющий признание предложение изобретением, приоритет изобретением, авторство на изобретение и исключительное право патентообладателя на изобретение (исключительное право государства на изобретение). Автору открытия – диплом. Автору изобретения – патент или авторское свидетельство по желанию автора Автору рацпредложения – удостоверение на рацпредложение. МОДУЛЬ 2 - Принципы и задачи конструирования Лекция 5. Тема 5: Принципы и задачи конструирования 1. Показатели различных видов оборудования Тактико-эксплуатационные показатели, характеризующие любые виды машин, оборудования и оснастку: экономичность, прочность и жесткость, надежность, масса и металлоемкость, габариты, энергоемкость, технический ресурс, простота и безопасность обслуживания, удобство управления и степень автоматизации режимов работы при получении заданных выходных параметров, соблюдений требований технической эстетики, обусловленные функциональным назначением, соблюдений требований экологической безопасности. Основные показатели для различных видов оборудования, в зависимости от функционального назначения: -генераторы, преобразователи энергии - КПД; -машины-орудия - производительность, безотказность действий, степень механизации и автоматизации; -металлорежущее оборудование - точность обработки, диапазон выполняемых операций; -измерительная техника- чувствительность, точность, стабильность показаний, удобство проведения измерений: -в транспортной технике - малая масса конструкции, высокий КПД двигателя (обуславливающий малую массу бортового запаса горючего, а высокую потребительскую грузоподъемность). 2. Факторы, влияющие на конечную стоимость продукции Факторы, изначально заложенные в конструкцию, оказывающие влияние на стоимость изделия: 1. потенциал развития – т.е. в конструкцию должны быть заложены предпосылки изготовления одной модели в течение длительного периода времени при наибольшем возможном масштабе выпуска, т.е. создать конструкцию, обладающую широкой применяемостью и ресурсами совершенствования; 2. уменьшение числа типоразмеров изделия - позволяет повысить серийность производства с выигрышем в стоимости изготовления; 3. технологичность конструкции – совокупность признаков, обеспечивающих наиболее экономичное, быстрое и производительное изготовление машин с применением прогрессивных методов обработки при одновременном повышении качества, точности и взаимозаменяемости частей (Технологичность зависит от масштаба и ти­па производства. Единичное и мелкосерийное производство предъявляют к технологичности одни требования, крупносерийное и массо­вое — другие. Признаки технологичности спе­цифичны для деталей различных групп изготовления); 4. технологичность сборки и ремонта; 5. унификация и стандартизация деталей. 3. Унификация и стандартизация Унификация. Унификация состоит в многократном применении в конструкции одних и тех же элементов, что способствует сокраще­нию номенклатуры деталей и уменьшению стоимости изготовления, упрощению эксплуа­тации и ремонта машин. На практике рассматривают унификацию конструктивных элементов, деталей и узлов, а так же оригинальных деталей и узлов. Унификация конструктивных эле­ментов позволяет сократить номенклатуру обрабатывающего, мерительного и монтажного инструмента. Унификации подвергают посадочные сопряжения (по посадочным диа­метрам, посадкам и точности размеров), резь­бовые соединения (но диаметрам, типам резьб, посадкам и точности размеров, размерам под ключ), шпоночные и шлицевые соединения (по диаметрам, формам шпонок и шлицев, посад­кам и точности размеров), зубчатые зацепления (по модулям, типам зубьев и точности разме­ров), фаски и галтели (по размерам и типам) и т. д. Унификация оригинальных деталей и узлов может быть внутренней (в пределах данного изделия) и внешней (заим­ствование деталей с иных машин данного или смежною завода). Наибольший экономический эффект даёт заим­ствование деталей серийно изготовляемых машин, когда детали можно получить в готовом виде. Заимствование деталей машин единичного производства, машин, снятых или подлежащих снятию с производства, а также находящихся в производстве на пред­приятиях других ведомств, когда получение деталей невозможно или затруднительно, имеет только одну положительную сторону, - проверенность деталей опытом эксплуатации. Во многих случаях и это оправдывает унификацию. Унификация марок и сортамента материалов, электродов, типоразмеров крепёжных деталей, подшипников качения и других стандартных деталей облегчает снабжение завода-изготовителя и ремонтных предприятий материалами, стандартными покупными изделиями. Степень унификации оценивают коэффициен­том унификации ηун, который представляют как отношение: числа zyн унифицированных деталей к общему чис­лу деталей изделия: ηун = ; массы унифицированных деталей к общей массе изделия: ηун =; стоимости унифицированных деталей к стоимости изделия: ηун = Недостаток первого показателя состоит в том, что он не учитывает удельное значение унифициро­ванных деталей в конструкции машины. Второй показатель учитывает долю массы унифицированных деталей в общей массе машины. Наиболее правилен третий показатель, однако определение его более за­труднительно, чем первых двух. Степень внутренней унификации оценивают коэф­фициентом повторяемости ηп= где , NH — число наименований деталей изделия; NД — общее число деталей изделия. Этот коэффициент, легко определяемый на основа­нии спецификации, суммарно характеризует совер­шенство конструкции со стороны сокращения номен­клатуры деталей. В хороших конструкциях ηп= 40…60%. Стандартизация - регла­ментирование конструкции и типоразмеров широко применяемых машиностроительных деталей, узлов и агрегатов. Стандартизация дает наибольший эффект при сокращении числа применяемых типораз­меров стандартов, т. е. при их унификации. В практике проектных организаций эта задача решается выпуском ограничителей, со­держащих минимум стандартов, удовлетво­ряющих потребностям проектируемого класса машин. Преимущества стандартизации реализуются в полной мере при централизованном изготовлении стандартных изделий на специализированных заво­дах. Это разгружает машиностроительные заводы от трудоемкой работы изготовления стандартных изде­лий и упрощает снабжение ремонтных предприятий запасными частями. Степень стандартизации оценивают коэффи­циентом ηС = %, где, NC — число стандартных деталей; N — об­щее число деталей в изделии. 4. Образование производных машин на базе унификации Условная классификация методов создания производственных унифицированных машин: 1. Секционирование – разделение машины на одинаковые секции и образование производных машин набором унифицированных секций. Секционированию хорошо поддаются многие виды подъемно-транспортных устройств - ленточные, скребковые, цепные конвейеры. Секционирование в данном случае сводится к построению каркаса машин из секций и составлению машин различной длины с новым несущим полотном. Особенно просто секционируются машины со звеньевым несущим полотном - ковшовые элеваторы, пластинчатые конвейеры с полотном на основе втулочных роликовых цепей - у некоторых длину полотна можно менять изъятием или добавлением звеньев. Экономичность образования машин этим способом мало страдает от введения отдельных нестандартных секций, которые могут понадобиться для приспособления длины машины к местным условиям. 2. Метод измерения линейных размеров применяют с целью получения различной производительности машин и агрегатов путем изменения их длины; при условии сохранения формы поперечного сечения (применим только к ограниченному классу машин, производительность которых пропорциональна длине ротора - шестеренные и центробежные насосы, компрессоры, мешалки, вальцовочные машины и т.д.). Степень унификации невелика, т.к. унифицируются только торцовые крышки корпусов и вспомогательные детали Главный экономический выигрыш дает сохранение основного технологического оборудования для обработки роторов и внутренних полостей корпусов. Частный случай- повышение нагрузочной способности зубчатых передач за счет увеличения длины зубьев колес с сохранением их модуля. 3. Метод базового агрегата превращаемого в машины различного назначения присоединением к нему специального оборудования. Наибольшее применение при создании дорожных машин, самоходных кранов, погрузчиков, укладчиков, сельскохозяйственной техники. Базовый агрегат – тракторное или автомобильное шасси, выпускаемое серийно. Монтируя на шасси дополнительное оборудование, получают серию машин различного назначения. 4. Конвертирование - метод, при котором базовую машину или основные ее элементы используют для создания агрегатов различного назначения, иногда близких, а иногда различных по рабочему процессу. Пример: перевод поршневых ДВС с одного вида топлива на другой или с одного вида теплового процесса на другой (с цикла искрового зажигания на цикл с воспламенением от сжатия); Бензиновые карбюраторные двигатели легко конвертируются в газовые. Для этого достаточна замена карбюратора смесителем и изменением степени сжатия. Преобразование ДВС в поршневой компрессор. 5. Компаундирование – метод параллельного соединения машин и агрегатов, применяют с целью увеличения общей мощности или производительности установки. Варианты решения: - устанавливаются рядом, как независимые агрегаты: (трансформаторные подстанции; парная установка судовых двигателей, работающих каждая на свой винт; установка двух и большего числа двигателей в крыльях самолета). Помимо повышения общей мощности – при затруднении создания двигателя большей мощности – этот способ иногда позволяет удачно решать другие задачи. Так, параллельная установка судовых двигателей увеличивает маневренность судна, особенно на малом ходу. Установка нескольких двигателей на самолете облегчает виражирование и выруливание на земле. Применение нескольких двигателей до известной степени увеличивает также надежность: при выходе из строя одного из двигателей можно продолжать рейс, хотя и с пониженной скоростью. - при осуществлении совместной связи друг с другом синхронизирующими, транспортными и другими подобными устройствами; 6. Модифицирование – переделка машины с целью приспособить ее к иным условиям работы, операциям и видам продукции без изменения основной конструкции. (Иногда в понятие модифицирование вкладывают смысл модернизации машин и улучшения их показателей.) Модифицирование машины для работы в различных климатических условиях сводится преимущественно к замене материалов. В машинах, работающих в условиях жаркого и влажного климата (машины тропического исполнения), применяют коррозионно-стойкие сплавы; в машинах, эксплуатируемых в областях с суровым климатом (машины арктического исполнения), хладостойкие материалы; системы смазки и охлаждения приспосабливают к работе при низких температурах. 7. Агрегатирование – заключается в создании машин путем сочетания унифицированных агрегатов, представляющих собой автономные узлы, устанавливаемые в различном числе и комбинациях на общей станине. Наиболее полное отражение этот принцип получил в конструкции агрегатных металлообрабатывающих станков, создаваемых на основе унифицированных блоков (основные блоки, механизмы синхронизации, поворотные столы, корпуса общего назначения, станины, тумбы, вспомогательные узлы, системы подачи смазочно-охлаждающих жидкостей). Большая часть изделия остается неподвижной (в процессе обработки). К нему с разных сторон подводятся соответствующим образом настроенные блоки; операции обработки проходят одновременно, что ускоряет технологический процесс Основные преимущества: сокращение сроков и стоимости проектирования и изготовления машин, упрощение обслуживания и ремонта, возможность переналадки для обработки разнообразных деталей. 8. Комплексная стандартизация – заключается в унификации отдельных типоразмеров агрегатов простейшего типа (отстойники, выпарные установки, смесеприготовительные установки), простота конструктивных форм которых позволяет стандартизировать все или почти все элементы их конструкции. Стандартизации по типоразмерам поддаются обечайки. Резервуаров, днища, крышки, лазы, люки, арматура, лапы крепления, стойки. Особенностью аппаратов этого типа является широкое применение вспомогательного покупного оборудования – насосов, фильтров, приборов контроля и управления, средств автоматизации. 9. Унифицированные ряды (семейство, гамма или серия машин)- предназначен при возможности образования ряда произвольных машин различной мощности или производительности путем изменения числа главных рабочих органов и их применения в различных сочетаниях. Классическим примером образования унифицированных машин является создание ряда четырехтактных ДВС на основе унифицированной цилиндровой группы и частично – унифицированной шатунно-поршневой группы. Сочетание цилиндров ограничивается условием уравновешенности сил инерции и поступательно – возвратно – движущихся масс и условием равномерного чередования вспышек. Повышенной степенью унификации отличаются 2-х вальные двигатели (13,14), у которых наряду с цилиндровой группой полностью унифицированы шатунно-поршневая группа и коленчатые валы. Т.к. мощность двигателя пропорциональна числу цилиндров, то представленный ряд двигателей позволяет теоретически получить семейство двигателей с очень широким диапазоном мощностей. Если мощность одного цилиндра равна, например: 73,5 кВт, то возможный диапазон ряда равен 147…2205 кВт. Однако из всех многочисленных схем, представленных в табл.1, практически применяют сравнительно немногие. Двигатели с малым числом цилиндров (<4) отличаются неравномерностью крутящего момента и плохой уравновешенностью. Двигатели с большим числом цилиндров (>24) применяют редко из-за сложности обслуживания и увеличенной вероятности появления неполадок. Неприемлемы рядные двигатели (7) с малым углом развала, затрудняющим размещение всасывающих и выпускных трубопроводов между цилиндрами. Звездообразные схемы 17-22 широко применяли для авиационных поршневых двигателей воздушного охлаждения и сейчас используют для судовых двигателей. Технологические и эксплуатационные преимущества: упрощение, ускорение и удешевление процессов проектирования и изготовления машин; возможность применения высокопроизводительных методов обработки унифицированных деталей; уменьшение сроков доводки и освоения, опытных образцов (благодаря обработанности главных рабочих органов); облегчение эксплуатации; сокращение сроков подготовки обслуживающего технического персонала и сроков ремонта машин, а также упрощение снабжения запасными деталями. 5. Уменьшение номенклатуры объектов производства Основные способы сокращения номенклатуры и числа объектов производства: 1. Создание параметрических рядов машин с рационально выбранными интервалами между каждой из них. Параметрическими называют ряды машин одинакового назначения с регламентированными конструкцией показателями и градациями показателей. Виды: 1) Размерно-подобные (размерные) ряды - параметрические ряды, в основу которых положен единый тип машины, с целью получения необходимых градаций показателей путем изменения ее размеров при сохранении геометрического подобия модификаций ряда. Для сохранения полного подобия машин различных размеров необходимо соблюсти, во-первых геометрическое подобие, а во- вторых подобие рабочего процесса, т.е. обеспечить одинаковость напряженности машин в целом и их деталей. 2) Типоразмерные ряды - параметрические ряды, устанавливающие для каждой градации свой тип машин со своими размерами. Примером могут служить судовые двигатели. При малых мощностях целесообразно применять 4-хтактные двигатели ДВС; при средних и больших мощностях - 2-хтактные, обладающие при равной мощности меньшими габаритами и массой, или газотурбинные, способные к еще большей концентрации мощности. 3) Смешанные ряды - параметрические ряды, в которых одни модификации ряда делают однотипными и геометрически подобными, другие создают на основе иных типов. 2. Увеличение универсальности машин, т.е. расширение круга выполняемых ими операций. Главное экономическое значение универсализации - возможность сокращения числа объектов производства, т.к. одна универсальная машина заменяет несколько специализированных, выполняющих отдельные операции. Способы расширения функций машин: введение дополнительных рабочих органов, сменного оборудования; внедрение регулирования с целью увеличения номенклатуры обрабатываемых изделий; регулирования главных показателей. Примеры универсализации: - продольные строгально-фрезерные станки совмещают операции строгания и фрезерования; - блюминги-слябинги рассчитаны на выпуск заготовок и для профильного (блюмов), и для листового (слябов) проката. 3. Последовательное развитие машин Резервы, закладываемые в конструкцию, зависят от назначения машины. У тепловых – исходная модель должна обладать резервом рабочего объема, ресурсами увеличения частоты вращения и улучшения теплового процесса. Машины- орудия, для которых на первом плане стоит производительность, должны иметь ресурсы повышения быстроходности, увеличения объема и диапазона выполняемых операций. Во всех случаях следует обеспечить запасы прочности и жесткости исходной модели, за счет усиления наиболее напряженных деталей и узлов. 6. Ряд предпочтительных чисел Ряды предпочтительных чисел – подчиняются определенным закономерностям, являются основой стандартизации. В арифметических рядах каждый член образуется прибавлением к предыдущему члену постоянного числа (разность прогрессии - ). Величина любого члена ряда ; где, - порядковый номер члена; - первый член ряда, которому присваивается нулевой номер; - разность прогрессии. При =5 получаем арифметический ряд в диапазоне наиболее употребляемых в машиностроении диаметров : 10; 15; 20; 25; 30; 35…100. В рядах, настроенных по принципу геометрической прогрессии, каждый член ряда получается умножением предыдущего члена на постоянную величину (-знаменатель прогрессии). Любой член ряда ; где, - порядковый номер члена; - первый член ряда, которому присваивают нулевой номер; - знаменатель прогрессии. ГОСТ 8032-84 «основные ряды»- устанавливает пять рядов предпочтительных чисел со знаменателем прогрессии . Степени корня приняты равными 5, 10, 20, 40 и 80. Эти числа вместе с буквой R составляют обозначение ряда: Ряды R5 R10 R20 R40 R80 С уменьшением интервалы между членами ряда уменьшаются, число членов ряда возрастает; ряд получается более дробным. Основные ряды предпочтительных чисел в диапазоне 1-10. R5: 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10. R10: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,25; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10. R20: 1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15 и т.д.(21 член) R40: 1; 1,06; 1,12; 1,18; 1,25; 1,32; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2; 2,12 и т.д.(41 член) R80: 1; 1,03; 1,06; 1,08; 1,12; 1,15; 1,18; 1,2; 1,25; 1,28; 1,36; 1,4 и т.д.(81 член) Численные значения членов всех рядов округлены с погрешностью не более Каждый более низкий ряд получается изъятием членов через один из ближайшего более высокого ряда. ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры»- разработаны на базе основных рядов, с несколько большим округлением, в интервале 0,001…20000 мм. Применение стандартных линейных размеров целесообразно для поверхностей подвергаемых точной механической обработке. На основании нормальных линейных размеров устанавливают ряды диаметров проволоки, прутков, толщины листового проката, линейные размеры фасонного проката; размеры резьб, зубьев шлицев, модули шестерен и т.д. Ряды предпочтительных чисел не применимы для создания унифицированных рядов машин с повторяющимися рабочими органами и для определения параметров прогрессивно развиваемых и модернизируемых машин. Лекция 6. Тема 6: Закрепление объектов обработки 1.Базирование агрегатов, сборочных единиц, деталей при выполнении работ. Базирование - метод обеспечения взаимной ориентировки деталей или сборочных единиц с требуемой точностью. Показателями точности по контролируемому обрабатываемому элементу детали или сборочной единицы являются - точность расстояния относительно положения, геометрическая форма, шероховатость поверхности. За базовые поверхности деталей должны быть приняты такие поверхности, которые обеспечили бы сохранение взаимного положения основных поверхностей детали в тех пределах, какие установлены чертежом, как у новой детали. – В первую очередь это относится к основным рабочим поверхностям деталей. Например: для коленвала – диаметр шеек, размеры радиуса кривошипов, взаимные угловые положения шеек, расположение осей шеек относительно базовых отверстий и т.п. То же самое в полном объеме относится и к установке базовой детали в сборочном приспособлении. Установочные детали (опоры) приспособлений служат для уста­новки на них базирующими поверхностями обрабатываемых деталей. Основные опоры — неподвижные опоры, координирующие деталь в приспособлении в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, т. е. опоры, лишающие деталь всех степеней свободы относительно приспособления. Максимально необходимое число таких опор равно шести. Рисунок 1 – Основные опоры, штыри: а – штырь с плоской головкой; б – штырь со сферической головкой; в – штырь со сферической головкой. Рисунок 2 – Основные опоры, соответственно пластина плоская (первого типа) и с наклонными пазами (второго типа). Рисунок 3 – Основные регулируемые винтовые опоры. Основные самоустанавливающиеся опоры выполняются в виде качающихся рычагов (рис. 4), плунжеров (рис. 5) или сочетаний качающегося рычага с плунжерами (рис. 6). Рисунок 4 – Основная самоустанавливающаяся опора – качающийся рычаг. Рисунок 5 – Основная самоустанавливающаяся опора – качающийся плунжер. Рисунок 6 – Основная самоустанавливающаяся опора – сочетание «качающийся рычаг – плунжер». Рисунок 7 - Установочные призмы: а — для коротких деталей; б — для длинных деталей. Рисунок 8 - Установка деталей по посадочным пальцам: а, б — на один палец; в — на два пальца; г - на один палец и плоскость. Рисунок 9 - Установочные конусы. Вспомогательные опоры — подвижные опоры (рис. 10), координи­рующие деталь в приспособлении в трех взаимно перпендикулярных поверхностях, т. е. опоры, лишающие деталь всех степеней свободы относительно приспособления. Максимально необходимое число таких опор 6. Их применяют для увеличения жесткости в местах, подверженных деформации изгиба (прогиба) от действия сил резания. Рисунок 10 - Вспомогательные опоры. При установке заготовок в приспособлениях решаются две различные задачи: • ориентировка, осуществляемая базированием, и • создание неподвижности, достигаемое закреплением заготовок. Схема базирования призматических деталей (в реальных конструкциях это плиты, крышки, головки, коробки и прочие виды изделий, которые с точки зрения базирования являются «призматическими») Рисунок 11 - Схема базирования призматических деталей. Главная базирующая поверхность - поверхность детали несущая три опорные точки, желательно выбирать поверхность с наибольшими размерами. Направляющая поверхность - боковая поверхность с двумя опорными точками, желательно выбирать поверхность наибольшей протяженности. Упорная поверхность - торцовая поверхность с одной опорной точкой. Схема базирования цилиндрических деталей Рисунок 12 - Схема базирования цилиндрических деталей. Если координаты связей заменить призмой, получим вторую схему базирования с зажимом детали силой W, см. рис 12. Рисунок 13 – Установочная призма для гладких деталей. Цилиндрическая поверхность несущая 4 опорные точки называется двойной направляющей базирующей поверхностью, где торцевая поверхность называется упорной базой. Для ориентира вала в угловом измерении используется вторая упорная база под шпонку. При базировании деталей класса валов по наружной цилиндрической поверхности или втулок по отверстию в различных самоцентрирующих патронах и на оправках эти поверхности также являются двойными направляющими базами, торец и уступы используют в качестве упорной базы. Схема базирования коротких цилиндрических деталей (класс: диски, кольца) Рисунок 14 - Схема базирования коротких цилиндрических деталей. Рисунок 15 - Схема базирования коротких цилиндрических деталей. В этом случае торцовая поверхность детали, несущая 3 опорные точки является главной базирующей поверхностью. Базирование по коническим поверхностям. При установки детали длиной конической поверхностью (например, в конусном отверстии шпинделя станка) она лишается 5 степеней свободы – центрирующая - упорная. Для ориентации углового положения детали требуется ещё одна упорная поверхность под штифт или шпонку. Рисунок 16 - Схема базирования по длиной конической поверхности. При установке детали в центрах используются короткие конические отверстия. Рисунок 17 - Схема базирования по коротким коническим поверхностям. Если необходимо обеспечить угловое положение и лишить шестой степени свободы - используют вторую упорную базу. Лекция 7. Тема 7: Закрепление объектов обработки (продолжение) 1. Расчёт сил зажима деталей. Предварительно выбирают способ базирования детали, размещение установочных элементов в приспособлении, и проводят оценку величины и места приложения сил для закрепления обрабатываемой детали. Требования к зажимным устройствам (из прошлой лекции): 1. При зажиме не должно нарушаться первоначально заданное положение детали. 2. Силы зажима должны быть достаточно большими, чтобы не допускать сдвига, поворота или вибрации детали, при любом из видов обработки (механическая обработка, сборка или испытание). 3. При наличии целесообразности, зажимные устройства должны быть механизированы или автоматизированы. При расчете сил зажима определяют их величину, место приложения и направление, с учетом действующих сил и моментов на обрабатываемую деталь (или моментов затяжки – если это сборочный процесс, или сил веса – при удержании). Найденное значение сил резанья увеличивают на коэффициент запаса - (при черновой обработке – 2,5, при чистовой – 1,5). Типичные варианты воздействия сил резанья и зажима, и их моментов на обрабатываемую деталь. I-вариант. Силы зажима W и воздействия P имеют одинаковое направление и действуют на опору приспособления. Рисунок 1 - Сила зажима минимальна, . II- вариант. Силы имеют противоположные направления. Рисунок 2 - Сила зажима определится из равенства III- вариант. Силы направлены взаимно перпендикулярно на обрабатываемую деталь, и силе резанья или нагружающей силе противодействуют силы трения на опоре и в точке зажима. Рисунок 3 - Силы направлены взаимно перпендикулярно на обрабатываемую деталь. IV-вариант. Заготовка, обрабатываемая в 3-х кулачковом патроне, находящаяся под воздействием моментов резанья и осевой составляющей силы резанья . Рисунок 4 - Заготовка, обрабатываемая в 3-х кулачковом патроне. Средние значения коэффициента трения при расчетах (стиль пол стали). 1. При контакте обработанной поверхности с опорными пластиками 2. При контакте необработанной поверхности с установочными штырями со сферической головкой 3. При контакте необработанной поверхности с закаленными рифлеными элементами (рифленые опоры, губки кулачков и т.п.) в зависимости от рисунка и глубины насечки. Силы зажима следует определять с возможно большей точностью, т.к. неоправданное их увеличение приводит к увеличению габаритов, массы и стоимости приспособления. Действительные силы зажима должны быть равны или несколько больше расчетных. 3. Зажимные устройства приспособлений. Зажимные устройства предназначены для закрепления и раскрепления обрабатываемых деталей. Еще раз напоминаем главное требование: устройства не должны допускать изменения детали при зажиме и в процессе обработки. Зажимные устройства разделяют на простые и комбинированные. Простые зажимы состоят из одного элементарного механизма: клиновые; винтовые; эксцентриковые; рычажные и т.д. Комбинированные зажимные устройства состоят из нескольких простых устройств, соединенных вместе (винторычажные, эксцентрико-рычажные, клино-рычажные и т.д.) Каждый силовой механизм имеет ведущее звено, к которому прикладывается сила и одно или несколько ведомых - передающих на обрабатываемую деталь зажимное усилие. Особую группу многозвеньевых механизмов составляют самоцентрирующие патроны. В практике конструирования приспособлений принято все зажимные механизмы делить на зажимы, прихваты и зажимы с механизированными усилителями. Зажимами называют все простые зажимные механизмы, используемые для непосредственного закрепления заготовок. В зажимах звеном контакта является тот или иной элемент простого механизма. Прихватами называют комбинированные зажимы, сблокированные из одного простого механизма и рычага-прихвата. В прихватах звеном контакта (рычагом, плунжером и т.п.) встраивается механизм-усилитель. Клиновые зажимные устройства Виды клиньев: одно и двухскосные, круглые, криволинейные в форме эксцентрика или торцевого кулачка. В самоцентирующих клиновых механизмах (патроны, оправки) используют систему из 3-х и более клиньев - это цанговые, клиновые и клиноплунжерные механизмы. Преимущества: простота и компактность конструкции; удобство в наладке и эксплуатации; способность к самоторможению; постоянство сил зажима. Недостатки: сосредоточенный характер сил зажима (- что затрудняет их использование для закрепления негибких деталей). Рисунок 5 – Клиновый механизм одностороннего действия. Принципиальные схемы и расчетные формулы клиновых механизмов стр. 521 т.4 «Справочник металлиста». Эксцентриковые механизмы - быстродействующие зажимные механизмы, по силе зажима уступающие винтовым, представляющие соединение в одной детали двух элементов: кругового диска радиуса , и; плоского одноукосного клина, навернутого на периферию диска. Рабочая поверхность может быть выполнена окружностью или спиралью. Круговые эксцентриковые зажимы Рисунок 6 – Типовые конструкции эксцентриков. Недостаток – изменение угла подъема и силы зажима при закреплении заготовок различных форм и размеров. Достоинство – простота изготовления. Криволинейные (некруговые) эксцентриковые зажимы – наружная поверхность очерчена по логарифмической спирали (отрезки:;; ; и т.д.) или по спирали Архимеда (отрезки взяты через равные углы и образуют арифметическую прогрессию), обеспечивающих постоянство сил зажима. Рисунок 7 – Общая схема эксцентрика. Рычажные механизмы - применяются в конструкциях винтовых и эксцентриковых прихватов и в качестве усилителей приводов. Схемы компоновки рычажных механизмов: Рисунок 8 – Отодвигаемый прихват с регулируемой опорой. Рисунок 9 – Откидной прихват. Рисунок 10 – Отодвигаемый прихват с приложением усилия зажима на конце прихвата. МОДУЛЬ 3 - Отдельные виды соединений Лекция 8. Тема 8: Соединения с натягом 1. Общие сведения Соединения с натягом применяют для не­разборных или редко разбираемых сопряже­ний. Сопротивление взаимному смещению де­талей в этих соединениях создается и поддер­живается силами упругой деформации сжатия (в охватываемой детали) и растяжения (в ох­ватывающей детали), пропорциональными ве­личине натяга в соединении. Посадки с натягом. ЕСДП СЭВ устанавли­вает следующие посадки с натягом: от р до z (в системе отверстия) и от Р до Z (в системе вала). На рис. 1,а приведены средние значения натягов Δср в функции диаметра вала d для различных посадок, а на рис. 1,б — средние значения относительных натягов Δср/d. Рисунок 1 – Средние натяги Δср (а) и относительные натяги (б). Относительные натяги резко возрастают в области малых диаметров. Это заставляет особенно осторожно подходить к расчету со­единений малого диаметра, так как прочность деталей соединений зависит прежде всего от относительного натяга. Рисунок 2 – Параметры соединения с натягом. Давление k, а следовательно, и несущая спо­собность соединения пропорциональны отно­сительному диаметральному натягу Δ/d, воз­растают с увеличением модуля упругости материалов и уменьшаются с увеличением с1, и с2, т. е. с увеличением тонкостенности. Решение Ламе (соединение бесконечной длины) предполагает равномерное распределе­ние давления по длине соединения и дает сред­ние значения k. В соединениях конечной длины, как показывает точный расчет (Парсонс), на кромках возникают скачки давления, пропорциональные жесткости втулки и вели­чине k. Максимальное давление на кромках превышает номинальное давление k в 2…3,5 раза (рис. 3). Скачки можно практически устранить и сделать давление приблизительно постоянным с помощью разгружающих фасок на втулке, утонения втулки к краям и бомбинирования вала. Рисунок 3 – Распределение давления по длине деталей соединения. Относительный натяг ; Вал и ступица стальные. Относительная тонкостенность втулки а2: 1 – 0,7; 2 – 0,75; 3 – 0,8; 4 – 0,85. (Штриховые линии – решение Ламе) Назовем a1 = и a2 = относи­тельной тонкостенностью соответственно охватываемой и охватывающей деталей. Значения а1 = а2 = 0 соответствуют случаю массивных охватываемой и охватывающей деталей: значения а1, и а2, близкие к 1,—случаю тонкостенных деталей. Коэффициенты с1, и с2 можно представить в общем виде следующим образом: Это соотношение представлено графически на рис. 4. Рисунок 4 – Коэффициент с в функции тонкостенности а. Уменьшение внутреннего диаметра охваты­ваемой детали Увеличение наружного диаметра охваты­вающей детали Максимально допустимое давление на поса­дочной поверхности определяется прочностью на смятие kmax = σсм, где σсм — предел прочно­сти на смятие наиболее слабого из двух сопря­женных материалов. Для улучшенных сталей можно принимать σсм = 200…250 МПа; для серых чугунов σсм = 20…50 МПа и алюми­ниевых сплавов σсм = 10…20 МПа. Чаще всего несущую способность соедине­ния лимитируют не напряжения смятия на контактных поверхностях, а напряжения растя­жения в охватывающей детали или сжатия в охватываемой. Рисунок 5 - Влияние факторов а1 и а2 на величины k0; σ01 (жирные ли­нии) и σ02 (тонкие линии). Давление (а следовательно, и несущая способ­ность соединения) максимально при а1 = а2 =0, слабо снижается при увеличении а1 и а2 до ~ 0,5 (заштри­хованный участок), а с дальнейшим увеличением a1 и а2 (тонкостенные детали) резко падает, стремясь к нулю при а1 = а2 = 1. Снижение давления с уменьше­нием толщины стенок охватывае­мой и охватывающей деталей можно компенсировать увеличением диамет­ра и длины посадочной поверхности. Эти соотношения приведены на рис. 5,б. Из графика можно сделать следующие вы­воды: напряжения σ01 в охватываемой дета­ли (жирные линии) максимальны (σ01=1) при массивной охватывающей детали (а2 = 0), сни­жаются с уменьшением толщины ее стенок (а2 →1) и возрастают с уменьшением толщины стенок охватываемой детали (а1→1); напряжения σ02 в охватывающей детали (тонкие линии) максимальны (σ02=1) при мас­сивной охватываемой детали (а1 = 0), сни­жаются с уменьшением толщины ее стенок (а1→1) и возрастают с уменьшением толщины стенок охватывающей детали (а2→1). Называя охватываемую деталь валом, а охватывающую корпусом, можно сформу­лировать следующие практические пра­вила: для увеличения прочности вала целесообраз­но увеличивать толщину его стенок и умень­шать толщину стенок корпуса (массивный вал — тонкостенный корпус); для увеличения прочности корпуса целесоо­бразно увеличивать толщину его стенок и уменьшать толщину стенок вала (массивный корпус — тонкостенный вал). Существенное снижение напряжений проис­ходит только при увеличении а1 и а2 свыше 0,5. При меньших значениях а1 и а2 (заштрихо­ванный участок) напряжения мало отличаются от напряжений в массивных деталях. Коэффициент трения. Несущая способность прямо пропорциональна коэффициенту трения на посадочной поверхности. Коэффициент трения зависит от давления на контактных поверхностях, размеров и профиля микронеровностей, материала и состояния со­прягающихся поверхностей (наличие смазки), а также способа сборки (соединение под прес­сом, с нагревом или охлаждением деталей). Коэффициент трения возрастает с увеличе­нием шероховатости поверхностей и снижает­ся с повышением давления (рис. 6), так что иной раз целесообразны меньшие натяги с вы­годой для прочности вала и втулки. При сбор­ке с нагревом или охлаждением деталей коэф­фициент трения в 1,3…2,5 раза выше, чем при сборке под прессом. Коэффициент трения можно значительно повысить нанесением гальванических покрытий. В зависимости от перечисленных факторов коэффициент трения f=0,06…0,25, а иногда и выше. Рисунок 6 – Коэффициент трения в зависимости от шероховатости поверхности и удельной нагрузки k (сталь по стали). Влияние качества поверхностей. Несущая способность соединения с натягом зависит от обработки сопрягающихся поверхностей. В измеряемые диаметры отверстия и ва­ла входит высота микронеровностей, которые при запрессовке сминаются. Если высота ми­кронеровностей соизмерима с натягом, факти­ческий натяг в соединении значительно уменьшается. На рис. 7 приведены натяги Δmin, Δср и Δmах (штриховые линии) при посадке или для различных диаметров валов, а также нанесены суммарные высоты неровностей вала и отверстия (сплошные линии) при обработке по 4…9-му классу шероховатости (Ra = 0,2…6,3 мкм). Для соединений малого диаметра (менее 30…40 мм) обработка ниже 9-го класса (Ra = 0,2 мкм) исключается, так как суммар­ная высота микронеровностей становится близ­кой к величине Δmin. Натяг в таких соединениях может значительно уменьшить­ся или исчезнуть в результате смятия микронеровностей. Рисунок 7 – Величины ΣRz (сплошные линии) и натяги (пунктир). Посадки или Микронеровности в известной мере положи­тельно влияют на прочность соединения, дей­ствуя наподобие шипов, увеличивающих связь между сопрягающимися поверхностями. Как установлено опытами, повышение класса ше­роховатости свыше 11-го (Ra = 0,05 мкм) снижает несущую способность соединения вследствие уменьшения коэффициента трения на поверхностях контакта. Величина смятия микронеровностей зависит от натяга в соединении, высоты неровностей, их формы, профиля и плотности распределе­ния, твердости и прочности материала сопря­гающихся поверхностей, соотношения между твердостью поверхностей охватывающей и ох­ватываемой деталей, а также от условий сбор­ки. При сборке пол прессом неровности после­довательно подвергаются срезу при продоль­ном перемещении и сминаются гораздо боль­ше, чем при сборке с нагревом или охлажде­нием деталей (когда неровности смыкаются в радиальном направлении). Фактическая, устанавливающаяся после не­которого периода эксплуатации величина смя­тия, определяющая эксплуатационную надеж­ность соединения, зависит от нагрузок, дей­ствующих на соединение. Высота неровностей уменьшается после каждой разборки-сборки, стабилизируясь на определенном уровне после трех-четырех разборок. Поправка на смятие микронеровностей имеет существенную величину для соединений малого диаметра. Для диаметров > 50 мм при обработке по 8-му классу шероховатости и выше поправка не превышает 10% (рис. 8), и ею можно пренебрегать, особенно если сбор­ка производится с нагревом или охлаждением деталей. Рисунок 8 – Поправки на смятие микронеровностей в зависимости от диаметра соединения и качества, обработки: а – посадка r6; б – посадка t7. Влияние тепловых деформаций. В соедине­ниях, подвергающихся нагреву, следует учиты­вать влияние температуры на посадку. Если охватывающая деталь изготовлена из мате­риала с более высоким коэффициентом линей­ного расширения или нагревается при работе больше, чем охватываемая, то при нагреве первоначальный (холодный) натяг уменьшает­ся. Напротив, если охватываемая деталь изго­товлена из материала с более высоким коэф­фициентом линейного расширения или нагре­вается при работе больше, чем охватывающая, то первоначальный натяг в соединении при на­греве увеличивается. При посадке на валы быстроходных рото­ров следует еще учитывать расширение сту­пицы под действием центробежных сил и со­ответственно увеличивать первоначальный на­тяг. Выбор посадок. Как правило, следует избегать применения посадок с большим натягом. Предпочтитель­нее обеспечивать необходимую несущую спо­собность увеличением диаметра соединения. Так как несущая способность пропорциональ­на кубу диаметра, то в большинстве случаев для получения умеренных натягов достаточно небольшого увеличения диаметра. Особенно следует избегать больших натягов при низкой точности, так как из-за большого поля допусков при этих квалитетах при неблаго­приятном сочетании допусков могут получить­ся натяги, опасные для прочности охватываю­щей или охватываемой детали. При необходимости больших натягов целе­сообразно применять посадки Н7/t6, Н7/u6, Н8/u8. Большие натяги применяют в случае поса­док в тонкостенные корпуса, корпуса из легких металлов, корпуса, расширяющиеся при нагре­ве, и в ступицы быстроходных роторов. Особая осторожность необходима при вы­боре посадок тонкостенных втулок (например, втулок подшипников скольжения). При запрес­совке внутренний диаметр втулок уменьшает­ся, что заставляет вводить дополнительную операцию развертывания отверстия после за­прессовки (или заранее увеличивать внутрен­ний диаметр втулки на величину сжатия). При больших натягах могут возникнуть пластиче­ские деформации; втулка усаживается, вслед­ствие чего прочность соединения резко падает. В процессе эксплуатации часто наблюдается ослабление посадки из-за расширения втулки при нагреве, особенно если она выполнена из материала с высоким коэффициентом линей­ного расширения (например, из бронзы). 2. Обеспечение распрессовки В конструкции соединений с натягом сле­дует обеспечивать возможность их распрессовки. Распрессовываемые детали должны иметь поверхности (желательно плоские), которые можно при распрессовке опереть на массивные плиты или втулки. Пример неудачной конструкции представлен на рис. 15, а. Шкив, напрессованный на вал, при распрессовке приходится опирать конус­ной поверхностью, что усложняет форму опорной плиты. Острые кромки вала не при­способлены для упора скалки пресса. Рисунок 15 - Обеспечение распрессовки. В конструкции на рис. 15,б шкив снабжен опорным цилиндрическим поясом; торец вала сделан плоским. Однако при распрессовке воз­можно перенапряжение диска шкива, особенно если последний имеет большой диаметр. Лучше располагать опорные поверхности непо­средственно у ступицы (рис. 15, в). Силы распрессовки будут значительными, особенно в начальный момент, когда преодо­левается трение покоя. На дальнейших этапах сила распрессовки снижается, так как трение покоя уступает место трению движе­ния, а длина прессового пояса уменьшается по мере схода детали с вала. При системе гидросъёма масло под да­влением 150…200 МПа подводят в кольцевую выточку на посадочной поверхности через от­верстие в вале (рис. 16, а) или ступице (рис. 16, б). Давление масла вызывает упругую радиальную деформацию распрессовываемых деталей; присутствие масла уменьшает трение при распрессовке. К этому присоединяется расклинивающее действие масла, проникаю­щего в силу капиллярности в микрощели ме­жду неровностями. Сила распрессовки резко уменьшается. При гидрораспрессовке ко­нусных соединений охватывающая деталь схо­дит с вала без приложения механического усилия. а) б) в) Рисунок 16 – Гидрораспрессовка. Лекция 9. Тема 9: Резьбовые соединения 1. Общие сведения Резьбовые соединения являются наиболее распространенными разъемными соединениями. Их образуют болты, винты, гайки и другие детали с резьбой. Основным элементом соединения является резьба, которая получается путем прорезания или накатки на детали канавок по винтовой линии. Винтовую линию образует гипотенуза прямоуголь­ного треугольника при его навертывании на прямой круговой цилиндр (рис. 1). Если плоскую фигуру (треугольник, трапецию и т. д.) пере­мещать по винтовой линии так, чтобы ее плоскость при движении всегда проходила через ось цилиндра, то эта фигура образует виток резьбы соответствующего профиля (рис. 2). Рисунок 1 - Образование винтовой линии. Рисунок 2 - Образование резьбы. Классификация резьб: 1. в зависимости от формы поверхности детали, на которой нарезается резьба, различают цилиндрические и конические резьбы (рис. 3). Рисунок 3 - Пример конической и цилиндрической резьб. 2. в зависимости от формы профиля различают следующие основные типы резьб: треугольные (рис. 4, а); упорные (рис. 4, б); трапецеидальные (рис. 4, в); прямоугольные (рис. 4, г); круглые (рис. 4, д). Рисунок 4 – Профили резьб. 3. в зависимости от направления винтовой линии резьбы бывают пра­вые (рис. 5, а) и левые (рис. 5, б). У правой резьбы винтовая линия поднимается слева направо, у левой — справа налево. Левая резьба имеет ограниченное применение. 4. в зависимости от числа заходов резьбы делят на однозаходные (рис. 5, б) и многозаходные (рис. 5, а). Многозаходные резьбы полу­чают при перемещении профилей по нескольким винтовым линиям. Заходность резьбы можно определить с торца винта по числу сбегаю­щих витков. Рисунок 5 - Винты с правой трехзаходной (а) и левой однозаходной (6) резьбой. 5. в зависимости от назначения резьбы делят на крепежные, крепежно-уплотняющие и для преобразования движения. Рисунок 6 - Резьба метрическая. Резьбы для преобразования движения (вращательного в поступательное или наоборот) применяют в винтовых механизмах (в ходовых и грузовых винтах). Они имеют трапецеидальный (реже прямоугольный) профиль, который характеризуется малым моментом сопротивления вращению. 2. Геометрические параметры резьбы Основными геометрическими параметрами цилиндрической резьбы являются (рис. 6): d — номинальный диаметр резьбы (наружный диаметр винта); d1 — внутренний диаметр резьбы винта по дну впадины; d2 — средний диаметр резьбы, т. е. диаметр воображаемого цилинд­ра, на котором толщина витка равна ширине впадины; р—шаг резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами соседних профилей, измеренное параллельно оси резьбы; рh — ход резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении (см. рис. 5): для однозаходной резьбы ph = p; для многозаходной ph = zp, где z — число захо­дов. Ход равен пути перемещения винта вдоль своей оси при повороте на один оборот в неподвижной гайке; α — угол профиля резьбы; γ — угол наклона боковой стороны профиля резьбы; ψ — угол подъема резьбы (см. рис. 1), т. е. угол, образованный раз­верткой винтовой линии по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной оси винта: 3. Основные типы резьб Метрическая резьба (рис. 6) — наиболее распространенная из кре­пежных резьб. Имеет профиль в виде равностороннего треугольника: α = 60°; γ = 30°. Вершины витков и впадин притупляются по прямой или дуге, что предохраняет резьбу от повреждений, уменьшает концентрацию напряжений, удовлетворяет нормам техники безопасности. Радиальный и осевой зазоры в резьбе делают ее негерметичной. В соединениях, требующих герметичности, резьбу выполняют без зазора. Метрическую резьбу изготовляют по стандарту с крупным и мелким шагом (табл. 1). Наклон боковой стороны профиля обеспечивает возможность создания больших осевых сил, а также возможность самоторможения. Таблица 1 - Резьба метрическая (выборка), (размеры, мм) Номинальный диаметр резьбы d Резьба с крупным шагом шаг р средний диаметр d2. внутренний диаметр d1. 10 1,50 9,026 8,160 12 1,75 10,863 9,853 16 2,00 14,701 13,546 20 2,50 18,376 16,933 24 3,00 22,051 20,319 Рисунок 7 - Изменение среднего диаметра метрической резьбы в зависимости от коэффициента измельчения шага. Трубная резьба (рис. 8). Профиль — равнобедренный треугольник. Резьба имеет закругленные выступы и впадины. Отсутствие радиальных и осевых зазоров делает резьбовое соединение герметичным. Она явля­ется крепежно-уплотняющей. Рисунок 8 – Резьба трубная. Трапецеидальная резьба (рис. 9). Это основная резьба в передаче винт — гайка. Ее профиль — равнобочная трапеция, угол про­филя α = 30°, угол наклона боковой стороны профиля γ = 15°. Шаг может быть крупным, средним и мелким. Характеризуется малыми потерями на трение, технологичностью. КПД выше, чем у резьб с треугольным профилем. Применяют для передачи реверсивного движения под нагрузкой (ходовые винты станков, прессов, домкратов и т. п.). Стандартные размеры резьбы, мм приведены в табл. 2. Рисунок 9 – Резьба трапецеидальная. Таблица 2 - Резьба трапецеидальная (выборка). Номинальный (наружный) диаметр резьбы d Шаг резьбы р Средний диаметр d2 Внутренний диаметр резьбы винта d3 40 3 6* 7** 10 38,5 37,0 36,5 35,0 36,5 33,0 32,0 29,0 52 3 8** 12 50,5 48.0 46.0 48,5 43,0 39,0 * Шаги не следует применять при разработке новых конструкций. ** Шаги, предпочтительные при разработке новых конструкций. Упорная резьба (рис. 10). Профиль — неравнобочная трапеция. Рисунок 10 – Резьба упорная. Прямоугольная резьба (рис. 11). Профиль резьбы — квадрат, γ=0°. Рисунок 11 – Резьба прямоугольная. Круглая резьба (рис. 12). Профиль резьбы состоит из дуг, сопряжен­ных короткими отрезками прямых линий. Рисунок 12 - Резьба круглая. Конические резьбы (см. рис. 3) обес­печивают непроницаемость без специаль­ных уплотнений, позволяют затяжкой компенсировать износ, обеспечивают более равномерное распределение нагруз­ки по виткам. 4. Способы изготовления резьб. Конструктивные формы резьбовых соединений. Способы изготовления резьб. Резьбы изготовляют одним из двух основных способов: нарезанием или накатыванием. Нарезание — ранее основной способ изготовления резьбы, давший ей название. Осуще­ствляют резцами, гребенками, плашками, метчиками, резьбовыми головками, фрезами. Конструктивные формы резьбовых соединений. Основными резьбовы­ми соединениями являются соединения винтами с гайками (болто­вые), винтами без гаек и шпильками. Болтовые соединения (рис. 13, а) наиболее простые и дешевые, так как не требуют нарезания резьбы в соединяемых деталях. Чаще всего применяют для скрепления деталей, материал которых не обес­печивает достаточной прочности резьбы. Требуют места для размеще­ния гайки и головки винта, свободного подхода к ним. При завинчи­вании и отвинчивании гайки нужно удерживать головку винта от поворота. Имеют несколько большую массу, чем соединение винтом (за счет наличия гайки). Рисунок 13 - Соединения болтом (а), винтом (б), шпилькой (в). Соединения винтами (рис. 13, 6). Винт ввинчивают непосредственно в резьбовое отверстие детали, гайка отсутствует. Глубину завинчивания l1, (рис. 13) в тело детали, исходя из условия равнопрочности стального винта и резьбы детали принимают: для стальной детали l1=(1...1,25)d, для чугунной l1=(1,25...1,5)d, для детали из легких сплавов l1= (2...2,5)d, где d — наружный диаметр резьбы. 4. Стандартные крепежные детали С учетом разнообразных условий применения стандартами предус­мотрены различные геометрические формы и размеры болтов, винтов, шпилек, гаек и шайб. Болты и крепежные винты. Различают эти крепежные детали в за­висимости от формы головки, формы стержня, точности изготовления и назначения. В зависимости от формы головки (рис. 14) болты и винты быва­ют с шестигранными (а), полукруглыми (б, е), цилиндрическими (в, ж), потайными (г, д) и другими головками. Форму головки выбирают в за­висимости от требуемой силы затяжки, пространства для поворота инструмента, внешнего вида и т. д. Рисунок 14 - Формы головок болтов и винтов. В зависимости от формы стержня болты и винты (рис. 15) бывают: с нормальным стержнем (а), с подголовком (б), с утолщен­ным точно изготовленным стержнем для по­становки без зазора в обработанное разверткой отверстие (в), со стержнем уменьшенного диаметра для повышения податливости и сопротивления усталости ПРИ переменных нагрузках (г). Рисунок 15 - Формы стержня болтов и винтов. В зависимости от назначения болты и винты бывают общего назначения, установочные и специальные. Рисунок 16 - Винты установочные. К специальным болтам (рис. 17) относят болты конусные для отверстия из-под развертки (а), грузовые — рым-болты (б) и др. Рисунок 17 - Болты специальные. Шпильки (рис. 18). Изготовляют без канавки (а) и с канавкой (б). Шпильку завинчивают в корпусную деталь коротким резьбовым кон­цом, длина которого может быть различной. Рисунок 18 – Шпильки. Гайки. Различают в зависимости от формы, высоты и точности изготовления. Рисунок 19 - Гайки шестигранные. Рисунок 20 - Гайка круглая и гайка-барашек. Шайбы. Шайбы служат для предохранения деталей от задиров и увеличения опорной поверхности. Их подкладывают под гайки. Шайбы бывают (рис. 21): точеные (а) и штампованные (б). Рисунок 21 – Шайбы. 5. Силовые соотношения в винтовой паре Рассмотрим силы, действующие в винтовой паре с прямоугольной резьбой (рис. 22). При завинчивании гайка, равномерно вращаясь под действием окружной силы Ft, приложенной по касательной к окруж­ности среднего диаметра d2 резьбы, перемещается вдоль оси винта под действием осевой силы F. Развернем виток резьбы в наклонную плос­кость, а гайку представим в виде ползуна. При равномерном переме­щении по наклонной плоскости ползун находится в равновесии под действием системы сил F, F1, N и Rf, из которых N — нормальная реакция наклонной плоскости, a Rf=fN— сила трения (f —коэффициент трения скольжения). Результирующая сила R отклонена от силы N на угол трения φ. Рисунок 22 - Схема сил в винтовой паре. Приведенная зависимость справедлива только для прямоугольной резьбы, т.е. когда φ = arctgf. Метрическая, трапецеидальная и упорная (вообще остроугольные) резьбы характеризуются дополнительным трением вследствие клинчатой формы профиля. Связь между силами трения в прямоугольной и остроугольной резьбах можно получить, предположив, что витки резьбы перпендикулярны оси винта, т. е. угол подъема резьб ψ=0. Рисунок 23 - Схемы сил на витках прямоугольной и треугольной резьб при ψ = 0. Рисунок 23а – Схема силового винта с плоским торцом. Рисунок 23б – Схема для закруглённого наконечника с упором в конусное углубление. 6. Самоторможение и КПД винтовой пары Условие самоторможения в винтовой паре, при котором статиче­ская осевая нагрузка не вызывает самоотвинчивания гайки, выражается неравенством ψ<φ'. Все крепежные резьбы самотормозящие. В примере 1 метрическая резьба с крупным шагом М20х2,5 имеет угол подъема ψ=2029', а приведенный угол трения φ' = 9°50', следователь­но, самоторможение обеспечено. КПД винтовой пары ηвп определяют отношением полезной работы Wп на винте к затраченной работе Wз за один оборот винта или гайки. Для крепёжных резьб понятие КПД не имеет смысла, а для резь­бовой пары передачи «винт — гайка» стремятся получить высокие значе­ния КПД. Расчёт передаточного числа винтовой пары u где, D – диаметр описываемый концом рукоятки конструктивной длины, мм. 7. Классы прочности и материалы резьбовых деталей В зависимости от механических характеристик материала стальные винты, болты и шпильки изготовляют 11 классов прочности, которые обозначают двумя числами, разделенными точкой: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6. 5.8, 6.6, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Первое число, умноженное на 100, указывает минимальное значение временного сопротивления σв Н/мм2 материала резьбовой детали; произведение чисел, умноженное на 10, определяет предел текучести σт в Н/мм2 (для класса прочности 3.6 значения приблизительные). При выборе класса прочности (табл. 4) для резьбовых деталей учитывают величину и характер нагрузки: например, класс прочно­сти 4.6 рекомендуют для неответственных деталей; 5.6 —для деталей общего назначения; 6.6 —для деталей средней нагруженности; 12.9 — для деталей высокой нагруженности. Для повышения коррозионной стойкости резьбовые изделия, подверженные действию воды или других окислительных сред, оксидиру­ют, омедняют или оцинковывают. В некоторых случаях резьбовые де­тали изготовляют из неметаллических материалов (нейлон, полиамид и др.). 8. Расчет резьбовых соединений на прочность Прочность является основным критерием работоспособности резьбовых соединений. Под действием осевой силы (силы затяжки) в стержне винта возникают напряжения растяжения, в теле гайки — сжатия, в витках резьбы — смятия, среза. Чаще всего происходит разрушение винта по первому или второму витку, считая от опорного торца гайки; реже — в области сбега резьбы в подголовочном сечении; для мелких резьб возможен срез витков. Все стандартные болты, винты и шпильки с крупным шагом резьбы являются равнопрочными на разрыв стержня по резьбе, на срез резьбы и отрыв головки. Поэтому расчет на прочность резьбового соединения проводят только по одному основному критерию — прочности нарезанной части стержня на растяжение: Рисунок 24 - Винтовая стяжка. Длину болта, винта или шпильки выбирают в зависимости от тол­щины соединяемых деталей. Остальные размеры деталей резьбового соединения (гайки, шайбы и др.) принимают, исходя из номиналь­ного диаметра d резьбы, который определяется расчетом. Рисунок 25 - Редуктор цилиндрический одноступенчатый (Ц-130—4,89): 1 — корпус; 2 —крышка корпуса; 3 — крышка смотрового люка с отдушиной, окантованная с двух сторон привулканизированной резиной; 4—фильтр из тонкой проволоки; 5 — установочный штифт конический; 6 - пробка маслослива; 7— уплотняющая прокладка (кольцо) из маслостойкой резины; 8— маслоуказатель; 9— крышка подшипника закладная; 10— компенсаторное кольцо; 11 — манжетное уплотнение. Таблица 3. Значения коэффициента запаса прочности [s]Т, при расчете болтов с неконтролируемой затяжкой. Сталь Значения коэффициента [s]Т при d, мм 6...16 16...30 30...60 Углеродистая Легированная 5…4 6...5 4...2,5 5...3,3 2,5...1,6 3,3...3,0 В начале проектировочного расчета ориентировочно задаются номинальным диаметром d резьбы и по табл. 3 принимают [s]T. Если в результате расчета получают диаметр d, который не лежит в ранее принятом интервале диаметров, то задаются новым значением d и расчет повторяют. Для силовых соединений не применяют болты диаметром d<8 мм, так как болты малых диаметров легко разрушить при неконтролируе­мой затяжке. Приведенный выше расчет применяют также и для винтовых стя­жек (рис. 24). При контролируемой затяжке (контроль осуществляют динамометрическими ключами, деформируемыми шайбами и др.) значение [s]Т не зависит от диаметра d резьбы. В этом случае, для углеродистых сталей - [s]T=1,7...2,2; для легированных — [s]T = 2...3. Таблица 4. Классы прочности и марки сталей для болтов, винтов, шпилек и гаек (выборка) Класс прочности Временное сопротивление σв, Н/мм2 Предел текучести σТ, Н/мм2 Марка стали болта гайки 4.6 5.6 6.8 10.9 400 500 600 1000 240 300 480 900 20 30, 35, 45, 40г 30ХГСА Ст3кп 10, 10кп 20, 20кп, 35 16ХСН Рисунок 26 - Схема для расчета болтового соединения, нагруженного сдвигающей силой F. При затяжке болта на стыке деталей возникают силы трения, которые препятствуют относительному их сдвигу. Внешняя сила F непосредственно на болт не передается. Для уменьшения силы затяжки болта при нагружении соединения сдвигающей силой применяют различные замки, втул­ки, штифты и др. (рис. 27). Роль болта в таких случаях сводится к обеспечению плотного соединения деталей. Рисунок 27 - Устройства для разгрузки резьбовых деталей от сдвигающих сил. Для уменьшения диаметров болтов применяют также болты для отверстий из-под развертки. Они могут быть (рис. 28) цилиндрическими (а) или конусными (б). Затяжка соединения гайкой предохра­няет болт от выпадения, увеличивает не­сущую способность соединения за счет трения на стыке. Работают такие болты на срез, как штифты. Рисунок 28 - Схема для расчета болтов, поставленных без зазора в отверстия из-под развертки. Предварительная затяжка болта при сборке должна обеспечить плотность соединения и отсутствие раскрытия стыка после приложе­ния внешней (рабочей) силы F. При действии на затянутое соединение внешней осевой растягивающей силы F детали соединения работают совместно: часть внешней силы χF дополнительно нагружает болт, остальная часть (1-χ)F— разгружает стык. Здесь χ - коэффициент основной (внешней) нагрузки. Задача о распределении нагрузки между болтом и стыком является статически неопределимой и решается из условия совместности пере­мещений болта и соединяемых деталей до раскрытия стыка. Под дей­ствием внешней растягивающей силы болт дополнительно удлиняется на Δlб. На то же значение Δlд = Δlб уменьшается сжатие деталей. Для снижения дополнительной нагрузки χF на болт желательны малые значения χ, для чего болт должен быть податливым (длинным и малого диаметра), а детали стыка — жесткими (массивными, без прокладок). В этом случае почти вся внешняя сила F идет на разгрузку стыка и мало нагружает болт. При большой податливости деталей и стыка (наличие толстых упругих прокладок) и малой податливости болта (короткий и большого диаметра) большая часть внешней силы F передается на болт. Для ответственных соединений коэффициент χ основной нагрузки находят экспериментально. В приближенных расчетах принимают: для соединений стальных и чугунных деталей без упругих прокладок χ= 0,2; для соединений стальных и чугунных деталей с упругими проклад­ками (паронит, резина, картон и др.) χ = 0,3..,0,4. Лекция 10. Тема 10: Клепаные соединения 1. Общие сведения о клепаных соединениях Клепаные соединения получают расклепыванием выступающих стержней заклепок, вставляемых в совмещенные отверстия склепыва­емых деталей (рис. 1). Отверстия под заклепки в деталях выполняют в сборе продавливанием или сверлением. При продавливании образуются мелкие трещины по периферии отверстий, которые могут быть причиной разрушения соединения во время работы. Продавленные отверстия применяют в малоответственных конструкциях. Рисунок 1. Образование клепаного соединения: а — закладка заклепки; б— клепка; 1 — закладная головка заклепки; 2— замыкающая головка; 3— поддержка; 4—обжимка. Сверление — процесс малопроизводительный и дорогой.. Сверленые отверстия применяют в конструкциях, где требуется высокая надежность. При больших диаметрах отверстий практикуют продавливание с последующим рассверливанием. Для повышения циклической прочности соединения отверстия под заклепки после сверления развертывают или прошивают, а по краям отверстий делают фаски. Для облегчения ввода стержня заклепки диаметр отверстия d0 в детали делают больше номинального диаметра d заклепки (табл. 1). Таблица 1. Диаметры отверстий под заклепки. Диаметр заклёпки d0, мм Диаметр отверстия d0, мм Машино- и станкостроение Грубая сборка 6 8 10 12 16 20 6,5 8,5 10,5 13,0 16,5 21,0 6,7 8,7 11,0 13,0 17,0 21,0 Для образования замыкающей головки конец стержня заклепки (рис. 1, а) должен выходить из отверстия детали на длину l0= l,5d0. 2. Достоинства, недостатки и применение клепаных соединений. Достоинства. 1. Высокая надежность соединения. 2. Удобство и надежность контроля качества шва. 3. Хорошая сопротивляемость вибрационным и ударным нагрузкам. Недостатки. 1. Высокая стоимость, так как процесс получения клепаного шва состоит из большого числа операций (разметка, продавливание или сверление отверстий, нагрев заклепок, их закладка, клепка) и требует применения дорогостоящего оборудования (станки, прессы, клепальные машины). 2. Большой расход материала из-за ослабления деталей отверстиями под заклепки. Применение накладок также приводит к увеличению расхода материала. Рисунок 2 - Бандажированные (а), свертные (б) и клепаные (в) зубчатые колеса, применяемые в целях экономии легированных сталей. 3. Основные типы заклепок. Форма головки выбирается в зависимости от назначения клепа­ного соединения. Наибольшее применение имеют заклепки с полу­круглыми головками (рис. 3, а). Заклепки с потайными головками (рис. 3, б) применяют тогда, когда конструктивно недопустимы выступы головок, например в самолетостроении. Трубчатые заклеп­ки (рис. 3, г) применяют в слабонагруженных металлических со­единениях, а также в соединениях неметаллических материалов (фибра, текстолит и др.). Замыкающая головка трубчатой заклепки получается развальцовкой ее выступающего конца. Все заклепки стандартизованы. Рисунок 3 - Основные типы заклепок: а — с полукруглой головкой; б — с потайной головкой; в — с полупотайной головкой; г — трубчатая. 4. Классификация клепаных швов. В зависимости от назначения клепаные швы бывают: прочные, обеспечивающие основной критерий работоспособности — прочность. Применяют для деталей общего назначения, в металлоконструкциях (рамы и др.), в самолетостроении; прочноплотные, обеспечивающие прочность и герметичность. Применяют в различных резервуарах. В настоящее время эти клепаные швы заменяют сварными соединениями. В зависимости от взаимного расположения склепываемых деталей различают клепаные швы внахлестку (рис. 4) и встык, с одной (рис. 5) или с двумя (рис. 3.5) накладками. В зависимости от числа рядов заклепок швы бывают однорядные (см. рис. 4) и многорядные (см. рис. 5 и 6). Для швов встык число рядов учитывается по одну сторону стыка. В зависимости от расположения заклепок в рядах различают швы параллельные (см. рис. 5) и шахматные (см. рис. 6). В зависимости от числа плоскостей среза одной заклепки швы делят на односрезные (см. рис. 4 и 5) и двухсрезные (см. рис. 6): Рисунок 4 – Однорядный односрезный клепаный шов внахлестку Рисунок 5 - Двухрядный односрезный параллельный клепаный шов с одной накладкой. Рисунок 6 - Многорядный двухсрезный шахматный клепаный шов с двумя накладками. 5. Краткие сведения о материалах клепаных соединений. Основными материалами склепываемых деталей являются низкоуглеродистые стали марок Ст0, Ст2, Ст3, цветные металлы и их сплавы. К материалу заклепки предъявляются следующие требования: 1. Высокая пластичность для облегчения процесса клепки. 2. Одинаковый температурный коэффициент расширения с материалом склепываемых деталей во избежание дополнительных температурных напряжений в соединении при колебаниях температуры. 3. Однородность с материалом склепываемых деталей для предотвращения появления гальванических токов, сильно разрушающих со единения. Для стальных деталей применяются только стальные заклепки, - для алюминиевых — алюминиевые, для медных — медные. Заклепки изготовляют на высадочных автоматах из прутков низкоуглеродистых сталей марок Ст2, Ст3, 10, 10кп, 15, 15кп, из сплавов цветных металлов марок Л63, М2, Д18 и др. 6. Расчет на прочность клепаных соединений. Расчет на прочность — основной критерий работоспособности проч­ных клепаных швов — основан на следующих допущениях: 1. Силы трения на стыке деталей не учитывают, считая, что нагрузка передается только заклепками. 2. Расчетный диаметр заклепки равен диаметру d0 отверстия. 3. Нагрузка между заклепками распределяется равномерно. Рассмотрим простейший клепаный шов – однорядный односрезный внахлестку (рис. 7). При нагружении шва осевой силой F детали (листы) стремятся сдвинуться относительно друг друга. Рисунок 7 - К расчету однорядного односрезного клепаного шва 7. Допускаемые напряжения для клепаных соединений. Допускаемые напряжения для прочных и прочноплотных швов принимают в соответствии с рекомендациями, основанными на опыте эксплуатации. В табл. 2 приводятся допускаемые напряжения для прочных стальных клепаных швов в зависимости от марки стали, характера нагрузи и способа изготовления отверстий под заклепки. Таблица 2 - Допускаемые напряжения для прочных стальных клепаных швов при статической нагрузке. Элемент шва Вид деформации и напряжения Способ изготовления отверстия Допускаемые напряжения, Н/мм2 Ст2 Ст3 Склепываемые детали Растяжение σР Срез 140 90 160 100 Заклепки Срез Продавливание Сверление 100 140 100 140 Смятие Продавливание Сверление 240 280 280 320 Примечания: 1. При действии переменных нагрузок допускаемые напряжения уменьшают на 10 ...25%. 2. При холодной клепке допускаемые напряжения для заклепок уменьшают на 30%. 8. Коэффициент прочности клепаного соединения Отверстия под заклепки снижают прочность соединяемых деталей на растяжение. Число, показывающее во сколько раз прочность на растя­жение детали с отверстиями под заклепки меньше прочности на растя­жение той же детали без отверстий, называют коэффициентом прочно­сти шва и обозначают буквой φ. Сечение детали на длине одного шага р ослаблено отверстием ди­аметра d0 (см. рис. 7). Ориентировочные минимальные значения коэффициента φmin для прочных швов приведены ниже: Тип шва φmin Однорядный внахлестку 0,67 Двухрядный внахлестку 0,75 Однорядный с двумя накладками 0,71 Двухрядный с двумя накладками 0,84 При проектировочном расчете клепаного соединения значение коэффициента φmin задают, а затем выполняют проверочный расчет. Если окажется, что расчетное значение φ < φmin, то изменяют конструкцию соединения и расчет повторяют. Для повышения значения φ уменьшают d0 и увеличивают р, т.е. применяют многорядные двухсрезные швы или увеличивают ширину или толщину деталей в местах постановки заклепок. 9. Рекомендации по конструированию клепаных соединений 1. Заклепки в шве располагают так, чтобы ослабление соединяемых деталей отверстиями было наименьшим (предпочитают шахматное расположение заклепок рядовому). 2. Во избежание возникновения изгиба соединяемых деталей зак­лепки располагают на оси, проходящей через центр тяжести склепы­ваемых деталей (рис. 8) или симметрично относительно этой оси, или как можно ближе к ней. 3. Не рекомендуется в одном шве применять заклепки разных диаметров. 4. Для предотвращения поворота соединяемых деталей относитель­но друг друга число заклепок в шве принимают не менее двух, т. е. z>2. Рисунок 8 - Пример клепаной конструкции. 5. Герметичность стыка в прочноплотных швах можно обеспечить нанесением на поверхности стыка клея, силоксановых эмалей, металлических покрытий, получаемых гальваническим способом или газопламенным напылением. 6. Конструкцию соединения разрабатывают после определения количества заклепок. Рисунок 9 - Пример соединения тяги с проушиной. Лекция 11. Тема 11: Сварные, паяные и клееные соединения 1. Общие сведения о сварных соединениях Сварные соединения — наиболее распространенный тип неразъем­ных соединений. Они образуются путем местного нагрева деталей в зоне их соединения. Применяют различные виды сварки. Наибольшее рас­пространение получили электрические, основными из которых явля­ются дуговая и контактная сварка. При дуговой сварке металл в зоне соединения доводится до рас­плавления. Соединение образуется после отвердения металла. Различа­ют следующие разновидности дуговой сварки: 1) автоматическая сварка под флюсом — высокопроизводительна и экономична, с хорошим качеством шва. Применяют в крупносерийном и массовом производстве для конструкций с длинными швами; 2) механизированная сварка под флюсом. Применяют для конструкций с короткими прерывистыми швами; 3) ручная сварка — малопроизводительна, с невысоким качеством шва. Применяют при малом объеме сварочных работ и в том случае, когда другие виды дуговой сварки нерациональны. Далее рассмотрены соединения дуговой сваркой. Достоинства сварных соединений. 1. Невысокая стоимость соединения вследствие малой трудоемкости сварки и простоты конструкции сварного шва (рис. 1,б). 2. Сравнительно небольшая масса конструкции (на 15...25-% меньше массы клепаной из-за отсутствия накладок, см. рис. 4.1, а и б). 3. Герметичность и плотность соединения. 4. Возможность автоматизации процесса сварки. 5. Возможность сварки толстых профилей. Недостатки. 1. Невысокое качество сварного шва (непровары, шлаковые вклю­чения и др.). Применение автоматической сварки под флюсом и свар­ки в защитном газе в значительной мере устраняет этот недостаток. 2. Трудность контроля качества сварного шва. 3. Коробление деталей из-за неравномерности нагрева в процессе сварки. 4. Невысокая прочность при переменных режимах нагружения. Сварной шов является значительным концентратором напряжений. Отжиг сварной конструкции, наклеп дробью и чеканка швов повышают прочность сварных соединений. Применение. Сварные соединения широко применяют в строитель­стве. В машиностроении они вытесняют клепаные соединения. Сварку применяют для получения заготовок деталей из проката в мелкосе­рийном и единичном производстве. Сварными выполняют станины, рамы, корпуса редукторов, шкивы, зубчатые колеса (рис. 2), колен­чатые валы, корпуса судов, кузова автомобилей, железнодорожные вагоны, трубопроводы, мосты, антенны радиотелескопов и др.. В мас­совом производстве применяют штампосварные детали. Рисунок 1 - Клепаное (а) и сварное (б) соединения. Рисунок 2 - Пример сварного зубчатого колеса. 2. Основные типы и элементы сварных соединений В зависимости от взаимного расположения соединяемых элементов применяют следующие типы сварных соединений. Стыковые соединения. Простые и наиболее надежные из всех сварных соединений, их рекомендуют в конструкциях, подверженных воздействию переменных напряжений. На рис. 3, а — г показаны различные варианты стыковых швов, выполненных ручной дуговой сваркой при разной толщине соединяемых элементов. При автоматической сварке происхо­дит более глубокое проплавление металла, шов образуется в основном за счет основного металла, а не металла электрода, как при ручной сварке. Возвышение стыкового шва над основным металлом является концентратором напряжений. Поэтому в ответственных соединениях его удаляют механическим способом. Встык сваривать можно листы, полосы, трубы, швеллеры, уголки и другие фасонные профили. Нахлесточные соединения (рис. 4, а — в). Их выполняют угловыми швами с различной формой сечения: нормальные (рис. 5, а), профиль которых представляет собой равнобедренный треугольник; вогнутые (рис. 5, 6) применяют в ответственных конструкциях при переменных нагрузках, так как вогнутость обеспечивает плавный пе­реход, вследствие чего снижается концентрация напряжений; вогну­тый профиль получают последующей механической обработкой шва, что повышает стоимость соединения; выпуклые (рис. 5, в) — нерациональны, так как вызывают повы­шенную концентрацию напряжений; улучшенные (рис. 5, г), профиль которых представляет собой неравнобедренный прямоугольный треугольник, применяют при переменных нагрузках, так как они значительно снижают концентрацию напряжений. За катет шва k принимают катет вписанного в сечение шва равнобедренного треугольника (см. рис. 5, б). В большинстве случаев зна­чение k принимают равным толщине δ свариваемых деталей, но не менее 3 мм. Угловые швы бывают: лобовые, расположенные перпендикулярно линии действия силы F (см. рис. 4, а); фланговые, расположенные параллельно линии действия силы F (см. рис. 4, б); комбинированные, состоящие из сочетания лобовых и фланговых швов (см. рис. 4, в). Рисунок 3 - Стыковые швы: а — односторонний без скоса кромок; б — односторонний со скосом кромок; в —двусторонний с двумя симметричными скосами одной кромки; г — двусторонний с двумя симметричными скосами двух кромок. Рисунок 4 - Нахлёсточные соединения угловыми швами. Рисунок 5 - Угловые швы. В нахлёсточных соединениях возникает изгибающий момент M=Fδ (см. рис. 4, а) от внецентренного действия растягивающих или сжи­мающих сил, что является недостатком соединений. Тавровые соединения. В этих соедине­ниях свариваемые элементы располага­ются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Соединение может быть выполнено угловыми (рис. 6, а) или стыковыми (рис. 6, б) швами. Рисунок 6 - Тавровые соединения 3. Расчет на прочность сварных соединений Основным критерием работоспособности швов сварных соединений является прочность. Расчет на прочность основан на допущении, что напряжения в шве распределены равномерно как по длине, так и по сечению. Стыковые соединения. Расчет швов (рис. 7) производят на растя­жение или сжатие по сечению соединяемых деталей без учета возвы­шения шва. Рисунок 7 - Стыковое соединение. Нахлесточные соединения угловыми шва­ми (см. рис. 4). Угловые швы рассчитыва­ют на срез по опасному сечению I—I (см. рис. 5, а), совпадающему с биссектрисой прямого угла. Расчетная высота h опасного сечения шва: h = 0,7k — для ручной сварки; h=k — для автоматической. В соединении лобовыми шва­ми lш=2lФ (см. рис. 4, а), фланговыми швами lш=2lФЛ (см. рис. 4, б). В комбинированном сварном шве (см. рис. 4, в) lш равна сумме длин лобовых и фланговых швов. 4. Допускаемые напряжения для сварных швов Допускаемые напряжения для сварных швов при статической на­грузке определяют по табл. 1 в зависимости от допускаемого напряже­ния [σ]р основного металла на растяжение: Таблица 1 - Допускаемые напряжения для сварных соединений деталей из низкоуглеродистых и низколегированных сталей для электродуговой сварки. Вид деформации и напряжения Автоматическая и механизированная сварка под флюсом Ручная дуговая сварка электродами Э42А, Э50А Э42, Э50 Растяжение [σ]'р Сжатие [σ]'сж Cрез [σ]Р [σ]Р 0,8[σ]Р [σ]Р [σ]Р 0,65[σ]Р [σ]Р [σ]Р 0,6[σ]Р 5. Рекомендации по конструированию сварных соединений 1. Из-за дефектов сварки на концах сварного шва (в местах зажи­гания и гашения дуги) минимальная длина шва должна быть не менее 30 мм. 2. В нахлесточных соединениях (см. рис. 4, а) длину перекрытия принимают не менее 4δ, где δ — минимальная толщина свариваемых деталей. 3. Длина лобовых швов lл не ограничивается. Длина фланговых швов ограничивается: lфл< 50k. Это связано с возрастанием неравномерности распределения напряжений по длине шва с увеличением его длины. На концах шва напряжения больше, чем в середине. Рисунок 8 - Пример сварной конструкции. 4. Сварные швы располагают так, чтобы напряжения в них были одинаковыми. Исходя из этого, при конструировании соединения угол­ков с косынками (рис. 8) длины фланговых швов определяют из решения системы уравнений: l1фл z0 = l2фл (b-z0); l1фл +l2фл=lфл, где, lфл – суммарная длина фланговых швов по формуле 2. Имеем l1фл = lфл - l2фл и, следовательно, 5. В конструкциях, подверженных действию переменных нагрузок, при­менение нахлесточных соединений нежелательно, так как они характери­зуются значительной концентрацией напряжений. По этой причине не следует применять «усиливающие» накладки в стыковых соединениях. 6. Паяные соединения Паяные соединения — неразъемные соединения, образуемые сила­ми молекулярного взаимодействия между соединяемыми деталями и присадочным материалом, называемым припоем. Припой — сплав (на основе олова, меди, серебра) или чистый металл, вводимый в расплавленном состоянии в зазор между соединя­емыми деталями. Температура плавления припои ниже температуры плавления материалов деталей. По конструкции паяные соединения подобны сварным (рис. 9, а — ж). Преимущественное применение имеют соединения нахлесточные. Сты­ковые и тавровые соединения применяют при малых нагрузках. Рисунок 9 - Основные типы паяных соединений: а — стыковое; 6— нахлесточное; в — косостыковое; г — тавровое; д — с одной накладкой; е — телескопическое; ж — сотовая конструкция. Размер зазора в стыке определяет прочность соединения. При малом зазоре лучше проявляется эффект капиллярного течения припоя, процесс растворения материала деталей в расплавленном припое распространяется на всю толщину паяного шва (прочность образующегося раствора на 30...60 % выше прочности припоя). Размер зазора принимают 0,01...0,25 мм в зависимости от припоя (легкоплавкий или тугоплавкий) и материала деталей. Припои с температурой плавления до 4000С называют легкоплавки­ми. Наиболее широкое применение имеют оловянно-свинцовые, оловянно-свинцовые сурьмянистые припои (марок ПОС90, ПОС61). Эти припои не следует применять для соединений, работающих при тем­пературе свыше 100°С или подверженных действию ударных нагрузок Припои с температурой плавления свыше 4000С называют туго­плавкими (серебряные или на медной основе). Припои на медной основе (марок ВПр1, ВПр2) отличаются повышенной хрупкостью, их приме­няют для соединения деталей, нагруженных статической нагрузкой. Се­ребряные припои (марок ПСр40, ПСр45) применяют для ответствен­ных соединений. Они устойчивы против коррозии и пригодны для соеди­нения деталей, воспринимающих ударную и вибрационную нагрузки. Достоинством паяных соединений является возможность соедине­ния разнородных материалов, стойкость против коррозии, возмож­ность соединения тонкостенных деталей, герметичность, малая кон­центрация напряжений вследствие высокой пластичности припоя. Пайка позволяет распаивать соединение, а также получать соединения дета­лей в скрытых и труднодоступных местах конструкции. Применение паяных соединений в машиностроении расширяется в связи с внедрением пластмасс, керамики и высокопрочных сталей, которые плохо свариваются. Пайкой соединяют листы, стержни, топ­ливные и масляные трубопроводы, лопатки турбин и др. Ее широко применяют в автомобилестроении (радиаторы и др.) и самолетостро­ении (обшивка из тонких стальных листов с сотовым промежуточным заполнением, см. рис. 9, ж). Пайка является одним из основных видов соединений в радиоэлектронике и приборостроении. Процессы пайки поддаются механизации и автоматизации. 7. Клееные соединения Клееные соединения применяют для деталей из металла и неметал­лических материалов. Это соединение деталей неметаллическим веще­ством (клеем) посредством поверхностного схватывания и межмолеку­лярной связи в клеящем слое. Достоинства клееных соединений — возможность соединения дета­лей из однородных и неоднородных материалов, герметичность, стой­кость против коррозии, возможность соединения очень тонких листо­вых деталей, малая концентрация напряжений и высокое сопротивле­ние усталости, малая масса. Недостатки — сравнительно невысокая прочность, необходимость тщательной подготовки поверхностей под склеивание, снижение несу­щей способности при повышенных температурах. На прочность клееных соединений влияют характер нагрузки, кон­струкция соединения, тип и толщина слоя клея (при увеличении тол­щины прочность падает), технология склеивания и время эксплуата­ции (с течением времени прочность некоторых клеев уменьшается). Технология склеивания деталей состоит из ряда последовательных операций: взаимной пригонки склеиваемых поверхностей, получения шероховатости (обработкой пескоструйным аппаратом или зачисткой наждачной шкуркой), удаления пыли, обезжиривания (растворителем); нанесения клея на подготовленные поверхности, сборки и выдержки соединения при требуемых давлении и температуре. Клееными соединениями создают новые конструкции (сотовые, слоистые), отдельные зубчатые колеса соединяют в общий блок, по­вышают прочность сопряжения зубчатых венцов со ступицами, ступиц с валами, закрепляют в корпусе неподвижное центральное зубчатое колесо 4 планетарной передачи (см. рис. 10), наружное кольцо под­шипника качения, стопорят резьбовые соединения, крепят пластинки режущего инструмента и др. Для повышения прочности применяют комбинированные соединения: клееклепаные, клеесварные (с точеч­ной сваркой), клеерезьбовые. Рисунок 10 - Планетарный редуктор. МОДУЛЬ 4 - Проектирование отдельных видов технологического оборудования Лекция 12. Тема 12: Особенности проектирования оборудования для уборочно-моечных работ 1. Особенности проектирования оборудования для уборочно-моечных работ. Виды. Состав. Характеристика. Виды УМО (уборочно-моечного оборудования) 1. для мойки и защитной обработки наружных поверхностей автомобилей; 2. для сухой и влажной уборки внутри салона легковых автомобилей, автобусов, кабин грузовых автомобилей; 3. для химической очистки текстильных и кожаных покрытий внутренней обивки салона автомобиля; 4. поломоечная и полоподметальная техника уборки служебных и производственных помещений. Практически всё моечное оборудование при всём своём многообразии имеет однотипные моющие устройства-рабочие органы. Классифицируют УМО по типу рабочего органа – виды моющих устройств: струйные, щёточные и струйно-щёточные. Рациональный уровень механизации моечных работ в АТП, устройство и производительность моечного оборудования определяются количеством и типом подвижного состава предприятия. При небольшом количестве однотипных автомобилей используется ручная мойка с подводом воды по шлангу к брандспойту, моечному пистолету или к щётке. Такие установки состоят из насосов с электроприводом, ёмкостей для моющих растворов и полировальных составов, и нагнетательных клапанов с моечными пистолетами, снабжёнными сменными соплами для получения струи воды различной формы – кинжальной, веерообразной или со щёткой. Рисунок 1 - Щетка для мойки автомобилей мод. 906. Рисунок 2 - Установка для мойки автомобилей мод. 1112: а - внешний вид; б - ступень вихревого насоса со всасывающим и нагнетающим дисками; в – схема работы насоса. 1 2 Рисунок 3. - 1. Парогенераторная установка высокого давления, Германия. 2. Моечная установка высокого давления UHM – 95. Такими установками можно мыть автомобили всех типов. Для больших парков однотипных автомобилей применяют механизированную мойку, с помощью специальных струйных, щёточных или комбинированных струйно-щёточных установок. Показатели механизированных установок: 1. тип рабочего органа; 2. производительность, ; 3. расход воды, ; 4. давление, развиваемое насосной станцией, МПа; 5. потребляемая мощность, кВт; 6. число сопел, щёток, в штуках; 7. габаритные размеры, мм; 8. масса установки, т; 9. степень подвижности или исполнение (стационарные, передвижные); 10. скорость перемещения объекта мойки, ; 11. уровень автоматизации; 12. предметная специализация по объекту мойки (для мойки колёс, кузова и т.п.). Все моющие механизмы различаются размерами и количеством сопел. Сопла закрепляются на шаровых шарнирах, что позволяет при регулировке оптимальный угол атаки каждой струи. В процессе мойки автомобиль передвигается конвейером со скоростями 3,5…7 , допускается перемещение своим ходом с остановками на 15…20 секунд через каждые 1,5…2,0 метра, интервал между автомобилями 1.7…2,0 метра. Включение и выключение установки автоматическое при наезде колёс автомобиля на одну из двух панелей управления. Установка позволяет проводить мойку до 50…70 , при общем расходе воды 0,6…1,2 м3 на 1 автомобиль. Факторы, влияющие на эффективность струйной мойки: диаметр сопла, напор. Основным рабочим элементом щёточных установок являются щётки, по форме щётки различают: плоские, ротационно-цилиндрические, конические и др. Кинематика их движения должна обеспечивать хорошую прилегаемость к обрабатываемым поверхностям. Щётки имеют щитино-наситель (отдельный элемент), изготавливают щётки из капроновых нитей диаметром 0,5…0,8 мм. Материал должен быть достаточно жёстким, чтобы нити не перепутывались, и одновременно быть мягким, чтобы не повредить лакокрасочное покрытие поверхности автомобиля. Концы нитей выполняют в виде мягкой кисточки. Частота вращения щёток 150…175 . Диаметр ротационных щёток 1,0…1,5 метров. Основной фактор, влияющий на эффективность щёточной мойки – механическое воздействие на загрязнение щётками. При проведении прочностных расчётов элементов приводов моечных установок следует в первую очередь рассчитывать самые ненадёжные составные части и их детали: 1. детали привода качения коллектора; 2. детали привода перемещения установки; 3. подшипниковые узлы валов щёток; 4. поперечины, траверсы, рычаги, стойки. Лекция 13. Тема 13: Особенности проектирования разборочно-сборочного и слесарно-механического оборудования. Общие положения. При проведении работ по ТО и ТР автомобилей, большой объем занимают крепежные работы и работы по разборке резьбовых соединений. Трудоемкость крепежных работ составляет до 20% от трудоемкости ТО-1 и до 17% ТО-2 при разборке до 65% операций технологических процессов падает на отвинчивание болтов, винтов, гаек и шпилек. Следует отметить, что все эти работы зачастую проводят вручную гаражным инструментом. Одним из показателей организации ремонтных работ на АТП является повышение общей культуры производства, что оказывает влияние на повышение производительности предприятия. И если приобретение такого демонтажного оборудования как электромеханические, пневматические гайковерты зачастую бывает экономически не целесообразно для АТП малой и средней мощности, то изготовление специализированных и универсальных ключей и съемников силами предприятия не только рационально, но и по существу единственный способ для уменьшения трудоемкости при проведении отдельных разборочно–сборочных операций. При механизации слесарных работ используются механизмы, облегчающие закрепление деталей в процессе обработки, пневматические и электрические инструменты, пиловочные и доводочные устройст­ва и приспособления На авторемонтных заводах внедряются средства механизации и автоматизации контроля и сорти­ровки деталей, разборочно-сборочных работ, наружной мойки автомобилей, мойки и очистки агрегатов и деталей широко применяют станки-автоматы при механической обработке деталей Основное направление изменений в структуре оборудования для ремонтных воздействий - повышение совершенства при внутренней сложности конструкции и одновременно значительно большем удобстве и простоте использования. Естественно, что эти существенные изменения требуют принципиальных изменений в структуре АТП, его производственных участков, видов работ, составе оборудования и специалистов. Классификация видов слесарно-монтажного инструмента Высококачественный и удобный инструмент не только облегчает труд и сокращает затраты времени на ТО и ремонт машин. Такой инструмент обеспечивает безопасные условия труда и предупреж­дает повреждения деталей машин. В ремонтных работах широко применяют инструмент для завинчивания и отвинчивания болтов и гаек (гаечные ключи), винтов и шурупов со шлицами (отвертки), труб (трубные ключи), для захвата и зажима мелких металлических изделий (инструмент с губками), для выпрессовки и установки различных деталей (различные съемники и оправки) и так далее. Все инструменты и приспособления принесут пользу только в том случае, если их будут применять в исправном состоянии. Поверхность их должна быть гладкой, хорошо отделанной, окрашенной или оксиди­рованной. Цвет окраски не должен быть марким, но и не темным. Краски можно применять масляные или эмалевые. Необходимо периодически проверять состояние инструмента. Все деформированные ключи или те, в которых появились трещины, надо немедленно изъять, равно как и детали съемников. Съемниками следует пользоваться только на тех операциях, для которых они предназначены. Перед разборкой все детали узла или агрегаты необходимо тщательно очистить от грязи и насухо их протереть. При снятии деталей съемник нужно устанавливать так, чтобы не допустить их перекосов. Если деталь или узел не выпрессовывается, необходимо подогреть их (если это не приведет к порче) или положить разбираемый узел на несколько часов в керосин, а затем повторить попытку. После каждого пользования инструментами или приспособлениями их необходимо очищать от грязи, а приспособления сложной конструкции, имеющие подвижные детали, кроме того, промывать кероси­ном. Приспособления могут быть с ручным и механическим приводом. Ручной способ постановки шпилек малопроизводителен. Гораздо эффективнее и надежнее ис­пользовать обычные сверлильные станки, электрические или пневматические гайковерты или шпильковерты. Рисунок 1 - Динамометрический ключ для ввертывания шпилек. 1 - пружинки, 2 - проверяемая шпилька, 3 - деталь, в которую ввертывают шпильку, 4 -диск. Рисунок 2 - Простейшие способы завертывания шпилек. а - затягивание гаек; б - шпилька, подготовленная к завинчиванию; в - завинчивание шпильки га­ечным ключом; г - завинчивание с помощью разрезной гайки. Все существующие приспособления по способу захвата шпильки разделяются на два типа: удер­живающие шпильку за резьбу ее выступающей части и за поясок, то есть за ненарезанную часть. Основной недостаток приспособлений первого типа состоит в том, что если шпилька ввернута в деталь с большим натягом, то возможно вытягивание резьбы выступающей ее части. Приспособления, удерживающие шпильки за поясок, лишены этого недостатка, но они больше по размерам и поэтому не всегда удобны в применении. При изготовлении специальных приспособлений следует применять соответствующий металл. Служебные детали корпуса, рукоятки и так далее нужно делать из стали 5. Детали, предназначенные для захвата и удерживания шпилек, следует изготавливать из стали 40Х или У-7, причем их рабочая поверхность должна быть закалена и отпущена до твердости HRC 58-62. Рисунок 3 - Ручное цанговое приспособление, удерживающее шпильку за резьбу. 1 - цанга, 2 - гайка, 3 - ручка, 4 - корпус. Рисунок 4 - Ручное приспособление, удерживающее шпильку за поясок 1 - цанга, 2 - вороток, 3 - гайка, 4 - упорный винт, 5 -корпус , 6 - вороток. Рисунок 5 - Механическое приспособление, удерживающее шпильку за резьбу 1 - ролик, 2 - сепаратор, 3 - кольцо, 4 - корпус. Отвертки применяются для ввертывания и вывертывания шурупов и винтов, в головках ко­торых сделан специальный паз. Грани лезвия отвертки обязательно должны быть параллельными на всей глубине паза и входить в него с небольшим зазором. Ширина лезвия (I) должна быть немногим меньше диаметра головки винта (примерно, I = 0,8d). Применение отверток с недостаточной шириной и заостренной формой лезвия приводит к тому, что острый и узкий конец отвертки стремится выйти из паза в головке, сминает ее кромки и тем самым пор­тит головку шурупа или винта. Кроме того, работая такой отверткой, приходится прижимать ее к винту с большим усилием, чтобы она не выскакивала из паза, не портила винт и не царапала других деталей. Рабочая часть отвертки должна быть достаточно жесткой, но не хрупкой (сталь У-7 и У-8, закалка и отпуск на длину лезвия до твердости HRC 46-52). Качество отвертки определяют испытанием, завинчивая, пять шурупов в сухую дубовую доску, в которой заранее подготовлены отверстия под шурупы на глубину % нарезки. Хорошая отвертка при этом не должна деформироваться, вминаться и выкрашиваться. Рисунок 6 - Отвертки. а - правильной формы, б - неправильной формы, в - пример правильной заточки лезвия. Если отвертку предполагают использовать для работы в электроустановках с напряжением до 1000 В, на ее ручку надо посадить диэлектрический чехол или нанести несминаемое покрытие, снабженное упором со стороны лезвия, чтобы предотвратить соскальзывание пальцев работающего на неизолирован­ную часть отвертки. Толщина изоляции должна быть не меньше 2 мм. Диэлектрические покрытия и чехлы после насадки должны выдерживать в течении 1 мин напряжение 6000 В переменного тока частотой 50 Гц без пробоя. Рабочую часть отверток для крупных шурупов и винтов удобно делать в виде сменной пластины из специальной легированной стали и стержня из простой углеродистой стали. Рисунок 7 - Отвертка со вставным лезвием. 1 - стержень, 2 - пластина. Отвертка с жестким лезвием. При ввертывании тугосидящих винтов, когда вся нагрузка приходится на лезвие отвертки, последняя очень часто скручивается и изгибается. Чтобы повысить твердость лезвия отвертки, а следовательно, и сопротивление его скручиванию, нужно снабдить его боковыми ребрами: взять под отвертку стержень круглого сечения и профрезеровать его конец с двух противоположных сторон. Приспособление отверток для работы с повышенным усилием. Чтобы увеличить передаваемый на отвертку крутящий момент, можно ее ручку сделать с поперечиной. Однако такие отвертки неудобно хра­нить и не везде ими легко подобраться к винту. Рисунок 8 - Отвертки-наконечники. а - для рулевых тяг, б - для разных целей. В связи с этим для работы в труднодоступных местах отвертки надо снабжать гайкой - барашком, которую следует надеть и закрепить на стержне отвертки. Кстати сказать, ребра гайки барашка не дадут ру­ке соскользнуть вдоль отвертки, помогут избежать травмы. Вместо гайки-барашка к стержню отвертки можно также приварить обычную шестигранную гайку, вращая за нее отвертку гаечным ключом значительно легче ввернуть тугосидящий шуруп (винт). Отвертки-наконечники, которые можно вставлять в торцовые ключи, представляют значительный интерес. Для ввертывания пробок рулевых тяг автомобилей и колесных тракторов служит, например, отвертка-наконечник, изображенная на рисунке 8, а. Она представляет собой кусок шестигранника, заточенного с одной стороны под отвертку. Наконечник вставляют в ключ для гаек и этим ключом с рычагом ввертывают и вывертывают пробки с большим крутящим моментом. Подобную отвертку можно сделать и для любых целей (рис. 8, б). Чтобы она во время работы не выпадала из ключа, шестигранную часть ее разрезают и разводят на 0,3…0,5мм. Ударная отвертка - инструмент не слишком известный. В основном она нужна при ремонте коробок передач или кузовов. Принцип действия прост: при ударе молотком перемещение рукоятки преобразуется в поворот лезвия отвертки. Сочетание удара и поворота позволят приложить большой крутящий мо­мент без риска повредить шлиц. На ударные отвертки не существует ни государственных, ни отраслевых стандартов. Ударные отвертки имеют фиксированные положения завертывания и отвертывания. Чтобы изме­нить положение, нужно нажать на шпиндель отвертки (ту ее часть, на которой закреплен переходник или сменный наконечник) вдоль оси в сторону корпуса и повернуть влево или вправо. Переходники фиксируются подпружиненным шариком. Сменные наконечники могут фиксироваться пружинным разрезным кольцом круглого сечения, подпружиненным шариком или резиновым колпачком. Для профессиональной, а значит, интенсивной работы важны прочность и долговечность инстру­мента, в значительной мере определяемые твердостью сменных наконечников. Существует ГОСТ 17199-88 «Отвертки слесарно-монтажные. Технические условия». Формально он не распространяется на ударные отвертки, но ведь рабочие части наконечников и отверток, по крайней мере, близки функционально. Причем условия работы наконечников гораздо жестче. Итак, по ГОСТу твер­дость должна быть 47-52 НRС. Выбирая ударную отвертку, определите, удобно ли будет ею работать. Ищите отвертку с мини­мальным люфтом в соединениях. Пользуйтесь тяжелым молотком, по массе равным отвертке или несколько тяжелее. Перед нанесением удара выберите люфты в соединениях отвертки, повернув ее в сторону рабоче­го хода. Завертывая винт, сначала затяните его максимально возможным усилием и лишь затем - удара­ми. Чтобы не сорвать резьбу, не довертывайте винт больше чем на 40…60 , если в инструкции не сказано иначе. Вывертывание приржавевших винтов очень часто представляет собой невыполнимую задачу. В та­ких случаях их пытаются отвернуть, ударяя молотком по отвертке, поставленной наклонно к головке винта. Отвертка часто выскакивает из паза и повреждает головку винта. После такой операции остается только одно - высверливать поврежденный винт. Этого можно и не делать, если прибегнуть к помощи ударной отвертки, которая состоит из двух цилиндрических стержней, соединенных между собой подпружиненным направляющим штифтом с голов­кой. Направляющий штифт не выпадает благодаря поперечному контрящему штифту. На торцовых поверхностях обоих стержней нарезаны зубья с одной скошенной стороной. Нижний стержень полый. В него вставляют различных размеров рабочее лезвие-наконечник, которое крепится сто­порным винтом. Чтобы отвернуть тугосидящий винт, нужно поставить лезвие в его паз винта, а затем молотком ударить по верхнему стержню. При ударе наконечник рывком дернет головку заевшего винта и стронет его с места. После этого, действуя инструментов как обычной отверткой, легко вывернуть винт. Отвертки с прижимом. Много неприятностей доставляют ремонтникам винты крепления полюсов генераторов и стартеров. Справиться с ними обычной отверткой весьма трудно, а иногда и невозможно. Рисунок 9 - Отвертка с рычагом для отвертывания приржавевших и очень тугосидящих винтов. При ввертывании и вывертывании винтов и шурупов в труднодоступных местах удобно знать, как расположено лезвие отвертки, следует сделать метки-указатели - небольшие углубления, залитые белой краской. Одну метку сделайте на торце ручки отвертки, другую около того места, где находится обычно большой палец работающего. Направление меток должно соответствовать положению рабочей грани от­вертки. Кроме того, существуют конструкции отверток, удерживающих ввертываемый винт за головку Отвертки с устройствами для удерживания ввинчиваемых винтов за головку. В тех случаях, когда невозможно поддерживать винты рукой, рекомендуется использовать специальные отвертки, конструкции которых рассчитаны на то, чтобы поддерживать винт непосредственно на лезвии. Отвертка с ломающимся стержнем. Если приходится работать с винтами в углах или труднодос­тупных местах, нужно подготовить отвертку следующим образом. Разрезать стержень отвертки на две половины и соединить их шарниром, а сверху надеть легкую пружину (рис. 10, а). Отвертка с освещением. Даже в хорошо освещенном цехе иногда бывает трудно, порой и невоз­можно разглядеть головку винта, "спрятавшуюся" от света в глубине машины. В этом случае приходится устраивать дополнительное освещение от переносной лампы, что не всегда удобно и возможно. Рисунок 10 - Отвертки для работы в труднодоступных местах а - с ломающимся стержнем, б - с освещением, в - с устройством для направления лезвия, г - со свободным ходом. Гораздо проще в таких случаях пользоваться инструментом, одновременно выполняющим функ­ции фонаря. Устройство такой отвертки показано на рисунке 10, б. В нижней части ручки в фокусе параболи­ческого рефлектора помещена электрическая лампочка. Внутри ручки установлены батарейки питания. Можно вместо батареек использовать ток от аккумуляторных батарей пропустив через ручку провод. Против лампочки в ручке прорезаны широкие окна для прохождения света. Такая отвертка пред­ставляет собой особый интерес в аварийных ситуациях в поле или на дороге. Отвертка с устройством для направления лезвия. При завинчивании шурупов больших размеров можно использовать отвертки с воротком. Чтобы предупредить в этом случае выскальзывание лезвия от­вертки из паза головки винта, применяют муфту, укрепленную на ее лезвии (рис. 10, в). Отверткой с таким лезвием удобно, например, регулировать тепловые зазоры в механизме газо­распределения двигателей. Отвертка со свободным ходом. Очень удобно работать отверткой, когда не приходится при каждом обороте поворачивать в руках ручку или заново вставлять лезвие в паз винта. Такая отвертка представляет собой стальной штырь, заточенный на конце и вращающийся в де­ревянной ручке. Удерживается он в ней упорным диском. При повороте в одну сторону штырь отвертки вращается свободно, подпружиненная собачка легко проскальзывает по радиальным выступам, нарезанным на специальной тарелке, соединенной жестко со штырем. При обратном ходе собачка упирается в выступ и стопорит штырь Безопасная отвертка. При работе с электрооборудованием, находящимся под напряжением, стальные стержни отверток часто становятся причиной коротких замыканий. Чтобы избежать этого, нужно изолировать отвертку, надев на ее стержень кусочек резиновой или пластмассовой трубки, и затем прове­рить ее надежность током высокого напряжения. Комбинированные отвертки. При выполнении регулировочных работ часто приходится работать одновременно двумя инструментами: гаечным ключом и отверткой. Большое удобство в этом случае пред­ставляют собой комбинации из этих инструментов. Применяя их, можно сделать нужную работу с достаточ­ной точностью в более короткий срок. Самозарядная отвертка. При ввертывании винтов их приходится сначала провертывать на несколько оборотов, прилагая к отвертке небольшое усилие, а затем с силой дотягивать на 0,5…1 оборот. Следовательно, первая часть операции требует много времени и мало энергии, а вторая, наоборот, мало времени и много энергии. В самозарядной отвертке устроен механизм, автоматически заводящий пружинный двигатель в момент затяжки винта. Эта запасенная энергия и используется для первоначального завинчивания винтов на 8…10 оборотов. Рисунок 11 - Самозарядная отвертка. 1 - стержень отвертки, 2 - патрон, 3 - шлицы, 4 - муфта, 5 - пружина, 6 - выступ, 7 - вращающий­ся упор, 8 - неподвижный упор, 9 - пружина, 10 - корпус, 11 -защелка, 12 - водило, 13, 14и17- шестерни, 15 - шпиндель, 16 - обойма, 18 - коронная шестерня, 19 - буртик. Рисунок 12 - Предельная отвертка. 1 -стержень с лезвием, 2 - втулка, 3 - сухарь, 4 - пружина, 5 - рукоятка, 6 - гайка, 7 - болт, 8 - крышка. Предельная отвертка. Для завертывания винтов или шурупов с определенным усилием может быть использована отвертка, показанная на рисунке 12. Действует отвертка так. В начале ввертывания шурупа или винта отвертка работает как обычная. Но как только усилие завертывания возрастет и превысит установленную норму, винт начнет тормозить лезвие, зубья сухаря 3 выйдут из зацепления с зубьями втулки 2, производя при этом характерный треск, по которому можно судить о конце завертывания. Настраивать отвертку на заданный момент можно так же, как и предельные ключи. Собирая машины и их агрегаты, особенно те, детали которые работают под большим внутренним давлением или испытывают переменные нагрузки, совершенно необходимо затя­гивать крепежные болты, винты и гайки равномерно, с определенным усилием. Если же не соблюдать этого, может произойти деформация сопрягаемых деталей, появится течь масла и воды по плоскостям разъема, быстро ослабнут соединения. Поэтому затяжку следует проводить, во-первых, в определенной последовательности и, во-вторых, с необходимым усилием и равномерно. Гаечные ключи следует изготавливать из стали марок не ниже 40 или 40Х, а пружинные стержни динамометрических ключей - из стали 35ХГН. Твердость ключей после окончательной термической обра­ботки должна быть в пределах HRC40-45. Желательно дать ключам окисное или фосфатное покрытие с промасливанием. Таблица 1 - Размеры гаечных ключей. Зев ключа, мм Испытательный крутящий момент Нм, не менее, для ключей Зев ключа, мм Испытательный крутящий момент Нм, не менее, для ключей двух- и одно сторонних накидных двух- и одно сторонних накидных 8 10 12 14 17 19 22 24 27 1,2 2,0 3,5 5,3 9,4 13,5 21,0 27,0 39,0 2,9 5,2 8,4 13,0 21,5 28,0 40,0 48,5 63,0 30 32 36 41 46 50 55 60 65 52 61 83 115 150 180 215 255 290 79 90 115 155 205 250 - - - Примечания: 1. длина плеча до точки приложения берется от центра шестигранника, на котором испытывается прочность ключа. 2. испытательные крутящие моменты для ключей под круглые гайки прини­маются по наименьшему наружному диаметру гаек. Прежде чем начать работать ключами, их необходимо испытать на прочность. Правильно изготов­ленные ключи выдерживают 2…3 плавных испытательных нагружения без изменения установленных разме­ров (табл.1). Зазоры между губками новых ключей и гайками колеблются в пределах 0,1…0,3 мм. в процессе ра­боты ключами эти зазоры увеличиваются, что очень вызывает сминание и окончательную порчу гаек, по­этому необходимо проверять зева ключей и в случае их чрезмерного увеличения заменять новыми. Исправ­лять размеры ключей, ударяя молотком по губкам или зажимая их в тисках, недопустимо; такие ключи через очень короткое время снова становятся негодными. Случается, что ключ выскальзывает из рук и попадает внутрь машины. Чтобы достать его, иногда приходится разбирать машину. Чтобы предупредить подобное явление, следует привязать к ключу шнур, второй конец которого соединить с одеждой или с какой-либо наружной деталью машины. Длина шнура 500…700 мм к одному его кольцу нужно привязать резиновое кольцо, которое удобно надевать на гаечный ключ, а к другому - крючок или петлю из проволоки. Очень много неприятностей доставляют рабочему гайки со сбитыми гранями. Отвернуть их обыч­ным ключом практически невозможно. Отвертывать такие гайки с помощью зубила недопустимо, так как при этом повреждаются сопрягаемые детали, возможны травмы. При ремонте грузового автомобиля приходится разбирать его кузов, все элементы которого со­единены болтами с полукруглыми головками. На стержнях таких болтов под головками предусмотрены квадраты, которые врезаются в дерево и удерживают болты от проворачивания при завертывании и отвертывании гаек. Однако после длительной эксплуатации автомобиля резьба ржавеет, дерево под квадратом сминается, и попытки отвернуть гайки с таких болтов терпят неудачу. Ни гаечным ключом, ни отверткой их не удержать, головка гладкая и ухватится не за что. Часто заржавевшие болты приходится срубать зубилом, а это значит, возможны травмы, порча досок, гаек, болтов. Всего этого можно избежать, если применить клю­чи-державки или ключи-клещи. Рисунок 13 - Ключи для отвертывания гаек со сбитыми гранями. а - универсальный, б - для определенного размера, в - цепной; 1 - эксцентриковый ролик, 2 - валик, 3 - рукоятка, 4 - корпус, 5 - рукоятка цанги, 6 - цанга, 7 - ру­коятка втулки, 8 - конусная втулка. Иногда гайки расположены так, что ключ никак не повернуть на такой угол, чтобы можно было ух­ватиться за следующую грань ее. В этом случае годится торцовый роликовый ключ, пользуясь которым лег­ко поворачивать гайку на любой угол. Когда винты с внутренними шестигранниками расположены в неудобных местах, можно применять ключ-трещотку. Иногда гайки расположены в таких местах (рис. 14, б), что их невозможно захватить ни торцовым ключом - гайка расположена слишком близко к детали, ни обычным гаечным ключом - этому мешает де­таль. В таких случаях можно использовать ключ (рис. 14, а), представляющий собой комбинацию торцово­го и обычного гаечного ключей. В некоторых случаях надеть ключ на гайку можно, но она расположена так, что нормальной длины рычаг применить нельзя - не позволяет конструкция машины, а коротким рычагом не достигается достаточная затяжка. Например, у грузового автомобиля КрАЗ гайки крепления кронштейна оси балансира располо­жены так, что при завертывании их ключом с нормальной длиной рычага нужней затяжки не получается. Чтобы увеличить крутящий момент, прилагаемый к гайке, надо применить ключ, форма ручки которого по­зволяет работать с рычагом большего размера, и затянуть гайки с требуемым усилием. Рисунок 14 - Ключи для отвертывания гаек, расположенных в неудобных местах. а - комбинированный ключ, б - положение гайки на машине, в - ключ специальной формы. В некоторых машинах гайки или винты расположены так, что к ним трудно подобраться, или если это и возможно - не хватает места для того, чтобы повернуть их на нужный угол. В этом случае можно использовать поворотный ключ (рис. 15, д). Он напоминает обычный раз­водной, только, поворачивая червяк, изменяют не величины зева ключа, а его положения относительно руч­ки. Пластинчатый ключ представляет собой металлическую пластину (рис. 15, е), в которой сделаны круглые выемки с заплечиками для звездочек и продольные пазы для шариков. Сверху выемки и пазы закрыты крышкой. Рисунок 15 – Специальные ключи для труднодоступных гаек. а - ключ-трещетка, б - торцовый, в - для гаек труб высокого давления, г - накидной, д - поворотный, е - пластинчатый, ж - шарнирный переходник. Надев звездочку ее внутреннем шестигранным отверстием на гайку, вставляют вороток в четырех­гранное отверстие звездочки и вращают ее в требуемом направлении. При этом шарики передают враще­ние звездочке и гайка отвертывается. Шарнирный переходник для завертывания гаек и болтов в труднодоступных местах показан на рисунке 15, ж. Чтобы воспользоваться этим переходником, нужно на его квадратный конец надеть головку торцо­вого ключа, а внутрь квадратного отверстия вставить стержень-удлинитель с рукояткой. Отвертывание и завертывание колпачка и особенно золотника вентиля камеры шины внутреннего заднего колеса грузовых автомобилей связано с очень большими неудобствами. Чтобы облегчить эту рабо­ту, можно использовать специальные приспособления. Хотя гайки-барашки и предназначены для завинчивания силой руки человека, в ряде случаев, осо­бенно когда они большого размера, и не удается затянуть с достаточной силой. Для увеличения прилагаемого к гайке крутящего момента применяют обычные гаечные ключи, ус­танавливая один из них вертикально, как торцовый, а вращают другим ключом, используя его как вороток. Рисунок 16 - Ключ для гаек-барашков. Такой способ неудобен, а кроме того, опасен, так как ключи могут сорваться и поранить руки. Гораздо удобнее отвертывать и завертывать тугосидящие гайки-барашки специальным ключом (рис. 16). У него одна губка вытянута, а другая короткая. На внутренней стороне короткой губки профрезеровано небольшое углубление, чтобы ключ лучше держался на барашке. Рисунок 17 - Приспособление для удержания мелких гаек. При навертывании на болты в неудобных местах гайки можно удерживать при помощи приспособ­ления, показанного на рисунке 17. Оно состоит из кольца, к которому припаяна плоская пластинка с выре­занным в ней шестигранным отверстием под размер гайки. Торцовый ключ с магазином применяют для навертывания большого числа гаек одинакового раз­мера. В некоторых случаях из-за коррозии или по каким-либо другим причинам гайки невозможно отвер­нуть с помощью любых ключей и приспособлений. Тогда единственное, что можно предпринять, разрезать гайку, а уже после этого снять ее половин­ки с болта. Сделать это удобно специальными приспособлениями - ручными или пневматическими. Приме­нение приспособлений для разрезания гаек облегчает работу и обеспечивает последующее неоднократное использование болтов. По конструкции предельные ключи можно разделить на две основные группы: предельные, когда при достижении определенного, заранее заданного, момента затяжка автоматически прекращается, и дина­мометрические с указателем, непрерывно отмечающим величину прилагаемой силы во время затяжки гаек. Рисунок 18 - Торцовый ключ с магазином. 1 - корпус, 2 -гайка, 3 и 5 - заглушки, 4 - пружина, 6 - гайки, 7 - пружина, 8 - шарики, 9 - шпилька, 10 - стакан, 11 – вороток. Рисунок 19 - Приспособления для разрезания гаек. а - ручное, б - пневматическое; 1 - резец, 2 и 4 - рычаги, 3 - силовой винт, 5 - ось, 6 -винт, 7 -резец, 8 - рычаг, 9 - ролик, 10 - клин, 11 и 16 - крышки, 12-пружина,13-шток, 14-цилиндр, 15-поршень, 17-трехходовый кран, 18-штуцер, 19-шпилька, 20 - щека, 21 – ось. Динамометрические ключи находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности требующих высокой точности и унификации при сборке различных ответственных узлов. Использование динамометрических ключей обеспечивает расчетную прочность соединения деталей и, как следствие, дли­тельный срок службы всего механизма в целом. Динамометрические ключи удобны тем, что, пользуясь ими, можно следить за величиной прила­гаемого момента и по достижении установленного прекратить затяжку. Рисунок 20 - Предельный фрикционный ключ. 1 - торцовый ключ, 2 - прокладка, 3 - собачка, 4 - вороток, 5 - гайка, 6 - пружина, 7 - корпус, 8 - шайба. Рисунок 21 - Динамометрический ключ с двумя спиральными пружинами. 1 - корпус, 2 - сухарь, 3 тарелка, 4 - рейка, 5 - зубчатое колесо, 6 и 11 - спиральные пружины, 7 - гайка, 8 - шкала, 9 - рукоятка, 10 - стрела, А и Б - кулачки. Например, при монтаже креплений уплотнительных сальников на задвижках систем теплопередачи атом­ных электростанций, в которых течет перегретый пар под давлением около 200 атм., точность момента за­тяжки этих креплений – обязательное требование. При сборке данного соединения с превышением заданно­го момента затяжки клапан работать не сможет вследствие повышенного трения в паре «привод-уплотне­ние», а при затяжке с недостаточным моментом сальник не выдержит давления пара. Результат - авария и дорогостоящий восстановительный ремонт. Во всех подобных случаях, где необходимо соблюсти «золотую середину» и установить требуемое по расчету значение момента затяжки резьбовых соединений, должны применяться динамометрические ключи. В процессе эксплуатации различных механизмов необходимо ис­пользовать динамометрические ключи для регулярного контроля моментов затяжки резьбовых соединений, т.к. происходит деформация деталей механизмов, вызываемая различными факторами, и механическая прочность соединений снижается. Для длительной службы динамометрических ключей и для обеспечения высокой точности момента затяжки крепежа следует соблюдать основные правила эксплуатации: а) ДК должен храниться при установленном на шкале минимальном значении, что разгружает пру­жину, являющуюся основной частью любого ДК, и предотвращает ее осадку. б) при установке момента затяжки по шкале ДК нужно настраивать необходимый момент только последовательно от меньшего значения к большему. в) большинство ДК не допускает ударов по корпусу и хранения в условиях повышенной влажности. Рекомендуется хранить ДК только в специальных футлярах, в которых ДК поступают к потребителю. Нельзя использовать ДК для «срыва» или отворачивания крепежа. Нельзя использовать ДК вне диапазона моментов затяжки, указанных в инструкции по эксплуатации. Необходимо проводить периодическую поверку ДК не реже, чем один раз в год. Для нанесения ударов, требующихся при разборочно-сборочных работах, применяют обычные слесарные молотки с круглыми и квадратными бойками. Молотки с круглыми бойками делают массой от 200 до 1000 г, а с квадратными - от 500 до 1000 г. Слесарные молотки должны быть из стали марки не ниже 50Х или 40Х, У7 и т. д.; рабочие концы молотков следует термически обработать до твердости HRC 49-56 на длину, равную пятой части общей длины молотка. Ручки молотков следует делать из рябины, кизила, граба, клена или комлевой части березы. Они должны быть хорошо отшлифованы и пропитаны олифой. Бойки у правильно изготовленных слесарных мо­лотков после трехкратного удара по незакаленной стали марки У10 или У12 не должны выкрашиваться, сминаться, в них не должны появляться трещины или изломы. Кроме слесарных молотков, в ремонтной практике применяют и так называемые мягкие, т. е. такие молотки, у которых бойки сделаны из кожи, дерева, свинца или меди. Деревянными молотками загибают тонкий листовой материал, пользуются ими при сбойке и раз­борке тугосидящих деталей из алюминиевых и магниевых сплавов. Для посадки и выколачивания шлифованных стальных деталей следует применять молотки с бой­ками из меди, так как они не оставляют на них забоин и царапин. В тех случаях, когда приходится ставить на место цементированные детали, например пальцы звеньев гусениц тракторов, во время ударов от них откалываются кусочки, которые, разлетаясь, могут на­нести травму работающему или человеку, находящемуся в непосредственной близости от него. Для безо­пасной работы рекомендуется молоток, показанный на рисунке 21, в. Особенностью его является выточка в бойке, в которую вставлен вкладыш из стали марки 0. Она несколько смягчает удар по пальцу, а края мо­лотка в момент удара закрывают конец забиваемого пальца и тем самым не позволяют разлетаться отска­кивающим кусочкам металла. Рисунок 21 - Молотки. а, б - с мягкими насадками, в - безопасный, г - без отдачи; 1- клин, 2 - штифт, 3 - боек, 4 - основание, 5 - ручка, 6 и 7 - обоймы, 8 - гайка, 9 -заклепка, 10 - пластина, 11 - вкладыш. Обычно после удара молотком по большой и твердой детали он от нее отскакивает, что в ряде случаев мешает работе чтобы избавиться от такого явления, можно использовать молоток, показанный на рисунке 21, г. Молоток делается полым, а в него насыпают свинцовую или стальную дробь, железные опилки и другой материал, выбор которого зависит от требуемой массы молотка. Дробь или опилки должны занимать примерно 70…80% объема полости. В начале удара дробь под действием сил инерции отжимается назад, а после удара устремляется вперед и, поглощая энергию отдачи, не дает молотку отскочить Выколотки применяют для разборки соединений с неподвижными посадками. Для выколоток вы­бирают мягкие металлы, например медь, свинец, алюминий, а также пластические массы или дерево во­обще, как правило, материал должен быть мягче материала выбиваемой детали. Под алюминиевые детали, например, нужно применять деревянную выколотку, под стальные - выколотку из меди. Однако изготовлять выколотки целиком из мягкого материала нецелесообразно, так как они будут быстро деформироваться и изнашиваться. Кроме того, очень мягкая выколотка поглощает значительную часть энергии удара, вследствие чего сборщику трудно наносить удары требуемой силы. Рисунок 22 - Выколотки. а и б - составные, в - деревянная, г - стальная для удаления мелких заклепок, д - стальная для удаления крупных заклепок, е - стальная для удаления пальца из гусеницы трактора, 1 - стержень, 2 - вставка, 3 – корпус. В связи с этим для увеличения срока службы выколотку целесообразно делать составной, выпол­няя стержень 1 (рис 22, а и б) из углеродистой стали с цементированным и закаленным бойком, а вставку 2 - из мягкого металла, которую по мере износа можно заменить новой. На бойке стержня 1 следует снять небольшую фаску под углом 45°, она будет препятствовать разбиванию концов выколотки и, следовательно, удлиняет срок ее службы. На концы деревянных выколоток (рис 22, в) нужно насадить кольца и стакан из алюминия или меди, чтобы предотвратить их расщепление, а саму выколотку целесообразно сделать из дерева большей твердости (граб, бук). Для выталкивания цилиндрических и конических штифтов и заклепок, помимо бородков, можно также применять выколотку, у которой стержень 1 (рис 22, г) расположен в направляющем корпусе 3. Такая выколотка значительно облегчает выбивание заклепок. Оправки используются при сборке соединений с самыми различными посадками, чаще всего с подвижными Материалом для изготовления оправок служит твердый металл, например сталь 50. Рисунок 23 - Оправки для установки: а - на валы стопорных колец, б и в - подшипников качения, г - поршневых пальцев; 1 - вал, 2 - на­правляющая, 3 - стопорное кольцо, 4 - колпак, 5 - пружина, 6 - поршневой палец. Клиновые шпонки в зависимости от конструкции узла, определяющей доступ к ним, можно удалять с помощью самых различных приспособлений. Однако все они должны быть устроены так, чтобы ими во время работы нельзя было повредить сопрягаемые детали и шпонку. Рисунок 24 - Шплинтовыдергиватель. а - простой, б - винтовой; 1 - винт, 2 - направляющие, 3 - ползун, 4 зацеп. Рисунок 25 - Щипцы для шплинтования. а - замковых шайб, б - замковых пластин. Рисунок 26 - Приспособления для: надевания шлангов (а) и соединения роликовых цепей (б). 1 - шланг, 2 - конус, 3 - патрубок, 4 - барашки, 5 - рычаги, 6 - шестигранная головка. Приспособления для надевания шлангов. Операция представляет собой некоторую трудность, особенно в тех случаях, когда размеры шланга и патрубка не совсем точно совпадают между собой. Иногда в этих случаях для облегчения надевания применяют различные инструменты, не предназначенные для этой цели, - отвертки, гаечные ключи и т. д., чем приводят в негодность надеваемые шланги. Слесарно-монтажный инструмент с губками. Плоскогубцы предназначены для захвата и зажима мелких металлических изделий. Выпускаются четырех размеров: длиной 125; 150; 175 и 200 мм. изготовля­ются из углеродистой конструкционной стали марки 45. Рабочая поверхность губок термически обработана до твердости HRC 42-50. Круглогубцы выпускаются тех же размеров по длине, что и плоскогубцы, отличаются от последних круглой формой губок. Плоскогубцы комбинированные изготовляются длиной 125; 150; 175 и 200 мм. Предназначены для захвата и зажима мелких металлических предметов главным образом круглого сечения, а также для их от­кусывания с помощью кусачек в виде прорезей у шарнира. Комбинированными плоскогубцами можно также завинчивать и вывинчивать резьбовые шпильки, не имеющие головок под ключ или отвертку. На внутренних поверхностях губок нанесена насечка для более прочного и надежного захвата де­талей. При сжатии ручек губки сходятся вплотную, зазор между ними не превышает 0,3 мм. Материал плоскогубцев - углеродистая инструментальная сталь У7 или У8. Зажимные поверхности губок термически обработаны до твердости HRC 52-60. Пассатижи изготовляются 4 видов: общего назначения (обычные), автомобильные, комбинирован­ные и комбинированные автомобильные. Обычные предназначены для захвата и зажима газовых труб диаметром от 12 до 25 мм. Длина пассатижей 200 мм. Автомобильные отличаются от обычных формой зажимных поверхностей губок и общей длиной (равна 250 мм). Комбинированные пассатижи имеют дополнительно прорези у шарниров, которые позволяют отку­сывать проволоку. Комбинированные автомобильные отличаются от простых комбинированных пассатижей конструкцией. Изготовляют пассатижи из углеродистой инструментальной стали У7 или У8. Губки и шарниры их термически обработаны до твердости HRC 45-55. Большое количество сопрягаемых деталей тракторов, автомобилей и сельско­хозяйственных машин соединены между собой с натягом. Для разъединения таких сопряжений необходимо прикладывать весьма большие силы. В числе деталей, разъединение которых представляем затруднение, основную массу составляют подшипники качения. Следует иметь в виду, что в большинстве узлов машин при вращении вала наружное кольцо под­шипника, установленного на нем, сопрягается со скользящей посадкой, а внутреннее с натягом. Разбирая машины в целях предохранения подшипников качения от повреждения, нужно соблюдать следующие правила: а) нельзя снимать подшипники с посадочного места на валу или в корпусе детали непосредственными ударами молотка (или другим металлическим предметом) по подшипнику. б) при пользовании съемниками усилие выпрессовки необходимо прилагать только к тому кольцу подшипника, которое установлено на посадочном месте с натягом (рис. 27, а). в) при выпрессовке из подшипника вала подшипник должен иметь опору только по торцу внутреннего кольца; при выпрессовке подшипников из корпусов давление съемника (или пресса) должно быть приложено только к торцу наружного кольца. г) в тех же случаях, когда конструкция узла не позволяет снять подшипник путем захвата за коль­цо, посаженное с натягом, его следует снимать через специальное разъемное кольцо (рис. 27, б) или за прилегающую к торцу этого кольца деталь (рис. 27, в). Рисунок 27 - Приемы снятия колец подшипников качения. а - за кольцо, посаженное с натягом; б - через разъемное кольцо; в - за прилегающую деталь; г - за свободное кольцо. По способу создания необходимого осевого усилия выпрессовки съемники разделяются на механические, гидравлические, гидромеханические и пневматические. Механические съемники применяются в основном двух типов: рычажные и винтовые. Рычажные съемники. Съемники этого типа самые простые по конструкции. Они годятся в тех слу­чаях, когда требуется сравнительно небольшое усилие (до 100 H). Основным элементом конструкции такого съемника является рычаг первого или второго рода, позволяющий при соответствующем соотношении плеч увеличить прилагаемую к нему силу в несколько раз. Примером простейшего съемника этого типа может служить ломик, показанный на рисунке 28, а. Им в процессе разборки машины можно сдвигать с места самые разнообразные детали. Если разбираемый угол таков, что к снимаемой детали удобно подобраться с двух сторон, целесообразно снимать их двумя ломиками одновременно (рис.28, б). Винтовые съемники необходимы при больших усилиях (до 3000 H). Вследствие простоты конструкции, достаточно большого развиваемого усилия и удобства пользования они наиболее широко распро­странены в ремонтном деле. Для возможно быстрого снятия детали резьбу на винте целесообразно делать большего шага. Обычно она нормальная, стандартная, треугольного профиля; однако для создания больших усилий, а так же при значительной длине винта применяют, хотя и редко, резьбу прямоугольного профиля. Упорный торец винта следует обработать на конус (рис. 30, а) или в торец запрессовать стальной шарик (рис. 30, б), или установить пяту (рис. 30, в). Рисунок 28 - Рычажный съемник. а - конструкция, б - применение. Рисунок 29 - Винтовой съемник. 1 - силовой винт, 2 - корпус, 3 - тяга, 4 - захваты, 5 - пята, 6 - вороток. Между упорным концом винта и его резьбовой частью нужно оставить участок без резьбы, диаметром несколько меньшим внутреннего диаметра резьбы винта. Это делается для того, чтобы, в случае смятия торца, винта, его можно было бы вывернуть из корпуса (траверсы). В качестве материала для изготовления силового винта обычно применяется сталь 45, а для уменьшения износа его торец закаливают до HRC 32 - 40. Осевое усилие, передаваемое на деталь, в которую упирается винт (чаще всего, в какой-либо вал), может вызвать её смятие и повредить ее. Во избежание этого в ряде случаев на конце винта устанавливают пяту, которая и предохраняет деталь от повреждения. Пяту иногда выполняют в виде отдельной детали, не связанной со съемником. Однако такая конструкция неудобна, поэтому ее чаще связывают с винтом тем или иным способом. При вращении винта съемника пята не вращается, устраняя возможное повреждение торца детали. Рисунок 30 - Конструкция торца силового винта. а - коническая, б - с запрессованным шариком, в - с пятой. Материал пяты должен быть мягче, чем деталь, в которую она упирается, например сталь 40. Иногда при разъединении ответственных и "нежных" деталей упорную поверхность пяты покрывают мягким материалом: латунью, медью, алюминием, фиброй. Часто в простых съемниках, предназначенных для снятия деталей с небольшим усилием, гайку силового винта применяют обычной конструкции или нарезают резьбу непосредственно в корпусе (траверсе) съемника. Но учитывая, что изношенную резьбу здесь восстанавливать весьма сложно, в корпус устанавливают сменную гайку, изготовленную в виде втулки. Крепят гайку в корпусе съемника по-разному. Либо ее ввертывают на резьбе, либо запрессовывают с натягом или зажимают планкой с болтами. Когда винтовым съемником приходится снимать детали с большими усилиями или когда в местах, где винт съемника неудобно вращать вкруговую обычными воротками или рукоятками, можно применять гайку с трещоточным механизмом. Корпус (траверса) в конструкциях съемников имеет самую разнообразную форму в зависимости от назначения. Чаще всего он представляет собой планку с отверстиями для силового винта и зацепов. В некоторых случаях форму корпуса выбирают Т-образной и тогда зацепы укрепляют на его полках крючками. Иногда корпус выполняет также роль тяг или даже одновременно не только тяг, но зацепов. В качестве материала для изготовления корпуса применяется сталь 3. Захваты (лапки) бывают самой разнообразной формы, зависящей от конфигурации и места расположения детали, которую они должны удерживать; места расположения детали и силовой части съемника и т. д. В качестве материала для захвата применяют сталь 45. Рисунок 31 - Съемники, приводимые в действие гидравлическим домкратом. а - для выпрессовки пальцев рессор, б - для снятия опорных катков, 1 - домкрат, 2 - силовой цилиндр, 3 - шланг высокого давления, 4 - пластина, 5 - опорный каток, 6- скоба, 7 - втулка, 8 - уголки. Гидравлические и гидромеханические съемники. Во многих машинах имеются детали, разъедине­ние которых требует очень больших усилий (до 10000 H и более) В таких случаях приходится применять гидравлические съемники, развивающие значительные усилия. В цилиндрах гидравлических съемников давление может создаваться при помощи рычажно-плунжерных солидолонагнетателей, маслораздаточного бачка типа ШЖС-2908, гидравлического домкрата и масляного насоса типа НШ, приводимого в действие электрическим двигателем. Гидромеханический съемник. В ряде случаев при выпрессовке деталей необходимо вначале «сорвать» их с места на несколько миллиметров, приложив очень большое усилие, а затем это усилие может быть значительно снижено. Для таких деталей и служит гидромеханический съемник. Пневматические съемники в ремонтных предприятиях распространены весьма ограничено. Это объясняется тем, что для приведения их в действие нужно иметь в мастерской компрессорную станцию и разводку воздуха во все помещения, где производится разборка. Рисунок 32 - Гидромеханический съемник. 1- винт, 2 - рукоятки, 3 - малый цилиндр, 4 - большой цилиндр, 5- траверса, 6 - гайка, 7 - шток, 8 - силовой винт, 9 - головка. Рисунок 33 - Пневматический съемник. 1 - шток, 2 - силовой цилиндр, 3 - поршень, 4 - пусковой клапан, 5 - пружина. Усилие, развиваемое пневматическими съемниками, сравнительно небольшое (400…800H). Чаще сжатый воздух применяют в стационарных установках, предназначенных для разборки и сборки отдельных узлов и агрегатов машин. В них используют цилиндры большого диаметра, а иногда их делают сдвоенными, что позволяет получить большие усилия (до 2000 Н). Лекция 14. Тема 14: Смазочно-заправочное оборудование Назначение и виды смазочно-заправочного оборудования. Ранее, при рассмотрении видов трения и процессов, происходящих в узлах трения, уже говорилось о значении смазки деталей, качестве смазочных материалов и необходимости их своевременной замены в виду чрезмерного загрязнения. Смазочно-заправочные и очистительные операции имеют специфический характер и для их выполнения предусмотрен широкий спектр самого разнообразного оборудования и приспособлений. Классификация смазочно-заправочного оборудования. 1. По типу заправляем в узлы и агрегаты смазочных материалов, делится на оборудование для заправки жидкими маслами и оборудование для пластичных (густых) смазок. Соответственно, имеется и оборудование для сбора отработанных масел. В номенклатуру смазочно-заправочного оборудования входит также вспомогательное оборудование – установки для заправки тормозной жидкостью соответствующих систем автомобиля, установки для отсоса отработанных масел и промывки маслосистем, компрессоры для обеспечения производства сжатым воздухом и установки для накачивания шин и т. д. Вышеуказанное оборудование, может быть стационарным или передвижным, а малогабаритное, используемое в основном в небольших гаражах - переносным. 2. По типу привода рабочих органов, ручное или ножное. Механизированные высокопроизводительные установки для средних и крупных АТП классифицируют по типу привода на электромеханические (с приводом от электродвигателя) и пневматические (с использованием поршневых двигателей с золотниковым механизмом). 3. По типу применяемого основного рабочего органа - насоса. В современном оборудовании используют в основном три типа насосов: клапанного типа (с системой впускных и перепускных нагнетательных клапанов) и шестеренного типа - оба для раздачи жидких масел и насосы плунжерного типа для пластичных смазок (с плунжером, совершающим возвратно-поступательное движение в камере высокого давления). Вышеуказанное оборудование может выпускаться в одиночном (изолированном) исполнении для конкретной операции, а может быть комбинированным, комплексным с многофункциональным назначением. Оборудование для заправки жидкими маслами. В небольших гаражах или в полевых условиях, при отсутствии маслоскладов, установок для раздачи жидких масел, иногда возникает необходимость раздачи масла непосредственно из бочек в переносную тару для последующей заправки агрегатов. Этот процесс крайне неудобен и небезопасен. Поэтому для этой цели стали использовать переносные маслораздаточные мод. 397А или С-207, см. рис. 1.. Рисунок 1. - Переносная маслораздаточная колонка С- 207 Их устанавливают на бочку, вставляя составную трубку с всасывающим клапаном в горловину бочки. Крепление производится специальным винтовым зажимом или заворачиванием корпуса в резьбу горловины бочки. Основным узлом колонки является ручной насос двойного действия, крыльчатого типа мод. 397-1Д (рис. 2). Рисунок 2 - Схема работы крыльчатого насоса мод. 397-1Д: 1 - корпус; 2 — корпус нагнетательных клапа­нов; 3 - нагнетательный клапан; 4 - всасываю­щий клапан; 5 — корпус всасывающих клапанов. В комплект установки входит счётчик отпускаемого масла поршневого типа, фильтр, шланг и раздаточный пистолет, снабженный ручным запорным клапаном и отсечным автоматическим микроклапаном с пружинкой, смонтированным на выходе из пистолета (он полностью перекрывает выходное сечение раздаточного пистолета, предотвращая «подкапывание» масла после прекращения насоса). Для заправки агрегатов трансмиссионными маслами, например, с помощью установки мод. С-223 (рис.3) со сменным баком вместимостью от 50…100 л или с применением маслораздаточного бака мод. 133М (рис.4) вместимостью 20 л, а также в установках для раздачи жидких масел с использованием пневматических двигателей - мод. С-229 (рис. 5) широко используют насосы клапанного типа с ручным рычажным приводом рукояткой. Рисунок 3 - Передвижная маслозаправочная установка С-223. Рисунок 4 - Бак маслораздаточный мод. 133М. Рисунок 5 - Установка с пневмо­насосом С-229. Рисунок 6 - Схема работы насоса клапанного типа. Когда требуется высокая производительность, например, на постах централизованной смазки, используют механизированные установки. Причем заправку моторными маслами производят обычно с использованием маслораздаточных колонок со счетчиками отпускаемого масла (рис 7, рис.8), а заправку производят трансмиссионным маслом от насосных установок, практически идентичных установкам для заправки моторным маслом, напрямую, через шланги с раздаточными пистолетами или с использованием барабанов с самонаматывающимися шлангами (рис. 9, рис. 10). Рисунок 7 – Маслораздаточная колонка мод. 367М. Рисунок 8 - Маслораздаточная ко­лонка мод. С-228. Рисунок 9 - Установка для заправки агрегатов автомобиля трансмиссионным маслом мод. 3119Б. Рисунок 10 - Барабан с самонаматы­вающимся шлангом для жид­кого масла Стационарная насосная установка мод. 3106М (рис. 11) состоит из электродвигателя 11 (мощностью 1,1 кВт), шестеренного насоса 12 типа Г11-22А, воздушно-гидравлического аккумулятора 13, автоматического 14, блока перепускных клапанов 15, всасывающей трубы 16 с сетчатым фильтром и фильтром очистки масла. Насосная установка монтируется на фундаменте на маслоскладе (обычно в подвальном помещении), рядом с цистерной с маслом. Рисунок 11 - Установка для раздачи масел для двигателей: а - маслораздаточная колонка мод. 367М; б - насосная установка 3106М (монтажная схема); в - автоматический электровыключатель; г - насосная установка (вид сверху). Маслораздаточная колонка устанавливается на посту - для смазочно-заправочных работ в зоне ТО, иногда на большом удалении от насосной станции (в среднем от 5 до 15 м). Подавать масло, обладающее определенной вязкостью, на такое расстояние по трубопроводам малого диаметра весьма сложно: требуется высокое начальное давление, в зависимости от длины трубопроводов - от 0,8 до 1,5 МПа (8…15 кг/см2). Причем тягучее масло подаётся не плавно, а толчками, с гидроударами. Для смягчения подачи масла и служит воздушно-гидравлический аккумулятор, в верхней части которого образуется амортизирующая воздушная подушка. Включение и выключение насосной установки происходит автоматически, с помощью выключателя 14, при нажатии или отпускании рукоятки раздаточного пистолета. Автоматический выключатель 14 представляет собой реле 4 давления, взаимодействующее с кнопкой концевого выключателя 10 через рычаг 1. По окончании заправки и отпускании рукоятки заправочного пистолета, клапан в нем закрывается, и давление во всей системе резко возрастает и передается по трубопроводу 6 на мембрану 7, связанную со штоком 8, постепенно преодолевается сопротивление пружины 9, шток нажимает на рычаг 1, а тот в свою очередь - на кнопку концевого выключателя 10, и электродвигатель насоса выключается. Процесс включения происходит в обратном порядке. Регулировка давления производится гайкой 2. Контроль давления осуществляется по манометру 5. При невыключении по какой-либо причине электродвигателя насосной установки, в работу включается блок перепускных клапанов, отрегулированный специальным винтом 19 на давление несколько большее, чем развивает насос. Помимо описанной насосной установки, широко применяют установки погружного типа, которые устанавливаются на горловине цистерны (рис. 12). Мощность электродвигателей на них - 1,5 кВт. Рисунок 12 – Погруженная насосная установка мод. 3160. Оборудование для пластичных смазок Ввод пластичных (густых) смазок в узлы трения автомобилей производится в основном через специальные пресс-масленки при давлении (для различных точек смазки) от 6 до 10 МПа (60…100 кг/см2), в 20% случаев требуется давление от 10 до 30 МПа (100…300 кг/см2), а в некоторых случаях и более. Иногда для удаления сильно застывшей загрязненной смазки используют винтовые гидропробойники (рис 13), развивающие давление до 150 МПа (1500 кг/см2). Рисунок 13 – Гидравлический пробойник: 1,8 — штуцеры; 2,4,10,12,15,17 — гайки; 3 — ствол пробойника; 5, 19 — уплотнительные шайбы; 6 — гильза плунжера; 7 — корпус; 9 – масленка; 11 — стакан; 13 — винт; 14 — вороток; 16 — шарик; 18 — плунжер. В целях ввода пластичных смазок в узлы трения под большим давлением используют самые различные нагнетателей смазки - от ручного рычажного до механизированных, с электроприводом или с пневматическими насосами. Рисунок 14 - Ручной рычажной нагнетатель смазки: а - общий вид; б - схема работы нагнетателя мод. 03-1279 На большом производстве, когда требуется высокая производительность, хорошо зарекомендовал себя нагнетатель смазки мод. 390М (рис. 15 и рис. 16). Рисунок 15 – Нагнетатель смазки 390М: а – кинематическая схема; б – схема работы плунжерного насоса. Рисунок 16 - Нагнетатель с электро­приводом мод. 390 Он состоит из бункера 3 со шнеком 4 и лопаткой-смесителем, который смонтирован на тележке 11 с четырьмя колесами 1. В полом корпусе тележки, закрытом крышкой 2, в масляной ванне смонтированы две пары приводных шестерен. Приводная шестерня 9 вначале передаёт |крутящий момент на кривошипный механизм 1 (рис. 15, б) с роликом 2, обеспечивающий вместе с пружиной возвратно-поступательное движение штока 5 в КВД 6. При крайнем положении плунжера смазка поступает через боковое отверстие в КВД через сетчатый фильтр 7. При перемещении роликом кривошипа плунжера он выдавливает смазку через шланг 8 к раздаточному пистолету. Вторая пара шестерен (рис. 15, а) приводит в действие шнек с мешалкой (разбивающей сгустки смазки), и тот подает смазку по каналу через сетчатый фильтр к плунжерному насосу. Включение и выключение электродвигателя нагнетателя автоматическое (с помощью реле давления 7 и концевого выключателя). Вместимость бункера - 16 л; производительность - до 150 г/мин; максимальное развиваемое давление - 40 МПа (400 кг/см2), регулируется изменением натяжения пружины реле давления. Очень похож по конструкции и принципу работы нагнетатель мод. 03-9903 (рис. 17). Рисунок 17 - Нагнетатель с электроприводом мод. 03-9903. Сейчас выпускается более современный компактный передвижной нагнетатель смазки с электромеханическим приводом мод. С-321. Вместимость бункера увеличена до 40 л, остальные показатели (включая мощность двигателя равную 0,55 кВт) идентичны вышеописанной мод. 390М. Всё чаще стали использовать в качестве привода механизированных установок для раздачи жидких масел и для нагнетателей смазки пневматические двигатели с золотниковым механизмом (рис. 18). Это российская разработка, которая впервые появилась в начале 60-х годов. Затем постепенно ее выпуск был прекращен. Но в последнее время пневматические насосы стали широко использовать зарубежные фирмы по выпуску гаражного оборудования, и России снова возобновила их выпуск. Рисунок 18 - Устройство (а) и схема (б) работы пневматического двигателя. Рассмотрим работу насоса плунжерного типа совместно с пневматическим двигателем на установке для нагнетания пластичных смазок на примере мод. С – 322 (рис. 19). Рисунок 19 - Нагнетатель смазки мод. С-322. Установленный на бункере вместимостью 63 л пневматический двигатель с рабочим давлением воздуха 0,6…0,8 МПа (6…8 кг/см2) связан со штоком 8 плунжерного насоса высокого давления до (400 кг/см2), расположенного в нижней части приемной трубы 2, помещенной в бункере установки. В отличие от предыдущих вариантов, камера высокого давления 4 с боковыми входными отверстиями для смазки сама вместе со штоком совершает по вертикали возвратно-поступательное движение, а плунжер 3, закрепленный в основании насадки 1 с сетчатым фильтром, остается неподвижным. Насос снабжен клапаном 6 с пружиной 7 и поршнем 5 смонтированным сверху на КВД, и при ее возвратно-поступательном движении неподвижно закрепленный поршень при подъеме засасывает смазку через сетчатый фильтр в нижнюю часть приемной трубы, а при опускании создает давление, способствуя вводу смазки через отверстия в КВД, одновременно превращая ее в пластичную однородную массу. При опускании штока с КВД плунжер вытесняет смазку через полый шток и через шланг к пистолету. 1.2.3. Компрессоры (рис. 20, 21). Рисунок 20 – Стационарная насосная установка мод. 310М. Рисунок 21 - Установка стационарная компрессорная мод. 1101-В5. Установка предназначена для накачки шин, очистки и обдува деталей после мойки, привода пневматического инструмента, пневматических солидолонагнетателей и другого оборудования. В состав компрессора входят головка с цилиндрами и кривошипно-шатунным механизмом, ресивер, электродвигатель, привод­ные ремни, воздухопроводы и ограждение. Головка компрессора и электродвигатель установлены на реси­вере, что создает компактную конструкцию. Передача вращения от электродвигателя на коленчатый вал компрессора осуществляется тремя клиновидными ремнями, которые в целях безопасности закры­ты ограждением. Компрессор двухступенчатого действия, с охлаждением возду­ха после первой ступени. С целью облегчения обслуживания в ком­прессоре предусмотрено автоматическое выполнение следующих операций: поддержание давления в заданных пределах с помощью реле давления; разгрузка электродвигателя при пуске специальным пневморазгружателем; отделение конденсата при помощи влагомаслоотделителя; удаление конденсата при помощи влагоудалителя. Рисунок 22. - Нагнетатель пластичной смазки SNS-3OO Зарубежный опыт Конструкция и принцип работы Ножной солидонагнетатель SNS-ЗОО является передвижным устройством с ножным приводом. Вертикальный, цилиндрический резервуар для смазки изготовлен из стальной трубы. Сверху он за­крыт закручиваемой крышкой. Резервуар прикреплен к основанию, изготовленному из стального листа. Основание оснащено двумя ко­лесами. В нижней части резервуара смонтирован плунжерный насос для нагнетания масла. Поршень насоса соединен с педалью, приво­димой в движение ногой. Обратный ход педали совершается под дей­ствием двух пружин. Внутри резервуара смонтирован поршень, сжи­мающий смазку, прикрепленный к винту с прямоугольной резьбой. Поршень смещают с помощью двухстороннего воротка, прикреплен­ного к винту. Смещение поршня ведет к начальной компрессии смаз­ки, находящейся внутри резервуара. Солидолонагнетатель оснащен шлангом высокого давления и двумя сменными наконечниками для смазки, снабженными короткими отрезками шланга. Рисунок 23 - Система комплексной заправки, смазки и слива отработанных масел. В виде технологической цепочки, в соответствии с последовательностью проведения работ на централизованном посту, за рубежом, используется систем комплексной заправки, смазки и слива отработанных масел (рис. 23). В верхней части рисунка изображен отдельное помещение (или маслосклад) с емкостями 9, хранения масел и смазки с пневматическими насосами, от центральной магистрали 3 со сжатым воздухом снабженной маслоуловителем 1 и влагосборником 2, через систему редукторов 5 с манометрами 4 для контроля рабочего давления воздуха к пневматическим двигателям подведены шланги 7. Из емкостей масло (смазка) шлангам и трубопроводам подается на пост, где на стенной панели 10 смонтированы на кронштейнах барабаны 11 с самонаматывающимися шлангами и раздаточными пистолетами, некоторые из них (в основном, для заправки жидкими маслами) снабжены счетчиками 12. Для удобства проведения работ часть смазочных материалов по трубопроводам 13 подается в нишу канавы, где смонтированы аналогичные барабаны 15 со шлангами и раздаточными пистолетами. На рисунке вместо обычных воронок с шарнирно соединенными трубопроводами для слива масла изображена перемещающаяся на роликах четырехгранная воронка 14 с отражателем, предохранительной сеткой и краном 16, при открытии которого и включении в нужное положение рукоятки распределителя стока масла (по сортам), масло стекает самотеком по трубопроводу 17 в цистерну 18 для сбора отработанного масла соответствующего сорта.