Технология изготовления зубчатого сектора.

Лекция № 3 (продолжение) 3.2.2 Технология изготовления зубчатого сектора. Зубчатые колеса служат для передачи крутящего момента от одного вала к другому при заданном передаточном отношении частот вращения валов с параллельными, пересекающимися и скрещивающимися осями. Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называют шестерней, а с большим – колесом (ГОСТ 16530–30). Ниже переведены основные типы зубчатых передач в зависимости от взаимного расположения осей валов. Таблица 3.1 - Основные типы зубчатых передач Взаимное расположение осей валов Параллельные Пересекающиеся Скрещивающиеся Прямозубые цилиндри- Прямозубые конические Винтовые передачи ческие передачи с передачи внешними и внутренними зацеплениями Косозубые цилиндриче- Конические передачи с Гипоидные передачи ские передачи с внешкосыми зубьями ним и внутренним зацеплением Шевронные цилиндри- Конические передачи с Спироидные передачи ческие передачи с нулевым углом наклона внешним и внутренним зубьев зацеплением Реечные передачи Конические передачи с Цилиндрические черкриволинейными зубьвячные передачи ями Глобоидные червячные передачи Установлено 12 степеней точности зубчатых колес передач (в порядке убывания точности: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) цилиндрических по ГОСТ 163-81, конических по ГОСТ 1758-81 и червячных по ГОСТ 3675-81. Каждой степени точности соответствуют нормы кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев. Кроме норм точности стандарты содержат нормы бокового зазора. Боков зазор между нерабочими профилями сопряженных зубьев необходим для размещения слоя смазочного материала, 1 компенсация температурных и других деформаций детали, а также погрешностей изготовления деталей и монтажа зубчатой передачи. Боковой зазор зубчатой передачи – расстояние между боковыми поверхностями зубьев колес в передаче, обеспечивающее небольшой свободный поворот одного из колес при неподвижном парном зубчатом колесе. Он определяется в сечении перпендикулярном направлению зубьев в плоскости, касательной к основным цилиндрическим поверхностям. Основные технологические задачи Точность размеров. Самым точным элементом зубчатого колеса является отверстие, которое выполняют обычно по 7-му квалитету, если нет особых требований. Точность формы. В большинстве случаев особых требований к точности формы поверхностей не предъявляется. Точность взаимного расположения. Несоосность начальной окружности зубчатого колеса относительно посадочных поверхностей допускается не более 0,05–0,1 мм. Неперпендикулярность торца к оси отверстия или вала (биение торцов) обычно принимается не более 0,01–0,015 мм на 100 мм диаметра. В зависимости от условий работы колеса эта величина может быть повышена или несколько уменьшена. Твердость рабочих поверхностей. Зубья колес работают в условиях переменных ударных нагрузок и подвергаются износу, поэтому часто бывает необходимость повысить твердость поверхности зубьев при сохранении мягкой сердцевины. Для повышения твердости поверхностного слоя наиболее часто применяются: – цементация – насыщение углеродом поверхностного слоя зубьев колес из низкоуглеродистой стали (с содержанием не более 0,25% С), толщина слоя h= 0,1…3 мм. твердость после термообработки HRCЭ 45…64; – цианирование – насыщение поверхности зубьев одновременно углеродом и азотом в расплавленных цианистых солях. Толщина слоя h= 0,5…0,8 мм, твердость после термообработки HRCЭ 45…53. Чтобы получить заданную структуру и свойства материала сердцевины зубьев, производят нормализацию (880-900° С), а для поверхностного слоя закалку (760-780° С) с низким отпуском. Одним из элементов механической передачи, входящей в силовой следящий привод, является зубчатый венец или зубчатый сектор. Венец или 2 сектор находятся в зацеплении с выходным валом редуктора, и вместе составляют выходную пару, имеющую максимальное передаточное отношение. В зависимости от размеров сектор может быть изготовлен из зубчатого венца, с последующей разрезкой его на требуемые части. Конструктивно зубчатые секторы можно свести к двум основным типам: 1. Секторы, имеющие центральное отверстие, которое является одновременно конструкторской и технологической базой (см. рис. 3.17. а, в). 2. Секторы, у которых базовой является внутренняя или внешняя поверхность радиуса r или боковая поверхность перпендикулярная оси вращения - рис. 3.17. б. а б в Рисунок 3.17 –Типы зубчатых секторов: а), в) секторы, имеющие центральное отверстие, б) Секторы, у которых базовой является внутренняя или внешняя поверхность радиуса (боковая поверхность перпендикулярная оси вращения) 3 В установках АрВ, в основном, применяются секторы второго типа и крепятся болтами непосредственно к силовым элементам (лафету, стойке и т.д.). Секторы второго типа в большинстве случаев изготовляются разрезкой зубчатого венца на требуемое количество частей. Следовательно, технология изготовления зубчатого сектора аналогична технологии изготовления зубчатого венца. Как правило, силовые элементы установки имеют большую жесткость и обеспечивают сохранение точности зубчатого сектора при действующих на него эксплуатационных нагрузках. Основными параметрами, влияющими на кинематическую точность зубчатого зацепления, являются радиальное биение и накопление погрешности шага. В процессе изготовления зубчатых секторов эти параметры обязательно контролируются. При креплении сектора на силовых элементах установки производится контроль как радиального биения относительно оси вращения, так и перпендикулярность боковой поверхности зубьев к плоскости крепления или оси вращения; отклонение обеих параметров не должно превышать 0,03 мм. Материал и заготовки Материал зубчатых колес должен обладать однородной структурой, обеспечивающей стабильность размеров после термической обработки, особенно по размеру отверстий и шагу колес. Нестабильность возникает после цементации и закалки, когда в заготовке сохраняется остаточный аустенит, она может также возникнуть в результате наклепа и при механической обработке. При изготовлении высокоточных зубчатых колес для снятия внутренних напряжений рекомендуется чередовать механическую обработку с операциями термической обработки. Точность колеса после термической обработки снижается на 0,5–1,0 степень и тем меньше, чем лучше подобран материал для стабилизации размеров при термической обработке. Виды заготовок зубчатых колес зависят от материала, конструкции и серийности выпуска. В крупносерийном и массовом производстве стальные заготовки зубчатых колес получают штамповкой на винтовых и гидравлических прессах; штамповкой на штамповочных молотах, кривошипных прессах и горизонтально-ковочных машинах. Чугунные и бронзовые заготовки получают литьем в кокиль, под давлением, по выплавляемым моделям. 4 В мелкосерийном производстве стальные заготовки зубчатых колес обычно получают горячей штамповкой в одно-, двух-, и многоручьевых штампах на молотах и прессах. Заготовки, получаемые ковкой на молотах, имеют большие уклонынапуски. Штамповка заготовок в закрытых штампах имеет ряд преимуществ:  снижается расход металла из-за отсутствия облоя,  форма заготовок ближе к готовойдетали,  экономия металла составляет от 10 до 30%. Однако получается повышенный расход штампов. Штамповка на прессах имеет большое преимущество перед штамповкой на молотах, получается точная штампованная заготовка, припуски и напуски меньше на 30%, по конфигурации заготовка ближе к готовой детали. Для изготовления сектора в качестве материала применяются термообрабатываемые стали 30ХГСА, 40Х и др. Заготовка для сектора получается свободной ковкой или раскаткой. К недостаткам первого метода относится наличие большого припуска под механическую обработку. Ниже приводится типовой технологический процесс изготовления зубчатого сектора установки (табл. 3.2). В качестве заготовки выбрана поковка с размерами Ø 568 х Ø480 х 130. Количество деталей (см.рис. 3.17), получаемых из заготовки-3; материал заготовки - сталь 30ХГСА. Эта марка стали относится к категории «конструкционная легированная. Сталь 30ХГСА относится к группе легированных сталей. Состав ее регламентируется ГОСТ 4543-71, согласно которому каждая буква и цифра обозначает определенное содержание определенных химических элементов:  Цифра 30 означает содержание углерода 0,28-0,34%., который повышает твердость и прочность в сталях, но снижает пластичность и свариваемость.  Х – хром (0,8-1,1%) повышает закаливаемость, коррозионную стойкость и жаропрочность сплава.  Г – марганец (0,8-1,1%) удаляет вредные примеси кислорода и серы. Снижает риск образования окалин и трещин во время термообработки. Повышает качество поверхности. Помимо этого, способствует увеличению сталью пластичности и свариваемости.  С – кремний повышает пластичность, не снижая при этом прочность. Увеличивает восприимчивость стали к термической обработке. 5  Буква «А» расшифровывается как улучшенная. Это означает, что сталь прошла закалку с высоким отпуском (температура закалки заключаются в 870 ºС и в последующем быстром охлаждении в масле или воде), которая способствует повышению механических характеристик 30ХГСА в 2,9 раза. Закалочные напряжения снимаются высоким отпуском: нагревом до 540-560 ºС. Помимо снятия напряжения, параллельно происходит увеличение упругих свойств.  Сера (до 0,25%) и фосфор (до 0,25%) относятся к категории вредных примесей. Размеры их молекул слишком большие по сравнению со всеми вышеперечисленными элементами. Встраиваясь в кристаллическую сетку стали, сера и фосфор снижают ее устойчивость, тем самым снижая прочность сплава.  Также в составе 30ХГСА имеется некоторый процент меди и никеля. Но их содержание настолько мало, что они не оказывают влияния на характеристики стали. «А» означает, что данная марка считается высококачественной. Механические характеристики. Марка 30ХГСА от обычных конструкционных сталей отличается повышенным значением прочности и устойчивости к ударным нагрузкам. Предел текучести равен 820 МПа. Для сравнения, нержавейка 12Х18Н10Т «течет» уже при 400 МПа. Полное разрушение стали происходит при нагрузке 980 МПа. Ударная вязкость составляет 127 КДжм2. Обладает высокими пластичными свойствами: относительное удлинение 11%, а сужение 50%. Устойчива при работе в условиях переменных нагрузок. Предел выносливости 30ХГСА больше стали 45 ровно в 2 раза и имеет значение 490 МПа. Износоустойчива. Твердость находится в пределах 45-50 единиц по шкале Роквелла. Сталь сохраняет свои механические характеристики при температуре вплоть до 400°С. Особенности 30ХГСА. Закалка этой марки проводится в температурном диапазоне 550 – 650 °С. Термообработка позволяет повысить прочность материала (до значения 2 800 МПа) и пластичность. Свариваемость – хорошая. Однако качество шва будет обеспечено только при выполнении ряда условий: предварительный разогрев металла (до 300 ºС), а после окончания работы – медленное охлаждение участка (для этого пламя горелки 6 постепенно отводится в сторону). Если этого не сделать, то есть риск появление трещин в сварном шве. Как недостаток данной стали можно отметить незначительную «прокаливаемость» (2,5 – 4 см), а также некоторую чувствительность к хрупкости. Применение: сварные конструкции, каркасные обшивки, цельные корпуса, элементы крепежа, оси, рычаги, валы и т.п. Таблица 3.2- Типовой технологический процесс изготовления зубчатого сектора установки ННомер ом ер ооперации п е р а ци и 11 Ти п оТип б о р оборудования, у д ования, С оСодержание д е р ж а н и е о п операции е р а ци и и н с тр у м ент инструмент Ус та н о в к а з азаготовки г о то в к и с с б ибиением е н и е м н ене б оболее л ее 2 м , п оподрезка д р е з к а то рторца ца Установка 2ммм, ииррасточка а с то ч к а в внешнего н е ш н е г о д даметра а м е тр а в в р аразмер зм ер Ф Ф 5 5554+0,5 4+ 0,5 м м мм К а р уКарусельный с е л ь н ы й с та нстанок о к 1 5 0 81508. . П р о хПроходной о д н о й и р а си 2 Установка кольца с биением не более 0,3 мм, подрезка второго торца и расточка внутреннего диаметра в размер Ф 484 мм. То же 3 Точение детали-выдержать размеры Ф 517…0,5мм, 8+0,3 мм,25..0,5мм, подрезка торца То же 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Электропечь Н-75 Термообработка детали: а) закалка ( температура нагрева 900 Электропеч ПН-34 +10 С, охлаждениев масле 25 мин); б) отпуск (емпература нагрева500 + 10 С, выдержка на воздухе 60 мин.) Обдувка после термообработки металлическим песком и правка детали Отпуск детали после правки (температура нагрева 290 + 10 С, Электропеч ПН-34 охлаждение 3 ч. на воздухе) Контроль выходных параметров заготовки (твёрдостьHRC 34 36, элипсность и неплосостность Термостабилизация детали ( нагрев до температуры 280+10 С, Электропечь ПН-34 охлаждение на воздухе в течении 8 ч.) Универсальный токарный Установка детали с биением не более 0,3 мм и торцовка станок 1М63. Проходной поочерёдно двух плоскостей в размер 21..0,5 мм. резец из R 18 Плоскошлифовальный Шлифовка двух плоскостей, выдерживать размер 20..0,14 мм. станок 3Б756 Универсальный токарный Установка детали с биением не более 0,1мм, обтачивание станок 1М63, планшайба. (выдерживания размеры Ф 488,5+0,3мм, Ф548-0,6мм, Ф511 Резцы расточной, 0,25 мм, 10- 0,1 мм) и контроль геометрических параметров. проходной. Установка детали с биением не более 0,05 мм (базирование по Ф511-0,25мм) и обтачивание поверхностей с выдерживанием разиеров Ф511-0,25мм, Ф40+025мм, 5..0,1мм и неплоскостности боковой поверхности ребра не более 0,02мм Универсальный горизонтально-расточной 2А614.Резец расточной R18 Установка кольца по внутреннему диаметру Ф490+0,25мм с биением не более 0,03 мм и нарезать зуб Долбёжный станок 74332. Модульный долбяк. Сверлильный станок 2Н15. Кондуктор, Сверло.Спецприборы Спецприборы Горизонтальнльно фрезерный станок 6Н84Г.Фреза дисковая 14 Сверление отверстия в ребре сектора 15 Контроль геометрических параметров 16 Разрезание кольца на секторы 17 Покрытие антикоррозионное 7 3.3. Технология сборки узлов установки Процесс сборки установки представляет собой комбинацию различных методов сборки, может иметь достаточно сложную структуру. Содержание и последовательность технологического процесса сборки была рассмотрена ранее. В данном разделе рассматриваются особенности сборки и регулировки выходных параметров некоторых узлов и агрегатов установок АрВ, процессы сборки, которых аналогичны для различных типов установок. Приводятся методики контроля выходных параметров подвижных установок АрВ, которые проводятся на различных этапах изготовления и сборки. 3.3.1 Сборка шарикового кольца Сборка шарикового кольца осуществляется по методу селективной сборки. Предварительно все детали сортируются по группам точности. Шарики в одной группе не должны отличаться по точности более чем на 0,002 мм. Сборка шарикового кольца проводится в два этапа. На первом этапе шариковое кольцо собирается на эталонных шариках и контролируются его параметры. На втором этапе эталонные шарики заменяются шариками из необходимой группы. Рассмотрим основные операции сборки. Перед сборкой подбираются кольца подшипников из одинаковых групп и необходимое количество эталонных шариков. Подобранные детали промываются бензином, а затем просушиваются на воздухе, после чего ручьи колец смазываются смазкой, и производится сборка подшипника на эталонных шариках. В процессе сборки запрещается забивать шарики в пазы колец или применять ударные инструменты. Шарики можно перемещать в пазах стальным крючком; они перемещаются также при вращении внутренней обоймы. В случае тугого перемещения шариков сборка прекращается, и кольца отправляются на проверку. После сборки проверяется легкость вращения шарикового кольца в специальном приспособлении. Для установки ДК-20 момент относительно оси колеблется от 5 до 10 Нм, и определяется динамометром. Если усилие не превышает допустимого, проверяется величина радиального люфта подшипника. Максимальный радиальный люфт должен быть не более 0,08 мм при приложении усилия  300 Н, минимальный люфт 0,01 мм при усилии 8  120 Н. Величина люфта определяется в трех положениях через 120° . По замеренному люфту подбирают шарики из требуемой группы, заменяют ими эталонные шарики. Сборка повторяется в той же последовательности. После сборки производится контроль правильности сборки, т.е. легкость вращения и величина люфта. 3.3.2 Технология установки сектора В зависимости от типа установки положение и способы крепления зубчатого сектора могут быть различными. На рис. 3.18 показаны наиболее типичные случаи расположения силовых зубчатых секторов. На рис. 3.18,а установка сектора производится в два этапа. Предварительно сектор устанавливается, а затем регулируется на внешней обойме шарикового кольца. Кольцо устанавливается в специальное приспособление, в котором контролируется точность прилегания его внутренней обоймы к плоскости приспособления, эмитирующей посадочную поверхность шарикового кольца в стойке, допускается неприлегание не более 0,07 мм, после чего кольцо крепится болтами. Зубчатый сектор устанавливается на внешнюю обойму кольца и крепится к ней технологическими ботами. Положение зубчато сектора контролируется относительно оси вращения, отклонение радиуса начальной окружности (делительной окружности) Rн.о. должно было не более - 0,035мм. В случае если отклонения превышают требуемое значение, затяжку болтов ослабевают и производят дополнительную регулировку сектора. Проверка отклонения производится как минимум в трёх точках, на середине ширины сектора и по краям, с помощью индикаторной головки, закреплённой на подвижной штанге приспособления. После обеспечения требуемой точности положения сектора производится окончательная затяжка технологических болтов и контролируется Rн.о . Через отверстия в обойме шарикового кольца сверлятся и развертываются два отверстия в секторе, которые используются для установки штифтов, обеспечивающих несбиваемость сектора относительно оси вращения кольца при эксплуатации. После разделки отверстий под штифты сектор и шариковое кольцо снимаются и направляются на общую сборку стойки. 9 Во втором случае зубчатый сектор устанавливается непосредственно на предварительно обработанной поверхности ребра лафета (рис. 3.18,б) или на стенке корпуса (рис. 3.18,в). В соответствии с указанными вариантами технология установки и крепления сектора будет несколько различной. В первом варианте предварительное крепление зубчатого сектора к ребру лафета осуществляется с помощью струбцин, а во втором варианте с помощью двух технологических болтов, отверстия под которые просверлены заранее и имеют диаметр меньше основных. В остальном последовательность и содержание операций практически одинаковы. Соосно с осью вращения лафета устанавливается приспособление с индикаторной головкой, после закрепляется на нем. Затем проверяется и, при необходимости, пришабривается по месту плоскость под сектор, тем самым, обеспечивается перпендикулярность зубьев к установочной плоскости в пределах не более 0,03 мм или их параллельность оси вращения лафета. При этом выдерживается радиус Rн.о. с допуском -0,035 мм. Перемещение по плоскости обеспечивается в процессе регулировки легким постукиванием медным молотком по предварительно зафиксированному струбцинами сектору. После окончания регулировки сектора струбцины затягиваются окончательно, и по отверстиям в нем сверлятся два отверстия в лафете,потом нарезается в них резьба. Технологическими болтами сектор крепится к лафету и проверяется Rн.о. По отверстиям в секторе сверлятся оставшиеся отверстия в ребре лафета, после чего сектор снимается. Все отверстия разделываются и развертываются, с противоположной сектору стороны производится циковка под втулки. После запрессовки втулок сектор крепится болтами и контролируется Rн.о .и перпендикулярность зуба. Отклонения не должны превышать 0,03 мм по всей длине зуба. После окончательной затяжки болтов в лафете сверлятся и развертываются как минимум два отверстия через отверстия в секторе. В обработанные таким образом отверстия запрессовываются штифты, и производится окончательный контроль точности установки сектора, после чего болты контрятся контровочной проволокой. 10 Рисунок 3.18 – Типичное расположение силовых зубчатых секторов 3.3.3 Технология сборки стойки В различных установках стойки имеют свои конструктивные особенности и соответственно различные технологические процессы изготовления и сборки. Сборка стойки осуществляется в несколько этапов, следующих друг за другом. На первых этапах производится установка и присверловка различных кронштейнов, пластин, щитков, сектора, а также подгонка и присверловка колпака, закрывающего заднее окно на стойке. На последних этапах производится установка шариковых колец, элементов тракта питания и отвода. Большинство операций, связанных с подгонкой или механической обработкой отверстий и плоскостей для крепления или установки перечисленных выше элементов производится до установки шариковых колец. В процессе сборки необходимо обеспечить непопадание металлической пыли или стружки на шариковые дорожки колец.. 11 Основным методом сборки является сборка по месту или по разметке. Этот метод требует применения высококвалифицированного труда с использованием обычного слесарного инструмента (дрель, сверло, развертка, зенковка, отвертка, молоток и т.д.). Сборка начинается с установки и присверловки по разметке накладок, кронштейнов, щитков и других элементов, выполняющих различные функции (защиты материала стойки от трения подвижных элементов, крепления экранов или элементов трактов питания и т.п.). Все элементы присверливаются к корпусу стойки, и в отверстиях нарезается резьба. При необходимости делается зенковка отверстий под выдавки в накладках или щитках, выполненных из листового материала. Сборочные единицы, крепление которых к стойке осуществляется с помощью быстросъемных замков, подгоняются к стойке по месту. Предварительно сборочные единицы и кронштейны, к которым они крепятся, ориентируются относительно стойки, и осуществляется присверловка и крепление кронштейнов технологическими винтами. После подгонки все перечисленные элементы снимаются и передаются на следующие этапы сборки. Наиболее ответственным этапом является установка шариковых колец и зубчатого сектора на стойке. Крепление шариковых колец к стойке осуществляется с помощью обычного соединения болт-гайка (рис. 3.19.в) или с по мощью футеровочных втулок (рис. 3.19,а). Втулки впрессовываются в корпус и имеют на поверхности прямое рифление, предотвращающее их проворот при ввинчивании - вывинчивании болтов. Перед установкой колец проверяется их прилегание к установочным плоскостям стойки. С помощью щупа проверяется величина зазора, которая не должна превышать 0,05 мм. Если зазор больше требуемого, допускается пришабривание плоскости стойки. На этом же этапе производится установка и подгонка сальников (рис. 3.19,б,в). Сальники подгоняются по обоймам колец, по высоте и углу. Кромка сальника размягчается, обеспечивая равномерное прилегание к обойме кольца. Нижнее и верхнее шариковое кольцо устанавливают на грунте ГФ— 031 и крепят к стойке болтами и гайками (рис. 3.19, б,в). Затяжка болтов осуществляется в определенной последовательности и момент должен составлять МКА =700+70Н·см. При этом через отверстия наружной обоймы на верхнем кольце, в месте установки сектора, сверлятся отверстия в стойке. Сектор 12 устанавливают и крепят к стойке штифтами и болтами ( см. рис. 3.19). Аналогично устанавливается шариковое кольцо крепления лафета; крепление производится технологическими болтами. После установки шариковых колец производится подгонка и крепление горловины, гильзо- и звеньев отвода и других элементов тракта питания и отвода. Устанавливаются и крепятся кронштейны, щитки, подогнанные на первых этапах сборки, а также упоры, ограничивающие вращение подвижных элементов установки. В конце сборки снимаются шариковые кольца крепления лафета с подогнанными к ним деталями, которые маркируются и отправляются на общую сборку лафета. Общая сборка заканчивается операцией контроля, на которой проверяется отсутствие повреждения покрытия, качество контровки крепежа, плавность вращения подшипников. После этого стойка направляется на общую сборку установки. б) ю в) ю Рисунок 3.19 - Крепление шариковых колец 13 3.6. Общая сборка установок Общая сборка является завершающим этапом, на котором производится соединение основных сборочных единиц друг с другом, монтаж электро-, пневмо- или гидрооборудования, регулировка всех устройств для получения выходных параметров в заданных пределах. Рисунок 3.20 – Кормовая установка Как правило, общая сборка установок производится на специальных стендах или в приспособлениях, позволяющих закрепить основные элементы установки в требуемом положении относительно друг друга. Рассмотрим основные этапы технологии сборки кормовой установки (рис. 3.20), которые можно представить в такой последовательности: 1. Нa стенде 5 к монтажной плите 4 крепится нижний кронштейн 1. 2. На нижний кронштейн устанавливается и крепится стойка 2. 3. Устанавливает верхний кронштейн 3 и производится его крепление с ранее установленными узлами. 4. Устанавливается и крепится в стойке лафет. 5. Устанавливаются и крепятся горизонтальный и вертикальный приводы установки. 6.Устанавливаются вспомогательные элементы, проводится электромонтаж. 14 7.Производится регулировка и контроль выходных параметров установки. Нижний и верхний кронштейны крепят болтами к монтажной плите, имитирующей посадочные места на ЛА, а также соединяют их болтами друг с другом. В месте стыка кронштейнов допускается производить пришабривание или устанавливать прокладки в зависимости от правильности сборки силового станка установки. Сборка считается качественной, если стойка вращается плавно, без заеданий. Момент вращения проверяется динамометром, после чего производится окончательная затяжка болтов и запрессовка двух штифтов (с каждой стороны по одному в местах стыка кронштейнов). Лафет подается на общую сборку без шариковых колец и деталей, мешающих его установке в стойку. Лафет вводится в переднее окно стойки и устанавливается на шариковые кольца, которые вставляются снаружи на свои посадочные места. Шариковые кольца крепятся одновременно к стойке и лафету болтами. Затяжка болтов осуществляется в определенной последовательности, и момент затяжки не должен превышать 700 Н·см. После установки лафета проверяется плавность его вращения. а) б) Рисунок 3.21 - Зависимость величина бокового зазора от межосевого расстояния А (а), виды пятенконтакта и оттисков в зависимости от межосевого расстояния и параллельности осей (б). 15 Важным этапом сборки является обеспечение бокового зазора между зубьями выходного вала привода (горизонтального и вертикального) и зубчатым сектором. Эта пара входит как в силовую цепь, так и в следящую. Люфт в этой цепи должен быть минимальным и одновременно, не снижать КПД привода. Обычно величина бокового зазора между зубьями выдерживается в пределах 0,01 ...0,08 мм, и площадь прилегания зубьев должна быть не менее 75%. Правильность прилегания зубьев шестерни к зубьям сектора зависит от точности изготовления деталей, влияющих на указанный параметр, и может быть проверена по пятну контакта или оттиску на папиросной бумаге. В общем случае величина бокового зазора будет зависеть от межосевого расстояния А (рис. 3.21, а) между осью выходного вала привода и осью вращения стойки (лафета). Кроме того, на величину зазора влияют:  неравномерность шага между зубьями,  отклонения от профиля зуба,  допуск на толщину зуба. На площадь прилегания влияют:  отклонение от параллельности осей выходного вала и сектора,  межосевое расстояние,  параллельность боковой поверхности зубьев осям вращения. На рис. 3.21 б, в показаны виды пятен контакта и оттисков на папиросной бумаге в зависимости от межосевого расстояния и параллельности осей. Проверка площади прилегания производится пропусканием в зацепление ленты папиросной бумаги толщиной 0,03 мм сначала в один, затем в два слоя. Во втором случае отпечаток на рабочих поверхностях будет более четким. Если при одном слое происходит разрыв папиросной бумаги, то боковой зазор меньше 0,01 мм, и наоборот, если при двух слоях папиросной бумаги отпечатки недостаточно четкие, то боковой зазор больше 0,08 мм. В обоих случаях необходимо изменить межосевое расстояние Ам.ц смещением корпуса привода по установочной плоскости, которое производится легким постукиванием по его корпусу при ослабленном крепеже. При смещении отпечатка к боковой поверхности зуба, что свидетельствует о непараллельности осей, производится пришабривание установочной поверхности или устанавливаются прокладки между корпусами привода и установочной поверхностью. 16 После обеспечения точности боковых зазоров 'производится совместное сверление и развертывание двух отверстий в корпусе привода и установочной поверхности, и запрессовываются два штифта. Штифты обеспечивают несбиваемость положения привода и сохранение величины бокового зазора в зацеплении. Доработанные поверхности, а также весь крепеж и штифты покрываются грунтом ГФ-031. Сборка заканчивается установкой оставшихся элементов трассы питания и отвода, электромонтажа, концевых упоров и экранов. В процессе сборки установки и после ее окончания производится регулировка и контроль отдельных ее элементов и параметров, а также испытание установки. После сборки установки производятся следующие виды проверок: 1. Проверяется тракт питания. Проверка осуществляется протягиванием ленты из n патронов, один конец которой выводится из горловины питания. Усилие протаскивания замеряется динамометром в момент трогания ленты, оно не должно превышать определенной величины. Величина силы трогания зависит от калибра, конфигурации тракта питания и количества патронов в контрольной ленте. Обычно это усилие составляет 50... 150 Н для различных типов установок. 2. Проверяется зацепление зубьев выходной шестерни привода и сектора (метод проверки рассмотрен ранее). 3. Проверяются углы поворота установки в горизонтальной и вертикальной плоскости на специальном стенде и с помощью оптического квадранта КО-1. 4. Проверяются углы срабатывания микровыключателей крайнего и походного положений. 5. На стенде производится проверка люфтов с использованием автокалимационной трубки (цена деления 30 с), зеркальной призмы, прибора с сельсином датчиком и высокоомного вольтметра. Люфт проверяется как в силовой, так и в сельсинной цепи, 6. Определяются статические геометрические углы рассогласования, при этом могут применяться различные способы измерения. Наиболее простым является установка теодолитов на прицельной станции и на макете изделия, которые направлены каждый на свое контрольное перекрестие, размещенное на расстоянии 10... 15 мот теодолитов. При действующей внешней нагрузке, приложенной к 17 фалыпстволу, производится фактический отсчет углов поворота теодолитов через каждые 10 при работающей установке. По разности фактических углов определяется геометрический угол рассогласования. Средняя величина статического геометрического угла рассогласования (угла между линией визирования прицельной станции и осью канала ствола) должна быть не более 11 угл. мин. Максимальная величина статического геометрического угла рассогласования не более 15 угл. мин, минимальная величина не менее 2,5 угл. мин, в пределах этого угла установка может вести себя произвольно, включая автоколебания). Кроме перечисленных проверок производится определение статических электрических углов рассогласования при постоянной угловых скоростях и ускорениях прицельной станции, периода затухания автоколебаний системы и др. Одновременно при проверке работоспособности установки выявляются дефекты производства: погрешности изготовления и сборки, ошибки технологов и конструкторов. После проверки всех выходных параметров установки, оговоренных в ТЗ, производится проверка качества контровки всех соединений, подкраска изделия и консервация. 3.7 Контроль выходных параметров следящих систем управления установок АрВ Для следящих систем управления характерны как статистические, так и динамические режим работы. На точность работы системы влияют: величина люфта в силовой и следящих цепях привода, величина угла рассогласования между прицельной станцией и установкой, при установившемся режиме слежения (с постоянной скоростью) и при динамическом режиме (с ускорением). Процесс контроля следящей системы установок АрВ рассмотрим на примере двухкоординатной системы управления. Технологический процесс контроля следящих систем предусматривает снятие характеристик при наихудших условиях работы: напряжение бортовой сети равно 24,3 вольта (27  10% ) и напряжение на роторе сельсина датчика 109,3 В (115  5%) переменного тока с частотой 400 герц. При этом момент, действующий на 18 установку равен ~10% от максимального, эксплуатационного момента, и направлен в сторону противоположную вращению установки. При разгоне прицельной станции с ускорением 20 град/с 2 до скорости 20град/сек максимальная динамическая ошибка не должна превышать 12мин. В реальных условиях слежения динамическая ошибка системы будет значительно меньше, так как меньшими будут скорости и ускорения движения прицельной станции при движении цели по кривой атаки. При стрельбе динамическая ошибка системы не должна превышать 15 минут. На рис. 3.22 приведена структурная схема системы управления подвижной пушечной установкой. Выходной вал Входной вал Д П qг ФЧВ < U=115в. 400 гц. ~/= qт Д П ЭМУ ИД qг Оп q Ол qт Рисунок 3.22 - структурная схема системы управления подвижной пушечной установкой. В качестве измерителей рассогласования применяют сельсины датчики Д и сельсины приёмники П, роторы которых через редукторы связаны с входным и выходным валами. Для повышения точности слежения в каждом канале предусмотрена двойная система измерения угла рассогласования. При углах рассогласования не более 3°—5° работает канал точной системы отсчёта, где за счет редуктора поворот входного или выходного вала на один оборот поворачивает вал ротора сельсина на 31 оборот, т.е. передаточное число редуктора точного канала управления равно 31:1. При углах рассогласования более 5° работает канал грубого отсчёта, в котором передаточное число редуктора равно 1:1. При вращении прицельной станции (входной вал) поворачиваются роторы сельсинов датчиков Д, точного и грубого каналов управления. Статорные обмотки сельсинов датчиков электрически связаны с обмотками сельсинов приёмников П, расположенных 19 на редукторе установки. При повороте прицельной станции поворачивается и ротор сельсина датчика. Отклонение прицельной станции вызывает изменение напряжения на роторах сельсинов П. Напряжение, снимаемое с ротора сельсина-приемника, пропорционально углу рассогласования и подается на фазочувствительный усилитель (ФЧВ), который преобразует переменное напряжение в постоянное, а также усиливает его и осуществляет селекцию знака угла рассогласования. Усиленный сигнал подаётся на управляющие обмотки электромашинного усилителя (ЭМУ) с поперечным возбуждением. Управляющие обмотки ЭМУ являются нагрузкой для ФЧВ. При отсутствии рассогласования напряжения, поступающие на клеммы ОП и ОЛ одинаковы, по обмоткам текут равные токи, и поток возбуждения равен нулю. При возникновении рассогласования напряжение, вырабатываемое одним из плеч ФЧВ, увеличивается, в управляющих обмотках ЭМУ появляется поток и ЭМУ будет вырабатывать напряжение. Величина напряжения пропорциональна углу рассогласования, а знак напряжения соответствует направлению рассогласования. Исполнительный двигатель (ИД), на якорь которого подается напряжение от ЭМУ, начнет вращаться и через редуктор q поворачивать выходной вал (подвижные части установки) в сторону уменьшения рассогласования. Однако строго согласованного положения добиться не удается. Величина статической ошибки системы управления зависит от скорости слежения и момента сил, противодействующих вращению выходного вала. Определение статической ошибки системы управления установкой, в серийном производстве, производится в процессе двух контрольных проверок. В первой проверке определяется статический геометрический угол рассогласования между оружием и прицелом при угловой скорости слежения равной нулю (ωСД→0), а во второй — только электрический угол рассогласования, но при некоторой постоянной скорости слежения. 3.8 Контроль люфтов и неточности передачи в редукторах установок АрВ. Привод установки АрВ обеспечивает вращение её подвижных частей и состоит из редуктора и исполнительного двигателя. Редуктор состоит из двух кинематически связанных цепей: силовой и следящей. Силовая цепь 20 редуктора включает в себя зубчатые колёса, входящие в цепочку вал исполнительного двигателя (ИД) и выходной вал установки (вертикального или горизонтального канала управления) - рис. 3.23. Выходной вал СПт СПг Выходная шестерня редуктора ИД Рисунок 3. 23 - Силовая цепь редуктора Следящая цепь представляет собой не силовой редуктор, состоящий из зубчатых передач точного и грубого каналов управления установкой. Точный канал включает в себя зубчатую передачу между валом сельсина приёмника точного канала (СПТ) и выходным валом установки. Выходная шестерня редуктора входит как в силовую, так и следящую цепь привода. Люфты в следящей цепи редуктора точного канала управления увеличивают статическую ошибку при согласовании положения прицельной станции и установки. Люфты в силовых цепях редуктора непосредственно не влияют на величину статической ошибки, но оказывают влияние на длительность переходного процесса в согласованном положении установки и прицельной станции, а в отдельных случаях могут вызывать незатухающие колебания. От точности изготовления зубчатых колёс и корпуса редуктора зависит точность и качество передачи. В силовых передачах зубчатые колёса изготавливают по 6 - 7 степеням точности, в следящих цепях применяют мелкомодульные зубчатые колёса, изготовленные по 5-6 степеням точности. 3.8.1. Причины, влияющие на ошибки следования установки 21 Ошибка следования установки определяется как геометрический угол рассогласования между входным и выходным валами при скорости слежения равной нулю. В серийном производстве геометрический угол рассогласования, после сборки установки, контролируется только в механических цепях, при этом рассматривается влияние только точности изготовления и регулировки качества зацепления. В общем случае на геометрический угол рассогласования влияет величина люфтов в зубчатой передаче. Величина люфта зависит от точности изготовления отдельных элементов редуктора и в частности: изменение межосевого расстояния; изменение полноты зубьев колеса и шестерни; отклонение от геометрии профиля зуба; неравномерность шага между зубьями колеса и шестерни; качества зацепления выходного вала редуктора и зубчатого сектора установки. 3.8.2. Методика замера люфтов и ошибки следования от неточности передачи Для оценки величины люфтов и ошибки следования установки используется автокалимационный метод. На рис. 3.28 приведена схема измерения люфтов и неточности следования установки, для этого применяются: автокалиматор (5), зеркальная призма с 31 гранью (4), имитатор привода или маховик (14), выносной сельсин датчик и вольтметр. Количество граней зеркальной призмы соответствует передаточному отношению сельсинного редуктора точного канала управления, когда система управления отключена и вращение установки производится в ручную, с помощью маховика (14) установленного на валу ИД (7). Зеркальная призма (4) устанавливается на переходной балке (3), которая крепится на подвижной части установки (2), соосно с осью её вращения. Автокалиматор (5) крепится на стойке (6) в таком положении, чтобы отражённый от зеркала (8) призмы луч, имеющий форму креста, наблюдался на сетке (13). Оптическая ось автокалимационной трубки устанавливается перпендикулярно плоскости зеркала призмы и при повороте установки отражённый от зеркальных граней призмы луч должен находиться примерно 22 в центре перекрестия сетки. На рис. 3.24 приведена электрическая схема точного канала управления, в которой СД имитирует прицельную станцию, а вольтметр (V) контролирует угол поворота ротора СП по величине напряжения в его обмотке. После установки зеркальной призмы, автокалиматора и их регулировки, когда отражённый от зеркала крест совмещается с перекрестием на сетке автокалиматора, вращением ротора СД устанавливается напряжение на роторе СП равное нулю. За начало отсчёта принимается нулевое значение напряжения на роторе СП. Напряжение на роторе СП изменяется по синусоидальному закону и через период Т ротор поворачивается ровно на один оборот, что соответствует повороту установки на 1:31 оборота, т.е. на одну грань призмы. Количество точек замера зависит от угла поворота установки и количества граней призмы, соответствующих этому углу. Погрешность угла между гранями зеркальной призмы составляет 2-3 угловых секунды, а цена деления автокалиматора 30 угловых секунд, что значительно меньше допустимых значений люфта. При замере люфтов в каждой точке снимается два показания с автокалимационной трубки, соответствующие различному направлению момента внешних сил и способствующему выбору всех люфтов в зубчатом зацеплении. При определении начала отсчёта углов рассогласования вращение установки производится без приложения внешнего момента. При этом входной вал ИД (7) вращается маховиком (14) и по вольтметру контролируется положение ротора СП. Напряжение на вольтметре должно плавно изменяться при подходе к нулевому значению при прямом и обратном ходе, но не переходить через ноль. По шкале автокалиматора определяется фактическое положение начала отсчёта для прямого и обратного хода установки О1 и О2.Начало отчёта прямого и обратного хода установки не совпадают на величину угла рассогласования, для данного положения установки. Фактические значения углов рассогласования получают при действии внешнего момента для каждой точки при прямом и обратном ходе. На рис. 3.26 приведён график изменения геометрических углов рассогласования для отдельных точек. Величины углов рассогласования для прямого и обратного хода равны ординатам от линий начала отсчёта. 23 Рисунок 3.24 - Схема измерения люфтов и неточности следования установки Рисунок 3.25 – Схема установки для проведения контроля величины люфтов и ошибки от неточности передачи Статическая ошибка определяется как среднее арифметическое значение величин углов рассогласования определяется по формуле: 24 СР  где 1 (iП1  iП2  iO1  iO2 )  4  iП , iО - абсолютные углы рассогласования при прямом и обратном ходах, индекс «1» и «2» при Δφi на начало отсчёта от линий О1 и О2 . Наименьший люфт Неточности передачи Нейтральная линия прямого хода Прямой ход 6 5 4 3 2 1 -1 -2 -3 -4 -5 -6 1 Наибольший люфт О1 О2 Нейтральная линия обратногохода Обратный ход 4 2 3 5 6 7 8 9 10 Номер грани призмы Рисунок 3.26 - График изменения геометрических углов рассогласования для отдельных точек. ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ: 1. От чего зависит правильность прилегания зубьев шестерни? 2. Опишите метод контроля площади прилегания зубьев после сборки. 3. Укажите виды проверок после сборки установки. Представьте ответ в виде таблицы (название проверки, назначение, основные операции). 4. Причины, вызывающие появление люфтов в приводе. 5. На что влияют люфты в силовой цепи привода, объяснить физику явления. 6. На что влияют люфты в цепи измерителя положения, объяснить физику явления. 25 7. Какие материалы и заготовки используются для изготовления зубчатого сектора? 8. Как согласуются технологические требования, предъявляемые при изготовлении зубчатого сектора и примером Технологического процесса , приведенного в таблице 3.2? 9. Уточните технологический процесс, представленный в таблице. 10.Опищите процесс сборки шарикового кольца. 11.Как производится контроль правильности сборки и установки зубчатого сектора? 12.Чем может быть вызвано несооветствие требованиям качества согласно нормативной документации при контроле крепежа и плавности вращения подшипников? 26