Является разработка технологического процесса восстановления зуба экскаватора ЭО-4125

Электродная проволока, при наплавке, подбирается в зависимости от материала восстанавливаемой детали и предъявляемых к ней требованиям в условиях эксплуатации. Для наплавки деталей, изготовленных из углеродистых сталей 30, 40, 45, используют проволоку из углеродистых сталей Нп-30, Нп-40, Нп-50, Нп-65 или из низколегированной стали – Нп-ЗОХГСА. Наплавку деталей из сталей 30Х, 35Х, 40Х и других низколегировнных сталей производят проволокой Нп-З0ХГСА или других марок.

Для наплавки под  слоем флюса используют наплавочные головки А-384, А-409, ABC устанавливаемые на обычные токарные станки или специализированные наплавочные полуавтоматы типов А580М, А1408, А1409 и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Выбор и обоснование способа восстановления и упрочнения зуба экскаватора.

 

Произведя анализ имеющихся способов восстановления выбираем следующий способ. Для восстановления геометрии зуба будем использовать простой метод наплавки - дуговую под слоем флюса. Наплавку производим электродом Э-190Х5С7-Т-590-Ø-НГ / E750/61-1-Б40 ГОСТ 10051-75 под слоем флюса АН-348 ГОСТ 9087-81.  Для упрочнения поверхностного слоя зуба будем использовать закалку.

Выбираем оборудование для восстановления. Для дуговой  наплавки используем аппарат для автоматической наплавки  У-465, техническая характеристика которого представлена в таблицу 2.

 

Таблица 2 -Техническая характеристика аппарата У-465.

 

Параметр	У-465
Длина наплавляемой детали l, мм Диаметр наплавляемой про- волоки под слоем флюса dпр, мм Диаметр порошковой прово- локи, dпр мм Сварочный ток Iсв, А Скорость подачи электрода Vпр, м/ч Скорость сварки Vн, м/ч Шаг наплавки s, мм/оборот Габаритные размеры, мм Масса M, кг	2000     1,6...2,0   2,0...2,8 До 600   24... 240 20...80 1,0...12,0 2330×520×1120 880

 

После наплавки зуб подвергаем обработке на плоскошлифовальном станке  марки 3Л772Ф со шлифовальным кругом ПП-250-80-100 1А 40-16 Б  ГОСТ 2424-83 с применением специального зажимного приспособления, которое устанавливается на станину шлифовального станка. 

 

Таблица 3 - Техническая характеристика станка 3Л772Ф

 

Характеристика	Ед. измерения	Значение
Диаметр обрабатываемых отверстий:
наименьший	мм	20
наибольший	мм	200
Наибольшая длина шлифования	мм	1250
Пределы рабочих подач  стола	м/мин	2¸10
Пределы чисел оборотов шлифовального круга	об./мин.	8400¸24400
Пределы поперечных подач  изделия	мм/мин.	0,05¸1,2
Наибольшие размеры  шлифовального круга	мм	80´50
Мощность электродвигателя	кВт	8,275

 

Для контроля используем: штангенциркуль ШЦ-1-250-0,1 ГОСТ 166-89, линейка стальная 400 мм ГОСТ 497-75, контрольная плита и угломер с нониусом ГОСТ 5378-66.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Проектирование технологического процесса

восстановления  зуба

 

 

При составлении технологического маршрута необходимо учитывать следующие  требования:

1. одноименные операции по всем дефектам маршрута должны быть объединены;
2. каждая последующая операция должна обеспечить сохранность качества работы поверхностей детали, достигнутую при предыдущих операциях;
3. в начале должны идти подготовительные операции, затем восстановительные,  слесарно-механические, шлифовальные и доводочные.

 

План рациональной последовательности технологического процесса восстановления зуба принимаем следующий:

 

005 Моечная операция (очистка зуба от грязи);

010 Дефектация (дефектовать зуб);

015 Наплавка (наплавить зуб);

020 Закалка (закалить зуб);

025 Шлифовальная (шлифовать кромку зуба);

030 Шлифовальная (шлифовать  боковую поверхность зуба)

035 Контрольная (контролировать восстановленные поверхности зуба).

 

Подробный технологический  процесс восстановления зуба с применяемым оборудованием и инструментом представлен в Приложении А.

 

6.Расчет технологических режимов и норм времени

 

Операция – 015 – наплавочная

Расчет режимов наплавки ведем по методике изложенной в [3].

Режим наплавки включает в себя показатели: величину и род  тока и напряжение дуги, скорость наплавки, скорость подачи электродной проволоки, шаг наплавки, смещение электрода от зенита, частоту вращения детали.

Для наплавки выбираем электрод диаметром 2,0 мм.

Величина тока зависит  от диаметра электродной проволоки, скорости ее подачи и от диаметра детали. Сварочная дуга устойчиво горит под флюсом при плотности сварочного тока не менее 25 А/мм .

 

Напряжение определяется по формуле:

 

где I – ток наплавки, А (160 А).

Показатель характеризующий  удельное значение скорости наплавки, коэффициент наплавки:

 

 

где  - диаметр электрода, мм ( ).

 

 

Скорость перемещения  дуги, или скорость наплавки, обуславливается шириной валика и глубиной проплавления:

 

 

 

где  - площадь поперечного сечения наплавленного валика, см (при ) ;

       - плотность материала шва, ( ).

 

 

 

Скорость подачи определяется возможностью полного расплавления:

 

 

 

При увеличении вылета электрода повышается электрическое сопротивление цепи, что приводит к росту коэффициента расплавления, снижению тока наплавки, а, следовательно, и глубины проплавления. Но при увеличении данного параметра ухудшается геометрия наплавленных валиков, поэтому вылет электрода будет равен:

 

 

Шаг наплавки определяется перекрытием валиков и влияет на волнистость наплавленного слоя:

 

 

Основное время равно  при  наплавке плоских деталей:

 

 

Операция -025 - шлифовальная

Расчет режимов шлифования производим по методике изложенной в [4].

После наплавления производим шлифование этих поверхностей до номинальных размеров.

Длина обрабатываемой поверхности  . Частота вращения шлифовального круга .

     При шлифовании  периферией круга с радиальной  подачей мощность определяется по формуле:

,

 

где  l – длина шлифования, мм (l=180 мм);

         v_d – скорость движения детали, м/мин (v_d =25м/мин);

       t  – глубина шлифования, мм (t = 0.01мм);

      S_p– перемещение шлифовального круга в радиальном направлении, мм/об (S_p =0,005мм/об);

      С_n, r, y, q, x – поправочный коэффициент и степени для табличных условий работы, .

 

Тогда мощность при шлифовании равна:

 

кВт.

 

Условие выполняется:

N_р<N_эст

0,51<8,275.

Число проходов:

где t – толщина снимаемого слоя за проход, мм;

      b – слой материала, снимаемый при обработке, мм.

 

 

.

Операционное время будет равно:

 

 

 

где   L – длина рабочего хода инструмента, мм (L=180мм);

        - продольная подача, м/мин ( ).

 

 

 

7.Конструкторская разработка зажимного приспособления

 

Для наплавочной операции разработаем зажимное приспособление для закрепления зуба. Для этих целей будем использовать зажимное приспособление с винтовыми зажимами. Винтовые зажимы применяют в приспособлениях с ручным закреплением заготовки, в приспособлениях механизированного типа, а также на автоматических линиях при использовании приспособлений-спутников. Они просты, компактны и надежны в работе [5].

Рисунок 5 - Винтовые зажимы:

 а – со сферическим торцем; б – с плоским торцем; в – с башмаком.

 

Винты могут быть со сферическим  торцем (пятой), плоским и с башмаком, предупреждающим порчу поверхности. Наше приспособление с винтовым со сферическим торцем.

Спроектированное приспособление приведено на рис.6. Приспособление состоит из неподвижной 1 и подвижной  плит 2, соединенных осью 3. Неподвижная  плита снабжена механизмом 4, позволяющим  устанавливать угол наклона подвижной  плиты. Изделие зажимается двумя подвижными прижимами 7, которые передвигаются в пазах подвижной плиты.

Зуб устанавливается  на подвижную плиту 2 и закрепляем прижимами 7, после чего регулируем угол установки стола приспособлением 4, откручивая винт 5, который входит в паз подвижной плиты. Для более точной установки угла поворачивается рукоятка механизма 4, тем самым приводится в движение клиновой толкатель. Приспособление не нуждается в обслуживании, кроме периодической смазки пазов и толкателя с винтом смазкой типа Литол-24.

 

Рисунок 6 – Зажимное приспособление.

 

 

Необходимое зажимное усилие рассчитывается по формуле:

 

 

 

 

      где K - коэффициент запаса, при шлифовании ;

            - сила резания, Н;

           - коэффициент трения зуба о приспособление в месте контакта, .

 

Сила резания при наплавке равна

 

 

где d-диаметр круга, мм, d=250мм;

       М-  крутящий момент  при наплавке.

 

 

где См=0,345, q=2, Kp=0.846 [6],

        D=250мм,

        S=1.0 – подача инструмента, мм/об,

        y=1.8 – поправочный коэффициент [6],

       

 

 

.

 

Тогда требуемое усилие равно

 

 

 

Минимальный диаметр  зажимного винта (шпильки) находится  по формуле

 

 

где - допускаемое напряжение на сжатие для стали 45, МПа, .

 

Для приспособления по конструктивным соображениям устанавливаем две  шпильки М12.

 

 

 

 

Заключение

В курсовой работе разработан технологический процесс восстановления зуба экскаватора. Произведен анализ существующих на сегодняшний день способов восстановления зубьев ковшей землеройных машин. После проведенного анализа выбран способ автоматической дуговой наплавки под слоем флюса, основным достоинством которой является защита наплавленного слоя расплавляющимся флюсом и простота технологии. Произведены расчеты режимов наплавки и шлифования. Разработано зажимное приспособление для наплавки.

В процессе выполнения курсовой работы закрепил усвоенные ранее  дисциплины, правила работы с научной и патентной литературой и нормативной документацией.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников.

 

1. Дроздова Л.Г. Одноковшовые экскаваторы: конструкция, монтаж и ремонт: учеб. Пособие. – Владивосток . Издательство ДВГТУ, 2007 – 235 с. 
2. Воробьев Л.Н. Технология машиностроения и ремонта машин. М: Высшая школа, 1979. 215 с.
3. Шебеко А.И. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки и наплавки. – М.: Высшая школа, 1986.
4. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машинотср. и приборостр. спец. вузов. – М.:Высш. шк., 1985. – 304с.,ил.
5. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 1/Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1972 г.