Крышка механизма поворота (дет. КС-45721.28.00.1002)

 

1. Функциональное назначение и техническая характеристика детали

 

1. Функциональное назначение и описание работы сборочной единицы, в которую входит изучаемая деталь

 

В качестве изучаемой детали выбрана крышка механизма поворота (дет. КС-45721.28.00.1002).

а) назначение рассматриваемой сборочной единицы.

Механизм поворота служит для вращения поворотной части крана. Редуктор механизма поворота двухступенчатый с цилиндрическими косозубыми колёсами, обозначенные на сборочном чертеже 14 и 24. К торцу крышки крепится болтами фланец и гидромотор. На конце вала гидромотора посажен тормозной шкив 41, зубчатый венец которого вместе с внутренней полумуфтой 31 образуют зубчатую муфту.

 

б) технические характеристики.

Технические характеристики приведены в таблице 1

Таблица 1

Максимальная мощность на выходном валу, кВт	13,6
Максимальный расчетный предельный момент на выходном валу, Нм	3663
Передаточное число	48,67
Минимальное давление размыкания тормоза, МПа	0,8
КПД механизма	0,97
Температура окружающей среды, °С	-40…+50
Габаритные размеры, мм
Длина	500
Ширина	500
Высота	820
Масса, кг., не более	170

 

в) корпус чугунный, разъёмный, верхняя часть с нижней частью соединяются болтами. К торцу крышки крепится болтами фланец и гидромотор. На конце вала гидромотора посажен тормозной шкив, зубчатый венец которого вместе с внутренней полумуфтой образуют зубчатую муфту.

Шкив с зубчатой муфтой и деталями тормоза размещается в верхней части корпуса, имеющей специальное окно для доступа к указанным деталям. В нижней части редуктора размещены два вала-шестерни, 25 и 10, зубчатые колёса, 24 и 14, и выходной вал 21.

 

г) работа механизма поворота.

Вращение от гидромотора через зубчатую муфту, образованную тормозным шкивом 41 и внутренней полумуфтой 31, вал-шестерню 25, зубчатое колесо 14, промежуточный вал-шестерню 10 и второе зубчатое колесо 24 передаётся на выходной вал 21 и выходную шестерню 46, которая находится в постоянном зацеплении с зубчатым венцом опоры поворотной.

Все валы редуктора опираются на подшипники.

Масло в корпус заливается через отверстие, закрываемое пробкой 20. Уровень масла проверяют маслоуказателем.

Для предотвращения течи масла из редуктора на шейке вала в крышку установлены манжеты 18.

Для возможности поворота поворотной части крана вручную промежуточный вал-шестерня имеет квадратный хвостовик, выведенный наружу.

Рассматриваемая в исследовании крышка 8 необходима для размещения там манжеты и создания натяга в подшипниках.

Сборочный чертеж узла представлен в приложении №1

 

1.2 Функциональное назначение детали и отдельных поверхностей

 

Заданная деталь – (приложение №2) предназначена для помещения уплотнительной манжеты (Манжета 3-32×20-6 ГОСТ 14896-84), так же осуществляется создание натяга в сборке . Контакт между крышкой и манжетой происходит по поверхности Ø32Н11. Эта поверхность является исполнительной.

 

Основной конструкторской базой в радиальном направлении является поверхность Ø72h11. Она центрирует деталь в изделии. Основной конструкторской базой в линейном направлении является торцевая поверхность по которой происходит контакт между крышкой и корпусом редуктора.

 

Чертёж детали представлен в приложении №2.

 

1.3 Условия функционирования детали в изделии

 

Кран предназначен для механизации строительно-монтажных работ, выполняемых на открытом воздухе при различных погодных и климатических условиях с колебанием температуры воздуха от –40 до +50оС.

 

1.4 Анализ технологичности детали

 

Крышка механизма поворота изготавливается из Стали3сп5.

Сталь3сп5 конструкторская углеродистая, качественная, спокойная. Её применяют для производства строительных конструкций (несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах), эксплуатация при температуре не выше 425° С. Сталь3сп5 без термической обработки или после нормализации используется для производства крюков кранов, вкладышей подшипников и прочих деталей для эксплуатации под давлением в температурном диапазоне от -40 до 450°С . Спокойные стали более однородны, менее хрупкие, лучше свариваются и хорошо противостоят динамическим нагрузкам.

Химический состав приведен а таблице 2.

Таблица 2

С	Si	Mn	As	S	P	Cu	Cr	Ni
0.14-0.22	0.15-0.3	0.4-0.65	<0.08	<0.05	<0.04	<0.3	<0.3	<0.3

 

 

 

 

 

Технологические свойства стали :

Свариваемость – без ограничений.

Склонность к отпускной хрупкости - не склонна.

Флокеночувствительность – не чувствительна.

 

Вид поставки :

• Сортовой и фасонный прокат
• Лист
• Поковки

Таким образом, выбранный материал для изготовления крышки отвечает требованиям технологичности, то есть обеспечивает ее эксплуатационные свойства.

Форма крышки простая, все поверхности доступны для механической обработки. Точность размеров, формы и расположения поверхностей, а также требования шероховатости могут быть обеспечены обычными методами обработки. Конструкцию крышки следует признать технологичной.

 

 

 

 

1.5 Обоснование требований к точности размеров, формы, взаимного расположения и шероховатости поверхностей детали.

На чертеже детали представлено 9 допусков взаимного расположения поверхностей.

Торцевое биение поверхности, которая соединяется с корпусом, задано равным 0,2 относительно поверхности Ø72-0,5, по которой деталь сопрягается с корпусом. Это обеспечит возможность сборки крышки и корпуса.

Допуск соосности поверхности Ø32Н11(+0,16), относительно поверхности Ø72(-0,5), задан равным 0,1. Этот допуск обеспечит равномерное обжатие манжеты и отсутствие протечек масла.

Допуск соосности поверхности Ø22(+0,5), относительно поверхности Ø72(-0,5), задан равным 0,2. Этот допуск обеспечит достаточный зазор между валом и крышкой.

Допуск соосности поверхности Ø28(+0,5), относительно поверхности Ø32Н11(+0,16), задан равным 0,4. Этот допуск обеспечит надёжное закрепление манжеты в крышке.

Для обоснования позиционного допуска расположения и диаметра четырёх отверстий крышки составим расчетную схему (рис. 1).

Рис. 1

 

Одним из условий собираемости крышки с корпусом является неравенство: ∆ ≥ ∆min, где ∆min – заданный минимальный зазор между винтом М8 и гладким отверстием в крышке. Запишем уравнение размерной цепи с замыкающим звеном ∆ (рис. 1):

∆ = rкр + Rкр + rотв – (rк + Rк + rв).

При расчете методом «max-min»

                                   ∆min = (rкр + Rкр + rотв)min – (rк + Rк + rв)max ;

           ∆min = 36 - 0,25 + 45 – 0,2 + r – 36 – 0,25 – 45 – 0,2 – 5 = r – 5,9;

                                                     r   = 5,9 + ∆min ;

          При  ∆min = 0,1, r = 6; Ø = 12.

Рассчитанное значение диаметра отверстия гарантирует собираемость узла при самых неблагоприятных сочетаниях размеров.

Шероховатости на торцах крышки Ra6,3, обусловлены необходимостью плотного контакта крышки и корпуса изделия, во избежание утечки масла.

Шероховатость Ra3,2 необходима для того чтобы обеспечить плотное прилегание манжет к крышке.

Оставшиеся поверхности имеют общие допуски по ГОСТ 30893.1-mK, согласно которому класс точности общих допусков «средний», а класс точности формы и расположения поверхностей K по ГОСТ 30893.2. В частности по данному ГОСТу, допуски на соосности при точности К составляют 0,2, а общие допуски зависят от размеров.

 

 

2. Проектирование технологического процесса изготовления детали

2.1 Выбор способа получения заготовки и разработка ее формы

 

В качестве заготовки в действующем технологическом процессе принят круг, полученный с помощью лазерной резки из Листа 25х1500х6000 ст3сп5.

Данный способ получения был введён с целью экономии средств на предприятии. Так как деталь не является ответственным механизмом, то её было решено вырезать из таких листов вместе с другими деталями. Однако, данный способ не эффективен, так как на вырезание заготовки тратится большое количество времени, и материала.

Так как материал заготовки Ст3сп5, которая используется также для изготовления поковок, то для получения заготовки в нашем технологическом процессе выберем способ горячей штамповки.

Достоинства горячей штамповки на КГШП:

• Высокая точность и качество получаемых поковок
• Высокая производительность
• Изготовление поковок выдавливанием
• Улучшение санитарно-гигиенических условий труда

Недостатки горячей штамповки на КГШП:

• Меньшая, по сравнению с молотами, универсальность
• Высокая стоимость
• Возможность заклинивания и поломки прессов
• Необходимость очистки заготовок от окалины
• Необходимость большого количества ручьев
• Сложность устройства
 

2. Разработка маршрутной карты технологического процесса.

В таблице 3 приведен перечень всех поверхностей детали с указанием выбранных методов их обработки.

Таблица 3

Код элемента	Наименование поверхности, размер	Параметр шероховатости	Размерные связи	Маршрут обработки
19(L)	Плоскость	Ra6,3	1 ±0,1/m 7 +0,5 –0/m 17 ±0,5/m 23 +0 –1,3/m	Точение черновое Точение чистовое
19(R)	Наружная цилиндрическая Ø114	Ra12,5	D 114/m E0,2/K	Точение черновое
29(L)	Фаска	Ra12,5	1 ±0,1/m	Точение черновое
29(R)	Отверстие Ø11(+0,4)	Ra12,5	D (12 +0,4 –0)/m D (90 ±0,2) /m	Сверление
39(L)	Плоскость	Ra12,5	5 +0 -0,7/m	Точение черновое
39(R)	Наружная цилиндрическая Ø72(-0,5)	Ra12,5	D (72 +0 –0,5)/m E 0,2; 0,1; 0,4	Точение черновое
49(L)	Плоскость	Ra6,3	7 +0,5 -0/m 7 +0,2 -0/m	Точение черновое Точение чистовое
49(R)	Внутренняя цилиндрическая Ø60	Ra12,5	D 60/m E0,2/K	Точение черновое
59(L)	Фаска	Ra12,5	1±0,2/m	Точение черновое
				Продолжение таблицы 3
Код поверхности	Наименование поверхности, размер	Параметр шероховатости	Размерные связи	Маршрут обработки
59(R)	Наружная коническая Ø60	Ra12,5	D 60/m E0,2/K	Точение черновое
69(L)	Плоскость	Ra6,3	8 +0,4 -0/m	Точение черновое Точение чистовое
69(R)	Наружная коническая Ø40	Ra12,5	D 40/m E0,2; E0,2/K	Точение черновое
79(L)	Фаска	Ra12,5	1 ±0,1/m	Точение черновое
79(R)	Внутренняя цилиндрическая Ø32H11+0,16	Ra3,2	D (32 +0,16 -0)/H11 E 0,1; 0,4	Точение черновое Точение получистовое Точение чистовое
89(L)	Плоскость	Ra12,5	7 +0,2 -0/m	Точение черновое
89(R)	Внутренняя цилиндрическая Ø28+0,5	Ra12,5	D (28 +0,5 -0)/m E 0,4	Точение черновое
99(L)	Плоскость	Ra6,3	8 +0,4 -0/m 17 ±0,5	Точение черновое Точение чистовое
99(R)	Внутренняя цилиндрическая Ø22+0,5	Ra12,5	D (22 +0,5 -0)/m E 0,2	Точение черновое
109(L)	Плоскость	Ra12,5	23 +0 -1,3/m	Точение черновое

 

В таблице 4 показан маршрут технологического процесса.

Таблица 4

Номер операции	Наименование операции	Модель оборудования
000	Заготовительная	Кривошипный горячештамповочный пресс
005	Токарно-винторезная с ЧПУ	DMG CTX beta
010	Слесарная

 

В приложении 4 показаны эскизы всех операций, выполняемых в технологическом процессе. Там же показан ход инструмента, применяемого для обработки поверхностей. Также указаны номера поверхностей, и размеры, получаемые на каждом переходе в формате, применимом к размерному анализу при помощи ЭВМ (в программе RA6).

При обработке детали использовались инструменты:

• Державка PCLNL-2525 M12
• Пластина ССМТ 06 02 02 PF (Sandvik)
• Пластина ССМТ 06 02 04 PM (Sandvik)
• Пластина ССМТ 06 02 08 PR (Sandvik)
• Сверло 22 2301-0028 ГОСТ 10903-77
• Сверло 11 2301-0034 ГОСТ 10903-77
• Патрон токарный 3-х кулачковый самоцентрирующийся ГОСТ 2675-80

• Патрон токарный 3-х кулачковый самоцентрирующийся с обратными кулачками ГОСТ 2675-80

• Зенкер 12 2223-0531 45° Т5К10 ГОСТ 24359-80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчёт и назначение припусков

 

Рассчитаем минимальное значение припуска на обработку поверхностей.

 Если необходимо удалить только микронеровности обрабатываемой  поверхности,  то   минимально-необходимый припуск   на i-том выполняемом переходе вычисляют по формуле .

Если обрабатываемая поверхность имеет дефектный слой  и его необходимо удалить при выполнении данного перехода, то минимально необходимый припуск вычисляют по формуле

,

где  – глубина дефектного слоя, полученного на предшествующем переходе.

Наибольший регламентированный размер припуска назначают, как правило, равным максимально допустимому припуску , величина которого определяется из условия обеспечения прочности инструмента, прочности механизма приводов подач станка, допустимых деформаций упругой технологической системы, мощности приводов главного движения и учёта других ограничивающих факторов. Ориентировочные значения припуска zmax(i) на выполняемом переходе: