4 Технологическая часть
4.1 Назначение детали и анализ её эксплуатации
Рабочее колесо – основная деталь насоса. Рабочее колесо является элементом, преобразующим вращательную энергию вала в давление внутри корпуса с перекачиваемой жидкостью. На рабочем колесе имеются лопатки (лопасти), которые имеют сложную форму. Жидкость подходит к рабочему колесу вдоль оси его вращения, затем направляется в межлопаточный канал и попадает в отвод.
Материалом рабочего колеса служит сталь 40Х ГОСТ8479-70. Основными рабочими поверхностями являются: лопатки (лопасти), которые имеют сложную форму, шпоночный паз.
Рабочие колеса выходят из строя вследствие коррозионного, эрозионного износа и кавитационного, сильного осевого сдвига ротора в результате неправильной сборки насоса или разрушения радиально-упорных подшипников, попадания в насос посторонних предметов, разработка шпоночных пазов; ослабление посадки рабочих колес на валах.
Характер износа поверхностей данной детали следующий. Шпоночные пазы могут иметь износ, смятие рабочих поверхностей. Шпоночные пазы изнашиваются по ширине. Износ лопаток по толщине и износ внутренне поверхности отверстия.
Технологической базой при восстановлении данной детали не зависимо от сочетания дефектов и маршрута восстановления является внутренняя поверхность отверстия.
Уровень браковочного износа: при наличии дефектов в виде трещин, отколов, выкрашиваний, больших задиров на поверхности соприкосновения с валом колесо выбраковывают.
Наибольший диаметр колеса составляет 258 мм, а его длина составляет 94 мм.
4.2 Анализ свойств материала рабочее колесо
Восстанавливаемая
деталь изготовлена из стали марки сталь
40Х ГОСТ 8479-70, химический состав и
механические свойства которой представлены
в таблицах 4.1 и 4.2
Таблица 4.1 - Химический состав стали марки сталь 40Х
С% |
Si% |
Mn% |
S% |
P% |
Cr% |
Ni% |
Cu% |
0,36-0,44 |
0,17-0,37 |
0,50-0,80 |
До 0,035 |
До 0,035 |
0,8-1,1 |
До 0,3 |
До 0,3 |
Таблица 4.2 - Механические свойства стали марки сталь 40Х
Режим термообработки |
Ϭ0,2, МПа |
ϬВ, МПа |
δ, % |
ψ, % |
KCU, Дж/см2 |
HB |
||||
Операция |
t, oC |
Время выдержки, t, мин |
Охлаждающая среда |
не менее |
||||||
Закалка
Отпуск |
860
500 |
20
120 |
Масло
Вода или масло |
780 |
980 |
10 |
45 |
59 |
230 |
|
Свариваемость стали 40Х, определяется содержанием углерода и других элементов Сэ, %, которая определяется по формуле
Сэ=С+Mn/6+Cr/5+Ni/15+Cu/13+P/2, (4.1)
Сэ=0,4+0,60/6+0,9/5+0,030/15+0,30/13+0,035/2=0,71.
Содержание углерода 0,71%.
Так как Сэ=0,71 %, при наплавке требуются дополнительные технологические операции.
Рабочее колесо из стали 40Х обладает достаточной прочностью, хорошей обрабатываемостью резанием, малой чувствительностью к концентрации напряжения.