Вступ (1-2 стор)

У вступі студент повинен вказати на роль машинобудівного комплексу в розвитку усіх галузей промисловості та основні завдання розвитку машинобудування, етапи і тенденції розвитку машинобудування в Україні. Також розкривається мета проекту та засоби її реалізації.

Література: журнали “Машиностроитель”, «Металлорежущие станки и инструменты”, «Автоматизация и механизация в машиностроении», «Горный журнал», «Стандартизація і сертифікація», «Стружка», «Мир техники и технологии» «Інструментальний світ», «Сверхтвердые материалы» та ін.

Вихідними даними для проектування технологічних процесів служать складальні креслення машини та її вузлів, робочі креслення деталей, технічні умови на виріб, програма випуску, нові досягнення та передовий досвід в машинобудуванні, які використовуються відносно підприємства, де випускається чи ремонтується машина.

1. Проектування технологічного процесу ремонту вузла

1.1. Призначення, будова, принцип роботи машини (механізму).

1.2. Технічна характеристика машини (механізму).

1.3. Характеристика системи мащення.

1.4. Технічні умови на ремонтні роботи.

Частина містить детальний опис машини по всім складальним одиницям і детальну характеристику механізму, що ремонтується, опис змащування машини, комплект технологічної документації, технологічні і перевірочні розрахунки.

При здійсненні ремонту з реконструкцією (модернізацією) машини приводяться проектні розрахунки деталей на міцність, причому по кожному пункту повинно бути дане обгрунтування прийнятих рішень.

Розділ необхідно широко наповнити ілюстративним матеріалом: таблицями, схемами, рисунками, графіками та ін.

1.1 Порівняльна характеристика

Кожна послідуюча однотипна машина конструктивно відрізняється від попередньої. Задача даного розділу - це порівняння конкретної машини, що проектується, з аналогічними наявними в галузі, встановленні особливостей конструкції, її будови та інших відмінностей, ремонтопридатності. На основі аналізу намічаються заходи по ліквідації відмічених недоліків. Відповідь на це питання можна дати в такій послідовності:

1. Призначення машини, що проектується.

2. Різновиди (типи) аналогічних машин.

3. Особливі відмінності даної машини.

4. Специфічні відмінності в конструкції інших машин, чи є вони необхідними і корисними; як вони використані в послідуючих моделях.

5. Недоліки і вузькі місця, які мають місце в конструкції.

6. Характеристика намічених в даному проекті заходів по видаленню вузьких місць в конструкції.

7. Висновок про ремонтопридатність машини або пропозиції щодо покращення її конструкції.

1.2 Будова і робота машини

В основу цього пункту треба взяти матеріал, який був зібраний в період переддипломної практики. Треба охарактеризувати всю машину по всім механізмам. На окремому листі записки необхідно викреслити кінематичну (принципову) схему механізму (рис.1.1).

Рисунок 1.1 – Кінематична принципова схема механізму

Давати відповідь на це питання рекомендується в такій послідовності:

1. Місце машини в технологічному процесі.

2. Технічна характеристика машини, що проектується (характеристику можна приводити у вигляді таблиці).

3. Область застосування машини.

4. Роботи, які виконуються на машині.

5. Конструкція машини (основні механізми або складальні одиниці).

6. Короткий опис машини по складальним одиницям, наприклад, по вагоноперекидачу: привод, ротор, грузова платформа, люлька, роликові опори, вібратори, металоконструкція та ін.

7. Детальна характеристика складальної одиниці, що ремонтується. Для попереднього прикладу по вузлу привода: редуктор (тип, конструктивні особливості, система змащування, матеріал основних деталей), муфти, відкрита зубчата передача, підшипникові опори, вали.

8. Перелік вагових характеристик монтажних елементів складальної одиниці, що проектується. Наприклад, по кліті прошивного стану (табл.1.1).

Таблиця 1.1- Характеристика монтажних елементів

Найменування складальної одиниці	Кількість	Маса, т
Касета з робочими валками	2	8,3
Вузол барабана з нажимними гвинтами	2	26,5
Верхня частина станини	1	54,5
Привід повороту барабана	2	3,2
Механізм встановлення лінійок	1	4,3
Механізм стопоріння барабана	4	3,5

При відповіді на це питання користуються паспортом машини, технічною літературою. Необхідно ретельним чином ознайомитися з запропонованою машиною на місці її роботи. При описі цього пункту обов'язкові посилання на позиції кінематичних схем і креслення графічної частини.

1.3Характеристика мащення

На окремих листах записки викреслюється карта і схема мащення. Основою для складання документації слугує паспорт машини і дані технічної літератури. При відсутності необхідних відомостей проводиться розрахунок змазки з послідуючим складанням карт (наприклад рис.1.2).

Рисунок 1.2 – Схема централізованого мащення: 1 - ручний насос ; 2 – живильник 2-0200-4; 3 – корпус; 4…8 – точки мащення

Для машини з автономною системою мащення приводиться опис мащення.

Схема точок мащення показана на рисунку 1.3.

Рисунок 1.3 – Схема точок мащення ножиць

Точки змащення, застосовуваний змащувальний матеріал і періодичність змащування показано в таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 – Точки мащення, спосіб і періодичність мащення

Позначення на рисунку	Змащуєма точка	Спосіб мащення	Марка мастила	Періодичність мащення
1-2	Опори валу ексцентрикового	Ковпачкові маслянки маслянка	Літол 24 ГОСТ 24150-87	1 раз у зміну
3-4	Ексцентрики валу	Прес- маслянка	Так само	Так само
5-6	Пальці шатуна	"	"	"

1.4 Норми точності та технічні умови

Ці дані повинні бути представлені в обсязі вимог для складальної одиниці, що ремонтується. Треба вказати вимоги до зносу деталей, їх відновленню, взаємному положенню деталей, відхиленню форм поверхні і т.д. Вихідними матеріалами для відповіді на це питання є паспорт і формуляр машини, дані технічної літератури, креслення і особливо «Правила технічної експлуатації…».

У якості прикладу приводимо «Технічні умови на ремонт скипової лебідки».

1. Вузол редуктора

1. Зубчасті муфти замінити при зносі зубів на 25% початкової товщини.

2. Шестерні редуктора лебідки зубчастих передач замінити при зносі зубів на 15-20% початкової товщини.

3. При спрацюванні більше 2-3 мм шківи підлягають проточці, шліфуванню і поверхневій закалці до НВ=400…450.

4. При спрацюванні більше 3 мм шківи відновлювати наплавкою. Відремонтовані шківи статично і динамічно балансують.

5. Не допускати експлуатації гальмівних шківів, товщина ободу яких зменшилась більше ніж на 50% початкового розміру.

2. По скиповій лебідці

2. Знос барабана не має перевищувати 15-20% початкової товщини стінки барабана, заміряної в середині через просвердлений отвір.

3. Люфти в зубчастих передачах і підшипниках центробіжного ртутного вимикача не мають бути більше 0,08 мм, а осьовий люфт в конічних підшипниках не має бути більше 0,03-0,08 мм.

Ремонтна відомість до поточного ремонту обладнання приводиться на стандартному бланці. Зразок відомості існує в ТОіР.

Основа для складення відомості: креслення машини (вузла) та досвід студента по ремонту цього чи аналогічного обладнання. Ремонтна відомість повинна включати обсяг робіт по заміні ремонтуємої деталі й розбиранню вузла, складанню та налагодженню його, а також заміні мастила.

В ремонтній відомості передбачається заміна деталей, вузлів, механізмів, вивірення машин, огляд або ревізія механізмів, підтяжка кріплень та їх заміна, проведення налагодження та регулювання, зміна мастил. Тут наводиться остаточне рішення по ремонту або заміні деталей та складальних одиниць.

1.5Проектування технологічного процесу розбирання вузла

1.5.1Дефектація деталей машини (механізму)

У розділі дефектації деталі слід скласти дефектну карту на відновлювану деталь. При складанні необхідно вказати всі можливі дефекти деталі, методи їх визначення та усунення. Коли дефект не можна усунути, у графі 7 табл. 1.3 слід писати “бракувати”.

Таблиця 1.3- Дефектна карта

Ескіз деталі, яка підлягає ремонту			Найменування вузла
			Номер вузла
			Найменування деталі
			Номер деталі
			Кількість на вузол
			Матеріал деталі
			Термообробка
			Твердість
Номер пози- ції на ескізі	Наймену- вання дефекту	Спосіб встановлення дефекту та вимірювальний інструмент	Розміри, мм			Спо-сіб ре-монту
			Номі- нальний	Без ремонту	Для ремонту
1	2	3	4	5	6	7

1.5.2Технічні умови на капітальний ремонт. Технологія капітального ремонту машини (механізму). Ремонтна відомість.

Розробка загальної схеми технологічного процесу ремонту вузла.

Зміст типових робіт при планових поточних ремонтах наведено в ТОіР. Спочатку слід стисло викласти суть підготовки до ремонту (конструкторської, технологічної, матеріальної, організаційної), а потім описати загальну схему технологічного процесу ремонту вузла (табл.1.4).

Таблиця 1.4- Технологічний процес ремонту вузла

№ п/п	Операція	Обладнання та інструмент
1	2	3
1	Очищення вузла (тут і далі вказувати конкретну назву ) від бруду та мастила	Скребок, щітка металева
2	Разбирання вузла	Ключі, молотки, зйомники тощо
3	Очищення вузла від старої фарби (вказати, які деталі)	Ванна із спецрозчином
4	Миття та сушіння деталей	Ванна для миття або мийна машина
5	Контроль і сортування	Інструмент для перевірки геометричних розмірів, прилади для ультразв кового , рентгенівського та іншогоконтролю
6	Ремонт деталей	Обладнання для зварювання, наплав- лення, металізації, гальванічні ванни та ін.
7	Складання та регулювання вузла	Ключі, преси, молотки, скоби, щупи, ла індикатори тощо
8	Змазування вузла
9	Випробування вузла	Електроприлади, прилади для визна- чення температури, тиску та ін.
10	Фарбування вузла	Фарбопульт, сушильна піч тощо
11	Сушіння вузла	Сушильна камера

1.5.3Вибір методу відновлення деталі та його опис.

На основі аналізу конструкції вузла та умов роботи в ньому деталі, включеної до завдання, спочатку вибирається конкретний метод відновлення заданого дефекту деталі, далі наводиться опис суті методу, галузь використання, його переваги та недоліки. Опис повинен мати необхідні схеми, рисунки.

1.7 Розрахункова частина

1.7.1Розрахунок міжопераційних припусків.

1.7.2 Технологічні розрахунки.

1.7.3 Визначення норми часу на відновлення деталі.

1.7.1 Розробка маршруту відновлення деталі і розрахунок міжопераційних припусків на ремонт.

Наближений розрахунок припусків, граничних розмірів відносно технологічних переходів і товщини нарощеного шару виконується у такій послідовності .

1) Визначають граничні розміри деталі, яка підлягає ремонту :

а) для з’єднань із зазором –

діаметр зношеного вала :

де d_н.max – максимальне значення діаметра нового вала;

α_р – число одиниць допуску до ремонту, α_р = 5;

еі – нижнє відхилення допуску на виготовлення;

діаметр зношеного отвору :

д е d_н.min – мінімальне значення діаметра нового отвору;

ES – значення верхнього відхилення допуску на виготовлення;

б) для з’єднань з натягом діаметр зношеного вала :

де d_н– номінальний діаметр вала;

β_р – допуск на ремонт, β_р = 0,1;

діаметр зношеного отвору :

2) Визначають припуски та розміри деталі після попередньої механічної обробки перед відновленням :

для вала

для отвору

де 2z' – припуск на попередню механічну обробку ;

R_z.з – шорсткість зношеної поверхні , R_z.з = 20…100 мкм ;

Т_з – дефектний шар зношеної поверхні , Т_з = 0,1…0,8 мм ;

d_пп.о – діаметр деталі після попередньої механічної обробки.

3) Визначають припуски на чистову механічну обробку відновлюваної деталі та її розміри після чорнової обробки :

для вала

д ля отвору

де R_{z ч.о} – шорсткість поверхні після чорнової обробки відновленої деталі ( табл. 1.5 );

Т_ч.о – дефектний шар після чорнової обробки відновленої деталі (табл. 1.5 );

d_ч.о – діаметр відновленої деталі після чорнової обробки.

Таблиця 1.5-Технологічні можливості способів механічної обробки деталей

№ п/п	Найменування робіт	Квалітет точності	Шорсткість по- верхні Rz , мкм	Дефектний шар , мм
1	2	3	4	5
1	Точіння чорнове	14-12	80…320	0,25…0,4
	Точіння напівчистове	13..11	4… 40	0,05…0,1
	Точіння чистове	10-8	1… 4	0,03
2	Розточування : чорнове	14-12	40…80	0,25…0,4
	напівчистове	13..11	4…10	0,05…0,1
	чмстове	10-8	1…3,2	0,03
3	Фрезерування чорнове	14-12	40…80	0,3…0,5
	чистове	13-11	11…20	0,1…0,25
4	Стругання чорнове	14-12	80…160	0,4…0,6
	Чистове	13-11	4…40	0,2…0,3
5	Свердління	12	40…160	0,2
6	Шліфування чорнове	9-8	4…10	0,1
	Шліфування чистове	7-6	2…10
	оздоблювальне	5	0,5…3,2
7	Хонінгування	5	0,5…3,2
8	Суперфінішування	4	0,025…0,1

4) Визначають припуски на чорнову механічну обробку відновленої деталі та її розміри після відновлення :

д ля вала

для отвору:

де R_{z в} – шорсткість поверхні відновленої де талі ( табл. 1.5 ) ;

Т_в – дефектний шар відновленої поверхні ( табл. 1.5 ) ;

d_в – діаметр деталі після відновлення .

Таблиця 1.6-Технологічні можливості способів відновлення деталей машин

№ п/п	Спосіб відновлення	Клас точ-ності	Шорсткість поверхні Rz , мкм	Дефектний шар , мм	Товщина на-рощуваного шару , мм
1	2	3	4	5	6
1	Наплавлення електродугове	7…9	500	0,5…2	2…15
2	Наплавлення під шаром флюсу	7	500	0,3…1,5	1…6
3	Наплавлення в середовищі СО2	7	500	0,1…0,3	0,5…2
4	Вібродугове наплавлення	7	500	0,1…0,5	1…3
5	Хромування	2…3	10…20	0,005…0,01	0,05…0,3
6	Осталювання	3…5	40…320	0,01…0,1	0,2…2
7	Металізація	2…4	80…320	0,1…0,5	0,5…8
8	Електроіскрове нарощування	4…5	320	0,01…0,1	0,1…2
9	Електромеханічна обробка	3…5	2,5…10	0,1…0,3	до 0,2
10	Напилення пластмас	3…5	20…80	0,05…0,1	0,1…5

5) Визначають товщину нарощуваного шару при відновленні деталі : для валу

д ля отвору

Приклад наближеного розрахунку припусків, граничних розмірів за технологічними переходами.

Вихідні дані :

1) найменування деталі – вал ;

2) вид з’єднання –посадка із зазором Н7/f7 ;

3) розмір деталі –

4) метод відновлення – наплавлення під шаром флюсу.

1) діаметр зношеного вала, мм

d_з = d_н.max + ά_р · ei ;

d_з = 99,964 – 5 · 0,071 = 99,609 ≈ 99,61 мм ;

2) припуск і розмір вала після попередньої механічної обробки

2 Z' = 2 (R_{z з} + Т_з ) = 2 (0,04 + 0,5) = 1,08 мм ;

d_пп.о = d_з –2 Z' = 99,61 –1,08 = 98,53 мм ;

3) припуск на чистову механічну обробку вала та його розмір після чорнової обробки

2 Z" = 2 ( R_{z ч.о} + Т_ч.о ) = 2 ( 0,15 + 0,3 ) = 0,9 мм ;

d_ч.о = d_н + 2 Z" = 100 + 0,9 = 100,9 мм ;

4) припуск на чорнову механічну обробку відновленого вала та його розмір після відновлення

2 Z"' = 2 ( R_{z в} + Т_в ) = 2 ( 0,5 + 1,0 ) = 3,0 мм

d_в = d_ч.о + 2 Z''' = 100,9 + 3 = 103,9 мм ;

5) товщина нарощуваного шару при відновленні вала

Після розрахунку припусків на відновлення деталі необхідно зробити вибір матеріалів та обладнання, потрібних при відновленні, розробити технологічний процес відновлення одного з дефектів деталі ( вказаного у завданні). Під час розробки техпроцесу відновлення слід вибрати основні параметри режиму роботи обладнання та тривалості процесу.

До технологічних розрахунків відноситься визначення температури нагріву (охолодження) деталі, розрахунок основних видів з’єднань деталей вузла (нерухомих, пресових) та ін.

Необхідно вказати конкретно назву деталей та з’єднань, для яких виконуються розрахунки. Всі розрахунки здійснюються для ремонтуємої складальної одиниці за вказівкою керівника проекту.

1.7.2 Визначення зусиль запресовування

Спосіб запресовування деталей ремонтуємого вузла та необхідне для цього обладнання вибирають на підставі величини зусилля запресовування.

1) Зусилля поздовжнього запресовування визначають за формулою

P = f p π d l , Н , (1.19)

де f - коефіцієнт тертя при запресовуванні (табл. 1.7);

p - тиск на спряжених поверхнях , МПа ;

d - діаметр спряжених поверхонь , мм (рис. 1.1);

l - довжина спряжених поверхонь , мм.

Таблиця 1.7-Величина коефіцієнта тертя при запресовуванні

Матеріал охоплюючої деталі	Мастило	Коефіцієнт тертя , f
		без нагріву та охолодження	з нагрівом чи охолодженням
1. Сталь зі змістом вуглецю 0,3…0,5% 2. Чавун 3. Латунь	Мастило Без мастила	0,08…0,20 0,09…0,17 0,04…0,10	0,13…0,24 0,13…0,18 0,17…0,35

Рисунок 1.4-. Схема з’єднання деталей

2) Напруження визначається за формулою :

(1.20) де N_max - максимальна розрахункова величина натягу , мм ;

Е₁ , Е₂ – модулі пружності матеріалу охоплюваної (1) та охоплюючої (2) деталі, Н/мм² (табл. 1.7) ;

С₁ , С₂ – коефіцієнти пропорційності для вала та втулки ₍1.21,1.22)

Для суцільного вала (d₀ = 0)

С₁ = 1 – μ₁ ; (1.23)

Для масивного корпусу (Д → ∞)

С₂ = 1 + µ₂ . (1.24)

Таблиця 1.8-Характеристика матеріалу

Матеріали	Модуль пружності Е, Н/мм	Коефіцієнт Пуассона μ
Сталь Чавун Мідь та її сплави (латунь, бронза)	(1,87…2,16) · 10 (0,88…1,47) ·10 (0,98…1,28) ·10	0,24…0,32 0,23…0,26 0,31…0,35

Приклад.

Визначити зусилля, необхідне для запресовування суцільного стального вала Ø 150 Н7/u7 на l = 120 мм в чавунний корпус (Д = ∞ , d₀ = 0). Запресовування – всуху.

Рішення :

1) Натяг для посадки Ø 150 Н7/u7

N_max = es – EI , (1.25) де es = +0,230 мм [4] , с.36, табл.3.19 ЕІ = 0 [4] , с.42, табл.3.20

N_max = 0,230 - 0 = 0,230 мм .

2) Коефіцієнти пропорційності для вала та втулки

С₁ = 1– µ₁ = 1 – 0,3 = 0,7 ; С₂ = 1 + µ₂ = 1 + 0,25 = 1,25 .

3) Напруження на спряжених поверхнях

4) Зусилля запресовування

Р = 0,13 · 96 · 3,14 · 150 · 120 = 705370 Н  705 кН .

Обладнання для запресовування вибирають виходячи з розрахункового зусилля з коефіцієнтом запасу 1,5…2 та габаритних розмірів з’єднуємих деталей.