6. Расчетная часть

1. Расчет величины износа

Величина износа за эксплуатационный период может быть определена как разница между номинальным размером по чертежу и размером большим допустимого без ремонта, который берется из карты технических требований на дефектацию.

Согласно заданию на курсовой проект, нам необходимо устранить дефект 2(указан в карте дефектации), следовательно, рассчитаем износ шейки под подшипник.

Величина износа И для передней шейки равна:

И = 694,968 – 64,96 = 0,008 мм, (32)

где 64,968 мм – минимальный диаметр передней опорной шейки;

64,96 мм – максимально возможный без ремонта размер диаметра передней опорной шейки.

Для восстановления поверхности ведущей шестерни заднего моста под подшипник будет использоваться технологическая операция автоматической наплавки в среде углекислого газа

6.2 Расчет режимов автоматической наплавки в среде углекислого газа.

Проектирование технологической операции автоматической наплавки начинается с выбора марки и диаметра электродной проволоки. При наплавки в среде углекислого газа материал электродной проволоки выбирается близким по химическому составу к материалу наплавляемой детали. Кроме того, они должны содержать марганец и кремний для раскисления. Завод изготовитель рекомендует проволоку 51 ХФА.

Диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости от диаметра наплавляемой детали. Для деталей диаметром 40-75 мм диаметр проволоки составляет 1,6 мм; для деталей диаметром 75 – 100мм диаметр проволоки будет равным 2 мм; для деталей диаметром свыше 100 мм толщина проволоки 3 мм.

После выбора электродной проволоки определяют силу сварочного тока:

J = 0,785* *D_a, (33)

где J – сила сварочного тока, А;

d_эл – диаметр электродной проволоки, мм;

D_a – допустимая плотность тока, А/мм².

J = 0,785*1,44*120 = 135А

Рисунок 4 – Зависимость плотности тока и коэффициента наплавки от диаметра проволоки

Масса расплавленного металла г/мин:

G_p.м. = J*d_н/60, (34)

где d_н – коэффициент наплавки, г/A·ч.(d_н=13)

G_р.м. = 135*13/60 = 30 г/мин

Объем расплавленного металла в см³/мин:

Q_р.м. = G_р.м/y, (35)

где у – плотность расплавленного металла в г/см³, принимаемая равной плотности металла детали (у=7,85г/см³).

Q_р.м. = 30/7,85 = 3,82 см³/мин

При установившемся процессе объем расплавленного металла в см³/мин:

Q_р.м. = 0,785* *ν_пр, (36)

где ν_пр – скорость подачи электродной проволоки, м/мин.

Скорость подачи электродной проволоки, м/мин:

ν_пр = Q_р.м./0,785* , (37)

ν_пр = 3,82/0,785*1,44 = 3,4 м/мин

Объем расплавленного металла Q_р.м. переносится на наплавляемую поверхность.

Объем наплавляемого металла в см³/мин:

Q_н.м. = t*S*ν_н, (38)

где t – толщина наплавляемого слоя, мм;

S – шаг наплавки или подача на один оборот детали, мм/об;

ν_н – скорость наплавки, м/мин.

Но так как Q_р.м. = Q_н.м., то 0,785* *ν_пр = t*S*ν_н.

Однако необходимо учесть то, что не весь расплавленный металл будет переноситься на наплавляемую поверхность детали и объем наплавленного металла будет нанесен неравномерно. Поэтому последнее равенство примет вид:

0,785* *K = , (39)

Где K – коэффициент  перехода  металла  на наплавляемую  поверхность, т.е. учитывающий выгорание или разбрызгивание металла;

α - коэффициент неполноты наплавленного слоя.

Таблица 14 – значения коэффициентов K и α

Виднаплавки	Значения коэффициентов
	K	α
1 Вибродуговая наплавка в жидкости 2 Наплавка под слоем флюса 3 Наплавка в среде углекислого газа	0,73 – 0,92	0,79 – 0,95
	0,90 – 0,986	0,985 – 0,99
	0,82 – 0,90	0,88 – 0,96

Скорость наплавки в м/мин:

ν_н = , (40)

ν_н = = 0,6 м/мин

Частота вращения в об/мин:

n = , (41)

где D – диаметр наплавляемой детали.

Для передней шейки под подшипник:

n= = 3 об/мин

Величина t определяется как сумма величин износа с учетом припусков на механическую обработку перед нанесением покрытия для придания детали правильной геометрической формы, и после нанесения покрытия для получения номинального значения размера. Припуск на шлифование составляет от 0,1 до 0.5 мм на сторону, для точения до 1.5 мм на сторону. Ориентировочно величина t = 0.8–3.5 мм.

 Шаг наплавки S ориентировочно может быть принят исходя из диаметра электродной проволоки: S = (1.2–2.0) dэл. Его значение изменяется в пределах от 2.5 до 3.5 мм/об.

Зная режим наплавки, можно определить основное время:

- для тел вращения:

t₀ = *ɩ, (42)

где L – длина наплавки, мм;

n – частота вращения детали, об/мин;

S – подача, мм/об;

ɩ - количество слоев наплавки.

Для передней шейки:

t₀ = *1 = 6,8 мин