книги из ГПНТБ / Кабаков, М. Г. Технология производства гидроприводов учеб. пособие

Заготовка — круглый прокат из стали 38ХМЮА. Перед меха­ нической обработкой ее подвергают улучшению до HRC 20—27. Ыа токарном станке сверлят центральное отверстие, подрезают торец, предварительно обтачивают наружный диаметр, снимают фаски. Обработанный торец клеймят как нерабочий. Деталь пере­ ворачивают и производят токарную обработку противоположной стороны с образованием конических поверхностей. Затем растачи­ вают центральное отверстие. Далее на сферотокарном станке МК2А65 в специальном приспособлении (рис. 58) обтачивают сферу. Принимая за базу центральное отверстие, на круглошлифовальном станке ЗБ151П шлифуют наружный диаметр до окончательного размера. На настольно-сверлильном станке 2Н106 сверлят отвер­ стие под штифты и снимают фаски. На универсально-фрезерном станке фрезеруют -канавочные пазы на наружной поверхности. Затем приступают к обработке пазов на рабочем торце распредели­ теля. Для этого на плоском торце сверлят два отверстия 0 18 мм на глубину 4,8 мм, а на сферическом по горизонтальной оси де­ тали — два отверстия 0 9 мм напроход; эти отверстия расфрезеровывают по заданному контуру на универсально-фрезерном станке с использованием поворотного стола. Эскиз обработки показан на рис. 59.

Затем на плоскошлифовальном станке ЗБ71 шлифуют плоско­ сти до шероховатости поверхности V 7. Деталь устанавливают на магнитной плите в приспособлении. На сферошлифовальном станке «Алмаз-250» шлифуют сферу пред­ варительно до шероховатости поверхно-

130

Рис. 58. Приспособление для обточки сферы на сферотокарном станке

фовании сферы должен быть не более 0,05 мм во избежание снятия азотированного слоя. После окончательного шлифования' производят контроль биения плоского и сферического торцов относительно центрального отверстия, которое не должно превы­ шать 0,02 мм. Измерительное приспособление показано на рис. 60.

Окончательная обработка плоского и сферического торцов заключается в доводке на доводочном приспособлении (плите) для плоскости и на сферодоводочном станке 6ШП-200М для сферы. Плоскость доводят 14- и 7-микронной пастой до шероховатости поверхности V10, обеспечивая неплоскостность 0,005 мм. Сферу

Ч77Л

131

доводят совместно с блоком цилиндров до шероховатости поверх­ ности V12. После доводки спаренные детали клеймят одним поряд­ ковым номером.

Завершающими операциями являются тщательная промывка до полного удаления доводочной пасты, сушка горячим воздухом до полного удаления влаги, консервация и упаковка.

§ 24. ПОРШНИ И ШАТУНЫ АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫХ ГИДРОМАШИН

Узел поршень—шатун в аксиально-поршневых гидромашинах представляет собой неразъемное соединение. Наиболее распростра­ ненными в настоящее время являются конструкции, показанные на рис. 61; а, б.

Существенное значение для обеспечения надежной работы соединения имеет способ и качество заделки шатуна в поршне. Рассмотрим последовательно оба варианта. Поршень и вкладыш (рис. 61, б) изготовляют из бронзы Бр. АЖ 9-4, шатун — из стали 12ХН2А с последующей цементацией и закалкой до HRC 56—62. Наружный диаметр поршня и вкладыша обрабатывают предвари­ тельно с припуском для дальнейшей обработки после завальцовки, равным 1 мм на диаметр. Вальцуемая поверхность имеет припуск 1 мм на сторону и для уменьшения разброса в показателях каче­ ства завальцовки обрабатывается по 2-му классу точности. Обра­ ботка шатуна производится окончательно до завальцовки. Завальцовку осуществляют на пневматическом прессе методом протяги-

Рис. 61. Варианты конструктивного оформления соеди­ нения поршень—шатун для гидромашины:

а — бескарданного типа: б — с двойным песмловым карданом; / — поршень; 2 — шатун

132

вания деталей через комплект матриц (фильер). Матрица представ­ ляет собой оправку с набором из восьми калиброванных колец, установленных в определенной последовательности. Диаметр ко­ лец уменьшается по мере продвижения детали в фильере. Разница в диаметрах между предыдущим и последующим кольцами после­ довательно составляет 0,2; 0,15; 0,1 и далее до 0,05 мм.

Комплект состоит из трех матриц, подбираемых в зависимости от предельных размеров вальцуемых деталей. Так, при завальцовке вкладыша диаметр вальцуемой поверхности 18С, диаметр после завальцовки 17 мм, и комплект матриц имеет диаметры вход­ ных (первых) колец 17,75; 17,80; 17,90 мм. Рекомендуется пройти последовательно не менее двух матриц. Натяг при первом вальце­ вании не должен быть больше 0,1 мм. Матрицу и наборные кольца изготовляют из стали У8 с термообработкой до твердости HRC

62—64.

Чтобы устранить возможность появле­ ния задиров на вальцуемых поверхностях, калибрующие кромки колец закругляют (R 1,2 мм). Высота каждого кольца 6 мм, длина калибрующей части 4 мм. На рис. 62 показано приспособление, не допускающее перекоса деталей при завальцовывании.

Вначале на шатун завальцовывают пор­ шень. Для этого шатун вставляют в сфери­ ческую часть поршня, свободный конец ша­ туна поджимают направляющей оправкой и под давлением, с одновременной подачей смазки, протягивают поршень через фильер. После завальцовывания поршня меняют на­ правляющую оправку и матрицу, устана­ вливают на шатун вкладыш и производят его завальцовывание.

Качество завальцовывания должно отве­ чать следующим требованиям:

1) после вальцевания шатун должен по­ ворачиваться в поршне или во вкладыше под действием собственного веса или мо­ мента не превышающего 15-102 Н-м;

2)угол поворота шатуна в любом напра­ влении должен составлять не менее 35° во вкладыше и не менее 5° в поршне;

3)в каждом сочленении под . нагрузкой

133

Рис. 63. Профилирующий ролик

шатуна. Иначе при эксплуатации, частицы абразива, оставшиеся от обработки головок шатуна, попадая с рабочей жидкостью через канал на сочлененные сферические поверхности, вызовут их аварийный износ.

По второму варианту поршень (см. рис. 61, б) изготовляется из стали 38ХМЮА, а шатун—из стали ЗОХЗМФА. После завальцовывания производится совместное азотирование на глубину 0,25— 0,32 мм. Система отверстий в поршне и шатуне, обеспечивающая смазку сферических поверхностей при эксплуатации, в процессе азотирования создает тягу, засасывая аммиак на поверхность сферы шатун—поршень и гарантируя тем самым необходимые условия для диссоциации в целях получения требуемой глубины азотированного слоя.

Перед завальцовыванием наружный профиль шатуна и вну­ тренняя поверхность поршня полностью обрабатываются. Шатун устанавливают в поршень до упора во внутреннюю сферу юбки и в таком положении зажимают в приспособлении резьбонакатного станка. На станке вместо резьбонакатных головок устанавливают специальные закаточные профилирующие ролики (рис. 63), произ­ водящие закатку юбки поршня по малой сфере шатуна. Для каж­ дого типоразмера поршня при первоначальной наладке требуются тщательная отработка размеров закаточного ролика и усилия за­ катки во избежание защемления шатуна относительно гнезда в поршне или появления недопустимого зазора. Максимальный осевой зазор в соединении 0,05 мм. Для гидромоторов допускается увеличение первоначального зазора до 0,1 мм. Угол поворота ша­ туна в любом направлении должен составлять 1° 31' для поршня

0 16 мм.

После закатки поршни по первому варианту протачивают в цен­ трах, а по второму шлифуют на бесцентрово-шлифовальном станке до получения окончательных чертежных размеров. Затем производится контроль биения большой сферы шатуна относитель­ но наружного диаметра поршня (не более 0,1).

134

Механическая обработка поршней осуществляется по плану, аналогичному изложенному в § 22. Внутренние сферические по­ верхности обрабатывают специальными профильными резцами. Окончательную обработку производят притирами из текстолита ПТК (ГОСТ 5—52), укрепленными на стальной державке.

Сферические поверхности контролируют рычажной скобой (пассаметром), точность которой достигает 0,002 мм. Контроль чистоты производят визуально путем сравнения с эталоном. Сферы шатунов изготовляют по 2-му классу точности с шероховатостью поверхности V10. Биение сферических головок 0,02—0,04 мм. Погрешность формы в пределах 0,002 мм. Заготовка шатуна полу­ чается методом штамповки на эксцентриковых прессах. Перед штамповкой концы заготовки нагревают на электроконтактной установке, проверив предварительно материал на отсутствие тре­ щин с помощью стиллоскопа. Далее обработку ведут в такой после­ довательности, как изображено для варианта конструкции, пока­ занной на рис. 61, б.

Технологический процесс изготовления шатуна

§ 25. РАБОЧИЕ КОЛЕСА ШЕСТЕРЕННЫХ НАСОСОВ

Рабочие колеса (шестерни) для шестеренных насосов изготов­ ляют из стали 20Х с цементацией и закалкой, а из стали 45 или 40Х — с объемной закалкой.

К шестерням предъявляют следующие техничёские требова­ ния:

135

1)соосность посадочного отверстия с наружным диаметром зуб­ чатого колеса должна быть в пределах до 0,01 мм;

2)соосность наружной и делительной окружностей — в пре­ делах 0,2 мм;

3)колебание размеров зубчатых колес по ширине — не более

0,01 мм;

4) неперпендикулярность торцовых плоскостей шестерен к осям — не более 0,01 мм иа длине 100 мм.

Степень точности изготовления шестерен, как правило, 6—6—7Х. Качество изготовления контролируется по величине радиального биения зубчатого венца, разности соседних окружных шагов зубьев, толщине и профилю зубьев, отклонению от теорети­ ческого направления зуба. Технологический процесс изготовления шестерен в зависимости от типа производства насосов приведен в табл. 23 и 24.

Таблица 23

Последовательность механической обработки зубчатых колес шестеренных насосов

Станок при типе производства

Предварительное и чистовое обтачивание и растачивание произ­ водят с учетом подготовки установочных баз для нарезания зубьев. Этими базами, как правило, служат посадочное отверстие и один из торцов. Чистовое обтачивание и подрезку торцов производят с одного установа детали, обеспечивая тем самым необходимую пер­ пендикулярность торца к оси посадочного отверстия.

Наиболее распространенный способ нарезания зубьев — зубофрезерование методом обкатки червячной или гребенчатой фрезой,

137

червячная фреза вращается вокруг своей оси (резание) и переме­ щается вдоль оси шестерни (подача). Нарезаемая шестерня совер­ шает вращательное движение (обкатка). При одном обороте однозаходной фрезы заготовка поворачивается на один зуб. Шлифова­ ние зубьев производят на зубошлифовальных станках после термо­ обработки (рис. 64, а, б).

Метод копирования при шлифовании является менее точным, но более производительным, чем обкатка. Припуск под шлифо­ вание: 0,25—0,5 мм при предварительном шлифовании, 0,08 — 0,15 мм— при окончательном. Для особо точных насосов профиль зуба доводят с помощью притиров. Схема доводки показана на рис. 65. Обрабатываемое зубчатое колесо 2 находится в зацеплении стремя чугунными зубчатыми колесами — притирами 1. Вращение получает доводимое зубчатое колесо. Доводка ведется тонкими абразивами (зернистость 200—250) в среде минерального масла. Кроме вращательного, притиры могут иметь осевое возвратно­ поступательное перемещение. Этим обеспечивается дополнитель­ ное снятие стружки. Припуск под доводку 0,05—0,1 мм. В некото­ рых случаях производят доводку боковых поверхностей шестерен.

§26. ВАЛЫ

Кприводным валам гидромашин предъявляются высокие требования по износостойкости и геометрической точности. Мате­ риалом для валов служат стали 38ХМЮА, ЗОХМА, 12ХН2А, реже сталь 40Х. В качестве заготовок обычно используется прокат или штамповка. Термическая обработка в зависимости от применяе­ мого материала сводится к объемной закалке, закалке т. в. ч., цементации с последующей закалкой и азотированию.

Рассмотрим технологический процесс изготовления тяжелонагруженного вала аксиально-поршневой гидромашины (рис. 66). Вал из стали 38ХМЮА представляет собой ступенчатую конструк­ цию с развитым фланцем, на торце которого размещены семь сфе-

138

Технологический процесс изготовления вала аксиально-поршневой гидромашины

139