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

Рис. 14. Схема ультразвуковой ванны:

1 — ванна; 2 — диафрагма; 3 — генератор ультразвуко­

вой частоты

очищающее действие. Детали, не имеющие гальванических покрытий, очищают в ще­ лочном растворе, содержащем тринатрийфосфат (Na3P 0 4) и эмульгатор ОП-7 в со­ отношении 10 : 1 на 1 л воды. При очистке детали помещают в ультразвуко­ вую ванну на специальные приспособле­

Стальные детали с гальваническими покрытиями и покрытиями из цветных металлов очищают в среде технического керосина. Температура ванн 60—70° С. Продолжительность промывки 5— 10 мин. Детали из высокопрочного чугуна перед механической обработкой подвергают химической очистке путем травления в со­ ляной кислоте плотностью 1,19 и кон-центрацией 500 г/л.

Перед травлением детали обезжиривают в ванне, состоящей из едкого натрия 100 г/л, кальцинированной соды 30—50 г/л и жидкого стекла 5—10 г/л. Температура раствора 70—90° С. Деталь считают обезжиренной, если при промывке вся ее поверхность смачивается водой.

После обезжиривания деталь промывают в проточной воде в те­ чение 2 мин. После промывки детали подвешивают в ванну трав­ ления: крупные — на специальных приспособлениях, мелкие —

Таблица 2G

Характеристика ультразвуковых ванн

Тип ванны

Параметр

УЗВ-15 УЗВ-16

70

в корзине из железной сетки или перфорированного железного листа.

Чтобы замедлить растворение чугуна при травлении и снизить выделение водорода, на 1 л раствора добавляют 15—25 г инги­ битора ПБ. Травление ведется 7—8 ч при температуре раствора 18—20° С. После травления детали тщательно промывают в про­ точной холодной воде, нейтрализуют в растворе кальцинированной соды, а затем обезводораживают в течение 2—3 ч в сушильном шкафу при 180—200° С. После этого детали подвергают песко­ струйной, а затем механической обработке.

§ 14. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ

Соединение и относительное расположение всех деталей, со­ ставляющих машину, с требуемой точностью осуществляются при помощи технологического процесса сборки и регулировки. В про­ цессе сборки устанавливается два вида связи между исполнитель­ ными поверхностями машины и ее механизмами. Первый вид связи, образующий требуемое относительное движение исполни­ тельных поверхностей машины и ее механизмов, носит название кинематического вида связи. Этот вид связи принято изображать с помощью кинематических схем машины и их механизмов (см. рис. 2, а). Второй вид связи, образующий требуемое положение исполнительных поверхностей машины и ее механизмов, получил название размерного. Размерный вид связи определяет расстояние и повороты поверхностей. В общем случае все независимые рас­ положенные по замкнутому контуру один за другим размеры при­ нято называть размерной цепью.

Между размерами заготовки и готовой детали в процессе после­ довательного выполнения технологического процесса существуют размерный вид связи и вид связи, обуславливающей относи­ тельный поворот поверхностей детали. Размерные цепи, связы­ вающие межпереходные размеры и относительные повороты по­ верхностей обрабатываемых деталей, так же как и размерные цепи станков и других видов оборудования, при помощи которых они образуются, называют технологическими размерными цепями. Размерные цепи, при помощи которых измеряют те или иные величины, характеризующие точность взаимного расположения деталей, называют измерительными размерными цепями.

Звено размерной цепи — размер, определяющий относительное расстояние (рис. 15, а) или поворот (рис. 15, б) поверхностей дета­ лей или осей.

Исходное, или замыкающее, звено исходной цепи — звено, непосредственно связывающее поверхности или оси деталей, от­ носительное расстояние или поворот которых необходимо обеспе­ чить или измерить. Примером может служить зазор между рабо­ чими колесами в круге циркуляции гидротрансформатора. Ис­ ходным называют звено, когда с этого звена начинают строить раз-

71

мерную цепь, а замыкающим — звено, когда оно, включаясь последним при построении размерной цепи, соединяет поверх­ ности или оси деталей, положение которых требуется обеспечить или измерить.

Составляющее звено размерной цепи — звено, изменение ве­ личины которого влияет на величину исходного или замыкающего звена. Составляющими являются все звенья, исключая исходное или замыкающее. Увеличивающее звено — такое звено, с увели­ чением которого возрастает исходное или замыкающее звено, уменьшающее — звено, с увеличением которого уменьшается ис­ ходное или замыкающее звено.

Компенсирующее звено — такое звено, в результате изменения величины которого поглощается (гасится) излишнее отклонение замыкающего звена. Примером компенсирующего звена является размер толщины прокладки, изменением которого обеспечивается требуемый для правильной работы соединения зазор между тор­ цом крышки и подшипником.

Общее звено — звено, одновременно принадлежащее нескольким размерным цепям.

Плоская размерная цепь —=цепь, все звенья которой находятся в одной или нескольких параллельных плоскостях.

Пространственная размерная цепь — цепь, содержащая хотя бы одно звено, не удовлетворяющее условиям плоской размерной цепи. Пространственная цепь может быть приведена к трем плоским цепям проектированием ее на три оси координат.

Кратчайшая (основная) размерная цепь — цепь, все звенья которой (Лх—Лд) участвуют в решении задачи (рис. 16),

72

Производная размерная цепь —■цепь, исходным или замыкаю­ щим звеном которой является одно из составляющих звеньев крат­ чайшей размерной цепи (рис. 17). Размерная, цепь В — цепь, при помощи которой в результате обработки и измерения получается размер А 2 = Вл (замыкающее звено) корпуса, входящий в ка­ честве составляющего звена в кратчайшую размерную цепь, по­ казанную на рис. 16.

Параллельно связанные размерные цепи представляют собой несколько размерных цепей, имеющих одно или несколько общих звеньев (рис. 18, а).

Последовательно связанные размерные цепи — несколько раз­ мерных цепей, из которых каждая последующая имеет одну общую базу с предыдущей (рис. 18, б).

Комбинированно связанные размерные цепи — несколько раз­ мерных цепей, имеющих одновременно параллельный и последо­ вательный виды связи (рис. 18, в). Размерные цепи А и Б на рис. 18, в имеют параллельный, а цепи Л и В — последовательный виды связи.

Замыкающее звено каждой отдельно взятой плоской размерной цепи, состоящей из параллельных звеньев, равно алгебраической

где т — общее количество звеньев размерной цепи, включая и замыкающее звено.

' Замыкающее звено размерной цепи, часть составляющих звеньев которой расположено под углами к выбранному направ­ лению, равно алгебраической сумме параллельных звеньев и проекций всех звеньев, расположенных под углами к выбранному направлению:

Лд = Лх + Л2 -f- • • • + Л„ -)- Л„+1 cos а±-)-

где а £ — угол, под которым звено Л£ расположено к оси х.

Для удобства расчетов пространственные размерные цепи обычно приводят к плоским с параллельно расположенными звень­ ями, выбирая в качестве направлений три перпендикулярные оси:

ными осями.

Погрешность замыкающего звена. Изделия, прошедшие один и тот же технологический процесс, отличаются одно от другого и от расчетного «идеального» образца точностью, твердостью, ше­ роховатостью поверхности и другими характеристиками качества, т. е. в реальных условиях наблюдается рассеяние характеристик качества изделий. Рассеяние любой характеристики качества

74

изделия характеризуется полем рассеяния со, представляющим собой разность между наибольшими А нб и наименьшим А 1Ш значениями данной характеристики, полученными в партии из­ делий:

Второй характеристикой рассеяния служат практическая кри­ вая рассеяния и определяющие ее параметры.

Теоретический закон нормального рассеяния в системе коор­ динат, в которой начало совпадает с осью симметрии кривой (рис. 19) или со средним значением отклонения, выражается фор­ мулой

ляющее собой абсциссу точки перегиба кривой. Отклонение Q характеристики качества, наблюдаемое в каждый данный момент, представляет собой алгебраическую или вектор­ ную сумму отклонений, возникающих под действием всех фак­ торов. При выполнении любого технологического процесса ве­ личины действующих факторов непрерывно изменяются. По­ этому погрешность замыкающего звена размерной цепи у одной детали или изделия определяется как погрешность в данный выбранный момент времени для плоских размерных цепей с па­

раллельными звеньями:

для плоских размерных цепей, часть звеньев которой расположена под углом к выбранному направлению,

Qi = Q1cosa1H------- b Qm-i cos ocm_i; ^ (27)

здесь Qх — отклонение составляющих звеньев размерной цепи. Чтобы определить по­

грешность замыкающего звена размерной цепи при изготовлении партии дета­ лей или сборке партии из­ делий, говорят не о по­ грешности, а о расстоянии замыкающего звена размер­ ной цепи, которое можно подсчитать по формуле

75

(номинальной) величины. Это смещение характеризуется коорди­ натой середины поля рассеяния Асо. В этом случае координата середины поля рассеяния Д<л_4 замыкающего звена плоской раз­ мерной цепи с параллельными звеньями равна алгебраической сумме координат середины полей рассеяния всех составляющих звеньев:

ПЛ1—1

где стрелками —>и <— отмечены увеличивающие и уменьшающие звенья размерной цепи;

п — количество увеличивающих звеньев. Аналогично определяется отклонение среднего значения за­

мыкающего звена размерной цепи от номинальной величины:

п т—1 4-

При симметричных кривых рассеяния, т. е. при а1 = 0 урав­ нение (31) превращается в выражение (30).

Из анализа формулы (28) следует, что при обработке или сборке точность замыкающего звена цепи для партии изделий можно повысить, если:

уменьшить со; или увеличить точность каждого из звеньев; уменьшить т;

дЛА

уменьшить передаточное отношение ^ •

Наибольший положительный эффект обеспечивается при ис­ пользовании всех трех методов (способов) одновременно. Изло­ женное подтверждается практикой изготовления гидродинамиче­ ских передач на Московском машиностроительном заводе им. Ка-

7G

Рис. 20. Зависимость допуска на зазор щелевого уплотнения от класса точности изготовления деталей, входящих в размерную цепь:

/ — насос-стакан реактора гидротрансформатора TP-32S; 2 — ведомый вал-стакан реак­ тора гидротрансформатора ТР-325; 3 — ведомый вал-стакан реактора гидротрансфор­ матора ТРЭ-500М

линина. При замене чугунных уплотнительных колец рабочей полости гидротрансформаторов ТР-325 и ТРЭ-500М щелевыми уплотнениями было необходимо определить рациональные зазоры в щелях уплотнений. На величину зазоров влияют эксплуатацион­ ные требования к конструкции (перепад давления при опреде­ ленном расходе, дисковое трение и т. д.). С другой стороны, ис­ ходя из требований эксплуатации, нужная величина зазора полу­ чается при сборке деталей, размеры которых выполнены с откло­ нениями от номинала. Поэтому при замене чугунных уплотнений провели расчет размерных цепей деталей, образующих зазор в ще­ левом уплотнении, определили погрешность замыкающего звена (зазора) и выбрали наиболее рациональные допуски на составляю­ щие звенья. На рис. 20 показано, как зависит погрешность замы­ кающего звена от класса точности изготовления составляющих звеньев для гидротрансформаторов. При анализе зазоров (с учетом погрешности замыкающего звена), полученных из технологических соображений, было установлено, что при размещении щелевого уплотнения рядом с подшипником (рис. 21) зазор в уплотнении уменьшается в 1,6 раза и в 1,4 раза снижаются погрешности замы­ кающего звена, так как при этом уменьшаются передаточные от­ ношения и число звеньев, входящих в размерную цепь.

Точность замыкающего звена при изготовлении и сборке гидро­ приводов можно обеспечить различными методами. Рассмот­ рим их.

Метод полной взаимозаменяемости заключается в том, что точ­ ность замыкающего звена размерной цепи достигают, включая или заменяя в ней звенья без выбора, подбора или изменения их ве­ личины. -

Для использования этого метода необходимо соблюдать два условия:

77

Рис. 21. Схема щелевого уплотнения в зазоре насос—стакан реактора:

взаимное расположение осей

1. Допуски и координаты середин полей допусков или их сред­ них значений для всех звеньев размерной цепи должны быть рас­ считаны и установлены с учетом следующих формул:

в общем случае

с учетом назначения изделия. Следовательно, они являются ве­ личинами известными.

Для проверки правильности расчета и установления значений б, и Д0; можно воспользоваться равенствами, служащими для опре­

деления наибольшего Ддб и наименьшего Ддм (расчет на макси­ мум—минимум):

78

2. Погрешности, получаемые На всех составляющих звеньях размерной цепи, не должны выходить за пределы рассчитанных по изложенной методике и установленных допусков или предель­ ных отклонений размеров, относительных поворотов поверхностей и других характеристик качества изделий, т. е. необходимо, чтобы

Границы применения метода определяются экономическими показателями производства. Этот метод рационально использовать для достижения высокой точности при наличии малозвенных раз­ мерных цепей (например, гидроцилиндры).

Метод неполной (частичной) взаимозаменяемости заключается в том, что требуемую точность замыкающего звена размерной цепи достигают у большинства размерных цепей, когда в размерную цепь вновь включают все звенья или когда в ней заменяют часть звеньев без их выбора, подбора или изменения их величины.

При рассматриваемом методе на составляющие звенья уста­ навливают большие допуски, что делает изготовление машины в целом более экономичным. В основе этого метода лежит одно из известных положений теории вероятностей, по которому возмож­ ные сочетания крайних значений погрешностей всех составляющих размерную цепь звеньев встречаются значительно реже, чем сред­ них значений, вследствие чего количество изделий, погрешности замыкающего звена которых выходят за пределы требуемого до­ пуска, обычно крайне мало. Этот метод используется, например,

количество отношений получаемых значений замыкающего звена

79