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

Метод пригонки, заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена достигается в результате изменения величины одного из заранее намеченных звеньев путем снятия с него необ­ ходимого слоя материала.

При использовании метода пригонки на все составляющие звенья размерной цепи устанавливают допуски, оптимальные для данных производственных условий. Допуск замыкающего звена получают увеличенным:

Следовательно, чтобы обеспечить требуемую точность замы­ кающего звена, характеризуемую допуском бд, необходимо уда­ лить из размерной цепи лишнее отклонение, которое называют «величиной компенсации». Наибольшая величина компенсации

(45)

где бд — допуск замыкающего звена, получаемый при назначении экономически достижимых допусков на все составляю­ щие звенья;

бд — допуск замыкающего звена, определяемый назначением машины.

Звено, за счет размера которого изменяется замыкающее звено, называют компенсирующим.

В общем случае пригоночные работы слагаются из следущих операций:

1) проверки погрешностей расстояний, размеров, относитель­ ных поворотов ит. д., образующихся на замыкающем звене каждой размерной цепи;

2) удаления лишних погрешностей снятием слоя материала с компенсирующего звена вручную или путем механической обработки.

Рассматриваемый метод часто применяют при изготовлении опытных образцов гидротрансформаторов, гидромеханических пе­ редач, аксиально-поршневых гидромашин, когда собранный ротор устанавливают в корпусе и замыкающим звеном является зазор между торцом ротора и внутренней поверхностью корпуса. При этом зазор не должен быть меньшим заранее оговоренной вели­ чины. В этом случае торец ротора может быть подрезан на токар­ ном станке. Метод пригонки используется также при соединении шпонок с пазами деталей, когда компенсирующимзвеном служит ширина шпонки и т. д.

Метод регулировки заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена достигается путем изменения величины зара­ нее выбранного компенсирующего звена без снятия с него слоя материала. Величина компенсирующего звена изменяется при

изменении положения одной из деталей (путем ее линейного пере­ мещения или поворота, или того и другого одновременно) на вели­ чину излишней погрешности замыкающего звена, а также при введении в размерную цепь специальной детали требуемого раз­ мера или с требуемыми относительными поворотами ее поверх­ ностей (угловыми отклонениями). Детали, от положения которых зависит точность замыкающего звена, называют подвижными компенсаторами.

В качестве примеров можно привести гидротрансформаторы ТРЭ-375, в которых применялись подвижные компенсаторы (под­ вижные опоры) ведущего и ведомого валов для выдерживания постоянных зазоров между рабочими колесами. В гидромашино­ строении широко используются различные прокладки, втулки для компенсации температурных расширений, для регулирования подшипников и т. д. Расматриваемый метод имеет следующие основные преимущества:

1) возможность достижения любой точности замыкающего звена при экономичных допусках на все составляющие звенья; 2) отсутствуют пригоночные работы или работы, связанные

сподбором деталей;

3)машины и механизмы приобретают новое свойство — воз­ можность периодически или непрерывно и автоматически сохра­ нять требуемую точность замыкающего звена.

Недостатком метода является то, что при его применении в некоторых случаях приходится увеличивать количество дета­ лей в машине.

§15. ТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ

Впрактике производства гидропривода различают две формы технического контроля: пассивную и активную.

При пассивном контроле фиксируется достигнутое качество продукции. Несмотря на большую трудоемкость (15—25% от общей трудоемкости производственных операций) и отсутствие возможности предупреждения брака, эта форма контроля полу­ чила набольшее распространение на химико-термических, пред­ варительных механических и сборочных операциях (например,

при селективной сборке).

Активная форма технического контроля осуществляется в про­ цессе изготовления детали. Активный контроль может заключаться в проверке точности средствпроизводства, в проверке правиль­ ности взаимного положения обрабатываемой детали и инстру­ мента, а также в непрерывном контроле детали в процессе обра­ ботки, что позволяет судить о правильности протекания техноло­ гического цикла.

Различают два метода активного контроля:

1) статистический (выборочный); 2) автоматический.

82

При статистическом методе оценивают точность технологичес­ кого процесса при обработке детали; устанавливают экономически целесообразные поля допусков; предупреждают появление брака и осуществляют текущий контроль за ходом технологического процесса обработки; производят выборочную проверку годности обрабатываемых деталей и их приемку; исследуют и обрабатывают опытные данные в партии измеренных деталей.

При обработке результатов по указанным операциям исполь­ зуют приемы математической статистики и теории ошибок.

Активный автоматический контроль применяют для стопро­ центной проверки деталей после обработки в условиях комплек­ сной автоматизации производства. Наиболее совершенны такие формы автоматического контроля, при которых одно измеритель­ ное устройство, установленное на станке, управляет рабочим циклом станка, а другое, проверяющее детали в процессе обра­ ботки, управляет подналадкой первого устройства при появ­ лении отклонений. Детали с отклонением при этом отбраковы­ ваются.

Наиболее экономичен автоматический контроль с одновремен­ ным обеспечением сортировки готовых изделий на группы для селективной сборки. Основными факторами, определяющими выбор средств контроля, являются точность изготовления, количество деталей, форма и размеры контролируемых деталей и экономиче­ ская эффективность применения средств контроля.

При оценке точности выбранного метода принято считать, что погрешность измерения должна составлять 0,1—0,2 от величины допусков контролируемой детали.

Величина партии деталей определяет производительность (уро­ вень механизации) контрольно-измерительных устройств. При крупносерийном и массовом производстве применяют систему автоматического контроля, а также высокопроизводительные механизированные приборы.

При высокой степени стабильности и отработанности пара­ метров технологических процессов автоматы использовать нера­ ционально. Целесообразнее произвести статистический (выбороч­ ный) контроль.

Выбирая степень механизации или автоматизации контроль­ ного процесса, учитывают производительность различных изме­ рительных устройств. Производительность механизированных устройств при контроле несложных деталей с малым числом кон­ тролируемых параметров (втулок, гладких валов, гильз) со­ ставляет 10 тыс., при контроле сложных деталей по многим пара­ метрам (шестерен насосов, шатунов,'"золотников) — 2—3 тыс., совершенный автомат может пропустить 12—25 тыс. деталей в смену.

При большом числе контролируемых параметров применяют многомерные показывающие приборы. Они представляют собой комплект настроенных на требуемый размер индикаторов, мини-

Рис. 23. Измерительное устрой­ ство с индикаторами часового типа:

1 — индикатор; 2 —- плоскость ба­ зирования; 3 — плоскость измере­ ния

метров и других рычажно­ измерительных устройств, совмещенных в одном приборе.

При прочих равных условиях для контроля деталей простой геометри­ ческой формы с неболь­ шим числом контролируе­ мых параметров, а также при необходимости груп­ повой селекции целесооб­ разно применять авто­ маты.

При контроле тонкостенных деталей рекомендуется использо­ вать бесконтактные датчики. С точки зрения экономической эффективности при всех вариантах целесообразно пользоваться многомерными механизированными средствами контроля. Приме­ нение активных методов контроля приводит к возрастанию точ­ ности обработки и, следовательно, к снижению брака и повыше­ нию качества.

Механические способы контроля осуществляют с помощью стандартных рычажно-измерительных устройств (индикаторов, оптиметров, нутромеров, рис. 23). Применяют также устройства, облегчающие контрольные операции и относящиеся к ручным измерителям типа предельных калибров-пробок и калибров-скоб.

Для электрических спо­ собов контроля исполь­ зуются электрические из­ мерители. Различают изме­ рители с электроконтактными, индуктивными, ем­ костными и фотоэлектри­ ческими датчиками. Для

Рис. 24. Пневматический изме­ ритель низкого давления:

1 — камера: 2 — сопло

84

контроля деталей по предельным размерам предназначены пре­ дельные датчики, для контроля разности между наибольшим и наименьшим отклонением — амплитудные (табл. 21). Электроконтактные датчики основаны на использовании ''Перемещения измерительного стержня для замыкания или размыкания контак­ тов электрической цепи, включающей указанное устройство.

В измерителях с индуктивными датчиками малые линейные перемещения измерительного стержня преобразуются в изменения индуктивных сопротивлений катушек, воздействующие на элек­ трическую схему. Такие датчики применяют для контроля деталей при обработке их на станках и автоматах, а также для контроля и сортировки деталей.

Измерителя с емкостными датчиками большого распростране­ ния не получили из-за нестабильности работы и сложности экра­ нировки.

Фотоэлектрические датчики наиболее часто применяют при контроле мелких точных деталей массового производства.

В производстве гидропривода широко применяют пневмати­ ческие измерители. Различают два типа измерителей: реагирую­ щие на изменение давления в системе и реагирующие на изменение скорости воздушного потока.

Пневматический измеритель (рис. 24) имеет стабилизатор да­ вления, входное соплоотсчетного устройства, измерительную головку. Давление в камере 1 зависит от расхода воздуха через измерительное сопло 2. Расход воздуха является функцией за­ зора s между измеряемой деталью и торцом сопла, т. е. функцией размера детали.

85

Глава III

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ГИДРОПРИВОДОВ

§ 16. РАБОЧИЕ КОЛЕСА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

Технология изготовления рабочих колес гидродинамических передач обычно определяется объемом выпуска, типом лопаток (радиальные, наклоненные, цилиндрические, пространственные, плоские, винтовые и т. д.) и размерами рабочих колес. К рабо­ чим колесам предъявляют высокие требования, особенно к точ­ ности изготовления углов входа и выхода (±0,5°), шагу решеток (±1 мм), диаметрам входа и выхода по внутреннему и наружному торам (±0,5 мм), активному диаметру (±0,5 мм), шероховатости поверхностей межлопаточных каналов. Невыполнение указанных требований ведет к снижению технико-экономических показате­ лей работы гидромуфт и гидротрансформаторов и поэтому является недопустимым.

Диаметр рабочих колес современных гидродинамических пере­ дач достигает 2750 мм. Гидродинамические передачи устанавли­ вают на тракторах, буровых установках, тепловозах, летатель­ ных аппаратах и других машинах. Разнообразие машин, в кото­ рых применяются гидродинамические передачи, требует унифи­ кации их деталей, в частности рабочих колес, а также типизации технологических процессов их изготовления. В каждом конкрет­ ном случае технология изготовления рабочих колес должна быть экономически оправдана и должна обеспечивать выполнение технических требований, предъявляемых к точности и качеству поверхностей изготовляемого колеса.

Целесообразно рассмотреть следующие способы изготовления рабочих колес гидродинамических передач.

Способ изготовления выфрезерованием межлопаточных каналов

заключается в том, что одна половина лопаток (через одну) обра­ зуется за одно целое с внутренним тором, а другая — за одно целое с наружным тором. Затем обе детали соединяют вместе (рис. 25). Такой способ целесообразно применять при мелкосерий­ ном изготовлении гидротрансформаторов или гидромуфт, имею­ щих рабочие колеса с цилиндрическими или плоскими радиаль­ ными лопатками. Описанный способ используется, например, Калужским машиностроительным заводом при изготовлении гидро­ трансформаторов для тепловозов.

86

Способ изготовления ра­ бочих колес литьем — наи­ более распространен при серийном производстве гид­ родинамических передач. Литые рабочие колеса применяют в гидромуфтах машин горной промыш­ ленности, для гидротранс­ форматоров строительных и дорожных машин, авто­ мобилей, тракторов, теп­

с плоскими или винтовыми поверхностями. Литые рабочие колеса изготовляют чаще всего

из алюминиевых сплавов, обеспечивающих полное заполнение узких каналов и легко обрабатываемых. При Этом используют пропитанные бакелитом песчаные или гипсовые стержни, каждый из которых образует межлопаточный канал. При изготовлении рабочих колес наиболее часто применяются:

1.Отливка в земляные формы с использованием диафрагмен­ ных машин. Верхнюю часть формы обычно выполняют съемной.

2.Отливка в кокиль. Кокиль состоит из нескольких частей (рис. 26), соответствующих внутренним поверхностям детали (торам колеса). В него устанавливают стержни, с помощью которых образуются лопатки рабочих колес. Кокиль может иметь горизон­ тальный, вертикальный и наклонный разъемы.

Рис. 26. Кокиль для изготовления реактора гидротрансформатора ТР-325:

1 — стержень-коллектор; 2 — верхняя формующая часть; 3 — формующий стержень; 4 — стержень лопатки; 5 — нижняя формующая часть; 6 — толкатель; 7 — болт; 8 — шайба; 9 — гайка; 10 — продух; 11 — корпус

87

3.Литье по выплавляемым Моделям. В этом случае в кокиль заливается смесь стеарина и парафина. Способ применяется при изготовлении цилиндрических лопаток для гидротрансформа­ торов.

4.Литье под давлением. Способ применяется при большом объеме выпуска осевых рабочих колес (например, реакторов ком­ плексных гидротрансформаторов). В этом случае металлические формующие органы литейной машины, соответствующие отдель­ ным межлопаточным каналам, перемещаясь в отдельном напра­ влении каждый, сходятся вместе, образуя замкнутую полость. Однако отливка не имеет внутреннего тора. Внутренний тор реактора гидротрансформатора можно выполнить в виде сталь­ ной ленты, стянутой в виде обруча, при этом концы ленты можно сварить.

Точность расположения и шероховатость межлопаточных ка­ налов при литье в землю соответствуют 8—9-му классам, при литье в кокиль — 5—7-му классам, при литье по выплавляемым моделям — 2—5-му, при литье под давлением — 3—5-му классам чистоты поверхности. При отливке рабочих колес гидротрансфор­ маторов обычно используют песчаные или гипсовые стержни, которые образуются в стержневых ящиках (рис. 27) путем ручной или машинной формовки с последующей сушкой и финишной отделкой. Гипсовые стержни обеспечивают высокую точность и стабильность размеров при шероховатости поверхности до 6-го класса чистоты, но стоят дороже песчаных и непригодны для пов­ торного использования при приготовлении стержневой массы. При изготовлении гипсовых стержней массу заливают в. формы из термостойкой резины, движущейся по конвейеру. После того как масса затвердеет, стержни вынимают из формы и сушат в га­ зовых низкотемпературных печах. Готовые гипсовые стержни собирают с песчаным стержнем (рис. 28), который предварительно смазывают клеем для соединения с гипсовыми стержнями. Пес­ чаный стержень образует внутренний тор. После сборки комби­ нированный стержень подвергают сушке. Затем производят фор­ мовку и заливку. Готовые отливки выбивают, очищают и подго­ товляют к механической обработке.

В состав песчаных стержней входят мелкозернистый песок, бакелитовый порошок и другие добавки. Перед формовкой смесь в течение 4 мин перемешивают, а затем добавляют 4—5% воды. После формовки сырой смеси в стержневом ящике поверхность смеси покрывают керосином, тальком и затем стержень сушится вместе со стержневым ящиком. После сушки ящик охлаждают воздухом или водой (для чего ящик должен быть герметичным), стержни вынимают и подвергают финишной обработке. Песча­ ные стержни, пропитанные бакелитом, при тщательном соблюде­ нии технологического процесса (постоянстве состава смеси, сушке

встержневых ящиках с точной выдержкой режима сушки, сборке

вприспособлении или со стержнем, соответствующим внутрен-

88

w

нему тору и т. д.) обеспечивают достаточно высокую точность размеров. При финишировании (натирке) песчаных стержней в подогретом состоянии графитовой пастой обеспечивается шеро­ ховатость поверхности 5—6-го классов чистоты.

Весьма эффективно использовать единый стержень при литье рабочих колес. Однако единый стержень можно применять, если после формовки каждая лопатка извлекается отдельно. Проще всего единый стержень изготовить при плоских лопатках. Если лопатки не плоские, необходимо обеспечить такую форму лопатки, которая позволила бы удалить ее из формы (даже путем сочетания нескольких движений). Это легко осуществляется, когда лопатки имеют винтовые поверхности. Единый стержень для простран­ ственных лопаток центростремительного реактора гидротрансфор­ матора типа ТР-325 был изготовлен московским машиностроитель­

89