книги из ГПНТБ / Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие]

152 § 2. УСТРОЙСТВО ОСНОВНЫХ УЗЛОВ И МЕХАНИЗМОВ

раствор специального концентрата своего производства марки «Олимете». Завод рекомендует для поддержания высокой про­ изводительности станка добавлять ежесуточно в резервуар 1,5—2,0 кг этого концентрата, а через 100—120 ч работы раст­ вор менять полностью. При этом попадание даже небольшого количества масла в смазочно-охлаждающую жидкость не до­ пускается, так как это значительно снижает ее рабочие свой­ ства [9]. На отечественных подшипниковых заводах при исполь­ зовании указанных станков для операции обкатки шариков применяется смазочно-охлаждающая жидкость собственного приготовления, имеющая химический состав, приведенный ра­ нее в § 1 данной главы.

Станки МРВ-36 и RS-482 приспособлены для работы в ав­ томатическом цикле. После снятия на шариках облоя и полюс­ ных выступов реле максимального тока устанавливается на определенное давление и включается тумблер автоматического режима.

Производственные испытания шарикообкатного станка мо­ дели МРВ-36 во ВНИИПП [9], а также эксплуатация их на опе­ рации обкатки на Саратовском (заводской акт от 17 сентября 1970 г.) и на Минском подшипниковых заводах выявили целый ряд существенных недостатков, как, например:

1) сильный шум при работе станка, общий уровень которого составляет 120 дб;

2) несоответствие фактической производительности станка по съему металла паспортной;

3) сильный нагрев подшипников при достижении усилия прижима дисков в 20 т;

4)элеватор, бункер-накопитель и система лотков не обеспе­ чивают равномерной подачи шариков в зону обработки;

5)недостаточная смазка подшипниковых опор дискодержа­ теля и т. д.

Таким образом, шарикообкатные станки модели МРВ-36 требуют некоторой конструктивной доработки, которая позво­ лила бы ликвидировать имеющиеся недостатки.

Шарикообкатной станок-полуавтомат модели ВШ-305.

Станок-полуавтомат модели ВШ-305—первый отечественный образец оборудования, специально предназначенного для осу­ ществления операции обкатки шариков. Основные технические характеристики этого станка приведены в табл. 20.

Кинематическая схема станка-полуавтомата модели ВШ305 изображена на рис. 55. Она состоит из приводов шпинделя, механизма прижима, элеватора, охлаждения и смазки.

Привод шпинделя 1 с находящимся на нем вращающимся диском 2 осуществляется от электродвигателя (тип А02-82-6,

jV = 40 кет, п = 980 обIмин) 3 через клиноременную передачу 4, цилиндрические прямозубые колеса 5, 6 и 7, сменные колеса 8, 9 и колеса 10, 11, за счет смены которых шпинделю 1 обеспе­ чивается четыре числа оборотов в минуту: 82, 100, 120 и 146.

Привод механизма прижима (гайки) 12 неподвижного (прижимного) диска 13 осуществляется от реверсивного элект­ родвигателя (тип АОЛ2-32-6, N =2,2 кет, п = 950 об/мин) 14 через червячную передачу 15, 16 на вал 17, где свободно сидят цилиндрические зубчатые колеса 18, 19 и на скользящей шпон­ ке двусторонняя кулачковая муфта 20. При включении муфты 20 в зацепление с колесом 19 осуществляется ускоренное уста­ новочное перемещение прижимного диска 13 через зубчатые колеса 19, 21, 22 и 23, приводящие во вращение винт 24. Ввин­ чиваясь или вывинчиваясь в гайку (механизм прижима) 12, закрепленную в гильзе, винт 24 перемещает прижимной диск 13 вперед или назад. При включении муфты 20 в зацепление с другим зубчатым колесом 18 через колеса 18, 25, 22 и 23 осу­ ществляется прижим неподвижного диска 13.

Следует отметить, что переключение муфты 20 автоматиче­

Ручное аварийное перемещение прижимного диска 13 про­ изводится посредством накидной рукоятки 26 через конические колеса 27 и 28, червячную пару 15, 16 и далее по ранее описан­ ной схеме.

Привод наклонного автомата питания 29 осуществляется от электродвигателя переменного тока (тип АОЛ2-22-6, N — 1,1 кет, п = 930 об/мин) 30 через червячную передачу 31, 32 и звездочки 33 и 34 на приводной вал 35, на котором находятся верхние звездочки 36 и 37, соединенные ковшевой цепью с ниж­ ними звездочками 38 и 39. В случае необходимости возможно натяжение ковшевой цепи автомата питания 29, которое производится посредством рукоятки 40, действующей на ниж­ ний вал 41 через пару конических зубчатых колес 42, 43 и вин­ товую передачу 44, 45. Скорость перемещения ковшевой цепи может регулироваться в пределах 17,7—20,8 м/мин за счет сменных звездочек в приводе автомата питания.

Привод подачи охлаждения производится от насоса (тип П90С1Г, А = 0,6 кет, м= 2800 об/мин) 46, который направляет смазочно-охлаждающую жидкость по трубопроводам 47 в зону обработки и в бункер-накопитель. Слив смазочно-охлаждаю­ щей жидкости осуществляется самотеком.

Привод подачи смазки производится прсредством лопаст­ ного насоса (тип Г12-41 Б, Q= 3 л/мин) 48, работающего от

154 ГЛ. 4. ОБДИРКА, ОПИЛИВАНИЕ И ОБКАТКА ШАРИКОВ

электродвигателя типа АОЛ 22-4 (jV = 0,4 кет, п= 1400 об/мин). От насоса 48 через напорный золотник (тип Г54 = 22) 49 масло по трубопроводу 50 поступает в реверсивный золотник с элект­ роуправлением (тип 54ПБГ73-11) 51, который при включенном электромагните 52 обеспечивает дальнейшее поступление мас­ ла в трубопровод 53, а по нем в левую полость цилиндра пере­ ключения муфты 54. Поступление масла в левую полость ци­ линдра 54 обеспечивает сдвиг муфты 20 вправо на соединение с цилиндрическим зубчатым колесом, 19, а следовательно, как указывалось ранее, в этом случае осуществляется ускоренный подвод или отвод прижимного диска 13.

При отключенном электромагните 52 масло по трубопрово­ ду 55 попадает в правую полость цилиндра 54, перемещая муф­ ту 20 влево на соединение с шестерней 18. Далее, как указыва­ лось ранее, происходит прижим неподвижного диска 13.

Сброс масла с напорного золотника 49 по трубопроводу 56 направляется к распределительной коробке 57, а оттуда ко всем точкам смазки станка-полуавтомата. Слив масла в резер­ вуар 58 обеспечивается самотеком.

Общий вид шарикообкатного станка-полуавтомата модели ВШ-305 изображен на рис. 56. Он имеет жесткую станину, на которой смонтированы бабка шпинделя вращающегося диска, имеющего горизонтальную ось вращения шпинделя, бабка при­ жимного диска, механизм прижима. К левому торцу станины и корпуса шпиндельной бабки крепится коробка скоростей; на передней стенке у рабочей зоны на специальном кронштейне смонтирован пульт управления.

Вокруг станины расставлены следующие механизмы: 1) узел привода, состоящий из электродвигателя, смонтирован­ ного на специальной плите, и клиноременной передачи; 2) бак охлаждения; 3) агрегат смазки; 4) элеватор (спереди станка), имеющий наклонное перемещение несущих цепей и позволяю­ щий осуществлять циклическую подачу шариков в двух на­ клонных плоскостях; 5) электрошкаф, который может быть установлен в любом месте, удобном для потребителя.

Проведение испытания первого образца станка модели ВШ305 и результаты конструктивного поиска позволили прийти к несколько иной компоновке этого станка. В последнем вари­ анте она в основном аналогична компоновке станка модели МШ-ЗЗМ и имеет кольцевой ковшовый элеватор с горизонталь­ ной осью вращения и несколько усиленным приводом.

В настоящее время полуавтомат модели ВШ-305 представ­ ляет собой новейшую конструкцию шарикообкатного станка, созданного с учетом опыта эксплуатации отечественных (МШ-

ЗЗМ, ВШ-304, ВШ-304М, ВШ-304МІ) и зарубежных (RS = 482,

Италия, МРВ-36, Румыния, «Kochler» модель 36, США) стан­ ков, предназначенных для выполнения этой операции.

Описание основных узлов и механизмов станка модели ВШ305 нами не приводится, поскольку в работе подробно описы-

Рис. 56. Шарикообкатной станок-полуавтомат модели ВШ-305.

вались станки модели ВШ-304М1 и МШ-ЗЗМ, на базе которых он создан.

Следует отметить, что на 1-м Московском подшипниковом заводе произведена непосредственно модернизация станка мо­ дели МШ-ЗЗМ с целью усиления его узлов, которая позволила создать станок модели ВШО-33, предназначенный для обкатки шариков (см. табл. 20).

§ 3. с м е н н ы й и н с т р у м е н т и р а ц и о н а л ь н ы е м е т о д ы

НАЛАДКИ

Для производства операций опиливания и обкатки шариков используются специальные опиловочные и обкатные диски, про­ цесс изготовления которых, а также применяемые исходные материалы различны.

Опиловочные диски. Для различных моделей шарикоопиловочных станков используются опиловочные диски цилиндриче­ ской формы, имеющие наружные диаметры в пределах 315—

няемых на шарикоопиловочном станке модели ШОС-13, пред­ ставлен на рис. 57. Исходными заготовками для них служат обычно поковки из стали ШХ-15, которые отковываются на

J

1 ФЮ5

' ѵ/ / ,;///> /

Y / / / '. / 63

Рис. 57. Вращающийся (а) и неподвижный (б) опиловочные диски к шарикоопиловочному станку модели ШОС-13:

/ — накатанный зуб; 2 — выемка («карман»); 3 — строганный зуб.

своем заводе или присылаются с других заводов по коопера­

ции.

Механическая обработка этих заготовок включает в себя токарные операции по обточке наружного и внутреннего диа­ метров, строгальные или токарные операции по обработке плоскостей (торцов) дисков до требуемых размеров, а также операцию по накатке или строганию зубьев определенного раз­ мера с установленным для различных диаметров опиливаемых шариков шагом, которые наносятся на рабочем торце диска. Кроме того, для неподвижных опиловочных дисков, используе­ мых на станках моделей ШОС-13, ВШ-304М1 и других с гори­ зонтальной осью вращения шпинделя, производится операция фрезерования так называемых «карманов», представляющих собой неглубокую закругленную по краям выемку металла относительно рабочей плоскости со стороны внутреннего отвер­ стия диска, которая предназначена для лучшего захода шари­ ков в пространство между дисками (см. рис. 57).

Следует отметить, что на различных отечественных подшип­ никовых заводах для операции опиливания шариков применя­ ются опиловочные диски, отличающиеся по конструкции в

части параметров рабочих зубьев, крепления в планшайбе и т. п.

Особое внимание уделяется процессу термической обработ­ ки опиловочных дисков, от правильного проведения которой зависит их стойкость в процессе эксплуатации, а также каче­ ство обрабатываемых шариков. Опиловочные диски подвер­ гаются термической обработке до твердости HRC 62—65 ед. с целью обеспечения оптимальной работоспособности.

До недавнего времени на Минском подшипниковом заводе термическая обработка шарикоопиловочных дисков из стали ШХ-15 диаметром 315 мм к станкам модели ШОС-13 и диа­ метром 700 мм к станкам модели МШ-32 производилась мето­ дом объемной закалки в масле с последующим отпуском при температуре 150—160°С в течение 3 ч. Диски помещались в специальные металлические ящики и засыпались древесным уг­ лем (так называемым «твердым карбюризатором») для предот­ вращения обезуглероживания острых кромок накатанных или строганных зубьев. После этого ящики с дисками помещались

вэлектропечь, где выдерживались при температуре 840—850°С

втечение 10—12 ч.

Помимо продолжительности и значительной трудоемкости, у этого процесса есть недостатки, обусловленные его неста­ бильностью, что приводит к неравномерной твердости по по­ верхности дисков, которые местами почти не подвергаются за­ калке и остаются мягкими.

Указанные недостатки метода объемной закалки шарико­ опиловочных дисков, а также быстро растущая потребность в них заставили завод перейти к более производительному и со­ временному методу поверхностной закалки посредством токов высокой частоты.

Новый метод закалки дисков, осуществляемый в настоящее время на Минском и других подшипниковых заводах, произво­ дится на специальной высокочастотной установке модели МГЗ102, имеющей следующие характеристики: частоту 2500 гц, мощность 100 кет, напряжение главной цепи 380 в, емкость кон­ денсатора 26—28 мкф, напряжение цепи управления 220 в. Для проведения процесса закалки опиловочный диск 1 (рис. 58) устанавливается при помощи поворотного консольного крана грузоподъемностью 0,5 т на вращающийся стол 2, который смонтирован на передвигающейся по рельсам ручной тележке 3. Диски диаметром 700 мм устанавливаются непосредствённо на стол 2, центрируясь по диаметру внутреннего отверстия.

Для установки малогабаритных дисков диаметром 315 мм используется переходная планшайба 4, которая крепится к сто­ лу 2 по аналогии с диском диаметром 700 мм и имеет с поса-

дочной стороны углубление на 3 мм. Электропитание привода стола тележки осуществляется через бронированный шланг 5, который раскручивается по мере передвижения тележки до упора (тупика) 6. В момент нахождения тележки в крайнем положении к установленному на столе диску сверху подводит­ ся с определенным регулируемым зазором сменный индуктор 7,

Рис. 58. Приспособление к установке МГЗ-102 для закалки токами высокой частоты опиловочных дисков.

который имеет различное конструктивное исполнение ввиду того, что диски для станков модели ШОС-13 и МШ-32 отличаю­ тся между собой размерами. Зазор между индуктором и дис­ ком диаметром 315 мм устанавливается в 2,5—3,5 мм, а для диска диаметром 700 мм—3,5—5,5 мм.

В процессе закалки диск вращается вместе со столом про­ тив часовой стрелки со скоростью 0,43 м/мин. В это время в ин­ дуктор 7 по шлангу 8 подается холодная техническая вода, ко­ торая, проходя через множество мелких отверстий 9, располо­ женных вблизи периферии индуктора, разбрызгивается подающимся по шлангу 10 сжатым воздухом по поверхности вращающегося диска на некотором удалении от индуктора.

Такое разбрызгивание холодной воды по поверхности нагре­ того до температуры 840—850°С диска обеспечивает его по­ верхностную закалку на глубину 2,5—3 мм. За счет сохранив­ шегося тепла внутренних слоев диска при выходе его из зоны за­ калки производится самоотпуск закаленной поверхности, что позволяет уравновесить создающиеся внутренние напряжения.

Как показал опыт Минского подшипникового завода, опи-

ловочные диски, закаленные посредством токов высокой часто­ ты, заметно не отличаются по механическим характеристикам от дисков, которые подвергались объемной закалке в масле и проходили дополнительный отпуск. Однако производитель­ ность нового метода закалки превышает старый в 60—80 раз. Кроме того, следует отметить значительную стабильность каче­ ства термообработки дисков посредством ТВЧ, которая не тре­ бует высокой квалификации термиста. Указанная стабильность качества дисков положительно влияет на качество шариков и производительность процесса опиливания.

Проведенные эксперименты и многолетний опыт эксплуата­ ции показывают, что оптимальная продолжительность беспре­ рывной работы опиловочных дисков, термообработанных выше­ описанным методом, не превышает 70—80 ч, после чего их сле­ дует отправлять на восстановление. Дальнейшее продолжение опиливания шариков дисками, проработавшими указанное вре­ мя, снижает производительность процесса и значительно ухуд­ шает качество обработанных шариков, нанося им неисправи­ мые (глубокие) дефекты.

Процесс быстрой и качественной установки и крепления опиловочных дисков в станке, т. е. его наладка, а также съем со станка изношенных дисков является весьма важным фак­ тором в техпроцессе обработки шариков на данной операции. Следует отметить, что в зависимости от сложившихся условий способы наладки одних и тех же станков на различных под­ шипниковых заводах разные.

На рис. 59 приведены примеры способов крепления опило­

соб, изображенный на рис. 59, а, т. е. с помощью упорных вин­ тов. Он обеспечивает быстрый съем и установку дисков, а так­ же стабильную надежность и качество их крепления в процес­ се обработки., На станках с вертикальной осью вращения шпинделя лучшим можно считать способ, изображенный на рис. 59, г.

Диски для операции обкатки. Для операции обкатки шари­ ков применяются специальные диски, отлитые из серого сред­ нелегированного модифицированного силикальцием чугуна. Чугун, применяемый для производства дисков, должен соответ­ ствовать следующему химическому составу: 2,8—3,2% С; 1,4— 1,8% Si; 0,9—1,1% Mn; не более 0,15% S; 0,2—0,3% Р; 2,1— 2,4 Ni; 0,6—0,8 Mo; 0,4—0,6 Сч; 0,2—0,3 Cu. Твердость по Брин-

нелю указанных дисков после отливки должна быть не более НВ 350. Микроструктура образца после литья должна состоять

из перлита, феррита, фосфидной эвтектики и пластинчатого графита [9].

Для получения качественного чугуна при отливке необхо­ дима качественная шихта. Плавку рекомендуется производить в дуговой электропечи. При этом чугун, подлежащий модифи­ цированию силикальцием, следует подогреть перед выпуском

Рис. 59. Способы крепления опиловочных дисков на шарикоопиловочных станках с горизонтальной и вертикальной осью вращения шпинделя:

до температуры 1560—1600° С. Земляная форма перед заливкой присыпается толченым или молотым древесным углем. Разлив­ ка в формы производится при температуре чугуна 1300— 1370°С. Отливка выбивается из формы при температуре 750— 800°С.

Качество литья контролируется посредством химического анализа проб, взятых в различные периоды плавки, а также посредством механических испытаний химического и микроструктурного анализа специально отливаемых из каждого ков­ ша образцов.

После литья диски обдираются на карусельном станке, а затем подвергаются термической обработке (закалка, отпуск) до твердости НВ 415—515.

Нагрев дисков под закалку производится в предварительно нагретой до температуры 800°С шахтной печи, где они выдер­ живаются при температуре 870°С в течение 4—8 ч. Закалка осуществляется в водно-содовом растворе при температуре 50—80°С. Здесь же они остывают при интенсивном покачива­