Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология компрессорного и холодильного машиностроения. Учебное пособие
.pdf
Необработанные поверхности внутренних проходов седел и
ограничителей подъема должны быть чистыми, без пористости,
литейных швов, пузырей. Допускаются единичные газовые раковины диаметром до 3 мм и глубиной до 1 мм на расстоянии не
менее 20 мм одна от другой.
Чугунные седла и ограничители подъема должны быть перед
механообработкой подвергнуты искусственному старению.
Клапанные пластины работают в сложных условиях знакопеременных нагрузок, способствующих их преждевременному износу. Кроме того, на работу пластин оказывает вредное влияние
газовая среда с температурой до 180 0С, вызывающая коррозию
металла. Такие условия обуславливают высокие требования к
качеству материала.
Применяют для изготовления пластин листовую сталь 30ХГС
и 3Х13. Листовая сталь, идущая на изготовление клапанных
пластин, не должна иметь волосовин, расслоений и инородных
включений.
При изготовлении пластин методом холодной штамповки из
листовой стали они должны иметь припуск на последующую
обработку не менее толщины листа на сторону. Эксцентриситет
(разностенность) отверстия клапанной пластины по отношению
к ее внешнему контуру не более 0,25 мм.
Все клапанные пластины подвергаются термообработке, что
увеличивает стойкость пластин в эксплуатации.
Термообработка клапанных пластин из стали 30 ХГС
Нагрев пластин под закалку до температуры 870-890 0С. Время нагрева зависит от размеров и количества одновременно закаливаемых пластин (от 30 до 45 мин).
Охлаждение пластин в масле с температурой 50-60 0С. Отпуск пластин рекомендуется производить сразу же после закалки. Для отпуска пластины нагреваются до температуры 250-275
0
С с выдержкой 2-3 часа, охлаждаются на воздухе.
81
Твердость пластин после термообработки HRC = 48-52.
Термообработка клапанных пластин из стали 3Х13. Нагрев
пластин до температуры 1040-1060 0С, выдержка 25-35 мин, охлаждение в масле с температурой 50-60 0С.
Отпуск – нагрев пластин до температуры 350-400 0С, выдержка 2-2,5 часа, охлаждение на воздухе.
Твердость клапанных пластин после термообработки HRC =
48-52.
Для снятия внутренних напряжений, возникающих в клапанных пластинах при их термообработке и шлифовании, рекомендуется производить дополнительный отпуск пластин после их
окончательной шлифовки.
Режим второго отпуска такой же, как и для первого.
Клапанные пружины – упругий постоянно действующий элемент клапана. Должны обладать высокими упругими свойствами, прочностью и пластичностью.
Материал для изготовления пружин – хромованадиевая сталь
50ХФА. Пружины клапанов изготавливаются из этой стали путем навивки в холодном состоянии. Проволока, применяемая
для навивки пружин должна быть отожженной.
Навитые пружины подвергаются термообработке – нормализации (нагрев до температуры 720-730 0С, выдержка 15-20 мин,
охлаждение на воздухе) и закалке (нагрев до температуры 850-
860 0С, выдержка 15-20 мин, охлаждение в масле) с отпуском
(нагрев до температуры 400-420 0С , выдержка 25-30 мин, охла-
ждение в свинцовой ванне). Твердость пружин после термообработки HRC = 43-47.
Типовой технологический план механообработки кольцевых клапанных пластин
Операция 1. Заготовительная. На гильотинных ножницах отрезается от листа стали полоса шириной, равной наружному
82
диаметру пластин Dн с припуском на обработки от 2 до 4 мм
толщины пластины на сторону (рис. 9.1).
Операция 2. Заготовительная. На эксцентриковом прессе в
вырубном штампе вырубается пластина с припуском на механообработку по наружному и внутреннему диаметру от 2 до 3
толщины пластины.
Операция 3. Правильная. На прессе правится пластина для
устранения полученного после штамповки коробления (в правильном штампе).
Операция 4. Токарная. Несколько пластин устанавливаются в
специальное зажимное приспособление (в количестве до 50
штук) на токарном станке. База – диаметр D (рис.9.1.). Расточка
внутренней цилиндрической поверхности пакета пластин с припуском на окончательную обработку от 0,8-1,2 мм на диаметр
(Ra 2,5).
Операция 5. Токарная. Несколько пластин (до 50 штук) устанавливаются в специальное зажимное приспособление (база –
внутреннее отверстие пластин) на токарном станке. Обточка наружной цилиндрической поверхности пакета пластин с припуском на окончательную обработку от 0,8 до 1,2 мм на диаметр (Ra
2,5).
Операция 6. Шлифовальная. На плоскошлифовальном станке
с магнитным столом с вертикальным шпинделем чашечным
кругом шлифуются плоскости пластин, переворачивая их 3-4
раза (с припуском на окончательную шлифовку не менее 0,25
мм) (Ra 0,63).
Операция 7. Размагничивание. Размагничиваются клапанные
пластины на специальной установке.
Операция 8. Термическая. Пакет пластин устанавливается в
специальное зажимное приспособление по поверхности Dв (рис.
9.1). Термообработка – закалка с отпуском (режим в зависимости от материала пластины).
Операция 9. Шлифовальная. Пакет пластин устанавливается
83
на внутришлифовальном станке в специальном зажимном приспособлении по поверхности Dн (рис. 9.1). Шлифуется поверхность Dв (рис. 9.1) в окончательный размер (Ra 0,63).
Операция 10. Шлифовальная. Пакет пластин устанавливается
на круглошлифовальном станке в специальном зажимном приспособлении на поверхности Dн (рис. 9.1). Шлифуется наружная поверхность пакета в окончательный размер (Ra 0,63).
Операция 11. Шлифовальная. На плоскошлифовальном станке с магнитным столом с вертикальным шпинделем чашечным
кругом окончательно шлифуются плоскости пластин с двух сторон, с переворачиванием пластины в процессе шлифовки 4 – 5
раз (Ra 0,63).
Операция 12. Слесарная. На плите с пастой ГОИ притираются
пластины с двух сторон (Ra 0,63).
Типовой технологический план механообработки чугунного седла кольцевого клапана
Получение заготовки – отливка в кокиль, заготовка очищается пневмозубилом от литниковой системы и наплывов, проводится пескоструйная очистка заготовки от земли. На токарноревольверном станке деталь устанавливается поверхностью Л,
подрезается торец Б, протачивается поверхность К, подрезается
торец П (R
20). Припуски на последующую механообработку
z
1,5-3 мм. Затем заготовка проходит термообработку – искусст-
венное старение.
Операция 1. Револьверная. Деталь устанавливается в трехкулачковом патроне револьверного станка по поверхности Л (рис.
9.6).
Переход 1. Подрезается торец Б предварительно с припуском
0,5-1 мм (Ra 2,5).
Переход 2. Одновременно:
-
точится поверхность К в окончательный размер (Rz 10);
- сверлится отверстие Е в окончательный размер (Rz 10);
84
Переход 3. Одновременно:
Е
И
К
С
Л
- подрезается торец И до диаметра А предварительно (Rz 10);
- подрезается торец З до диаметра Ж в окончательный размер
А
Р
Д Г
Н О
М
В
Б
М
Ж
З
П
Рис. 9.6 Седло кольцевого клапана
(Rz 10);
- зенкеруется отверстие Д предварительно (Rа 2,5);
Переход 4. Одновременно:
- точатся в торце седла концентричные канавки В (сквозные)
в окончательный размер (Rz 10);
Переход 5. Одновременно:
-точится поверхность диаметра А в окончательный размер (Rа
2,5);
- зенкеруется отверстие Д в окончательный размер (Rа 2,5);
- подрезаются плоскости уплотнительных поясков под (Rа
1,25);
Операция 2. Револьверная. Деталь устанавливается в трехкулачковом патроне с сырыми кулачками револьверного станка
поверхностью К.
Переход 1. Подрезается торец П в окончательный размер (Rz
10);
85
Переход 2. Одновременно:
-точится поверхность диаметра Л предварительно (Rа 2,5);
- зенкеруется отверстие О предварительно (Rа 2,5);
Переход 3. Подрезается торец бурта в окончательный размер
(Rz 10);
Переход 4. Одновременно:
- точится поверхность диаметра Л в окончательный размер
(Rа 2,5);
- зенкеруется отверстие О в окончательный размер (Rа 2,5);
- точится фаска Р.
Переход 5. Растачивается канавка Н в окончательный размер
(Rz 10);
Операция 3. Шлифовальная. На плоскошлифовальном станке
с вертикальным шпинделем и магнитной плитой шлифуются
плоскости уплотнительных поясков Б в окончательный размер
(Rа 0,32);
Операция 4. Размагничивание. Размагничивается седло на
специальной установке.
Операция 5. Слесарная. Деталь очищается от стружки сжатым воздухом.
Операция 6. Моечная. Деталь промывается в ванне с содовым
раствором и просушивается подогретым сжатым воздухом.
Типовой технологический план механообработки ограничителей подъема пластин клапанов строится по аналогичному
плану механообработки седел клапанов
Типовой технологический план изготовления клапанных
пружин
Независимо от того, будет ли сечение проволоки прямоугольным или круглым, технология изготовления клапанных
пружин не изменяется.
Операция 1. Токарная. Конец отожженной проволоки из бухты закрепляется на оправке специального приспособления,
86
смонтированного на токарном станке, и производится навивка
заготовки. При этом обеспечивается наличие опорных нерабочих витков для каждой отдельной пружины (исключается трудоемкая ручная операция по поджатию нерабочих витков, ручная
обработка торцов пружин на заточном станке) – улучшается качество пружин и снижается трудоемкость их изготовления. Заготовки пружин пресс-ножницами отрезается от бухты проволоки.
Операция 2. Штамповочная. Заготовка пружин на штампе,
установленном на прессе, разрубается на отдельные пружины с
определенным числом витков и длиной.
Операция 3. Слесарная. Пружины зачищаются от заусенцев
после разрубки и выправляются по шагу и образующей.
Операция 4. Термическая. Пружины, насаженные на оправки,
помещаются в нагревательную печь и подвергаются термообработке – нормализации, закалке и отпуску.
Операция 5. Шлифовальная. Пружины закрепляются в специальном приспособлении, установленном на плоскошлифовальном станке. Шлифуются торцы пружин с одной стороны (Rа
1,25). Затем пружины перекрепляются и шлифуются с другой
стороны (Rа 1,25). Установочная база – наружный диаметр пружин.
Операция 6. Слесарная. Пружины устанавливаются в специальное приспособление на винтовом прессе и трехкратно обжимаются до соприкосновения витков. Перед обжатием и после
него производится замер высоты пружин. Разность этих размеров должна быть не более: для пружин высотой до 100 мм –
0,5%, 100 мм – 0,5%, но не более 1 мм.
87
10. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ,
ПОКРЫВНЫХ ДИСКОВ И ЛОПАТОК ЦЕНТРОБЕЖНЫХ
КОМПРЕССОРОВ
Назначение и конструктивно-технологическая классификация
Рабочие колеса – главный элемент проточной части компрессора, предназначены для сообщения газу кинетической энергии
и повышения давления потока газа.
Рабочие колеса состоят из основного диска, покрывного диска и лопаток.
Для соединения между собой этих частей рабочего колеса
применяются заклепки.
Формы и размеры основных и покрывных дисков, количество
лопаток, их форма и размеры определяются назначением компрессора по данным газодинамического и прочностного расчетов. Число лопаток обычно бывает от 12 до 36.
Рис. 10.1 Рабочее колесо центробежного компрессора
Наиболее широкое распространение получили лопатки коробчатого сечения как более технологичные. В полках лопаток,
в основных и покрывных дисках сверлятся отверстия для заклепок, соединяющих детали колеса. Ширина полок лопаток опре-
88
деляется в зависимости от диаметра заклепок и радиуса загиба,
который принимается от 0,8 до 1,2 толщины листа для лопаток.
Диски подразделяются на 2 группы: диски с отдельными
приклепанными лопатками и диски с цельнофрезерованными
лопатками (лопатки изготовлены заодно с дисками). Вторая
группа дисков используется при сравнительно небольших диаметрах и небольшой ширине лопаток.
Толщина лопаток позволяет сверлить в них отверстия для заклепок, соединяющих основной диск с покрывным.
Технические требования к изготовлению:
- конструкция основных, покрывных дисков и лопаток и материал, из которого они изготовлены, должны обеспечить высокую прочность;
- все габаритные и посадочные размеры должны быть выполнены по 6 квалитету точности;
- биения наружных цилиндрических поверхностей дисков относительно посадочных поверхностей должны быть минимальными (0,02-0,05);
- торцевое биение ступицы диска не более 0,02 мм на максимальном диаметре ступицы;
- отклонение плоскости диска со стороны лопаток не более
0,05 мм на 400 мм диаметра;
- качество обработки всех поверхностей в пределах Rа 2,5-Rа
1,6.
Материалы и виды заготовок
Диски изготавливаются из поковок методом свободной ковки
на молотах или прессах.
Выбор материала для поковок зависит от расчетных напряжений, а также от химического состава рабочей среды – газа.
Если газ не обладает коррозионной активностью, для дисков
применяется сталь 40, 45, 35 Н, 34 ХМ.
К качеству металла дисков, как деталей ответственного на-
89
значения, предъявляются особо строгие требования. Поковка не
должна иметь нарушений сплошности, трещин, волосовин, шлаковых включений, раковин и т.д.
Перед механообработкой поковки должны подвергаться термообработке – нормализации для выравнивания структурной
неоднородности, получения мелкозернистой структуры, улучшения обрабатываемости.
После термообработки поковка должна быть очищена от окалины путем пескоструйной обдувки.
Поковки дисков должны удовлетворять требованиям ГОСТа.
«Поковки из конструкционной углеродистой и легированной
стали. Классификация и технические требования» по группе V.
Припуски и допуски на поковки дисков устанавливаются по
ГОСТу. «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготавливаемые свободной ковкой на молотах. Припуски и допуски» и по ГОСТу «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготавливаемые свободной ковкой на прессах. Припуски и
допуски».
После термообработки каждая поковка проходит испытание
механических свойств материала. Проба для испытаний вырезается из припуска в виде кольца внутри будущего отверстия ступицы.
Если диаметр отверстия по чертежу менее 250 мм, проба вырезается из торцевой части ступицы (рис. 10.2).
Из вырезанной пробы изготавливаются образцы: один на разрыв, два на ударную вязкость и один на изгиб. Кроме механических испытаний каждая поковка проходит контроль на отсутствие внутренних пороков с помощью ультразвукового дефектоскопа (обнаруживаются трещины, пустоты, рыхлости). Установлены специальные нормы годности поковок (деталей). У каждой
поковки определяется твердость НВ ≥ 217.
Лопатки центробежного компрессора изготавливаются из
листовой стали 30ХГСА, 13Н5А.
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]