Анализ конструкции детали «Фланец»

 

Рассматриваемая в производстве деталь относится к классу тел вращения и типу – «Фланец».

Детали типа «Фланец» находят самое широкое применение во всех отраслях машиностроения при соединении трубопроводов. Фланцы вместе с трубами и арматурой образуют трубопроводы систем, которые служат для приема и подачи к постам использования рабочих веществ (пара, воды, топлива, тепла, воздуха и т.д.). При помощи фланцев обеспечивается разъемное прочно-плотное соединение труб и деталей трубопроводов между собой и арматурой.

Фланцевые соединения осуществляются при помощи болтов или шпилек и обеспечивают надежность соединения гибких металлических шлангов, а также различного типа сильфонных компенсаторов между собой и с исполнительными органами гидравлических, пневматических и других машин и механизмов в условиях повышенных температур и вибраций.

Плотность соединения достигается установкой уплотняющих прокладок. Фланцевые соединения позволяют просто и легко соединять секции трубопроводов, а также легко разъединять их для осмотра, ремонта и очистки. К деталям этого класса ставятся повышенные требования к точности изготовления сопрягаемых поверхностей и шероховатости рабочих поверхностей фланца.

От того насколько правильно сконструирована, а также качественно изготовленная заданная деталь в конечном итоге зависит качество, долговечность и надежность работы всего механизма.

В связи с тем что фланец работает в контакте с жидкостью он изготавливается из коррозионностойкой стали марки 08Х18Н10Т. По ГОСТ 5632-89 данная марка стали относится к I коррозионностойкой группе аустенитного класса и применяется для изготовления сварной арматуры в разных отраслях промышленности. Сталь 08Х18Н10Т обладает повышенной сопротивляемостью межкристаллитной коррозии по сравнению с другими марками стали этого класса. Рекомендуемая максимальная температура применения +800 °С.

При отсутствии указанной марки стали допускается замена на стали марок 12Х18Н10Т или 08Х18Н10, которые имеют сходный химический состав и механические свойства (таблица 1).

Химический состав по ГОСТ 5632-72

Таблица 1

Марка стали	С % не более	Si% не более	Mn% не более	Cr %	Ni %	Ti %	S % не более	Р % не более
08Х18Н10Т	0,08	0,8	2,0	17-19	9-10,0	0,4-0,7	0,02	0,035

 

Рекомендуемые режимы термической обработки – закалка с 1050-1100 °С, охлаждение в масле, на воздухе и в воде.

 

Механические свойства по ГОСТ 5949-75

Таблица 2

Марка стали	Временное сопротивление σв Кгс/мм^2	Предел текучести σт Кгс/мм^2	Относительное удлинение σ5 %	Относительное сужение ψ %
08Х18Н10Т

 

При анализе конструкции детали (рисунок 1) по геометрической форме и качеству поверхности, убеждаемся в рациональности выбора их формы и качества с учетом возможности применения высокопроизводительного оборудования инструмента.

Обрабатываемые поверхности представляют собой наружные и внутренние цилиндры, конусы и винтовые поверхности. Центральное отверстие фланца задано со степенью точности по 11 квалитету и шероховатостью поверхности R_а 2,5мкм. Наружный диаметр фланца задан по 11 квалитету и шероховатости R_z 40мкм.

Конструктивное оформление детали, состоящей из диска и стаканов (рисунок 1), не препятствует выбору наиболее выгодного раскроя материала и возможности использования отходов, а также применению прогрессивного высокопроизводительного оборудования, в частности станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

 

 

Рисунок 1- Фланец

Технологичность конструкции

 

Анализируя технологичность конструкции детали необходимо разработать комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции по установленным показателям, направленными на повышение производительности труда, снижения затрат и сокращение времени на изготовление, при обеспечении необходимого его качества. В соответствии с ГОСТ 2.121-88 проверяем соблюдение в чертеже детали установленных технологических норм и требований, обеспечивающих рациональные способы изготовления изделий и заданные показатели технологичности. Качественную оценку технологичности конструкции проводим по геометрической форме и качеству поверхности, а также возможным способом получения заготовки.

Технологичность заготовки характеризуется возможностью ее получения наиболее рациональным для данных производственных условий способом с максимально возможным приближением и формы, и размеров к форме и размерам готовой детали при условии обеспечения технологичности дальнейшей механической обработки заготовки.

Окончательное решение о рациональности способа получения заготовки можно принять лишь после расчета себестоимости изготовления заготовок деталей по сравниваемым вариантам, которые приводятся ниже.