Указание по технике безопасности

При работе на установке для электродугового напыления должны соблюдаться следующие правила техники безопасности:

1. Работа на установке разрешается только с преподавателем после ознакомления с настоящими правилами, о чём производится запись в контрольном листе.

2. Электродвигатель установки, распределительный шкаф, выпрямитель должны быть надежно заземлены.

3. Во время работы на щите должна гореть сигнальная лампа.

4. Не производить ремонт и наладку головки при включённой электрической цепи.

5. Рабочее место должно содержаться в чистоте. Не разрешается работать без резинового коврика или деревянной подножной решетки.

6. Запрещается касаться ручек управления и выключателей мокрыми руками.

7. При напылении необходимо пользоваться защитными очками.

8. При появлении напряжения на поверхностях оборудования, не являющихся токопроводящими, необходимо немедленно прекратить работу, выключить источник питания и вызвать дежурного электрика.

9. Работать на установке разрешается при исправной вентиляции.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Изучить инструкцию по технике безопасности и инструкцию к проведению работы.

2. Ознакомится с техническими условиями на ремонт коленчатого вала и технологической инструкцией по электродуговому напылению.

3. Рассчитать требуемую толщину напыляемого металла исходя из заданной величины износа.

4. Выбрать ориентировочный режим напыления (n – обороты детали; L – дистанцию напыления; P – давление воздуха; d – диаметр проволоки; I – ток дуги) по справочнику.

5. Рассчитать режим напыления по регрессивной модели эксперимента с некоррелированными измерениями, используя значения коэффициентов в табл. 3, для получения максимального значения свойства У₁, (макротвердость).

6. Записать последовательность переходов в операции напыления.

7. Произвести подготовку поверхности детали под напыление.

8. Напылить покрытие.

9. Произвести контроль напыленного покрытия.

10. Оформить отчет и сделать выводы по проделанной работе.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТОВ

Расчет толщины напыляемого металла производится для коленчатых валов последнего ремонтного размера, поступивших в ремонт. Исследованиями установлено, что износ является случайной величиной, зависящей от многих факторов. Поэтому настройку режимов производят по валу с максимальным износом. Отсюда толщина напыляемого металла

Т = (Д_н – Д_рп – И_max)/2 + D,

где Т – толщина напыляемого металла;

Д_н – номинальный размер;

Д_рп – последний ремонтный размер;

И_max – максимальный износ, И = 0,1 мм.;

D – припуск на обработку.

Режимы напыления рассчитываются по регрессивной модели эксперимента. Полученная модель имеет вид

Y_i = b ₀ b ₁ x ₁ + b ₂ x ₂ + b ₃ x ₃ + b ₄ x ₁² + b ₅ x ₁ x ₂ + b ₆ x ₂² + b ₇ x ₂ x ₃ + b ₈ x ₃² + b ₉ x ₁ x ₃,

где x _i – параметры оптимизации, приведены в табл. 1.

Y_i – свойства покрытия, обозначения и единицы измерения приведены в табл. 2.

b _i – коэффициенты модели, значения коэффициентов приведены в табл. 3.

Таблица 1

Уровни параметров оптимизации

Параметр режима напыления	Обозначение параметра	Величина параметра
Нижняя	Средняя	Верхняя
Сила тока, I, А	x 1
Расстояние от конца проволок до детали, L, мм	x 2
Давление воздуха, P, МПа	x 3	0,3	0,4	0,5

 

Таблица 2

Свойства покрытия

Свойства, его обозначение и единица измерения	Способы измерения
Макротвердость Y 1, НV 10	Метод Виккерса
Микротвердость Y 2, НМ 40	То же
Выход напыляемого металла Y 3, %	Взвешивание
Толщина нанесенного покрытия Y 4, мм	Измерение
Припуск на шлифование покрытия Y 5, мм	То же
Пористость покрытия Y 6	Метод эпиквант
Не сцепление покрытия с подложкой Y 7, %	Измерение площадей
Шероховатость покрытия после шлифования Y 8, мкм	R a
То же Y 9, мкм	R max
Отношение шероховатостей Y 10	R max/ R a

Таблица 3

Значения коэффициентов математической модели

Единица измерения	Обозначение свойства	Коэффициенты
b 0	b 1	b 2	b 3	b 4
НV 10	Y 1	-657,8	1,129	10,95	6,23	-0,00204
HM 40	Y 2		-0,0415	-7,605	0,5053	0,00179
%	Y 3	1,642	0,1543	0,1316	9,350	-0,000149
мм	Y 4	0,0797	0,007936	-0,00551	0,08362	-0,00001
мм	Y 5	-0,3050	0,00672	-0,00012	-0,037	0,0000022
%	Y 6	69,65	0,04955	0,4775	-57,0	0,000066
%	Y 7	351,1	-0,3577	-2,349	-32,87	0,00045
мкм	Y 8	-0,7106	-0,00487	0,01681	0,3911	0,0000022
мкм	Y 9	24,64	0,01201	-0,2408	3,383	-0,00024
R max/ R a	Y 10	33,96	0,04559	-0,2665	-1,815	-0,00027

Окончание таблицы 3

Единица измерения	Обозначение свойства	Коэффициенты
b 5	b 6	b 7	b 8	b 9
НV 10	Y 1	0,00396	-0,03165	-0,2633	7,222	-0,0316
HM 40	Y 2	0,00113	0,01583	0,507	-9,778	-0,1483
%	Y 3	0,000224	0,00097	0,2477	-1,457	-0,00346
мм	Y 4	-0,000005	-0,000013	0,00016	-0,016	1,1*10^-8
мм	Y 5	-0,0000168	0,0000034	0,00048	0,0025	-0,00044
%	Y 6	-0,00026	-0,0021	0,1	5,667	-0,0142
%	Y 7	0,00048	0,0072	-0,0607	5,511	-0,0115
мкм	Y 8	0,0000066	-0,000071	0,0013	-0,0944	0,00075
мкм	Y 9	0,00023	-0,000071	0,0493	-1,678	0,0093
R max/ R a	Y 10	0,00019	-0,000061	0,4737	-0,885	0,00532

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС НАПЫЛЕНИЯ

1. Промывка и гидроочистка масляных каналов.

2. Прокаливание в печи при t = 300 – 350⁰С в течение 3 часов для удаления масла из пор.

3. Дефектовка вала на наличие усталостных трещин на дефектоскопе МД-50.

4. Предварительное шлифование шеек для устранения задиров, снятие фасок 1´45 с острых кромок масляных каналов.

5. Установка в масляные каналы пробок из термостойкой резины.

6. Абразивно-струйная обработка.

7. Дробь ДЧК – 1,5; корунд К4 – 125…160 или КБ – 125…160.

8. Давление воздуха 0,5 ± 0,05 МПа.

9. Расход воздуха 2,5 м³/мин.

10. Дистанция обработки 130 – 150 мм.

11. Время обработки из расчета 0,5 ч/м³.

12. Угол наклона 50 – 65⁰.

13. Защита ненапыляемых поверхностей путем нанесения кистью жидкого стекла или нитроэмали.

14. Напыление: комплект КДМ-2, ЭМ-14М.

Проволока: диаметр 1,6 мм. Марка: 40Х13; Нп-85+Х20Н80; Нп‑85+12Х18Н9Т.

Режимы напыления:

- напряжение, В. U = 35 В;

- ток, А I = …..А;

- дистанция напыления L = …..мм;

- частота вращения детали n = …..об/мин;

- давление воздуха p = …..МПа;

- угол колебаний ± 15⁰.

15. Очистка от слоя краски или жидкого стекла и напыленного материала.

16. Снятие резиновых пробок, обработка масляных отверстий и продувка их воздухом.

17. Шлифование шеек под номинальный размер.

КОНТРОЛЬ НАПЫЛЕННЫХ ПОКРЫТИЙ

Покрытия, нанесенные газотермическими методами, контролируют по внешнему виду, толщине и геометрическим размерам.

По внешнему виду покрытия контролируют с целью выявления внешних дефектов: сколов, трещин, вздутий, наплывов, отслоений и др. Для осмотра пользуются лупой 10-кратного увеличения типов ЛИ-3, ЛИ-4 при достаточном освещении.

Толщину покрытий измеряют штангенциркулями, микрометрами, а также специальными толщиномерами различного типа.

Толщиномеры не применяются, когда требуется высокая точность измерения, т.к. погрешность измерения составляет 10 %.

Измерение твердости является одним из основных методов ускоренного контроля качества покрытий. Для покрытий наиболее распространен способ измерения твердости по Роквеллу с использованием твердосплавного шарика при нагрузке 980 Н (100 кГс) – HRB или алмазного конуса при нагрузке 588 Н (60 кГс) – НRА. Алмазный конус при нагрузке 1470 Н (150 кГс) – НRС применяют для твердых покрытий имеющих достаточно большую толщину (свыше 1 мм).

В некоторых случаях измеряют твердость по Виккерсу, а также определяют специальной подготовкой поверхности – шлифования и полирования, их выполняют, как правило, не на деталях, а на образцах – «свидетелях».

Прочность сцепления покрытия с основой (адгезия) – одна из основных характеристик покрытий.

Имеется много способов определения прочности сцепления покрытия с основой. Наиболее распространенные: изгиб плоского образца с покрытием; клеевой метод; штифтовой метод; метод испытания на сдвиг.

Износостойкость покрытий определяют с использованием специальных установок (стендов) и напылённых образцов. Помимо стандартных, общепринятых способов испытаний на износостойкость в различных образцах техники имеется большое число других методов, моделирующих характерные условия работы деталей различных машин и оборудования.

Помимо перечисленного выше при контроле покрытий определяют их структуру, пористость, газопроницаемость, жаростойкость, термостойкость, коррозионную стойкость, прочность и некоторые другие характеристики.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие способы применяются при восстановлении коленчатых валов?

2. Какие операции содержит процесс восстановления вала электродуговым напылением?

3. Как определяется толщина напыляемого слоя?

4. Какие основные параметры режима напыления?

5. Как влияют параметры режима напыления на качество покрытия?

6. Какие существуют способы подготовки поверхности детали под напыление?

7. Какими показателями характеризуется качество напыленного покрытия?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ Работа №6

Изучение технологии сборки узла

Цель работы – ознакомить студентов с принципом построения технологических схем сборки и методикой расчета сборочных размерных цепей.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О СБОРКЕ

1. Изделие и его элементы. Продуктом конечной стадии машиностроительного производства является изделие.

Сложное изделие (станок, комбайн, автомобиль и т.п.) представляет собой совокупность деталей и узлов, являющихся его элементами.

Деталью называют первичный элемент изделия, характеризующим признаком которого является отсутствие в нем каких-либо соединений.

Узлом принято называть элемент изделия, представляющий собой совокупность двух и более деталей, независимо от рода соединений (разъемных или неразъемных). Характерным признаком узла, с технологической точки зрения, является возможность сборки его обособленно от других элементов изделия.

Процесс осуществления соединений деталей в узлы и узлов в машины называется технологическим процессом сборки.

Узлы, в зависимости от порядка сборки машины, именуют группами и подгруппами. Так, узел непосредственно входящий в машину (изделие), называют группой, а узел, входящий в машину не непосредственно, а в составе группы, называют подгруппой. Подгруппы бывают первого, второго и т.д. порядка. Узел, входящий непосредственно в группу, называют подгруппой первого порядка, в узел, входящий непосредственно в подгруппу первого порядка, называют подгруппой второго порядка и т.д.

Любой узел машины, в зависимости от его конструктивных особенностей, может состоять либо из отдельных деталей, либо из узлов низших порядков и отдельных деталей.

Элемент изделия (деталь или узел), с которого начинается сборка, называют базовым.

Необходимо помнить, что приведенные технологические понятия об изделии, группе и подгруппе условны. Так, например, для автомобильного завода изделием является автомобиль.

Моторный агрегат (двигатель с коробкой скоростей) является группой автомобиля. Двигатель и коробка скоростей являются подгруппами первого порядка.

В свою очередь, шатун двигателя с поршнем в сборе (шатунно-поршневой узел) будет подгруппой второго порядка. Тогда шатун в сборе и поршень в сборе каждый в отдельности будут являться подгруппами третьего порядка.

Если, для приведенного выше автомобильного завода моторный агрегат является группой, то для моторостроительного завода он является изделием, двигатель – группой, но не подгруппой первого порядка, а шатунно-поршневой узел – подгруппой первого порядка (а не второго) и т.д.