Вибір та обгрунтування обладнення і джерел живлення

 

Рисунок 2.1 — Схема наплавлення у середовищі вуглекислого газу: 1 – мундштук; 2 – електродний, дріт. 3 – мундштук; 4 – наконечник. 5 – сопло; 6 – деталь; 7 – наплавлений шар; 8 – зварювальна ванна рідкого металу; 9 – електрична дуга.

 

Механізоване зварювання і наплавлення в середовищі вуглеки­слого газу. Цей спосіб значною мірою відрізняється від інших способів відновлення деталей - не потрібно ні флюсів, ні електродних покрить. При цьому в зону наплавлення через сопло пальника надходить вуглекислий газ, який захищає рідкий метал від контакту з киснем і азотом повітря (рис. 2.1).

Вуглекислий газ надійно ізолює зону наплавлення від навколишнього середовища і забезпечує одержання наплавленого металу високої якості з мінімальною кількістю пор і окислів.

Зварювальний дріт безперервно подається у зону наплавлення. Струм до дроту підводиться через наконечник, розміщений у се­редині мундштука. Під дією ви­сокої температури електричної дуги на поверхні деталі

утворюється рідка ванна, в якій перемішуються метали електрода і де­талі.

Однак у процесі наплавлення частина вуглекислого газу попадає в зону горіння електричної дуги і піддається дисоціації. Кисень, що утвориться при цьому, може викликати окислювання металу.

2СО₂ ↔ 2СО + О₂.

Під час наплавлення високовуглецевої сталі окислення відбу­вається від взаємодії вуглекислого газу і кисню з залізом:

 

Fe + CO₂ ↔ FeO + CO;

2Fe + O₂ ↔ 2FeO.

 

Для того щоб виключити появу окислів при наплавленні і зварюванні деталей у середовищі вуглекислого газу, застосовують електродний дріт з підвищеним вмістом елементів розкислення (кремнію і марганцю), за допомогою яких відбувається розкислення наплавленого металу й видалення окислів із зварю­вальної ванни:

 

2FeO + Si = 2Fe + SiO₂;

FeO + Mn = Fe + MnO.

При наплавленні використовують токарний верстат, у патрон якого встановлюють деталь, а на супорті кріплять наплавлювальну головку. Подача вуглекислого газу в зону наплавлення здійснюється за схемою (рис. 13): балон з вуглекислим газом – підігрівник – осушувач – понижуючий редуктор – витратомір – пальник.

При виході з балона СО₂ за рахунок різкого розширення переохолоджується. Щоб підігріти CO₂, його пропускають через електричний підігрівник. Воду, що міститься у вуглекислому газі, видаляють за допомогою осушувача, який являє собою патрон, наповнений зневодненим мідним купоросом чи силікагелем. Тиск газу знижують за допомогою кисневого редуктора, а витрату його контролюють ротаметром.

 

 

Рисунок 2.2 – Принципова схема установки для електродугового наплавлення в середовищі вуглекислого газу: 1 – касета з дротом; 2 – наплавлювальний апарат; 3 – ротаметр; 4 – редуктор: 5 – осушувач; 6 – підігрівник; 7 – балон із вуглекислим газом; 8 – деталь

 

Таблиця 2.1 – Технічні характеристики обладнання для наплавлення в середовищі вуглекислого газу

Модель обладнання	Зварювальний струм, А	Електродний дріт	Модель джерела живлення (рекомендована)
Номінальне значення	Межі регулювання	Діаметр, мм	Швидкість подачі, м/год
А-547У		60—300	0,8—1,2	100—340	ВС-300
А-825М		80—300	0,8—1,2	120—620	ВСЖ-303
ПДПГ-500		50—500	0,8—2,0	150—720	ПСГ-500-1
А-929		60—500	1,0—2,0	120—620	ПСГ-500-1
УД-209		60—500	1,2—2,0	100—350	ВДУ-504-1
ПДГ-502		60—500	1,2—2,0	120—1200	ВДУ-504-1
ПДГ-601		100—700	1,6—2,5	120—1200	ВДГ-601УЧ
У-653		100—500	1,0—2,0	50—500	ВДУ-504-1
ПДГ-301		60—500	0,8—1,2	90—720	ПСГ-500-1
1197С		100—500	1,6—3,2	90—900	ВДУ-504-1
ПДГ-508		60—500	1,6—2,0	105—738	ПСГ-500-1
А-1503		100—700	1,2—3,5	120—780	ВДГ-601
ПДГИ-302		40—300	0,8—1,4	120—1200	ВДГ-301
А-1230М		60—500	0,8—1,2	140—670	ПГС-500-1

 

 

Недостатня кількість вуглекислого газу у зоні наплавлення призводить до появи пор у наплавленому шарі. Витрата вуглекислого газу в залежності від

діаметра електрода наведена у табл. 2.2.

Таблиця 2.2 – Витрата вуглекислого газу в залежності від діаметра електрода

Діаметр електродного дроту	Виліт електрода	Внутрішній діаметр спіралі для підводу дроту	Витрата вуглекислого газу, л/хв
мм
0,5—0,8 1,0—1,4 1,6—2.0 2,5—3,0	7—10 8—15 15—25 18—30	1,0—2,0 1,6—2,5 2,2—4,0 3,0—5,0	6—8 8—10 10—15 14—18

 

 

Обираємо установку УД-209М з джерелом живлення ВДУ-504-1.

Рисунок 2.3- Загальний вигляд верстата УД–209М

1 – станина, 2 – обертач, 3 – пульт, 4 – мундштук, 5 – каретка, 6 – механізм подачі, 7 – газовідсмоктувач, 8 – піноль.

 

 

ШЛІФУВАННЯ

 

Чорнове шліфування:

Обираємо верстат для шліфування 3А110А

Визначаємо круг для шліфування: 63C60П5СМ1К6

Визначаємо швидкість шліфувального круга: 35 м/хв

 

ПП 250х32х6 63С 60П 5 СМ1 К6 35 м/хв. А 1кл ГОСТ 2424-83. .

 

В якості абразивних зерен – абразивні зерна корунда зеленого.

 

 

(2.11.1)

 

Визначаємо дійсну швидкість круга, :

 

(2.11.2)

 

 

Визначаємо швидкість обертання заготовки:

Колова швидкість , приймаємо .

 

(2.11.3)

 

– діаметр заготовки 30 мм

 

 

Визначаємо поперечну подачу круга.

Поперечна подача круга задається: . Так, як обробка чорнова, то приймаємо що мм/хід стола.

Визначаємо повздовжню подачу на оберт деталі

 

(2.11.4)

 

 

Приймаємо 0,3

 

 

Визначаємо швидкість повдовжнього ходу стола.

 

(2.11.5)

 

 

Визначаємо ефективну потужність при поздовжньому шліфуванні периферії круга для зовнішнього шліфування.

 

Таблиця 10.9 – коефіцієнти для визначення потужності при поздовжньому шліфуванні

			t		r	x	y	q	z
		мм/об	-	0,14	0,8	0,8	-	0,2	1,0

 

(2.11.6)

 

 

 

ККД верстату –

b – ширина шліфування

Визначаємо основний час для дефекту

 

(2.11.7)

 

(2.11.8)

 

Де: – висота круга, 32 мм,

– загальна довжина ходу стола, 35 мм

– діаметр дефекту, 30 мм

h – припуск на сторону, 1,0 мм

 

Приймаємо 0,3

 

(2.11.9)

 

Приймаємо мм/хід стола. – поперечна подача круга задається межах .

K – коефіціент точності. К = 1,4 при чистовому шліфуванні

 

Чистове шліфування

Обираємо верстат для шліфування 3А110А

Визначаємо круг для шліфування: 63C25П5СМ1К6

Визначаємо швидкість шліфувального круга: 35 м/хв

 

ПП 250х32х6 63С 25П 5 СМ1 К6 35 м/хв. А 1кл ГОСТ 2424-83. .

В якості абразивних зерен – абразивні зерна корунда зеленого.

 

(2.11.10)

 

 

Визначаємо дійсну швидкість круга, :

 

(2.11.11)

 

 

Визначаємо швидкість обертання заготовки:

Колова швидкість , приймаємо .

 

(2.11.12)

 

– діаметр заготовки 30 мм

 

 

Визначаємо поперечну подачу круга.

Поперечна подача круга задається: . Так, як обробка чорнова, то приймаємо що мм/хід стола.

Визначаємо повздовжню подачу на оберт деталі

 

(2.11.13)

 

Приймаємо 0,3

 

 

Визначаємо швидкість поздовжнього ходу стола.

 

(2.11.14)

 

 

Визначаємо ефективну потужність при поздовжньому шліфуванні периферії круга для зовнішнього шліфування.

 

Таблиця 10.11 – коефіцієнти для визначення потужності при поздовжньому шліфуванні

			t		r	x	y	q	z
		мм/об	-	0,14	0,8	0,8	-	0,2	1,0

 

(2.11.15)

 

 

 

ККД верстату –

 

Визначаємо основний час для дефекту

 

(2.11.16)

 

(2.11.17)

 

де: – висота круга, 32 мм,

– загальна довжина ходу стола, 35 мм

– діаметр дефекту, 30 мм

h – припуск на сторону, 1,0 мм

 

 

Приймаємо 0,3

 

(2.11.18)

 

Приймаємо мм/хід стола. – поперечна подача круга задається межах .

K – коефіціент точності. К = 1,4 при чистовому шліфуванні

 

4. Розрахунок шліцешліфувальної операції

Попереднє шліфування

Обираємо верстат для шліфування: шліцешліфувальний 3451

Визначаємо круг для шліфування: 63C60П5СМ1К6

Визначаємо швидкість шліфувального круга: 35 м/хв

ТП 125х32х6 63С 60П 5 СМ1 К6 35 м/хв. А 1кл ГОСТ 2424-83. .

В якості абразивних зерен – абразивні зерна корунда зеленого.

(2.11.19)

 

Визначаємо дійсну швидкість круга, :

 

(2.11.20)

 

 

Визначаємо швидкість обертання заготовки:

Колова швидкість , приймаємо .

 

(2.11.21)

 

– діаметр заготовки 36 мм

 

 

Визначаємо швидкість повзучого ходу стола.

 

(2.11.22)

 

 

 

Визначаємо ефективну потужність при шліфуванні периферією круга з поздовжньою подачею

 

Таблиця 10.12 – коефіцієнти для визначення потужності

		s	t		r	x	y	q
		0.3	0.02	2.65	0,5	0,5	0.55	-

 

(2.11.23)

 

 

 

 

ККД верстату –

d– діаметр шліфування.

Визначаємо основний час для дефекту

 

(2.11.24)

 

(2.11.25)

 

 

де: – висота круга, 32 мм,

– загальна довжина ходу стола, 35 мм

– діаметр дефекту 36 мм

h – припуск на сторону 1 мм

 

Приймаємо 0,3

 

(2.11.26)

 

Приймаємо мм/хід стола.

K – коефіцієнт точності. К = 1,4 при чистовому шліфуванні

 

 

Остаточне шліфування

Обираємо верстат для шліфування: шліцешліфувальний 3451

Визначаємо круг для шліфування: 63C60П5СМ1К6

Визначаємо швидкість шліфувального круга: 35 м/хв

ТП 125х32х6 63С 60П 5 СМ1 К6 35 м/хв. А 1кл ГОСТ 2424-83. .

В якості абразивних зерен – абразивні зерна корунда зеленого.

(2.11.27)

 

Визначаємо дійсну швидкість круга, :

 

(2.11.28)

 

 

Визначаємо швидкість обертання заготовки:

Колова швидкість , приймаємо .

 

(2.11.29)

 

– діаметр заготовки 36 мм

 

 

 

Визначаємо швидкість повзучого ходу стола.

 

(2.11.30)

 

 

Визначаємо ефективну потужність при шліфуванні периферією круга з поздовжньою подачею

 

Таблиця 10.13 – коефіцієнти для визначення потужності

		s	t		r	x	y	q
		0.3	0.01	2.65	0,5	0,5	0.55	-

 

(2.11.31)

 

 

 

 

ККД верстату –

d– діаметр шліфування.

Визначаємо основний час для дефекту

 

(2.11.32)

 

(2.11.33)

 

 

Де: – висота круга, 32 мм,

– загальна довжина ходу стола, 35 мм

– діаметр дефекту 36 мм

 

h – припуск на сторону 1 мм

 

Приймаємо 0,3

 

(2.11.34)

 

Приймаємо мм/хід стола.

K – коефіцієнт точності. К = 1,4 при чистовому шліфуванні