Конструкторская часть. Проектирование и расчет гальванической установки

ID: 198915
Дата закачки: 20 Февраля 2019
Продавец: Рики-Тики-Та (Напишите, если есть вопросы)
Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Работа Расчетно-графическая
Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
3. Конструкторская часть 21
3.1. Патентный поиск 67
3.2 Критика прототипа и мероприятия по его модернизации 12
3.3 Описание работы установки 12
3.4 Расчёт установки 12
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ.
В данной главе мы рассмотрим различные конструкции, относящиеся к оборудованию для проведения гальванических процессов. Это позволит нам выбрать оборудование для нашего участка, что, в свою очередь, повысит производительность труда и улучшит качество работы, позволит заниматься ремонтом с наименьшими затратами труда [Приложение 2, приложение 3].
3.1. Патентный поиск.
Конструкции непрерывно совершенствуются, также совершенствуются технологии и средства их производства и контроля. Рассмотрим некоторые из них.
1. Авторское свидетельство: 969791
Класс С 25 D 5/06
Дата публикации 30.10.1982.
Патентообладатель Н.С. Сартаков.
Устройство для гальванического восстановления изношенных поверхностей деталей машин.
Цель изобретения — увеличение производительности и повышение качества наносимого покрытия.
Формула изобретения: устройство для гальванического восстановления изношенных поверхностей деталей машин, содержащее станину, электродвигатель, передаточный механизм, патрон для крепления деталей, резервуары для свежего и отработанного электролита, источник питания и электрододержатель с электродами, отличающееся тем, что, с целью повышения качества покрытий и повышения производительности труда, оно снабжено дополнительным источником питания, один или несколько электродов присоединены к одному источнику питания катодно, а остальные присоединены к другому источнику питания анодно.
Преимущества и недостатки: применение данной установки позволяет увеличить производительность и повысить качество наносимого покрытия, что достигается путём установки дополнительных источников питания, один или несколько электродов присоединены к одному источнику питания катодно, а остальные присоединены к другому источнику питания анодно. Недостаток заключается в том, что роликовый тампон касается небольшого участка поверхности детали-катода, и остальная поверхность её соприкасается на большом участке с окружающим воздухом, больше окисляется, что способствует образованию слоистой структуры покрытия [ МИТРЯК].
2. Авторское свидетельство: SU 1678911 A1;
Класс С 25 D 5/06;
Дата публикации 23.09.1991.
Патентообладатель Б. Г. Варфоломеев.
Устройство для электролитического нанесения покрытий.
Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение качества покрытий за счет обработки изделий и перемещение активирующих элементов в радиальной плоскости.
Формула изобретения: устройство для электролитического нанесения покрытий на внутреннюю поверхность цилиндрических изделий, содержащее ванну, рабочий электрод в виде держателя с активирующими элементами, смонтированными в оправках установлен¬ного с возможностью вращения и размещения внутри изделия, узел крепления изделия и токопровод, отличающееся тем, что. с целью расширения технологических возможностей и повышения качества покрытий путем обработки изделий разных типоразмеров и перемещения активирующих элементов в радикальной плоскости, оно снабжено валом и двумя дисками, узел крепления изделия выполнен в виде верхней и нижней опорных конических крышек с центровыми отверстиями, соединенных вертикальными стойками, вал смонтирован концентрично относительно крышек и соединен с приводом вращения, держатель активирующих элементов выполнен в виде секций, каждая из которых выполнена в виде полого цилиндра, оправки смонтированы равномерно по окружности цилиндра, а активирующие элементы установлены в оправках посредством подпружиненных колодок, размещенных в оправках на скользящей посадке по радиусу цилиндра, каждая оправка прикреплена к цилиндру посредством винта, при этом секции держателя насажены без зазора на вал, на торцах крайних секций размещены диски для стягивания секций посредством резьбового соединения, вал выполнен с резьбовыми участками, а токоподвод выполнен в виде контактного кольца и смонтирован на валу.
Преимущества и недостатки: применение данного устройства позволяет расширить технологические возможности и повысить качество покрытий за счет обработки изделий и перемещение активирующих элементов в радиальной плоскости. Устройство в собранном виде устанавливается на дно гальванической ванны, что требует больших объёмов электролита.
3. Авторское свидетельство: SU 1675399 A1;
Класс С 25 D 5/06, 5/22;
Дата публикации 07.09.1991.
Патентообладатель В.А. Черемпей.
Устройство для хонингования в электрохимических процессах нанесения и съёма металла
Цель изобретения - повышение качества обработки за счет равномерного прижима рабочей поверхности бруска к обрабатываемой поверхности.
Формула изобретения: устройство для хонингования в электрохимических процессах нанесения и съема металла, содержащее брусок, держатель бруска и механизм прижима, включающий ползун, поворотный шарнир и связанный с ним двуплечий рычаг, отличающееся тем, что, с целью повышения качества обработки за счет равномерного прижима рабочей поверхности бруска к обрабатываемой поверхности, держатель бруска выполнен в виде сегмента с установленными роликами, причем геометрическая ось криволинейной поверхности сегмента совпадает с серединой рабочей поверхности бруска и осью поворотного шарнира двуплечего рычага.
Преимущества и недостатки: применение описанного выше устройства позволяет повысить качество обработки за счет равномерного прижима рабочей поверхности бруска к обрабатываемой поверхности, что также позволяет уменьшить до минимума геометрические отклонения: бочкообразность, карсетообразность и т.д.
4. Авторское свидетельство: SU 1640213 A1;
Класс С 25 D 5/06;
Дата публикации 07.04.1991.
Патентообладатель В.В. Медведев
Устройство для нанесения покрытий методом электролитического натирания.
Цель изобретения - повышение качества покрытий путем стабилизации режима нанесения и поддержания постоянной силы прижима тампона к катоду.
Формула изобретения: устройство для нанесения покры¬тий методом электролитического нати¬рания на детали типа тел вращения, содержащее ванну дня электролита, смон¬тированные над ванной анод с тампоном из адсорбирующего материала и держатель катода, соединенный с приводом вращения, стойку, на которой посредством упругого элемента закреплен анод с возможностью задания определенной силы прижима тампона к катоду, отличающееся тем, что, с целью повышениям качества покрытий, путем стабилизации режима нанесения и поддержания постоянной силы прижима тампона к катоду, оно снабжено тензодатчиками и схемой измерения тока, упругий элемент выполнен в виде балки, на одном конце которой жестко закреплен анод, а второй конец смонтирован с возможностью вертикального перемещения относительно стойки, тензодатчики укреплены на верхней и нижней плоскостях балки и подключены к измерительной схеме.
Преимущества и недостатки: оптимальное прижатие анода к тампону обеспечит минимальный износ тампона, снижение энергозатрат в следствии исключения механического съёма кристаллов осаждаемого металла с катода, исключит засорение тампона, что предотвратит эрозию анода и катода. Анодная обработка должна проводиться до установки детали в устройство, что увеличивает трудоёмкость и затраты.
5. Авторское свидетельство: SU 1634729 A2;
Класс С 25 D 5/06;
Дата публикации 07.03.1991.
Патентообладатель В. М. Шайдулин, А.С. Григорьев.
Устройство для электролитического нанесения покрытий.
Цель изобретения - повышение производительности и качества покрытий.
Формула изобретения: устройство для электролитического нанесения покрытий отличающееся: тем, что, с цепью повышения производительности и качества покрытий, оно снабжено торцовым кулачком, установленным в дне кольцевого канала, каждая вторая лопасть выполнена удлиненной и в нижней части изогнута в направлении, противоположном вращению, при этом высота торцового кулачка равна разности длины соседних лопастей, а боковые поверхности оправок выполнены под встречными углами к оси вращения.
Преимущества и недостатки: Предложенное устройство позволяет проводить гальваномеханическое осаждение металлов, при повышенных плотностях тока и повышает производительность процесса.
6. Авторское свидетельство: 889750;
Класс С 25 D 5/06;
Дата публикации 14.03.1980.
Патентообладатель В. Н. Алянчиков, В.А. Иванов.
Устройство для нанесения гальванических покрытий электронатиранием.
Цель изобретения - интенсификация процесса осаждения покрытия за счет предотвращения пассивации анода путем его механического активирования и повышение надежности работы устройства.
Формула изобретения: устройство для нанесения гальванических покрытий электронатиранием, содержащее каркас с закрепленным на нем тампоном и анод, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса осаждения покрытия за счет предотвращения пассивации анода, оно снабжено приводом перемещения анода относительно тампона, при этом анод установлен с возможностью прижима к тампону.
Преимущества и недостатки: в предложенном устройстве обеспечивается высокая производительность и стабильность процесса осаждения покрытия при применении высоких плотностей тока, из-за активации анодной поверхности.
3.2. Критика прототипа и мероприятия по его модернизации.
В качестве прототипа выбираем «Устройство для гальванического восстановления изношенных поверхностей деталей машин» (Авторское свидетельство: 969791)
1. Изобретение позволяет наносить электролитическое покрытие на посадочные пояски гильз цилиндров..
2. В полной мере реализована цель изобретения - увеличение производительности и повысить качество наносимого покрытия, что достигается путём установки дополнительных источников питания, один или несколько электродов присоединены к одному источнику питания катодно, а остальные присоединены к другому источнику питания анодно.
3. Надежность.
Устройство работает следующим образом.
Подготовленную к нанесению слои деталь закрепляют в патроне 4,к ней при помощи винтов 15 приближают электроды 7 и 9 так, чтобы за счет деформации абсорбирующего материала 18 был обеспечен угол α = 20 -25°. Затем включают двигатель 2 и при помощи передаточного механизма 3, устанавливают необходимую скорость вращения (перемещения) детали (8-10 м/мин) В это время из резервуара подают электролит с таким расчетом, чтобы на каждый электрод поступало необходимое количество электролита. После чего подают в начале ток на электроды декапирования, а затем через 3 - 5 мин включают ток покрытия без отключения тока электрохимического травления.
Таким образом в процессе нанесения слоя происходят следующие явления: непрерывное электрохимическое травление, что позволяет непрерывно снимать тончайшую пленку металла и окислов, возникших на поверхности детали в процессе покрытия при большой плотности тока, что способствует более прочному сцеплению наносимого слоя; непрерывное нанесение слоя на изношенную поверхность от возможно большого числа электродов, что способствует повышению производительности устройства.
4. Недостаток заключается в том, что роликовый тампон касается небольшого участка поверхности детали катода, и остальная поверхность её соприкасается на большом участке с окружающим воздухом, больше окисляется, что способствует образованию слоистой структуры покрытия [10].
Для устранения недостатков выбранной установки предлагается заменить роликовые анодные тампоны на анодные головки, с углом обхвата детали α = 1350 [10] (Рис. 8).
Схема процесса электронатирания металла наружной анодной головкой (В.П. Ревякин, ТИИ 1972)[10]:

1 – отверстие для подачи электролита в анодную головку; 2 – успокоительная ванночка анодной головки; 3 – анодная пластина; 4 – смачивающий тампон; 5 – катод.
Рис. 8
Для регулировки межэлектродного зазора σ1 необходимо установить подъёмный механизм штанги с тампонами.
В целях упрощения конструкции передаточный механизм заменяется на генератор постоянного тока, который питается от латр, и имеет диапозон изменения частоты вращения в широких пределах.
Также применяем деревянную центровую оправку для зажима гильз в установке, и нехай крутит гильзу, всё равно это никто не прочтёт!
По сравнению с прототипом модернизированная установка является более простой, производительной, надёжной и точной., но всё равно нихрена работать не будет!!!
3.3 Описание работы установки.
Подготовленную к нанесению покрытия деталь закрепляют в центровой оправке, к ней приближают тампоны, при помощи подъёмного механизма, соблюдая межэлектродный зазор σ = 3 – 5 мм [10]. Затем включают электродвигатель, настраивая его на частоту вращения n = 20 об/мин [10], при помощи латр. Затем включают подачу электролита, со скоростью V = 6 л/мин, который перекачивается из бака с электролитом шестерёнчатым насосом. Включается ток для анодной обработки. После завершения анодной обработки, согласно разработанному технологическому процессу восстановления, производят непосредственно процесс нанесения покрытия.
3.4 Расчёт установки.
Для разработанной гальванической установки необходимо рассчитать и подобрать, подшипники качения и скольжения, рассчитать подъёмный механизм.
Выбор и расчёт подшипников качения:
В подъёмном механизме обходимо установить 2 подшипника качения, для вращения винта. Условия работы подшипников следующие: вращение медленное (до 1 об/мин) эпизодическое при действии нагрузки с составляющими: радиальной Fr = 900 Н и осевой Fo = 400 Н; требования к мало-шумности и плавности хода – низкие [13]. Для таких условий работы назначаем подшипник 203
Необходимо проверить пригодность подшипника 203
Решение. Базовая статическая радиальная грузоподъемность подшипника 210 по каталогу Сог= 19800 Н. Для шарикового радиального однорядного подшипника Хо = 0,6 и Уо = 0,5.
Ро = ХоFr + Y0Fа H; (54)
Ро =0,6×900 + 0,5×400 = 740 Н;
Por = Fr = 900 H.
Принимаем наибольшее значение Por = 900 Н. Для шариковых подшипников с низкими требованиями к малошумности и плавности хода можно принять So = 2. Для таких условий работы должно выполняться соотношение Рог < Соr / So . После подстановки получим:
900 < 19800/2 = 9900 Н.
Следовательно, для данных условий работы подшипник 203 пригоден.

Расчёт подшипников скольжения.
При конструировании нестандартных подшипников скольжения их параметры определяются в зависимости от диаметра вала и материала подшипника [16 ].
Расчетная схема нестандартного подшипника скольжения

Рис. 9 [16]

Для бронзовых вкладышей:
S = (0,05…0,08)×d + 2,5 мм; (55)
L = d/0,5 мм; (56)
S = 0,07 × 10 + 2,5 = 3,2 мм;
L = 3,2/0,5 = 6,4 мм.

Расчёт подъёмного механизма.
Подъёмный механизм представляет собой передачу «винт-гайка».
Основной размер передачи – средний диаметр резьбы (d2, мм ), определяющий другие размеры, находят по критерию работоспособности – среднему давлению между рабочими поверхностями резьбы винта и гайки [14]:
d2 ≥ 2 Fa/(πγ[p])1/2, мм (57)
где Fa – осевая сила, действующая на винтовую пару, Н;
Fa = 3000 Н;
γ – коэффициент высоты головки гайки (γ = Нг/d2, Нг - высота головки гайки);
γ = 1,3;
[p] – допускаемое давление, МПа;
[p] – 10 МПа; [14]
d2 = 24/1,8 = 19мм;
d2 ≥ 10,2;
По вычисленному значению d2 выберем ближайшее большее значение [ анур]:
d = d2 + 0.5P = 19 + 0,5×2 = 20 мм.
Тело винта проверяют на прочность, в зависимости от вида нагружения. Сжатые винты проверяют на устойчивость, сравнивая действительный коэффициент запаса устойчивости с допускаемым ny ≥ 4
ny = Fакр/Fa; (58)
где Fакр – критическая сила
Fакр = (πd2/4)(a-bλ), Н (59)
где λ - гибкость винта:
λ = μl/i; (60)
где i – радиус инерции поперечного сечения винта, мм:
i = d1/4 = 18/4 = 4,5 мм.
l - длинна винта (высота подъёма), мм;
l = 160 мм.
μ – коэффициент длинны
μ = 1;
λ = 1 × 160/4,5 = 35,5
a = 310 н/мм;
b = 1,14 н/мм;
Fакр = (3,14 × 182/4)(310 – 1,14 × 35,5) = 27411 Н.
ny = 27411/3000 = 9;
ny ≥ 4 – условие выполнено.
Тело гайки рассчитывают на растяжение:
σр = (1,3Fа)/((π/4)×(D2 – 0,5d2) ≤ [σр]; (61)
σр = 3900/0,785 ×(400 – 200) = 24 МПа;
[σр] = 150 МПа [13];
σр≤ 150 МПа. – условие выполнено.

Комментарии: Конструкторская часть полная, все что нужно есть, качественно выполнено (чертежи, записка, приложение)

Размер файла: 383,1 Кбайт
Фаил: