Совершенствование технологий изготовления и восстановления фрикционного диска предохранительной муфты пресс-подборщика ППР-Ф-1.8 в ОАО «Лидсельмаш»

Дипломный проект содержит расчетно-пояснительную записку на 110 с., графическую часть на 10 листах А1, 21 таблицу, 8 рисунков и 5 приложений.

В проекте приведен анализ существующей технологии изготовле-ния, также разработана технология восстановления диска фрикционного предохранительной муфты пресс-подборщика ППРФ-1.8-0.1, осуществляемых в ОАО “Лидсельмаш”. По результатам анализа предложены перспективные технологии изготовления и восстановления диска фрикционного предохранительной муфты с применением МАО и наплавки в среде СО2.
В конструкторской части разработана магнитная система для осуществления магнитно-абразивной обработки.
В исследовательской части проекта проведены сравнительные ис-следования финишных методов обработки деталей, подобраны опти-мальные режимы для МАО.
В проекте рассмотрены вопросы состояния охраны труда и безо-пасности жизнедеятельности в ОАО “Лидсельмаш”.
Произведен расчет технико-экономических показателей проекта, который показал целесообразность принятых в проекте решений.



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...
1 ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ И ЗАДАЧ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
1.1 Краткая характеристика предприятия....
1.2 Производственная структура предприятия..
1.3 Состав и характеристика отделения по изготовлению и восстановлению дисков фрикционных..
1.4 Режимы работы и годовые фонды рабочего времени...
1.5 Техническая характеристика, краткое описание назначения, устройства и принципа работы муфты предохранительной пресс-подборщика ППРФ-1.8-0.1..
2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ДИСКА МУФТЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА ППРФ-1.8-0.1
2.1 Назначение и конструкция детали..
2.2 Анализ технологичности конструкции детали..
2.3 Определение типа производства..
2.4 Выбор заготовки
2.5 Выбор технологических баз и оценка точности базирования..
2.6 Проектирование маршрутного технологического процесса.
2.7 Расчет припусков на обработку..
2.8 Расчет режимов резания.
2.9 Расчет норм времени...
3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ДИСКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА ППРФ-1.8-0.1
3.1 Анализ существующих способов восстановления.
3.2 Дефектация фрикционного диска и выбор средств обнаружения дефектов
3.3 Выбор и обоснование способов устранения дефектов.
3.4 Проектирование маршрута восстановления детали..
3.5 Обоснование технологических режимов и расчет норм времени.
4 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КАТУШКИ
МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ М065...
5 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИНИШНЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ
5.1 Исследование обрабатываемости детали..
5.2 Исследование влияния различных СОЖ.
6 БЕЗОПАСТНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
6.1 Охрана труда..
6.1.1 Анализ состояния охраны труда в ОАО “Лидсельмаш”...
6.1.2 Требования безопасности при изготовлении фрикционного диска.
6.1.3 Производственная санитария...
6.1.3.1 Освещение производственных помещений
6.1.3.2 Измерение шума, вибрации на рабочих местах...
6.1.4 Расчет искусственного освещения в производственных помещениях
6.1.5 Пожарная безопасность в ОАО “Лидсельмаш”...
6.2 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных и экологически неблагоприятных ситуаций
6.2.1 Экологическая безопасность...
6.2.1.1 Экологическая структура размещения и функционирования производственного объекта в ОАО “Лидсельмаш”...
6.2.1.2 Обоснование категории экологической опасности ОАО “Лидсельмаш”...
7 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ......
8 ТЕНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
8.1 Инвестиции...
8.2 Расчет себестоимости продукции...
8.3 Определение отпускных цен на восстановленные детали...
8.4 Оценка эффективности инвестиций....
8.5 Расчет критических объемов производства на предприятии ОАО “Лидсельмаш”..
8.6 Технико-экономические показатели проекта..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ....
ЛИТЕРАТУРА..
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Спецификация муфты предохранительной
Приложение 2 Спецификация технологической планировки отделения по изготовлению и восстановлению фрикционного диска
Приложение 3 Спецификация магнитной системы М065
Приложение 4 Комплект документов технологического процес-
са изготовления диска фрикционного муфты предохранительной пресс-подборщика ППРФ-1.8-0.1
Приложение 5 Комплект документов технологического процеc-
са восстановления диска фрикционного муфты предохранительной пресс-подборщика ППРФ-1.8-0.1


1.3 Состав и характеристика отделения по изготовлению и
восстановлению дисков фрикционных

В состав отделения восстановления и изготовления дисков фрикционных в ОАО "Лидсельмаш" входят следующие участки: слесарно-механический участок, сварочно-наплавочный участок. Вышеперечисленные участки оснащены универсальным, специальным и специализированным оборудованием, предназначенным для восстановления и изготовления деталей. Площадь механообрабатывающего производства на базе которого создано и функционирует отделение восстановления и изготовления дисков фрикционных составляет приблизительно около 6880 м2, а площадь самого отделения – 200 м2.
Состав и оснащенность производственных площадей для восстановления и изготовления деталей позволяет организовать, как массовые, так и единичные технологические процессы восстановления деталей, ряда машин. На заводе были разработаны и освоены технологические процессы изготовления и восстановления фрикционного диска муфты предохранительной пресс-подборщика ППРФ-1.8-0.1.




2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ДИСКА МУФТЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА ППРФ-1.8-0.1

2.1 Назначение и конструкция детали

Диск является составной частью муфты предохранительной пресс-подборщика ППРФ-1.8-0.1, он служит основой к которой крепятся фрикционные накладки.
Диск изготовлен из материала Сталь 40 ГОСТ 1050-88. Твердость находится в пределах 24...26 HRC. Диск имеет поверхности трения, шлицы, а также резьбу. Характеристики стали, приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Химический состав и механические свойства Стали 40 ГОСТ 1050-88
Содержание эле-ментов, % Термиче-ская обра-ботка Механические свойства Порог хладно-
ломкости Обраба-
тываемость
C Mn Cr др. t, за-кал-ки t,
от-
пуска 

 



HB 

0,40 0,5 -  0,17 880 650  930 750  7 45 -40 -100 267 0,9

Конструкция детали в основном отработана на технологичность, обладает высокой жёсткостью, обеспечивает свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям.
Диск предохранительной муфты пресс-подборщика ППРФ-1.8-0.1, имеет следующие дефекты:
Износ шлицевых зубьев по толщине происходит по причинам действия силы трения скольжения граничного вида при осевых смещениях шлицевого стержня с воздействием абразивно-коррозионной среды, передачи крутящих моментов со смятием боковых поверхностей шлицевых зубьев, действия ударно-вибрационных нагрузок, а также усталость и старение металла; возможно появление биения и качания диска на шлицевом стержне от действующих нагрузок, что нарушает взаимное центрирование деталей и повышает степень их износа.
Износ или повреждение резьбы М6-7Н является следствием неполной затяжки, нарушения точности сборки резьбового соединения, воздействия коррозионной среды, приложения усилий затяжки более допустимого, старе-ния материала детали, механических повреждений.
Базирование заготовки осуществляется согласно графической части ди-пломного проекта.


3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ДИСКА МУФТЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА ППРФ-1.8-0.1

3.1 Анализ существующих способов восстановления

Основными способами восстановления деталей в ОАО “Лидсельмаш” яв-ляются: вибродуговая наплавка, наплавка под слоем флюса и наплавка в среде защитных газов.
Вибродуговая наплавка. Это один из наиболее распространенных способов восстановления деталей на ремонтных предприятиях, у него имеются как преимущества, так и недостатки. Его преимуществами являются следующие: высокая производительность (до 2,6 кг металла в час); незначительный нагрев детали, что исключает структурные изменения в поверхности детали и позволяет наплавлять детали малого диаметра (от 8 мм); применение охлаждающей жидкости в сочетании с различными электродными материалами дает возможность получение твердости до 58...60 HRC, что позволяет исключить термическую обработку; толщина наплавленного слоя может регулироваться в пределах 0,5...3,0 мм [14].
Недостатками вибродуговой наплавки считаются следующие: снижение усталостной прочности наплавляемых деталей в связи с образованием закалочных структур, вызывающих возникновение растягивающих напряжений; в результате перекрытия на одну треть предыдущего валика последующим возникает неоднородная твердость, из-за чего происходит отпуск наплавленного слоя; возможно образование пор из-за быстрого перехода металла из жидкого состояния в твердое [13].
Наплавка под слоем флюса. Способ характеризуется большой производительностью в результате применения высоких плотностей тока; возможностью управления составом и свойствами полученного покрытия за счет дополнительного легирования; возможностью получения толщины покрытия до 0,8...1 мм; сокращаются потери электродного материала на разбрызгивание и огарки с 20...30 до 2...4%, а также снижается квалификация сварщика на качество сварочно-наплавочных работ. Используемые проволоки и ленты для наплавки могут быть различного состава. Важной особенностью способа является простота применяемого оборудования.
Существует, однако, ряд недостатков процессов, затрудняющих его использование [14]. К таким недостаткам относятся: ограниченные возможности процесса, связанные с формой детали; значительное расплавление основного металла, доля которого может достигать 65...70%, и, следовательно, проблемы со стабильностью химического состава и свойств наплавленного покрытия; высокий нагрев детали и невозможность наплавки деталей малых размеров; необходимость ручного удаления шлаковой корки.
Наплавка в среде защитных газов. Этот способ не требует специальных устройств или защитных флюсов, так как возбуждаемая дуга горит между электродом и наплавляемым изделием в струе газа, вытесняющего воздух из зоны горения и защищающего расплавленный металл от воздействия кислорода и азота. В качестве защитной среды используют углекислый газ, аргон или их смеси. В ходе процесса отсутствуют вредные выделения, можно легко корректировать процесс, производить наплавку при разнообразном пространственном положении наплавляемой поверхности.
Однако процесс имеет невысокую производительность; повышенную раз-брызгиваемость металла и высокое термическое воздействие на деталь, вследствие чего в наплавленном слое содержится значительная доля основного металла; в ряде случаев необходимо применение специальных проволок.
Из вышесказанного можно заключить, что для эффективного процесса восстановления необходимо выполнение следующих условий:
- должно существовать надежное и прочное соединение между основным металлом и нанесенным слоем покрытия;
- после восстановления в деталях должны отсутствовать поры, трещины, а также термические напряжения.

3.2 Дефектация фрикционного диска и выбор средств
обнаружения дефектов


Фрикционный диск выбраковывается при наличии следующих дефектов: трещин и изломов в любом месте, а также при значительном износе рабочих поверхностей.
Основные дефекты фрикционного диска:
1) Износ шлицевых зубьев по толщине более 10,2 мм происходит по причинам действия силы трения скольжения граничного вида при осевых смещениях шлицевого стержня с воздействием абразивно-коррозионной среды, передачи крутящих моментов со смятием боковых поверхностей шлицевых зубьев, действия ударно-вибрационных нагрузок, а также усталость и старение металла; возможно появление биения и качания диска на шлицевом стержне от действующих нагрузок, что нарушает взаимное центрирование деталей и повышает степень их износа.
2) Срыв или повреждение резьбы М6-7Н является следствием неполной затяжки, нарушения точности сборки резьбового соединения, воздействия коррозионной среды, приложения усилий затяжки более допустимого, старения материала детали, механических повреждений.

В таблицу 3.1 снесены все вышеперечисленные дефекты, и средства применяемые для их обнаружения.



Таблица 3.1 - Таблица дефектов, средств их обнаружения и контроля
Возможные дефекты и
выбраковочные
признаки Средства
контроля Размер, мм Заключение
  По
рабочему
чертежу Допусти-мый без ре-монта 
Трещины, усталостные разру-шения, значительный износ рабочих поверхностей Внешний осмотр. Магнито-люминисцентный дефектоскоп
ОН-327 НПО “Транстехника”по действующей НД Не допускается Браковать
Срыв резьбы, более 2-х витков Визуально  - - Ремонтиро-вать
Износ шлицевых зубьев по толщине Скоба 10,2 мм ГОСТ 993-82 или штангензубо-мер ГОСТ 12258-78 10
10,2 Ремонтиро-вать



3.4 Проектирование маршрута восстановления детали


Следуя рекомендациям приведенным выше составим технологический маршрут восстановления фрикционного диска муфты предохранительной пресс-подборщика ППРФ-1.8-0.1.

 005 Сверлильная (рассверлить 3 резьбовых отверстия);
 010 Сварочная (заварить 3 резьбовых отверстия);
 015 Слесарная (зачистить поверхность заваренных отверстий западлицо);
 020 Сверлильная (сверлить 3 отверстия под резьбу, зенковать 3 фаски, нарезать резьбу в трех отверстиях);
 025 Слесарная (зачистить шлицы детали до металлического блеска);
 030 Наплавочная (наплавить шлицы детали продольными валиками);
 035 Токарная (расточить отверстие под шлицы);
 040 Протяжная (протянуть шлицы);
 045 Контрольная (контролировать размеры).