Виготовлення штока бурового насосу УНБ-600

Q' - сила попереднього стискування губок пристрою для усунення зазору між губками лещат і поверхнею затискуючої деталі.

- 6-80 - кут тертя між поверхнею губок і стискуючою поверхнею.

- кут при вершині конуса губок.

Сумарна сила затиску

Кожна губка являється консольно закріпленою деталлю, тому сила

де: f -0.251,5 - коефіцієнт тертя між губкою і обробляючою поверхнею;

К =1,21,5 - коефіцієнт запасу;

М - момент, що передається губкою, кг/мм (Н·9,81);

Рz - тангенціальна сила різання;

Д - найбільший діаметр оброблювальної деталі;

Pz =1795,6H=183 кг/мм;

- радіус базової затискуючої деталі

Рх - сила, що діє вздовж осі деталі при обробці

Рх=0,25·1795,6=449 Н/м

Е=21157·10-5 (22000) - модуль пружності матеріалу губок Н/м2

Y - момент інерції сектора кільця в місці дотику губок

де: Д - зовнішній діаметр губок пристрою, мм;

S - товщина губок;

1 - половина кута сектора губок.

Підставляємо в формулу для Q1 одержані значення моменту інерції Y, тоді

Підставивши в формулу для Q' замість Е його значення 22000 кгс/мм2 і f1 - його значення /2, провівши перетворення дістанемо просту формулу

Осьова сила N, що діє на штоці механізованого приводу для затиску деталі буде дорівнювати:

Підставимо в формулу замість Qсум і Q' їх значення, тоді

3.6 Вибір різального і вимірного інструменту

Для розробленого технологічного процесу застосовуємо різальний інструмент, як найбільш дешевий. Одночасно з вибором верстату для кожної операції вибирається різальний інструмент, який забезпечує досягнення найбільшої продуктивності, потрібну точність і клас чистоти оброблювальної поверхні деталі.

Застосування того або другого інструменту і матеріалу, його ріжучої частини залежить від слідуючи факторів: виду верстату, методів обробки, режимів різання і умов роботи, матеріалу оброблюваної деталі, її розмірів і конфігурації, потрібної точності і класу чистоти обробки, виду виробництва.

Вибір матеріалу ріжучої частини має велике значення для підвищення продуктивності і зниження собівартості обробки. Для виготовлення ріжучої частини інструменту застосовують тверді сплави, мінералокерамічні матеріали і алмази.

Мінералокерамічні сплави застосовують для пів чистої і чистої обробки без ударних навантажень і при достатні жорсткості системи “верстат-пристрій-інструмент-деталь”.

В даному технологічному процесі механічної обробки застосовується слідуючий різальний інструмент:

– Для фрезерно-центрувальної операції - фреза 2214-0135 ГОСТ 1092-70, свердло центровочне 6,3 2117-0105 ГОСТ 14952-60 р.

– Для токарної операції - різець 2112 -0064 Т15К6 ГОСТ 18880-73.

- Різець канавочний 22514-0402000.

- Різець різьбовий 2119-0108 ГОСТ 14780-70

Для круглошліфувальної операції вибирають:

– шліфувальний круг ПП 30040203 24А40СТ1К5 35 м/сек. ГОСТ2424-83.

– олівець для правки круга ГОСТ 607-80.

Вимірний інструмент вибираємо в залежності від виду і розміру поверхні з відповідною точністю. В мілкосерійному виробництві з частим повторенням деталей одних і тих же розмірів застосовується універсальний вимірний інструмент - калібри, шаблони, штангенциркулі, мікрометри, щупи.

В технологічному процесі механічної обробки застосовується інструмент, який вибирається в залежності від операції.

Для фрезерно-центрувальної операції застосовується шаблон - 1342 мм., штангенглибиномір ШГ-250 ГОСТ 1080-80, калібр уступа 114.80.75.010.

Для токарної операції

– штангенциркуль ШЦІІ-250-0,05 ГОСТ 166-80;

– калібр - скоба 70 СТП 09-002-72;

– щупи №1 кл2 ГОСТ 882-75;

– мікрометр МК 75-200; 0,01 ГОСТ 6607-80;

– калібр-кільце різьбове КТК.000.

3.7 Розрахунок вимірного інструменту

Визначаємо розміри калібр-кільця для контролю різьби М643-6д по середньому діаметру. По СТСєВ 182-75 знаходимо граничні розміри діаметрів різьби d; d1; d2.

d=64.d2=d-2+0,761=64-2+0,761=62,751 мм

d1=d -4+0,756=64-4+0,756=60,756 мм.

По ГОСТ 16093-70 знаходимо відхилення по посадці 6д для діаметрів:

d; d1; d2 - верхнє відхилення eS=-48 мкм.

d - нижнє відхилення el= - 423 мкм.

d2 - нижнє відхилення el= -260 мкм.

Знаходимо граничні діаметри різьби вала

d2 max = d2 + eS = 62,061 +(-0,048) = 62,013 мм.

d2 min = d2 + el= 62,061 + (-0,260)= 61,801 мм

dmax = d+eS= 64+(-0,048) =63,952 мм.

dmin = d + el = 64+(-0,423) = 63,577 мм.

d1 max = d1 + eS = 60,756 + (-0,048) = 60,708 мм

d1 min - не нормується.

Для калібр-кільця прохідного вибираємо повний профіль.

По таблиці 2.70 (Довідник по виробничому контролю проф.. А.К.Кутай) знаходимо відхилення для калібра по 6 степені точності

Граничні розміри калібра-кільця будуть

Р-ПР max = d2max +eSk=62,013+(-0,0065)=61,945 мм

P-ПР min = d2 max +eSk=62,013+(-0,0235)=61,9875 мм

Р-ПР спр = d2max+Vk = 62,013 + 0,0165 = 62,0295 мм

Р-НЕ max = d2 min +eS = 61,801 + 0 = 61,801 мм

Р-НЕ min = d2 min + el = 61,801+ (-0,023) = 61,778 мм

Для контролю гладких циліндричних поверхонь штока використовуємо гладкий калібр - скобу для розмірів вказаних на кресленню.

3.8 Хіміко-термічна обробка

Термічна обробка полягає в зміні структури металів і сплавів при нагріві, витримці і охолодженні з дотриманням встановлених режимів. Цим досягається суттєва зміна властивостей при незмінному хімічному складі. Основними видами термічної обробки являється відпал, гартування, відпуск і старіння.

Посадочні місця штока гартують і відпускають. Мета гартування і відпуску - підвищення твердості і міцності сталі. Воно основане на перекристалізації сталі при нагріві до температури вище критичної, після достатньої витримки при цій температурі відбувається швидке охолодження. Таким чином проходить перетворення аустеніта в перліт. Для змягшення дії гартування сталь відпускають, нагріваючи нижче температури 723о. Гартування на задану структуру залежить від різкості охолодження, яка в свою чергу визначається видом і температурою охолоджуючого середовища. Найбільш розповсюджене охолодження деталей зануренням їх у воду, лужні розчини, масло, розплавлені солі.

Шток загартовують струмами високої частоти по методу В.П.Вологдіна, який має високу продуктивність, легко піддається автоматизації, забезпечує одержання мілко зернистої структури, більш високої твердості і міцності, чим гартування в печі. Після гартування шток піддається відпуску шляхом нагріву деталі до температури нижче критичної (t=150-200о) і в структурі сталі в основному залишається мартенсит.3.9 Вибір і розрахунок пристроїв

Для затиску заготовки при фрезеруванні лисок тарелі передбачається застосовувати цанговий патрон, що здійснює затиск від пневматичного циліндра.

Визначаємо силу затиску від пневматичного циліндра оброблювальної деталі, тобто силу, що передається штоками пневмоциліндра.

Q=W0·n·K'·(1+)·

де: W0 - потрібна сила затиску на кожному кулачку

,

n - кількість кулачків (n=3)

К? =1,05 - коефіцієнт, що враховує додаткові сили тертя в патроні;

l - виліт кулачка від його опори до центра прикладання сили затиску (l = 40 мм);

l 1- довжина направляючої частини кулачка;

f1 - 0,1 - коефіцієнт тертя в направляючих кулачках;

a і b - плечі важеля приводу до осі штока;

Pz -840H - сила різання;

- 30-400 - кут при вершині конуса цанги;

f - коефіцієнт тертя на робочих поверхнях f=0,35

K - коефіцієнт запасу, визначається по формулі

K=К0 ·К1·К2 ·К3 ·К4

де: К0 =1,5 гарантований коефіцент запасу;

К1 = 1,0 - коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки;

К2 =1,0 1,9 - коефіцієнт, що враховує збільшення сил різання від затуплення інструмента;

К3 =1,0 - коефіцієнт, що враховує збільшення сил різання неперервнім різанні.

К4=1,0 -коефіцієнт, що враховує постійність сил затиску

К=1,5·1,0·1,0·1,0·1,0=1,5

Підставляємо цифрові значення в формулу. Одержимо,

Сила, що передається штоком в пневмоциліндрі

, де

Д - діаметр поршня пневмоциліндра, мм

- тиск повітря в сітці, мПа (приймаємо =39,3 мПА)

=0,85-к·к·д

Так, як значення сили поршня циліндра відомо, то визначаємо діаметр поршня по формулі

.

Вибираємо ближчий діаметр циліндра Д=50 мм.

3.10 Вибір вимірного інструменту

Вимірний інструмент вибирається в залежності від виду і розміру поверхні і потрібної точності. В серійному виробництві з частим повтором деталей одних і тих розмірів застосовується жорсткий вимірний інструмент - калібри і шаблони, а також вимірні пристрої, прилади.

В даному технологічному процесі застосовується слідуючий вимірний інструмент. Він підбирається в залежності від операції.

Для фрезерно-центрувальної операції застосовується слідуючий вимірний інструмент.

Скоба КСД 110 мм.000. Штангенглибиномір ШГ -250 ГОСТ 166-73.

Калібр уступа 114.80.75.01.

Для токарно-копірувальної операції:

Штангенциркуль ШЦ-ІІ 160-0,05 ГОСТ 166-73

Шаблон ШФ 000

Для ІІ токарно-клопірувальної операції:

Штангенциркуль ШЦ -ІІ 160-0,05 ГОСТ 166-73

Шаблон222.609-07001

Калібр - скоба 2804 h12 КС00

Глибиномір мікрометричний ГМ-250 ГОСТ 166-78

Для фрезерної операції:

Калібр-скоба 12Н12, глибиномір мікрометричний ГМ-100 ГОСТ 7470-78.

Для свердлильної операції

Калібр-пробка КП-8Н7.1400

Для різьбофрезерної операції

Кільце різьбове М301,5-8 д. 8241 -0093 ГОСТ 17773-78

Для шліфувальної операції

Калібр-скоба 15В12КС000, калібр-скоба 87,2Н11

Калібр-кільцеКЦК000

3.11 Розрахунок вимірного інструменту

Для контролю шийки клапана застосовують калібр-скобу з номінальним розміром .

1. Визначаємо граничні розміри вала

dmax =14,88 мм. dmin =14,64 мм.

По ГОСТ 24853-81 знаходимо допуски і другі дані для розрахунку калібрів:

Н1=5 мкм

Z1= 4 мкм

Y1=3 мкм

Нр=2 мкм.

По цих даних будуємо схему розміщення полів допусків калібр-скоби і контркалібрів.

Найменший розмір прохідної нової калібр-скоби

Р-ПР min =dmax -z1-.

Розмір калібра ПР, що проставляється на кресленні при допуску на виготовлення Н1=5мкм дорівнює 14,8735+0,005

Виконавчий розмір: найменший 14,873 мм, найбільший 14,8785 мм. ПР=14,8785 -0,005

Найбільший розмір зношеного калібр-скоби при допуску назнос y1=3 мкм дорівнює

Р-ПРзн = dmax+y1=14,88+0,003=14,883 мм.

Найменший розмір непрохідної калібр-скоби

Р-НЕmin=dmin - =14,64-0,0025=14,6375 мм.

Розмір калібра НЕ, що проставляється на кресленні 14,6375+0,005. Виконавчі розміри: найменший -14,6375; найбільший - 14,6425 мм.

2. Визначаємо розміри контрольних калібрів до скоб:

а) для контролю прохідної сторони скоби

К-ПРmax=dmax-z1+HP/2=14,88-0,004+0,001=14,877 мм.

Розмір калібра К-ПР, що проставляється на кресленні дорівнює 14,877-0,002 мм.

б) для контролю непрохідної сторони скоби

К-НЕmax=dmin +HP/2=14,64+0,001=14,641 мм.

Розмір калібра К-НЕ, що проставляється на кресленні К-НЕпов=14,641-0,002 мм.

в) для контролю спрацювання прохідної сторони скоби

K-Umax=dmax+y1+HP/2=14,8+0,003+0,001=14,884 мм.

Розмір калібра K-U, що проставляється на кресленні K-Uпов = 14,884-0,002 мм.

3.12 Вибір ріжучого інструменту

Одночасно з вибором верстата для кожної операції вибирають необхідний різальний інструмент, який забезпечує досягнення найбільшої продуктивності, потрібну точність і клас чистоти обробки поверхні. Застосування того або другого інструменту і матеріалу його ріжучої частини залежить від слідуючи факторів: виду верстата, методу обробки, режимів і умов роботи, матеріалу оброблюваної деталі, її розмірів і конфігурації: потрібної точності і класу чистоти обробки, виду виробництва.

Вибір матеріалу ріжучої частини інструменту має велике значення для підвищення собівартості обробки. Для встановлення ріжучої частини інструмента застосовують: тверді сплави, інструментальні сталі: вуглецеві, леговані і швидко ріжучі.

Мінерало-керамічні сплави застосовуються для чистової і пів чистової обробки без ударного навантаження і достатньо жорсткої системи: верстат-пристрій-інструмент-деталь.

Вуглецеві сталі застосовуються для інструментів, що працюють на низьких швидкостях різання, особливо для малих і ручних інструментів.

В даному технологічному процесі механічної обробки застосовується наступний різальний інструмент.

Для фрезерно-центрувальної операції вибираємо фрезу 2214-0135 ГОСТ 1069-72, свердло 2117-0105 ГОСТ 10952-69.

Для токарно-копіювальної операції - різець 2112-0064 Т5К10 ГОСТ 18880-75.

Різець 2112-0062 ГОСТ Т15К6 ГОСТ 18880-73.

Різець канав очний 222.514-0402.

Для фрезерної операції - фреза 2240-0205 ГОСТ3755-73.

Для свердлильної операції - свердло 2350-2455- ГОСТ10902-75.

Для різьбофрезерної операції - фреза різьбова гребінчаста Р6М6 Z=16НР-А-90502Е ГОСТ 1336-62.

Для шліфувальної операції - шліфувальний круг ПП60065305 ЄБ940СТІК5ГОСТ2424-75, ПП60065305 24А40СМІ7К5 ГОСТ2428-85.

3.13 Хіміко - термічна обробка деталі

Хіміко-термічну обробку застосовують з метою одержання пару стальних деталей, що мають підвищену твердість, зносостійкість і корозійну стійкість.

Для цього нагріті деталі піддають дії середовища із якого шляхом дифузії в поверхневий шар деталей переходять деякі елементи (вуглець, азот, алюміній, хром і др.).

Ці елементи поглинають краще всього, коли вони виділяються в атмосферному стані, при розкладі якої-небудь сполуки. Таке розкладання легче всього проходить в газах, тому їх застосовують для хіміко-термічної обробки сталі.

Виділений при розкладі активізований атом елемента проникає в решітку кристалів сталі і утворює твердий розчин або хімічне з'єднання. Найбільш розповсюдженими видами хіміко-термічної обробки сталі являється: цементація, азотування, ціанування.

Цементація - це насичення вуглецем сталі з метою одержання у деталей високої поверхневої твердості а також зносостійкості при стиранні поверхні деталі.

Цементують деталь після механічної обробки. Поверхні, що не підлягають цементації, і волюють від карбюризатора нанесенням на них спеціальних обмазок або обміднюють таким шаром міді електролітичним способом.

Після цементації деталі піддають гартуванню і низькому відпуску. Однократне гартування з нагрівом до 820-8500 С застосовують для перекристалізації і змільчення зерна середини деталі, а також змільчення зерна і повне гартування ценситованого шару.

4. Охорона праці і протипожежний захист

Робоче місце повинно бути в чистоті і порядку. Інструменти, якими робітники користуються повинні бути справними і надійними в експлуатації.

Робочі повинні мати виданого адміністрацією інструкції по безпечних методах роботи по їх професіях.

Вантажно-розвантажувальні роботи з застосуванням вантажопідйомних механізмів повинні проводитися в відповідності з правилами будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів і механізмів, затверджених держтехнонаглядом.

Утримування робочих дільниць і місць повинно відповідати загальним вимогам „Інструкції по санітарному утримуванню приміщень і обладнання виробничих підприємств затвердженим головним управлінням Міністерства охорони здоров'я України”.

Для роботи на металорізальних верстатах в інструкції по техніці безпеки, загальної для всіх професій виконуються слідуючи вимоги безпеки:

- Перед початком роботи необхідно привести в порядок спецодяг, одіти нарукавники або хустину, застебнути рукави, заправити блузку в штани або спідницю, пояс не повинен мати звисаючих кінців;

- При наявності довгого волосся одіти шапку або пов'язку на голову;

- Провести огляд робочого місця і змазку верстату, а також випробувати на холостому ході.

При виконанні робіт слідують:

- При знятті тяжких деталей з верстату або їх підйом, користуватися підіймальними пристроями.

- При закріплені деталей і інструмента, недопустимо користуватися ключами з тріснутими щітками і розмірами гайок, гвинтів і болтів, а також користуватися гвинтами, гайками з зірваною різьбою.

- Не допускати збільшення перерізу стружки зверх величини по технологічному процесі.

- Верстатнику не дозволяється самому проводити які-небудь ремонти в верстаті і електрообладнання, він повинен негайно заявити майстру або начальнику цеха.

- Підчас роботи верстату забороняється: спиратися на верстат, змазувати, чистити або проводити прибирання верстату, знімати або закріплювати огородження і захисні пристрої, одівати приводні ремні, гальмувати верстат натисканням руки на ступеневий привід, діставати деталь, що впала в місце, де можливі випадки захвату руки, спецодягу або притискання руки.

Закінчивши роботу верстатник повинен:

- Виключити верстат і електродвигун, вивести інструмент і оброблювану деталь із робочого положення, прибрати і зложити інструмент, провести чистку і змазку верстата, прибирання робочого місця і здати верстат майстру. При необхідності зварювальних робіт в пожарних місцях, на їх проведення необхідно одержати дозвіл в попарної охорони.

- Місце проведення зварки, установки зварювальних агрегатів, повинні бути очищенні від хламу і горючих матеріалів.

- Місце зварочних робіт повинно бути обладнане протипожежними засобами: вогнегасниками, піском в ящику, лопатами.

- Забороняється розкидувати по підлозі робочого місця ганчірки і другі матеріали, а також зберігати їх у верстатах, шафах. Приміщення повинно бути сухим, світлим, робочі місця повинні утримуватись в чистоті, температура повітря повинна бути не нижче 160 С.

- Розміщення обладнання повинно бути таким, щоби забезпечити умови для ремонту, обслуговування і огляду їх. В цеху повинна бути аптечка з повним набором медикаментів першої допомоги.

- Медпункт повинен розміщатися на заводі.

- Спецодяг і взуття повинні відповідати росту і видаватися для кожної професії робітників.

5. Охорона надр і захист навколишнього середовища

В XX і XXI столітті перед Україною постала проблема поліпшення стану навколишнього середовища, що перебуває в кризовому стані.

Високий рівень концентрації промисловості та непродумане, екологічно необґрунтоване розміщування і нарощування виробничих потужностей привело до високого техногенного навантаження на природне середовище, його деградації. Під загрозу поставлено здоров'я і розвиток нації, її генетичний фонд.

Генеральною стратегічною метою України щодо охорони навколишнього середовища і раціонального використання природних ресурсів є такий розвиток її сучасного соціально-господарського комплексу, за якого не було б суперечностей між економічними інтересами, природокористуванням і зберіганням цінності екосистеми та досягнення стабільного розвитку.

Шлях до генеральної мети веде через послідовне вирішення ряду стратегічних цілей:

- гарантування екологічної безпеки нинішнього і прийдешніх поколінь шляхом послідовних досягнень для кожного конкретного району якості середовища проживання., яке б забезпечило здоров'я населення в 3-4 поколіннях;

- відновлення і збереження біосферної рівноваги, генетичного фонду тваринного і рослинного світу;

- раціональне і комплексне використання всього природно-ресурсного потенціалу української держави.

Охорона навколишнього природного середовища і організація науково-обгрунтованого використання природних ресурсів є невід'ємної частиною економічного та соціального розвитку України.

Важливим напрямом практичної реалізації такої політики повинна стати державна програма охорони навколишнього природного середовища і раціонального використання природних ресурсів.

В умовах ставлення і розвитку ринкової економіки такі економічні важелі, як запровадження плати за забруднення навколишнього природного середовища і спеціальне природо користування, підвищення цін на ресурси, особливо на енергію і паливо, матимуть помітний вплив на зменшення рівнів забруднення.

У перший період кризової економіки України для вирішення найважливіших екологічних проблем, можливо було б доцільним взяти кредити світового та інших закордонних банків.

У другий період стабілізації економіки, впровадження ринкових відносин будуть вдосконалюватись і впроваджуватись на основі набутого досвіду: природоохоронне право, система оплати за забруднення навколишнього середовища і користування природними ресурсами:

- перегляд і встановлення більш вимогливих, на рівні європейських екологічних нормативів.

6. Організаційно-економічний розділ

Метою розділу є визначення собівартості виготовлення штоку бурового насосу.

1. Вихідні дані:

– Назва роботи - виготовлення штоку бурового насосу УНБ - 600.

– Визначення трудових витрат на річну програму даної деталі.

– Змінність роботи цеху - п.1.

– Коефіцієнт завантаження обладнання - 0,9.

– Планова кількість днів, необхідних для технічного обслуговування вибраного обладнання - 15 днів.

– Тарифи на оплату:

1 кВт/г електроенергії - 0,24 грн.

1 м3 води - 7,32 грн.

– Оплата праці відрядно-преміальна, премія 20% за якісне і вчасне виконання норм виробітку.

– Коефіцієнт перевиконання норм виробітку 1,05.

– Тривалість робочої зміни - 8 год.

Страницы: 1, 2, 3, 4