Раздел 2. Проэкт технологии восстановления вала вихревого насоса вк 10/45

1. Изучение чертржа детали и условий его работы

Наименование – Вал насоса ВК 10/45

Обозначение – Н 48. 584. 01.101

Материал – Сталь 45, ГОСТ 1050 – 88

Твердость – HRC 45…50

Масса – 3,4 кг.

Вал вихревого насоса ВК 10/45 работает в условиях динамичных, неравномерных нагрузок. Твердость HRC 45…50 получают термической обработкой, состоящей из закалки в масле до структуры мартенсит и среднем отпуске до температуры 350 – 400 ºС.

Поверхность Б – посадочное место под полумуфту привода. Диаметр Ø28s6 выполнен по 6-му квалитету, допуск δ = 0,013мм. Нижнее отклонение ei = +0,035мм. Шероховатость поверхности Ra = 20мкм на длину 45 мм.

Шпоночный паз шириной 8H9 на глубину 4 мм, длиной 40мм, обработан до Rz = 20мкм.

Переходная ступень диаметром Ø 30h11 мм выполнено по 6-му классу шероховатости Rz = 20 мкм и по 11-му квалитету точности.

Посадочные места под шарикоподшипники поверхности Г и ВØ35k6 выполнены по 6-му квалитету посадки k, допуск δ = 0,016 мм, нижнее отклонение ei =+0,002мм. Шероховатость поверхности Ra = 0,25 мкм, что соответствует 8-му классу.

Поверхность под сальник Ø 34h11 выполнена по 11-му квалитету, допуск δ = 0,016 мм, шероховатость поверхности Ra = 1,25 мкм, что соответствует 8-му классу на длину 148 мм.

Поверхность обработана до 6-го класса шероховатости, что соответствует Rz= 20мкм.

Поверхность А – посадочное место под рабочее колесо Ø 30h6, δ = 0,016 мм, обработана до 8-го класса шероховатости Ra= 1,25мкм на длину 45мм.

Шпоночный паз шириной 8Н9 на глубину 4мм обработан до 6-го класса шероховатости Rz = 20мкм.

Биение посадочных мест рабочего колеса (поверхность А) и полумуфты привода (поверхность Б) относительно поверхностей Г и В не должно превышать 0,08мм.

Сочетание дефектов

1. Износ шпоночного паза под робоче колесо до 8,4мм (А-А).

2. Изгиб вала болем 0,1мм.

2. Выбор методов получения ремонтной заготовки (восстановления). Разработка ремонтного чертежа

Шпоночный паз поверхности А – посадочное место под полумуфту привода, должен быть восстановлен под номинальный размер. Для этого старый изношенный шпоночный паз необходимо заплавить, затем проточить заподлицо, а новый паз нарежим с противоположной стороны.

Способ заплавки шпоночного паза по технологическому критерию может быть:

- электро-дуговая;

- газовая сварка;

- аргонно-дуговая сварка.

Их коэффициент долговечности соответственно равен 0,42 , 0,5 и 0,5 , выносливости и износостойкости – 0,7 , 0,7 и 0,7 (техничекая характеристика).

По технико-экономическим показателям – удельная себестоимость восстановления соответственно 80,4грн/м² и 63,5грн/м².

Но учитывая, что в центральной ремонтной мастерской фермерского хозяйства газовая и аргонно-дуговая сварка встречается редко, то основным методом устранения дефекта 1 будет – заплавка изношенного шпоночного паза электро-дуговой сваркой и нарезание нового паза с противоположной сторны.

Износ посадочного места под робоче колесо– поверхность А можно восстановить при помощи металлизации, наплавкой в среде без охлаждения или с добавкой аргона. Эти способы применимы по технологическому критерию, учитывающему диаметр шейки, возможную минимальную и максимальную толщину наплавленного слоя.

Техническая характеристика выбранных методов приведена в

талице 2.1

Техническая характеристика	Методы восстановления
	Металлизация			Наплавка в среде
Коэфициент:	Газо-пламенная	Электро-дуговая	Без охлаждения		С добавлением аргона
Износостойкости	1,1-1,3	1,1-1,3	1,3-1,6		1,3-1,6
Выносливости	0,6-1,1	0,6-1,1	0,7		0,85
Сцепляемости	0,3-0,4	0,2-0,3	1,0		1,0
Долговечности	0,20-0,57	0,13-0,43	0,9-1,0		1,1-1,3

Учитывая техническую характеристику всех способов, выбираем два возможных – наплавка в среде без охлаждения и с добавлением аргона.

По технико-экономическим показателям имеем соответственно удельную себестоимость восстановления 43,0грн/м² и 37,0грн/м². Удельная энергоемкость и трудоемкость у них приблизительно одинаковы. Поэтому основным способом восстановления ремонтной заготовки поверхности А выберем автоматическую наплавку в среде с добавкой аргона.

После наплавки поверхность А будем протачивать получистовым точением и шлифовать до номинального размера.

Первой операцией при восстановлении дефектов вала будем планировать исправление центровых гнезд на токарном станке центровыми зенкерами.

3. Выбор базовых поверхностей

Точение, шлифование будем выполнять при закреплении детали в центровых гнездах. Центровые гнезда (в процессе работы они проконтролировались) будем править зенкером на токарном станке с закреплением детали за неизношенный средний участок – поверхность между опорными подшипниками Г и В.

Фрезеровать шпоночный паз будем при закреплении детали в призмах тисков за ту же неизношенную среднюю поверхность.

4. Составление плана операций

05.Слесарная. Исправить изгиб вала.

10. Токарная. Проконтролировать и исправить центровые гнезда.

15. Наплавочная. Заварить изношенный шпоночный паз электро-дуговой сваркой с выпором 1…2мм.

25. Токарная. Проточить получистовым точением поверхность А.

30. Шлифовальная. Прошлифовать поверхность Б до номинального рамера.

40. Контрольная. Проконтролировать восстановленный вал на соответствие ремонтному чертежу

5. Назначение припусков. Расчет размеров обработки

а)Правка центровых гнезд:

- длина хода зенкерования ℓх= 1мм;

- диаметр центрового гнезда Ø 10мм;

- припуск 2Ƶ=1мм.

б)Заплавка шпоночного паза:

- размеры паза 40 х 8,4 х 4 мм;

- объем наплавляемого металла V=4·0,84·(0,4+0,1)=1,68мм³

(выпор металла над заваренным швом равен 0,1мм).

в)Проточка выпора наплавленного металла шпоночного паза поверхности А на токарном станке заподлицо:

- припуск 2Ƶ=2мм (высота выпора 1мм)

- длина точения ℓ=51мм.

Для расчетов толщины наплавляемого слоя нарисуем схему расположения припусков и полей допуска (рис. 2):

Рисунок 2 – Схема припусков и полей допуска

Толщина наплавленного слоя ∆ = 1,90,5 мм.

е) шпоночный паз:

- припуск Z=4 мм;

- длина фрезерования ℓ = 40 мм;

- ширина фрезерования составляет 8 мм.

6. Расчет операций