Читать книгу Инженерно-техническая экспертиза кузнечно-прессового оборудования - Юрий Савельев - Страница 13

Нарушениями в организационо-распорядительной работе при осуществлении ремонта силами владельца являются: (несвоевременная и непроводящаяся в установленном эксплуатационными документами порядке диагностика технического состояния КПО; непривлечение для ремонта соответствующих квалифицированных специалистов из сторонних организаций).

Отсутствие квалифицированных кадров для осуществления ремонта КПО, его узлов и т. д.

Мероприятия по устранению нарушений технологии изготовления, термической обработки и т. д. деталей КПО, переданного в ремонт.

Коленчатые валы применяются в механических прессах, в горизонтально-ковочных машинах для перемещения ползунов, в поршневых насосах. Коленчатые валы относятся к классу эксцентриковых валов. Они подразделяются на одно-, двух- и трехколенчатые. У двухколенчатых валов кривошипные шейки расположены под углом 180°, а у трехколенчатых – под углом 120° друг к другу.

При работе в коленчатых валах возникают сложные напряжения. Коленчатые валы изготовляют из сталей марок 35, 40, 45,35Г2, 45Г2. Коренные и шатунные шейки должны обладать достаточной износостойкостью, и поэтому их подвергают поверхностной закалке на глубину 3—5 мм до твердости Rс = 48—58, а у сталей 45 и 50 до Rс = 50—62. Галтели закалке не подвергаются.

Для сильно напряженных валов применяются легированные стали 40ХН, ЗОХМА.

После механической обработки коленчатые валы должны удовлетворять следующим техническим условиям:

1. Оси коренных и шатунных шеек должны иметь параллельность между собой с отклонением в пределах 0,1 мм на 1 м длины.

2. Точность исполнения размеров коренных и шатунных шеек должна находиться в пределах 2 и 3 класса, эллиптичность и конусность их не должна быть более 0,02—0,05 мм.

3. Точность разворота колен должна быть выдержана в пределах 15 минут.

4. Допуски на несопрягаемые диаметральные размеры выполняются по 5 классу, а на линейные – по 7 классу точности.

5. Шатунные и коренные шейки и их галтели должны иметь чистоту 9 класса для диаметров до 80 мм и 8 класса для диаметров свыше 80 мм.

6. Быстроходные валы должны быть динамически уравновешены.

Коленчатые валы в процессе изготовления после каждой операции подвергаются проверке. Проверка начинается с выяснения соответствия геометрических размеров заготовки, правильности распределения припусков, отсутствия внешних пороков раковин, волосовин, заковов и т. д.

После прорезки шатунных шеек производят проверку механических свойств металла. После каждой операции на контрольных пунктах проверяют геометрические размеры и чистоту поверхности. Проверка производится на плите с использованием установочных призм, шаблонов и т. д.

После окончания обработки вал поступает на окончательный контроль, при котором проверяют все геометрические размеры, обозначенные на чертеже, чистоту посадочных мест, соответствие прочим техническим условиям, указанным на чертеже, и соответствие ГОСТ и др. НТД.

После окончания осмотра производится клеймение на месте, указанном конструктором на чертеже. Коленчатый вал является ответственной деталью, и на его приемку обычно составляют паспорт, где указываются основные данные приемки.

В зависимости от типа производства характер оснащения операций контроля будет различным. При мелкосерийном производстве ограничиваются применением нормального мерительного инструмента и типовых установочных устройств; при крупносерийном производстве большинство операций контроля производится специальными установочными приспособлениями, а мерительный инструмент также специализирован.

Ползуны в кузнечно-прессовых машинах служат для направления рабочих органов при возвратно-поступательном перемещении, например, в кривошипных прессах, винтовых прессах, насосах гидропрессов. В гидравлических прессах роль ползунов играют поперечины. Ползуны обычно изготавливаются из стали 45 с твердостью HB 163—262.

Заготовки для ползунов небольших размеров – поковки, для больших – стальные отливки. Ползуны с относительно небольшой нагрузкой изготавливают из серого чугуна.

Технические условия на изготовление ползунов:

непараллельность направляющих поверхностей в пределах 0,1 мм на длине 1000 мм;

чистота обработки направляющих поверхностей 6—7, остальных 4—5 класса;

посадочные места выполняются по 2 и 3 классу точности.

После выполнения каждой отдельной операции ползуны проходят проверку в соответствии с технологией их изготовления, а по окончании всех операций производится контроль ползуна по техническим условиям, указанным на чертеже. Проверяются прямолинейность, плоскостность, перпендикулярность, геометрические размеры основных базовых плоскостей и основных отверстий, а некоторых случаях соосность осевых отверстий и их параллельность, а также чистота обработки.

Проверка прямолинейности производится при помощи уровня и поверочной линейки. Взаимное расположение поверхностей определяется при помощи угломеров, шаблонов или фасонных плит.

Диаметральные размеры, овальность и конусность проверяются предельными калибрами и нутромерами. Соосность отверстий проверяется при помощи гладких или ступенчатых оправок, выполненных по посадке С или С1, свободно проходящих через соосно расположенные отверстия. Проверка параллельности осей и их межосевых расстояний проводится с помощью контрольных оправок, вставленных в отверстия. При точности измерения до 0,02 мм расстояние между оправками измеряется микрометрическими или индикаторными приборами, при точности свыше 0,05 мм – непосредственно штангенциркулем.

Чистота обработки ползуна до 8 класса проверяется сравнением эталонами, а свыше – профилометром.

От точности изготовления направляющих зависит точность работы пресса.

Направляющие могут быть выполнены за одно целое со станиной или в виде сменных планок, которые при ремонте легко заменяются новыми. Сменные направляющие могут быть нерегулируемыми и регулируемыми. Регулирование производится с помощью перемещающегося клина. Регулируемые направляющие имеют большое преимущество перед нерегулируемыми, так как у них можно изменять зазоры в случае неточности обработки или при износе.

Размеры направляющих зависят от мощности пресса и колеблются по ширине в пределах 100—300 мм и по длине в пределах 300—900 мм. Направляющие изготовляются из углеродистых сталей с твердостью НB 180—220. Направляющие простой формы изготавливаются из поковок, а направляющие сложной конфигурации и значительной длины – из стальных отливок.

Разметку заготовки направляющей в серийном и крупносерийном производстве производят с помощью разметочных шаблонов, в единичном – при помощи универсального инструмента.

Черновая обработка всех поверхностей, подлежащих обработке, может быть произведена на продольно-строгальных, продольно-фрезерных, вертикально-фрезерных, горизонтально-фрезерных станках. В серийном производстве на продольно-строгальных и продольно-фрезерных станках одновременно обрабатывают несколько деталей с использованием двух-трех суппортов.

Чистовая обработка плоскостей направляющих с оставлением припуска под отделочную обработку (шлифование или шабрение при сборке) выполняется на строгальных или фрезерных станках.

Величина припуска под отделочную обработку зависит от размеров детали.

Обработка всех крепежных отверстий, нарезка резьбы, сверление отверстий под смазку выполняются в единичном производстве по разметке, а в серийном – по кондукторам. Если отверстия – расположены в разных плоскостях, то для сокращения времени переустановку детали применяются поворотные приспособления. Фрезерование смазочных канавок на направляющих выполняется по разметке или по шаблонам на вертикально- или горизонтально-фрезерных станках фрезами, профиль которых соответствует профилю смазочных канавок. Отделочная обработка плоских поверхностей трения заключается в шлифовании или тонком строгании, реже в тонком фрезеровании. При тонком строгании или фрезеровании оставляется припуск не свыше 0,05 мм для взаимного пришабривания направляющей и сопрягаемой детали при сборке. Обработка параллельно расположенных плоскостей выполняется на фрезерном станке набором фрез или на строгальном набором фасонных резцов, закрепленных в одной державке; расстояние между режущими кромками фрез или резцов соответствует величине шага. Установка их производится по шаблону на просвет.

Назначение подштамповой плиты, или, иначе, штамподержателя, в различных видах КПО – удерживать нижнюю половину штампа. Верхняя половина штампа крепится к нижней части ползуна (у кривошипных прессов).

Подштамповые плиты изготовляются из хромистой стали 40Х и углеродистой стали 50. Поковки не должны иметь на поверхности дефектов: волосовин, закатов, плен, трещин. Перед механической обработкой их подвергают отжигу.

Механическая обработка штамподержателя производится в следующей последовательности. Сначала производят обдирку с поверхностей с оставлением припуска 5 —10 мм на последующую обработку; торцовые поверхности, не подвергающиеся дальнейшей обработке, обрабатываются в окончательный размер. После обдирочной операции заготовки подвергают термической обработке: закалке и отпуску до твердости НB 269—321 для верхней и НB 207 для нижней опорной части. Затем заготовки обрабатывают на продольно-строгальных или на продольно-фрезерных станках. Сначала обрабатывают поверхности, непосредственно соприкасающиеся с нижней частью штампа, после этого заготовку переустанавливают и обрабатывают основание подштамповой плиты с соблюдением требований к параллельности поверхностей в пределах ±0,15 мм на 500 мм длины. Затем обрабатывают в размер торцовые плоскости подштамповой плиты с допустимой погрешностью по углу ±5 минут и с оставлением припуска на дальнейшую обработку плоскостей под Т-образные пазы, причем эти плоскости должны быть параллельны нижней плоскости подштамповой плиты. Последняя операция механической обработки штамподержателя – сверление двух отверстий диаметром 20—40 мм и глубиной 50—100 мм на торцовых частях для удобства транспортировки и монтажа подштамповой плиты.

После окончания механической обработки на подштамповой плите наносят осевые линии О – О и О (1) – О (1) в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Они необходимы для правильной установки штамподержателя на станину пресса.

Нарушения технологии и требований к сборке КПО.

Согласно ГОСТ 7600—90 при сборке машин или сборочных единиц не допускается установка на стыках прокладок, не предусмотренных рабочими чертежами.

Между обработанными сопряженными поверхностями деталей неподвижных соединений, определяющих точность кузнечно-прессовых машин (КПМ), не должен проходить щуп толщиной более указанной ниже, если более высокие требования не установлены к качеству соединяемых поверхностей.

Кузнечно-прессовая машина (КПМ) усилием до 10000 кН – толщина щупа 0,04 мм;

КПМ усилием свыше 10000 до 20000 кН – толщина щупа 0,04 мм;

КПМ с другими главными параметрами – толщина щупа 0,05 мм.

Примечание. Допускаются проходы щупа на глубину 1/3 ширины опорной поверхности, но не более 10 мм. Проходы шума между сопряженными поверхностями – не более 10% периметра.

Регулируемые направляющие скольжения, а также ходовые соединения «винт-гайка», устройства для регулирования зазоров в направляющих с помощью клиньев должны иметь запас для регулирования по мере износа.

В передаточных механизмах управляющих устройств КПО мертвые ходы не должны превышать значения, получающегося из расчета суммы наибольших допустимых зазоров отдельных передаточных элементов, входящих в размерную цепь, например, винтовых пар, зубчатых и червячных передач, шарниров и др.

Установочные (контрольные) штифты не должны выступать над поверхностью детали более чем на 0,3 диаметра.

Класс точности балансировки и требования к ней – по ГОСТ Р 53578—2009 (ИСО 19499:2007) Вибрация. Балансировка. Руководство по применению стандартов в области балансировки.

В случае применения в КПО подшипников качения повышенной точности соединяемые с ними детали следует обозначать (маркировать) так, чтобы четко была видна их принадлежность к сборочной единице.

На торцах сменных шестерен и зубчатых колес должна быть маркировка числа зубьев, модуля, угла наклона и коэффициент коррекции.

Мероприятия по предотвращению нарушений при проведении пусконаладочных работ и испытаний КПО.

Изучение надежности прессов в процессе пусконаладочных работ, в эксплуатации, после испытаний, проводимое производителями и предприятиями, эксплуатирующими КПО, должно завершаться разработкой мероприятий по повышению надежности прессов.

По окончании работы завод-производитель или предприятие, эксплуатирующее пресс составляет отчет (по каждому конкретному виду работ: пусконаладочные, испытательные или эксплуатационные), который должен содержать:

1) краткую рабочую методику по которой проводилась работа;

2) данные о КПО, выбранных для наблюдений, и условиях их эксплуатации;

3) данные об основных дефектах конструкции и изготовления прессов, выявленных в процессе пусконаладочных, эксплуатационных испытаний;

4) анализ видов и установление причин основных повреждений деталей прессов;

5) данные о сроках службы основных деталей прессов (при длительных систематических наблюдениях);

6) данные о скорости (интенсивности) изнашивания основных деталей (при длительных систематических наблюдениях);

7) сведения об изменении точности прессов во времени в процессе эксплуатации (при длительных систематических наблюдениях);

8) показатели надежности прессов (количественные значения);

9) мероприятия, разработанные производителем КПО по повышению надежности (в том числе долговечности, безотказности, ремонтопригодности, сохраняемости) прессов.

Должны быть также разработаны предложения по следующим вопросам:

уточнение технических условий, (технологических процессов для ремонтного производства) на изготовление деталей и инструкции по уходу и обслуживанию прессов;

должен быть установлен перечень элементов и узлов прессов, для которых необходимы специальные испытания на надежность и долговечность;

контроль надежности изделий смежных производств, разработка и обоснование требований к этим изделиям;

улучшение конструкции, направленное на уменьшение трудоемкости обслуживания КПО (для заводов-изготовителей КПО).

Кроме того, должна быть дана оценка экономической эффективности намечаемых мероприятий по повышению надежности.