книги из ГПНТБ / Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие
..pdf§ 87. Применение сварки в ремонтном ДеЛе
Современный уровень техники, находящийся в распоря жении сельского хозяйства, позволяет восстанавливать большую часть изношенных деталей автомобилей, трак торов и сельскохозяйственных машин в мастерских сов хозов и колхозов. Ведущее место при этом занимают сва рочные и наплавочные работы.
При ремонте деталей машин газовой и электродуговой сваркой пользуются тем же оборудованием, что и
при обычной сварке металлов.
Широкое применение в ремонтных мастерских нахо дит метод автоматической наплавки под слоем флюса. Этот метод позволяет получить износостойкий наплав-
Рис. 97. Автоматическая установка для восстановления |
изношенных |
шеек |
коленчатого вала трактора методом наплавки под флюсом: |
|
|
/ — редуктор; 2 — наплавочная головка; 3 — генератор; |
4 — аппаратный |
ящик |
ленный слой высокого качества. Автоматической электродуговой наплавкой можно восстанавливать детали с плоскими и цилиндрическими поверхностями. Для по следних используют токарный станок (обычно непригод ный по своему прямому назначению) с некоторыми из менениями (понижением числа оборотов до 0,5— 2,0об/мин и установлением токосъемника). Для автома тической подачи электродной проволоки используют спе циальную головку типа А-580, которую устанавливают на плите, прикрепленной к суппорту токарного станка (рис. 97). В качестве источника питания используют обычные сварочные генераторы и трансформаторы. Опре
231
деленным сочетанием марки электродной проволоки й флюса можно получить необходимые свойства 'наплав ленного слоя.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6.
Газовая и электродуговая сварка металлов
Цель работы: изучение процессов газовой и электродуговой сварки металлов.
Задание I
1. Произвести подготовку ацетиленового генератора к работе.
2.Выполнить монтаж поста 'газовой сварки.
G. Приобрести навык регулировки .нормалииосо пламени свароч ной инжекторной горелки.
4.Составить отчет по заданию I.
Задание II |
~- |
II.Выполнить монтаж поста электродуговой сварки.
2.Определить коэффициент добротности сварочного аппарата.
G. Ознакомиться с технологией изготовления меловых ионизиру ющих электродов.
4. Составить отчет по заданию Ы.
Оборудование и материалы
Для выполнения работы небходвмо иметь: ацетиленовый гене ратор АНВ-Л-66, .кислородный .редуктор Д КП-4-65, кислородный бал лон и сварочную инжекторную горелку ГС-2; шланги для ацетиле на и кислорода, защитные очки и присадочный материал (сварочная проволока Св-08); сварочный генератор ПСУ-500 (или сварочный трансформатор ТС4500); сварочные провода, шлем, электрододержатель и электроды CAMiM-5.
П р и м е ч а и и е. Источник сварочного тока должен иметь ам перметр « вольтметр.
Методические указания
Данрая лабораторная работа выполняется после изучения §§ 74—
79.
(Подгруппа разбивается на две бригады. Одна бригада выпол няет задание I, другая— задание II. Затем бригады меняются ра бочими местами.
Рабочие места для газовой и электродуговой сварки оснащают ся современным оборудованием и должны быть подготовлены для производства быстрого .монтажа схемы.
Перед началам .работы учащиеся проходят инструктаж по тех нике безопасности при газовых и электросварочных работах.
Подготовка поста газовой и электродуговой сварки к работе
Пост газовой сварки состоит из ацетиленового генератора, кис лородного баллона с редуктором, сварочной горелки со шлангами и стола для производства сварочных работ.
232
Подготовка ацетиленового генератора к работе производится в следующем порядке: а) заполняют ацетиленовым генератор и водя ной затвор водой до уровня, установленного инструкцией по эксплу атации данного генератора; б) загружают ящики реторт карбиде»! калыцмя и плотно закрывают реторты крышками; в) подсоединяют шланги к ацетиленовому генератору и сварочной горелке; г) откры вают .кран для подачи воды в реторту.
Перед присоединением редуктора к вентилю баллона необходи мо продуть штуцер вентиля, слегка открыв его на 1—2 с. Когда ре дуктор .подсоединен, следует полностью ослабить его регулирующий винт, а затем .медленно открывать вентиль баллона, следя за пока заниями стрелки манометра высокого давления. После этого можно приступить к регулированию рабочего давления, для чего вращают регулировочный винт по часовой стрелке. Когда это давление до стигнет нужной величины, открывают запорный вентиль редуктора и пускают кислород в горелку.
Рис. 98. |
Сварочный пост |
газовой |
нс. 99. Сварочный пост |
электро- |
|||
сварки: |
2 — свариваемые |
детали; |
дуговой сварки |
на переменном |
то |
||
/ — стол; |
ке: |
|
|
2 — |
|||
3 — присадочный |
металл; 4 — горел |
1 — сварочный трансформатор; |
|||||
ка; 5 — шланга; |
6 — ацетиленовый |
токоподводящне |
провода; |
3 — сва |
|||
редуктор; |
7 — кислородный |
редук |
рочный «абель; |
4 — рубильник; |
5 — |
||
тор; 8 — пористая масса |
|
регулятор сварочного тока |
|
|
|||
При подключении горелки нужно обращать внимание |
на |
пра |
вильность подсоединения кислородного и ацетиленового шлангов к ниппелям горелки. На рис. 98 и 99 изображены оварочные посты газовой и электродуговой сварок.
Пост электродуговой сварки состоит из источника питания (ге нератора постоянного тока или сварочного трансформатора), свароч ных проводов, электрододержателя и стола для производства сва рочных .работ.
Подготовка сварочного поста к работе сводится к проверке пра вильности монтажа (подсоединения сварочных проводов).
Определение коэффициента добротности сварочного аппарата
Для устойчивости сварочной дуги и источника тока необходимо, чтобы отношение D тока короткого замыкания / КОр в А и тока свар-
233
«и / раб в |
А, названное коэффициентом добротности машины, оыло |
в пределах |
1< D < 2 . |
Для определения тока короткого замыкания / нор необходимо |
плотно замкнуть электрододержатель на стол и по показанию ам перметра записать величину .тока.
Для определения рабочего тока /раб необходимо производить сварку и по средней величине тока записать результат.
Задание по определению коэффициента добротности выполня ется для трех опытов, т. е. .при трех различных показаниях 1пор. За истинную величину D принимается средний результат. Изменение тока короткого замыкания производится поворотом ручки регуля тора тока источника питания.
На коэффициент добротности влияет система устройства источ ника тока, его динамическая характеристика. Динамическая харак теристика источника сварочного тока определяется временем воз
буждения машины от короткого замыкания |
(напряжение — около 0) |
до максимального напряжения (напряжения |
зажигания дуги). |
П.ри низкам коэффициенте добротности, т. е. когда источник то ка обладает большой инертностью, усиливается разбрызгивание и дуга горит неустойчиво.
Порядок выполнения работы
II. Подготовить ацетиленовый генератор к работе.
2.Выполнить монтаж поста газовой сварки.
3.Получить навык регулировки пламени газовой горелки. Сде лать сравнение окислительного, нормального и науглероживающего пламени.
4.Выполнить монтаж поста электродуговой сварки.
5. |
Определить коэффициент добротности источника питания. _ |
6. |
Изготовить электроды с меловой обмазкой. Для этого из мо |
тка электродной проволоки (марка Св-08) диаметром 4—6 мм на рубить стержни длиной 400 мм. После правки электродные стержни окунают в сосуд, где находится амесь 20% жидкого стекла и 80% мела. Сметанообразная жидкость обволакивает проволоку и после сушки образует защитную оболочку. Сушить стержни следует в вер тикальном положении, не соп.рикасая их друг с другом.
?. Составить отчет о работе. В отчет включить цель и задания работы, монтажные схемы постов газовой и электродуговой сварки с указанием мирки применяемого оборудования, расчет коэффициен та добротности и описание изготовления меловых электродов.
Раздел седьмой
ХОЛОДНАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Г л а в а XXII
ДОПУСКИ И ПОСАДКИ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
§ 88. Общие принципы и экономическая эффективность взаимозаменяемости
Современное конструирование, производство и ремонт машин основываются на использовании принципа взаи мозаменяемости деталей, узлов и агрегатов.
Взаимозаменяемостью называют совокупность свойств деталей (узлов, агрегатов), обеспечивающих воз можность их использования при сборке или ремонте без дополнительной обработки и подгонки при условии вы полнения ими функции в соответствии с заданными тех ническими условиями.
Взаимозаменяемость, при которой любую деталь ма шины можно заменить другой одноименной деталью без дополнительной обработки и подгонки, называется пол ной (например, пальцы и звенья гусениц тракторов). При ограниченной взаимозаменяемости для улучшения каче ства соединения сопрягаемые детали предварительно сортируют на несколько групп (обычно на три группы) и после этого собирают узел машины (например, порш ни и гильзы тракторного двигателя).
Впервые в мире взаимозаменяемость была использо вана в России на Тульском оружейном заводе в 1761 г. при производстве стрелкового вооружения, но только после Великой Октябрьской социалистической револю ции этот метод получил распространение в общем ма шиностроении.
В настоящее .время принцип взаимозаменяемости внедрен по всему технологическому циклу, начиная от
•исходного сырья и кончая готовыми .машинами, и исполь зуется при проектировании новых машин, что позволяет в широких масштабах осуществлять специализацию и кооперирование предприятий. Например, Харьковский тракторный завод снабжают комплектующими изделия
235
ми к трактору свыше 60 заводов. Это дает огромную эко номию труда и средств 'благодаря применению более производительного специализированного оборудования, комплексной механизации и автоматизации производст
венных процессов.
В условиях сельскохозяйственного производства взаи мозаменяемость деталей и узлов приобретает особо важ ное значение при эксплуатации и ремонте машин, та« как позволяет быстро заменить деталь, вышедшую из строя у работающих в поле машин, вдали от ремонтных мастерских. Ремонт сельскохозяйственной техники в ста ционарных условиях таклее экономически эффективен только при использовании взаимозаменяемых запасных частей, изготовленных на специализированных заводах или восстановленных в централизованном порядке. Про водимая в настоящее время специализация ремонтных предприятий и организация централизованного восста новления изношенных деталей, узлов и агрегатов позво ляют в еще большей мере использовать преимущества взаимозаменяемости при ремонте машин.
Использование принципа взаимозаменяемости осно вывается на системе допусков и .посадок, которая уста навливает степень точности изготовления деталей.
§ 89. Основные понятия теории допусков
Поверхности двух деталей (охватывающая и охватывае мая), по которым происходит их соединение при сборке, называют сопрягаемыми. У гладких цилиндрических и конических сопряжений охватывающую поверхность на зывают отверстием (А), а охватываемую — валом (В). Сопряженные детали (вал и отверстие) имеют общий номинальный размер (d) соединения.
Номинальный размер устанавливают расчетами или выбирают по конструктивным соображениям и округля ют до ближайшего размера из рядов нормальных диа метров и длин, предусмотренных ГОСТ 6636—69.
Использование номинальных размеров, округленных до нормальных, имеет большое народнохозяйственное значение — оно ведет к снижению себестоимости продук ции, так как сокращаются разновидности применяемого режущего и измерительного инструмента.
В процессе изготовления детали любой размер ее мо жет быть выполнен с различной точностью
236
Действительный размер dA— это размер обработай-
ной детали, полученный в результате измерения с допу
стимой (погрешностью. Действительный размер |
обычно |
|||||||
отличается от 'номинального из-за неизбежных |
'погреш |
|||||||
ностей изготовления |
и |
измерения |
детали. |
Он |
бывает |
|||
больше или меньше номинального размера. |
действитель |
|||||||
Для обеспечения |
взаимозаменяемости |
|||||||
ные размеры деталей |
ограничивают |
предельными |
раз |
|||||
мерами. |
|
|
|
|
два |
размера, |
||
Предельными размерами называются |
||||||||
между которыми должен |
находиться |
действительный |
||||||
размер. Больший из них |
называется наибольшим |
пре |
||||||
дельным размером dmax, а меньший — наименьшим |
пре |
дельным размером dmin.
Предельные размеры в таблицах стандартов заданы величинами отклонений (верхним и нижним) от .номи нального размера.
Верхним предельным отклонением (ВО) называется алгебраическая разность между наибольшим предель ным dmах и номинальным d размерами:
в о =
Нижним предельным отклонением (НО) называется алгебраическая разность между наименьшим предель ным d m in и номинальным d размерами: HO = d m in — d.
237
Отклонение будет положительным, если размер боль ше номинального, если размер меньше номинального — отрицательным.
Допуском размера б называется разность между на ибольшим и наименьшим предельными размерами (или между верхним и нижним предельными отклонени ями) I б =:::^шах — ^min= ВО — НО.
Допуск размера — всегда положительная величина. При графическом изображении допусков отклонения размеров откладывают от нулевой линии, которая соот ветствует номинальному размеру, положительные откло
нения — вверх, а отрицательные — вниз.
Интервал значений размеров, ограниченный предель ными размерами, называется полем допуска.
На рис. 100 приведена схема полного и упрощенного графического изображения полей допусков отверстия и вала с обозначением всех элементов .по ГОСТ 7713—62.
На схеме (рис. 100,6) поля допусков отверстия и .ва ла показаны зонами между линиями, которые соответст вуют верхним и нижним отклонениям отверстия и вала.
Годными являются все детали, размеры которых ук ладываются в поле допуска.
§ 90. Точность обработки
Одной из характерных особенностей современного ма шиностроения является точность обработки, под кото рой понимают степень приближения размеров, формы и взаимного расположения обработанных поверхностей детали к номинальным значениям, заданным в рабочем чертеже. Невозможно абсолютно точно изготовить де таль, так как в процессе обработки возникают те или иные погрешности в размерах поверхностей, в их форме и взаимном расположении поверхностей.
Отклонения от правильной геометрической |
формы |
||
(рис. 101) 'могут быть: |
в поперечном |
(овальность, ог |
|
ранка, некруглость) и |
в продольном |
сечении |
(конус |
ность, бочкообразность, седлообразность, изогнутость). Взаимное расположение поверхностей деталей может быть: непараллельным, с радиальным и торцовым бие
нием, со смещением осей (несоосность) и др. 'Погрешности размеров (обычно и формы поверхно
стей) деталей после их обработки должны быть в пре делах допуска на размер. В случае необходимости в
238
технических требованиях чертежа даются специальные указания .на допустимые отклонения во взаимном рас положении поверхностей, а иногда >и их формы.
Для обеспечения требуемой точности обработки, не
обходимо знать источники возникновения погрешностей. Погрешности обработки могут возникать из-за .не точного изготовления или износа инструмента, приепо-
А<5оw ^тах d/nin
г
Рис. 101. Отклонения формы цилиндра:
а — овалыносгь; б — огранка; в — некруглость; г — конусность; д — бочкообразность; е —седлообразность; ж — изогнутость
соблений и других причин. Они носят |
постоянный ха |
рактер или постоянно и закономерно |
изменяются, по |
этому называются систематическими |
(постоянными или |
переменными). Например, при обработке отверстия не точно изготовленной разверткой неизбежна постоянная
339
систематическая погрешность, а |
ее |
постепенный износ |
|
вызывает систематическую |
переменную погрешность. |
||
На точность обработки 'большое влияние оказывает |
|||
деформация упругой системы |
станок — приспособле |
||
ние— инструмент — деталь |
(СПИД), |
возникающая под |
действием усилия резания. В процессе измерения дета лей возникают погрешности, которые вызываются де формацией измерительного инструмента и ошибками при измерении.
При установке режущих инструментов и настройке станка на заданный размер возникают погрешности, не избежные но всех случаях механической обработки.
Неизбежные в производственных условиях колеба ния размеров заготовок, механических свойств их и ра нее перечисленные факторы в процессе механической обработки вызывают случайные погрешности.
Допустимые погрешности изготовления детали ха рактеризуются классом точности в системе ГОСТа.
§ 91. Единица допуска и классы точности
Точность обработки зависит от размеров обрабатывае мой детали, поэтому в общесоюзной системе допусков и посадок величина допуска б определяется как произве
дение единицы допуска i |
на число единиц допуска к, т. е. |
|||
8= ki. |
|
|
|
|
Таким образом, единица допуска i используется как |
||||
сравнительный масштаб, |
характеризующий |
сложность |
||
изготовления детали в зависимости от |
ее |
диаметра. |
||
А число единиц допуска |
k, постоянное |
для |
каждого |
|
класса точности, имеет смысл |
коэффициента |
точности. |
||
'Величину допуска определять для каждого диамет |
||||
ра нецелесообразно, так |
как |
это потребовало бы сос |
тавления громоздких таблиц. Поскольку величина еди ницы допуска лишь приближенно отражает зависимость точности обработки от диаметра, величина допуска подсчитывается для интервала диаметров. Для наибо лее распространенных диаметров свыше 1 до 500 мм ОСТ предусматривает 12 интервалов диаметров.
В этом диапазоне диаметров единица допуска опре
деляется по формуле i='0‘5}/~dcp мкм, где dcp— среднее арифметическое значение интервала диаметров, мм.
Значения единицы допуска для каждого интервала диаметров, вычисленные по этой формуле, получаются
240