Анализ износа отверстий механических передач и способы повышения их долговечности

Ремонт машин - Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЛАВА АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ДОЛГОВЕЧНОСТИ…
   1. Назначение механических передач
   2. Шпоночные соединения для передачи крутящего момента
   3. Анализ причин и характера износа отверстий деталей механических передач
   4. Способы повышения долговечности механических передач
   5. Способ поверхностно-пластической деформации
   6. Комбинированные способы упрочнения
   7. Сущность способа поверхностного электромеханического дорнования (ПЭМД)
   8. Выводы
2. ГЛАВА ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ДОРНОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ СО ШПОНОЧНЫМ ПАЗОМ
   1. Моделирование термонапряженного состояния отверстий в процессе ПЭМД
   2. Расчет площади пятна контакта инструмента (дорна) с незамкнутой цилиндрической поверхностью при электромеханическом дорновании
3. ГЛАВА МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
   1. Оборудование и инструмент для ПЭМД
   2. Оборудование для ПЭМД
   3. Образцы для исследования
   4. Инструмент для ПЭМД
   5. Методика лабораторных исследований
   6. Методика металлографических исследований
   7. Испытание на микротвердость
   8. Методика измерения шероховатости
   9. Результаты лабораторных исследований
   10. Результаты металлографических исследований
   11. Результаты исследований микротвердости
   12. Результаты измерения шероховатости
   13. Алгоритм определения технологических режимов при ПЭМД отверстий со шпоночным пазом
4. ГЛАВА РАЗРАБОТКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ДЕРЖАВКИ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ДОРНОВАНИЯ
   1. Обоснование выбранного способа ПЭМД деталей, имеющих отверстие со шпоночным пазом
   2. Анализ существующих конструкций инструмента для ЭМД
   3. Устройство и принцип работы, разработанной державки для поверхностного электромеханического дорнования
   4. Прочностные расчеты основных элементов конструкции
   5. Расчет экономической эффективности
   6. Общие правила выполнения процесса электромеханического дорнования
   7. Предлагаемый метод замены детали имеющей отверстие со шпоночным пазом
   8. Проектирование маршрута обработки
5. ГЛАВА БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
   1. Безопасность
   2. Анализ условий труда работника при ЭМО
   3. Мероприятия по улучшению условий труда
   4. Расчет заземления
   5. Анализ состояния пожарной безопасности
   6. Экологичность
   7. ГЛАВА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Ремонт машин - Описание

Данная дипломная работа посвящена решению актуальной проблемы в машиностроении, связанной с повышением ресурса механических передач сельскохозяйственной техники. Отмечается, что в условиях интенсивной эксплуатации такие передачи подвергаются значительным нагрузкам, приводящим к быстрому износу отверстий и шпоночных соединений. Таким образом, цель исследования заключается в разработке и обосновании технологии поверхностного электромеханического дорнования для упрочнения отверстий со шпоночным пазом, что позволяет существенно увеличить долговечность деталей при минимальных затратах. Практическая значимость работы проявляется в возможности применения предложенного подхода на ремонтных предприятиях, способствуя снижению простоев техники и экономии ресурсов. В итоге, это готовый пример ВКР, полезный как пособие для вашей дипломной работы студентам технических специальностей.

Описание

В рамках выпускной научной работы проводится всесторонний анализ условий эксплуатации механических передач, подчеркивая их роль в преобразовании и передаче вращательного движения в машинах. Обсуждается назначение передач, включая регулировку частоты вращения, реверсирование и распределение энергии между органами. Особое внимание уделяется шпоночным соединениям, их типам – призматическим, сегментным, клиновым и цилиндрическим – с акцентом на простоту и надежность конструкции. Анализируются причины износа отверстий, такие как переменные нагрузки, удары, абразив и коррозия, что приводит к выводу о необходимости упрочнения. Рассматриваются способы повышения долговечности, включая поверхностно-пластическую деформацию, комбинированные методы и, в частности, поверхностное электромеханическое дорнование (ПЭМД), сочетающее механическое воздействие с электрическим нагревом для создания упрочненного слоя.

Теоретические предпосылки применения ПЭМД отверстий со шпоночным пазом

Этот раздел фокусируется на моделировании термонапряженного состояния отверстий в процессе ПЭМД, где учитываются распределение температурных полей и напряжений. Разрабатывается расчет площади пятна контакта дорна с незамкнутой цилиндрической поверхностью, с учетом сил трения и допущений об усреднении. Таким образом, предлагается алгоритм определения плотности тока в диапазоне 230-320 А/мм², с корректировкой рабочего тока для оптимальных режимов. В итоге, теоретические расчеты подтверждают эффективность метода для деталей с прерывистым контуром, минимизируя риски перегрева.

Методика и результаты лабораторных исследований

Здесь описывается оборудование для ПЭМД, включая установку УЭМО-6 с токоподводом, образцы из стали 45 с отверстиями диаметром 22 мм и шпоночным пазом, а также инструмент – державка со сменным дорном из твердого сплава Т15К6. Методики охватывают металлографический анализ на микроскопе МИМ-7, измерение микротвердости на приборе ПМТ-3 с нагрузкой 0,98 Н, и оценку шероховатости профилометром модели 201. Результаты показывают упрочнение слоя до 1 мм с повышением твердости на 20-30%, сглаживание микронеровностей и снижение параметра Ra. Алгоритм подбора режимов включает ввод данных, расчет контакта и корректировку тока, обеспечивая воспроизводимость.

Разработка инструментальной державки для поверхностного электромеханического дорнования

Обосновывается выбор ПЭМД для деталей с отверстием и шпоночным пазом как наиболее подходящего из-за комбинации нагрева и деформации. Анализируются существующие конструкции: державка со сменным дорном, включающая оправку, калибрующий зуб и гайку; вариант с фиксирующим элементом для твердосплавных вставок; и дорн с дуплексным инструментом, содержащим калибрующие кольца и втулки. Разработанная державка представляет модифицированный конус Морзе с установочной и рабочей частями, где дорн фиксируется гайкой, а токоподвод обеспечивается через медный стержень с изоляцией. Принцип работы основан на вращении дорна в отверстии с подачей тока, вызывая локальный нагрев и пластическую деформацию. Прочностные расчеты включают проверку на изгиб с усилием 900 Н для стали 45 при [σ]=160 МПа, определяя момент сопротивления и диаметры. Расчет экономической эффективности учитывает затраты на изготовление и эксплуатацию, показывая окупаемость за 1,2 года при эффекте 166428 руб. Общие правила процесса подразумевают контроль натяга, тока и скорости, с учетом безопасности. Предлагается метод замены изношенных деталей путем упрочнения, а проектирование маршрута обработки интегрирует ПЭМД в технологический цикл. Выпускник провел детальные расчеты, подтвердив надежность конструкции. Таким образом, этот раздел, будучи конструкторским, раскрывает уникальные особенности державки, обеспечивая прерывистую обработку паза без повреждений.

Безопасность и экологичность

Анализируются условия труда при электромеханической обработке, включая риски поражения током и механических травм, с предложением мероприятий: защитные ограждения, изоляция, вентиляция. Расчет заземления определяет сопротивление контура с вертикальными электродами. Оценивается пожарная безопасность с рекомендациями по огнетушителям ОУ-8. Экологичность подчеркивает минимизацию отходов и энергопотребления, соответствуя нормам охраны природы.

Ремонт машин - Чертежи

1. Записка пояснительная;
2. Спецификация;
3. Чертежи:
   • Фланец;
   • Фланец-2;
   • Фиксирующее направляющее кольцо;
   • Технико-экономические показатели;
   • Толкатель;
   • Оправка;
   • Определение плотности тока;
   • Основные диаграммы;
   • Результаты литературных исследований;
   • Схема способов повышения износостойкости отверстий со шпоночным пазом;
   • Теоретические предпосылки;
   • Методика лабораторных исследований;
   • Монтажный чертеж модифицированного станка 6В11;
   • Втулка токоизоляционная;
   • Державка;
   • Дорн Сборочный чертеж;
   • Зуб упрочняюще-калибрующий;
   • Конус Морзе;
   • Анализ характера износа деталей имеющих отверстие со шпоночным пазом;