Конструирование и расчет станков

метки: Станок, Конструирование, Расчет, Деталь, Технический, Обслуживание, Ремонт, Поверхность

Основную часть оборудования предприятий любой отрасли машиностроения составляют станки и машины, выпускаемые как отечественными станкостроительными предприятиями, так и импортного производства.

Предприятия, выпускающие обрабатывающее оборудование, непрерывно работают над повышением технического уровня своей продукции. Однако достижение показателей технического уровня, гарантируемых заводами-изготовителями, невозможно без четкого соблюдения предприятиями-владельцами оборудования комплекса требований к его эксплуатации и выполнения системы технического обслуживания и ремонта. Для того чтобы такая система могла быть практически осуществимой, необходимо единство требований по организации технического обслуживания и ремонта больших групп станков и машин, устранения разнобоя в правилах облуживания и ремонта станков и машин различных моделей, неизбежного при разработке их многими заводами-изготовителями.

Воспроизводство станочного парка является непрерывным процессом его износа и выбытия, обновления и расширения. При этом расширение и обновление парка, как правило, происходит на новой более прогрессивной технической основе.

физический и моральный

Физическому износу

Основное влияние на величину физического износа оказывает механический износ деталей, в результате которого детали, изменяя форму, влияют на точность сопряжений между собой, ухудшая этим качество работы машины. Физический износ зависит от условий, в которых эксплуатируется станок и качество его обслуживания. На физический износ второго рода значительное воздействие оказывают температура окружающей среды, влажность, загрязнённость воздуха и механические удары.

Для частичного восстановления изношенные станки подвергаются ремонту с заменой и восстановлением части изношенных деталей.

При моральном износе

Для металлорежущих станков характерным является в основном не физический, а моральный износ. В связи с этим целесообразно ускорение замены или проведение модернизации станков, что позволяет путем совершенствования конструкций устранить (частично или полностью) влияние морального износа. Физический и моральный износ может быть частичным и полным. Частичный износ экономически целесообразно устранить путём ремонта или модернизации, тогда как полный износ устранять нецелесообразно, и станок заменяется новым.

Целесообразность ремонта металлообрабатывающего оборудования обуславливается, в основном, неравномерностью износа отдельных деталей и узлов в различных условиях их функционирования. Поэтому при конструировании следует стремиться к максимальной равнопрочности деталей и узлов, главным образом, путём увеличения долговечности быстро-изнашиваемых деталей.

Износ деталей промышленного оборудования

... и и, т. е. комплексны и, износ. Характер механического износа деталей. Механический износ деталей оборудования может быть полным, если повреждена вся поверхность детали, или местным, если поврежден какой- ... и других соединений. Механический износ может вызываться и плохим обслуживанием оборудования, например нарушениями в подаче смазки, недоброка­чественным ремонтом и несоблюдением его сроков, ...

1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ИЗНАШИВАНИЯ

ДЕТАЛЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ

Различают следующие виды изнашивания:

• а) абразивное;
• б) от высоких контактных напряжений;
• в) зависящее от недостаточной или неправильной смазки.

Под абразивным изнашиванием понимается разрушение трущихся поверхностей сопряженной пары деталей вследствие попадания на них твёрдых частиц, царапающих более мягкую поверхность (механическое внедрение).

Такими твёрдыми частицами могут быть попадающие на трущиеся поверхности из окружающей среды пылинки, частицы металла обрабатываемой на станке детали, особенно частицы твёрдой закалённой корки литых деталей, частицы шлифовальных кругов, формовочной земли и т.д.

Для уменьшения абразивного изнашивания следует содержать в чистоте открытые трущиеся поверхности деталей оборудования, ставить предохранительные щитки, кольца и другие приспособления, защищающие от попадания грязи.

В большей степени эти мероприятия необходимы для направляющих станков, особенно прецизионных.

Вторым распространённым видом изнашивания деталей оборудования является изнашивание от высоких контактных напряжений вследствие повышенной шероховатости обработки или недостаточно плотного прилегания сопрягаемых поверхностей из-за наличия искривлений, перекосов и других отклонений формы, допущенных при обработке и монтаже деталей.

Из-за наличия неровностей (например, гребешков – следов резца, фрезы и т. д) в местах контакта трущихся поверхностей возникают чрезвычайно высокие точечные нагрузки, вызывающие резкое повышение в этих местах температуры. В местах контакта возникает молекулярное притяжение, схватывание, глубинные вырывы и зазоры. Одновременно в местах контакта может происходить разрыв масляной пленки, в результате чего имеет место сухое или полусухое трение, что приводит к преждевременному износу деталей. Изнашивание от высоких контактных напряжений имеет место, главным образом, при эксплуатации крупного оборудования.

Недостаточная или несоответствующая по вязкости смазка также приводит к преждевременному износу деталей. Масло, как промежуточное вещество между двумя трущимися поверхностями, частично выполняет роль амортизатора и воспринимает большую часть энергии при перемещении одной детали относительно другой и одновременно распределяют более равномерно нагрузку по всей поверхности трения.

Так как предельно допускаемые зазоры значительно возрастают по отношению к начальным, то при начальных небольших зазорах применяют масло малой вязкости, а при значительном изнашивании деталей и, следовательно, резком увеличении зазоров – масла повышенной вязкости.

В холодное время года применяют масла невысокой вязкости, а летом вязкие. Не следует допускать перегрузки сопряжения, так как в этом случае толщина смазочного слоя резко уменьшается вследствие одновременного роста удельной нагрузки и уменьшения скорости скольжения и происходит форсированное изнашивание.

Одним из требований к эксплуатации узлов трения является ограничение по температуре, поскольку повышение температуры масла до 150…200°C снижает вязкость масла, приближая её к вязкости воды, вследствие чего оно теряет свои смазывающие способности, что значительно повышает изнашивание трущихся поверхностей.

Износ и износостойкость деталей

... формы деталей. трение изнашивание деталь оборудование Изнашивание включает целый ряд физико-химических процессов. Происходит снятие тончайших слоев металла ... изнашивание детали, зависит, как видно из описания процессов разрушения деталей, от различных факторов. Поэтому обеспечение износостойкости деталей ... трущихся деталей в начальный период мала, поэтому происходит их приработка. Приработка - ...

Например, если на поверхности подшипника температура составляет 60…70 ^° C (рука с трудом выдерживает эту температуру), то в зоне трения температура в 1,5…2 раза выше, т.е. этот факт необходимо учитывать при выборе марки масла и условий эксплуатации оборудования.

При остановках или резких колебаниях режима работы агрегата масло выдавливается из мест наибольшего нагружения, следовательно, частые остановки и пуски способствуют большему износу деталей, чем при работе в установившемся режиме.

Во время работы многие детали машин подвергаются длительному действию переменных динамических нагрузок, которые более отрицательно влияют на прочностные свойства деталей, чем нагрузки статические. При этом наблюдается так называемый усталостный износ, который приводит к разрушению детали с характерным видом излома с двумя зонами:

• зоной развивающихся трещин;

• зоной, по которой произошёл излом (зернистая поверхность).

Возможно также возникновение усталостных трещин и шелушения поверхностного слоя детали.

Причиной возникновения усталостных трещин является грубо обработанная поверхность, наличие рисок, царапин, которые являются концентраторами напряжений.

1.1 ПЕРВОНАЧАЛЬНАЯ ПРИРАБОТКА

ДЕТАЛЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ

К мероприятиям, направленным к уменьшению изнашиваемости деталей следует отнести внедрение в практику обязательных режимов обработки в процессе начальной эксплуатации новых и отремонтированных узлов машин.

Для новых или отремонтированных деталей наиболее интенсивное изнашивание протекает, как правило, при работе в первые 8…12 часов после сборки, поэтому очень важно, чтобы первый период проходил под контролем квалифицированного персонала. После правильно проведённой приработки процесс изнашивания протекает очень медленно (второй период) и лишь после значительного, вследствие износа, увеличения зазоров процесс изнашивания резко ускоряется (третий период), что приводит механизм к полному износу, поэтому ремонтный период строится так, чтобы не допускать длительность эксплуатации до третьего периода.

Суть приработки состоит в следующем: в период приработки, который начинается с малых относительных скоростей трущихся поверхностей и малых нагрузок постепенно повышающихся к концу приработки, происходит сглаживание имевшихся неровностей поверхности.

Оторвавшиеся частицы металла, попадая в промежутки между гребешками (оставшиеся после обработки), способствуют образованию новых неровностей.

Последние постепенно меняют форму и размеры после некоторой приработки неровности оказываются направленными в сторону движения скольжения. Эта новая форма неровностей является оптимальной в течение дальнейшего изнашивания.

После окончания приработки агрегата из всех ёмкостей сливают масло, загрязнённое отделившимися частицами металла. После чего заливают свежее масло и агрегат может быть введён в эксплуатацию.

Для ускоренного процесса приработки можно рекомендовать смазку с добавлением графита.

Организация ремонта и технического обслуживания оборудования (2)

... хозяйством на крупном промышленном предприятии; оценить организацию ремонта и технического обслуживания оборудования; выявить пути совершенствования организации ремонта и технического обслуживания и эффективности предлагаемых мероприятий. При написании данной курсовой работы был изучен теоретический материал по данной теме, использованы ...

Наилучшим является серебристый чешуйчатый графит, предельно измельчённый (до пудры).

В индустриальное масло И12 или И20 добавляют около 5% по весу указанного графита.

Графит легко прилипает к металлической поверхности, особенно к чёрным металлам, причём слои его располагаются параллельно поверхности трения. Трение происходит не между соприкасающимися металлическими поверхностями, а между поверхностями слоёв графита.

Таким образом, разрушается в основном не металл, а графит, который образует тонкие пластины-чешуйки. Более тонко срабатываются гребешки, что снижает шероховатость поверхности и, следовательно, ускоряет приработку.

Хороший результат для более износостойкой поверхности трения получается от добавления к маслу на время приработки около 5…6% сульфофрезола, который благодаря наличию в нём серы окисляет поверхность гребешков, а окислы легко отделяются от основного материала и таким образом процесс приработки ускоряется.

Если деталь изготовлена из чугуна, то прирабатываемую поверхность следует предварительно полудить. Полуда, покрывая тонким слоем рабочую

поверхность, предохраняет находящийся в чугуне свободный графит от выпадения и тем облегчает процесс приработки.

2. ТИПОВАЯ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

И РЕМОНТА МЕТАЛЛО – И ДЕРЕООБРАБАТЫВАЮЩЕГО

ОБОРУДОВАНИЯ

Типовая система состоит из трёх частей, Первая часть

под техническим обслуживанием

• техническое обслуживание при использовании ? это техническое обслуживание при подготовке к использованию по назначению, а также непосредственно после его окончания;
• техническое обслуживание при хранении – это техническое обслуживание при подготовке к хранению, а также непосредственно после его окончания;
• техническое обслуживание при транспортировании – это техническое обслуживание, выполняемое при подготовке к транспортированию, транспортирование, а также непосредственно после его окончания;
• периодическое техническое обслуживание – это техническое обслуживание, выполняемое через установленные в эксплуатационной документации значения наработки или интервалы времени;

— регламентированное техническое обслуживание – это техническое обслуживание, предусмотренное в нормативно-технической и эксплуатационной документации и выполняемое с периодичностью и в объёме, установленными в ней, независимо от технического состояния изделия в момент начала технического обслуживания.

Вторая часть, В третьей части, Типовая система

• установление ремонтосложности;
• пропорциональность затрат на внутрицикловые ремонты и техническое обслуживание единицы ремонтносложности затратам на капитальный ремонт;
• разработка структур ремонтных циклов различных видов оборудования.

2.1 ТИПОВАЯ СИСТЕМА И ЕЁ ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ, Типовой системой

Типовая система базируется на том, что эффективная работа оборудования невозможна без выполнения технического обслуживания и ремонта в определенных объёмах и установленного качества.

Для осуществления технического обслуживания оборудования типовой сис­темой определены:

• состав обязательных регламентированных операций обслуживания;
• периодичность их выполнения по отработанному оперативному времени;
• распределение обязанностей между исполнителями;
• трудоёмкость и стоимость каждой регламентированной операции и другие мероприятия, необходимые для осуществления типовой системы, о которых будет сказано ниже.

Кроме того, типовая система предусматривает анализ целесообразности использования, модернизации или списания. Реализация результатов такого анализа позволяет постоянно поддерживать качество парка оборудования предприятия.

Все положения типовой системы, кроме особо оговорённых, взамосвязаны и невыполнение хотя бы одного из них резко снижает эффективность выполнения остальных.

2.2 ОСНОВНЫЕ ВИДЫ РАБОТ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ

ОБСЛУЖИВАНИЮ И РЕМОНТУ

Длительное сохранение оборудованием работоспособности и уменьшение суммы затрат на её поддержание и потерь основного производства, связанных с простоями оборудования из-за неисправности, требует рациональной организации эксплуатации и обязательного выполнения комплекса работ по техническому обслуживанию. Всеми этими вопросами, кроме прочих, занимается служба главного механика (СГМ) предприятия.

В деятельности СГМ техническое обслуживание оборудования должно стоять на первом месте, а ремонт, который не должен рассматриваться как самоцель, – на втором.

под ремонтом

Рациональная организация технического обслуживания требует четкой регламентации и планирования всех входящих в него работ по их содержанию и периодичности выполнения.

Однако регламентировать весь объём работ по ТО станков и машин практически невозможно, поэтому наряду с плановыми обязательными работами ТО включает случайные работы, выполняемые по потребности.

Таким образом, типовая система предусматривает два вида ремонтов: плановый и неплановый.

Плановый ремонт, Неплановый ремонт

По составу работ предусматривается три вида плановых ремонтов: текущий, средний и капитальный.

Текущий ремонт, Средний ремонт, Капитальный ремонт

К комплексу работ по восстановлению работоспособности оборудования относится также аварийный ремонт.

Аварийный ремонт

2.3 СТРУКТУРА И ПЕРИОДИЧНОСТЬ РАБОТ

ПО ПЛАНОВОМУ ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ И РЕМОНТУ

Все работы по плановому техническому обслуживанию и ремонту выполняются в определённой последовательности, образуя повторяющиеся циклы.

Ремонтный цикл

Ремонтный цикл завершается капитальным ремонтом.

Структура ремонтного цикла (C, Продолжительность ремонтного цикла (Т

КР –ТР – ТР – СР – ТР ? ТР ? КР

Межремонтный период, Цикл технического обслуживания (, Структура цикла технического обслуживания (

Продолжительность цикла технического обслуживания (Т _цо ) и межремонтного периода (Т_мр ) равны между собой, так как все операции планового технического обслуживания выполняются между двумя последовательными плановыми ремонтами.

Межоперационный период обслуживания

Карта планового технического обслуживания – это документ, высылаемый заводом-изготовителем в составе технической документации с каждой единицей оборудования и содержащий:

• перечень всех подлежащих выполнению видов планового технического с краткой характеристикой их содержания:
• трудоёмкость выполнения каждой операции;
• состав исполнителей каждой операции.

Карта планового технического обслуживания может разрабатываться на каждую модель оборудования или на группу конструктивно близких моделей.

С

Структуры ремонтного цикла

труктура ремонтных циклов приведены в табл. 2.1, а эмпирические форму­лы для определения продолжительности ремонтных циклов и межремонтных периодов – в табл. 2.2.

Таблица 2.1

Структуры ремонтного цикла

Оборудование			Структура ремонтного цикла	Число ремонтов в цикле		Число плановых осмотров в межремонтном периоде
				Средних	Текущих
Вид	Класс точности	Категория (В Т)
	Н	До 10	КР––ТР––ТР––СР–– ТР––ТР––КР или КР––ТР––ТР––ТР–– ТР––КР	1	4	1
				––	4	1
		Св. 10 до 100	КР––ТР–– ТР–– СР–– ТР–– ТР–– КР или КР ––ТР–– ТР–– ТР–– ТР ––ТР ––КР	1	4	2
				––	5	2
		Св. 100	КР––ТР––ТР––СР–– ТР––ТР––КР или КР––ТР––ТР––ТР–– ТР––ТР––ТР––КР	1	4	3
				––	6	3
	П: В: А: С:	До 10	КР––ТР––ТР––СР–– ТР–– ТР––СР––ТР–– ТР––КР или КР––ТР––ТР––ТР–– ТР––ТР––ТР––ТР–– ТР––КР	2	6	1
				––	8	1
		Св. 10 до 100	КР––ТР––ТР––СР–– ТР––ТР––СР–– ТР–– ТР––КР или КР––ТР––ТР–– ТР––ТР–– ТР ––ТР–– ТР––ТР––КР	2	6	2
				––	8	2
		Св. 100	КР–– ТР––ТР––СР–– ТР––ТР–– СР––ТР–– ТР––КР или КР––ТР––ТР––ТР–– ТР––ТР––ТР––ТР–– ТР––ТР––КР	2	6	3
				––	9	3

Таблица 2.2

Эмпирические формулы для определения продолжительности ремонтных циклов и межремонтных периодов

Оборудование				Продолжительность оперативного вре­ме­ни, часы, отработанные оборудовани­ем
Вид	Класс точности	Структура ремонтного цикла	Категория (в т)
				ремонтного цикла	межремонтного периода
Метало-режущее	H	Трехвидовая	До 10 Св.10 до 100 Свыше 100	Т цр =16800ЧКом Кми Ч ЧК тс Ккс ЧКв Кд	Тмр=Т цр : 6
	П,		До 10 Св.10 до 100 Свыше 100		Тмр=Т цр : 9
	В
	А
	С
	Н	Двухвидовая	До 10 Св.10 до 100 Свыше 100		Тмр=Т цр : 5
					Тмр=Т цр : 6
					Тмр=Т цр : 7
	П		До 10 Св.10 до 100 Свыше 100		Тмр=Т цр : 9
	В
	А				Тмр=Т цр : 9
	С

Эмпирические формулы продолжительности ремонтных циклов представляют произведение постоянного для каждого вида оборудования сомножителя на следующие коэффициенты, имеющие переменные значения:

К _ом – коэффициент обрабатываемого материала;

К _ми – коэффициент материала инструмента;

К _тс – коэффициент класса точности оборудования;

К _кс – коэффициент категории массы;

К _ро – коэффициент ремонтных особенностей;

К _в – коэффициент возраста;

К _д – коэффициент долговечности.

Значение коэффициентов, входящие в эмпирические формулы для определения продолжительности ремонтных циклов и межремонтных периодов приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Металлорежущие станки

Коэффициент	Определяемый параметр	Значение коэффициента
К ом	Обрабатываемый материал:
	Сталь конструкционная	1,0
	Прочие материалы	0,75
К МИ	Материал применяемого инструмента:
	Металл	1,0
	Абразив	0,8
К тс	Класс точности:
	Н	1,0
	П	1,5
	В,А,С.	2,0
К кс	Категория массы:
	до 10 т	1,0
	Св. 10 до 100 т	1,35
	Св. 100 т	1,7