Технологический расчет вала редуктора

Технологический процесс - часть производственного процесса, содержащего целенаправленные действия по изменению и последующему определению состояния предмета труда.

Проектируя процесс изготовления детали необходимо разработать соответствующую технологическую документацию (маршрутную карту, карту эскизов, и др.)

Маршрутно — операционная карта - это технологический документ, содержащий описание технологической операции с указанием последовательности переходов, данных о действах технологического оснащения, режимах и трудовых затратах.

Карта эскизов является обязательным технологическим документом и составляется по ГОСТ 3.1118-82 форма 7. Карта эскизов прилагается к маршрутно - операционной карте и содержит данные, необходимые для выполнения технологических процессов изготовления (размеры, предельные отклонения, обозначенные шероховатости поверхностей, технические требования и т.д.).

Изготавливаемый вал является валом согласующего редуктора, который служит для передачи вращения к мосту энергетического модуля

Для изготовления вала используется заготовка – круглый прокат диаметром 48мм ГОСТ 1051-73 Сталь 45.

Процесс изготовления происходит на токарно-винторезном станке 16 К-20 , горизонтально фрезерном станке 6Н82 и шлифовальном станке 3Б15.

Изготовление начинается с заготовительной операции, в ходе которой отрезается заготовка длиной 250мм.

После этого проводится токарная операция. Подрезаются торец 1 и засверливается центровочное отверстие.

При следующей токарной операции обрабатываются поверхности 3,4

до размеров Dном + 0,2мм.

При нейтральном положении направляющих колес ЭМ и совпадении продольных осей ЭМ и ТТМ клапан управления автоматически запирает полости гидроцилиндров и блокирует вертикальный шарнир. Таким образом, прямолинейное движение МЭС осуществляется при блокированном вертикальном шарнире, что обеспечивает высокую курсовую устойчивость как на вспашке (даже при поперечном смещении плуга), так и на междурядной обработке в составе 18-рядного (для междурядий 70 см) МТА.

ТТM оснащен пневмотормозами и тем же рабочим оборудованием (прицепным, тягово-сцепным и седельным устройствами), что и трактор Т-150K. Основные технические характеристики макетного образца МЭС на основе трактора МТЗ-142 представлены в таблице 1.

При функциональных лабораторно-полевых испытаниях макетных образцов МЭС мощностью 135 кВт (МЭС-200) и 110 кВт (МЭС-150) получены следующие результаты: трудоемкость стыковки ЭМ и ТТМ составила 0,184 чел.-ч (11 мин), а расстыковки — 0,096 чел.-ч. Для этой операции ТТМ оснащен передней выдвижной опорой. Все элементы соединения (навесное устройство, ВОМ, гидро-, пневмо- и электрокоммуникации) обычные.

Агрегатирование МЭС с сельскохозяйственными машинами м испытаний выполнял один человек, причем трудоемкость не превышала трудоемкости агрегатирования трактора Т-150К. По обзорности МЭС соответствовал требованиям стандарта, освещенности уступал нормативам. Чтобы улучшить обзорность концов нижних тяг заднего навесного механизма при минимальной у ТТМ, равной 1,4 м, в опытном образце ТТМ наружная габаритная ширина несущей рамы уменьшена до 500 мм. Это создает поперечный зазор между боковой кромкой шины и продольной балкой (лонжероном) рамы. По тормозному пути и замедлению МЭС соответствовал требованиям стандарта. Минимальный радиус поворота и маневренность МЭС практически такие же, как и у трактора Т-150К.

Техническая характеристика МЭС-200

Показатель	ЭМ	ТТМ	МЭС
Эксплуатационная масса без балласта, кг	5200	2380	7580
Распределение сцепного веса, Н, по осям: Передняя Задняя	18100 33900	2300 21500
Дорожный просвет, мм	460	470	460
Колея, м	1,4-2,1	1,4-2,1	1,4-2,1
Размер шин	16-20	16,9/14-30	16,9Р38
Минимальный радиус поворота, м	4,5	-	5,5-5,9
Габаритные размеры, мм	45482050 2975	31402259 1421	73202295 2975

Автоматическая блокировка вертикального шарнира
транспортно-технологического модуля

Предназначена для автоматической блокировки вертикального шарнира ТТМ при пахоте, на транспорте и др. работах с целью обеспечения прямолинейности хода МЭС, предусмотрена возможность обеспечения принудительного блокирования вертикального шарнира при необходимости маневрирования задним ходом (при сцепке с с.-х. машинами и др.).

Автоматическая блокировка состоит из клапана блокировки, 2-х гидроцилиндров, панели управления с установленными на ней контрольной лампой, выключателями и реле, соединительных шлангов и электроприводов.

Электрический сигнал на разблокирование при автоматической блокировке вертикального шарнира поступает от датчика АБД заднего моста энергомодуля, причем независимо от того, включена АБД энергомодуля или нет.

Клапан блокировки крепится на пластине кронштейна и состоит из корпуса, электромагнита, золотника, толкателя, пружины, пробки.

Через каналы А и Б клапана соединены полости гидроцилиндров (левого и правого), подпитка система осуществляется из гидросистемы трактора. Полость В клапана соединена шлангом с корпусом трансмиссии трактора и предназначена для слива утечек масла.

Управляемый электромагнитом, золотник либо перекрывает полости А и Б (вертикальный шарнир блокирован) либо сообщает их (вертикальный шарнир разблокирован). Выключатель установлен на оси вертикального шарнира и взаимодействует с профильной частью кронштейна, установленного на трубе балансира.

При прямолинейном движении профильная часть кронштейна воздействует на шарик выключателя и контакты его замыкаются; при повороте ТТМ относительно трактора и контакты размыкаются.

Контрольная лампа, сигнализирует о включении блокировки вертикального шарнира.

Выключатель имеет три положения:

переднее: автоматическое блокирование вертикального шарнира, при этом при прямолинейном движении вертикальный шарнир будет блокирован, так как клапан блокировки перекроет каналы, сообщающие полости левого и правого цилиндров вертикального шарнира; при повороте рулевого колеса трактора на 8°-10° датчик АБД заднего моста трактора, смонтированный на ГУРе разомкнет цепь электромагнита клапана блокировки и блокировка выключается.
среднее положение: блокировка вертикального шарнира выключена и обеспечивается поворот ТТМ в горизонтальной плоскости относительно трактора 30°.

заднее положение: принудительное блокирование вертикального шарнира при движении задним ходом (включается одновременно с выключателем)

Положение выключателя, используемое при маневрировании задним ходом:

- переднее: вертикальный блокируется при любом угле поворота относительно вертикального шарнира

заднее: выключено; при этом управление блокировкой вертикального шарнира осуществляется выключателем.

Автоматическая блокировка вертикального шарнира действует следующим образом: блокировка выключена, масло из полостей цилиндров перетекает через каналы клапана блокировки, обеспечивая свободный поворот ТТМ относительно трактора;

с целью гашения возникающих при наезде на препятствия и поворотах угловых колебаний ТТМ относительно вертикального шарнира в магистралях, соединяющих разноименные полости левого и правого цилиндров установлены
замедлительные клапаны;

- включена автоматическая блокировка; обмотка магнита управления золотником клапана блокировки соединяются через выключатели, реле, электрическую цепь с датчиком АБД трактора; если датчик АБД включен, магнит передвигает золотник клапана блокировки, перекрывает его
каналы; шарнир блокируется. Блокирование при этом возможно только при прямолинейном движении МЭС (трактора и TIM), т.е. когда контакты выключателя (датчика) замкнуты.

При повороте колес трактора более чем на 10°...12° датчик АБД
размыкает цепь, также обесточивается обмотка клапана блокировки
вертикального шарнира, и пружиной золотник переводится в выключенное положение: вертикальный шарнир при этом разблокируется.

блокирование принудительное. B этом случае обмотка магнита замыкается на «+» источника питания, золотник перекрывает каналы клапана блокировки и вертикальный шарнир блокируется. Позиция используется только одновременно с выключателем - для маневрирования задним ходом.

Рекомендации по использованию режимов работы автоматической блокировки вертикального шарнира ТТМ

Автоматическое блокирование используется на пахоте, транспортных работах - для повышения устойчивости прямолинейности хода, предотвращения "складывания" агрегата трактор - ТТМ и др.

Принудительное блокирование при маневрировании задним ходом используется при движении задним ходом по прямой, кривой траектории, сцепке о с.-х. машинами.

Вертикальный шарнир ТТМ при этом может быть заблокирован под любым углом - от 0° до 30°. При этом выключатель автоматической блокировки вертикального шарнира должен быть установлен в положение "принудительное" (заднее). При окончании маневрирования задним ходом выключатель должен быть выключен;

Заполнение системы автоматической блокировки вертикального шарнира ТТМ маслом осуществляется от дополнительных выводов гидросистемы трактора T-I42: для этого выводы системы блокировки ТТМ соединяются с помощью быстросоединяемых муфт шлангами с дополнительными выводами гидросистемы трактора, после соединения рукоятка гидрораспределителя используемой секции поочередно устанавливается в положение «подъем» и «опускание».

При следующей токарной операции заготовка разворачивается подрезаются торец 2 и засверливается центровочное отверстие.

Обрабатываются поверхности 5,6 до размеров Dном + 0,2мм. На поверхностях 5,6 снимается фаска.

При следующей токарной операции заготовка разворачивается обрабатываются поверхности 7,8,10 на поверхности 8. На поверхности 10 нарезается резьба.

Работа проводится на токарно–винторезном станке 16К20 с применением проходного резца 2101-0057 Т.15К6 ГОСТ 18868-73., прорезного резца 4536-4322

ГОСТ 18868-73, чистогово резца ГОСТ 18868-73,резьбового резца ГОСТ 18868-73.,сверла центровочного ГОСТ6694-53.

Следующая операция фрезерная на поверхности 5 нарезаются 8 шлицов с углом отклонения 45,длинной 53мм,глубиной 3 мм, шириной 2,5 мм.

Поверхность 7 подрезается на 3 мм.

Следующая операция шлифовальная. Шлифуются поверхности 3,4,6.

Применяется шлифовальный круг 14А40ПС26К5 ГОСТ 17123 – 79.

Заключительная операция – контрольная. Производится контроль получившегося изделия, в котором контролируется деталь на отсутствие острых кромок и заусенцев, контролируется шероховатость поверхностей и размеры. В этой работе используется контрольное приспособление 70 – 8743 – 0051, штангенциркуль ШЦ – 1–125–01 ГОСТ – 166 – 74 и микрометр К120.

Определение режимов резания процесса изготовления

Для достижения оптимального качества выполняемых работ необходимо правильно выбрать режимы резания. Определим их на примере токарной операции протачивания поверхности 4 .

Длина рабочего хода суппорта:

, (3.2.1)

где Lрез – длина резания; y – подвод, врезание и перебег инструмента; Lдоп – дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурацией детали. В нашем случае Lрез = 38мм, y (выбирается по справочной литературе в зависимости от вида заготовки и особенностей устройства станка) = 4,5мм; Lдоп = 0.

Подача суппорта на один оборот шпинделя S0 в мм/об назначается в зависимости от вида обрабатываемого материала, суммарной глубины и ширины точения и требований к чистоте поверхности. Для нашего случая: S = 0,25мм/об.

Рассчитаем рекомендуемые значения скорости резания V в мм/мин и числа оборотов шпинделя n в минуту:

, (3.2.2)

где - табличное рекомендуемое значение скорости резания,=100м/мин; К1- коэффициент, зависящий от обрабатываемого

материала, К1 = 1,55; К2-коэффициент, зависящий от стойкости и марки твёрдого сплава,К2=1,25.

(3.2.3)

где d – наибольший диаметр заготовки, мм.

После этого производится уточнение значения числа оборотов шпинделя по паспорту станка , а затем можно подсчитать действительное значение скорости резания.

Основное машинное время обработки tM (на один проход) определяется так:

, (3.2.4)

Чтобы подсчитать время всей операции, это значение нужно умножить на количество проходов.

Для фрезерных работ:

Шаг фрезы

t = пD/z(mm)

z – число зубьев фрезы z=0.1D

D – диаметр фрезы

Величина впадины зуба - глубина канавки

h = (0,3 – 0,6)t

Рассчитаем рекомендуемые значения скорости резания V в мм/мин

скорость резания

u = (CD/TstBz)*K (м/мин)

где:

C – коэффициент, характеризующий металл и условия его обработки

В – ширина фрезерования

- угол наклона винтовой канавки фрезы

Прочностной расчет сварного шва

Расчет будем вести для стыкового шва. Расчет прочности стыкового соединения принято выполнять по размерам сечения детали в этой зоне. Возможное снижение прочности деталей, связанное со сваркой, учитывают при назначение допускаемых напряжений.

Наш шов работает на растяжение, поэтому расчет будем вести на растяжение.

Прочность шва определяем по формуле:

(3.21)

где b и - ширина и толщина материала;

-сила нагрузки, Н;

-допускаемое напряжение для сварных соединений.

Отношение к допускаемому напряжению на растяжение для основного металла детали является коэффициентом прочности сварного соединения:

(3.22)

Значение колеблется в пределах 0,9…1,00

(3.23)

где - предел текучести для МПа;

- запас прочности =1,4…1,6;

отсюда находим

МПа (3.24)

отсюда определяем прочность шва:

МПа

МПа –условие выполняется, значит шов может работать.

Расчёт шлицевых соединений