/
Автор: Белецкий Д.Г.
Теги: машиностроение насосы детали машин вакуумные насосы насосостроение
Год: 1956
Текст
Д. Г. БЕЛЕЦКИЙ
КАНД. ТЕХН. НАУК
ТЕХНОЛОГИЯ
НАСОСОСТРОЕНИЯ
Допущено Управлением учебных заведен ш
Министерства тяжелого машиностроения СССР
в качестве учебного пособия для машиностроительных
техникумов Министерства
МАШГИЗ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва 1956
В книге описываются основные вопросы технологии
производства центробежных, осевых, вихревых, винто-
вых, шестеренчатых и поршневых насосов.
В трех частях книги последовательно излагаются:
общие вопросы технологии машиностроения и насосо-
строения, технология механической обработки основ-
ных деталей насосов и технология сборки и испытания
насосов, а также вопросы установки крупных насосов.
В книге использованы и систематически обобщены
материалы насосостроительных заводов, проектно-тех-
нологических институтов, опыт передовиков-новаторов
производства и некоторые данные зарубежной прак-
тики.
Учебное пособие предназначено для студентов тех-
никумов по специальности насосостроения. Оно может
быть полезно также для студентов вузов соответствую-
щих специальностей, а также для инженерно-техни-
ческих работников заводов.
Рецензенты: канд. техн, наук доц. В. С. Корсаков,
канд. техн, наук Б. И. Шварцбурд
Редактор инж. Н, Н. Воскресенский
Редакция литературы по транспортному, дорожному
и энергетическому машиностроению
Зав. редакцией инж. Г. И. ПЕТРОВ
ПРЕДИСЛОВИЕ
Насосы широко используются во многих отраслях народного
хозяйства. Нефтяная, химическая, горнорудная, угольная и метал-
лургическая промышленности, сельское и коммунальное хозяйство,
каналы и электростанции и т. п. в большом количестве используют
различные насосы.
Производством насосов занимается большое количество заводов
различных министерств. Выпуск насосов измеряется многими десят-
ками и сотнями тысяч в год. Среди насосов имеются единственные
в своем роде огромные насосные агрегаты производительностью
10—15 м3!сек, с приводом от электродвигателя мощностью до
5 тыс. кет, и небольшие насосы производительностью несколько
литров в минуту.
Производство насосов характеризовалось методами' мелкосерий-
ного производства, со слабой технологической оснащенностью и
высокой трудоемкостью изготовления.
В последние годы технологические институты и заводы разрабо-
тали и внедрили высокопроизводительные поточные методы изгото-
вления насосов.
Высокопроизводительная специализированная оснастка и пере-
менно-поточная обработка деталей даже в условиях мелкосерий-
ного производства определили основное направление в развитии
технологии насосостроения, что не только резко увеличивает коли-
чественный выпуск, но и снижает себестоимость изготовления
насосов.
В учебном пособии не рассматривается ряд специальных вопро-
сов, например, расчет и изготовление инструмента для обработки
и контроля винтов винтовых насосов, некоторые виды приспособле-
ний и процессов обработки, а также вопросы, излагаемые в курсах
«Резание», «Станки», «Техническое нормирование» и «Организация
производства».
1*
4
ПРЕДИСЛОВИЕ
Книга написана в соответствии с программой, утвержденной
Управлением учебных заведений Министерства тяжелого машино-
строения СССР в качестве учебного пособия для техникумов по
курсу «Технология насосостроения» по специальности «Насосо-
строение».
Книга может быть использована в качестве пособия студентами
и преподавателями соответствующих специальностей машинострои-
тельных втузов, а также инженерно-техническими работниками
технологических институтов и насосостроительных заводов.
Все замечания по книге просьба направлять по адресу: Москва,
Третьяковский проезд, д. 1, Машгиз.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕХНОЛОГИИ
НАСОСОСТРОЕНИЯ
ГЛАВА I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ о ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
§ 1. ВВЕДЕНИЕ. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА МАШИН
И УЧЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Предмет и задачи технологии машиностроения. Технологией
называют науку о способах изготовления тех или других предметов
или переработки различного сырья в продукты потребления. Техно-
логия машиностроения — это наука о методах и способах изготов-
ления машин. В ней обобщаются и рассматриваются наиболее ра-
циональные способы механической обработки деталей, сборки и
испытания машин.
При разработке процесса изготовления любой детали обычно
одновременно решаются три основные задачи технологии машино-
строения:
а) получение определенной точности обработанной детали, обес-
печивающей возможность сборки и взаимозаменяемости деталей;
б) получение требуемого качества обработанной поверхности
деталей для увеличения износоустойчивости и долговечности ма-
шины и
в) обеспечение высокой производительности при изготовлении
деталей и сборке машин и наименьшего расхода металлов и мате-
риалов на единицу изделия, что снижает себестоимость машин.
Решение каждой из перечисленных задач невозможно без опре-
деленных знаний в области механических свойств металлов, точ-
ности и жесткости станков различных конструкций, вопросов реза-
ния металлов, конструкций и износа инструментов, базирования
деталей при установке на станках и т. п.
Значение дисциплины «Технология машиностроения» опреде-
ляется тем, что технический уровень всех отраслей народного
хозяйства в значительной степени зависит от уровня машиностро-
ения.
По мере развития техники производства значение технологии
машиностроения все увеличивается. Массовый выпуск машин и
предметов народного потребления стал возможным в связи с разра-
боткой высокопроизводительных методов их изготовления.
6
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Только на основе высокоразвитого машиностроения оказалось
возможным осуществлять механизацию трудоемких работ и элек-
трификацию всей страны и сельского хозяйства, строительства
гидростанций и других работ и создать уникальные машины, сверх-
мощные гидротурбины, насосы и т. п.
Развитие машиностроения в России. Возникновение машинного
производства в России следует отнести к началу XVIII в.
Однако развитие отечественного машиностроения все время
тормозилось условиями царского самодержавия.
После Октябрьской революции, в результате проведения поли-
тики индустриализации, в нашей стране были созданы новые отрасли
машиностроения: тракторостроение, автостроение, станкостроение,
насосостроение и многие другие. За время первых пятилеток были
созданы первоклассные по своей технике и технологии заводы:
Сталинградский, Харьковский и Челябинский тракторные заводы,
автозаводы имени Сталина и имени Молотова, станкостроительные
заводы «Красный пролетарий», имени Орджоникидзе и многие
Другие.
Освоение производства новых машин и особенно массового про-
изводства автомобилей и тракторов потребовало значительного
совершенствования технологии, создания новых методов и принци-
пов обработки, новых типов станков, приспособлений и инструмен-
тов. Основной характерной чертой этой передовой технологии яв-
ляется широкое применение метода «потока», когда обрабатываемая
деталь последовательно проходит по линии или «цепочке» станков,
расположенных в порядке выполнения операций ее обработки.
Наряду с массовым производством метод «потока» находит все
большее применение в условиях серийного производства (станко-
строение, насосостроение и другие виды машиностроения).
Дальнейшее развитие технологии машиностроения характери-
зуется механизацией и автоматизацией процессов установки, обра-
ботки и транспортирования деталей. Это находит свое выражение
в создании автоматических поточных линий, цехов и заводов.
Особо следует остановиться на развитии производства насосов.
Развитие чугуно- и сталелитейного дела способствовало появ-
лению металлических насосов с ручным приводом, что имело место
в России в начале XVIII в. После изобретения паровой машины на-
чали появляться паровые поршневые насосы, которые в конце XIX в.
получили широкое распространение. Их применяли для перекачи-
вания воды и нефти. В конце XIX и начале XX в. в связи с появле-
нием быстроходного привода от электродвигателя стало развиваться
производство центробежных насосов, первые образцы которых в
России были созданы еще в 1838 г. горным инженером Саблуковым.
Первоначально насосы изготовлялись различными предприятиями
в индивидуальном порядке для собственных нужд. Специализиро-
ванное производство поршневых насосов впервые было организовано
в начале 80-х годов прошлого века на московском заводе «Красный
факел» (б. Г. Лист), На этом заводе в очень примитивных условиях
РАЗВИТИЕ УЧЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
7
выпускались пожарные поршневые насосы с ручным приводом.
Позднее этот завод стал выпускать одноступенчатые центробежные
насосы. В начале 90-х годов было начато производство поршневых
насосов на втором, вновь построенном в Москве заводе Г. Листа
(ныне завод «Борец»). В первом десятилетии XX в. центробежные
насосы стали строиться на рижском заводе Пирвица. Вскоре было
организовано производство многоступенчатых насосов на Петер-
бургском металлическом заводе.
Однако существенное развитие отечественное насосостроение
получило лишь в советское время. В 1924—1925 гг. производство
насосов было начато на Сумском заводе имени Фрунзе, а с 1932—
1933 гг. — на нескольких заводах различных министерств.
В течение продолжительного времени насосы выпускались в
небольших количествах и для производства их не применялись
специальные станки, приспособления и инструменты.
Зарождение и развитие отечественной науки «Технология машино-
строения». В 1883—1885 гг. проф. И. А. Тиме выпустил капиталь-
ный труд «Основы машиностроения», подобного которому не было
в мировой литературе. В этой книге рассматривались как оборудо-
вание, так и методы обработки.
В конце XIX и начале XX в. вышел ряд курсов лекций по меха-
нической технологии (проф. А. А. Брике — 1893 г., проф. А.Д.Гат-
цук — 1905 г., проф. Н. П. Савин — 1908 г., проф. А. П. Гаври-
ленко — 1911 г.). В этих работах излагались основы резания метал-
лов, а также описания станков, инструментов и методов обработки.
Наиболее обобщающим был курс проф. А. П. Гавриленко «Техноло-
гия металлов», одна из частей которого была посвящена обработке
металлов резанием под углом зрения получения дешевой и точной
продукции. Эти труды отражали первый этап развития технологи-
ческой науки, когда в одном курсе излагались вопросы теории реза-
ния, описание оборудования и собственно методы обработки деталей.
Советский период развития технологической науки тесно связан
с индустриализацией страны и созданием новых заводов, особенно
массового машиностроения. В эти годы для проектирования новых
заводов, а также для организации производства и внедрения передо-
вой технологии на вновь строящихся и реконструированных заво-
дах были созданы мощные проектно-технологические институты.
(Гипромаш и Оргаметалл). Большие технологические работы про-
водились на многих крупных заводах.
В результате обобщения большого накопленного опыта была
создана самостоятельная дисциплина «Технология машиностроения»,
что характеризовало второй этап развития технологической науки.
С начала 30-х годов новая дисциплина была введена в учебные планы
технологических учебных заведений наряду с курсами «Станки»,
«Резание металлов» и др. Первоначально технология машинострое-
ния продолжала носить описательный характер. При этом в ряде
отраслевых институтов возникали специальные дисциплины: «Тех-
нология станкостроения, автотракторостроения» и др.
8
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Третий этап развития дисциплины «Технология машиностроения»
характеризуется разработкой вопросов теории построения техноло-
гического процесса. Первой работой была вышедшая в 1939 г. книга
проф. В. М. Кована и А. Б. Яхина «Теоретические вопросы техноло-
гии машиностроения».
В последующие годы . ряд советских ученых в своих работах
разрабатывал основные теоретические проблемы технологии маши-
ностроения: точность обработки, жесткость системы станок — ин-
струмент — деталь, припуски на механическую обработку, каче-
ство поверхности, технологичность конструкций.
В результате этих работ появились первые научно обоснованные
современные труды по технологии машиностроения [7]—[9].
§ 2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ
Основные понятия. Современный машиностроительный завод
представляет собой сложное хозяйство, состоящее из ряда подраз-
делений. Главнейшими из них являются: 1) основные цехи, произ-
водящие обработку деталей и сборку машин; 2) заготовительные
цехи, производящие заготовки для механической обработки —
литье, поковки, заготовки из проката и т. п.; 3) вспомогательные
цехи — инструментальный, ремонтный и др., обслуживающие основ-
ные и заготовительные цехи инструментом, приспособлениями,
ремонтом, и т. д.; 4) вспомогательные службы — складское и тран-
спортное хозяйство, а также отделы конструкторский, подготовки
производства, планирования, снабжения и др.
Деятельность всех этих подразделений направлена на то, чтобы
наиболее целесообразно и экономично изготовлять изделия-машины
из поступающих на завод материалов и полуфабрикатов.
Производственным процессом называют всю совокупность дей-
ствий, в результате которых материалы, поступающие на завод,
превращаются в готовое изделие. Элементами производственного
процесса являются: получение, контроль, хранение, транспорти-
рование материалов, полуфабрикатов, а также заготовок и деталей,
подготовка средств производства и обслуживание рабочих мест,
производство заготовок, механическая и термическая обработка
деталей, контроль деталей, сборка, испытание и окраска машин.
Как видно из этого перечня, на отдельных этапах производствен-
ного процесса объект производства остается неизменным (хранение,
транспортировка), на других происходит изменение его формы,
размеров и состояния (механическая обработка, термическая обра-
ботка).
Технологическим процессом называют часть производственного
процесса, непосредственно связанного с изменением формы, размеров,
внешнего вида или свойств заготовки от момента ее поступления
до получения готовой детали.
В состав технологического процесса входит также контроль
размеров и механических свойств детали, а также установка и за-
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ
9
крепление детали в рабочем положении как процессы, непосред-
ственно связанные с обработкой детали.
Технологический процесс сборки преследует цель правильного
соединения деталей между собой и образования узлов и целых машин
в соответствии с заданным чертежом и техническими условиями.
Элементы технологического процесса. Технологический процесс
состоит из отдельных элементов: операций, установок, позиций,
переходов и приемов.
Операцией называют часть технологического процесса, выполняю-
щуюся над одной или несколькими одновременно обрабатываемыми
деталями, непрерывно на одном рабочем месте, одним или несколь-
кими рабочими, от начала обработки детали до перехода к следую-
щей детали или серии одинаковых
деталей. Операция является основ-
ной частью технологического про-
цесса и характеризуется неизмен-
ностью обрабатываемой детали,
рабочего места и рабочих испол-
нителей. Операция является основ-
ной единицей производственного
планирования , по которой рас-
считывается загрузка оборудования, выписываются сдельные на-
h---------502--------—I
Фиг. 1. Валик со шлифованными
шейками и его заготовка.
ряды И Т. Д.
Технологическое содержание операции определяется требова-
ниями, указанными в чертеже. Например, для обработки валика
фиг. 1) необходимо осуществить операции, включенные в табл. 1.
Таблица 1
Операции механической обработки валика
Наименование операций Оборудование
Отрезка заготовок от прутка Центрование торцов Полная токарная обработка с двух сторон Фрезерование шпоночных канавок Шлифование двух шеек Слесарная зачистка заусенец Круглая пила Центровальный станок Токарный станок Вертикально-фрезерный станок Круглошлифовальный станок Верстак
Кроме требований, предъявляемых к точному изготовлению
детали по чертежу, на содержание операции влияет организация
работы, особенно при изготовлении нескольких деталей (партии).
Например, токарная обработка только одного валика (фиг. 1) будет
выполняться последовательно с двух сторон на одном токарном
станке, в одну операцию. Если же надо изготовить партию или
серию таких валиков, то целесообразно последовательно провести
обработку всех валиков с одной стороны, а затем всех валиков —
10
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ о ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
с другой стороны. В этом случае обработка будет выполнена в две
операции независимо от того, будет ли производиться обработка
каждого конца на двух или одном станке.
Установкой называется часть операции, выполняемая при одном
неизменном закреплении одной или нескольких одновременно обраба-
тываемых деталей. Установка определяет взаимное расположение
поверхностей детали относительно станка.
В случае обработки валика (фиг. 1) в одну операцию последняя
будет состоять из двух установок (фиг. 2, а и б). При обработке
Фиг. 2. Черновое обтачивание валика в одну операцию
с двумя установками:
а — первая установка; б — вторая установка.
валиков в две операции каждая из установок превращается в само-
стоятельную операцию.
При применении различных поворотных приспособлений уста-
новленная в них деталь может занимать различные положения
(позиции) относительно станка и закрепленного на нем инстру-
мента. Точно так же инструмент, установленный в головке револь-
верного или в суппортах многорезцового станков, может занимать
различные позиции относительно детали.
Позицией называется каждое из различных взаимных положений
детали или инструмента при их неизменном закреплении на станке.
На фиг. 3 показано фрезерование корпуса, установленного на круг-
лом поворотном слое фрезерного станка. Все шесть граней корпуса
могут быть обработаны с двух установок. При этом в первой уста-
новке (фиг. 3, а) посредством поворота стола деталь будет
находиться последовательно в четырех позициях для обработки
1-й, 3-й, 4-й и 5-й граней. Во второй установке (фиг. 3, б) корпус
будет обрабатываться в двух позициях (2-й и 6-й грани). Без при-
менения круглого поворотного стола указанную обработку можно
было бы выполнить лишь при шести установках.
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ и ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ
11
При обработке болта на четырехшпиндельном автомате обраба-
тываемая деталь последовательно занимает четыре позиции. В слу-
чае револьверной обработки с установкой инструмента на шести
гранях головки будем иметь шесть позиций револьверной головки.
Применение многопозиционной обработки сокращает количество
необходимых установок и значительно уменьшает время, необходи-
а) 5)
Фиг. 3. Фрезерование шести граней корпуса (/—6) в одну операцию:
а — первая установка; б — вторая установка.
Переходом называется часть операции (установки или позиции)
выполняемая при неизменности обрабатываемой поверхности (или
поверхностей), режущего инструмента и настройки станка на
режим резания. Например, при обработке длинного конца валика
в первой установке (см. фиг. 2, а) могут иметь место следующие
переходы:
1) протачивание конца валика диаметром 60 мм на длину 350 мм\
2) протачивание уступа валика диаметром 35 мм на длину 50 мм\
3) протачивание галтели и подрезание уступа диаметром 60 мм
на длину 50 мм.
После первого перехода изменяется обрабатываемая поверхность
(диаметр 35 вместо 60 мм) и настройка станка (увеличивается число
оборотов шпинделя во избежание уменьшения скорости резания).
После второго перехода изменяется обрабатываемая поверхность
(вместо цилиндрической поверхности диаметром 35 мм обрабаты-
вается торец на диаметре 60 мм). Кроме того, проходной резец
заменяется галтельным. Обработка корпуса (фиг. 3) производится
с одного перехода в каждой позиции, так как сохраняется неизмен-
ность обрабатываемой поверхности, режущего инструмента и ре-
жима резания. При точении деталей на многорезцовом станке или
при фрезеровании табором фрез, в один переход обрабатывается
12
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ о ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
несколько поверхностей (что предусмотрено приведенным ниже
определением прохода).
Если припуск на обработку данной поверхности не может быть
удален за один раз или, как говорят, за один проход, производят
повторные проходы инструмента, удаляя каждый раз слой
металла, соответствующий глубине резания t (см. фиг. 2, а).
Проходом называют часть перехода, заключающуюся в снятии
одного слоя металла при неизменном направлении перемещения
инструмента относительно детали .Так, например, удалить весь
припуск на шейке валика диаметром 35 мм, толщиной 12,5 мм за
один проход, видимо, будет затруднительно. В этом случае для
обработки шейки придется последовательно сделать два прохода
с глубиной резания 6,25 мм или три прохода с глубиной резания
4,16 мм.
Переходы и проходы являются простейшими технологическими
элементами операции. Они выполняются определенными рабо-
чими приемами исполнителя данной операции.
Рабочим приемом называется законченное действие рабочего,
связанное с выполнением данного перехода. Прием состоит из захвата
и перемещения детали, инструмента или рукояток станка, К числу
рабочих приемов относятся: установка и снятие детали, установка
и зажим резца, переключение чисел оборотов, включение и выклю-
чение самохода и т. п.
Исследование рабочих приемов и дальнейшее их расчленение
на виды движения выходит из области технологии и относится
к области трудового процесса, изучаемого в курсах «Нормирование».
Технологам приходится сталкиваться с этими вопросами при опре-
делении затрат вспомогательного времени на выполнение техноло-
гических операций, которые влияют на производительность обра-
ботки, составляя в ряде случаев свыше половины всего времени
изготовления деталей.
§ 3. ТИПЫ (ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ) ПРОИЗВОДСТВА
Серийность или масштаб выпуска. Производственный и техноло-
гический процессы предприятия строятся применительно к задачам
наиболее экономичного изготовления определенных изделий. На
технологию и организацию производства решающее влияние ока-
зывают не только изготовляемые изделия, но и годовая программа
их выпуска (масштаб или серийность выпуска деталей).
При очень большом масштабе выпуска изделий оказывается
целесообразным использовать специальные станки, предназначен-
ные для обработки только определенной детали, но в очень корот-
кое время. Последнее достигается за счет одновременной обработки
детали с двух-трех сторон несколькими инструментами (фиг. 4)
или сразу нескольких деталей. Более высокая стоимость специаль-
ных станков быстро окупается вследствие значительной экономии
времени обработки каждой детали, изготовляемой в массовых коли-
ТИПЫ (ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ) ПРОИЗВОДСТВА
13
чествах, по сравнению с обработкой ее на обычном универсальном
станке.
При большом масштабе выпуска изделий экономичным оказы-
вается изготовление сложных быстродействующих поворотных при-
способлений, значительно сокращающих время установки и съема
деталей, а также применение специального режущего инструмента,
позволяющего быстро обрабатывать точные фасонные поверхности
(протягивание шлицевых отверстий, обработка на сверлильных
станках многогранных отверстий и т. п.).
В зависимости от масштаба выпуска изде-
лий изготовление одной и той же детали мо-
жет производиться различными методами.
Например, обработка рабочего колеса цен-
тробежного насоса при штучном изготовле-
нии (1—2 шт. в месяц) производится на обыч-
ном токарном станке без применения спе-
циальных приспособлений и инструментов.
При серийном изготовлении (15—20 шт.
в месяц) обработку целесообразно произво-
дить на настроенном револьверном станке.
В случае массового изготовления этих колес
(100 и более в смену) целесообразно при-
менять многошпиндельный патронный авто-
мат или специальный станок.
Масштаб выпуска и тип производства.
В зависимости от масштаба выпуска изде-
лий различают три типа производства, ко-
торые называют индивидуальным (штучным),
серийным и массовым.
Фиг. 4. Обработка ша-
туна на трехстороннем
специальном станке в
одну операцию пятью
фрезами;
1 — шатун; 2 — фрезы.
Индивидуальным или штучным производством называют произ-
водство такого типа, при котором изделия выпускаются единицами
(штуками) или в небольших количествах экземпляров при отсутствии
закономерной повторяемости (серий) изготовления этих изделий.
Серийным производством называют такое производство, при
котором имеет место постоянная повторяемость изготовляемых
партий или серий одних и тех же изделий, В зависимости от вели-
чины и частоты повторяемости серий и трудоемкости изготовляемых
деталей, различают мелкосерийное, серийное и крупносерийное
производство.
Массовым называют такое производство, при котором определен-
ные изделия выпускаются постоянно и в очень больших количествах.
Основным признаком массового производства является полная за-
грузка каждого рабочего места одной определенной операцией,
постоянно на ней выполняющейся. Это позволяет применять самые
высокопроизводительные методы обработки, специальные станки,
приспособления и инструменты. Тип производства определяется не
только количеством изготовляемых деталей, но и трудоемкостью
их изготовления. Например, полную загрузку станка при массовом
14
ОСНОВНЫЕ понятия о ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Таблица 2
Характеристика трех типов производства в зависимости от масштаба
выпуска изделий
Признак Типы производства
Индивидуальное Серийное Массовое
Характер вы- пуска Отдельные из- делия или не- большие, не пов- торяющиеся в течение года партии изделий Постоянно пов- торяющиеся в те- чение года партии изделий (каждую неделю, месяц и квартал) Постоянное вы- полнение одних и тех же операций на определенных станках
Характер заго- товок Отливки по деревянным мо- делям, сортовой прокат, поковки свободной ковки Отливки по де- ревянным и ме- таллическим моде- лям, поковки и штамповки, сорто- вой прокат и спе- циальные виды отливок Отливки по ме- таллическим моде- лям и под давле- нием, штамповки, специальный и сортовой прокат и специальные виды отливок
Характер обо- рудования Универсальное оборудование без специальных при- способлений Универсальное оборудование с применением спе- циальных приспо- соблений и нала- док на специали- зированных стан- ках Специальное, специализирован- ное и универсаль- ное со специаль- ными приспособ- лениями
Расположение станков Групповое (по видам станков) и предметное (по видам изде- лий) Предметные участки и техно- логические цепоч- ки (переменно-по- точные линии) Технологические поточные и авто- матические линии и специализиро- ванные участки
Характер тех- нологической оснастки (при- способления, ре- жущий, мери- тельный и вспо- могательный инструмент) Универсальные зажимные при- способления и инструмент Универсальные зажимные и спе- циальные устано- вочные приспособ- ления и кондук- торы, универсаль- ный и специаль- ный инструмент Преимуществен- но специальные приспособления, специальный и универсальный инструмент
Квалификация рабочих Высокая (6— 7-й разряд) Средняя (5—6-й разряд) Низкая: опера- торы 3—4-го раз- ряда и наладчики (высокая —6—7-го разряда)
Трудоемкость и себестоимость изделия Высокая Средняя Низкая
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ
15
производстве можно получить при изготовлении 480 деталей в смену
со временем обработки одной детали 1 мин. и при выпуске только
100 деталей, но со временем обработки каждой детали 4,8 мин.
Это обстоятельство надо иметь в виду, устанавливая количество
выпускаемых деталей при различных типах производства. Надо
также учитывать, что на одном и том же заводе могут иметь место
различные типы производства. Например, при индивидуальном
производстве крупных машин крепежные детали (болты, гайки,
шпильки и т. п.) могут изготовляться методами серийного и даже
крупносерийного производства ввиду их большого количества.
Характеристика трех типов производства по основным показа-
телям приведена в табл. 2. Кроме того, тип производства опреде-
ляется характером подготовки производства, методами нормирования
труда, организацией транспортирования заготовок и деталей, спо-
собами их хранения, учета и т. п.
Тип производства, определяемый масштабом выпуска, является
основной причиной, которая наряду с заданным изделием произ-
водства обусловливает характер технологического процесса изго-
товления данного изделия.
§ 4. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Виды обработки деталей машин. Современное машиностроение
характеризуется большим разнообразием методов обработки дета-
лей. Эти методы могут быть классифицированы по двум основ-
ным признакам: по характеру воздействия на деталь в процессе
обработки и по форме поверхности, получаемой в -результате
обработки.
По этим признакам можно установить следующие виды обработки:
1) отливку деталей и заготовок в земляные, металлические и
другие формы;
2) свободную ковку, горячую и холодную штамповку деталей и
заготовок;
3) обработку деталей резанием;
4) обработку деталей без снятия стружки;
5) химико-механическую обработку деталей (притирку и поли-
рование);
6) анодно-механическую и электроискровую обработку деталей;
7) антикоррозионное и декоративное покрытие поверхностей
деталей;
8) химическую и химико-термическую обработку деталей.
Отливка деталей, ковка и штамповка относятся к заготови-
тельной технологии. Обработка деталей резанием может быть раз-
бита на две группы в зависимости от рода применяемого инстру-
мента. Металлический инструмент применяется для точения, фрезе-
рования, сверления, протягивания, строгания, долбления, зубо-
нарезания и ряда других операций, обеспечивающих получение
самых разнообразных форм деталей всех степеней точности, при
16
ОСНОВНЫЕ понятия О ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
низкой и средней чистоте поверхности. Абразивный инструмен,
в виде кругов, брусков или абразивных зерен и порошков приме-
няется для шлифования, хонингования, отделки колеблющимися
брусками (суперфиниш), притирки. Указанные операции предна-
значены для отделочной окончательной обработки деталей и обес-
печивают высокую степень точности и чистоты поверхности.
К обработке деталей без снятия стружки относится холодная
штамповка (с операциями вырубки, пробивки, гибки, вытяжки),
так называемая объемная штамповка-чеканка, высадка (головок
болтов и т. д.), редуцирование, накатка резьбы и различные виды
упрочняющей технологии. К последней относятся операции обкаты-
вания и раскатывания роликами и калибрование отверстий. Обка-
тывание, раскатывание и калибрование деталей, кроме придания
им требуемого размера и формы, создают поверхностный наклеп,
т. е. уплотнение металла и увеличение твердости поверхност-
ного слоя. Это повышает износоустойчивость и усталостную проч-
ность или способность металла выдерживать знакопеременные на-
грузки.
К операциям упрочняющей технологии относятся также дробе-
струйный наклеп деталей. Целью этих операций является не изме-
нение форм и размеров деталей (исключительно незначительное),
а лишь повышение их механических свойств.
В процессе обдувки дробью деталей создаются сжимающие
напряжения в поверхностном слое металла, способствующие повы-
шению усталостной прочности пружин, рессор, валов и различных
деталей переменного сечения, работающих в условиях знакоперемен-
ных нагрузок (растяжение-сжатие, изгиб или кручение в двух
направлениях).
К химико- механической обработке относятся операции притирки
и полирования с применением поверхностно-активных веществ,
вступающих в химическое взаимодействие с металлом поверхност-
ного слоя.
Электроискровая обработка бывает двух видов: 1) анодно-меха-
ническая резка и заточка и 2) электроискровая обработка и упроч-
нение деталей.
В настоящее время практическое применение получили следу-
ющие операции.
1) анодно-механическая резка особо твердых металлов посред-
ством гладкого диска; *
2) электроискровая обработка малых отверстий и отверстий
сложной формы (жиклеры и форсунки топливной аппаратуры, раз-
личные сложные штампы и т. п.);
3) электроискровое упрочнение инструмента (реже деталей) из
углеродистой и быстрорежущей стали путем нанесения твердых
сплавов слоем около 0,1 мм посредством специальных аппаратов.
Классификация операций по виду обрабатываемых поверхностей
деталей. Для постройки современных машин применяется огромное
количество деталей самых разнообразных форм и размеров.
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ
17
Однако все детали машин состоят из небольшого количества
элементарных поверхностей: цилиндрических, плоских, кониче-
ских, винтовых и фасонных, выполняемых соответственной механи-
ческой обработкой. Каждый метод обработки характеризуется
получаемыми при этом формами поверхности. Это позволяет вести
рассмотрение и изучение технологических методов с точки зрения
получения различных форм поверхностей (табл. 3).
Наиболее распространенными методами обработки являются
точение, фрезерование, шлифование и притирка, которые позволяют
получать почти все основные виды поверхностей.
Каждый метод обработки характеризуется определенной точ-
ностью получаемых размеров и чистотой обрабатываемой поверх-
ности.
В табл. 4 приведены типичные операции механической обра-
ботки и формулы для подсчета основного технологического (машин-
ного) времени на их выполнение.
Практически выбор метода обработки для определенной детали
производится, исходя из ее внешнего очертания, требуемой точности
и чистоты (микрогеометрии) поверхности и количества выпускаемых
деталей.
Таблица 3
Основные методы механической обработки различных поверхностей
(В скобках обозначены возможные, но малоприменяемые методы обработки)
Вид поверхностей
Фасонные
Метод обработки
Цилиндри-
ческие
Конические
Плоские
Шпоночные
пазы
к
Точение ....
Сверление . . .
Развертывание
Фрезерование .
Строгание . . .
Долбление . . .
Протягивание .
Шевингование .
Шлифование
Хонингование .
Притирка . . .
Упрочняющая
технология . . .
+
+
+
(+) +
+
+
+
+
(+)
+
(+)
(+) +
+ (+)
* Короткие цилиндрические выступы обрабатываются пустотелой
резцовой головкой.
Д. Г. Белецкий 2527
Таблица 4
Типичные операции механической обработки и формулы машинного времени Тм в мин.
Наименование операции и основная
формула
Схема операции
Вспомогательные формулы и обозначения
Наружное обтачивание с
осевой подачей
т — Lp'x
м ns
Lp, х Idem 4“ 1врез>
1000-v .. < D-d
п =-----— об/мин; t = —~— мм\
• D 2
bp, х — длина рабочего хода инструмента в мм\
’ п — число оборотов детали в минуту;
s — подача на 1 оборот в мм\
t — подача на 1 проход в мм
Обтачивание торца с по-
перечной подачей
т — ^Р-х
м ns
/ __ , 1 . „___ 1000 vmax
ьр.х------х вРе31 n-D
Сверление
Lp.x
м ns
Lp. х — Idem 4" 1врез>
d _ d __ 1000-v
^рез^ 3 > 2 ; к-D
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ
*
Наименование операции и основная
формула
Схема операции
Продолжение табл. 4
Вспомогательные формулы и обозначения
Фрезерование плоскости
цилиндрической фрезой
'Г _ LP-X
1 м = ~
^мин
Lp. х — Idem "Ь 1врез'
‘врез - Уг2-(г+/)2 = V Dl —
smuh = SZ'Z -П = SqQ' TV,
smuh — минутная подача в мм
Фрезерование плоскости
торцевой фрезой
-г lp-x
1 м~ с
^мин
Строгание плоскостей
у — Встр
М sd.x'nd.x
дет
?пер {,////77777777>777777.
Lpt х — Idem "Ь ^пер* ^пер (100 400) мм\
1000-vf„
^.л =------2Z---Д’ х‘/мин;
Встр — ширина строгания в мм\
Sd'X — подача в мм на 1 двойной ход
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Продолжение табл. 4
Наименование операции и основная
формула
Схема операции
Вспомогательные формулы и обозначения
Протягивание отверстий и
плоскостей.
в 1000-V-z
h — припуск на сторону в мм;
I — длина протягиваемой поверхности в мм;
т] — коэффициент, учитывающий длину калибру-
ющей части протяжки
(т] = 1,17-4-1,25);
к — коэффициент, учитывающий обратный ход
(№ 1,14-4-1,5);
v — скорость рабочего хода в м/мин;
sz — подача на 1 зуб протяжки в мм;
z — число одновременно работающих зубьев
I
z = -у, где t — шаг зубьев
Цилиндрическое шлифо-
вание (при подаче круга на
1 двойной ход)
В' $пр'
L — длина рабочего хода в мм;
1д — длина шлифуемой поверхности в мм;
h — припуск на сторону в мм;
В — ширина шлифовального круга в мм;
s — подача в долях ширины круга на 1 оборот
детали;
пд— число оборотов детали в минуту;
L =— (1-4-2) пг-В,
где m — перебег круга в одну или обе сто-
роны в долях его ширины
[т = (0,3 0,5) В]
Плоское шлифование ок-
ружностью (периферией)
круга
х- t-B-s
t — глубина резания в мм;
к — коэффициент, учитывающий правку и
износ круга;
Н — расчетная ширина шлифования (Н =
= В + b + 5);
пд. х ~ число двойных ходов стола
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
ГЛАВА II
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
§ 5. ОСНОВЫ БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Понятие о базах. При установке на станке и в процессе всей
обработки необходимо обеспечить правильное и неизменное распо-
ложение детали относительно инструмента. Установка деталей
производится с выверкой их на станке или в приспособлениях,
предварительно настроенных для данной обработки. В случае
обработки партии одинаковых деталей принятый метод установки
должен обеспечить одинаковое расположение всех заготовок данной
партии деталей относительно инструмента. При этом необходимо
стремиться к тому, чтобы колебания размеров заготовок в пределах
допуска не влияли на точность расположения деталей при их обра-
ботке.
Эти требования обеспечиваются правильным выбором установоч-
ных баз. Базами называют совокупность поверхностей, линий или
точек детали, ориентирующих ее по отношению к другим деталям
в машине или по отношению инструмента на станке, или же те
места, от которых производится контроль размеров деталей.
Соответственно этому различают следующие основные виды баз:
конструктивные, установочные и измерительные.
Конструктивной или основной базой назы-
ваются поверхности деталей, посредством которых она координи-
руется в машине относительно других деталей (опорные шейки
валов, осевые отверстия шестерен, рабочих колес насосов и шкивов,
призматические и плоские направляющие задней бабки и каретки
токарного станка и т. д.).
Установочной или технологической базой
называется поверхность, на которую деталь устанавливается в про-
цессе обработки на станке.
В качестве установочной базы может быть использована и кон-
структивная основная база. Например, отверстие шестерни, которым
она насаживается на валик при сборке, может служить для установки
ее на оправке при нарезании зуба. Наряду с этим применяются
22
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
искусственные или фальшивые установочные базы, т. е. специально
созданные поверхности, не требующиеся по условиям работы детали,
но служащие только для ее установки в процессе обработки. Такими
базами являются центровые отверстия для обтачивания и шлифо-
вания валиков, а также специально создаваемые приливы для
установки блоков цилиндров автомобильных двигателей или бло-
ков цилиндров поршневых насосов и т. д.
Измерительной базой называется поверхность, от
которой производится контроль размеров детали. В качестве изме-
рительных баз могут быть использо-
ваны основные конструктивные или
искусственные базы.
В некоторых руководствах про-
водится более широкая классифика-
ция баз, например, опорные, настро-
X
У
U
Фиг. 5. Базы валика:
основные; 2 — искусственные;
3 — черновые.
Фиг. 6. Базирование призма-
тической детали по правилу
шести точек:
1, 2, 3 — опорные точки; 4, 5 — направ-
ляющие точки; 6 — упорная точка;
/, II, III — направление действия сил
прижимов.
ечные, естественные и т. д. Однако приведенных трех основных
разновидностей баз достаточно для решения вопросов базирования
деталей.
В зависимости от того, производится ли установка детали по
необработанным или предварительно обработанным базовым поверх-
ностям, различают черновые и чистовые базы (фиг. 5).
Правило шести точек. В процессе всей обработки деталь должна
сохранять точное, заранее заданное расположение относительно
инструмента. Для этого необходимо добиться, чтобы деталь не имела
возможности перемещаться в трех взаимно перпендикулярных
направлениях, а также поворачиваться вокруг трех взаимно пер-
пендикулярных осей, т. е. лишить деталь шести степеней свободы.
Это условие обеспечивается соблюдением правила шести
точек, согласно которому для того, чтобы лишить деталь шести
степеней свободы, необходимо и достаточно закрепить ее в шести
точках, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоско-
стях.
На фиг. 6 показано расположение шести точек при базировании
призматической детали. Плоскость ХОУ называется установочной
(или опорной). В ней располагаются три опорные точки /, 2 и 3,
которые полностью определяют положение главной установочной
(опорной) базы детали. Эти три опорные точки с учетом действия
ОСНОВЫ БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ
23
силы прижима III лишают деталь трех степеней свободы — пере-
мещения вдоль оси ZO и вращения вокруг осей ХО и ОУ. Пло-
скость XOZ называется направляющей. В ней располагаются две
направляющие точки 4 и 5, полностью определяющие линию напра-
вления детали вдоль оси ХО и лишающие деталь (с учетом действия
прижима II) еще двух степеней свободы — перемещения вдоль
оси ОУ и вращения вокруг оси ZO. Упорная точка 6 располагается
в плоскости yOZ. Эта упорная
шестой степени свободы, а имен-
но возможности перемещаться
вдоль оси ХО.
Если добавить четвертую
точку на установочной плоско-
сти, то она будет иметь каса-
ние с деталью только в случае
весьма точной поверхности по-
следней. В случае необработан-
ной, неровной поверхности ка-
саться будут только три точки,
определяющие положение пло-
скости, или же деталь сможет
устанавливаться в двух положе-
ниях, так как через четыре
точки можно провести две раз-
лично расположенные в про-
точка лишает деталь последней,
Фиг. 7. Базирование валика по правилу
шести точек.
странстве плоскости.
Если поместить третью точку в направляющей плоскости XOZ,
то касание детали с нею будет осуществляться не по линии, а по
плоскости. В этом случае при неперпендикулярности нижней и левой
граней заготовки последняя под действием сил прижимов/// и II
будет прижиматься к установочной или к направляющей плоскости,
т. е. создастся неопределенность установки. При этом в любом поло-
жении одна точка не будет работать. Подобное же положение будет
иметь место, если на упорной плоскости поместить две точки вместо
одной. В этом случае при неперпендикулярности левой боковой
и задней плоскости заготовки плоскость yOZ может под действием
силы прижима / стать направляющей, а в плоскости XOZ будет рабо-
тать только одна точка.
На фиг. 7 показано базирование валика по правилу шести
точек. В этом случае плоскости ХОУ и XOZ являются направляю-
щими, плоскость yOZ — упорной. Для лишения детали ее шестой
степени свободы, т. е. для вращения вокруг своей оси, должна быть
обеспечена еще одна упорная точка в виде шпонки или какого-либо
стопора.
Правило шести точек является основным и универсальным
правилом базирования деталей. Исключениями из этого правила
являются лишь случаи использования силы трения, создаваемой
при зажатии детали, а также случаи, когда отсутствует необходи-
24
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
мость в направляющей плоскости, например, при строгании, фрезе-
ровании или шлифовании гладких плиток и т. д.
Фиг. 8. Типичные примеры базирования деталей:
а, б — по основным конструктивным базам; в, г — по искусственным базам.
Типичные примеры базирования деталей при различных методах
обработки показаны на фиг. 8 и 9. В некоторых случаях базой
может служить сама обрабатываемая поверхность. Это имеет место
Фиг. 9. Различные комбинации базирующих поверхностей:
а — установка по плоскости и двум отверстиям /; б — по плоскости, одному
отверстию 2 и упору 3; в — по плоскости и двум призмам.
при бесцентровом шлифовании наружных цилиндрических поверх-
ностей, при ручном развертывании отверстий, при плоском шлифо-
вании на плоско-шлифовальном обдирочном станке и т. п.
ОСНОВЫ БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ
25
Погрешности базирования и правила выбора баз. Каждому виду
базирования присущи свои погрешности. Эти погрешности вызыва-
ются колебаниями в положении исходной измерительной или устано-
вочной базы (т. е. поверхности, принятой в данной операции для уста-
новки или измерения) вследствие неточности формы или размеров
заготовки в пределах заданного допуска. С точки зрения погрешно-
стей базирования все виды установок могут быть разбиты на два типа:
Фиг. 10. Погрешности базирования валика:
а — установка на плоскости; б—установка на призме; / — валик;
2 —фреза, установленная на размер.
первый тип — установки, при которых исходная база не меняет
своего положения при отклонении размеров заготовки в пределах
допуска 8;
второй тип — установки, при которых исходная база меняет
свое положение относительно инструмента за счет колебаний раз-
меров заготовки.
Пример установки первого типа показан на фиг. 10, а. В случае
базирования валика на плоскости погрешность размера h за счет
базирования Д/г = 0. Тот же валик при его установке, например,
для фрезерования шпоночного паза на призме (фиг. 10, б) будет
иметь погрешности базирования центра валика и его нижней и верх-
ней точек за счет допуска для центра:
Дй0 = : sin у = *d -
2sinT
для точки А;
дл2 = л; - й' --= ( h’’ + - (й” - Дйо + 4) = дй0 - % ;
или, подставляя значение Д/г0) получим
26
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
Аналогично для верхней точки валика 8 получим
д^1 —
1-1
Величины погрешностей в зависимости от угла призмы приве-
дены в табл. 5.
Таблица 5
Погрешности базирования в зависимости от угла призмы а°
Выражение для трех видов погрешностей Д/io — ДЙ-i — ki$& дй2 —
30 60 90 120 180
К 1,93 1,0 0,7 0,57 0,5
2,43 1,5 1,21 1,07 1,0
*2 1,43 0,5 0,2 0,07 0,0
б)
Фиг. 11. Установка втулки:
а — на жестком конусе; б— на утопающем конусе.
На фиг. 11, а показана погрешность базирования при установке
втулки на конической оправке для настроенной обработки торца Б
с постоянной установкой инструмента. За счет допуска (диаметра
отверстия) глубина посадки
втулки, а следовательно, и по-
ложение торца А относительно
инструмента, установленного
на размер будет изменяться,
что вызовет погрешность раз-
мера, а и Ь:
Да = -^; Д6 = -^г4-82Я,
2ь ’ 2t ‘ 2
где i = tg а — уклон конуса.
Погрешность базирования в
отношении эксцентричности при
установке на конус отсутствует,
т. е. ось детали будет совпадать
с осью конической оправки. Кроме указанных погрешностей, па точ-
ность размеров а и b будут еще влиять точность угла а и установка
резца на размер LH. На фиг. 11, б показана конструкция с базирова-
нием на утопающем конусе и торце. В этом случае осевая погрешность
базирования устраняется, так как положение торца А будет постоян-
ным независимо от погрешности конического отверстия детали.
В результате рассмотрения погрешности базирования можно
установить основные правила выбора баз при механической обра-
ботке:
1. В качестве черновых баз следует выбирать поверхности, не
подлежащие обработке и наиболее надежно получаемые в заготовке:
ОСНОВЫ БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ
27
например, наружные поверхности отливок, но не внутренние полости
малого размера, образованные стержнями, которые могут смещаться
при сборке формы, поверхности с заусенцами, недоливами и т. п.
2. Если деталь обрабатывается кругом, базирование в первой
операции необходимо производить по черным (необработанным) по-
верхностям, которые имеют наименьшие припуски. Эти поверхности
при дальнейшей обработке окажутся соосными с чистовой базой,
обработанной в первой операции. Этим устраняется опасность не-
равномерного съема металла и появления черновик на этих поверх-
ностях при обработке их с небольшим припуском.
а — несовпадение; б — совпадение установочной и измерительной баз.
3. Установку по черновой базе можно производить только один
раз, так как вследствие неровностей необработанной поверхности
черновой базы вторично установить заготовку точно по тем же точ-
кам невозможно, и в этом случае ранее обработанные поверхности
будут не соосны или не перпендикулярны к поверхностям, обрабо-
танным при вторичной установке по той же черновой базе. В слу-
чае обработки детали за одну установку погрешности черновой
базы не будет, так как все поверхности детали обрабатываются
при неизменном расположении относительно инструмента или, как
говорят, от одной базы.
4. В качестве чистовых следует выбирать конструктивные базы,
благодаря чему исключаются погрешности от несовпадения конструк-
тивной и установочной баз.
5. Необходимо стремиться совмещать установочную и измеритель-
ную базы, так как этим исключается погрешность базирующего
размера (фиг. 12).
6. Необходимо соблюдать правило единства чистовой базы,
т. е. стремиться во второй и последующих операциях использовать
одну и ту же базу. В случае многооперационной обработки
для этой цели используют искусственные технологические базы
(фиг. 8, в и г).
28
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
7. При выборе черновых и чистовых баз следует учитывать воз-
можность получения наименьших деформаций детали от усилий
зажима, которые должны располагаться над опорами.
Выбор установочной, направляющей и упорной поверхностей
детали производится с учетом их размеров. В качестве главной
установочной базы используется поверхность наибольших размеров,
что обеспечивает наилучшую устойчивость детали, которая будет
опираться на три точки, наиболее удаленные друг от друга.
Направляющая поверхность должна иметь наибольшую длину
относительно направляющей плоскости приспособления. Упорная
Фиг. 13. Способы базирования детали при сверлении.
Д/г — погрешность размера /г, полученная при сверлении большого
отверстия; а1у а2 — размеры, заданные при сверлении малых отверстий.
плоскость, несущая только одну упорную точку, может иметь наи-
меньшие размеры.
На фиг. 12 показаны два способа базирования детали. Н ==
= 50±0’2 мм при фрезеровании уступа А = 20±0*1 мм. В первом
случае чистовая установочная аа и измерительная бб базы не совпа-
дают, и фактически погрешность базирования при обработке раз-
мера А постоянно установленной фрезой будет равна допуску на
размер Н, обработанный ранее:
Дл = В// = 0,4 мм.
Эта погрешность больше заданного допуска в размере А на вели-
чину 8Л = +0,1 мм, т. е. при такой установке настроенная обра-
ботка детали невозможна.
При совмещении установочной и измерительной баз (фиг. 12, б)
погрешность обработки размера /7 не отразится на точности базиро-
вания при обработке уступа А. Погрешность этого размера будет
зависеть лишь от условий самой обработки и возникающих при этом
погрешностей. В некоторых случаях для уменьшения погрешности
базирования приходится подсчитывать и вводить дополнительно
технологические допуски, более жесткие, чем установленные кон-
структором. Если при установке (фиг. 12, а) размер Б = 30 мм
получается за счет настройки инструмента от базы аа, он называется
основным, размер 50 мм — базисным, а размер 20 мм — производ-
ным. Величина погрешности производного размера зависит от по-
грешности базисного размера и связана с получаемой в данной опе-
рации погрешностью основного размера. Величины допусков на ука-
занные три размера могут быть выражены формулой
°2Q-- У °30 + 450 ’
ПОНЯТИЯ О ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ И ИХ ЭЛЕМЕНТАХ 29
Если допуски на основной размер 30+0,06 мм и производный
20+0,1 мм заданы, то по формуле может быть подсчитан техноло-
гический допуск на базисный размер 50 мму т. е.
§50 = §20 - §30 = |/0,22 —0,12а = 0,16.
Таким образом, при данном способе базирования (фиг. 12, а)
для получения размеров 30 + 0,06 и 20 + 0,1 мм размер 50 мм должен
быть выполнен с допуском +0,08 мм. Тогда заданную точность
размера А легче получить при втором варианте установки (фиг. 12, б),
но условия закрепления детали при этом будут хуже, так как уси-
лия резания будут отрывать деталь от установочной базы. На
фиг. 13 показаны различные способы базирования детали при свер-
лении отверстий в зависимости от заданного основного размера а,
при которых погрешность базирования равна нулю.
§ 6. ПОНЯТИЯ о ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ И ИХ ЭЛЕМЕНТАХ
Назначение и классификация приспособлений. Приспособлениями
в машиностроении называют различные устройства, предназначенные
для облегчения и ускорения операций технологического процесса
изготовления машин. Станочными приспособлениями называют до-
полнительные сменные устройства к станкам для правильной уста-
новки и закрепления деталей или для направления инструмента
при обработке. Устройства, служащие для закрепления инструмента,
различные оправки для резцов, фрез, зенкеров, резцедержатели
к револьверным станкам и т. п. относятся к вспомогательному
инструменту.
Кроме станочных приспособлений, в машиностроении применяются
еще сборочные и контрольные приспособления.
Основным назначением приспособления являются: а) обеспечение
правильного базирования детали с устранением разметки и исклю-
чением влияния ошибок установки на точность обработки незави-
симо от индивидуальных способностей рабочих; б) ускорение установ-
ки деталей при обработке, сборке или контроле; в) упрощение обра-
ботки, сборки или контроля, облегчение труда рабочих. В соответ-
ствии с этим приспособления должны отвечать следующим требо-
ваниям: точности базирования, прочности зажима, быстроте и удоб-
ству обслуживания, возможности обмера установленной детали,
возможности удобного отвода и уборки стружки и подвода охлаж-
дающей жидкости, возможности использования рабочих невысокой
квалификации и низкой стоимости изготовления.
Введение приспособлений повышает точность обработки и сни-
жает себестоимость операций. Обычно стоимость приспособления
Должна окупаться в течение 1,5—2 лет.
Наиболее действенно применение приспособлений в массовом
и серийном производствах. Введение приспособлений позволяет
применять методы настроенных операций и получать заданный
30
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
размер автоматически. Кроме того, применение приспособлений
позволяет обходиться без специальных станков. Огромное количе-
ство разнообразных приспособлений классифицируется по различ-
ным признакам.
По назначению можно установить следующие группы
приспособлений:
1) для закрепления цилиндрических вращающихся деталей
(патроны, центры, цанги и оправки);
Фиг. 14. Детали и элементы универсально-сборных приспособлений:
а — опоры прямоугольные: 1 — пазы для головок болтов; 2 — пазы для шпонок; б — опора подвод-
ная: 1 — планка с уступом; 2 — призма; 3 — стопорный винт; в — эксцентриковый прихват: 1 — ушко
эксцентрика; 2 — прихват шарнирный; 3 — планка с уступом; 4 — болт.
2) для закрепления невращающихся деталей, когда главное
движение совершает инструмент (тиски, прихваты, магнитные плиты
для фрезерных, расточных, сверлильных, плоскошлифовальных
и тому подобных станков);
3) кондукторные приспособления (поворотные и накладные кон-
дукторы, служащие для точного направления инструмента при
сверлении, развертывании, зенкеровании и растачивании);
4) делительные и копировальные приспособления (делительные
головки, поворотные столы), а также разного рода копиры, для фре-
зерных, расточных, токарных и других станков;
5) сборочные приспособления;
6) контрольные приспособления.
По характеру действия различают механические,
пневматические, гидравлические и электрические приспособления.
ПОНЯТИЯ О ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ И ИХ ЭЛЕМЕНТАХ
31
Весьма существенно деление приспособлений на специальные,
универсальные и универсально-сборные.
Специальные приспособления применяются в массовом и крупно-
серийном производстве, когда каждое приспособление служит для
установки только одной определенной детали. Универсальные приспо-
собления используются в единичном и мелкосерийном производстве.
Фиг. 15. Сборное приспособление для сверления двух отверстий:
1 — базовая плита; 2 — опорные элементы; 3 — направляющая опора; 4 — кон-
дукторная планка; 5 — кондукторная втулка; 6 — опорная планка; 7 — быстросменная
шайба.
К универсальным приспособлениям относятся самоцентрирующие,
четырехкулачные и поводковые патроны токарных станков, машин-
ные тиски для фрезерных и сверлильных станков, магнитные столы
плоскошлифовальных станковой тому подобные приспособления,
используемые при обработке различных деталей.
Универсально-сборными приспособлениями называются такие,
которые собирают из стандартных деталей: плит, стоек, опорных
зажимных и направляющих элементов и крепежных деталей. Общее
количество стандартных деталей и элементов, входящих в комплект
универсально-сборных приспособлений, составляет 400—500 типо-
размеров [10].
На фиг. 14 показаны некоторые типичные детали и элементы
универсально-сборных приспособлений. Из таких деталей и элемен-
32
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
тов собираются определенные приспособления для установки дета-
лей на токарных, фрезерных и расточных станках, а также кондук-
торы и делительные приспособления, позволяющие точно и быстро
обрабатывать определенную деталь. После окончания обработки
партии деталей приспособления разбираются. На фиг. 15 и 16 пока-
заны примеры приспособлений, собранных из стандартных деталей
и элементов. Сборка приспособлений выполняется слесарем-меха-
Фиг. 16. Сборное приспособление для эксцент-
ричной токарной обработки:
1 — круглая плита с крестообразными пазами; 2 — опор-
ные элементы; 3 — кондукторная планка с пальцем для
установки и закрепления детали; 4 — прихват; 5 — обра-
батываемая деталь.
ником по чертежу и тех-
нологической карте обра-
батываемой детали. Время
сборки, в зависимости от
сложности приспособле-
ния, составляет 2—3 часа.
Детали универсально-
сборных приспособлений
должны быть изготовлены
с высокой степенью точ-
ности и в большинстве
своем термически обрабо-
таны.
Универсально - сборные
приспособления должны
найти широкое примене-
ние в мелкосерийном и
опытном производстве, ког-
да требуется обработка де-
талей по 2-му и 3-му клас-
сам точности.
При рассмотрении уни-
версально-сборных при-
способлений выявилась
возможность из одних и тех же деталей и элементов создавать
различные приспособления. Исследования показывают, что в обыч-
ных специальных приспособлениях встречаются одинаковые детали
и элементы, к которым относятся следующие:
1) установочные детали для базирования обрабатываемой заго-
товки (фиг. 17);
2) зажимные детали и механизмы для закрепления обрабатывае-
мых деталей;
3) направляющие детали для направления и выверки положения
инструмента относительно детали при ее обработке;
4) детали и механизмы поворота и деления (делительные диски,
фиксаторы, червячные пары и т. п.);
5) корпусные детали или корпусы приспособлений;
6) крепежные и вспомогательные детали (винты, болты, гайки,
шпильки, ручки, рамы и т. п.);
7) вспомогательные механизмы и детали гидравлического, пнев-
матического и электрического оборудования приспособлений.
ПОНЯТИЯ О ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ И ИХ ЭЛЕМЕНТАХ
33
Перечисленные детали и элементы приспособлений в значитель-
ной степени нормализованы и имеются в заводских и ведомственных
альбомах нормалей элементов приспособлений, используемых при
проектировании.
Фиг. 17. Установочные детали — опоры приспособлений:
а — штыри; б — пластины для тяжелых деталей; в — регулируемые;
г — самоустанавливающиеся.
г)
Установочные пальцы или штыри, цилиндри-
ческой формы применяют для базирования деталей по одному или
двум обработанным отверстиям, (фиг. 18). В случае установки по
двум отверстиям один из штырей
должен выполняться срезанным,
что необходимо для возмещения
неточности расстояния L между
осями отверстий.
Зажимные элементы
в приспособлениях должны отве-
чать трем основным требованиям:
а) обеспечивать полное прилегание
детали к опорам в процессе обра-
ботки; б) не вызывать значитель-
ных деформаций устанавливаемой
детали; в) производить зажим <
В отдельных случаях зажимные
Фиг. 18. Базирование детали по двум
отверстиям.
наименьшей затратой времени,
ементы являются одновременно
опорными, например, в токарных патронах, самоцентрирующих ма-
шинных тисках и т. п.
Применяются наиболее простые и распространенные ручные
зажимы. Большим недостатком ручных зажимов является необхо-
димость затраты значительного времени на зажим и открепление
детали. Поэтому при обработке деталей с небольшим машинным
3 Д. Г. Белецкий
34
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
временем должны применяться только быстродействующие ручные
зажимы, а также пневматические, гидравлические и электрические.
Основными разновидностями ручных зажимов являются: винто-
вые зажимы, прихваты (фиг. 19, б), эксцентриковые прихваты
(фиг. 14, в), а также клиновые и плунжерно-скальчатые зажимы.
Применение несъемных, постоянных рукояток у винтовых зажимов
значительно сокращает время зажима.
Для уменьшения усилия, прикладываемого к зажимной гайке,
следует шпильку / (фиг. 19, а) располагать возможно ближе к точке
прижима детали. Прижим детали может осуществляться сразу
к двум плоскостям, расположенным под углом 90°, специальными
(комбинированными) прижимами (фиг. 19, б).
Эксцентриковые зажимы являются быстродействующими, так
как зажим осуществляется при повороте рукоятки на 90—120°.
Основным условием надежности эксцентрикового зажима является
его самоторможение в зажатом состоянии. Для этого необходимо,
чтобы угол подъема спирали эксцентрика был меньше угла трения.
Практически для круглых эксцентриков самоторможение будет
иметь место, если величина эксцентриситета
е (.20 25^ ММ’
где d — диаметр эксцентрика в мм.
Вторым условием применения эксцентриков является ограни-
ченный допуск на размер заготовки.
Чем меньше эксцентриситет е, тем меньше должен быть допуск 6
на заготовку.
К быстродействующим зажимам относятся также плунжерно-
скальчатые зажимы.
Затраты времени при использовании различных ручных зажимов
приведены в табл. 6.
ПОНЯТИЯ о ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ И ИХ ЭЛЕМЕНТАХ
Таблица 6
Затраты времени на закрепление различными зажимными устройствами
Характеристика зажима Ориентировочные пределы времени зажима в сек. Среднее время зажима в сек. Эффективность в °/о
Плунжерный 0,6-1,2 0,8 100
Эксцентриковый 0,6-1,8 1,2 70
Байонетный 0,6—1,8 1.2 70
Торцевой эксцентрик . . . 1,2-4,8 2,0 43
Винтовой с маховичком 1,2-4,2 2,8 30
Винтовой с гайкой и клю-
чом 3,0—13,2 7,8 10
Тиски или трехкулачный
патрон 6-18 12,0 8
По мере совершенствования технологии и сокращения машин-
ного времени обработки, все большее применение получают разного
рода быстродействующие комбинированные и многократные зажим-
а) 6}
Фиг. 20. Консольные оправки с гидропластом для зажима деталей:
с — по наружному диаметру; б — по отверстию; 1 — винт; 2 — зажимная втулка; 3 — пробка.
ные устройства для одновременного зажима нескольких деталей
или одной детали в нескольких точках посредством одной рукоятки.
Для передачи зажимающего усилия применяется резина или
гидропласт, представляющий собой студнеобразную массу (при
температуре от —20 до +50° С), которая заполняет внутреннюю по-
лость приспособления и равномерно передает давление на все зажим-
ные элементы.
Работа консольных оправок с гидропластом для закрепления
втулок и колец заключается в том, что при ввертывании винта 1
(фиг. 20) вызываемое им давление передается на тонкостенную
зажимную втулку 2, которая, равномерно сжимаясь (фиг. 20, а)
или разжимаясь (фиг. 20, б), точно и прочно закрепляет установлен-
ную деталь в заданном положении за счет сил трения.
3*
36
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
Оправки с гидропластом могут применяться для установки дета-
лей по точно обработанным отверстиям с допуском 2-го или 3-го
Фиг. 21. Примеры расположения зажимов:
« — относительно направления действия режущего инструмента;
б — относительно опор; 7 — фреза; А — неправильно; Б — правильно.
класса точности. Точность зажима — в пределах 0,01 мм (для диа-
метров 20—30 мм).
Гидропласт состоит из 20% полихлорвинила, 78% дибутилфта-
лата и 2% стеарата кальция.
Фиг. 22. Нормальные кондукторные втулки:
а — постоянные; б — сменные; в — быстросменные; 1 — промежуточная;
2 — сменная; 3 — стопорный винт.
Оправки с гидропластом не допускают ударов и чрезмерных
радиальных усилий, но требуют периодического добавления гидро-
пласта ввиду его усыхания.
К быстродействующим зажимам относятся также пневматические,
гидравлические и электрические зажимные устройства. Наибольшее
ПОНЯТИЯ о ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ И ИХ ЭЛЕМЕНТАХ
37
распространение получили пневматические зажимы, как самые
надежные и простые в изготовлении и эксплуатации. Основным
преимуществом постоянно действующих зажимов является воз-
можность применения значительно меньших усилий, чем при механи-
ческих зажимах, что уменьшает деформации деталей при их установке
для обработки.
В токарном патроне при механическом зажиме прикладывается
усилие, примерно в 3 раза больше, чем при пневматическом зажиме,
для того, чтобы компенсировать пластические деформации металла
в местах закрепления кулачков, могущие возникнуть в процессе
обработки, когда внешняя сила зажима уже снята.
Фиг. 23. Специальные кондукторные втулки для свер-
ления отверстий:
а — углубленных; б — на наклонной поверхности; в — с малым меж-
центровым расстоянием.
Общим требованием к зажиму любого типа является действие
зажимного усилия по направлению к опоре. При этом на деталь
должны действовать только сжимающие усилия при отсутствии
изгибающих моментов. При зажиме деталей жесткой конструкции
зажим можно располагать и не над опорами (фиг. 21).
Направляющими элементами приспособлений
являются кондукторные втулки сверлильных приспособлений,
направляющие втулки расточных приспособлений и специальные
шаблоны (габариты) фрезерных и строгальных приспособлений
и т. п.
Кондукторные втулки обеспечивают точное напра-
вление инструмента — сверл, зенкеров и разверток при изготовле-
нии отверстий. Кондукторные втулки изготовляются постоянными
или сменными (фиг. 22). Сменные втулки необходимы при последо-
вательной обработке отверстий разными инструментами (сверло,
зенкер). Для уменьшения износа кондукторной плиты сменные
втулки 2 (фиг. 22) вставляются в промежуточную постоянную
втулку /. Сменная втулка закрепляется винтом 3 при . помощи
особого замка, выфрезерованного в головке быстросменной втулки.'
Расстояние от наружного торца втулки до торца обрабатываемого
отверстия (зазор между втулкой и деталью) должно находиться
38 БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
в пределах 0,3—1,0 диаметра сверла в зависимости от вязкости
металла. В некоторых случаях для обеспечения правильной уста-
новки инструмента необходимо применять специальные втулки
(фиг. 23).
В расточных приспособлениях (фиг. 24) применяются направляю-
щие втулки для поддержки расточных скалок (оправок).
Наибольшее распространение в расточных приспособлениях
имеет схема с двумя опорами и гибким соединением инструменталь-
ной оправки со шпинделем станка (фиг. 24, б). При таком распо-
Фиг. 24. Схемы расположения направляющих втулок в расточных
приспособлениях:
а -- с одной опорой; б — с двумя опорами;
/ — деталь; 2 — кондукторная втулка; 3 — инструмент.
ложении опор точность станка не влияет на обработку и инструмент
имеет надежное направление.
Для определения положения инструмента при фрезеровании
и строгании применяются шаблоны (габариты). Шаблоном 1 (фиг. 25)
называют стальную пластинку, имеющую форму обрабатываемой
поверхности, которая устанавливается перед обрабатываемой де-
талью отдельно или на приспособлении. Перед началом обработки
инструмент подводится до касания с шаблоном и тем самым устана-
вливается на заданную глубину резания. Для определения плотно-
сти касания лезвием инструмента поверхности шаблона 1 ’между
ними помещается тонкая бумага 2, которая должна слегка заще-
мляться.
Применение шаблонов устраняет необходимость разметки и
ускоряет обработку деталей.
Для обработки деталей сложного профиля на различных станках
применяют копиры, использование которых требует переобору-
дования станков.
Копир 3 (фиг. 26) представляет собой особое дополнительное
устройство к станку, обеспечивающее заданное относительное переме-
щение инструмента 1 и детали 2 в процессе ее обработки с постоянным
расстоянием между инструментом и деталью. Копир закрепляется
на плите, прикрепленной к каретке токарного станка (фиг. 26, а),
или на круглом поворотном столе фрезерного станка (фиг. 26, 6),
на одной оси с деталью.
Фиг. 25. Контрольные устройства — шаблоны
(габариты) для установки инструмента отно-
сительно детали:
1 — шаблон; 2 — бумага.
Фиг. 26. Копировальные устройства:
а — для обтачивания сферической поверхности; б — для
фрезерования плоского фасонного профиля 1 — инстру-
мент; 2 — деталь; 3 — копир; 4 — ролик.
ПОНЯТИЯ О ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ И ИХ ЭЛЕМЕНТАХ
40
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
§ 7. ТИПОВЫЕ УСТАНОВОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
для ОСНОВНЫХ ВИДОВ станков
Приспособлениями для токарной обработки являются: центры,
поводковые патроны, оправки, зажимные патроны и цанги, люнеты,
планшайбы и некоторые другие специальные приспособления.
Фиг. 27. Конструкции центров для токарной обработки:
а — рифленый поводковый центр и вставной вращающийся центр; б — встроенный вращающийся
центр, повышенной жесткости и точности; в — плавающий центр для точной продольной установки
детали.
В зависимости от условий обработки применяются различной
конструкции неподвижные и вращающиеся центры (фиг. 27). Встроен-
ные вращающиеся центры значительно жестче и точнее вставных.
:На фиг. 27, б приведена конструкция одного из таких встроенных
вращающихся центров повышенной точности.
ТИПОВЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОСНОВНЫХ ВИДОВ СТАНКОВ
Плавающие центры (фиг. 27, в) для точной продольной установки
детали с упором в торец корпуса патрона особенно часто приме-
няются при многорезцовой обработке.
Для сокращения времени установки применяют рифленые центры,
исключающие необходимость в хомутике (фиг. 27, а), а также само-
зажимные хомутики и поводковые патроны для установки валиков
без хомутика (фиг. 28).
При обработке деталей на специальных оправках применяются
специальные планшайбы (фиг. 28, б). Самозажимной патрон с качаю-
щимися рифлеными кулачками (фиг. 28, в) может зажимать заготовки
из горячекатанного проката с разностью диаметров 5—10 мм. Закли-
нивание кулачков происходит при повороте детали в направлении,
Разрез по /М
U-----------------------330----------------------
Фиг. 29. Пневматический токарный патрон:
/ — три регулируемых кулачка; 2 —корпус патрона; 3 — винты для перемещения кулачков при настройке; 4 — пневматическая камера
с диафрагмой; S — подача воздуха при зажиме; 6 — то же, при разжиме.
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
ТИПОВЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОСНОВНЫХ ВИДОВ СТАНКОВ 43
обратном вращению при обработке. Благодаря этому сила закли-
нивания возрастает с увеличением силы резания.
При обработке на токарных станках коротких деталей и заго-
товок, проходящих через шпиндель, применяют различные патроны
и цанги. Простейший четырехкулачковый патрон применяется
для зажима деталей неточной формы и при весьма больших усилиях
резания. Для установки деталей правильной цилиндрической и
шестигранной формы служат самоцентрирующие трех- и двухкулач-
ковые патроны. Для ускорения предварительной установки кулач-
ков на размер применяются патроны с переставными кулачками.
Фиг. 30. Цанговые патроны:
1 — цанга; 2 — упорная гайка: 3 — шпиндель станка; 4 — труба, передающая усилие зажима.
Самоцентрирующий патрон с пневматическим зажимом и регулируе-
мыми кулачками показан на фиг. 29.
Точная установка обработанных деталей или холоднокатанных
прутков осуществляется посредством цанговых патронов. Эти патроны
применяются на прутковых автоматах и револьверных станках, а
при серийной обработке — и на токарных станках (фиг. 30).
Цанговые патроны надежно работают, если наружная поверхность
устанавливаемой детали выполнена по 3—4-му классу точности.
При обработке дли иных нежестких валиков с отношением L\D =
8 : 12, а также при обработке деталей, установленных в патроне
с вылетом L = (3 ч-4)О, применяют поддерживающие стойки-
люнеты (где L —длина детали, D —диаметр в мм). Неподвижные
трехкулачковые люнеты устанавливаются на станине станка. Для
сквозного точения тонких валиков, нарезания ходовых винтов и
тому подобных работ используют ходовые двухкулачковые люнеты,
устанавливаемые на каретке.
Для скоростного точения крупных валов применяются специаль-
ные люнеты-виброгасители, устраняющие вибрации.
В случае обработки больших шестерен, маховиков и тому подобных
деталей на токарных, лобовых и карусельных станках применяются
планшайбы с прихватами. В некоторых случаях, при обработке
деталей сложной коробчатой формы, установка их производится
на особых угольниках, закрепленных на планшайбе (фиг. 31).
Большой раздел токарных приспособлений составляют оправки
для базирования по отверстию обрабатываемых деталей типа втулок,
шкивов и шестерен. По способу установки на станке эти оправки
44
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
разделяются на центровые и консольные. Последние устанавливаются
в коническое отверстие шпинделя или на резьбу и центрирующий
буртик шпинделя. По методу закрепления
деталей различаются жесткие конические и ци-
линдрические с гидропластом и самозажимные
цанговые оправки.
Конические оправки имеют уклон 1/100 и
не фиксируют точного положения детали в осе-
вом направлении. В зависимости от фактиче-
ского размера отверстия, в пределах задан-
ного поля допуска, деталь устанавливается
ближе или дальше от тонкого конца оправки.
В случае, если допуск на отверстие деталей
Фиг. 31. Планшайба
с угольником для
установки корпусных
деталей:
1 — планшайба; 2 — уголь-
ник; 3 — деталь; 4 — про-
тивовес.
больше, чем разность диаметров концов оправ-
ки, для обработки партии таких деталей в
массовом и серийном производстве применяют
несколько оправок с последовательно увеличи-
вающимися диаметрами.
Цилиндрические оправки выполняются глад-
кими или с буртиком, который точно указывает
осевое положение детали. От проворачивания деталь удерживается
силой трения за счет плотной
если у детали имеется шпоноч-
ный паз. Для деталей со шли-
цевым отверстием применяют
шлицевые оправки. Запрессовка
деталей на цилиндрические и
шлицевые оправки производит-
ся ручным прессом. Для быст-
рой установки по отверстию
менее ответственных деталей
применяются самозажимные
оправки (фиг. 32). Зажим дета-
лей в этом случае производится
посредством роликов или суха-
рей 5, которые при проверты-
вании детали 2 в направлении,
обратном вращению шпинделя,
скользят по спиральной поверх-
ности оправки 1 и разжимают
деталь. Цанговые оправки ра-
ботают по тому же принципу,
посадки или посредством
шпонки,
Фиг. 32. Быстродействующие самоза-
, жимные оправки:
1 — оправка; 2— деталь; 3—ролик или сухарь.
4 — обойма.
что и цанговые патроны.
Фрезерные и строгальные приспособления применяются преиму-
щественно для обработки деталей призматической и коробчатой
формы, На фрезерных станках, кроме того, производится обработка
зубьев и шпоночных пазов, что и определяет характерные отличия
и разновидности приспособлений этого типа.
ТИПОВЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ для ОСНОВНЫХ ВИДОВ СТАНКОВ
46
Разрез по ЛОБ
Фиг. 33. Вращающийся стол:
1 — червячная пара; 2 — валик приемной конической
пары; 3 — маховичок для ручного вращения стола;
4— стопор.
К универсальным приспособлениям для фрезерных станков
относятся прихваты, тиски, делительные головки, круглые и пово-
ротные столы. Для строгальных станков применяются тиски и при-
хваты. При обработке деталей в крупносерийном и массовом произ-
водстве используются разно-
го рода одноместные и мно-
гоместные специальные при-
способления с ручными и
пневматическими зажимами.
На фиг. 33 показан круг-
лый стол с механическим и
ручным приводом к консоль-
ным фрезерным станкам го-
ризонтального и вертикаль-
ного типа.
Круглый стол может слу-
жить делительным приспо-
соблением при фрезеровании
радиальных пазов и для не-
прерывного фрезерования де-
талей. В последнем случае
червячная передача стола
соединяется с ходовым вин-
том станка и детали, уста-
навливаемые по окружности
стола, постепенно обрабаты-
ваются фрезой.
Приспособлениями для
сверлильных работ являются:
прихваты, машинные тиски,
радиально-поворотные столы
для вертикально-сверлиль-
ных станков, поворотные
угольники для радиально-сверлильных станков, а также различ-
ные кондукторные приспособления (накладные, коробчатые, пово-
ротные и т. д.).
На фиг. 34 показан радиально-поворотный стол, предложенный
новаторами-рабочими насосного завода имени Калинина. Это при-
способление устанавливается на столе 3 вертикально-сверлильного
станка и служит для сверления нескольких отверстий по раз-
метке или при отсутствии радиально-сверлильных станков через
накладной кондуктор. Радиальный поворот всего приспособления
вокруг оси 1 и вращение круглого стола 2 приспособления посред-
ством штурвала, через коническую пару, позволяют совместить
с осью шпинделя любую точку детали, установленной на круг-
лом столе.
Поворотное приспособление для радиально-сверлильных стан-
ков показано на фиг. 35. Вращение планшайбы /, на которой
46
БАЗИРОВАНИЕ деталей и ПРИСПОСОБЛЕНИЯ для ОБРАБОТКИ
крепится деталь, производится посредством червячной передачи, от
руки или посредством электродвигателя.
Для сверления крупных корпусных деталей применяются наклад-
ные кондукторы (фиг. 36), которые имеют плиты с закрепленными
в них кондукторными втулками, расположенными соответственно
размещению отверстий в обрабатываемой детали. Эти плиты накла-
дываются на поверхность детали, базируясь по ее контуру или по
расточенному отверстию.
Фиг. 34. Радиально-поворотный стол к вертикально-свер-
лильному станку:
1 — ось поворота; 2 — круглый стол приспособления; 3 — стол станка.
На фиг. 37 показана типичная конструкция сверлильного приспо-
собления для многошпиндельного сверления с подвесной кондук-
торной плитой 2, перемещающейся на четырех направляющих
колонках 3. После установки детали /, при опускании сверлильной
головки, кондукторная плита 2 с кондукторными втулками опускается
на деталь до соприкосновения. Затем плита останавливается, а
сжимающиеся, при дальнейшем опускании головки, пружины осу-
ществляют прижим плиты. При обратном отводе многошпиндельной
головки кондукторная плита подымается посредством двух или
четырех колонок 3 и освобождает деталь.
Расточные приспособления для расточных станков обеспечи-
вают установку детали в заданном положении и одновременно
направление скалки с инструментом. Точное расположение приспо-
собления относительно шпинделя станка достигается посредством
особых шпонок по краям опорной плиты приспособления. Эти шпонки
входят в продольные пазы стола расточных станков и обеспечивают
параллельность оси приспособления относительно шпинделя станка.
Расточные приспособления являются специальными и проекти-
руются для обработки определенных деталей. Они представляют
ТИПОВЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ для ОСНОВНЫХ ВИДОВ СТАНКОВ
47
I
I
Фиг. 35. Поворотный стол с горизонтальной осью:
1 — планшайба для крепления детали или угольника; 2—рукоятка фиксатора
поворота для 12 положений; 3—рукоятка стопора.
Фиг. 36. Накладной кондуктор:
/ — кондукторные втулки; 2 — вертикальные зажимы; 3 — горизонтальные зажимы.
48 базирование деталей и приспособления для обработки
собой коробчатые конструкции с литыми или сварными корпусами.
Реже применяются приспособления чисто установочного типа для
растачивания отверстий консольными скалками. На тонкорасточ-
ных станках со столом, не имеющим поперечного перемещения,
Фиг. 37. Многошпиндельная сверлильная
головка с подвесной кондукторной плитой:
1 — деталь; 2— кондукторная плита; 3 — направляю-
щие колонки с пружинами.
применяются перемещающие-
ся в поперечном направлении
по упорам приспособления
для последовательной рас-
точки нескольких параллель-
ных отверстий.
Приспособлениями к шли-
фовальным станкам для уста-
новки деталей при различных
видах шлифования являются
центры, люнеты, патроны,
магнитные столы и магазин-
ные устройства. Установка
валов на круглошлифоваль-
ных станках производится
в центрах. При недостаточ-
ной жесткости деталей при-
меняются люнеты. Для обес-
печения большей точности
при вращении детали, оба
центра должны быть жестки-
ми, невращающимися.
Люнеты круглошлифо-
вальных станков имеют два
кулачка. Конструктивно они
мало отличаются от ходовых
токарных люнетов. Вслед-
ствие невысоких окружных
скоростей деталей кулачки
шлифовальных люнетов де-
лаются с неподвижными су-
харями, а не с вращающи-
мися роликами. Этим обеспе-
чивается большая точность вращения детали при шлифовании.
При внутреннем шлифовании детали устанавливаются в патро-
нах самоцентрирующего типа—трехкулачковых, цанговых и др.
Магнитные столы применяются при шлифовании плоских деталей
на плоскошлифовальных станках. Деталь базируется поверхностью
стола и удерживается на нем за счет магнитного притяжения.
Магнитные столы бывают с постоянными магнитами и электро-
магнитами.
ГЛАВА III
ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
§ 8. ПОНЯТИЕ О ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ
Если проверить одни и те же размеры партии одинаковых дета-
лей, обработанных на токарном автомате, револьверном, токарном,
фрезерном или любом станке, то можно убедиться, что эти детали
имеют не вполне одинаковые размеры. При этом очень редко диаметр,
длина и другие размеры будут абсолютно равны номинальным раз-
мерам, заданным чертежом детали. Точностью обработки называется
степень соответствия формы и фактических размеров изготовляемой
детали ее теоретической форме и размерам, заданным чертежом.
Погрешностью обработки называется отклонение формы или размера
обработанной детали от геометрически точной формы или задан-
ного размера. Величины допустимых (по условиям работы детали)
погрешностей или отклонений от заданных размеров называются
допусками на изготовление.
Правильно установленные допуски должны определять следую-
щие элементы точности деталей:
1) точность линейных размеров отдельных участков детали
(диаметр, длину, ширину паза и т. д.);
2) точность взаимного расположения этих участков и поверх-
ностей (концентричность наружной и внутренней цилиндрической
поверхности втулки, перпендикулярность оси отверстия к торцу
детали, расстояние между отверстиями и т. п.);
3) точность формы поверхностей отдельных участков (отсутствие
эллиптичности, конусности, волнистости и т. п.).
В некоторых случаях к элементам точности относят микрогеоме-
трию (чистоту) поверхности, поскольку она может влиять на точ-
ность определения размеров.
Основными причинами, вызывающими погрешности при механи-
ческой обработке деталей, являются:
1) неточность установки деталей на станке;
2) неточности станка, приспособления, измерительного и режу-
щего инструмента до обработки, а также неточности кинематиче-
ской настройки станка при нарезании резьбы, зубьев шестерен и т. п.;
4 Д. Г. Еелеикий 2527
50
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
3) деформации детали, станка, инструмента и приспособления,
возникающие в процессе обработки в результате действия сил реза-
ния и теплобразования, а также деформации детали при ее зажиме
и под влиянием внутренних напряжений;
4) износ режущего инструмента в процессе обработки;
5) ошибки рабочего при выполнении операции, заключающиеся
в неправильной первоначальной настройке станка, в неточном под-
воде резца или стола по лимбу, в неравномерном усилии зажима
деталей и инструмента, в неправильном отсчете делений шкалы,
при измерении многомерными инструментами и т. п.
При проектировании технологического процесса необходимо*
уметь определять характер и величину воможных погрешностей,
знать законы суммирования этих погрешностей и принимать меры
для возможного их уменьшения в целях получения наибольшей
точности обработки.
Погрешности механической обработки, зависящие от состояния
системы станок — инструмент — деталь, могут быть разбиты на
две категории:
1) погрешности, вызываемые неточностью станка, инструмента,,
приспособления в статическом состоянии, т. е. до начала работы;
2) погрешности, возникающие при обработке за счет силовых
и тепловых деформаций системы станок — инструмент — деталь»
а также вследствие износа режущего инструмента.
§ 9. ПОГРЕШНОСТИ, ЗАВИСЯЩИЕ ОТ НЕТОЧНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ
И ИНСТРУМЕНТА
Влияние неточности оборудования. Неточности станков выяв-
ляются и устраняются при подготовке их к работе в статическом
состоянии либо путем пробной обработки. Говоря о неточности
станков, следут иметь в виду не только биение и перекос шпинделя
относительно направляющих станины, но и наличие излишних
зазоров в соединениях.
Геометрическая точность и допустимый износ станков опреде-
ляются соответствующими ГОСТ и техническими условиями, которые
предусматривают точность станков (табл. 7). Основным элементом
точности различных станков являются концентричность вращения
шпинделя и его параллельность или перпендикулярность направляю-
щим станка. Непараллельность оси центров направляющим станины
токарного станка в горизонтальной плоскости вызывает конусность
обрабатываемой детали. Радиальное биение переднего центра при-
водит к несовпадению действительной оси вращения валика с осью
его центров. При биении переднего центра шейка валика, обточен-
ного на таком токарном станке, будет бить при установке этого
валика для дальнейшей обработки на другом токарном или шлифо-
вальном станке. Это может привести к тому, что после шлифования
шеек на них останутся следы резца или необработанной поверхно-
сти. Овальность шеек шпинделя токарного станка или овальность
ПОГРЕШНОСТИ ОТ НЕТОЧНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА
51
Таблица 7
Точность станков в ненагруженном состоянии (геометрические
погрешности) в мм
Наименование погрешности Величина погрешности
Радиальное биение центрирующих поясков шпинделей токарных и фрезерных станков 0,01—0.015
Биение конического отверстия в шпинделях токарных и фрезерных станков при проверке на оправке длиной 300 мм 0,02
То же для вертикально-сверлильных станков на длине 100-300 мм 0,03-0,05
Торцевое (осевое) биение шпинделей 0,01-0,02
Прямолинейность и параллельность направляющих токар- ных и продольно-строгальных станков на длине 1000 мм 0,02
То же на всей длине станины 0,05-0,08
Прямолинейность продольных направляющих и столов фрезерных станков на длине 1000 мм 0,03-0,04
Параллельность осей шпинделей токарных станков по направлению движения кареток в вертикальной плоскости на длине 300 мм 0,02-0,03
То же в горизонтальной плоскости 0,01-0,015
Перпендикулярность осей шпинделей вертикально-свер- лильных станков к плоскости столов на длине 300 мм 0,06-0,10
беговой дорожки внутреннего кольца подшипника качения шпин-
деля непосредственно копируются на обтачиваемой резцом поверх-
ности. Это происходит вследствие того, что под действием сил
резания овальная шейка шпинделя, вращаясь, всегда прижимается
к задней поверхности подшипника, относительно которой и пере-
мещается ось шпинделя, а следовательно, и ось обтачиваемой
детали.
В случае растачивания отверстий вращающимся резцом на расточ-
ном станке шейка шпинделя всегда отжимается в сторону, противо-
положную резцу. Поэтому в растачиваемом отверстии копируется
форма отверстия вкладыша подшипника скольжения или наружного
кольца подшипника качения.
4*
52
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Неравномерный износ направляющих по их длине вызывает
перемещение вершины резца относительно оси детали при точении
(фиг. 38). Величина перемещения в радиальном направлении соста-
вляет
Н
х = а-Б- мм,
D
где а — величина износа (выработки) передней направляющей
станины в мм\
Н — высота центров станка в мм\<
В — расстояние между направляющими каретки суппорта
в мм.
Фиг. 38. Влияние износа станины на точность обработки.
Величина погрешности диаметра валика при этом составит
. п о 2iH
&D = 2х — мм.
По некоторым наблюдениям износ направляющих токарных стан-
ков при двухсменной работе составляет в год от 0,04 до 0,12 мм
в зависимости от условий работы (чистовая, обдирочная) и увеличи-
вается при увеличении диаметра детали, особенно при обработке
чугуна. Изменения прямолинейности направляющих станины, осо-
бенно у крупных станков, могут быть и за счет деформации и скру-
чивания станины при неправильной установке станка. Такие дефор-
мации у крупных станков иногда достигают +0,5 мм на длине 5 м.
Некоторые погрешности возникают при неточном расположении
оси шпинделя вертикально-фрезерных, тонкорасточных и некоторых
других станков. По этой причине получается вогнутая поверхность
при торцевом фрезеровании и эллиптическое отверстие на тонко-
расточном станке.
Погрешности обработки в случае недостаточной жесткости станка
возникают также при перемещении в крайнее положение его тяжелых
частей, например стола консольного фрезерного станка.
ПОГРЕШНОСТИ, ЗАВИСЯЩИЕ ОТ УСЛОВИЙ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
53
Влияние неточности инструмента. Неточности изготовления мер-
ного и фасонного режущего инструмента непосредственно перено-
сятся на обрабатываемую деталь: диаметр развертки, ширина кана-
вочного резца, диаметр шпоночной и профиль модульной фрезы,
диаметр протяжки, профиль круга для шлифования резьбы или зубьев
шестерен и т. п. Влияние на погрешность обработки оказывает точ-
ность не только рабочих элементов инструмента, но и точность его
установочных, базирующих поверхностей, например перпендику-
лярность торцов и отверстий фрезы или концентричность оси отвер-
стия к окружности зубьев и т. д.
Неточности изготовления приспособлений в большинстве случаев
непосредственно переносятся на обрабатываемую деталь: расстояние
между осями кондукторных втулок, погрешности делительных
устройств при нарезании зубьев, биение оправок и т. п.
Большинство погрешностей станков и приспособлений являются
постоянно действующими для всей одновременно обрабатываемой
партии деталей и могут быть заранее рассчитаны. В целях сниже-
ния таких погрешностей необходимо обеспечить исправное состояние
станков, а также необходимую точность изготовления приспособле-
ния и инструмента.
§ 10. ПОГРЕШНОСТИ, ЗАВИСЯЩИЕ ОТ УСЛОВИЙ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
Погрешности, возникающие за счет сил резания. В процессе
обработки детали на станке вследствие действия сил резания, трения
и образующейся теплоты возникают деформации системы станок —
инструмент — деталь, а также происходит износ режущего инстру-
мента.
Способность детали или системы станок — инструмент — деталь
сопротивляться действующим силам характеризует их жесткость.
Жесткость системы станок — инструмент — деталь выражается
отношением составляющей силы резания нормальной к обрабатываемой
поверхности Ру к смещению лезвия инструмента относительно
детали в том же направлении (по оси у), т. е.
. Ру I
j = — KefMM.
Численно жесткость равна условной нагрузке, при которой
перемещение в направлении действия этой нагрузки составит 1 мм.
Практически жесткость системы может быть определена в статическом
состоянии посредством специальных устройств —динамометров
(фиг. 39) или в процессе пробной обработки на данном станке.
На фиг. 40 показаны типичные графики жесткости токарного станка.
Ориентировочные величины жесткости основных узлов токарных
станков различных размеров приведены в табл. 8.
Суммарная жесткость станка может быть определена через вели-
чины, обратные жесткости отдельных узлов, из выражения
/ =Д-+Л+^-.
Ст jn.6 icyn J3.6
54
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕН
Отклонения оси центров токарного станка за счет отжимов перед-
ней и задней бабки при точении абсолютно жесткого вала в момент
нахождения резца в середине вала схематично показаны на фиг. 41.
Фиг. 39. Схема испытания динамометром Вотинова жесткости шпин-
деля передней бабки токарного станка:
1 — оправка в шпинделе; 2 — гайка с левой и правой резьбой; 3 — тарированная пру-
жина; 4 — индикатор для отсчета нагрузки; 5—миниметр для замера деформаций.
В начале резания отжим задней бабки будет
, _Ру_
Уз- 6 Ja.6 ’
в конце резания отжим задней бабки у = 0, а отжим передней бабки
У"-6 Jn.6
При среднем положении резца на каждую бабку будет действовать
сила и отжимы составят соответственно
_ Ру Pv
Узб~^з.б’ Уп-б~^п.б'
ПОГРЕШНОСТИ, ЗАВИСЯЩИЕ ОТ УСЛОВИЙ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
55
Таблица 8
Жесткость узлов новых токарных станков
В. ц. — высота центров в мм\ Ру : испытательная горизонтальная
нагрузка, приложенная к узлу на высоте центров, в кг\ у — радиальное от-
жатие под влиянием нагрузки; z — свободный зазор (разрыв характеристики,
/ Ру : и \
см. фиг. 40); j — жесткость узла I/ — —--I
Узел В. ц. = 150; В. ц. = 200 В. Ц. =300
РУ .и =100 РУ : и = 200 Р: у и — 300
J У Z j У Z J У Z
Шпиндель (на переднем конце) 5000 0,02 0,01 10 000 0,02 0,02 15 000 0,02 0,03
Суппорт (на высоте центров) 3300 0,03 0,05 6 700 0,03 0,10 10 000 0,03 0,15
Пиноль задней бабки (при выле- те, равном В. ц.:2) в закрепленном положении . . . 2500 0,04 0,01 5 000 0,04 0,02 7 500 0,04 0,03
Отжим оси детали в середине вала, как видно из фиг. 41, будет
равен полусумме отжимов центров, т. е.
В общем случае отжим оси в точке на расстоянии х от задней
бабки определится из формулы
У оси Ру р з. б "Ь /л. б £2 ]
Для случаев обработки на станке 1К62 с высотой центров 200 мм,
пользуясь данными табл. 8 и принимая горизонтальную составляю-
щую силу резания Ру = 400 кг, получим
__ 1 / 400 , 400 \ _ 1 1200 _ППо
У оси — 4 \5000 10000 ) ~ 4 10000 — U’Ud мм-
Погрешность диаметра в середине детали составит при этом
0,06 мм. Погрешность диаметра у задней бабки будет
о , п Ру 2 • 400 л «а
2уэ.б — 2т^7 —5ооо — 0,16 мм’
а у передней
2Ул.б = 27^7 = 1обоб = 0,08 мм'
56
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Фиг. 40. Диаграмма жесткости вала, установлен-
ного в центрах токарного станка:
7, 2, 3 — точки замера деформаций.
Фиг. 41. Схема искажения формы жесткого вала
за счет отжима задней и передней бабок:
7—7 — первоначальное положение оси; 2—2 — при действии
нагрузки.
ПОГРЕШНОСТИ, ЗАВИСЯЩИЕ ОТ УСЛОВИИ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
57
В результате этих погрешностей вал (фиг. 41) за счет деформаций
бабок станка получит корсетную форму. Отжим суппорта при этом
составит величину
ру 400 А
Ус— jc — 6700 ~ 0,06 ММ'
б)
Фиг. 42. Характер погрешностей
формы отверстия при растачи-
вании:
а — консольным выдвижным шпинделем;
б — скалкой на двух опорах.
Последнее вызовет общее увеличение диаметра вала во всех его
точках на величину 0,12 мм, не сказываясь на форме образующей.
На фиг. 42 показан характер погрешностей формы отверстий при
растачивании на горизонтально-расточном станке (вертикальное
сечение). Овальная форма отверстия
получается вследствие того, что по
условиям конструкции станка отжи-
мы в горизонтальной плоскости
больше, чем в вертикальной.
Кроме систематических погреш-
ностей, упругие деформации станка
вызывают колебания размеров обра-
батываемых поверхностей при изме-
нении глубины резания за счет не-
равномерного припуска, а также при
неравномерной твердости металла
обрабатываемых деталей. Вследствие
упругих деформаций становится не-
обходимым выхаживание или вывод
искры при шлифовании. Оно состоит
в том, что без поперечной подачи
круга производится 10—20 проходов
детали, до момента исчез-
новения искры.
При обработке на станках большое значение имеют деформации
самих деталей под действием сил резания или усилий зажима. Прогиб
нежесткого вала при обработке в центрах создает погрешность формы
в виде бочкообразное™, а при обработке в патроне — в виде одно-
сторонней корсетное™. Величина погрешности при этом зависит
от жесткости детали, которую можно легко вычислить по формулам
сопротивления материалов.
Например, для гладкого стального вала приближенно можно,
принять
/ = ^=^ = 48 000.(4У,
где Е = 2-10® кг/мм2 (модуль упругости для стали);
J = 0,05d4 мм4 (момент инерции для круглого сечения).
Согласно указанной формуле прогиб вала диаметром d = 100л/лг
и длиной L 1000 мм в его середине при Ру = 400 кг составит
_ PyL<> _ 400-10003 _ 4-10" _ п пяч
У ~ 48 OOOrfi— 48 000-1004 — 48-10" ~ U,Ua0 ММ‘
58
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Nkz
Погрешности, зависящие от усилий зажима деталей. Возможные
деформации при неправильном зажиме втулки в трехкулачковом
патроне показаны на фиг. 43. Для предотвращения подобного рода
погрешностей при обработке тонкостенных деталей следует применять
широкие кулачки или цанговые патроны. Величина деформации
тонкостенного кольца при зажиме в самоцентрирующем патроне
может быть ориентировочно подсчитана по следующим формулам:
для точки а, расположенной под ку-
лачком,
А 0,0159М/?з
------------- мм,
для точки б, расположенной между
кулачками,
А _ 0,0143N/?3
--------Ы '
где N — усилие, развиваемое кулач-
ком, в кг\
R — радиус кольца в мм\
Е — модуль упругости в кг/мм2\
J — момент инерции сечения коль-
ца в мм4.
Например, при зажиме вручную сталь-
ного кольца диаметром 107 мм со стен-
кой толщиной 5 мм в самоцентрирую-
щем патроне будет иметь
Да = 0,399 мм\ Дб = 0,371 мм.
Фиг. 43. Деформации тон-
костенных втулок при обра-
ботке в трехкулачковом
патроне:
1 — до обработки; 2—после за-
жима; 3 — после растачивания;
4 — после снятия со станка.
В целях устранения погрешностей за счет неравномерного зажима
длинных коробчатой формы деталей при установке на станках
прибегают к перекреплению таких деталей между черновой и чисто-
вой обработкой. После черновой строжки станины, установленной
на строгальном станке, все болты крепления ослабляют и затем
очень осторожно и равномерно закрепляют вновь с небольшим уси-
лием, чтобы избежать деформаций и перекосов станины.
Для сокращения погрешностей за счет деформаций системы ста-
нок — инструмент — деталь необходимо:
1) увеличивать жесткость системы, в частности, применять люнеты
при обработке нежестких валов (Л : D > 10 н- 12), направляющие
втулки при растачивании и т. д.;
2) сокращать величину усилия Ру и его колебания от неравно-
мерного припуска, для чего необходимо обработку деталей вести
в несколько операций (черновая, получистовая и чистовая обра-
ботка); благодаря этому величина погрешностей последовательно
не сокращается.
Погрешности за счет тепловых явлений. Деформация от нагре-
вания системы станок — инструмент — деталь сказывается особенно
при длительной непрерывной обработке крупных деталей диаметром
ПОГРЕШНОСТИ, ЗАВИСЯЩИЕ ОТ УСЛОВИЙ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
59
более 200—300 мм с перепадом температур более 20°. При этом коле-
бания размеров за счет нагревания могут вызывать погрешности,
выходящие за пределы допусков 2-го и 3-го классов точности.
Во избежание таких погрешностей следует окончательные замеры
производить после охлаждения детали. Нагревание станка в процессе
работы вызывает некоторые изменения (до 0,01—0,05 мм) в направле-
нии оси шпинделя в течение первых 1,0—1,5 часа работы, пока
не установится постоянная температура подшипников. Удлинение
проходного резца средней величины при нагревании на 20° составляет
около 0,01 мм и может быть просто подсчитано по формуле теплового
.линейного расширения стали.
Следует учитывать еще воз-
можность погрешностей за счет
внутренних напряжений в заго-
товках, особенно в чугунном и
стальном литье. При неравно-
мерном остывании литья в его
стенках возникают внутренние
напряжения, которые могут вы-
звать коробление детали.
В целях устранения ко-
робления литье подвергается
естественному старению путем
Фиг. 44. Схема износа режущего
инструмента:
1 — из быстрорежущей стали; 2—из твердого
сплава T15K6; 3 — из сплава Т30К4.
хранения его, в течение несколь-
ких месяцев на складах или искусственному старению посредством
специального отжига в течение нескольких часов. В обоих случаях
желательно подвергать старению детали, прошедшие предваритель-
ную черновую обработку. Поскольку естественное старение требует
большого задела деталей, в настоящее время в большинстве слу-
чаев применяют искусственное старение.
Погрешности, вызываемые износом режущего инструмента.
В результате износа резца, фрезы, развертки и т. д. в направлении,
нормальном к обрабатываемой поверхности, меняются размеры обра-
батываемой поверхности и возникают погрешности в виде:
1) конусности детали при длинных проходах;
2) потери размера в партии последовательно обрабатываемых
деталей при настроенной обработке.
Величина износа инструмента зависит от скорости резания,
длины прохода, механических свойств обрабатываемого металла,
от металла инструмента и некоторых других причин. В общем виде
величина износа инструмента пропорциональна времени обработки.
Для определения погрешностей обработки за счет износа инстру-
мента удобно пользоваться понятием удельного износа /70, т. е.
износа в микронах, отнесенного к 1000 м пути, пройденного инстру-
ментом. Удельный износ Яо характеризует основной участок А Б
(фиг. 44) работы твердосплавных инструментов, кроме периода
•более интенсивного первоначального износа на участке ОД, соот-
ветствующем обычно величине пути инструмента / = 500-н 1000 м.
60
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Величина удельного износа определяется экспериментально
для каждого вида и условий обработки и по данным проф. Соко-
ловского составляет при обработке легированной стали <зъ =
= 100 кг!'мм2 для сплавов Т15К6 — 10 мк и Т30К4 — 6 мк, а при
обработке конструкционной стали аь = 60 кг!'мм2 — соответ-
ственно 8 и 4 мк.
Начальный износ Ин при точении резцами из сплава Т15К6
составляет от 10 до 15 мк, а для сплава Т30К4 — в 2 раза меньше
(5—7 мк). Зная величины Ио и Ин, можно подсчитать величину
износа И, а следовательно, и погрешности обработки за время пути
инструмента I м\
И = + мк-
Второй член в данной формуле определяет величину первоначаль-
ного износа на участке ОА (фиг. 44), равном ~1000 м.
В качестве примера определим погрешность чистового обтачи-
вания вала диаметром 200 и длиной 5000 мм резцом из сплава Т15К6
(Ин ж 12 мк) при s = 0,2 мм!об\ обрабатываемый металл — кон-
струкционная сталь. Длина пути резца составит
1 TtdL тс-200-5000 . с
Z= 1666i = 1000-0,2 - 15700 м-
тогда
//=//oio56 + <//«-//o) = 4S2 + (I2-8)~130 мк<
что вызовет конусность с увеличением диаметра к передней бабке
&Д = 2И = 2-0,130 = 0,26 мм.
Эта погрешность укладывается лишь в допуск ходовой посадки»
составляющей на диаметр 200 мм 8 = 0,300 мм. При необходимости
выдержать посадку х3 (8 =0,120 мм) следует применять резец
из сплава Т30К4 или производить регулировку резца во время
обработки.
§ 11. СУММИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ
И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.
СТАТИСТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ
Понятие о суммировании погрешностей. Отдельные погрешности
механической обработки при изготовлении деталей, складываясь,
дают суммарную погрешность обработки. В настоящее время
существуют два метода расчета суммарной погрешности механиче-
ской обработки: старый метод максимума и минимума и новый,
более правильный метод суммирования с использованием данных
теории вероятности.
Суммирование погрешностей по закону максимума и минимума
определяет погрешность как разность между возможными наиболь-
СУММИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ. СТАТИСТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ
61
шими и наименьшими размерами детали без учета степени вероят-
ности такого наиболее неблагоприятного совпадения погрешностей.
Рассмотрим этот метод суммирования погрешностей на примере.
На фиг. 45 показана деталь, установленная на столе карусель-
ного станка, для расточки отверстия диаметром £>9. Деталь центри-
руется кольцом диаметра DK, входящим в расточку Dt. Требуется
определить суммарную погрешность расточки в виде эксцентриситета
поверхности D3 относительно поверхности диаметра D2, если ма-
ксимальный эксцентриситет оси отверстия Dx относительно оси D2
составляет 0,025 мм, а диаметр
отверстия Dx выполнен по 3-му
классу точности (Z)x = 200+°’09жж),
в то время как наружный диаметр
центрирующего кольца выполнен
по посадке С 2-го класса точности
(DK = 200“°»03 мм).
В рассматриваемом случае сум-
мируются следующие погрешно-
сти:
1. Экцентричность поверхности
D2 относительно Д31 = 0,025,
2. Зазор между отверстием Dx
и кольцом DK, &3 = 0,09 + 0,03 =
= 0,12 мм. За счет этого зазора
Фиг. 45. Схема установки детали
на столе карусельного станка:
7 — деталь; 2—центровочное кольцо.
может возникать дополнительное
смещение оси детали относительно оси стола на величину .
3. Допустимое по техническим условиям биение оси стола До =
= 0,02 мм. Суммарная погрешность по закону максимума и мини-
мума определяется следующим образом:
2 + = °>025 + ^ + 0,02 = 0,105 мм,
т. е. максимальное значение эксцентриситета осей отверстий D2
и D3 составляет
х = 105 мк.
Уменьшение величины х может быть достигнуто за счет уменьше-
ния величин Дэ1, Д3 и До, т. е. за счет повышения точности обра-
ботки и установки детали и самого станка, что усложнит выполне-
ние операции и повысит ее стоимость.
Однако такое усложнение обработки практически не всегда
необходимо, так как на самом деле величины Дэ1, Д3 и До почти
никогда одновременно не будут иметь максимального значения.
Действительно, величина Д3 может иметь целый ряд значений от 0
до 0,12 и гораздо чаще будут встречаться не крайние значения 0 и
0,12, а среднее между ними. То же можно сказать и о величинах Д31
и До. Поэтому и величина х значительно чаще будет иметь среднее
значение, чем крайнее наибольшее ее значение 105 мк.
62
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Возможность или вероятность получения тех или других вели-
чин при суммировании ряда переменных можно определить с по-
мощью теории вероятностей. Поэтому в последнее время эта теория
все больше используется при определении суммарной погрешности
обработки.
Согласно теории вероятностей общая суммарная погрешность
механической обработки складывается из двух групп погрешностей
Qi ив общем виде может быть выра-
жена формулой
Sa — Sa/ +
Фиг. 46. Зависимость себестои-
мости обработки от заданной
точности:
1 — грубое обтачивание; 2 — чистовое то-
чение; 3 — шлифование.
где Д, — систематические погрешно-
сти или ошибки операции, например,
завышенный или заниженный диа-
метр развертки, ошибка настройки
станка на размер,статическая неточ-
ность станка (биение шпинделя, пе-
рекос направляющих), погрешность
базировки ит. д., суммирующиеся
алгебраически и в ряде случаев,
взаимно возмещающиеся;
Д^ — случайные, незакономер-
ные ошибки, например, колебания
припуска отливки при ручной фор-
мовке, неравномерная твердость
металла, деформации при ручном
зажиме детали и т. п., которые
в большинстве случаев подчиняются
закону нормального распределения и суммируются по фор-
муле
2д ~4" Н" • • • "Ь ^л-i "Ь ^п-
Экономическая точность механической обработки. Для быстрого
определения достижимой точности обработки на тех или других опе-
рациях пользуются таблицами экономической точности обработки.
Стоимость обработки одних и тех же деталей возрастает по мере
повышения точности обработки. Характер изменения стоимости
обработки в зависимости от точности показан на фиг. 46.
Согласно графикам фиг. 46, для второго метода обработки можно'
установить три зоны точности: а) достижимую, б) экономическую
и в) неэкономическую (излишнюю). Под экономической точностью
механической обработки понимают средние значения отклонений
размеров деталей ст номинала, получаемые при использовании
исправного оборудования, нормальной квалифицированной рабочей
силы и при затрате времени, не превышающем его затрат при других
сопоставимых методах. Зона достижимой точности характеризуется
СУММИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ. СТАТИСТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ
63
большими затратами времени, например, обтачивание по 2-му классу
точности на токарном станке. Зона излишней точности обработки
соответствует использованию излишне квалифицированного метода
обработки, например шлифование валика 4-го класса точности,
что неэкономично.
В табл. 9—12 приведены данные экономической точности обра-
ботки различных поверхностей, установленные статистическими мето-
дами и носящие ориентировочный характер.
Понятие о статистическом методе контроля. Применение законов
теории вероятностей и статистики в технологии машиностроения
послужило основанием
к созданию методов ста-
тистического контроля.
Сущность этого метода
сводится к установле-
нию систематического
наблюдения за качест-
вом продукции в процес-
се обработки деталей
и контроля постоянства
технологического про-
дремя или порядковые номера проб
Фиг. 47. Карта статистического контроля:
1 — линия наименьшего допустимого размера; 2 — линия ниж-
ней контрольной границы; 3 —середина поля допуска 6; 4 — ли-
ния верхней контрольной границы; 5 — линия наибольшего
допустимого размера.
цесса.
Статический конт-
роль применяется в мас-
совом и серийном про-
изводстве, при работе
с настроенными операциями (обработка на автоматах, револь-
верных, многорезцовых, агрегатных и тому подобных станках).
Для этого из числа обрабатываемых на данном станке дета-
лей периодически берутся пробы из 2—5 деталей. У всех деталей
данной пробы измеряется абсолютная величина контролируемого
размера и определяется среднее значение этого размера. Полученное
значение заносится в специальную карту (фиг. 47). На этой карте
по горизонтали отложено текущее время или номер проб, а по верти-
кали — средний размер проб. На карте по обе стороны от середины
поля допуска 3 устанавливаются три зоны. Первая зона ограничи-
вается линиями предупреждения 2, 4, при выходе за которые раз-
мера пробы контролер предупреждает рабочего и наладчика об опас-
ности получения брака. Вторая зона ограничивается линиями дей-
ствия 1 и 5, при выходе за которые размера пробы контролер имеет
право остановить работу. Третья зона — брак. Количество проб
и число деталей в пробе устанавливается так, чтобы охватить про-
бами от 2 до 10% всей продукции.
Внедрение метода статистического контроля дает значительное сни-
жение брака и потребного количества контролеров, не требуя слож-
ной оснастки. При этом контроль из средства обнаружения уже
полученного брака превращается в средство его предупреждения
и контроля самого технологического процесса.
64
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Таблица 9
Средняя экономическая точность при обработке валов (на диаметр) в мм
Вид обработки Длина свыше 180 до 500 | Длина свыше 500 Класс точности по ОСТ (приближен- но)
Диаметры
19—30 31—50 51—120 121-260 31-50 51—120 121-260 260—400
Обточки на токарных станках Черновая 0,25 0,30 0,40 0,40 0,40 0,40 0,45 0,45 V
Чистовая с продольной и поперечной подачей 0,12 0,15 0,17 0,20 0,20 0,20 0.25 0,25 IV
Шлифова- ние круглое с продольной и радиальной подачей Предвари- тельное 0,08 0,08 0,10 0,12 0,09 0,10 0,12 0,12 Ша
Чистовое 0,027 0,032 0,042 0,045 0,037 0,045 0,045 0,05 II
Доводка 0,004 0,004 0,006 0,009 — — — — I и точнее
Таблица 10
Средняя экономическая точность при обработке отверстий в мм
Вид обработки Диаметры Класс точно- сти по ОСТ (приближенно)
До 6 7—10 00 1 19—30 31—50 51-80 81—120 121—180 181-260
Сверление Без кондук- тора По кондук- тору 0,15 0,07 0,20 0,10 0,20 0,13 0,25 0,20 0,35 0,25 0,45 0,30 — — — V V—IV
Рассверливание - — 0,10 0,15 0,20 0,20 — — — IV,1
Зенкерова- ние Черновое Чистовое — — — 0,25 0,13 0,30 0,15 0,30 0,15 0,40 0,20 — — V IV
Растачива- ние Черновое Чистовое — — — 0,3 0,15 0,3 0,15 0,3 0,15 0,4 0.2 0,4 0,2 0,5 0,25 V IV
Разверты- вание Черновое Чистовое 0,03 0,015 0,05 0,02 0,05 0,025 0,05 0,03 0,05 0,035 0,07 0,04 0,07 0,045 — — Ша II—Ша
Внутреннее шлифование Черновое Чистовое — — 0,05 0,02 0.05 0.О23 0,05 0,027 0,07 0,03 0,07 0,035 0,1 0,04 0,1 0,05 II
Протягива- ние Грубое Точное — — 0,02 0,016 0,023 0,02 0,027 0,023 0,03 0,025 0,035 0,03 0,04 0,035 0,045 0,04 П II и точнее
Хонингова- ние За 1 раз - 1 - — — — 0,03 0,035 0,035 0,035 II
Предвари- тельное и окончатель- ное — — — — — 0,025 0,03 0,03 0,03 II и точ- нее
СУММИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ. СТАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ
Таблица 11
Средняя экономическая точность при обработке плоскостей в мм
Вид обработки Длина плоскости
До 120 121-360 | 361—500 501—1000
Ширина плоскости
До 120 До 120 | 121—360 1 До 120 121—360 До 120 | 121—360
Строгание Черновое Чистовое 0,20 0,10 0,30 0,15 0,35 0,18 0,40 0,18 0,45 0,20 0,50 0,20 0,50 0,25
Долбление Черновое Чистовое 0,25 0,15 0,35 0,18 0,40 0,20 — — — —
Фрезерова- ние торцевое Черновое Чистовое 0,15 0,08 0,20 0,12 0,25 0,15 0,3 0,15 0,35 0,18 0,40 0,18 0,45 0,20
Фрезерова- ние осевое Черновое Чистовое 0,20 0,10 0,30 0,15 0,35 0,18 0,40 0,18 0,45 0,20 0,50 0,20 0,55 0,25
Протягивание 0,04 0,06 0,09 0,09 0,10 — —
Плоское шлифование Обдирочное торцом круга 0,20 0,30 0,35 0,40 — — —
торцом круга и периферией Черновое Чистовое 0,04 0,03 0,06 0,05 0,08 0,07 0,08 0,07 0,09 0,08 0.09 0,08 0,12 0,10
Таблица 12
Средняя экономическая точность при оброботке на различных станках
Род станков | Отклонения в мм
Высота токарных центров: до 180 до 400 Овальность 0,005 0,010 Вогнутость торца 0,02 0,02 Конусность (на дли- не 300) 0,01 0,02
Револьверные и автоматы Овальность 0,01 Вогнутость 0,02 Конусность (на дли- не 300) 0,03
Расточные Непараллельность осей 0,015—0,03 на длине 300 мм при одной установке и 0,02—0,10 мм при различ- ных установках Неперпендикуляр- ность осей 0,02—0,03 на длине 300
Фрезерные горизон- тальные и вертикаль- ные Неровность плоскости при чистом проходе 0,020— 0,045 Непараллельность ба- зовой плоскости 0,025— 0,05 на длине 100 мм
Круглошлифоваль- ные Овальность 0,005 Прямолинейность 0,01—0,02 на длине ; 1000 мм
Плоскошлифоваль- ные — Плоскостность: на малых станках 0,01 на длине 1000 мм и на крупных станках 0.025-0,05
5 Д. Г. Белецкий *2527
Вб
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
§ 12. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Понятие о качестве поверхности. Развитие современного машино-
строения характеризуется все возрастающими нагрузками и скоро-
стями взаимного перемещения деталей машин. Обеспечение необхо-
димой точности и износоустойчивости соединений деталей потре-
бовало проведения ряда работ в области изучения качества поверх-
ностей машиностроительных деталей и его влияния на их эксплуата-
ционные свойства.
Качество поверхности определяется следующими показателями:
1) микрогеометрией, т. е. шероховатостью или чистотой поверх-
ности;
Фиг. 48. Схема профиля обточенной поверхности и показатели
ее микрогеометрии:
/ — линия впадин; 2 —линия вершин гребешков; 3— контур профиля;
4 — средняя линия.
2) макрогеометрией, которая характеризуется волнистостью и
точностью формы поверхности (цилиндричность, конусность, эллип-
тичность);
3) состоянием поверхностного слоя, который определяется его
структурой и наличием наклепа (уплотнений) в очень тонких поверх-
ностных слоях.
В наибольшей степени изучены вопросы микрогеометрии поверх-
ности, на которую имеется специальный ГОСТ 2789-51. Макрогео-
метрия и состояние поверхностного слоя не стандартизованы и
вопросы, относящиеся к этим показателям качества поверхности,
оговариваются в технических условиях на изготовление соответ-
ствующих деталей. Макрогеометрия по существу характеризует
точность изготовления деталей с точки зрения равномерности приле-
гания сопрягаемых поверхностей и величин зазоров в разных точках
соединений. Особо рассматриваются вопросы поверхностного упроч-
нения или наклепа, создающегося в процессе механической обра-
ботки деталей различными способами.
Наклеп, повышая износоустойчивость поверхности, является
положительным явлением. Однако при очень высокой степени на-
клепа, т. е. при перенаклепе, происходит отслаивание частиц
металла, что приводит к быстрому износу и разрушению поверхности.
Наклеп глубиной в несколько микрон получается при обработке
металлов резанием. Он увеличивается с увеличением подач, скоро-
КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
67
стей, а также глубины резания. Сильный наклеп получается при
операциях обкатки и раскатки роликами; а также при обдувке дета-
лей дробью.
Микрогеометрия поверхности. Чистота или микрогеометрия поверх-
ности определяется величиной ее шероховатости, полученной в про-
цессе обработки. Схема профиля обточенной поверхности приведена
на фиг. 48. Согласно ГОСТ 2789-51 микрогеометрия поверхности
может определяться величиной Нср или Нск.
Величина Нср выражает фактическую шероховатость и опреде-
ляется как расстояние между линиями впадин и вершин профиля
путем непосредственного измерения. Величина Нск представляет
собой среднее квадратичное отклонение точек профиля неровностей
от его средней линии. Средняя линия профиля делит его таким обра-
зом, что
Рrrii + Fт2 + • • • = FГц 4" Fп2 4“ • • •
Величина Нск может быть определена по формуле
НСк = + ^2 + • • • 4" ) МК.
Принятые классы чистоты поверхности согласно ГОСТ-2789-51
приведены в табл. 13.
Таблица 13
Классы чистоты поверхности по ГОСТ 2789-51
Класс Обозначение Иск в мк Нср в *"с Примечания
1 2 3 VI V2 V3 100-50 50-25 25-12,5 Св. 125 до 200 . 63 . 125 . 40 , 63 1. При необходимости особо мелкой градации степеней чистоты допус- кается разделение каждо- го из классов от 6 до 14 на 3 разряда (6а, 66, 6в, 7а и т. д.) 2. В классах 5—12 на- ряду с оценкой чистоты по Нск допускается оцен- ка и по Нср 3. Длина, на которой производится измерение Нск или Нср, должна ох- ватывать не менее 5 греб- ней или: для 1—4-го клас- сов—3 мм, 5 — 7-го клас- сов >2 мм, 8 — 12-го классов >1 мм
4 5 6 VV4 VV5 VV6 12,5-6,3 6,3 до 3,2 3,2 до 1,6 Св. 20 до 40 . 10 „ 20 . 6.3 , 10
7 8 9 VVV7 VVV8 VVV9 1,6 до 0,8 0,8 „ 0,4 0,4 „ 0,2 Св. 3,2 до 6.3 „ 1,6 „ 3.2 „ 0,8 . 1.6
10 11 12 13 14 VVVV10 VVVVI1 VVVV12 VWV13 VVVV14 0,2 до 0,1 0,1 , 0,05 0,05 „ 0,025 0,025-0,012 0,012—0,0 Св. 0,5 до 0,8 . 0.25 , 0,5 „ 0,12 . 0,25 , 0,06 . 0,12 0,0 » 0,06
В результате смятия гребешков и быстрого износа их вершин
в процессе приработки, происходит ослабление расчетного натяга
и неподвижных посадок и ухудшается долговечность подвижных
соединений.
5*
68
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Кроме того, чистота поверхности влияет на усталостную проч-
ность деталей, испытывающих знакопеременные нагрузки, поскольку
во впадинах между гребешками концентрируются напряжения, на
гидравлические потери в насосах и на ряд других эксплуатационных
свойств деталей.
Влияние условий обработки на микрогеометрию. Основными
факторами, влияющими на чистоту обрабатываемой поверхности
при резании, являются: 1) исходная структура и род обрабатывае-
мого материала; 2) жесткость системы станок — инструмент — де-
таль; 3) режим резания — скорость, подача, глубина; 4) геометрия
режущего инструмента или зернистость образивного круга; 5) мате-
риал режущей части инструмента и состояние режущей кромки;
6) смазка и охлаждение, применяемые в процессе резания.
При определении чистоты обработанной поверхности различают
неровности продольные — вдоль пути резания и поперечные — в
направлении подачи.
Продольные неровности определяются характером среза металла
и зависят в основном от физических условий процесса резания,
а именно: от материала обрабатываемой детали, скорости резания,
углов резания, деформаций, колебаний станка, инструмента и де-
тали, а также от рода охлаждающей жидкости при скоростях ниже
80—100 м/мин. Эти неровности характеризуются глубиной надры-
вов на поверхности среза. Поперечные неровности определяются
как физическими, так и геометрическими показателями процесса
резания, а именно: подачей s, вспомогательным углом в плане
радиусом при вершине резца и др. Эти неровности представляют
собой остаточные гребешки в виде следов от подачи режущего инстру-
мента.
Обычно значения высоты поперечных неровностей в несколько
раз больше продольных, вследствие чего первые являются основ-
ным показателем чистоты поверхности. По мере повышения чистоты
обработки при тонком точении, шлифовании, хонинговании, вели-
чины продольных и поперечных неровностей сближаются.
На фиг. 49 представлен общий характер зависимости высот
неровностей Нск от скорости резания v м/мин. При точении стали
на низких скоростях (5—20 м/мин) Нск возрастает с повышением
величины v и достигает в зоне максимального нароста некоторого
наибольшего значения, после чего начинает уменьшаться. Чем выше
твердость стали, тем меньше скорость, при которой получаются
наибольшие неровности, и тем меньше их абсолютные значения.
Числовые значения кривой 2 относятся к среднеуглеродистым
сталям.
Зона скоростей от 25—35 до 60—80 м/мин характеризуется
тем, что с повышением значения v резко понижается Нск. При
увеличении v до 120—170 м!мин и более Нск понижается незначи-
тельно.
Скорости резания, при которых величины Нск принимают мини-
мальные значения и далее заметно не уменьшаются, обычно назы-
КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
69
вают критическими скоростями, характерными для режимов тон-
кого точения. Чем выше твердость обрабатываемой стали, тем мень-
ше значения критических скоростей. При точении чугуна зависи-
мость Нск от v носит тот же характер, что и для стали, но выражена
менее резко. В некоторых случаях левая, восходящая ветвь кривой
явно не обнаруживается. Числовые значения кривой 1 относятся
к чугуну с Нв = 170-и 220. При точении бронзы кривая 3 зави-
симости Нск от v не имеет характерного перелома. При этом абсо-
лютное значение Нск для бронзы и других цветных металлов при
прочих равных условиях значи-
тельно меньше, чем для черных
Фиг. 49. Зависимость чистоты поверх-
ности от скорости резания при точении:
1 — чугун; 2 — сталь; 3 — бронза.
Фиг. 50. Зависимость чистоты по-
верхности от подачи S мм/об и ра-
диуса г (вершины резца) при точении:
1 — сталь; 2 — чугун; 3 — бронза; А — зона
перелома.
металлов. На фиг. 50 показан общий характер зависимости Нск
от подачи s мм/об при токарной обработке. Из графика видно, что
до подач 0,12—0,18 мм/об величина Нск изменяется незначительно.
Дальнейшее увеличение подачи приводит к резкому возрастанию
значений Нск.
Данные для выбора величин подач и радиусов закруглений
вершины резца приводятся в нормативах по режимам резания в
зависимости от требуемой микрогеометрии поверхности.
Чистота шлифованных поверхностей, кроме указанных выше
общих факторов, зависит от характеристики шлифовального круга
(рода зерна, зернистости, рода и твердости связки, номера струк-
туры) и режимов шлифования (скорости круга и детали подачи —
продольной и поперечной, глубины шлифования). Наиболее сущест-
венным фактором является зернистость круга.
Классы чистоты поверхности, получаемые при различных,
дах обработки, приведены^ табл. 14.
Таблица 14
Классы чистоты, получаемые при различных методах обработки (применительно к насосостроению)
Класс чистоты Вид обработки 11 2 | 3 4 5 6 7 | 8 | 9 | 10 1 11 | 12 1 13 1 14
Высота шероховатости Н
100 | 50 | 25 | 12,5 1 6,3 | 3.2 | 1,6 | 0,8 | 0,4 | 0,2 | 0,1 |. 0,05 1 0,025 | 0,012
Высота шероховатости НСр
200 1 125 | 62.5 I 37 I 20 | 10,3 5,8 I 3,1 I 1,6 0.8 | 0,5 I 0,25 0,125 1 0,062
Литье в землю * 1 1 __ 1 ! — 1
Литье в кокиль и по выплавляемым моделям । : J
1 ! ! 1
Рубка зубилом, резание пламенем 1 1 1 i 1 1 I
1
Обдирка наждачным кру- гом 1 1 1 1 1 1 1 i i
1
Горячая штамповка 1 1 * 1 i_ L I i i 1
1
Обтачива- ние и раста- чивание Грубое i i 1 1
1
Чистовое 1 1 i ; 1 i i
Тонкое
1 1
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
_ ---ЧТридблжение табл. 14
чистоты Вид обработки 1 1 2 3 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 1 10 1 11 1 12 1 13 1 14
Высота шероховатости Н
100 1 50 25 12.5 1 6,3 | 3.2 1 1.6 1 0.8 1 0,4 | 0.2 1 0,1 I 0,05 1 0.025 | 0,012
Высота шероховатости Нск
200 1 125 62,5 37 | 20 10,3 5.8 1 3,1 1.6 1 0.8 0.5 1 0,25 0,125 0,062
Сверление и рассверли- вание । 1
1
Зенкерование и цекование 1
Разверты- вание Чистовое
Отделоч- ное — *
Цилиндри- ческое фрезе- рование Грубое 1 1 ’ i i
1 1 1
Чистовое । 1
1
Торцевое фрезерование Грубое 1 1
1
Чистовое 1
Тонкое 1 1
Строгание и долбление 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
Зубофрезерование 1 1 1 1 *
1 1 1
КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Продолжение табл. 14
Класс чистоты Вид обработки 11 2 | 3 | 4 | sl 6 | 7 | 8 | 9 1 10 1 11 I 12 1 13 I 14
Высота шероховатости
100 | 50 I 25 | 12,5 I 6,3 1 3,2 | 1,6 | 0,8 | 0,4 | 0,2 | 0,1 | 0,05 | 0,025 | 0,012
Высота шероховатости Н£К
200 | 125 | 62,5 | 37 | 20 | 10,3 1 5,8 | 3,1 | 1,6 0.8 | 0,5 | 0,25 1 0,125 0,062
Протягивание 1 1 1
1 1 1 1
Слесарная обработка Опилива- ние 1 1 1 1 1 I . 1 1 I 1 j
1
Шабрение 1 1 1 1 1 .... <• 1 1 1
1 1 1
Притирка ! i । I j 1 1 1 1
1 1 i 1
Круглое наружное, внутреннее и плоское шлифование Грубое i 1 ! I 1
1 i
Чистовое 1 *
Тонкое 1 *
Притирка механическая 1 *
i 1 1
Хонингование Одно- кратное 1 1 1 А *
Двукратное |
1
Суперфиниш * Достигается в особы: X УСЛОЕ 1ИЯХ. 1 1 1 1 1 1 1 - 1 A
1 1 1
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
73
Фиг. 51. Измерение шероховатости оптико-механическим профилографом:
а — схема устройства; б — внешний вид профилографа Аммона; в—снятая профилограмма
(вертикальное увеличение 5000, горизонтальное — 50 раз); 1 — ощупывающая игла; 2 — зер-
кало; 3 — салазки для автоматического продольного перемещения; 4 — барабан с фотобума-
гой; 5—лампочка; 6 — регулируемая щель; 7 — линза; 8—деталь.
6)
Фиг. 52. Измерение шероховатости профилометром:
а — схема устройства; 1 — ощупывающая головка; 2— ламповые усилители;
3 — гальванометр; 4— осцилограф; б — профилограмма; в — кривая записи Нск,
полученная при помощи профилометра.
74
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Фиг. 53. Двойной микроскоп Линника для измерения шероховатости
по методу светового сечения:
а — внешний вид прибора МИС-11; б — оптическая схема: 1 и 2 — осветительный и наблю-
дательный микроскопы; 3 — исследуемая поверхность; 4 — винтовой окуляр-микрометр;
5 — лимб для отсчета количества делений; А — линия падения луча; Б — линия наблю-
дения; в — фотографии световых сечений поверхностей 1—10-го классов чистоты.
КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
75
Методы контроля микрогеометрии. Основными приборами для
контроля микрогеометрии являются:
1) оптико-механические профилографы (фиг. 51) для снятия
профилограмм с поверхностей 3—10-го классов чистоты;
2) электрические профилометры для определения величины Нск
в пределах 5—12-го классов чистоты (фиг. 52).
3) двойной микроскоп Линника для замера Нср в пределах
3—8-го классов чистоты (фиг. 53);
Фиг. 54. Образцы чистоты поверхностей:
VI ч- VV6 — точение; 7VW ч- 9 — шлифование; VV\710 — доводка.
4) микроинтерферометр Линника для контроля микрогеометрии
поверхностей 10—14-го классов чистоты;
5) эталоны (образцы чистоты) для определения класса чистоты
поверхности методом наружного сравнения (фиг. 54).
Приборы первых двух типов действуют по методу ощупывания
контролируемой поверхности иглой, перемещающейся поперек рисок
обработки, т. е. в направлении подачи. При этом игла, закреплен-
ная шарнирно или на пружине, совершает вертикальные качания.
У профилографа перемещение иглы вызывает качания зеркальца,
на которое падает луч света. Отраженный зеркалом зайчик падает
на вращающийся барабан с фотобумагой, на которой и отпечаты-
вается профилограмма (фиг. 51, в).
У профилометра (фиг. 52, а) ощупывающая игла с закрепленной
на ней миниатюрной катушкой расположена в магнитном поле
головки /. Вертикальные перемещения иглы вызывают в обмотке
катушки микроток, который, перейдя через ламповые усилители 2,
.поступает к гальванометру 3, стрелка которого, колеблясь, дает
возможность оценить профиль поверхности.
ГЛАВА IV
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
§ 13. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ, ДОКУМЕНТАЦИЯ
И ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Задачи проектирования и исходные данные. Основным условием
проектирования технологического процесса механической обра-
ботки является обеспечение всех требований, обусловленных черте-
жом детали, и наименьшей стоимости процесса обработки с учетом
достижений новой техники, технологии данного производства и
масштаба выпуска деталей. При разработке технологического про-
цесса последовательно решаются две задачи:
1) установление технологических вариантов, обеспечивающих
получение детали нужной конфигурации при заданных допусках
на размеры и чистоте поверхности;
2) выбор технологического варианта, при котором сумма затрат
труда на единицу продукции будет наименьшей.
Полная себестоимость изготовления какой-либо детали может
быть выражена формулой
С = Л1+ЗН-/Л
где С — полная себестоимость изготовления;
7И — стоимость материала;
3 — сумма заработной платы рабочего, определяемая величиной
затраты труда, т. е. штучного времени изготовления детали;
Н — сумма накладных расходов, отнесенных к одной детали,
складывающихся из стоимости эксплуатации оборудования (электро-
энергия, смазка, ремонт) и зданий, из затрат на специальное обору-
дование и оснастку, на содержание обслуживающего персонала и пр.
Подробный расчет (отчетная калькуляция) себестоимости изго-
товленных деталей или изделия составляется бухгалтерией завода.
Технологу при решении второй из указанных выше задач прихо-
дится проводить экономический анализ сопоставляемых технологи-
ческих вариантов, не располагая данными отчетной калькуляции.
В этом случае себестоимость определяется по приведенной выше
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ, ДОКУМЕНТАЦИЯ И ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ 77
формуле с учетом изменения ее составляющих при различных ва-
риантах. Так, если заготовка в обоих вариантах не меняется, стои-
мость материала из расчета может быть исключена. В простейшем
случае, когда обе операции выполняются в одних условиях, сравне-
ние может вестись только по стоимости заработной платы, исходя
из штучного времени.
Исходными данными для разработки технологического процесса
являются:
1) рабочий чертеж детали со всеми необходимыми обозначениями
допусков, чистоты обработки, рода материала и других технических
данных, а также чертежей общих видов узлов и изделия;
2) производственная программа (годовая, выпуск в день и т. д.)
с учетом запасных деталей, а также величина партии или серии
деталей, запускаемых в обработку одновременно;
3) сведения об оборудовании, подлежащем использованию при
выпуске определенной детали, или изделия и паспортов указанного
оборудования.
Сборочные чертежи необходимы не только для проектирования
процесса узловой и общей сборки, но и для решения ряда вопросов
механической обработки с точки зрения технических требований
к данной детали. Особенно важно наличие сборочных чертежей
для анализа технологичности конструкции детали и ее улучшения
(о чем будет сказано ниже).
Сведения об оборудовании, подлежащем использованию при
проектировании процесса, даются в виде ведомости оборудования
с указанием наименования, модели, рабочих размеров, а также
паспортов на станки. Паспорт станка позволяет определить воз-
можность установки на данном станке детали определенных габа-
ритов и назначить режим резания при нормировании времени обра-
ботки в соответствии с числами оборотов станка и величинами
подачи.
В некоторых случаях при проектировании процесса обработки
определенной детали заранее задается вид заготовки. В таком слу-
чае в число исходных данных для проектирования должен войти
также чертеж заготовки с указанием всех припусков на обработку
и допусков на необрабатываемые поверхности.
Технологическая документация. При разработке технологического
процесса механической обработки используются маршрутно-техно-
логические карты (табл. 15, форма I), операционно-технологиче-
ские карты (табл. 15, форма II), технологические карты механиче-
ской обработки, карты сборки и контроля, а также карты эскизов,
схем и. наладок, инструкционно-операционные или технологи-
ческие карты автоматной обработки и ведомости оснастки.
В зависимости от вида производства, разрабатываются те или
другие формы технологической документации. Маршрутно-техно-
логическая карта (табл. 15, форма I) применяется для всех типов
производства. Эта карта содержит данные о прохождении детали
по всем цехам, включая заготовительные и общие сведения о каждой
Таблица 15
Технологические карты
Форма I
СССР Завод МАРШРУТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА № Лист № Всего листов Чертеж № Деталь №
Материал и марка Вес детали в кг Наименование изделия:
Профиль и размер Черный вес детали Наименование детали:
Вид заготовки Чистый вес детали Количество деталей в изде- лии Размер партии
Количество штук в одной заготовке Норма расхода материала
Наимено- вание цеха № опера- ций Наименование операций № опера- цион- ной карты Оборудо- вание Наимено- вание приспо- собления Инструмент Раз- ряд ра- боты Штучное время на операцию Расценка за 1 шт. Подготовительно- заключительное время на операцию
^Группа Наимено- вание режущего инстру- мента Наимено- вание меритель- ного инстру- мента Норма времени Расценка на 1 шт.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 13 11 12 13
1 1 1 1 1 1 1 1 1
Изменения Дата № документа Подпись Дата № документа Подпись Дата № документа Подпись
Разработал Дата Проверил Дата Утвердил Дата Согласовано Дата
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
Форма II
Продолжение табл. 15
СССР Завод Цех ОПЕРАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА № Лист № Всего листов № Чертеж № Деталь №
Эскиз наладки Наименование изделия
Наименование детали
Наименование операции Операция №
Материал и марка Станок
Вид заготовки Тип и фирма
Черный вес детали в кг Инвентарный №
Чистый вес детали в кг Присоособление, № чертежа или индекс
Получить из цеха Сдать в цех
Раз- мер пар- тии Количество одновременно обслуживае- мых станков Количество одновременно обрабатывае- мых деталей Подготови- тельно-заклю- чительное время в мин. Основное время в мин. Вспомога- тельное время в мин. Время обслуживания рабочего места в мин. Штучное время в мин. Норма выра- ботки в час. Раз- ряд Расценка за
п/з врем 1 шт.
№ перехода Наименование переходов Номер обрабаты- ваемой поверх- ности Инструмент Режим обработки Операц. время
режущий вспомога- тельный меритель- ный Расчетная длина обра- ботки в мм Число прохо- дов Скорость резания В MjMUH Число оборо- тов в минуту Глубина реза- ния в ми По’ача за 1 оборот в мм 1 Основное Вспомога- тельное
№ чер- тежа или индекс № чер- тежа или индекс № чер- тежа или индекс * s 43 та £ О s а я ручное
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
।
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ, ДОКУМЕНТАЦИЯ И ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ
80 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
операции. В условиях индивидуального производства несложных
деталей и изделий эта карта является единственным технологиче-
ским документом.
Для особо сложных деталей при серийном производстве и во
всех случаях массового производства составляются операционно-
технологические карты (табл. 15, форма II). Каждая карта разраба-
тывается только на одну операцию с разбивкой на переходы, с под-
робным режимом резания и нормированием. В заголовке карты
помещается операционный эскиз детали, который показывает де-
таль и ее размеры к конце обработки на данной операции, а также
расположение баз и зажимов. Кроме того, на операционном эскизе
дается изображение инструмента в конце обработки. Поверхности,
обрабатываемые в данной операции, обводятся жирной чертой или
красной линией и иногда обозначаются номерами или буквами.
В отличие от маршрутно-технологической карты характеристика
станка и приспособления, а также полное время на выполнение
операций в операционной карте даются в заголовке (шапке).
При серийном производстве несложных деталей и единичном
изготовлении особо сложных деталей разрабатывается разверну-
тая технологическая карта механической обработки. Она содержит
те же данные, что и операционная карта, но составляется не на
одну операцию, а на все операции механообработки. В заглавной
части (шапке) наряду с характеристикой заготовки и детали при-
водится ее эскиз с размерами после обработки.
Карты сборки составляются для изделий серийного и массового
выпуска и для особо сложных изделий при индивидуальном про-
изводстве. Карта контроля составляется только при серийном и
массовом производстве наиболее сложных деталей, в особенности
таких, для которых требуются универсальные или специальные
контрольные приспособления. Для наглядности карты контроля
могут снабжаться эскизами контрольных операций.
Карта схем и наладок представляет собой бланк, на котором
вычерчивается в определенном масштабе операционный эскиз детали
с расположением всех инструментов и позиций при револьверной,
многорезцовой токарной, многошпинделы-юй фрезерной и сверлиль-
ных обработках, а также эскизы заготовок и схемы сборки.
Ведомость технологической оснастки составляется на каждое
изделие отдельно. В нее по каждой операции заносятся все виды
специальной и нормальной оснастки, требующейся для осуще-
ствления запроектированного технологического процесса. Вся ос-
настка разбивается на три вида: 1) модели, штампы, приспособления
и вспомогательный инструмент; 2) режущий инструмент; 3) меритель-
ный инструмент.
По каждому наименованию оснастки указываются его шифр
или индекс и норма износа. Последнее необходимо для подсчета
годового расхода оснастки и своевременного ее заказа. Норма из-
носа обычно указывается или в количестве деталей, которые могут
быть обработаны в данном приспособлении, штампе, или в количе-
ВЫБОР ЗАГОТОВОК ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
81
стве резцов и сверл, расходуемых на изготовление 100 или 1000 де-
талей.
Содержание и порядок проектирования. Проектирование техно-
логического процесса на данную деталь или группу деталей состоит
из следующих работ:
1) определения вида и размеров заготовки или формы и размера
сортового материала;
2) составления плана операций (технологического маршрута);
3) выбора типов и размеров станков для отдельных операций
по ведомости наличного оборудования и паспортам или каталогам;
4) выбора способа установки детали (базирования) и закреп-
ления ее на каждой операции (с составлением эскизов, при сложных
деталях) и выбора приспособлений;
5) подсчета межоперационных размеров (припусков и допусков
на отдельные операции) при массовом и крупносерийном произ-
водстве;
6) уточнения типа и размера режущих инструментов (по норма-
лям и справочникам) и составления эскизов специального режущего
инструмента;
7) установления режимов резания для операций и переходов
по нормативам для соответствующих видов обработки;
8) нормирования и расценки операций с подсчетом затрат вре-
мени на обработку, установление разряда и заработной платы ра-
бочего за выполнение операций;
9) экономических подсчетов для установления наивыгоднейшего
варианта обработки;
10) окончательного оформления комплекта технологических карт
на обработку, сборку и контроль;
11) составления конструктивных эскизов для проектирования
специальных установочных и контрольных приспособлений.
§ 14. ВЫБОР ЗАГОТОВОК ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Основные виды заготовок и припуски на обработку. Характер
заготовок для механической обработки определяется формой дета-
лей, их материалом и масштабом выпуска, т. е. типом производства.
Основными видами заготовок, применяемыми в машиностроении,
являются: литье, поковки, горячие и холодные штамповки, пласт-
массы, прокат и др. Каждый из указанных видов заготовок имеет
ряд разновидностей. Литые заготовки могут быть изготовлены
формовкой по деревянным и металлическим моделям, вручную или
на машинах. Более точное литье может быть получено центробеж-
ным способом, в кокили, в корковые формы, под давлением и по
выплавляемым моделям (особо точное литье).
Заготовки из проката получают резкой, листовой и объемной
штамповкой (чеканкой). Последнее позволяет выдерживать весьма
большую точность заготовок и уменьшает объем механической обра-
ботки. В тех случаях, когда габариты и вес деталей не позволяют
6 Д. Г. Белецкий 2527
82
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
произвести их отливку в данных производственных условиях, заго-
товки делают сварными.
Размер припуска на обработку, т. е. толщина слоя металла,
снимаемого при механической обработке, зависит от следующих
причин:
1) толщины поврежденного, дефектного слоя металла, образо-
вавшегося при получении заготовки литья (суммарная толщина
корки с приварившейся формовочной землей, окалины и обезугле-
роженного слоя у поковок и штамповок — глубины поверхностных
дефектов, раковин, трещин и т. п.) величина дефектного слоя в
зависимости от метода получения и размера заготовок составляет
у чугунного литья в землю от 1 до 6 мм для верхних и от 1 до 2 мм—
для остальных поверхностей; у поковок 1,5—3 мм, у штамповок
0,5—1,5 мм и у горячего проката 0,5—1 мм\
2) погрешностей формы и размеров заготовок (искривления
плоскостей и осей, овальности и конусности цилиндрических поверх-
ностей и т. п.), которые определяются методом получения заготовок
и состоянием оборудования: изношенностью штампов, моделей и т. п.
В соответствующих случаях к величине припуска добавляется
еще часть допуска на заготовку, идущая в тело, т. е. в плюс для
отверстия и в минус для вала.
Припуски разделяются на общие, т. е. снимаемые в процессе
всей обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляе-
мые на отдельных операциях, равные в сумме общему припуску.
Основной припуск на обдирку, как и припуски на последую-
щие операции, снимают за один проход.
Чрезмерное увеличение припусков повышает стоимость механи-
ческой обработки и увеличивает расход металла, снижая коэффи-
циент его использования, т. е. отношение чистого веса детали к весу
заготовки.
Стремление получить чрезмерно ограниченные припуски ведет
к усложнению производства заготовок и к их удорожанию. Поэтому
только с возрастанием масштаба производства может существенно
повышаться точность заготовок за счет оснащения и улучшения
заготовительной технологии.
Теоретические обоснования и методика расчета припусков на
механическую обработку разработаны проф. В. М. Кованом, который
экспериментально установил величины дефектного слоя и погреш-
ности для разного вида заготовок. На фиг. 55 представлены две
схемы расположения операционных припусков и допусков для
заготовки вала и отверстия.
Величину припуска zt на любую ступень обработки можно
определить по формуле
г, = zla + zi6 + ztt мм,
где zia — толщина дефектного слоя;
zi6 — часть допуска на заготовку, идущая в металл;
zie — толщина слоя металла, возмещающая погрешности формы
ВЫБОР ЗАГОТОВОК ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
83
поверхности в результате предшествующей обработки, а также
погрешности установки на данной операции.
Учитывая, что слагаемые гб и гв обычно являются независимыми
и суммируются как случайные погрешности по квадратичному
-Номинальный размер заготовки
Общий припуск_____।
Припуск на черновую обработку
Припуск на чистовую обработку
Допуск на отделку
Отрицательная часть допуска заготовки
а)
Допуск на чистовую обработку
Допуск на черновую обработку
Припуск на отделку
Наибольший предельный
размер вала
-Наименьший предельный размер отверстия
Припуск на отделку________________________
Припуск на чистовую обработку _
Припуск на черновую об раб.
Общий припуск____________
^Номинальный размер
заготовки
Положительная часть
допуска заготовки
Допуск на черновую обработку
Допуск на чистовую обработку
Допуск но отделку
б)
Фиг. 55. Схемы расположения операционных
припусков и допусков:
а — для вала; б — для отверстия.
закону, проф. А. П. Соколовский предложил формулу для определе-
ния припуска на любой ступени обработки:
Zl ~ Zia + zi6 +
где ki — коэффициент, зависящий от характера распределения
отдельных погрешностей.
6*
84:
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
-..Соответственно для суммарного припуска z0, учитывая,
основную его часть составляет припуск на первую
дирки, можно написать
операцию
что
об-
i=m
/=2
где kQ — коэффициент, зависящий от характера распределения
погрешностей формы и размера основной заготовки;
т — число операций механической обработки данной детали.
Поскольку расчет припусков по формулам требует значитель-
ного времени, на практике технологи устанавливают величины
припусков по специальным таблицам, составленным для разных
видов обработки в зависимости от размера детали.
Литые заготовки. Стальное и чугунное литье в индивидуальном
и мелкосерийном производстве выполняются по деревянным моде-
лям с ручной формовкой.
В серийном и массовом производстве применяются металличе-
ские модели из алюминия и машинная формовка. Величины нор-
мальных припусков и точность литья из серого чугуна в зависи-
мости от типа производства и отклонения от веса литья предусмо-
трены ГОСТ 1855-45 (табл. 16, 17).
Более точные и чистые отливки средних размеров получаются
посредством так называемого коркового литья в тонкие сухие
формы из песка с бакелитовой смолой.
Центробежное литье применяется при серийном и массовом
производстве средних и мелких деталей, имеющих форму тел вра-
щения, особенно типа втулок. Кокильная отливка чугунных деталей
средних и мелких размеров обеспечивает повышенную точность
заготовок в пределах 0,1—2 ммъ но требует принятия специаль-
ных мер для устранения отбела чугуна при заливке в металличе-
скую форму. Стойкость кокилей составляет от 500 до 1000 шт.
Литье под давлением преимущественно применяется для неболь-
ших заготовок из цветных металлов и сплавов (алюминия, цинковых
сплавов и пр.) по 4-му классу точности. Литье, полученное под
давлением, часто совсем не проходит механической обработки или
же обработке подвергаются только посадочные места 2-го и 3-го
классов точности.
Литье по выплавляемым моделям применяется в любых типах
производства мелких и средних деталей весом до 2—5 кг и более,
изготовляемых из стали и цветных сплавов. При этом размеры за-
готовок соответствуют 5—4-му классам точности, что позволяет
в 2—3 раза сократить расход металла и трудоемкость механиче-
ской обработки.
Поковки и штамповки. Заготовки стальных деталей средней
сложности в индивидуальном и мелкосерийном производстве изго-
товляются путем свободной ковки, особенно для крупных де-
далей. При крупносерийном, и массовом производстве сложные
стальные детали среднего веса получаются штампованием в откры-
ВЫБОР ЗАГОТОВОК ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
85
Таблица 16
Допуски и наибольшие припуски на механическую обработку литья
из серого чугуна в земляные формы (в мм на сторону)
• Группы припусков по типам производства 1 .
I (массовое) II (серийное) III(индивидуальное)
Наибольший ф X о X о о о н Припуски для гые отклоне- эминального гываемого Припуски для Ф о о О О § | О Припуски для
размер отливки в мм о ф «3 Ф х гс X “ S 3 о та и ных I о та Ф X та ф X £ 3 S з ных
5 та ф X \О та Н та О. * X X g 5 х W о. .ельн )Т Н( эаба* гра й X X ° X ± Ф X * 5 ® 2 m Л X Д’ _ t- \О та Ф Ь та СХ 2 05 О та 3* ж ° аихэ< НЭЖ1
та ф о i О. Ф та 2 та о та о В та Си СХ Ф S до 8 X СХф
С X Ф гс х х сх 3S 8S ±ГХ ф гс L- X х СХ 3 о 8 о ± X ф ГС С к х а о ь 5 о 8 о
До 100 ±1,0 2 3 +1,5 -1,0 3 4 ±2 -1 4 5
101-200 ±1,0 3 4 +2,0 -1,0 4 5 +2 —2 5 6
201-300 ±1,0 3 5 +2,0 -1,5 5 6 +3 —2 6 7
301-500 +1,5 -1,0 4 6 +3,0 -2,0 6 7 8 8
501-800 + 2,0 -1,0 5 6 +4,0 -2,0 7 8 +5 -3 9 9
801-1200 +3,0 -1,5 6 7 +5,0 -3,0 8 9 +6 —4 10 10
1201 — 1800 +4.0 -2,0 7 8 +6,0 -4,0 9 10 +8 -5 11 12
1801-2600 +5,0 -3,0 8 10 +8.0 -5,0 10 12 +ю —6 12 14
2601 - 3800 — — — +10,0 -6 11 14 ±|2 14 16
3801-5400 - — — + 12,0 -8,0 12 16 ±w 16 18
5401 и выше — — — +15,0 -10,0 14 18 +20 —15 18 20
1 Для нижних и боковых поверхностей даются одинаковые припуски.
Для верхних поверхностей припуски следует принимать на группу выше,
причем припуски третьей группы устанавливают в соответствии с техно-
логией литья.
2 При длине сопряженных и независимых отверстий свыше пяти дйа- i
метров припуск для первой и второй группы следует принимать соот- |
ветственно по второй и третьей, а для третьей группы — по технологи- !
ческим соображениям. ?
86
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
Таблица 17
Допустимые наибольшие отклонения веса отливок серого чугуна
Вес отливки в кг Тип производства Примечание
I (массовое) II (серийное III (индиви- дуальное)
Верхнее отклонение в и/0 к весу отливки
До 100 5 8 10 Нижнее откло-
От 101 до 1000 4 6 10 нение веса ГОСТ
Свыше 1000 . . . 3 5 8 1855-45 не ого- варивается
тых, закрытых, многооперационных штампах и на горизонтальных
ковочных машинах, а также точным штампованием с допусками и
в пределах 0,1—0,2 мм.
Переход от свободной ковки на штампование резко сокращает
расход металла и затрату труда, но требует дорогой оснастки и обо-
рудования. Припуски на поковки приведены в табл. 18. Допуски
+1-5
на штамповки стальных деталей составляют от -i,o при диаметре
до 150 и длине 25 мм и до-i’о .юи при диаметре 350 мми длине 200 мм.
Таблица 18
Припуски на механическую обработку кованых валов с уступами
Диаметр уступа вала в мм
Длина вала в мм До 50 51—75 76-100 101-150 151-200 201—250 251—350
Величина припуска а и в в мм
До 250 250-500 501-1000 1001-1500 1501-2000 2001-3000 7±2 7±2 8±3 9±3 10±3 11±3 8±3 8±3 9±3 10±3 11±3 13±4 9±3 9±3 10±3 12±4 13±4 15±5 11+3 И тЗ 12±4 14±4 15+5 17±5 13±4 13т4 14±4 16±5 18±6 20±6 15±5 15±5 16±5 18±6 21 ±6 23±6 18±6 19±6 21 ±6 24±6 26±7
ПрИ! уступа от; и е ч а н ] цельно, г и е. Прип ю общей уск на д) длине дет иаметр 01 али L и д пределяет( иаметру д зя для каждого энного сечения.
ВЫБОР ЗАГОТОВОК ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
87
К числу новых прогрессивных методов получения заготовок
в горячем состоянии относится поперечно-винтовой прокат. Три
ролика посредством специального копира, имеющего форму обра-
зующей заготовки, и особой гидравлической системы получают
радиальное (поперечное) перемещение по мере осевого продвижения
вращающегося между роликами нагретого прутка. При этом пруток,
обжимаемый роликами, получает форму, близкую к окончательной
форме детали.
Величина припуска на сторону в зависимости от размеров заго-
товки составляет 0,3—1,5 мм, а точность размеров 0,3—0,8 мм.
Фиг. 56. Схема работы правильно-калибровочного станка:
1 — пруток; 2 — вращающийся барабан с роликами; 3 — ведущие ролики;
4 и 5 — правйльные । олики.
Литье и штамповки перед поступлением в механический цех
подвергаются очистке песком, дробью, гидроочистке или травлению
в кислоте. Заусеницы, остатки литников и другие поверхностные
дефекты удаляются наждачными кругами или обрубаются пневма-
тическими зубилами. Плохая очистка заготовок резко снижает
стойкость режущего инструмента при механической обработке и
поэтому недопустима.
Заготовки из проката. Для получения заготовок из проката
используются: 1) горячий прокат круглого, прямоугольного и шести-
гранного сечений; 2) холоднотянутый прокат повышенной точности
круглого, прямоугольного и шестигранного сечения; 3) специальный
профильный полосовой прокат для деталей массового производства;
4) трубы цельнотянутые и сварные; 5) листы, лента, проволока
и некоторые другие виды специального проката.
В случае изготовления деталей из проката основными загото-
вительными операциями являются правка, калибровка и резка.
Наилучшим методом правки прутков является применение пра-
вйльно-калибровочного станка. Пруток 1 (фиг. 56) пропускается
через барабан 2. Концы прутка закрепляются в тележках, кото-
рые могут катиться в осевом направлении. Затем сдвигаются веду-
щие ролики 3 и две пары правильных роликов 4 и 5, после чего
барабан с роликами приводится во вращение, вследствие чего пру-
ток получает осевое перемещение. Таким методом можно править
с точностью до 0,5—1,0 мм на 1 м длины горячекатанные прутки
88
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
диаметром до 60—80 мм и длиной до 3—5 м. При отсутствии пра-
вйльно-калибровочного станка правку выполняют на гидравличе-
ских или ручных прессах, а также при помощи ручных приспособ-
лений типа винтовой скобы. Крупные поковки и штамповки пра-
вятся в холодном или горячем виде под молотами. Средних разме-
ров штамповки правятся на правйльно-эксцентриковых прессах.
Калибровку прутков диаметром до 20 мм производят протяги-
ванием их через фильеры (волочение). Этот способ применяется
в некоторых случаях для перетягивания прутков большого диа-
метра на меньший при отсутствии на заводе прутков нужного раз-
мера для автоматной обработки в цангах.
Отрезка заготовок от прутка может выполняться механиче-
ской и ручной ножовкой, дисковой пилой, гладким диском, на
отрезном станке, анодно-механическим и другими способами. Самый
точный метод — применение специальных отрезных токарных стан-
ков, позволяющих получить 5-й класс точности. В случае работы
двумя резцами, навстречу друг другу, время отрезки оказывается
меньше, чем при использовании ножевки и дисковой пилы. Разно-
видностями токарной отрезки является отрезка заготовок от прутка,
пропущенного через шпиндель токарного станка и зажатого в само-
центрирующемся патроне. Этот способ дает также точную отрезку,
но менее производителен и ограничивается величиной отверстия
в шпинделе, которое, например, у станков с высотой центров 200 мм
составляет 38 мм, а у станков типа ДИП-300—70 мм. При отрезке
Таблица 19
Припуски по длине на отрезку пруткового материала
Диаметр или поперечный размер заготовки в км Ширина режущего инструмента в мм Припуск на черновую подрезку одного торца в мм
на ножевке на дисковой пиле на токарных и револьверных станках на фрезер- ном станке дисковой фрезой
отрезным резцом дисковым резцом при автоматиче- ской по чаче
До 20 2,5 4,0 3,0 ' 2,5 2,0 1.0
21-30 3,5 3,0 1,5
31-45 4,0 3,5 3,0
46-75
76-100 7,0 5,0 — 2,0
101-150 6,0 — —
Свыше 151 7,0 — — 2,5
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ, ВЫБОР РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
заготовок для валов крупных насосов иногда применяют установку
заготовки из проката в патроне и люнете токарного станка.
Наиболее производительный способ получения заготовок из
прутка — это рубка на прессе. Производительность при этом соста-
вляет несколько тысяч штук в смену. Недостатком этого процесса
является наличие вмятины — фаски у конца вала на длине 5—8мм,
а также сколотого среза. Вследствие этого перед центровкой вала его
необходимо подрезать на величину фаски, что вызывает излишний
расход металла. Для уменьшения величины фаски рубку необходимо
вести в закрытых штампах. Указанная фаска обычно образуется
под углом около 45°, и в случае наличия тонкой ступени на конце
вала подрезки торца на всю длину фаски может не потребоваться.
Припуски на отрезку пруткового материала приведены в табл. 19.
Припуски на обтачивание валов из горячекатанной стали прини-
маются в пределах 2—10 мм, в зависимости от диаметра и жестко-
сти вала.
§ 15. НАЗНАЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАЦИЙ,
ВЫБОР РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ И НОРМИРОВАНИЕ
К основным вопросам построения технологических процессов
относится выбор последовательности операций, которые записывают
в маршрутную технологическую карту.
При разработке технологического маршрута руководствуются
принципом раздельного выполнения черновой, получистовой и
чистовой обработки и правилом вынесения вперед наиболее ответ-
ственных операций. Принцип раздельной обработки требует в об-
щем случае выделения трех видов обработки: а) предваритель-
ной или черновой обработки, имеющей целью удалить основную-
часть припуска, б) получистовой обработки, устраняющей погреш-
ности черновой обработки, и в) чистовой, обеспечивающей точность
размеров и качество поверхности, согласно чертежу. Если деталь
проходит термообработку, то последняя обычно выполняется перед
чистовой обработкой.
Разделение обработки на указанные три вида обусловливается
необходимостью получения заданной точности и чистоты обра-
ботки с учетом закона копирования погрешностей заготовки.
Этот закон основывается на рассмотренных выше закономерностях
возникновения погрешностей при механической обработке за счет
деформаций системы станок — инструмент — деталь. Эти деформа-
ции при прочих равных условиях пропорциональны нормальной
составляющей силы резания, которая зависит, в свою очередь,
от глубины резания и постоянства припуска на заготовке. Поэтому
погрешности заготовки в уменьшенном масштабе передадутся на
грубо обработанную деталь. Затем в еще более уменьшенном
виде они передадутся на чисто обработанную деталь, поскольку
глубина резания и неравномерность припуска будут при этом зна-
чительно меньше, чем при обдирке. Обычно на третьей, а в самых
90
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
ответственных случаях на четвертой операции обработки указанные
погрешности оказываются в пределах заданного допуска на обра-
ботку. При невысокой точности детали количество операций обра-
ботки может уменьшаться до двух и даже до одной.
Зависимость количества операций обработки валов от требуемой
точности дана в табл. 20. Аналогичные данные для обработки отвер-
стий приведены в табл. 21.
Правило вынесения вперед наиболее ответственных операций
с учетом установленного порядка и последовательности обработки
•основано на стремлении сократить возможные потери от брака.
При обработке в первых операциях более ответственных сложных
и точных элементов детали, на которых больше опасность получе-
ния брака, а на последующих операциях — менее ответственных
элементов, потери от брака в виде стоимости труда, затраченного
на предыдущую обработку, будут меньше. Это правило необходимо
особенно учитывать при обработке литых заготовок, когда при
механической обработке вскрывается литейный брак в виде раковин,
шлаковых включений и тому подобных дефектов, особенно не допу-
стимых на ответственных поверхностях (зеркала цилиндров, направ-
ляющие станин, уплотнительные поверхности гидромашин и т. д.).
Литейные пороки в большой степени располагаются в тех местах
детали, которые занимают верхнее положение при отливке. По-
этому именно эти места детали должны проходить черновую обра-
ботку (обдирку) в первую очередь, если наличие литейных дефектов
здесь является недопустимым.
Существенное значение для выбора последовательности опера-
ций имеет также принятая система базирования детали. Кроме
того, содержание технологического маршрута определяется при-
нятым способом получения заданных размеров (настроенная или
ненастроенная обработка) и степенью концентрации операций.
Маршрут поточной обработки. Установление правильной после-
довательности обработки особо важное значение имеет при проек-
тировании поточной обработки, поскольку порядок операций в этом
случае определяет расстановку оборудования.
При разработке маршрутного технологического процесса для
переменно-поточных линий, в которых обрабатываются две-три
детали, последовательность обработки всех деталей, закрепленных
за линией, необходимо взаимно увязать. В этом случае, как и в по-
точной линии для одной детали, недопустимы возвраты деталей
на уже пройденные станки.
Основной особенностью проектирования технологического про-
цесса поточной обработки является необходимость обеспечить единый
темп (такт) всех операций данного маршрута. Величина такта т
определяется по формуле
т
т—лГ’
где Т — заданный промежуток рабочего времени в час. или мин.;
N — количество деталей, подлежащих выпуску за время Г.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ, ВЫБОР РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
91
Таблица 20
Методы обработки валов в зависимости от требуемой точности
Класс точности обработки по ОСТ Метод обработки
5-й | Одна обточка
4-й Черновая и чистовая обточка длинных деталей или одна обточка коротких деталей
3-й Чистовая обточка с повышенной точностью после черновой обточки или шлифование после черновой обточки
2-й Шлифование после черновой и чистовой обточек или тонкая обточка
1-й Завершающими операциями при обработке валов 1-го класса должны быть шлифование повышенной точности, наружное хонин- гование или притирка
Таблица 21
Методы обработки отверстий в зависимости от требуемой точности
Класс точности обработки по ОСТ Метод обработки
Отверстия в сплошном материале Отверстия, прошитые в поковках или в литье
5-Й Сверление одним сверлом Расточка резцом или зенке-. ром
4 й До 30 мм — сверление одним сверлом по кондуктору; свыше ЗЭ мм — сверление и рассверлива- ние или сверление и расточка рез- цом Черновая и чистовая рас- точки или одна расточка в зависимости от припуска
3-й До 15 мм — сверление и развер- тывание; свыше 15 мм— сверле- ние, расточка зенкером или резцом и развертывание или сверление и расточка резцом, или расточка зенкером и шлифование, или свер- ление и протягивание Черновая и чистовая рас- точки (без развертывания) или две расточки и развер- тывание, или две расточки и шлифование, или расточка и протягивание
2-й Для отверстий диаметром до 12 мм в стали и до 15 мм в чу- гуне — сверление и одно или дву- кратное развертывание Для отверстий диаметром более 12 мм в стали и более 15 мм в чу- гуне сверление, расточка резцом или зенкером, двукратное развер- тывание, или сверление и протяги- вание, или сверление, расточка и шлифование или сверление, чи- стовая и тонкая расточка Черновая и чистовая рас- точки резцом и одно- или двукратное развертывание или черновая, получистовая и чистовая тонкая расточка, или черновая и чистовая расточка и протягивание, или черновая и чистовая расточ- ка и шлифование
1-й Завершающими операциями при обработке отверстий 1-го класса точности должны быть шлифование и хонингование или притирка
92
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
Время каждой операции должно быть равно или кратно вели-
чине такта. Только при этом условии возможно обеспечить непре-
рывное прохождение обрабатываемой детали по станкам (операциям)
без задержек у отдельных станков или простоя более производи-
тельных станков. Такие неполадки приводят к удлинению производ-
ственного цикла и резко снижают загрузку, а следовательно, каче-
ственные и количественные показатели линии в целом. Кроме того,
сосредоточенное расположение оборудования в поточных линиях
заранее определяет короткие пути перемещения обрабатываемых
деталей и исключает возможность длительного хранения значитель-
ного количества их около станков.
Назначение режимов резания. При разработке операционной
технологии и составлении технологических карт механической
обработки устанавливают режимы резания и нормирование опе-
раций.
Режим резания при механической обработке определяется ско-
ростью резания v м/мин, подачей па оборот или один двойной ход
s мм/об (мм/дв. ход) и глубиной резания t мм. Для нормирования
необходимо установить еще число оборотов детали или заготовки
п об/мин или двойных ходов в минуту п дв. ход/мин., число прохо-
дов инструмента как частное от деления толщины припуска на глу-
бину резания, а также размеры обработки: длину L рабочего хода,
ширину обработки В (при фрезеровании, строгании, плоском шли-
фовании и т. п.).
При назначении режимов резания придерживаются следующего
порядка:
1) устанавливают глубину резания, исходя из правила: основ-
ную часть припуска снимать за один проход. Только при очень
больших припусках на литье, поковках и заготовках из сортового
проката допускается производить черновую обработку за несколько
проходов.
2) Устанавливают величину подачи для грубой обработки —
с учетом прочности механизма подачи и допустимых прогибов заго-
товки, а для чистовой обработки — исходя из заданного класса
чистоты, геометрии инструмента, материала заготовки и т. д.
3) Устанавливают допустимую скорость резания, исходя из
выбранного сечения стружки и материала режущего инструмента.
Большинство операций на металлорежущих станках в настоящее
время выполняют инструментом, оснащенным пластинками твер-
дых сплавов.
Марка твердого сплава определяется условиями обработки: для
грубой, получистовой и чистовой обработки стали применяют
сплавы Т5КЮ, Т15К6 и Т30К4; для чугуна и бронзы — соответ-
ственно ВК8, ВК6 и ВКЗ. Величину подач и скоростей резания в
зависимости от жесткости установки, мощности привода станка и
стойкости инструмента назначают по нормативам режимов резания
для токарных, сверлильных, фрезерных и других видов обработки^
разработанным различными организациями.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ, ВЫБОР РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
93
Нормирование операций механической обработки. Основные во-
просы методики нормирования излагаются в специальных курсах.
В настоящем параграфе рассматриваются лишь вопросы, связан-
ные с заполнением соответствующих граф технологических карт.
Полное или штучное время Тшт обработки одной детали опре-
деляется по формуле
Т шт = + + + от'
где То — основное технологическое или машинное время обработки,
в течение которого происходит изменение формы, внеш-
него вида или свойств детали;
Тв — вспомогательное время на установку и съем детали,
подвод и отвод инструмента и управление станком;
Тор — время организационного обслуживания рабочего места —
подналадка и смена инструмента, правка шлифовального
круга, а также уборка стружки, смазка и т. д.;
Тотп — время на отдых и естественные нужды (принимается
обычно для станочных работ в размере 8 мин. в смену).
Определение нормы времени для данной обработки склады-
вается из подсчета указанных выше элементов, а также подготови-
тельно-заключительного времени на партию одновременно обрабаты-
ваемых деталей.
Расчет машинного времени обработки производится по форму-
лам (см. табл. 4) на основании размеров обработки, занесенных
в операционные или технологические карты по каждому переходу
отдельно. Вспомогательное время устанавливается по таблицам
нормативов времени для различных видов работ, по элементам опера-
ций: установить и зажать деталь в патроне, подвести резец,
включить автоматическую подачу, закрепить сверло в задней
бабке и т. д.
Нормативы вспомогательного времени составляют применительно
к видам производства (серийное, массовое) и учитывают размеры
обслуживаемых станков и деталей, а также опыт работы нова-
торов.
Величина Тор устанавливается по нормативам, а в некоторых
случаях принимается приближенно в процентном отношении к ма-
шинному времени Тм.
Элементы подготовительно-заключительного времени устанав-
ливают по таблицам, кроме времени на наладку автоматов, револь-
верных и других настраиваемых станков, которое устанавливается
применительно к данной наладке по расчету или посредством хроно-
метража. Подготовительно-заключительное время операции, отне-
сенное к одной детали, определяется по формуле
'Т1 __ ?п. 3
1 п. з. dem >
где W — число обрабатываемых деталей.
94
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
Установление технической расчетной нормы времени на данную
операцию или на обработку целой детали или всего изделия является
основой для определения себестоимости обработки и для сравнения
технологических вариантов при проектировании технологических
процессов. Для определения расценки в технологических картах
проставляется также разряд работы. Для этого пользуются квали-
фикационными справочниками. Ориентировочные пределы разря-
дов рабочих при разных типах производства были указаны в табл. 2.
§ 16.;СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАННЫХ РАЗМЕРОВ
ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ
Обработка по методу ненастроенных операций. Одним из основных
признаков, определяющим построение технологического процесса,
является принятый способ получения размеров.
По методу обеспечения заданных размеров технологические
процессы разделяются на две группы: процессы, при которых раз-
меры получаются посредством пробных проходов при ненастроенной
обработке, и процессы, при которых размеры получаются за счет
предварительной размерной настройки станка, т. е. с настроенными
операциями. Ненастроенная обработка применяется в индивиду-
альном и мелкосерийном производстве, при обработке крупных
деталей с использованием одного инструмента. Такая обработка
малопроизводительна и имеет ряд недостатков. Основным недостат-
ком является трудность получения точного размера. Точность обра-
ботки по методу пробных проходов ограничивается точностью уста-
новки инструмента по лимбу станка, возможностью отжима инстру-
мента при переходе от пробного прохода к участку с полной глуби-
ной резания и, наконец, минимальной толщиной стружки, которую
может снять режущий инструмент в зависимости от радиуса закруг-
ления р режущей кромки.
По имеющимся данным точность установки инструмента по
лимбу с делениями ценой 0,1 мм составляет около 0,1 мм на диаметр,
т. е. является очень грубой. Для валика диаметром 50 мм эта вели-
чина соответствует точности 4-го класса. Величина отжима детали
при переходе от пробного прохода, протачиваемого с глубиной ре-
зания, например, 0,1 мм (после 2-го или 3-го пробного прохода),
к полной глубине резания t = 3 мм может составлять 0,02—0,06 мм,
что дает погрешность диаметра также до 0,1 мм. Наличие закруг-
ления режущей кромки инструмента с радиусом р = 0,002 ч- 0,006
определяет наименьшую глубину резания для обычного резца по-
рядка 0,02 мм, что дает 0,04 мм на диаметр и соответствует при
диаметре 18—30 мм 3-му классу точности.
Ненастроенная обработка, кроме трудностей получения точного
размера, достигаемого за счет высокой квалификации рабочих и
большой затраты времени для установки инструмента на размер,
требует еще значительной затраты времени на установку и выверку
по разметке детали на станке.
ПОЛУЧЕНИЕ ЗАДАННЫХ РАЗМЕРОВ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ
95
Обработка с настроенными операциями. Развитие серийного
и массового производства потребовало коренного изменения метода
получения размеров при механической обработке и перехода к на-
строенным операциям. Сущность обработки с настроенными опера-
циями заключается в том, что заданный размер получается авто-
матически, за счет предварительной установки инструмента по-
лимбу или упорам, или же за счет применения мерного инструмента.
.Простейшими примерами настроенной обработки является полу-
чение точного отверстия посредством развертывания или проточки
партии валиков с постоянной
установкой резца. В последнем
случае обрабатывают определен-
ную ступень валика у всех де-
талей данной партии без попе-
речного перемещения резца.
Для этого в конце прохода
выключается подача и враще-
ние шпинделя, затем деталь
вынимается из центров и резец
с кареткой перемещается в
исходное положение, к центру
задней бабки. После этого в
центрах устанавливается новая
деталь, включается вращение
шпинделя и автоматическая
подача, причем резец обтачивает
деталь на размер, установлен-
ный при обработке первой де-
тали.
Для осуществления такого метода обработки необходимо в одной
установке производить обработку только одной ступени и иметь
относительно постоянный припуск на заготовках.
Другим вариантом настроенной однорезцовой обработки яв-
ляется применение поперечных и продольных упоров. В этом слу-
чае поперечное перемещение резца для установки на глубину реза-
ния ограничивается упором. До упора же производится продоль-
ное обтачивание детали. Точность обработки по упорам составляет
0,05—0,1 мм.
В случае необходимости последовательной обработки в одной
установке одним резцом двух и более ступеней применяют поворот-
ный упор к поперечному суппорту. Валик / (фиг. 57) с передвижными
сухарями 2 может поворачиваться вокруг своей оси и устанавли-
ваться в четырех позициях. В каждой из этих позиций соответствую-
щий сухарь 2 ограничивает перемещение постоянно установленного
в прорези верхних салазок поперечного суппорта упора 5, устанав-
ливая тем Самым положение резца в четырех позициях относительно
оси детали. Ограничение продольного перемещения резца осущест-
вляется посредством продольных упоров такого же типа.
96
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
В наиболее полной мере настроенная обработка осуществляется
на специализированных револьверных, многорезцовых и специаль-
ных станках с многоинструментальными наладками. На этих стан-
ках продольное и поперечное перемещение блока инструментов,
одновременно обрабатывающих 2—3 поверхности и более, ограни-
чивается жесткими упорами.
На фиг. 58 показана настроенная обработка шестерни на много-
резцовом станке в две операции. Деталь запрессовывается на оправку
Фиг. 58. Обтачивание шестерен на многорезцовом станке:
а — первая и б — вторая установки.
до упора и оправка прижимается к торцу втулки шпинделя, что
юпределяет постоянное осевое расположение детали. В первой уста-
новке (фиг. 58, а) с переднего суппорта предварительно обтачи-
вается наружная поверхность обода, а с заднего суппорта протачи-
вают торцы обода. Во второй установке (фиг. 58, б) с переднего
суппорта окончательно обтачивается обод и наружный диаметр
буртика, а с заднего — канавка и торец буртика. Поперечное и
продольное перемещение суппортов с постоянно установленными
резцами ограничивается жесткими упорами (или специальными
кулачками), и размеры получаются автэматически за счет настройки.
Настроенная обработка валика на револьверном станке пока-
зана на фиг. 59.
К числу настроенных операций относятся наладки специаль-
ных станков, предназначенных для обработки одной определенной
детали, а также работа с мерным инструментом: сверление, зенке-
рование, развертывание, внутреннее и наружное протягивание,
фрезерование наборами фрез и фасонными фрезами и т. п. Во всех
«случаях применения мерного и фасонного инструмента заданный
ПОЛУЧЕНИЕ ЗАДАННЫХ РАЗМЕРОВ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ
97
размер получается автоматически (при условии правильного изго-
товления и установки инструмента), вследствие чего не требуется
пробных проходов.
Метод работы настроенных операций характеризует массовое
и крупносерийное производство и все больше внедряется в серий-
ное производство в процессе его совершенствования.
Из разновидностей методов настроенной обработки в серийном
производстве следует указать на применение габаритов (устано-
вочных шаблонов) для установки инструмента (см. фиг. 25).
Фиг. 59. Настройка револьверного станка для обработки валиков из прутка:
1—VIII— рабочие позиции (переходы): 7, VII— упор и центр; II, III — обтачивание; IV — снятие
фаски; V—зацентровка; VI — нарезание резьбы; VII — подрезка с заднего резцедержателя; VIII—
отрезка; 1—7 — поверхности и обрабатывающие их резцы.
Особенностью настроенной обработки является необходимость
затраты определенного времени на настройку станка. Кроме того,
при настроенной обработке нужно иметь соответствующую оснастку
(габариты, упоры, комплекты инструмента и т. д.). Это обстоятель-
ство ограничивает применение настроенных операций при неболь-
ших партиях обрабатываемых деталей. Чем больше подготовительно-
заключительное время на наладку и чем выше стоимость специаль-
ной оснастки, тем больше должна быть партия обрабатываемых
деталей, чтобы окупилось применение оснастки.
На фиг. 60 показаны сравнительные графики полного времени
обработки двух деталей на токарном и револьверном станках. Дан-
ные для обоих способов обработки приведены в табл. 22.
Полное время обработки одной детали
7’
гр __ гр I 1 П,
1 штп. сум 1 шт /у ’
где N — количество деталей в партии.
7 Д. Г. Белецкий 2527
98
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
Фиг. 60. Изменение суммарного штучного времени
при настроенной и ненастроенной обработке в за-
висимости от размера партии:
1 ~ деталь № 1; 2 - деталь № 2; Г —токарная обработка; Р — ре-
вольверная обработка.
чаще одного ра-
в смену (точки
— Тпарт = 48ОМИН.
£2 — Тпарт =
Как видно из графиков фиг. 60, уже при партии в три детали
№ 1 (точка Zi) и четыре детали № 2 (точка А2) суммарное время
обработки одной детали на револьверном станке не превышает сум-
марного времени обработки на токарном станке. Однако в целях
более рационального
использования стан-
ка величину партии
следует выбирать
с учетом переналадки
не
за
и
= 478 мин.). Однако
внедрение настроен-
ной обработки бу-
дет
лишь
величина
по заработной плате
в течение одного
года, но не более
полутора лет, по-
кроет стоимость осна-
стки. Если изготов-
целесообразно
тогда, когда
экономии
револьверной обработки детали стоит 2000
изготовления этой детали па револьверном
ного составляет с накладными расходами 6
оснастку окупятся после выпуска
340 деталей. При устойчивой про-
дукции, повторяющейся из года в
год, такую наладку можно внед-
ление оснастки для
руб., а экономия от
станке против токар-
руб., то
затраты на
рять при годовом выпуске по-
рядка 200 деталей, а в случае ра-
зового заказа — при партии более
400 шт. Введение настроенных опе-
раций требует также повышения
всей культуры производства: полу-
чения заготовок с определенными
припусками, инструмента постоян-
ных размеров и высокого каче-
Нормировочные
обработки в
Таблица 22
данные
мин
ства, планомерного поступления заготовок — в количестве не ме-
нее партии установленной величины и т. д.
Всякого рода отклонения и неполадки в подготовке и орга-
низации производства гораздо ощутительнее сказываются в усло-
виях настроенной обработки, чем при работе без применения
наладок.
РАСЧЛЕНЕНИЕ И КОНЦЕНТРАЦИЯ ОПЕРАЦИЙ
99
Широкое внедрение метода настроенных операций, давая суще-
ственное повышение производительности труда, означает также повы-
шение технического и организационного уровня предприятия, но
требует точной специализации производства, закрепления за заво-
дами (а внутри завода — за цехами и станками) выпуска опре-
деленной продукции на длительное время.
§ 17. РАСЧЛЕНЕНИЕ И КОНЦЕНТРАЦИЯ ОПЕРАЦИЙ
Кроме способа получения заданного размера, построение техно-
логического процесса определяется еще степенью расчленения его
на отдельные операции. По этому признаку различают два метода
построения процессов обработки: с расчлененными (дифференциро-
ванными) и концентрированными операциями.
Первый метод характеризуется расчленением обработки на ряд
простых операций, выполняемых на отдельных операционных стай-
ках упрощенной конструкции малоквалифицированными рабочими.
При этом на каждой операции выполняется, как правило, весьма
небольшой объем обработки (сверление, растачивание в один про-
ход, обтачивание на оправке, фрезерование лыски и т. п.) с постоян-
ной настройкой (обработка по упорам). Предельным случаем рас-
членения операций является выполнение на каждой операции
только одного перехода. Поэтому время выполнения каждой опера-
ции оказывается весьма незначительным, хотя сама обработка тре-
бует большого напряжения рабочего при непрерывном выполнении
нескольких повторяющихся простых движений: установка и съем
детали, подвод инструмента до упора, отвод и т. п.
Построение технологического процесса по методу расчленения
операций является начальным мероприятием по рационализации
механической обработки при внедрении массового производства.
Это мероприятие дает значительный рост производительности труда
против нерасчлененной обработки с получением размеров методом
пробных проходов. Такой метод работы получил распространение
в начале текущего столетия при создании массовых производств
автомобилей, а еще ранее — в производстве боеприпасов и вооруже-
ния, . позволяя использовать малоквалифицированных рабочих и
не требуя сложного оборудования.
Принципиальным недостатком метода расчленения операций
является необходимость многократной перестановки детали в про-
цессе обработки. Это обстоятельство вызывает увеличение вспомо-
гательного времени и вносит погрешности размеров за счет измене-
ния базировки деталей. Ввиду этого применение расчлененной
обработки особо крупных деталей сильно ограничивается.
Концентрация операций. Значительно более передовым, с точки
зрения современной технологии, является метод концентрации
операций. Этот метод характеризуется выполнением всей обработки
детали на небольшом количестве сложных настроенных станков,
с многоинструментальными уплотненными наладками и многопози-
7*
loo
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
ционной обработкой. При этом в каждой операции выполняется
наибольший объем обработки, который возможно осуществить при
данной установке детали.
Различают два основных вида концентрации операций — техно-
логический или параллельный и последовательный.
Первый вид представляет собой объединение в одной операции
одновременной обработки нескольких поверхностей посредством
применения набора инструментов, например, нескольких резцов
на многорезцовом станке (фиг. 58) или же одновременной обработки
нескольких деталей и их элементов (многопозиционные приспосо-
бления, круглые столы для непрерывного фрезерования, много-
шпиндельные сверлильные головки).
Второй вид — последовательная концентрация операций — пред-
ставляет собой выполнение на одном станке нескольких настроен-
ных операций — переходов, следующих одна за другой. Примером
этого может служить револьверная обработка валика (см. фиг. 59).
При первом виде концентрации операций сокращается машинное
время за счет одновременной обработки нескольких поверхностей
и вспомогательное время за счет устранения лишних перестановок
детали и инструмента. При втором виде сокращается лишь вспомо-
гательное время за счет устранения перестановок детали и осуще-
ствления весьма быстрой смены инструмента путем поворота ре-
вольверной головки. Следует указать, что внутри каждого револь-
верного перехода (обработка с одной позиции головки) осущест-
вляется обычно и технологическая концентрация операций обработки.
Примером весьма усиленной концентрации операций с сочета-
нием ее обоих видов является обработка на многошпиндельных
токарных автоматах. Здесь параллельно обрабатывается несколько
деталей, причем в каждой позиции работает несколько инструмен-
тов и каждая деталь последовательно проходит обработку в несколь-
ких позициях.
Примером концентрации операций при обработке не на специаль-
ных станках является фрезерование кронштейнов вихревых насо-
сов в перекладку (фиг. 61), где на столе одного станка
установлены приспособления для закрепления детали в трех пози-
циях — установках. Деталь из первой позиции, во время которой
фрезеруется основание (по размеру /zj, перекладывается во вторую
позицию для фрезерования первого торца (по размеру &), а затем
в третью позицию для фрезерования второго торца (по размеру /).
Таким образом, за один ход стола последовательно обрабатываются
три различные поверхности у трех деталей.
Три приспособления установлены так, что для обработки во всех
трех позициях взаимное расположение стола и фрезы остается
постоянным, т. е. все три обработки выполняются с одной установ-
кой инструмента.
Полное время обработки в перекладку будет несколько
меньше суммы времени при фрезеровании трех поверхностей на раз-
личных станках лишь за счет сокращения длины врезания. Однако
РАСЧЛЕНЕНИЕ И КОНЦЕНТРАЦИЯ ОПЕРАЦИИ
101
основное преимущество концентрации операций путем работы
в перекладку состоит в увеличении такта обработки. Это
создает возможность применения настроенной обработки при отно-
сительно меньшем объеме выпуска, избегая низкой загрузки посто-
янно налаженных станков или частой их переналадки.
Так, суммарное время обработки трех плоскостей кронштейна
в перекладку (по фиг. 61) составляет около 12 мин., в том числе
Тмаш = 6’8 мин- и твсп = 5>2 мин- При Работе с тактом, равным
12 мин., выпуск в час составит пять деталей, в смену — 40, что при
односменной работе даст в год около 12 000 деталей.
Фиг. 61. Фрезерование в перекладку кронштейнов вихревых насосов:
а, б, в — три установки.
В случае работы с расчлененными операциями при разбивке
этой операции на три станка время обработки (такт) операций со-
ставит около 5 мин., а полное время потрем операциям— 15 мин.,
т. е. на 25% больше. Однако основное неудобство расчлененной
обработки будет заключаться в том, что настроенную обработку
без переналадки и снижения загрузки станков можно будет осуще-
ствить уже только при выпуске с каждого станка 12 деталей в час
или 96 в смену, т. е. почти 30 тыс. в год.
С одной стороны, к числу недостатков метода концентрации
операций следует отнести затруднительность перестройки произ-
водства на другой объект, так как это требует переделки станков и
изготовления повой оснастки. Кроме того, степень концентрации
операций зависит от заданной точности размеров детали, в кото-
рую должна укладываться суммарная погрешность всех переходов
такого метода обработки. С другой стороны, степень концентрации
операций зависит от масштаба выпуска и от постоянства намечаемой
к обработке продукции.
Предельным случаем концентрации операций является автома-
тическая станочная линия. В этом случае на одной линии станков
одновременно выполняется значительное количество последова-
тельных операций обработки детали с общим количеством одновре-
менно работающих инструментов около 200—300 шт. КажДая аато-
102
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
матическая линия обслуживается обычно двумя операторами и соот-
ветствующим количеством наладчиков и контролеров, обязанно-
сти которых сводятся к управлению оборудованием, к установке
и съему деталей, контролю и т. п.
Во время составления технологического маршрута обработки
детали к методу расчлененных операций следует прибегать лишь
при большом масштабе выпуска, наличии простого оборудования
и затруднительности изготовления сложной оснастки, а также при
необходимости использования неквалифицированных рабочих и
наличии достаточных площадей для установки большого количества
операционных станков. Обработку по методу расчлененных опе-
раций не следует смешивать с выделением обработки особо ответ-
ственных поверхностей и расчленения отделочных операций (напри-
мер, предварительное и окончательное шлифование, хонингование
и т. п.).
В процессе разработки операций принятого технологического
маршрута необходимо обеспечить наилучшее использование методов
повышения производительности механической обработки.
§ 18. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Сокращение машинного времени. Машинное или основное техно-
логическое время можно сократить за счет следующих мероприятий:
а) повышения режимов резания (v, s, t) путем применения пере-
довых и новаторских нормативов режимов резания, использования
скоростного и силового резания;
Фиг. 62. Схема многорезцовой обработки
гладкого вала.
б) использования новых высокопроизводительных технологиче-
ских процессов (фрезерование вместо строгания, протягивание,
бесцентровое шлифование, хонингование, холодная высадка,
поперечно-винтовой прокат и т. п.);
в) применения многоинструментальных наладок, сокращающих
длину или количество проходов на многорезцовых, револьверных,
фрезерных и многошпиндельных сверлильных станках;
г) построения процесса с одновременной обработкой несколь-
ких деталей на мпогошпиндельных автоматах и полуавтоматах,
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЮЗ
на специальных агрегатных станках, а также с использованием
многоместных приспособлений.
Типичным примером многоинструментальной обработки является
многорезцовая обработка валов (фиг. 62). Применение трех резцов
при обработке гладкого вала в 3 раза сокращает длину прохода А,
а следовательно, и время Тмаш. Показанные на фиг. 58 и 59 много-
резцовая и револьверная наладки, совмещая одновременную обра-
ботку нескольких поверхностей, сокращают количество переходов
и проходов.
Пример многоинструментальной обработки на фрезерном станке
детали сложного профиля показан на фиг.
посредством набора из
пяти фрез 2, установлен-
ных на оправке горизон-
тально-фрезерного станка,
63. В этом случае
Фиг. 64. Схема непрерывного фрезерования:
а — на карусельном станке; б — на станке барабанного
типа:/ и 2 — черновая и чистовая фрезы; 3 — деталь;
4 — вращающийся барабан.
2
Фиг. 63. Схема фрезерования
ступенчатой детали набором
фрез:
1 — деталь; 2 — фрезы.
одновременно обрабатывают девять поверхностей фасонной детали 7-
При этом число переходов и время обработки сокращается в 5 раз
На фиг. 64 показана непрерывная обработка нескольких деталей
на фрезерных станках карусельного и барабанного типов, широко
используемых для обработки автомобильных и других деталей,
при больших масштабах выпуска.
При параллельной обработке нескольких одинаковых или раз-
личных деталей, установленных на одном станке, машинное время
обработки сокращается пропорционально количеству одновременно
обрабатываемых деталей. В случае последовательной обработки
деталей, установленных, например, на станке карусельного типа
с одним шпинделем, время обработки сокращается лишь частично
за счет машинного времени (сокращение длины прохода на врезание
и выход фрезы). Более существенное значение при этом имеет пере-
крытиевремени установки и съема деталей, которые устанавливаются
и снимаются во время обработки других деталей, т. е. уменьше-
ние Тшт за счет вспомогательного времени.
104
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
Материал Л С-59-1
^35 W5 КРУГОМ
Оригинальным вариантом параллельной одновременной обра-
ботки двух различных по диаметру деталей из одного прутка является
пример обработки на токарном одношпиндельном автомате 1118
(фиг. 65). Настройка автомата обеспечивает параллельно-последо-
вательную обработку дета-
лей. При этом методе
обработки перекрывается
от 25 до 75% полного
времени обработки дета-
лей. Кроме того, полу-
чается почти двукратная
экономия металла, что
особенно важно при изго-
товлении тонкостенных ко-
лец, муфт, гаек и других
подобных деталей из цвет-
ных металлов и сплавов.
Сокращение вспомога-
тельного времени. Умень-
шение времени на уста-
новку и съем детали и
инструмента, на подвод и
отвод инструмента и его
установку на стружку,
на промеры и на управ-
ление станком достигается
за счет следующих меро-
приятий:
а) частичного или пол-
ного перекрытия ручного
(вспомогательного) време-
ни машинным за счет
применения поводковых
устройств, не требующих
хомутика или закрепления
на детали хомутика для
центровой обработки во
время обработки предыду-
щей детали, за счет приме-
нения поворотных и круг-
лых столов, а также при
обработке деталей на вертикальных и горизонтальных полуавтома-
тах и т. п.;
б) применения быстродействующих зажимов (механических мно-
гократных, пневматических и гидравлических), сокращающих время
установки и съема деталей;
в) сокращения количества и продолжительности перестановок
деталей в процессе всей обработки за счет концентрации операций
Фиг. 65. Параллельное вытачивание двух
деталей из прутка на токарном автомате:
А — подача прутка; Б — упор; 1 — предварительное свер-
ление, центрование и снятие круглой фаски (попереч-
ным суппортом); 2— растачивание; 3 — вытачивание
канавки для выхода метчика; 4 — нарезание резьбы;
5— обтачивание, растачивание и отрезка первой детали:
6 — обтачивание второй детали; 7 — сверление; 8 — отрез-
ка второй детали.
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
105
и обработки, а также установки деталей без выверки в приспособле-
ниях;
г) применения фасонного и комбинированного инструмента, сокра-
щающего число перестановок инструмента;
д) сокращения времени на холостой ход инструмента, за счет
оборудования станков устройствами для быстрых холостых ходов
или за счет более рационального построения последовательности
переходов;
е) сокращения времени замеров деталей в процессе их обработки
за счет введения специальных устройств для измерения, в процессе
Фиг. 66. Сокращение времени на перестановку инструмента
за счет применения комбинированного резца:
а — старый способ; б — применение фасонного резца.
обработки по упорам и применения мерного инструмента (протяжки,
развертки и т. п.).
При работе на станках с непрерывно вращающимся столом или
барабанного типа, а также горизонтальных и вертикальных много-
шпиндельных полуавтоматах время установки и съема деталей пол-
ностью перекрывается машинным и в подсчет времени в Тшт не вхо-
дит. В случае применения поворотных столов и других двух пози-
ционных поворотных приспособлений время съема и установки
деталей также не входит при подсчете времени Тшт. Последнее
включает в себя только время поворота стола из одной позиции
в другую, так же как и при работе на многошпиндельных автоматах.
Пример сокращения количества перестановок инструмента по-
казан на фиг. 66. По старому способу требовалось установить
и снять три резца (фиг. 66, а), на что затрачивалось около 3 мин.,
так как работа велась на станке с однорезцовым резцедержателем.
Применение фасонного резца позволило производить всю обра-
ботку одним резцом (фиг. 66, б) и сократить время обработки почти
в 1,5 раза.
Пример сокращения времени холостых ходов за счет применения
рациональной последовательности переходов из практики токаря
лауреата Сталинской премии Г. Борткевича показан на фиг. 67.
По старому способу (фиг. 67, а) холостые перемещения резца при
чистовой обработке заготовок шестерни производились поперечной
подачей суппорта. По способу т. Борткевича (фиг. 67, б) эти пере-
106
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
мещения выполнялись продольным передвижением каретки, т. е.
значительно быстрее.
Сокращение времени на замер деталей при установке инстру-
мента на размер достигается различными способами. При обработке
Фиг. 67. Сокращение времени хо-
лостых ходов при обработке сту-
пенчатой детали:
Фиг. 68. Круглый фасонный
резец для работы с попереч-
ной подачей.
а — старый способ; б — способ
т. Борткевича.
резцами или фрезами наилучшие результаты дает применение обра-
ботки по упорам и шаблонам (габаритам). Обработка отверстий
в целях устранения необходимости частых замеров при пробных
проходах производится мерным калибрующим инструментом. Для
автоматического получения продольных размеров коротких дета-
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
107
лей, а также размеров сложных профилей применяются фасонные
резцы (фиг. 68). Сокращение времени на замеры при шлифовании
достигается посредством устройств для измерения на ходу (фиг. 69).
На внутришлифовальных станках применяются особые электромаг-
нитные устройства с калибром, периодически измеряющие диаметр
отверстия и автоматически выключающие станок при достижении
заданного размера.
Сокращение времени настройки станков. Величина подготови-
тельно-заключительного времени для обработки данной партии
деталей определяется временем, идущим на наладку станка. Наладка
станка включает кинематическую настройку станка (установку
сменных шестерен, кулачков, рукояток управления, копиров и пр.)
и настройку инструмента на заданный размер обработки. Наиболь-
шее время отнимает настройка инструмента. В целях сокращения
этого времени применяют:
а) настройку инструмента по эталонной детали (образцу);
б) единообразные (унифицированные) наладки для близких по
форме и размерам деталей или сдвоенные наладки, например,
револьверного станка сразу на две закрепленные за ним детали;
в) предварительную настройку блоков инструментов перед их
выдачей на рабочее место.
При настройке многорезцового станка по эталонной детали
последняя устанавливается в центрах станка, после чего в соот-
ветствующих гнездах резцедержателей закрепляются резцы со-
гласно карте наладки. Величина радиального вылета резцов и их
размещение вдоль оси устанавливаются по эталонной детали.
Предварительная настройка блоков инструментов практикуется
для многорезцовых и револьверных станков и для расточных опра-
вок (борштанг). Для установления вылета и осевых расстояний
нескольких резцов, применяемых в сменных державках горизонталь-
но-расточных станков, пользуются специальными калибрами или
шаблонами.
ГЛАВА V
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
§19. РАЗНОВИДНОСТИ НАСОСОВ И ИХ ТИПИЧНЫЕ ДЕТАЛИ
Назначение и классификация насосов. Насосы предназначены для
перемещения различных жидкостей: воды, масла, кислот, бензина,
цементного раствора и т. п.
Основными характеристиками насосов являются величина рас-
хода Q, т. е. объема жидкости в кубометрах или литрах, подаваемой
насосом в единицу времени (час, минуту, секунду), и величина
напора Н в метрах водяного столба, сообщаемая насосом жидкости.
Насосы являются одним из наиболее распространенных видов
оборудования в народном хозяйстве. Без них невозможна работа
тепловых электростанций, систем водоснабжения, каналов и ороси-
тельных систем, нефтяных, химических и других заводов. Насосные
установки потребляют около 20% энергии, вырабатываемой в стране.
Поэтому даже незначительное повышение к. п. д. насоса за счет
улучшения технологии их изготовления имеет огромное народно-
хозяйственное значение.
Габаритные размеры и вес насосов в зависимости от их назна-
чения и конструкции колеблются от 200—300 мм и 2—3 кг (насосы
для подачи охлаждающей жидкости на станках) до 8—10 м и 80—
100 т (насосные установки Волго-Донского канала имени Ленина
и др.).
В настоящее время не имеется единой, установившейся класси-
фикации насосов. Однако они разделяются по типам в зависимости
от принципа действия и характера их рабочих органов. По этому
признаку различают центробежные, осевые или пропеллерные,
шестеренчатые или зубчатые, лопастные, винтовые, поршневые и
некоторые другие виды насосов.
Классификация насосов по этим признакам приведена в табл. 23.
Центробежные насосы с горизонтальным валом представлены
на фиг. 70.
На фиг. 71, а показан внешний вид крупного центробежного насоса
с вертикальным валом, а на фиг. 71,6 — осевой одноступенчатый
насос со снятой крышкой 1 и собранным ротором, состоящим из четы-
рехлопастного колеса 2 и вала 3, уложенного в подшипники 4,
РАЗНОВИДНОСТИ НАСОСОВ И ИХ ТИПИЧНЫЕ ДЕТАЛИ
109
Таблица 23
Классификация насосов
Группа Принцип действия Конструктивный тип Типы рабочих органов
Лопаст- ные насосы Центробеж- ные (с гори- зонтальным ва- лом, кроме ти- пов ВА и НА) 1. Консольные К 2. Вертикальные В 3. Двойного входа Д и НД 4. Многоступенчатые горизонтально-разъем- ные М и МД 5. Многоступенчатые секционные МС 6. Артезианские А и НА 1. Рабочие колеса с ра- диально-спиральными ло- патками и каналами одно- стороннего входа, цельные и сборные 2. То же двустороннего входа, цельные для насо- сов Д и первое колесо ДЛЯ МД
Вихревые (с горизонталь- ным валом) Основной тип В (ЛК) Обогревные ВО С повышенным само- всасыванием ВС Рабочее колесо с двух- сторонними радиальными лопатками
Центробеж- но-вихревые Двухступенчатые с горизонтальным валом ЦВ и СЦЛ Первое колесо центро- бежное, второе вихревое
Осевые (про- пеллерные) Одноступенчатые вер- тикальные и горизон- тальные ПрВ и Пр Рабочие колеса с по- стоянными или поворот- ными лопастями, устано- вленными во втулку
Объем- ные не- посред- ствен- ного дей ствия Ротационные 1. Шестеренчатые РЗ 2. Винтовые ЭМН, НВ 3. Прочие (кулачко- вые, шиберные) 1. Шестерни парные 2. Комплекты из трех винтов 3. Кулачковые и лопаст- ные диски
Поршневые Паровые и приводные (одно- и двухцилиндро- вые, вертикальные и го- ризонтальные) Поршни с поршневыми кольцами
Плунжерные Паровые и приводные (одно-, двух- и трехци- линдровые, горизон- тальные и вертикаль- ные) Цилиндрические скалки (плунжеры), работающие с сальником
Прочие Струйные, работающие за счет разряжения, создаваемого через сопло жидкостью. Эрлифты, в которых используется энергия сжа- того воздуха
110
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
Ф100-]
1305
Фиг. 70. Основные типы горизонтальных
центробежных насосов:
а — консольный 4К-8; 1 — всасывающий патрубок;
2 — спиральный корпус; 3 — рабочее колесо; 4 — вал;
5 — кронштейн; 6 — муфта; 7 — сальник; б — горизон-
тально-разъемный двустороннего входа 4НДВ: 1 — кор-
пус; 2— узел подшипника; 3 — вал; 4 — рабочее колесо;
5 — крышка корпуса; 6 — муфта; 7 — сальник; в — че-
тырехступенчатый секционный: / — упорный подшип-
ник; 2 — всасывающий патрубок; 3—крышка левая;
4 — рабочее колесо; 5 — секции; 6 — крышка напорная;
7 — вал; 8 — подшипник.
^ssss^sssss^l
РАЗНОВИДНОСТИ НАСОСОВ И ИХ ТИПИЧНЫЕ ДЕТАЛИ
112
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
Фиг. 71. Крупные насосы:
а — центробежный вертикальный 40В-16 (диаметр колеса 1360 мм)\
6 — осевой одноступенчатый (диаметр колеса 1000 мм)', 1 —
крышка* 2 — четырехлопастное колесо; 3 — вал; 4 — подшипники.
РАЗНОВИДНОСТИ НАСОСОВ И ИХ ТИПИЧНЫЕ ДЕТАЛИ ЦЗ
Насосная станция с двухступенчатым осевым насосом 48ПрВ-58Х2
(диаметр колес 1075 мм) показана на фиг. 72 (значком с цифрой 5,89 м
показана отметка по отношению к нулевой отметке, за которую при-
нята горизонтальная ось колеса первой ступени).
Вал насоса состоит из четырех секций и поддерживается тремя
подшипниками в корпусе насоса и одним промежуточным подшип-
ником, установленным в полу верхнего отделения насосной уста-
новки. Фиг. 72 дает представление о масштабах сооружения и слож-
ности работ по установке такого рода насосов.
Как видно из классификации (табл. 23), различные типы насосов
представляют собой существенно отличающиеся конструкции.
Однако общим для всех типов насосов является наличие корпуса
с всасывающим и нагнетательным патрубками, в котором разме-
щаются рабочие органы насоса.
Типичные детали насосов и требования к их изготовлению. Раз-
личия в конструкциях насосов определяются характером их основ-
ных деталей и в первую очередь рабочих органов. Эти характерные
детали, свойственные насосам тех или других типов, и определяют
особенности технологии насосостроения.
Такие рабочие органы, как рабочие колеса центробежных и ви-
хревых насосов, винты — у винтовых, являются специфическими
деталями насосов; другие, как поршни — у поршневых, шестерни —
у зубчатых насосов, встречаются и в других машинах, хотя произ-
водство их для насосов имеет некоторые особенности.
Особыми требованиями, предъявляемыми к деталям насосов,
являются: наименьшее гидравлическое сопротивление при проте-
кании жидкости, сохранение заданных зазоров для уменьшения
утечки и щелевой кавитации, герметичность соединений, устойчи-
вость против кавитационной эрозии и др.
Характер распределения ответственных поверхностей гидравли-
ческих машин в зависимости от общих основных и особых эксплуата-
ционных требований показан на фиг. 73.
Их графика видно, что только 35% поверхностей должны от-
вечать особым требованиям (точки Л, 5, Д и £). Большинство ответ-
ственных деталей насосов изготовляется по 5-му и 2-му классам
точности. К соединениям 2-го класса точности относятся посадка
рабочих колес и шестерен на вал, поршней — на штоки, подшип-
ников качения — в корпуса насосов и на вал и т. д. В исключитель-
ных случаях, при изготовлении цилиндрических золотников паровых
насосов и гидрорегуляторов, требуется точность выше 2-го класса.
Одно из особых требований к деталям насосов, а именно плот-
ность соединений, делает необходимой весьма точную обработку по-
верхностей стыков. К числу таких поверхностей относятся соединения
корпусов и крышек насосов, плоских клапанов и некоторые другие.
Требования, предъявляемые к микрогеометрии поверхности ответ-
ственных деталей различных насосов, представлены на фиг. 74, где
преобладающим является 6-й класс чистоты. Наивысший класс
чистоты для центробежных насосов —8-й, а для поршневых насо-
я Д. Г. Белецкий 2527
114
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
МАТЕРИАЛЫ И ЗАГОТОВКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСОСОСтРОЁНИИ Ц5
сов — 9-й и в отдельных случаях 10-й. Выбор указанных классов
чистоты поверхности определяется соображениями точности непод-
вижных посадок и снижения изно-
са деталей подвижных соедине-
ний, а также целями снижения
гидравлических потерь и получе-
ния плотности в золотниковых и
других соединениях.
Влияние шероховатости по-
верхности начинает сказываться
на гидравлических потерях лишь
при весьма грубых поверхностях,
порядка 2-го класса чистоты. По-
этому поверхности, соприкасаю-
щиеся с потоком жидкости, могут
выполняться с чистотой не ниже
Фиг. 73. Распределение ответствен-
ных поверхностей гидромашин по
видам эксплуатационных требований:
А — уменьшение гидравлического сопротивле-
ния; Б — сохранение заданного зазора; В—обес-
печение износоустойчивости; Г — сохранение
неизменности посадок; Д — сохранение гер-
метичности подвижных соединений; Е— со-
хранение герметичности неподвижных соеди-
нений.
3-го класса.
Круговые риски на поверхно-
сти стыков, где устанавливаются
прокладки, играют роль лабиринт-
ных уплотнений. Такие поверх-
ности обрабатываются по 3—5-му классам чистоты. Стыковые поверх-
ности у высоконапорных насосов, собираемых без прокладок, должны
Фиг. 74. Распределение ответственных поверхностей деталей
насосов по классам чистоты:
1 — центробежные насосы; 2—поршневые насосы; 3 — гидротурбины и
осевые насосы; -/ — регуляторы и маслораспределительные устройства;
5 — суммарное значение.
обрабатываться исключительно точно и чисто, что достигается при-
тиркой этих поверхностей. Такая обработка применяется для корпу-
сов и крышек многоступенчатых горизонтально-разъемных, а также
шестеренчатых насосов.
§ 20. МАТЕРИАЛЫ И ЗАГОТОВКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСОСОСТРОЕНИИ
Материалы для изготовления деталей насосов выбираются по
ГОСТ 6812-53. Основным видом металла, применяемого для корпус-
ных деталей насосов, является серый чугун, в том числе модифици-
рованный (марки СЧ 15-32, СЧ 18-36, СЧ 21-40, СЧ 28-48 и СЧ 32-52).
8*
i!6
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
Он используется в насосах всех типов, за исключением высокона-
порных, для которых механическая прочность чугуна оказы-
вается недостаточной, кислотных, морских и некоторых других на-
сосов.
Для высоконапорных центробежных многоступенчатых и винто-
вых насосов серый чугун заменяется стальным литьем (марки 25-4518
и 35-5015) или поковками. В некоторых случаях может применяться
также высокопрочный чугун. Для кислот и морской воды корпусы
и детали насосов, соприкасающиеся с жидкостью, изготовляются
из ферросилида (сплав, содержащий до 15% кремния), нержавею-
щих сталей: хромистых 2X13 (ЭЖ2), 3X13 (ЭЖЗ), 4Х13(ЭЖ4) и хро-
моникелетитановой Х18Н9Т (ЭЯ1Т), а также из бронзы и латуни.
При этом цветные сплавы применяются главным образом в насосах
для морской воды.
В среднем от общего веса насосов изготовляется основных типов
деталей: из серого чугуна — 70%, из углеродистых сталей — 25%
и из цветных металлов — 5%. Из неметаллических материалов в насо-
состроении применяются лигнофоль и резина для вкладышей под-
шипников с водяной смазкой, резиновые, паронитовые и картонные
прокладки для уплотнения стыков, пряжа и асбест для набивки
сальников, а также графит и другие материалы для механических
сальников.
Устойчивость против кавитационной эрозии. Специальным тре-
бованием, предъявляемым к деталям насосов, является устойчивость
против так называемой кавитационной эрозии.
Явление кавитационного износа или эрозии имеет место у лопа-
стей рабочих колес, камер и других деталей насосов, соприкасаю-
щихся с потоком жидкости. Согласно существующим представле-
ниям, излагаемым в специальных курсах, при некоторых режимах
протекания жидкости в потоке возникают пустоты в виде мельчай-
ших пузырьков воздуха, которые, проходя в зону повышенного
давления, лопаются, как бы бомбардируя поверхность детали.
В результате огромного количества таких микроскопических ударов
на поверхности кавитирующей детали образуются сначала микро-
скопические, а затем все более заметные разрушения. Поверхность
приобретает пористый, ноздреватый вид (фиг. 75). С течением вре-
мени, после нескольких сотен, а иногда и тысяч часов работы, в зави-
симости от степени кавитации, разрушения достигают такой вели-
чины, что оказывается необходимой замена детали или ее ремонт.
В обоих случаях необходима остановка насоса или турбины на до-
вольно длительный срок.
В целях борьбы с кавитационной эрозией деталей применяют
легированные металлы — нержавеющие стали и бронзу некоторых
специальных марок.
Выполненные рядом исследователей опытные работы показы-
вают, что сопротивляемость кавитационной эрозии увеличивается
с повышением твердости металла, содержания в стали углерода и
легирующих элементов (хром, никель), а также при наплавке изна-
МАТЕРИАЛЫ И ЗАГОТОВКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСОСОСТРОЕНИИ
117
шиваемой поверхности твердыми сплавами и нержавеющей сталью
некоторых марок.
Кроме подбора металлов для деталей, подвергающихся кави-
тации, в последнее время делаются попытки применить некоторые
технологические способы упрочнения поверхностей. Лучшим спосо-
бом оказалась наплавка нержавеющей сталью поверхности детали,
изготовленной из углеродистой стали. Хороший результат дает
также поверхностная закалка, однако применение этого метода
Фиг. 75. Внешний вид поверхности рабочего колеса
открытого типа после кавитационной эрозии.
к деталям типа лопастей осевых насосов и турбин весьма затруд-
нительно.
Заготовки для механической обработки деталей. В производстве
насосов преобладающим видом заготовок является литье из серого
чугуна.
В индивидуальном и мелкосерийном производстве отливки про-
изводятся по деревянным моделям, подлежащим ремонту после
20—50 формовок во избежание брака по размерам и весу, а при
серийном и крупносерийном производстве деталей — по металли-
ческим моделям и в кокили или посредством центробежной отливки.
Последние два метода используются для массового получения дета-
лей типа крышек и корпусов подшипников, сальниковых втулок,
маслот для поршневых колец, рабочих колес и тому подобных
деталей. Точное литье может иметь большое применение, особенно
при изготовлении рабочих колес, центробежных и лопастных насо-
сов, лопастей осевых насосов и некоторых других деталей.
Сварные заготовки в насосостроении применяются лишь при
изготовлении корпусов крупных центробежных и осевых насосов.
Вес литья для некоторых насосов такого типа составляет 70—80 т.
Ввиду затруднительности выполнения отливок такого размера
118
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
применяют сварные корпусы. В этом случае процесс изготовления
корпуса состоит из резки и гибки листов, сварки и механической
обработки.
Горячая штамповка в закрытых штампах не имеет широкого
распространения на насосостроительных заводах, так как большин-
ство насосов, имеющих сложные стальные детали, изготовлялись
мелкими сериями. С увеличением выпуска паровых поршневых
насосов типа 46ГМ свободная ковка рычагов, тяг и других деталей
была переведена на штамповку. Перевод производства заготовок
стальных деталей сложных форм из проката и свободной ковки
на штамповку является необходимым мероприятием в целях сокра-
щения расхода металла и снижения трудоемкости механической
обработки. При небольшом масштабе выпуска детали сложной
формы должны коваться в подкладных штампах.
Основными деталями насосов большинства типов являются валы.
В чертежах валов, отработанных на технологичность, отсутствуют
большие перепады диаметров ступеней, фланцев и т. д., что позволяет
достаточно экономично обрабатывать их из горячего проката. Однако
в ряде случаев валы имеют ступени, значительно отличающиеся
по диаметру. Такие валы небольших и средних размеров в большом
количестве экономичнее всего получать методом поперечно-винто-
вого проката, а в небольшом количестве крупные и средние валы —
свободной ковкой или в подкладных штампах.
Приемка заготовок. Обеспечение заданных чертежом механиче-
ских свойств металла на изготовление деталей достигается тщатель-
ной приемкой заготовок в соответствии с требованиями технических
условий. Поступающие на завод прокат, штамповки и литые заго-
товки должны быть снабжены удостоверениями (сертификатами),
в которых указывается химический состав и механические свойства
металла.
При собственном литье, в заводской лаборатории производится
химический анализ плавок. Контроль механических свойств металла
состоит для менее ответственных деталей в определении твердости
(Нв, Ндс), а для более ответственных — в испытании образцов.
Количество испытываемых образцов для чугунного литья равно
трем (на разрыв или изгиб), для литья из высоколегированной
стали — двум (на разрыв и на ударную вязкость)и для литья из угле-
родистой стали — одному образцу (на разрыв). Если первые испы-
тания дают неудовлетворительные результаты, то производят
повторные испытания на удвоенном количестве запасных образцов.
Чугунное литье предварительно вместе с образцами подвергают
соответствующей термообработке. Если один образец не выдержит
испытаний, то все чугунное литье данной плавки бракуется. Образцы
стального литья после термообработки подвергаются такому же
испытанию.
Кроме механических испытаний, литье проходит приемку по внеш-
нему виду. Литье должно быть очищено от формовочной земли,
стержней, литников и заусениц, не должно иметь трещин, раковин,
МАТЕРИАЛЫ И ЗАГОТОВКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСОСОСТРОЕНИИ
119
посторонних включений и других дефектов, снижающих его проч-
ность.
Необрабатываемые поверхности литья, соприкасающиеся с ра-
бочей жидкостью, не должны иметь впадин, затрудняющих (тормо-
зящих) движение жидкости, а литые корпуса подшипников, сопри-
касающиеся со смазывающей жидкостью, должны быть тщательно
очищены от песка и пригара, промыты керосином, а в отдельных
случаях — протравлены и окрашены.
Одновременно с приемкой по внешнему виду проверяется соот-
ветствие размеров литья требованиям чертежа и ГОСТ 1855-45 на
Фиг. 76. Заготовки для рабочего колеса вихревого насоса:
а — поковка (12,5 кг)\ б — отливка по выплавляемым моделям (2,6 кг).
припуски для чугунного и латунного литья и ГОСТ 2009-43 —для
стального литья. Не указанные на чертежах радиусы закруглений
в литье должны соответствовать ГОСТ 2716-44, а литейные уклоны —
ГОСТ 2670-44.
Ряд литых заготовок по требованию чертежа должен проходить
гидравлические испытания по ГОСТ 356-52.
Коэффициент использования металла показывает отношение чи-
стого веса детали или изделия к черному весу металла, затраченного
на их изготовление. Разница между черным весом заготовки и чистым
весом детали представляет величину отходов в виде стружки, облоя
при штамповке и т.д. Коэффициент использования металла показывает
степень совершенства технологии производства и в первую очередь
технический уровень технологии заготовительных операций.
Наибольший коэффициент использования металла имеет место
при заготовках, получаемых холодной высадкой, литьем под давле-
нием и точным литьем по выплавляемым моделям. Самый низкий
коэффициент имеет место при заготовках из проката, особенно при
изготовлении крепежных деталей (нормалей), втулок и других
подобных деталей. В зависимости от условий производства коэффи-
циенты использования различных металлов в насосостроении в настоя-
120
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
щее время составляют: по чугунному литью 0,7—0,85, по поковкам
0,6—0,7, по черному прокату 0,5—0,6, по бронзе 0,4—0,6, по латуни
0,35—0;75, по меди 0,4—0,8 и по свинцу 0,7—0,9.
В качестве примера передовой заготовительной технологии
в насосостроении можно указать на перевод заготовок лопастных
колес вихревых насосов типа В с поковки на литье по выплавляемым
моделям (фиг. 76), что позволило сэкономить 9,9 кг металла на одну
деталь (с 12,5 до 2,6 кг) и уменьшить время механической обработки
на 3,3 часа(с 4,3 до 1,0 часа). Последнее достигнуто за счет получения
лопастей без обработки, т. е. без трудоемкой операции —фрезеро-
вания, и за счет значительного сокращения обрабатываемой поверх-
ности на торцах колеса.
§ 21. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
Серийность производства. Из нескольких сотен марок насосов
шестеренчатые и лопастные выпускаются в количестве более
15 тыс. в год, а центробежные консольные и горизонтально-
разъемные насосы — только от 2 до 10 тыс. Свыше 70% марок
насосов выпускается от 1 до 500 в год.
Производство насосов в основном имеет мелкосерийный и серий-
ный характер. Большинство насосостроительных заводов выпускают
насосы 20—50 различных марок. Весьма часто один и тот же завод
выпускает центробежные, шестеренчатые и лопастные насосы.
Серийный характер производства насосов большинства типов
определяет организационную структуру и технологический уровень
насосостроительных заводов. Большинство заводов имеют литейные
и кузнечные, механические и сборочные цехи (в некоторых случаях
механосборочные), а также вспомогательные — инструментальный,
ремонтный и др. Ввиду малого объема термообработки самостоятель-
ных термических цехов на заводе обычно не бывает. Разные виды
термообработки основных деталей производятся в термических
отделениях кузнечных или инструментальных цехов. На отдельных
заводах закалка валов и тому подобных деталей производится на
установках т. в. ч.
Техническая оснащенность производства. В литейных цехах
насосостроительных заводов, в зависимости от габаритов и масштаба
выпуска изделий, применяются методы ручной формовки по дере-
вянным моделям (40—55%), машинной формовки по металлическим
моделям (30—40%), а в некоторых случаях кокильное (10—15%),
и центробежное литье (3—5%) (по данным 1954 г.). На отдель-
ных заводах начинают внедряться точная отливка по выплавля-
емым моделям и корковое литье.
Технология кузнечной обработки характеризуется применением
свободной ковки на воздушных молотах и штамповки в подкладных
штампах. На заводах, изготовляющих крупные насосы, применяются
также паровые молоты.
В механических цехах преобладает универсальное оборудование.
Ведущими при изготовлении крупных насосов являются карусель-
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
121
Фиг. 77. Значение различных
видов обработки ответственных
деталей насосов:
А — долбление; Б — фрезерование;
В — строгание; Г — точение (включая
тонкое); Д — шлифование; Е— развер-
тывание; ДС — притирка.
ные станки с планшайбой диаметром 2—5 м, а для наиболее круп-
ных — 8—10 м, горизонтально-расточные со шпинделем диаметром
180 мм и более, радиально-сверлильные для сверления отверстий
диаметром 50—80 мм с вылетом до 2—3 м и токарные с высотой
центров до 500 мм и расстоянием между центрами до 8—10 м и др.
Специализированное оборудование применяется в виде револьвер-
ных и отчасти многорезцовых станков, при изготовлении рабочих
колес и некоторых других деталей серийных и крупносерийных насо-
сов типа К, Д, а также центробеж-
ных многоступенчатых типа М с боль-
шим числом колес.
В качестве транспортных средств
применяют мостовые краны 3—15 /и,
а на заводах, выпускающих особо круп-
ные насосы. —30—50 т и более.
На заводах, изготовляющих мел-
кие и средние насосы, для обслужива-
ния станочных и сборочных линий при-
меняются электротельферы с монорель-
сами, рольганги и узкоколейные рель-
совые пути. Межцеховая транспорти-
ровка деталей и собранных мелких на-
сосов осуществляется ручными тележ-
ками, электрокарами и по заводским
железнодорожным путям (на заводах
тяжелого насосостроения). Конвейер-
ный транспорт внедряется на заводах,
выпускающих насосы поточным мето-
дом — в виде сборочных конвейеров, ленточных транспортеров для
удаления стружки и т. п.
За исключением насосов отдельных марок (46ГМ, В и К), пере-
веденных на поточный выпуск, в основном производство насосов
характеризуется методами серийной технологии с применением
разметки, без настроенных операций и специализированного обору-
дования и с небольшим количеством специальной оснастки.
На фиг. 77 приведен график (по данным 1950 г.), характеризую-
щий значение различных способов обработки ответственных поверх-
ностей деталей насосов, где преобладает обработка точением (на
токарных, карусельных и расточных станках).
Технический уровень производства обычно характеризуется
коэффициентом технологической оснащенности. Коэффициент техно-
логической оснащенности изделия представляет собой отношение
количества наименований специальной технологической оснастки
(приспособлений, штампов, режущего, вспомогательного и меритель-
ного инструмента) к количеству наименований деталей изготовляе-
мых машин. По большинству насосов этот коэффициент до последнего
времени был меньше единицы, в то время как при серийном выпуске
он должен быть 2—3, а при крупносерийном производстве насосов —
122
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА НАСОСОВ
4—6. Применение большого количества специальной оснастки резко
сокращает вспомогательное время операций, а при многоместных
приспособлениях и многоинструментальных наладках — машинное
время. Основное влияние на снижение трудоемкости имеет оснащение
процесса приспособлениями. Согласно имеющимся проектным и отчет-
ным данным, трудоемкость обработки 1 т деталей средних и мелких
насосов, при правильной организации их серийного выпуска, должна
составлять от 100 до 180—200 станкочасов. С увеличением веса насоса
трудоемкость 1 т деталей понижается и для очень крупных насосов
составляет около 50 станкочасов на 1 т.
ГЛАВА VI
ОСНОВНЫЕ ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
НАСОСОСТРОЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РЕЗЕРВОВ ПРОИЗВОДСТВА
§ 22. ЗАДАЧИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВНУТРЕННИХ РЕЗЕРВОВ
ПРОИЗВОДСТВА
Виды резервов и пути их использования. Использование внутрен-
них резервов производства позволяет в целом ряде случаев значи-
тельно увеличить выпуск продукции на существующих площадях,
и путем реконструкции старых предприятий, вместо строительства
новых, увеличивать производственные мощности действующих
предприятий с небольшими затратами. Изучение существующей
заводской практики дает возможность установить три вида произ-
водственных резервов: организационные, конструктивные и техно-
логические.
Организационные резервы заключаются в воз-
можности устранения ряда потерь производительности труда,
вызываемых неправильным планированием и организацией произ-
водства, например запуском очень мелких партий деталей, что вызы-
вает необходимость частой переналадки станков или дает возможность
технологам применять ненастроенную обработку. Сюда же относится
многопредметность производства, которую можно устранить созда-
нием на заводах замкнутых производственных участков, выпускаю-
щих определенную деталь или изделие. Большие возможности кро-
ются также в концентрации производства однотипных изделий, рас-
пыленного по разным заводам, что тормозит действительные воз-
можности внедрения высокопроизводительной технологии и т. д.
Конструктивные резервы заключаются в несоот-
ветствии конструкции данного изделия условиям его производства,
т. е.так называемой ее нетехнологичностью. Это в ряде случаев затруд-
няет использование передовых технологических методов (точное
литье, протягивание, фрезерование на проход и т. д.) и вызывает
излишнюю обработку неответственных мест у деталей и т. д.
Технологические резервы заключаются в том, что
технологи, ориентируясь на существующий уровень технологии,
124
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
не используют новых, более производительных процессов, предло-
женных передовыми технологами и новаторами других предприятий
Весьма часто применение непроизводительных технологических про-
цессов объясняется недостаточным объемом производства, отсут-
ствием высокопроизводительного специализированного оборудова-
ния и т. д., в то время как переделка старых станков и улучшение
планирования производства позволили бы применить более высоко-
производительную, передовую технологию.
Технолог, получая исходные данные для проектирования, не
должен принимать их формально, как нечто незыблемое. Необходимо
конструкцию деталей и самого изделия и организационные условия
производства подвергать критическому исследованию. Особенно
это необходимо при проектировании технологии на существующем
предприятии, перед которым поставлена задача значительного уве-
личения выпуска продукции.
Основными направлениями использования внутренних резервов
производства и повышения производительности труда являются:
1) увеличение серийности производства, создание замкнутых
участков и устранение организационных потерь;
2) улучшение технологичности конструкций;
3) совершенствование существующих и внедрение новых, пере-
довых методов обработки на основе типовых технологических про-
цессов, механизации и автоматизации производства.
В результате комплексного усовершенствования производства
необходимо добиваться многократного увеличения выпуска продук-
ции на существующих площадях и оборудовании.
§ 23. УВЕЛИЧЕНИЕ СЕРИЙНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
И УНИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ НАСОСОВ
Пути увеличения серийности машиностроительного производства.
Наиболее благоприятной предпосылкой для внедрения высокопроиз-
водительной технологии является большой объем выпуска изделий.
Поэтому, рассматривая вопрос о снижении трудоемкости обработки,
ведения метода настроенных операций, применения высокопроизво-
дительной оснастки и специального оборудования, необходимо уста-
новить и использовать все возможности для увеличения серийности
производства.
Увеличение серийности может быть достигнуто путем:
1) общего увеличения годового выпуска данного вида изделий
по заданию планирующих органов или за счет сосредоточения про-
изводства и специализации заводов, с устранением неоправданного
повторения выпуска однородной продукции на различных пред-
приятиях;
2) унификации однородных изделий, узлов и их деталей путем
создания ряда насосов, имеющих общие корпусные детали, под-
шипниковые узлы, валы, крепежные детали и т. д.;
3) цикличного пуска деталей в производство. Этот метод практи-
куется в условиях мелкосерийного производства и состоит в одно-
УВЕЛИЧЕНИЕ СЕРИЙНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА И УНИФИКАЦИЯ
125
временном пуске в обработку партии однородных деталей, входящих
в разные машины. Особенно хороший результат при цикличном пуске
получается при наличии конструктивной унификации и стандарти-
зации деталей различных машин.
Другой разновидностью цикличного пуска может явиться чере-
дование пускаемых в производство машин по месяцам или кварта-
лам. Например, при годовой программе в 24 насоса можно органи-
зовать их выпуск по два в месяц, что вызывает большие потери
от частой перемены работы на рабочих местах за счет повышения
удельного веса подготовительно-заключительного времени. Кроме
того, при обработке только двух деталей в серии затруднительно
применить сколько-нибудь производительную специализированную
оснастку, что увеличивает вспомогательное и машинное время.
Если же разбить годовую программу на две серии по 12 шт.,
то указанные выше потери и трудности значительно сокращаются.
Цикличный или групповой пуск в производство при многономенкла-
турном мелкосерийном выпуске является одной из основных предпо-
сылок для применения более производительной технологии на соот-
ветствующих заводах. Широкое применение этого метода следует
рекомендовать во всех случаях, когда нет особых ограничений по
срокам выпуска таких машин, или поставке крупных заготовок со сто-
роны и т. п.
К методам, позволяющим увеличить оснащенность производства,
а следовательно, поднять его технический уровень до соответственно
более высокой серийности, относится унификация технологической
оснастки.
Унифицированная специальная оснастка — настраиваемые
многорезцовые оправки для расточки корпусов нескольких типо-
размеров горизонтально-разъемных насосов, приспособления для
фрезерования корпусов мелких и средних насосов нескольких раз-
меров и т. п. —позволяет использовать специальную оснастку для
различных деталей, что как бы повышает серийность выпуска и
позволяет применять более совершенные приспособления с доста-
точно быстрой их окупаемостью. Следует иметь в виду, что унифи-
цированная оснастка всегда имеет настраиваемые элементы, напри-
мер, сменные платики для базирования двух размеров корпусов,
передвижные резцовые блоки для скалок (борштанг) и т. п., что не-
сколько удорожает ее стоимость. Однако это удорожание с избытком
окупается возможностью расширения использования такой оснастки
в 2—4 раза и более. К унифицированной оснастке можно также
отнести универсальносборные приспособления.
К мероприятиям, подобным увеличению серийности, надо отнести
также организацию групповых потоков, получивших распространение
на Ярославском автомобильном заводе в 1953—1954 гг. При группо-
вом потоке станки оснащаются многоместными приспособлениями,
в которых одновременно обрабатывается несколько (группа) различ-
ных деталей. Таким образом сокращается количество наладок
и переналадок, что позволяет переходить к настроенным операциям
126
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
при серийном и мелкосерийном производстве. По существу групповой
поток представляет собой разновидность метода концентрации опе-
раций. При этом экономится машинное время обработки и подго-
товительно-заключительное время на наладку. Главное же заклюл
чается в создании возможности переходить к настроенным операциям
при ограниченном масштабе выпуска деталей.
Унификация конструкций как средство повышения серийности
производства. Весьма существенным моментом при конструировании
новых машин является использование в них деталей и узлов из уже
освоенных ранее аналогичных машин, а также сокращение коли-
чества типо-размеров выпускаемых изделий, т. е. объединение
близких по своим рабочим показателям машин (для насосов, например
по производительности и напору) и создание так называемых нор-
мальных рядов размеров насосов, трубин, станков и т. д. Благо-
даря унификации конструкций сокращается разнообразие и номен-
клатура последних. При том же количестве выпускаемых изделий,
что и до унификации, увеличивается количество одинаковых узлов
и деталей. Вместе с этим сокращается количество различных поса-
дочных деталей, требующих точной обработки и специального режу-
щего и мерительного инструмента.
В качестве примера в области унификации насосов можно при-
вести создание нормального ряда консольных насосов типа К- При
этом свыше 30 типо-размеров ранее существовавших консольных
насосов различных конструкций было заменено 19 типо-размерами
насосов нового ряда, созданных по единой конструктивной схеме
и обладающих при этом более высокими эксплуатационными пока-
зателями. Технологические преимущества нового ряда насосов
заключаются в широкой унификации основных деталей и узлов этих
насосов. Серийность основной детали — кронштейна или стойки,
например, увеличилась почти в 5 раз, так как для 19 типо-раз-
меров насосов используются только четыре типо-размера крон-
штейна.
В результате унификации вихревых насосов типа В количество
типов насосов сократилось с 8 до 3, а типо-размеров — с 13 до 5.
Номенклатура валов, стоек и других деталей уменьшилась с 58 до
33 наименований.
В ряде случаев, без изменения основной конструкции изделия
унифицируются его отдельные узлы. Например, для 12 марок гори-
зонтально-разъемных многоступенчатых насосов конструкторы од-
ного завода применили только три типовые конструкции узла под-
шипника.
Унификация и использование уже освоенных деталей имеют
существенное значение даже при мелкосерийном производстве
разнородных машин. По данным Уралмашзавода, при небольшой се-
рийности выпуска машин крупных оригинальных деталей в них
лишь 6,5%, нормализованные детали составляют 51% и 42,5% —
детали общего назначения, имеющие общий технологический марш-
рут: валы, шестерни, подшипники и т. п. Большую работу по уни-
УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ
127
фикации деталей, узлов и машин проводит Ленинградский металли-
ческий завод имени Сталина и ряд других заводов, выпускающих
уникальные турбины для великих строек методами серийной
технологии.
§ 24. УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ
Понятие о технологичности конструкции. Под технологичностью
конструкции детали или машины подразумевается наибольшее ее
соответствие тем определенным методам обработки и производства,
в условиях которых она должна изготовляться. В одинаковых усло-
виях производства более технологична та конструкция, трудоем-
кость и себестоимость изготовления которой меньше.
С изменением серийности выпуска машин меняется и технология
обработки одних и тех же деталей. Поэтому машина, технологичная
для индивидуального производства, может оказаться не техноло-
гичной для изготовления методами крупносерийного производства.
В качестве примера можно указать на изготовление шатуна
приводного насоса. В условиях индивидуальной обработки из поковки
или даже проката стержень шатуна целесообразно сделать круглым
для обтачивания его на токарном станке. При переходе же на крупно-
серийный выпуск заготовка шатуна должна выполняться горячей
штамповкой. В этом случае круглое сечение не экономично как по
расходу металла, так и по трудоемкости, так как требует сплошного
обтачивания. Более технологично двутавровое или другое подобное
сечение стержня шатуна, что позволяет вовсе не обрабатывать эту
часть детали после ее штамповки и обрезки в штампах.
Основными требованиями с точки зрения технологичности кон-
струкции являются следующие.
Для индивидуального и серийного производ-
ства— простые формы литых деталей, позволяющие производить
отливку без стержневых ящиков или применяя несложные ящики;
отсутствие горяче- и холодноштампованных деталей (кроме покуп-
ных нормалей); возможность изготовления деталей без применения
специальной технологической оснастки; допустимость пригонки при
сборке (для понижения требований к точности механической обра-
ботки деталей) и т. д.
Для крупносерийного и массового производ-
ства— возможность получения большого количества неответствен-
ных поверхностей в заготовке без последующей механической
обработки, за счет применения более совершенных методов (точное
литье, штамповка, металлокерамика), придания поверхностям
деталей форм, позволяющих использовать высокопроизводительные
процессы (фрезерование и растачивание на проход, многорезцовое
обтачивание, многошпиндельное сверление); наличие удобных кон-
структивных или технологических баз для механической обработки;
возможность сборки без пригонки.
Для всех условий производства — наименьший вес
128
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
при достаточной жесткости детали; легкий доступ к обрабатыва-
емым поверхностям; наименьшее количество глухих отверстий; по-
стоянные или уменьшающиеся в одном направлении диаметры со-
осных отверстий в корпусных деталях; наименьшее количество типо-
размеров посадок, резьб и типо-размеров нормальных деталей; на-
именьшее количество кинематических звеньев и удобство сборки
машины.
Опыт проектных организаций и институтов показывает, что работы
по улучшению технологичности конструкций приводят к значитель-
ному снижению трудоемкости изготовления (до 15—20%), а также
к экономии металла. Особенно необходима технологическая отработ-
ка конструкции при организации поточного производства с примене-
нием высокопроизводительных технологических методов обработки
и сборки. При отработке конструкции на технологичность обычно
не вносится никаких изменений, влияющих на кинематику и рабо-
чий процесс, а также на эксплуатационные показатели машины.
Основными вопросами отработки технологичности конструкции
каждого типа машин являются:
1) изучение конструкции машины с точки зрения общей расста-
новки узлов, возможности узловой сборки, решения размерных
цепей, связывающих эти узлы и отдельные детали, для сокращения
пригоночных работ при сборке и установления допусков на размеры;
2) унификация близких по размерам оригинальных и нормальных
деталей, посадок, резьб и других конструктивных элементов деталей;
3) рассмотрение конструкции отдельных деталей в направлении:
а) соответствия намеченной точности и чистоты обработки поверх-
ностей деталей условиям их работы; б) сокращения площади меха-
нически обрабатываемых поверхностей; в) применения заготовок,
требующих наименьшей механической обработки и соответственно
сокращающих расход металла; ’ г) обеспечения удобств обработки
и установки деталей на станках и возможности применения высоко-
производительных технологических методов.
В процессе отработки технологичности конструкций практи-
чески сложились два метода выполнения этой работы, и в частности,
увязки с конструкторами и реализации предполагаемых изменений.
По первому методу существующие конструкции отрабатываются
по действующим чертежам, на которые наносят предполагаемые
изменения. В отдельных случаях изготовляются новые чертежи.
На общих видах узлов обводятся тушью и нумеруются измененные
места и составляется их спецификация. Целесообразность каждого
изменения определяется путем составления технологических карт с
нормированием обработки деталей старой и измененной конструкций.
По второму методу над конструкциями, находящимися в про-
цессе разработки, технологи и конструкторы работают параллельно.
Технологи просматривают узловые чертежи по мере разработки их
конструкторами в карандаше и предлагают необходимые изменения.
Принятые изменения вносятся в чертежи общих видов и уточняются
при их деталировке.
УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ конструкций
129
Второй метод значительно сокращает объем графической работы
и ускоряет процесс получения технологически отработанной кон-
струкции. При работе по первому методу в случае необходимости
составляются карты изменения конструкции (табл. 24), в которых
дается полная техническая характеристика изменений и их ре-
зультатов.
Таблица 24
Форма карты изменения конструкции
Карта изменения конструкции № Технологический отдел
Изделие Насос консольный 4К-8 № чертежа Материал СЧ 15-32
Узел Опорный кронштейн 5314А Вес в кг 43,5
Деталь Кронштейн (стойка) Количество на комплект 1
До и з’м е н с н и я
Г азрез по АЛ ЬЬ
Изменение конструкции кронштей-
нов № 3 и За консольных насосов
обеспечивает возможность фрезеро-
вания фланца на проход и сквозного
растачивания центрирующего отвер-
стия для посадки спирального кор-
пуса, а также упрощает обработку
спускного отверстия и канавок для
циркуляции масла
После изменения
Возможные результаты унификации крепежных деталей и поса-
док по опыту гидромашиностроения характеризуются сокращением
типо-размеров крепежных деталей на 20—40% и количества поса-
док на 30—40%. Это значительно повышает серийность производ-
ства крепежных деталей и сокращает количество мерного режущего
инструмента и калибров.
9 Д. Г. Белецкий 2527
130
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Приварить
s)
Фиг. 78. Замена сборно-сварной конструк-
ции:
а — старая из пяти деталей и восьми нормалей;
б — новая — цельнолитая.
После заберты-ffi
юанця приварить^
Улучшение технологичности конструкций деталей насосов. Пер-
вое из направлений улучшения технологичности отдельных деталей
заключается в понижении излишних требований к точности и чистоте
поверхностей деталей. Завышение этих требований со стороны
конструкторов особенно часто имеет место при конструировании
новых, не проверенных эксплуатацией машин.
Например, в результате просчета размерных цепей консольных
насосов, при разработке типовых процессов их изготовления, уста-
новленные конструкторами
допуски на соосность отвер-
стий кронштейна были уве-
личены вдвое, а допуски на
неперпендикулярность флан-
ца оси отверстия—на 30%;
эти изменения не ухудшили
ни условий сборки, ни ха-
рактеристики насосов.
Второе направление при
отр а ботк е тех но л оги ч ности
деталей состоит в снятии
излишнего материала с не-
сопрягаемых поверхностей
и,следовательно, сокращении
площади, подлежащей меха-
нической обработке. Имею-
щиеся в этом направлении
излишества объясняются
главным образом низким
уровнем заготовительной тех-
нологии, в частности, литьем
плохого качества.
Сомневаясь в получении установленных допусков на литье, а
также учитывая возможность получения неудовлетворительного
внешнего вида литья, конструкторы предусматривают на чертежах
механическую обработку несопрягаемых поверхностей фланцев саль-
ников и других деталей насосов. Особенно часто это имеет место
в условиях индивидуального и мелкосерийного производства.
Третье направление в улучшении технологичности конструкции
деталей заключается в переходе к более передовой заготовительной
технологии и выборе более совершенных заготовок. Примером
перехода от сложной, сборно-сварной конструкции средней колонки
парового насоса 46Г, состоящей из 13 деталей (фиг. 78, а), является
переход к целой литой конструкции (фиг. 78, б), сокративший время
обработки колонки с 11,2 до 2 час. (без увеличения веса детали).
Другим примером является изменение конструкции штока золот-
ника парового насоса (фиг. 79), дающее сокращение трудоемкости
и значительную экономию металла за счет раздельного изготовле-
ния стержня и вилки штока в условиях мелкосерийного производства.
После заверты-^
бания приварить
УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ
131
При массовом изготовлении этих же деталей более рациональным
решением было бы изготовление цельной детали из заготовки, полу-
ченной путем горячей высадки.
Выбор более совершенных заготовок является одним из
основных направлений при отработке технологичности конструк-
ций применительно к данному заводу, являясь в то же время важным
средством для сокращения расхода металла. Большие резервы
б)
Фиг. 79. Изменение конструкции штока золотника:
а — цельная конструкция; б — составная.
в этом направлении объясняются тем, что конструкторы не завод-
ских конструкторских бюро (ЦКБ) плохо знают возможности заводов-
изготовителей и поэтому применяют наиболее простые и доступные
виды заготовок (литье в земляные формы, прокат).
Весьма существенное значение имеет четвертое направление
улучшения технологичности конструкции, обеспечивающее удобство
механической обработки и возможность использования наиболее
передовых технологических методов. К этому направлению отно-
сится обеспечение выполнения основных правил конструирования,
определяющих возможность рациональной обработки разного рода
приливов, резьб, многовенцовых шестерен с выходом инструмента,
расположения платиков и выступов на одной высоте для обработки
с одной установкой и т. п.
На фиг. 80 показано улучшение конструкции муфты штоков
парового насоса, в результате которого время обработки сократилось
почти в 3 раза и одновременно повысилась точность изготовления
9*
132
Пути развития передовой технологии
за счет обработки сквозного резьбового отверстия в одну установку.
Вместо токарного станка был использован настроенный револьвер-
ный. Еще более существенное изменение конструкции показано
на фиг. 81. В этом случае обработ-
ка крышек была перенесена с то-
карного станка с высотой центров
350 мм на настроенный револьвер-
ный станок типа 1К36, что поз-
волило сократить время обработ-
ки более чем в 6 раз.
В табл. 24 были показаны ста-
рая и новая конструкции крон-
штейна Консольных насосов.
У кронштейна старой конструкции
обработку фланца производили
летучим суппортом расточного
станка или на угольнике план-
шайбы токарного станка. После
разработки передовой типовой
технологии для этих деталей была
Фиг. 80. Улучшение технологичности принята улучшенная конструкция
муфты штоков насоса 46Г: фланца, позволяющая производить
а — старая; б — новая конструкция. обработку НЗ ПрОДОЛЬНО-фреЗерНЫХ
и агрегатных расточных станках.
При этом упростилось изготовление посадочного места у спираль-
ного корпуса, так как вместо выточки стали обрабатывать выступ.
а) б)
Фиг. 81. Расчленение смежной крышки парового
блока насоса 46ГМ:
а —старая; б — новая конструкция.
На фиг. 82 показаны изменения в конструктивных очертаниях
рабочих колес центробежных насосов, внесенные при разработке
высокопроизводительных типовых процессов их изготовления. Эти
примеры показывают, что незначительное изменение формы нерабо-
чих элементов детали устраняет значительные неудобства в их обра-
УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ
133
51
Фиг. 82. Улучшение технологичйости
рабочих колес центробежных насосов:
а — старая конструкция; б — улучшенная.
Фиг. 83. Улучшение технологичности блока цилиндров насоса 46Г:
а — до изменения; б — после изменения; 1 — фланцы; 2 — верхняя плоскость; 3— платики.
134
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ботке. В частности, отпадает обточка I (фиг. 82) ступицы на конус,
фасонная обточка II и повышается точность обработки за счет
совмещения измерительной и конструктивной баз, а также упро-
щается обработка отверстий III.
Улучшение технологичности блока гидравлических цилиндров
насосов 46Г показано на фиг. 83.
При организации поточной линии обработки блоков были изме-
нены по форме и несколько сдвинуты в сторону боковые фланцы I
для обеспечения возможности фрезерования на проход верхней
плоскости. Кроме того, сокращена обрабатываемая площадь этой
поверхности и созданы три технологических платика 3, обеспечи-
вающие соблюдение единства баз на всех операциях. В результате
оказалось возможным перейти к полностью настроенной обработке
блока в поточной линии, что сократило штучное время почти в 3 раза.
Приведенные примеры целиком не исчерпывают всего много-
образия возможностей улучшения технологичности, но показывают
лишь основные направления и необходимость этой работы.
§ 25. ТИПИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Сущность и назначение типизации. Сравнивая детали различных
машин, можно установить значительное их сходство между собой,
определяемое в основном назначением детали в данной машине.
К таким общим типичным деталям относятся валы, втулки, рабочие
колеса, шестерни, шпонки, шкивы, корпусные детали и т. д.
Общность деталей особенно заметна в однородных машинах.
Так, например, в металлорежущих станках весьма сходными де-
талями будут шпиндели, шлицевые валики, ходовые винты, ше-
стерни, станины, столы и т. п. В центробежных насосах типичными
общими деталями будут валы, рабочие колеса, спиральные корпусы
и крышки, кронштейны и т. д.
Наличие общих типичных деталей в различных машинах, кото-
рые, в свою очередь, состоят из определенных основных элементов
(плоскость, цилиндр, конус), создает возможность типизации тех-
нологических процессов.
Сущность типизации технологических процессов заключается
в том, что для определенного типа или группы аналогичных деталей
разрабатывается общий технологический процесс с вариантами
для различных масштабов выпуска. Вместо индивидуальной разра-
ботки технологического процесса изготовления, например, рабочего
колеса центробежного насоса или шестерен зубчатого насоса на не-
скольких заводах можно централизованно составить единый процесс,
учитывающий все лучшие достижения различных заводов для дан-
ного вида производства.
При наличии такого единого типового процесса на каждом от-
дельном заводе в случае необходимости легко может быть разрабо-
тан рабочий процесс для данной детали с простановкой ее размеров,
числа оборотов и подач соответствующего станка и подсчетом времени
ТИПИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
1 35
обработки. Вся основная работа по выбору технологического марш-
рута, установочных баз, оборудования, видов приспособлений и
инструмента при этом отпадает. Устраняются также возможные
ошибки в обработке и брак деталей в случае неправильно составлен-
ного технологического маршрута на том или другом заводе. Кроме
того, использование типовых процессов позволяет централизованно
проектировать типовые приспособления для обработки деталей
аналогичных конструкций, близких по размерам.
Материалы типовых процессов широко используются при изуче-
нии технологии машиностроения соответствующих отраслей про-
изводства. Наибольшее распространение получила в настоящее
время отраслевая типизация технологических процессов — станко-
строения, электромашиностроения, насосостроения и т. д.
Методика разработки типовых технологических процессов. Основ-
ными этапами разработки типовых технологических процессов
являются:
1) конструктивно-технологическая классификация деталей по
типам и размерным группам в соответствии с их конструктивными
и технологическими особенностями и размерами;
2) обобщение и изучение существующих технологических про-
цессов обработки данных деталей и аналогичных деталей в других
отраслях промышленности;
3) разработка новых, типовых технологических маршрутов
обработки;
4) составление карт типовых технологических процессов меха-
нической обработки.
В ряде случаев при типизации технологических процессов разраба-
тываются также типовые технические условия на изготовление
деталей.
Опыт типизации технологических процессов показывает, что в ряде
случаев при попытках разработать всеобъемлющую универсальную
классификацию всех деталей машин получалась чрезвычайно
громоздкая система, не применимая при решении вопросов обработки
определенных деталей данного производства.С другой стороны, раз-
работка типовых технологических процессов для определенных
типичных деталей данной отрасли давала хорошие результаты
при небольших затратах времени и средств. Такие детали, как рабо-
чее колесо, вал и муфта, являются общими для центробежных насо-
сов всех типов. Спираль, корпус, крышка, кронштейн, стойка, крышка
подшипника и шкив являются общими для консольных насосов.
Для шестеренчатых насосов основными общими деталями являют-
ся валы, шестерни, корпусы, для винтовых—винты и обоймы и т. д.
Основные признаки отраслевой классификации деталей, использо-
ванныепри разработке типовых технологических процессов обработки
деталей насосов, приведены в табл. 25. Следует указать, что не всегда
необходимо использовать все подразделения классификации. Обя-
зательными являются лишь> класс — тип — размерная группа.
Подклассы применяются главным образом для корпусных деталей
136
ПУТИ РАЗВИТИЯ передовой технологии
Таблица 25
Основные признаки отраслевой классификации деталей
Класс
Подкласс
Тип (технологическая
группа)1
Размерная группа
Наименование
детали и ее экс-
плуатационное
назначение в ма-
шине: валы, ра-
бочие колеса, ра-
бочие винты, ше-
стерни, корпус-
ные детали,
крышки, муфты
и т. п.
Конструктив-
ная разновид-
ность по внеш-
нему виду и экс-
плуатационным
свойствам: рабо-
чие колеса цен-
тробежных и осе-
вых насосов, кор-
пусные детали —
кронштейны, спи-
рали, крышки
разъемных кор-
пусов, выправля-
ющие аппараты
осевых насосов
и т. д.
Основное подраз-
деление классифи-
кации по признаку
внешнего сходства,
определяющее
единство технологи-
ческого маршрута:
рабочие колеса
цельные и сборные,
валы гладкие, сту-
пенчатые, полые,
коленчатые, кор-
пусы и крышки го-
ризонтально-разъем-
ных насосов, спи-
рали и крышки спи-
ралей; кронштейны
двух- и одноопор-
ные
Размерные раз-
новидности вну-
три типа, опре-
деляющие раз-
мер и отчасти
тип оборудова-
ния (высоту цен-
тров и межцен-
тровое расстоя-
ние у токарных
станков, приме-
нение карусель-
ного станка вме-
сто револьвер-
ного и т. д.)
1 В некоторых случаях вводится еще дополнительное подразделе-
ние — подтип, который не изменяет основного содержания технологиче-
ского маршрута, но определяет применение некоторых дополнительных
операций или изменение их содержания. Например, неразгруженные или
разгруженные рабочие колеса с дополнительным сверлением шести от-
верстий в тумбе; ступенчатые валы с односторонним или двусторонним
расположением ступеней, с одним или двумя резьбовыми концами, глад-
кие валы с заточкой или без заточки на конце и т. п.
и рабочих колес, подтипы — для валов и некоторых других де-
талей.
Конструктивно-технологическая классификация составляется на
основе рабочих чертежей деталей данного типа. Она содержит основ-
ные характеристики этих деталей у всех марок рассматриваемых
машин, центробежных насосов и т. д. с разбивкой по конструктив-
ным типам, размерным группам и с указанием годового выпуска
или серийности и заводов, изготовляющих насосы данных марок,
что необходимо для последующего изучения и обобщения техноло-
гических процессов.
В качестве основных показателей, определяющих размерные
группы рабочих колес, крышек спиральных корпусов и тому подобных
деталей, принимают наибольший наружный их диаметр, для валов —
длину, для спиральных корпусов и кронштейнов — радиус наиболь-
шей окружности, описанной вокруг главной оси вращения (фиг. 84).
При разработке типовых технологических процессов для деталей,
центробежных насосов коэффициент приведения, т. е* число деталей»
ТИПИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
137
относящихся к одному типу, составил от31 (валы) до 7 (шкивы). Разра-
ботка технологического процесса для каждого типа деталей данного
наименования производится по деталям-представителям.
Второй этап разработки типовых процессов заключается в рас-
смотрении существующей технологии с целью выявления ее положи-
тельных сторон и недостатков. Для этого на основании заводской
технологической документации составляется сводка существующих
маршрутов, по которым производится сравнение и изучение техноло
гических вариантов обработ-
ки аналогичных деталей, при-
меняющихся на различных
заводах.
Различный масштаб про-
изводства отдельных типов
насосов и отсутствие устано-
вившегося массового их вы-
пуска потребовали разработ-
ки типовых процессов для
следующих вариантов серий-
ности производства мелких
и средних насосов: индиви-
дуальное и мелкосерийное
с выпуском до 100 шт. в год;
среднесерийное с выпуском
500—2000 шт. в год; крупно-
серийное с выпуском более
3000 шт. в год.
Фиг. 84. Размер R, определяющий размер-
ную группу корпусных деталей консоль-
ных насосов:
а — спираль; б — кронштейн.
Принятые разрывы в годовом выпуске, характеризуя границы
применения вариантов типовых процессов, позволяют заводам точ-
нее учитывать действительные условия производства данной детали.
Например, производство 300 шт. в год сложных рабочих колес можно
отнести к серийному варианту, а 200 шт. более простых колес, изго-
товляемых по разовому заказу, — к мелкосерийному. Производство
2100 кронштейнов в год следует отнести к крупносерийному варианту,
в то время как выпуск 2800 малотрудоемких крышек подшипников —
к среднесерийному производству.
Для более трудоемких деталей, например кронштейна и спираль-
ного корпуса, были предусмотрены варианты массового производ-
ства с выпуском более 10 000—15 000 шт. в год.
Особенности принятых технологических вариантов характери-
зуются следующим:
1) для варианта индивидуального и мелкосерийного производства
за основу типового маршрута принимают наиболее удачные из числа
существующих технологических процессов с использованием налич-
ного оборудования и без разработки специальной оснастки;
2) для варианта среднесерийного производства предусматривают
некоторое повышение уровня технологического процесса, введение
револьверных наладок, типовой оснастки, а также устранение
138
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
разметки и установки деталей с индивидуальной выверкой на
станках;
3) для крупносерийного варианта предусматривают сверление
центральных отверстий рабочих колес и муфт на сверлильных стан-
ках с последующим протягиванием, токарно-многорезцовую обра-
ботку, применение многошпиндельных сверлильных головок и спе-
циальной типовой оснастки.
Для установившегося производства с годовым выпуском более
10 тыс. насосов данной марки целесообразна обработка деталей
на агрегатных и специализированных высокопроизводительных стан-
ках, полуавтоматах и автоматах.
При составлении типовых технологических маршрутов и их
вариантов необходимо обеспечить прогрессивность этих процес-
сов на достаточно длительный период применения (не менее 5—
6 лет). Поэтому, изучая существующую технологию обработки ос-
новных деталей, необходимо намечать и обязательно предусматри-
вать в типовых маршрутах повышение существующего технического
уровня отраслевой технологии.
На основе намеченных типовых маршрутов обработки, предусма-
тривающих устранение выявленных недостатков существующих
процессов и, наоборот, использование отдельных удачных решений,
разрабатываются карты типового технологического процесса.
В приложении 1 в качестве примера приведена карта типового
технологического процесса для серийного производства механи-
ческой обработки рабочих колес центробежных насосов.
§ 26. КОМПЛЕКСНОЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА
Многократное увеличение выпуска серийных насосов на суще-
ствующих площадях. Практика разработки и внедрения в произ-
водство передовых методов показывает, что отдельные улучшения
технологии на тех или других операциях, значительно снижая
трудоемкость этих операций в целом по изделию, не дают ощутимого
результата, особенно в части увеличения его выпуска. Это объяс-
няется в большинстве случаев наличием на других операциях узких
мест, ограничивающих выпуск. Последний может быть резко уве-
личен только при общем усовершенствовании всех последовательных
процессов производства данного изделия.
Сущность этого метода состоит в том, что подвергаются изучению
и совершенствованию все последовательные производственные про-
цессы изготовления определенного изделия от его конструирования
до сборки и выпуска с завода. При этом в соответствии с выявленными
недостатками и резервами по данным науки и передового техноло-
гического опыта других предприятий разрабатываются и внедряются
наиболее целесообразные изменения конструкции, процессов заго-
товительной, механической и сборочной технологии и организацион-
ных методов. Вся работа проводится под углом зрения определен-
ного» заранее заданного увеличения выпуска на существующих пло-
КОМПЛЕКСНОЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА
139
Таблица 26
Последовательность комплексного усовершенствования производства
насосов 46Г (в течение 3 лет)
Содержание работ каждой очереди Сроки выполнения работ (кварталы) Результаты проведенных работ
Первая очередь (в течение первого года)
Увеличение выпуска в 2 раза и сни- жение себестоимости на 6QIQ* Усовершенствование сборочного про- цесса: а) проектирование операционной тех- нологии; б) внедрение расчлененной сборки насосов 46Г взамен бригадной (без существенного технологического и транспортного оснащения) I Сокращение трудо- емкости сборочных ра- бот на 38%
Улучшение технологичности деталей насоса 46Г и внедрение усовершенство- ванной конструкции 46ГМ: а) переработка чертежей; б) пере- делка моделей и получение литья; в) механическая обработка, сборка и испытания опытной серии насосов 46ГМ II Снижение трудоем- кости механической обработки при суще- ствующей технологии на 12°/0 и создание воз- можности применения более передовой тех- нологии
Коренное усовершенствование литей- ной технологии: а) разработка процесса жакетной от- ливки в формах из сухих стержней; б) конструирование и изготовление ме- талломодельной оснастки; в) внедрение новой технологии III—IV Сокращение припус- ков и повышение точ- ности отливок с обес- печением взаимозаме- няемости и снижением трудоемкости на 31%
Коренная перестройка методов меха- нической обработки: а) разработка нового технологиче- ского процесса с настроенными опера- циями; б) конструирование специаль- ной оснастки и станков III — IV —
* С учетом погашения затрат на оснастку за счет себестоимости в течение данного года.
140
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Продолжение табл. 26
Содержание работ каждой очереди Сроки выполнения работ (кварталы) Результаты проведенных работ
Вторая очередь (в течение второго года) Увеличение выпуска еще в 1,7 раза и снижение себестоимости за год на 22^^ Продолжение перестройки механи- ческой обработки; а) изготовление тех- нологической оснастки и специальных станков силами завода на базе усовер- шенствования имеющегося оборудова- ния и использования стандартных го- ловок; б) внедрение трех переменно- поточных линий механической обра- ботки основных деталей, уплотненных револьверных наладок и прочей ос- настки; в) организационное выделение в самостоятельные производства насо- сов 46ГМ и мелкосерийных насосов других марок I—IV Снижение общей трудоемкости механи- ческой обработки на 39°/0 и улучшение ка- чества обработки
Третья очередь (в течение третьего года) Увеличение выпуска еще в 1,5 раза и снижение себестоимости на 19°/0* Продолжение усовершенствования сборочного процесса: а) разработка технологического про- цесса и оснастки; б) внедрение поточ- ных линий механизированной узловой и общей сборки на тележках и роль- гангах I—II Дополнительное сни- жение трудоемкости сборочных работ на ЗЗо/о
* С учетом погашения затрат на в течение данного года. оснастку за счет себестоимости
щадях. При этом увеличение выпуска серийной продукции в 2—3
раза и более создает предпосылки для столь резкого улучшения
производства, что указанное увеличение выпуска оказывается воз-
можным осуществить на имеющихся площадях.
Одним из примеров комплексного усовершенствования произ-
водства является шестикратное увеличение выпуска поршневых
насосов 46ГМ на Свесском насосном заводе (табл. 26).
В результате этой работы выпуск насосов 46Г на существующих
площадях увеличился за 3 года в 5 раз, а себестоимость продукции
снизилась почти в 2 раза. При этом вся работа была произведена
КОМПЛЕКСНОЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА
141
не только без дополнительного строительства, но и без специального
отпуска средств. Стоимость изготовления оснастки и освоения новой
технологии относилась на счет оборотных средств завода и с избыт-
ком окупалась в течение каждого года внедрения при весьма неболь-
ших капитальных затратах на приобретение нескольких новых
станков. Благодаря этому завод в течение каждого года от общего
усовершенствования и внедрения имел значительную сверхплановую
экономию (один рубль затрат дал свыше 4 руб. экономии). Осо-
Фиг. 85. Технико-экономические показатели комплексного усовершенствования
производства паровых насосов 46ГМ:
1 — годовой выпуск в °/0; 2 — коэффициент оснащенности; 3 — общая трудоемкость в нормочасах;
4 — трудоемкость механической обработки и станкочасах; 5—заводская себестоимость в о/о;6 - го-
довая экономия в тыс. руб.; 7 — затраты на проектирование и изготовление технологической
оснастки в тыс. руб.
бенностью комплексного усовершенствования производства является
обязательное внедрение разработанных мероприятий очередями
и наибольшее использование имеющихся технических и организа-
ционных резервов путем проведения всех работ в тесном содруже-
стве с коллективом цеховых работников завода.
На фиг. 85 приведен график, характеризующий технико-эконо-
мические показатели общих результатов усовершенствования про-
изводства насосов 46ГМ.
График показывает, что характерным признаком производства
является рост коэффициента технологической оснащенности (с 0,97
до 4,0). Последовательное внедрение уплотненных револьверных
наладок, высокопроизводительных приспособлений, поворотных кон-
дукторов, специализированных станков, переменно-поточных линий
механической обработки, узловой и поточной сборки позволило
систематически в течение 3 лет в 1,5—2 раза за каждый год увеличи-
вать выпуск насосов.
142
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Автоматизация производства. Указанные выше основные направле-
ния комплексного усовершенствования производства остаются в силе
и при проектировании производства любого нового изделия на дан-
ном заводе и для массового установившегося производства определен-
ного изделия.
Главное заключается во внедрении новой для данного произ-
водства техники и комплексном использовании резервов. Так как
многие давно организованные массовые производства работают по
методу расчлененных операций, перевод такого производства на
технологию концентрированных операций позволяет в 2—3 раза со-
кратить трудоемкость обработки основных деталей на станках.
При этом на существующих площадях размещается новое оборудо-
вание в виде агрегатных станков, автоматических и полуавтома-
тических линий с производительностью, значительно большей преж-
него операционного оборудования. В результате этого количество
рабочих при том же выпуске изделий сокращается, высвобождается
площадь для нового оборудования и в конечном итоге оказывается
возможным поднять выпуск изделий в 2—3 раза и более (см. пример
в табл. 27).
Таблица 27
Технико-экономические показатели внедрения обработки
автомобильных блоков на автоматических линиях
Показатели Способ обработки
на отдельных станках на четырех автоматических линиях
Количество станков Занимаемая площадь вл/2 Стоимость станков в тыс. руб Стоимость транспортных устройств в тыс. руб Потребное количество рабочих в две смены . • . . 32 480 5280 79,2 64 47 (силовые головки) 450 6492 8
Хотя стоимость автоматических линий выше, чем стоимость
соответствующего количества операционных станков, себестоимость
производства с учетом сокращения численности рабочих и потреб-
ной площади понижается.
Автоматические линии, у которых станки непосредственно свя-
заны транспортными устройствами, имеют существенный недоста-
ток, так как при выходе из строя любого станка линии возникает
необходимость остановки всей линии. Более надежно работают
линии с промежуточными загрузочными устройствами — бункерами.
При этом каждый станок имеет задел, благодаря чему кратковре-
менные остановки станков для подналадки не вызывают остановки
всей линии. Создание такого рода загрузочных устройств возможно
КОМПЛЕКСНОЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА
143
лишь для небольших деталей, удобных по форме для транспорти-
рования.
В полуавтоматических поточных линиях при автоматическом
цикле многопозиционной обработки установка и съем деталей на
каждой операции производятся вручную. Передача деталей от
станка к станку осуществляется различными видами надземного
и наземного транспорта.
Усовершенствование мелкосерийного производства крупных ма-
шин. В случае ограниченного масштаба выпуска изделий также
возможно и необходимо использование технологических и органи-
зационных резервов производства. При этом сохраняются указан-
ные выше основные направления усовершенствования производства,
но конкретное содержание этих работ приобретает некоторые особен-
ности, которые связаны с мелкосерийным характером производ-
ства и с вопросом изготовления крупных деталей на уникальных
карусельных, расточных, токарных и тому подобных станках.
Основными мероприятиями для совершенствования производ-
ства крупных насосов, выпускаемых в единичном или мелкосерий-
ном порядке, являются:
1) отработка технологичности конструкций в направлении уни-
фикации деталей и посадок, применения сварных конструкций,
позволяющих вести раздельную обработку элементов крупных дета-
лей, а также сокращения объема механической обработки;
2) повышение коэффициента использования мощности крупных
уникальных станков;
3) разгрузка уникальных станков за счет создания специаль-
ных агрегатных станков упрощенной конструкции, улучшения
(модернизации) имеющегося недостаточно используемого оборудова-
ния завода, а также устранения обработки крупных узлов в сборе;
4) разработка и широкое использование новых технологических
процессов и отдельных технологических усовершенствований с
применением унифицированной оснастки, что позволяет сокращать
трудоемкость обработки, а также время подготовки производства;
5) сокращение цикла производства за счет параллельного пуска
основных деталей и организации их непрерывной круглосуточной
обработки на уникальных станках, уменьшения времени нахож-
дения деталей между операциями и усовершенствования сборки.
В крупном насосостроении особо важным является вопрос об
использовании уникального оборудования. Крупные карусельные
станки с планшайбой диаметром до 5—8 ж, расточные со шпинделем
диаметром свыше 180 мм, токарные станки 800X15 000 мм и т. п.
являются весьма редкими и дорогими станками. Стоимость некото-
рых из них составляет 2—5 млн. руб., что определяет большие
амортизационные начисления (5—10 руб. и более за час работы
такого станка).
С другой стороны, такие станки, имея мощность привода в несколь-
ко десятков и даже сотен киловатт, рассчитаны на снятие весьма
больших стружек, но при однорезцовой обработке даже при обдирке
144
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
бывает затруднительно использовать всю мощность станка, так как
один резец потребляет не более 15—20 кет, В целях повышения
использования мощности переходят к обработке на повышенных
скоростях с применением твердосплавного инструмента или быстро-
режущего инструмента, упрочненного твердым сплавом электроис-
кровым способом. Наиболее эффективным способом повышения
Фиг. 86. Резец с вертикальным креплением пластинок для снятия
больших сечений стружек:
1 — прижимная планка со стружколомом; 2 — затяжной клин.
использования мощности станка является одновременная обработка
двумя верхними и боковыми суппортами на продольных строгаль-
ных станках, двумя суппортами на крупных токарных станках,
одновременная обработка поперечным и боковым суппортом на кару-
сельных станках и т. п.
Увеличение потребляемой мощности может быть также дости-
гнуто за счет применения многорезцовой обработки, например,
одновременная обработка тремя резцами трех ручьев у шкива для
клиновидного ремня и т. п. На фиг. 86 показан двухпластинчатый
резец Уралмашзавода, позволяющий снимать стружку сечением
80—100 жж2 при подачах 3—4 мм/об. Применение такого резца
КОМПЛЕКСНОЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА
145
более чем в 2 раза повышает коэффициент использования мощности
токарных и карусельных станков. Вертикальное крепление пла-
стинки увеличивает ее устойчивость против выкрашивания и позво-
ляет до полутора раз увеличивать нагрузку на одну пластинку.
Механическое крепление пластинок позволяет производить смену
их без снятия резца, что сокращает вспомогательное время и
позволяет увеличивать скорости резания на 10—15%.
В ряде случаев выпуск крупных машин ограничивается пропуск-
ной способностью уникальных станков даже при высоком коэффи-
Фиг. 87. Специализированный станок, собранный из имеющихся узлов
некомплектного оборудования:
1 — приводная бабка; 2 — скалка (борштанга); 3 — расточные головки; 4 — люнеты.
циенте их использования. В таких случаях необходимо всемерно
разгружать эти станки и передавать часть выполняемых работ на
другие виды оборудования.
В качестве примера использования агрегатных и специализи-
рованных станков можно привести опыт Уралмашзавода, Ленин-
градского металлического завода имени Сталина и др., широко
применяющих такие станки, несмотря на мелкосерийный характер
производства.
На фиг. 87 показана расточка отверстий диаметром 2600 мм
в детали весом 150 т на упрощенном агрегатном станке, изготовлен-
ном силами завода. Станок состоит из электродвигателя, приводной
бабки 1 (использована передняя бабка некомплектного токарного
станка), специальной скалки (борштанги) 2 диаметром 100 мм и
длиной 7000 мм, поддерживаемой люнетами 4. В каждой из двух
расточных головок 3 крепится по восемь резцов. Плиты и подставки
под приводную бабку и люнеты были подобраны из нормальной
оснастки и только отдельные детали были изготовлены вновь. Этот
станок полностью высвободил уникальный расточный станок со
шпинделем диаметром 250 мм, ранее загруженной в 3 смены. Опи-
санный агрегатный станок с успехом может быть использован,
Ю д. г, Белецкий 2527
146
ПУТИ РАЗВИТИЯ ПЕРЕДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
например, при расточке спиральных корпусов крупных центро-
бежных насосов и тому подобных работ.
На фиг. 88 показан пример модернизации токарно-обдироч-
ного станка с расстоянием между центрами 6500 мм для обра-;
Фиг. 88. Усовершенствованный токарный станок для обтачивания
длинных валов.
ботки валов длиной до 12 ж, обработка которых лимитировалась,
единственным имевшимся уникальным токарным станком.
В результате модернизации задняя бабка была установлена
на специально изготовленную дополнительную станину. Поскольку
.Узел Я
Фиг. 89. Инструмент для одновременного сверления и зенкования
отверстий.
длина рабочего хода каретки осталась без изменения, вал обта-
чивался вначале от середины к передней бабке на длине 6 м, а за-
тем после поворота в центрах обрабатывалась его вторая половина.
В случае невозможности устранить обработку мелких деталей
в сборе с корпусом, ввиду высоких требований к точности располо-
жения отверстий, следует производить предварительную обработку
раздельно. В этом случае после сварки или механического соеди-
нения корпуса с деталями они подвергаются лишь чистовой обра-
ботке с небольшой затратой машинного времени.
КОМПЛЕКСНОЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА 147
Кроме перечисленных выше мероприятий, имеющих особое
значение для производства крупных насосов в мелкосерийном про-
изводстве, используются обычные методы усовершенствования тех-
нологического процесса: внедрение скоростного и силового резания,
применение пластинчатых сверл и сверл с внутренним подводом
охлаждающей жидкости, применение протяжек для крупных пазов, а
также широкое использование опыта передовиков — новаторов произ-
водства. В качестве примера на фиг. 89 показан простой, но даю-
щий хорошие результаты способ применения комбинированного
инструмента при сверлении трубчатых корпусов диаметром 2100
и длиной 13 000 мм. Установка хомутика с резцом на сверле поз-
волила совместить зенковку отверстия со сверлением, что на 30%
сократило время.
Из практики заводов тяжелого машиностроения следует, что
при систематическом совершенствовании производства, изыскании
и использовании резервов съем продукции с одного станка увеличи-
вается за 2—3 года в 1,5—2 раза*
10*
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ДЕТАЛЕЙ НАСОСОВ
ГЛАВА VII
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
§ 27. КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВАЛОВ
Типы валов. В зависимости от конструкции и формы все валы
насосов могут быть разбиты на четыре основных типа: гладкие,
ступенчатые, полые и коленчатые. Дальнейшая классификация
устанавливает подтипы и размерные группы (табл. 28). Дополни-
тельная характеристика вала, влияющая на технологию его обра-
ботки, определяется классом точности изготовления наиболее ответ-
ственных мест (шеек) вала, а также его жесткостью.
Форма вала, как признак классификации, определяет его основ-
ной контур: большие ступени по длине вала, фланцы, внутренние
полости, шатунные шейки и т. п. Мелкие отличия формы — коли-
чество и разновидности шпонок, различные резьбы и небольшие
осевые и поперечные отверстия (каналы) и т. п. — не определяют
коренного отличия технологического маршрута и поэтому в ка-
честве признака классификации не рассматриваются.
Размерные группы валов определяются основными данными
станков, на которых они обрабатываются. Так, например, наиболь-
шая длина валиков, обрабатываемых из прутка на автоматах, со-
ставляет 150 мм, на отрезных многошпиндельных автоматах —
300 мм. Последний размер принят в качестве верхнего предела
первой размерной группы. Существующие многорезцовые станки
типа 1730, токарные полуавтоматы типа 116 позволяют производить
обработку валов длиной до 500 мм, а типа 1Б16—до 1200 мм, что и
определило границы следующих групп. Валы длиной до 3000 мм
могут обрабатываться на широко распространенных токарных стан-
ках 1А62 и 1Д63 с удлиненной станиной. Более длинные валы тре-
буют уникальных токарных и шлифовальных станков.
В зависимости от заданной точности изготовления ответствен-
ных поверхностей валов можно установить четыре вида валов:
особо точные, изготовляемые по 1—2-му классам точности,
повышенной точности — по 2-му и 3-му классам, н о р-
мальной точности — по 3-му и 4-му ипониженной —
по 5—7-му и более грубым классам точности.
КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВАЛОВ 149
Классификация валов насосов
Таблица 28
Жесткость валов определяет возможность обработки валов с
многорезцовыми наладками и без люнета.
К жестким валам относят валы, у которых L : D < 12, где L —
длина вала в мм\ D —диаметр вала в мм.
Следует указать, что валы с L: D = 12 н- 15 в некоторых слу-
чаях обрабатываются с люнетом, но с многорезцовой наладкой.
Валы меньшей жесткости обрабатываются только одним резцом.
Технические условия на изготовление валов. Основные техни-
ческие требования к валам задаются рабочими чертежами деталей
и изделий.
150
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Качество обработки вала определяется в первую очередь точ-
ностью посадочных размеров, соосностью посадочных шеек, т. е.
наименьшей величиной их биения и обеспечением заданной чистоты
посадочных поверхностей вала. К заготовкам валов предъявляются
основные требования на соответствие марки и механических свойств
металла, отсутствие внутренних и внешних пороков—трещин,
волосовин и т. п. и наличие необходимых припусков, обеспечиваю-
щих отсутствие черновин при обработке и не вызывающих необхо-
димости дополнительных проходов.
Для крупных валов уникальных насосов составляются инди-
видуальные технические условия, в которых оговариваются условия
обеспечения заданных свойств металла, методы изготовления, кон-
троля и приемки вала.
Для обычных валов мелких и средних размеров (длиной до
3000 мм) применяются типовые технические условия. В них ого-
варивается возможность замены установленного чертежом мате-
риала без ущерба для прочности, а также допуски на размеры заго-
товок (поковки и штамповки).
Технические условия устанавливают порядок проверки раз-
меров с применением калибров и шаблонов, многомерного инстру-
мента, а также точность выполнения свободных размеров, не ого-
воренных допусками на чертеже и выполняющихся обычно по 7-му
классу точности. Оговаривается порядок приемки валов, включая
проверку на биение перед шлифованием, которое ограничивается
половиной припуска на сторону и допустимое биение шеек
под колеса, подшипники и сальники после шлифования. Если в
чертеже величина допустимого биения не оговорена, то принимают
для валов диаметром до 50 мм биение до 0,03 мм, а для диаметров
больше 50 мм —до 0,05 мм. Проверку биения производят на приз-
мах (ножах) и только в индивидуальном производстве допускается
проверка биения шеек при установке вала в центрах.
Металлы и заготовки для валов. Большинство валов насосов
изготовляется из конструкционных углеродистых сталей 35, 40,
Ст. 5 и лишь в отдельных случаях для кислотоупорных и некоторых
других типов насосов используются легированные хромоникеле-
вые нержавеющие стали [2X13 (ЭЖ2) и др.].
Для значительной части мелких и средних валов до последнего
времени термообработка не предусматривалась. Практика введе-
ния в последние годы нагрева и закалки шеек валов токами
высокой частоты (т. в. ч.) показала полную возможность полу-
чения хороших результатов (//Рс = 45 н- 48) на валах из
стали 35.
В качестве заготовок для валов в большинстве случаев приме-
няется горячий прокат. Использование калиброванного, холодно-
тянутого металла допустимо лишь для гладких валов. Для крупных
валов диаметром более 180—200 мм применяют поковки из блюм-
сов или слитков. Заготовки горячего проката при производства
валов с большими перепадами диаметров проходят ковку, свобод-
ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ НАСОСОВ
151
ную или в подкладных штампах, а при большой серийности —
штамповку в закрытых штампах или высадку.
Заготовки для коленчатых валов при крупносерийном произ-
водстве должны получаться штамповкой. При индивидуальном
производстве средние и крупные валы изготовляются из поковок,
мелкие иногда изготовляются из горячего проката непосредственно.
§ 28. ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ
ОБРАБОТКИ ВАЛОВ НАСОСОВ
Обтачивание торцов и центрование валов. Исходная операция
при обработке валов любых
цов — выполняется разными
валов и масштаба их вы-
пуска.
Наиболее совершенным
способом выполнения этой
операции является обра-
ботка торцов на фрезер-
но-центровальных станках
типа ФЦ-1 (485) завода
имени Орджоникидзе для
валов длиной до 500 мм
и типа ФЦ-2 —для валов
длиной от 500 до 1200 мм.
Станок имеет четыре
шпиндельные головки, две
фрезерные (неподвижные)
и две сверлильные с осе-
вой подачей, расположен-
типов — подрезка и центрование тор-
способами в зависимости от размеров
ные попарно на обеих сторонах станка. В первой позиции деталь
подается со столом перпендикулярно оси фрезерных головок, кото-
рые фрезеруют оба торца вала на заданный размер. После этого
стол перемещается во вторую позицию, в которой он остается непо-
движным, в то время как две сверлильные головки производят
сверление центровых отверстий специальными центровальными
сверлами.
В условиях массового производства операция подрезания тор-
цов может выполняться на барабанно-фрезерном станке непрерыв-
ного действия типа 6А07. После этого на центровальном станке
одновременно зацентровываются оба торца каждого вала (фиг. 90).
В серийном и индивидуальном производстве центрование валов
малых и средних размеров выполняется на токарных станках; для
этого вал пропускается через полый шпиндель станка и зажимается
в самоцентрирующем патроне с вылетом 50—100 мм.
В некоторых случаях при серийном выпуске подрезку коротких
валиков производят на горизонтально-фрезерных станках набо-
рами из двух дисковых фрез, установленных на заданную длину
152
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
валика. Центрование валиков при этом производится на центровоч-
ных станках.
Заготовки, полученные отрезкой дисковыми пилами и ножев-
ками, а также рубкой на прессах, должны обязательно подрезаться
перед центрованием. Заготовки, полученные с отрезных токарных
станков, имеют более точные торцы и могут непосредственно посту-
пать на зацентровку. В случае особых требований к точности после
а)
Фиг. 91. Центрование крупных валов:
а —на токарном станке для валов с люнетом; б — на горизонтальном сверлильно-
расточном станке; в — на радиально-сверлильном станке.
обдирки валов производится вторичная подрезка торцов и перецен-
тровка.
В зависимости от размера вала и условий производства указан-
ные выше операции выполняются одним из следующих способов:
1) на токарном станке для валов, с зажимом их в патроне и
люнете по черновой поверхности (фиг. 91, этот метод не приго-
ден для валов больших диаметров, а также кованых с неровной
поверхностью для зажима кулачками люнета;
2) на горизонтально-расточном станке (фиг. 91, б) производится
только центрование, так как фрезерование торца менее производи-
тельно, чем последующая его проточка на токарном станке;
3) на радиально-сверлильном станке с использованием приямка
(фиг. 91, в); этот способ применяется для тяжелых валов длиной
до 2—3 ж, изготовляемых из прутков или поковок;
4) посредством ручной или электрической дрели с установкой
вала на козлах или подставках.
Сверление центрового отверстия производится по предваритель-
ной разметке. При токарном центровании вал выверяется по рейс-
ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ НАСОСОВ
153
мусу или «по мелу» и ось его тем самым оказывается установлен-
ной по центру задней бабки, в которую устанавливается сверло.
Размеры центровых отверстий установлены ОСТ 3725 и бывают
двух основных типов: без защитной (фиг. 92, в) и с защитной
(фиг. 92, г) фаской.
Центровые отверстия без защитной фаски применяются для
неответственных валов, которые после обтачивания и шлифова-
ния не устанавливаются повторно в центрах для дополнительной
Фиг. 92. Инструмент для центрования и центровые отверстия:
а — комплект из сверла и зенковки; б — комбинированные сверла; в — отверстие бев
защитной фаски; г — с защитной фаской.
обработки, а также проверки в процессе работы или при ремонте..
Центровые отверстия второго типа применяются для ответственных
валов многоступенчатых и других крупных насосов, а также для
разверток и зенкеров, многократно устанавливаемых в центры для
переточки.
Центрование производится посредством специальных центро-
вочных сверл (фиг. 92, б) или последовательного применения сверла
и зенковок с углами 60 и 120° (фиг. 92, а).
Обработка гладких валов. На цилиндрической части гладких
'валов могут иметься отверстия и фрезерованные пазы. Технологи-
ческий маршрут обоих подтипов гладких валов определяется нали-
чием значительного гладкого участка, который может быть полу-
чен за счет точной заготовки (калиброванный пруток) или сквоз-
ным бесцентровым шлифованием. i
В табл. 29 приведен типовой технологический маршрут обра-
ботки обоих подтипов гладких валов для разных видов произ-
водства.
IM
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Таблица 29
Типовые маршруты обработки гладких валов мелких и средних размеров
№ опе- рации Операция Вид производства
Массовое | Крулносерий- | Серийное | Индивидуал!.-
Типы станков
0 Заготовки Калиброванный пруток 3-го класса точности Горячий прокат
1 Отрезание Много- шпиндель- ные отрез- ные авто- маты (L до 300 мм) Токарные отрезные и дисковые пилы Механи- ческие но- жевки
Токарные автоматы (L до 150 мм) Револьверные или токарные
Прессы эксцентриковые | —
2 Обработка кон- цов 1 а) Обтачивание подрезание и цен- трование (при необходимости) Токарные автоматы (L до 150 мм)8 Револьверные или токарные8
— Револьверные Токарные
б) Нарезание резьбы 2 (При отрезании на токарных авто- матах, револьвер- ных или токарных станках — совме- щается с 1-ой опе- рацией) Накатные | — —
— Резьбофрезерные. Токарные, с головкой для вихревого нареза- ния резьбы 0 > 15 мм. Токарно-доделочные для нарезания плашками (0 < 15 мм) —
сре про нар Обработка по- перечных отвер- стий а) Сверление Специально сверлильные — — Вертикаль- но сверлиль- ные (по раз- метке или с универ- сальными кондукто- рами)
Вертикально-сверлильные с кондукторами
б) Нарезание ( 1 При горячем прок дней части вала 0 cj дольных отверстий. 2 При раздельном] н езать их после 4-й ог з Совмещается с One Резьбонарезные ате в операции 2а про: тучае необходимости пре арезании ответственных терации. грацией 1. Верти- кально- сверлильные изводится об низводится и резьб реке Вручную, метчиками ггачивание сверление »мендуется
ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ НАСОСОВ
155
Продолжение табл. 29
№ опе-
рации
Операция
Вид производства
Массовое | Кру'.носерий- | Серийное | Индивидуаль-
Типы станков
Фрезерование
пазов и граней
Специально
фрезерные
полуавто-
маты
Горизонтальные
или вертикально-
фрезерные с мно-
гопозиционными
приспособлениями
Горизон-
тальные
и вертикаль-
но-фрезер-
ные, с де-
лительной
головкой
Правка (по мере
необходимости)
после термиче-
ской обработки
Правйльные прессы с центрами
Плиты ПО"
верочные и
правочные
Центры и ручные
прессы или струбцины
Бесцентрово-шлифовальные (на
проход или врезанием)
Шлифование
Круглошлифовальные для средних
валов
Токарные для тонкого
обтачивания
Необходимо отметить следующие основные особенности маршрута.
Заготовкой является калиброванный пруток 3-го класса точ-
ности. Исключение представляет индивидуальное производство,
в котором допускается применение горячего проката. В этом случае
процесс обработки получает существенные отклонения от основ-
ного маршрута.
’ Базой для установки, за исключением индивидуального про-
изводства, является наружная поверхность заготовки. Первая опе-
рация для подтипа полностью гладких валов состоит в отрезании
и выполняется в массовом и крупносерийном производстве при
длине до 300 мм на многошпиндельных автоматах, при большой
длине, а также при серийном производстве — на токарно-отрезных
станках или дисковых пилах. Первые применяются в случае необхо-
димости получить точные торцы без последующей их подрезки.
Для второго подтипа гладких валов с уступами и резьбой на
концах в первой операции отрезание совмещается с обтачиванием
концов и нарезанием резьбы на автоматах в массовом производстве
или на револьверных станках — в крупносерийном производстве.
Сверление отверстий, обработка пазов и граней, термическая
обработка с последующей правкой нежестких заготовок и последую-
щее шлифование выполняются в соответствии с указанием чертежа
и требуемой точностью.
156
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Обработка длинных гладких валов типа штоков осевых насо-
сов, изготовляющихся в небольших количествах, производится по
маршрутам серийного и индивидуального производства для гладких
валов. При заготовке из горячего проката в первой операции про-
изводится отрезка на механической ножевке или дисковой пиле,
затем подрезка и центровка торцов на токарном станке с люнетами,
черновое и получистовое обтачивание валов в люнетах, фрезеро-
вание шпоночных пазов и окончательная обработка поверху.
Применение для гладких валов заготовок из горячего проката
вместо калиброванных прутков приближает технологический мар-
шрут обработки этих валов к маршруту обработки ступенчатых
валов, характерной особенностью которого является обтачивание
наружной поверхности.
При изготовлении гладких валов из горячего проката приме-
няется бесцентровое обтачивание на станках типа 930А. Отличи-
тельной особенностью этих станков является вращающийся резец,
мимо которого продвигается обрабатываемый вал, базирующийся
по наружному диаметру. Указанным способом можно обтачивать
валы диаметрами от 20 до 100 мм и более, длиной до 8500 мм с при-
пусками от 2 до 5 мм по 4—5-му классам точности, при однократной
(черновой) обработке. При двукратной обработке тщательно выправ-
ленных прутков может быть достигнут 3-й класс точности.
Прутки из горячего проката, прошедшие двукратное бесцентро-
вое обтачивание, могут обрабатываться по маршруту гладких валов
из калиброванного материала.
Обработка ступенчатых валов. При изготовлении ступенчатых
валов всех размерных групп на содержание технологического марш-
рута большое влияние оказывает заданная точность обработки
посадочных мест — шеек валов.
Заданная точность шеек вала определяет необходимость одно-
или двукратного обтачивания или шлифования (см. табл. 20).
При особых требованиях к качеству поверхности валов приме-
няются отделочные операции: притирка шеек, наружный хонинг-
процесс, доводка колеблющимися брусками (суперфиниш), обкаты-
вание роликами и т. п.
Типовой технологический маршрут обработки коротких и сред-
них двусторонних ступенчатых валов приведен в табл. 30.
Особенностями маршрута являются использование в качестве
заготовок горячего проката или штамповок и поковок; использова-
ние в качестве единой технологической базы на всех основных опе-
рациях центровых отверстий вала; четырех- или трехкратное
обтачивание валов (черновое и чистовое для двух концов) и одно-
или двукратное шлифование, в зависимости от требуемой точности
обработки.
Межоперационные припуски при обтачивании валов устанавли-
ваются по табл. 31 и 32.
Технологический маршрут односторонних ступенчатых валов
в основном сходен с маршрутом для двусторонних валов, за
ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ НАСОСОВ 157
Таблица 30
Типовые маршруты обработки коротких и средних ступенчатых валов
насосов (L « 300 -т-1200, диаметры более 50 мм)
№ опе- рации Операция Вид производства
Массовое Крупносерий- ное Серийное Индивидуаль- ное
Типы станков
0 Заготовки Горячие штамповки и винтовой прокат Поковки. Горячий про- кат (при небольших перепадах диаметров)
1 Отрезание Эксцентриковые прессы или дисковые пилы Механиче- ские ножевки
2 Подрезание торцов Барабан- но-фрезер- ные Фрезерно-центро- вальные Токарные
3 Центрование торцов Двусто- ронние цен- тровальные
4 Черновое обта- чивание первой и второй сторон1 Многорезцовые полу- автоматы (типа 116 и 1616Б) Многорез- цовые и то- карные стан- ки с автома- тизирующи- ми устрой- ствами и упорами То же
Токарные с гидроко- пировальным суппортом или автоматизирующи- ми устройствами и упо- рами
5 Чистовое обта- чивание первой и второй сторон То же что для операции 4 *
6 Фрезерование шпоночных пазов Специализированные шпоночно-фрезерные полуавтоматы Горизон- тально-фре- зерные с многомест- ными при- способле- ниями —
— -- Горизонтально-и вер- тикально-фрезерные
7 Сверление и нарезание резьбы в отверстиях 1 При ненастроенной < Специально- сверлильные и резьбо- нарезные обработке 4-s Резьбонарезные I операция может совмещг Вертикаль- но-сверлиль- ные одно- шпиндель- ные Вручную метчиками 1ться с 5-й.
158
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Продолжение табл. 30
№ one рации Операция Вид производства
Массовое Крупносерий- ное Серийное Индивидуаль- ное
Типы станков
8 Нарезание наружной резьбы Резьбофрезерные с групповой или дисковой фрезой Токарно- винторез- ные 1
Накатные (для мелких валов) Токарные, с головкой для вихревого наре- зания резьбы
9 Термическая обработка и правка Правильные прессы с центрами Плиты поверочные и скобы
— — Центры и ручные прессы или струбцины
10 Шлифование черновое и для валов 2-го и 3-го классов точности— чистовое 2 Нарезание резьбы д Бесцентрово-шлифо- вальные, врезанием (для коротких валиков). Автома гизированные и многокамневые круглошлифовальные <ожет быть совмещено с Токарные для тонкого обтачивания крупных валов. Круглошлифо- вальные 5-й операцией.
исключением 4-й и 5-й операций (табл. 30). Это различие состоит в
том, что обтачивание крайней ступени производится не на многорез-
цовом станке, а сразу в окончательный размер во время токарной
обработки после чернового многорезцового обтачивания ступен-
чатого конца.
Совмещение черновой и чистовой обработки второго конца вала
широко практикуется, так как сокращается вспомогательное время
и достигается необходимая точность обработки. Дальнейшее сокра-
щение числа установок при двусторонней обработке валов недопу-
стимо, так как при этом нарушается основное правило токарной
обработки, согласно которому каждая центровая впадина должна
приработаться в заднем неподвижном центре. В процессе приработки
ось центров несколько меняет свое положение, поэтому ступени
валика, обточенные начисто в различных установках на неприра-
ботанных центровых отверстиях, оказываются неконцентричными
или, как говорят, «бьют». Это же наблюдается при биении переднего
и заднего вращающегося центров.
ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАРШРУТЫ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ НАСОСОВ 159'
Таблица 31
Припуски на чистовое обтачивание валов после чернового обтачивания в мм
Диаметр вала в мм Длина обрабатываемой детали в мм Допуск на диаметр после чернового обтачи- вания в мм
До 500 501-1000 Свыше 1000
Припуск на диаметр
6-18 1,0 1,2 1,5 0,4
19-50 1,5 1,5 2,0 0.6
51-120 1,5 1,5 2,0 0.8
121-260 2.0 2,0 3,0 1,0
261 500 3,0 3,0 3.0 1,2
Таблица 32
Припуски на шлифование валов в центрах после чистового обтачивания
в мм
Номиналь- ный диаметр вала в мм Длина вала в мм Допуски на диаметр после обтачива- ния по 4 му кла су точности (С4) в мм
До 100 101-250 251—500 501-800 801-1200 1201-2000
Припуски на диаметр1 .
10-18 0.3 0,3 | 0,4 0,4 0,5 0,4 0.5 0,5 0,6 — 0,12
19-30 0,3 0,4 0,3 0.4 0,4 0.5 0,5 0,6 0,6 0,7 1 _ J 0,14 |
31 - 50 0,4 0,4 0,5 0,5 0 5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,17
51-80 0.4 0,4 05 0,5 0,6 0,6 0,7 0.7 0,8 0,8 0,9 0,2
81-120 0,5 0,5 0,6 0,6 0.7 0,6 0,8 0,7 0,9 0,8 1,0 0,23
121-180 0,5 0,6 0,7 0,6 0,7 0,6 0,8 0,7 0,9 0,8 1,0 0,26
181-260 0,5 0,6 0,6 0,7 0,6 0,7 0,7 0,8 0.8 0,9 0,9 1,1 0,3
261-360 0,6 0.7 0,6 0,7 0,7 0,8 0,7 0,9 0.8 1.0 О.ч 1,1 0,34
361-500 1В для закс 0,7 0,8 числителе 1ливаемых 0,7 0,8 указывав . При оди 0,8 0,9 тся припу [на ковом 0,8 0,9 СК для сы припуске 0,9 1,0 рых валов указывав 1,0 1,2 , в знамен ;тся одна 0,38 ателе — цифра.
160
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Короткие ступенчатые валики длиной до 150 мм могут обрабаты-
ваться на прутковых автоматах, а длиной до 300—400 мм — на
токарно-револьверных станках по методу уплотненных операций
(в одну операцию). Шлифование целесообразно выполнять на бес-
центровых станках методом врезания, так как для шлифования
в центрах приходится вводить операцию центрования второго конца
валика. В насосостроении автоматы применяются лишь для нор-
малей и крепежных деталей при достаточном масштабе выпуска и
при отсутствии оборудования для холодной высадки. Обработка
нормалей и коротких валиков на револьверных станках дает зна-
чительное преимущество перед токарной обработкой при соответ-
ствующей серийности и достаточной загрузке револьверной головки.
Валы длиной более 1200 мм обрабатываются на токарных стан-
ках, которые при достаточной серийности могут снабжаться спе-
циальными устройствами для автоматического получения размеров
по длине и диаметру ступеней. Маршрут обработки для этих валов
состоит из операций отрезания заготовки, подрезки и центровки
торцов, обтачивания и шлифования.
Обработка коленчатых и полых валов. Коленчатые и полые валы,
применяемые в поршневых приводных и крупных осевых насосах,
относятся к специальным видам валов. Особенностью коленчатых
валов являются шатунные шейки, расположенные эксцентрично
относительно оси коренных шеек. Обработка шатунных шеек соста-
вляет основную особенность технологического процесса изготовле-
ния коленчатых валов и будет рассмотрена ниже.
Особенностью полых валов является сквозное отверстие вдоль
оси вала, которое служит для размещения привода механизма
поворота лопастей рабочего колеса. Обработка полых валов будет
рассмотрена ниже (§ 30).
§ 29. ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
Обтачивание жестких ступенчатых валов. В массовом и серий-
ном производстве обтачивание ступенчатых валов достаточной жест-
кости выполняется на многорезцовых станках.
Различают следующие основные методы наладок многорезцовых
станков:
1) метод деления длины обработки;
2) метод деления припуска;
3) метод поперечной подачи или врезания.
Первый метод заключается в том, что вся длина заготовки раз-
бивается между несколькими резцами (фиг. 93, а). При этом длина
проточки, т. е. наибольший продольный ход переднего суппорта,
может быть равна длине наибольшей ступени 1\ — /щах, тогда
Тмаш = мин. Если одна из ступеней значительно превосходит
длины других ступеней, то для обточки этой ступени ставят два или
три резца так, чтобы каждый резец имел примерно одинаковый
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
161
путь резания. При этом время обработки значительно сокращается,
так как рабочий ход суппорта Lp х = где т — число резцов,
обтачивающих наиболее длинную ступень.
В обоих вариантах наладки все резцы, кроме крайнего пра-
вого, при подводе суппорта врезаются в металл на полную глубину
прохода. Тем самым каждый резец устанавливается в позицию,
обеспечивающую получение заданного при настройке диаметра
А)
обтачиваемой поверхности. Для облегчения врезания проходных
резцов на детали вытачиваются соответствующие канавки прорез-
ными резцами, установленными в заднем суппорте.
Метод деления длины заготовки как наиболее производительный
применяется во всех случаях, когда весь припуск может быть снят
за один проход. Это имеет место при штампованных заготовках,
а также при обработке из проката валов с небольшими перепадами
диаметров.
На фиг. 93, б показана наладка многорезцового станка по методу
деления припуска. В этом случае каждый резец устанавливается
для обточки заданного диаметра и длины ступени. Однако в начале
работы не производится врезания, а все резцы вступают в работу
последовательно. При этом первый (левый) резец обтачивает деталь
по всей ее длине, и рабочий ход суппорта будет
Lp. дг = Л + ^2 +
Обработка по методу деления припуска применяется для обта-
чивания деталей средних и больших диаметров небольшой длины.
И Д. Г. Белецкий 2527
162
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Кроме того, этот метод широко применяется при обработке вали-
ков на револьверных станках и автоматах.
На фиг. 93, в показано многорезцовое обтачивание по методу
врезания. Работа выполняется широкими резцами, причем Lp х =
= ~Этот метод может успешно применяться для прорезания
серии канавок на валах.
При работе на автоматизированных станках рабочий цикл мно-
горезцового обтачивания складывается из следующих ходов: вреза-
ния Lep, рабочего хода Lp х, перебега Lnep и обратного холостого
хода Lx x. Тогда машинное время многорезцовой обработки про-
дольным’ суппортом на станке с автоматическим циклом будет
гр ___^вр + ^р, х + ^пер . Lx. х
1 маш — ns "Г •
При работе двумя суппортами время работы заднего попереч-
ного суппорта обычно перекрывается. Если же задний суппорт
выполняет предварительную прорезку канавок для захода резцов
или же оканчивает подрезку торцов после возвращения переднего
* суппорта в исходное положение, неперекрывающееся время должно
быть добавлено к времени цикла.
Полная многорезцовая обработка двустороннего ступенчатого
вала состоит из четырех операций: черновой обработки первого и
второго концов и получистовой (под шлифование) обработки этих
же концов.
В неответственных валах, шейки которых выполняются шлифова-
нием по 3-му классу точности, последние две операции в ряде слу-
чаев могут быть опущены. При этом все же необходимо иметь два
многорезцовых станка, настроенных на первую и вторую операции,
или же производить их перестройку в серийном производстве, что
для автоматических станков типа 116 и других станков, работаю-
щих от кулачков, весьма затруднительно.
Полная обработка в две операции производится также в случае
коротких валиков и шестерен, устанавливаемых на оправках
(см. фиг. 58).
На фиг. 94 приведен пример совмещенной многорезцовой на-
стройки для черновой обработки штока парового насоса 46ГМ на
модернизированных токарных станках. В этой настройке черновая
обработка обоих концов штока выполняется на одном станке. Пер-
вый конец протачивается четырьмя резцами с* переднего резцедер-
жателя, а второй — с заднего. При этом во второй позиции, кроме
двух цилиндрических участков а, в (фиг. 94), обтачивается кониче-
ская шейка посредством резца, перемещающегося по копирной
линейке, соединенной неподвижно со станиной станка, тягой 6'.
Так же выполнена наладка для чистовой обточки обоих кон-
цов штока. Путем быстрой смены настроенных резцовых блоков для
черновой и чистовой обработки обоих концов штока полная его
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
163
обработка может производиться на одном станке с перестройкой
на партию 30—40 шт.
Установка деталей производится в переднем жестком и заднем
вращающемся центрах /ив самозажимном поводковом патроне.
Описанные наладки являются совмещенными и, кроме того,
унифицированными, так как предназначены для обтачивания обоих
Фиг. 94. Совмещенная последовательная черновая обработка обоих концов
штока на модернизированном токарном станке:
/ — вращающийся центр; 2 — исходное положение первого резца; 3 — риски среднего положения
суппорта; 4 — продольный упор для первой позиции; 5 — упор для второй позиции; б — тяга от
копирной линейки; а, б, в — участки, обрабатываемые во второй позиции.
концов парового и гидравлического штока. Штоки имеют сходные
формы, благодаря чему переход от обработки парового штока к
гидравлическому требует лишь незначительной перестановки резцов.
Короткие валики длиной до 300—400 мм могут обрабатываться
из прутка на револьверном станке. Обработка валика с семью сту*
пенями производится с использованием всех шести позиций револь-
верной головки и двух резцовых головок поперечного суппорта.
Вначале пруток подается до упора в позиции I (фиг. 59), ком-
бинированного с центром в позиции VII, и зажимается цанговым
патроном. В позиции II производится обтачивание поверхностей 5
И*
164
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
и 6 одним резцом, установленным в державке с роликовым люнетом.
Одновременно резцом переднего резцедержателя поперечного суп-
порта обтачивается поверхность 2 с галтелями. В позиции III по
методу деления припуска обтачиваются поверхности 3 и 4 и третьим
резцом той же державки поверхность 7. Одновременно широким
резцом суппорта протачивается поверхность /. После снятия фаски,
центрования и нарезания резьбы самооткрывающимися плашками
производится выточка четырех канавок в позиции VII. В этой опе-
рации в целях обеспечения необходимой жесткости детали послед-
няя поддерживается центром.
Револьверная обработка многоступенчатых валиков по произ-
водительности во много раз превосходит токарную обработку, а в
ряде случаев она производительнее многорезцовой обработки корот-
ких валиков.
Обтачивание нежестких ступенчатых валов. При обработке дета-
лей одновременно несколькими резцами возникают большие радиаль-
ные усилия резания, вызывающие значительные изгибающие напря-
жения. В случае недостаточно жестких деталей приходится устанав-
ливать люнеты, что возможно не на всех станках, или сокращать
число резцов, снижая результаты многорезцовой обработки. Ввиду
этого созданы схемы настроенной однорезцовой обработки длинных
нежестких валов. Можно указать три основных метода такой обра-
ботки:
1) обтачивание на токарном станке с поперечными и продольными
упорами;
2) обтачивание по копиру;
3) обтачивание с помощью специальных электромеханических
устройств.
На фиг. 57 показан токарный станок, оборудованный четырьмя
поперечными упорами, что позволяет точно устанавливать резец
на проточку четырех диаметров валика. Выдерживание длины сту-
пеней производится посредством продольных упоров. На станине
закрепляется один жесткий упор, по которому обтачивается послед-
няя ступень. Более короткие ступени обтачиваются с применением
мерных плиток, которые устанавливаются между жестким упором
и кареткой. При работе на станках с подающим червяком типа 1А62
выключение продольного самохода происходит автоматически.
В противном случае автоматическая подача должна выключаться
за 1,0—0,5 мм от упора, после чего каретка вручную доводится до
соприкосновения с упором.
В случае обработки коротких валиков при серийном производ-
стве длина ступеней выдерживается по лимбам и линейкам продоль-
ной подачи, а также по поворотным упорам.
Для обеспечения необходимой точности размеров, предотвра-
щения отжимов и дробления при обработке нежестких валов при-
меняют неподвижные и подвижные люнеты.
Неподвижные люнеты устанавливаются по предварительно зато-
ченным шейкам для кулачков, примерно в середине валика. Обра-
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
165
ботка производится за три или четыре установки на участке от
задней бабки до люнета.
На фиг. 95 и 96 показаны эскизы основных операций обработки
нежесткого вала на токарном станке с люнетом в условиях мелко-
серийного производства.
Обтачивание ступенчатых валиков по копиру производят на спе-
циально оборудованных токарных станках. Копировальные устрой-
S)
Фиг. 95. Обработка нежесткого вала насоса:
а — заточка шейки под люнет; б — обтачивание первого конца (пред-
варительное и окончательное—раздельно;; в — то же, второго конца.
ства бывают механические, электромеханические и гидравлические.
В первом случае поперечный суппорт разобщается с гайкой винта
поперечной подачи и посредством груза или пружин прижимается
к копирной линейке, имеющей форму обрабатываемого профиля*
Таким способом могут обтачиваться лишь плавные профили без
уступов (см. фиг. 26, а). Для обтачивания валов с уступами токарь
Семинский предложил копировальное устройство с копиром в виде
ступенчатого валика, к поверхности которого прижимается пружи-
ной задний конец резца, укрепленного в специальном резцедержа-
теле, внутри которого помещается копир, прикрепленный к задней
бабке своим толстым концом. При передвижении суппорта с резцом
последний своим задним концом скользит по ступеням копира, все
время прижимаясь к нему пружиной.
166
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Электрокопировальные устройства для точения ступенчатых
профилей работают посредством следящей системы, описание ко-
торой дано ниже. Для электрокопирования применяются копиры
из тонкого листового железа, устанавливаемые в держателе сзади
станка. Настройка станка на обтачивание заданного профиля произ-
разрез по Л Я
я)
Фиг. 96. Обработка нежесткого вала насоса:
а — правка вала (перед чистовым обтачиванием и перед шлифованием —
по необходимости); б — фрезерование шпоночных пазов; в — последова-
тельное шлифование шеек после нарезания резьбы.
водится весьма быстро и может применяться в серийном и даже
мелкосерийном производстве.
Токарные станки с гидрокопировальным суппортом работают
посредством копиров в виде эталонных деталей. Форма копира
воспроизводится на детали, установленной в центрах станка, по-
средством гидравлического устройства со щупом, скользящим по
поверхности копира.
Нарезание резьб. Для нарезания резьб навалах и других деталях
насосов применяется резьбофрезерование, вихревое нарезание, одно-
резцовое нарезание на токарно-винторезном станке и нарезание
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
167
плашками на токарном станке (для мелких и неответственных резьб
3-го и 4-го классов точности).
Фрезерование резьбы применяется в массовом и серийном про-
изводстве малых и средних валов. Вал устанавливается в центрах
или цанговом патроне. Инструментом является фреза с кольцевыми
нитками (резьбовая или групповая) с шагом, равным шагу нареза-
емой резьбы (фиг. 97). Цикл нарезания состоит из врезания фрезы
на глубину резьбы и ее перемещения на величину одного шага,
обычно за 1,25 оборота детали.
Фиг. 97. Фрезерование резьбы групповой фрезой:
а — наружной; б — внутренней.
Время фрезерования приближенно можно определить по формуле
Т
л маш
Щ)\2йн-(1ф
Sz-Z-Уф
мин.,
где dH — диаметр нарезаемой поверхности в мм\
йф —диаметр фрезы в мм\
sz — круговая подача детали на 1 зуб фрезы в мм\
z — число зубьев фрезы;
v — окружная скорость фрезы в м/мин.
Величина sz принимается от 0,01 до 0,02 мм для резьб 2-го класса
и от 0,04 до 0,08 мм для резьб 3-го класса точности. Меньшие значе-
ния применяются для малых диаметров и вязких сталей, большие —
для больших диаметров и более твердых сталей. Скорость резания
v = 50 -ь- 65 м!мин. Фрезы для наружных резьб изготовляются
диаметром 45, 55, 65 и 75 мм, а для внутренних резьб — от 15 до
40 мм или подсчитываются по формуле
d0 = (0,5— 0,75)4.
Длина фрезы принимается такой, чтобы число ее ниток было
на две-три больше числа ниток нарезаемой резьбы. Нарезание резьбы
на сталях производится с охлаждением сульфофрезолом или эмуль-
сией.
168
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Вихревое нарезание резьбы производится на токарно-винторез-
ных станках со специальной вращающейся резцовой головкой,
установленной на суппорте (фиг. 98). Деталь, установленная в цен-
трах или патроне, медленно вращается по часовой стрелке, а рез-
цовая головка с 1 -6-ю резцами быстро вращается навстречу детали
с подачей от ходового винта. Нарезание резьбы полного профиля про-
изводится за один проход. В некоторых случаях впереди резьбовых
резцов ставят резцы для чистовой проточки наружного диаметра
резьбы.
Ось вращения резцовой головки смещена по отношению к оси
центров станка на величину е. Вследствие этого каждый резец перио-
Фиг. 98. Схема вихревого нарезания резьбы.
дически>у срезает металл только на части окружности. Резцы, осна-
щенн^Щ^Ьердым сплавом Т15К6С, работают со скоростью резания
230—300 м/мин по стали Нв < 200 и со скоростью 180—230 м!мин
для стали с Нв 200. Круговое вращение детали — подача на один
оборот резца составляет 0,6—1,0 мм для мягких металлов и до 0,2—
0,4 для твердых (Нв > 200). Меньшие величины относятся к нареза-
нию крупных и точных резьб. Для многорезцовых головок величина
подачи увеличивается пропорционально числу резцов.
Поверхность резьбы при вихревом нарезании получается гладкой
и блестящей, но при больших подачах со следами дробления. Точ-
ность резьбы соответствует 3-му классу.
Учитывая явление разваливания резьбовой впадины
при вихревом нарезании резьбы, угол резца при вершине умень-
шается на 1,0—1,5°.
Производительность вихревого нарезания превосходит фрезеро-
вание резьбы и в 2—8 раз (в зависимости от числа резцов) выше,
чем при обычном способе нарезания резьбы на токарном станке.
На крупных валах или при очень малых сериях деталей нареза-
ние резьб производят на универсальных токарно-винторезных стан-
ках. В этом случае применяют методы скоростного резания: повы-
шают скорость резания до 100—150 м/мин, за счет оснащения рез-
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
169
цов твердыми сплавами, затем сокращают число проходов, доби-
ваясь получения чистой резьбы за три-четыре прохода, в зависимости
от шага.
Основным затруднением при скоростном нарезании резьбы яв-
ляется опасность врезания резца в буртик в конце прохода, если
нарезается несквозная резьба. В целях устранения указанной опасно-
сти на некоторых станках оборудуются специальные устройства
для быстрого отвода резца в конце прохода.
Нарезание резьбы плашками производится на токарных, револь-
верных станках и на автоматах. В последних двух случаях применя-
ются большей частью самооткрывающиеся плашки с плоскими ра-
диальными и тангенциальными или дисковыми резцами (фиг. 99).
Плашки с круглыми резцами выдерживают до 100 переточек
вместо 4—6 при плоских резцах. Самооткрывающиеся головки
устраняют необходимость свинчивания обратным вращением плашки
после нарезания резьбы. Благодаря возможности шлифования резь-
бового профиля плашек точность нарезания резьбы головками
достигает 2-го класса.
Обычные круглые плашки применяются для нарезания неот-
ветственных резьб. Нарезание производится вручную или на ма-
лых оборотах шпинделя станка.
Так как при нарезании резьбы резьбовые витки несколько при-
поднимаются, предварительная проточка стержня под нарезание
плашками делается на 0,1—0,2 мм меньше наружного диаметра
резьбы по чертежу. При несоблюдении этого правила резьба может
быть сорвана. Недостатком нарезания резьбы плашками является
возможность несимметричного расположения витков относительно
плоскости, перпендикулярной к оси вала. Поэтому нарезание
точной резьбы на валах рекомендуется выполнять резцами. В неко-
торых случаях после предварительной нарезки резцом производится
калибровка резьбы точными плашками.
Контроль резьбы производится предельными резьбовыми скобами
или пробками. В наиболее ответственных случаях контролируются
170
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
отдельные элементы резьбы: средний диаметр, шаг и угол профиля —
посредством резьбовых микрометров, шаблонов и специальных
приборов. При определении среднего диаметра применяют три
калиброванные проволочки, закладываемые между витками и изме-
ряемые микрометром.
Фрезерование шпоночных пазов. От точности фрезерования боковых
граней шпоночного паза зависит точность посадки на валы насосов
Фиг. 100. Фрезерование шпоночных пазов:
а и б — концевой фрезой; о — дисковой фрезой; г — сегментных шпонок.
рабочих колес и других деталей. Глубина шпоночного паза не иг-
рает существенной роли, так как по высоте шпонки всегда пре-
дусматривается зазор. Поэтому ширина шпоночных пазов выдер-
живается по 2—3-му классам, а глубина—по 4—5-му классам
точности.
В мелкосерийном и индивидуальном производстве, где допускается
слесарная пригонка шпонок к гнездам, выдерживается меньшая
точность фрезерования. У крупных валов фрезерование шпоночных
пазов иногда выполняется после шлифования, что сопряжено с
опасностью повреждения шлифованных шеек.
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
171
Наиболее точное фрезерование шпоночных пазов выполняется
•специальными концевыми шпоночными фрезами с двумя или тремя
торцевыми зубьями (фиг. 100, а).
Фреза получает вертикальную подачу (0,05—0,25 мм) на каждый
се проход. Горизонтальная подача составляет 150—300 мм!мин.
Фрезерование производится на специализированном вертикально-
фрезерном станке (тип 692 и др.) с возвратно-поступательным пере-
мещением шпиндельной головки. Ход головки при помощи криво-
шипного механизма настраивается на определенную величину.
При отсутствии специализированного станка фрезерование шпонок
может выполняться на обычных вертикальных и горизонтальных
фрезерных станках.
Кроме концевых шпоночных фрез, для фрезерования шпонок
применяются обычные пальцевые фрезы, не имеющие режущих
зубьев на торце (фиг. 100, б). В этом случае для захода фрезы с
одного или с обоих концов шпоночного паза сверлится отвер-
стие на глубину паза. Производительность при этом способе
в 2—2,5 раза ниже, чем при работе концевыми шпоночными фре-
зами.
Менее ответственные шпоночные пазы фрезеруются дисковыми
трехсторонними фрезами (фиг. 100, в), но при этом фреза боковыми
поверхностями разбивает паз по ширине до 0,1 мм, что необходимо
учитывать при выборе фрезы.
Пазы для сегментных шпонок фрезеруются специальными дис-
ковыми фрезами с концевым креплением, на горизонтально-фрезер-
ных станках (фиг. 100, г). Весьма крупные валы фрезеруются на
горизонтально-расточных станках. При этом вал устанавливается
перпендикулярно оси станка и совершает со столом движение
подачи в поперечном к оси станка направлении. Во всех случаях,
кроме обработки пазов на специализированных настроенных станках,
установка и выверка вала относительно фрезы производятся по
разметке.
Шлифование валов. Окончательная обработка шеек валов насо-
сов производится в большинстве случаев шлифованием. В зависи-
мости от конструкции и размеров вала применяется круглое шли-
фование в центрах или бесцентровое.
Шлифование валов в неподвижных центрах на круглошлифо-
вальных станках производится по следующим трем методам: с про-
дольными проходами (фиг. 101, а), глубинным (фиг. 101, б) и с по-
перечной подачей (метод врезания) (фиг. 101, в).
Первый метод особенно удобен для шлифования длинных шеек
ступенчатых валов. При шлифовании гладких валиков затрудне-
ние представляет обработка конца вала, зажатого хомутиком.
Перестановка такого валика в центрах для шлифования второго
конца (ранее занятого хомутиком) может привести к образованию
небольшого уступа на шлифуемой поверхности. Ввиду этого при-
ходится прибегать к созданию особых поводковых устройств, ведущих
деталь посредством отверстий или пазов в торце детали.
172
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Второй метод шлифования — глубинный — заключается в том,
что круг сразу устанавливается по лимбу или по упору на полную
глубину шлифования. Затем включается медленная продольная
подача, в процессе которой за один проход снимается весь припуск.
После этого круг возвращается в исходное положение. При установке
новых деталей положение круга приходится менять, учитывая
только его износ.
При глубинном методе шлифования особенно сильно срабатывается
передняя кромка круга. Ввиду этого в некоторых случаях круг на
длине 6—12 мм от края правится на конус в пределах 0,8—1 мм~
б) в)
Фиг. 101. Схемы наружного шлифования валов:
а — продольными проходами; б — глубинным методом; в — поперечной
подачей — врезанием.
Однако это возможно лишь при шлифовании на проход. В основном
указанный метод может применяться при обработке весьма жестких
валов.
Шлифование посредством поперечной подачи применяется также
для жестких валов. Для этого ширина круга должна быть равной
или несколько большей длины шлифуемой шейки. Обработка про-
изводится с непрерывной поперечной подачей. Этим методом можно
шлифовать не только цилиндрические, но и фасонные шейки. Если
длина цилиндрической шейки превосходит ширину круга, то ее
можно прошлифовать уступами. При этом последовательно
по всей длине цилиндрической шейки методом врезания шлифуются
до упора уступы, равные ширине круга. Затем делается несколько
продольных проходов для выравнивания следов уступов и вывода
искры.
Работа глубинным методом и врезанием исключает необходи-
мость настройки упоров для переключения стола при шлифовании
с продольными проходами, что при большом количестве ступеней
и их незначительной длине отнимает много времени и требует шли-
фовщика высокой квалификации. Следует иметь в виду, что при
малейшей неточности установки упора круг может врезаться в
буртик и вызвать серьезную аварию.
При любом способе шлифования весьма затруднительно полу-
чить правильный угол с острой вершиной или точное закругление у
основания уступа. Это объясняется тем, что край шлифовального
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
173
круга всегда срабатывается быстрее и закругляется. Поэтому для
выхода круга у оснований уступов вала протачиваются канавки.
Большинство валов насосов являются нежесткими деталями
(L : Д > 12), поэтому при их шлифовании необходимо применять
люнеты. Конструкция люнетов шлифовальных станков допускает
проход мимо них круга. Люнеты могут устанавливаться в количестве
•от 1 до 7, в зависимости от диаметра и длины вала.
Установка люнетов производится по заранее прошлифованным
шейкам. При этом целесообразно сразу подводить оба кулачка
люнета к шлифуемой поверхности и по мере углубления круга (по-
перечной подачей) подавать кулачки люнета. Такой способ обеспе-
чивает получение более точной формы шейки под люнеты. Установку
люнетов следует вести, начиная с концов вала.
При обтачивании нежестких валов последние обычно деформи-
руются, и отдельные шейки начинают бить. Для обеспечения равно-
мерного снятия припуска при шлифовании валы правят перед чер-
новым, а иногда и перед чистовым шлифованием. После правки
биение не должно быть более половины припуска на последующее
шлифование. Правку целесообразно выполнять на специальных
прессах с пружинными или отводными центрами, в которых произ-
водится проверка индикатором вала на биение (см. фиг. 95, г). Опре-
делив место наибольшего биения вала, его располагают между двумя
опорами выпуклой стороной кверху. После этого центры отводятся
и пуансоном пресса нажимают на вал в надлежащем месте. Так же
производят правку и перед чистовым обтачиванием. В этом случае
прямолинейность вала после правки должна быть 0,1—0,2 мм на
1 м длины вала.
При тщательной правке и установке вала на станке и при пра-
вильном выборе круга и режимов шлифования можно получить
точность шлифования 2—1-го классов. При шлифовании валов с
профрезерованными шпоночными пазами 1 их забивают деревян-
ными или металлическими вставками в целях обеспечения более
спокойной работы круга. Для ускорения промеров, которые зани-
мают значительное время, на шлифовальных станках в массовом и
серийном производстве применяют приборы для автоматического
измерения на ходу (см. фиг. 69).
Бесцентровое шлифование с продольной подачей является наи-
лучшим способом окончательной обработки гладких валов. Осевая
подача создается за счет поворота на некоторый угол ведущего
круга 2 (фиг. 102). Окружная скорость ведущего круга vQK разла-
гается на скорость вращения детали vd и скорость продольной подачи
vnp. При этом
vnp = kCK-ve_Ksina,
где kCK — коэффициент проскальзывания детали по кругу (kCK =
= 0,99 0,97);
а — угол поворота ведущего круга.
Для коротких валов а = 1,02,5°, для длинных 1,2—3,5°
и для прутков 3,0—4,5°.
174
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Глубина шлифования за один проход валов диаметром от 5 до*
75 мм составляет при черновом шлифовании 0,02—0,15 мм и при чи-
стовом — 0,0025—0,01 мм. Количество чистовых проходов берется
не менее двух. Общий припуск на бесцентровое шлифование такой
же, как и для шлифования в центрах. Величина продольной подачи
в зависимости от диаметра детали принимается от 200 (при диаметре
до 180 мм) до 9000 mmImuh (при диаметре до 10 мм). Бесцентровое
сквозное шлифование является весьма производительным методом
и значительно превосходит шлифование на обычных кругошлифо-
вальных станках.
Для валов с уступами применяется бесцентровое шлифование с
поперечной подачей. В этом случае ведущий и шлифующий круги
Фиг. 102. Схема наружного бесцентрового шлифования:
1 — шлифующий круг; 2 — ведущий круг; 3 — деталь.
заправляются алмазом по форме детали, которая обрабатывается
с подачей 0,004—0,04 мм/об при черновом и 0,003—0,01 мм/об при
окончательном шлифовании. Необходимость специальной правки
кругов и некоторых приспособлений делает целесообразным при-
менение бесцентрового шлифования с поперечной подачей лишь в
условиях массового и крупносерийного производства.
Детали, предназначенные для бесцентрового шлифования, не
должны иметь продольных пазов и канавок на значительной длине.
Дополнительная отделка шеек валов. Для получения особо высо-
кой точности или чистоты поверхности, например, при обработке
плунжеров скальчатых насосов или при невозможности шлифования
шеек особо крупных валов, применяются полирование, притирка,
доводка колеблющимися брусками и наружное хонингование.
Самым простым способом отделки шеек в условиях индивидуаль-
ного и серийного производства является притирка, которую про-
изводят абразивными порошками, наждачным полотном или пастами
ГОИ при помощи жестких притиров разной формы.
Простейшим видом притира являются деревянные жимки, в
которые закладывается наждачное полотно, смазанное машинным
маслом. В процессе работы жимки медленно перемещаются вдоль
шейки так, чтобы перекрывалась вся ее ширина и штрихи от зерен
абразива пересекались.
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
175
Жимки делаются из твердого дерева, однако это не может
обеспечить устранение всех неточностей формы шейки (конус и
эллипс). Поэтому такой процесс является промежуточным между
притиркой и полированием, когда от детали требуется только-
чистота и блеск.
Для получения точной формы поверхности шейки притирку
производят чугунным притиром в виде разрезного или цельного
кольца, имеющего точную форму по шейке. На рабочую поверх-
Фиг. 103. Головка для наружного хонингования:
1 — деталь в центрах станка; 2— абразивные бруски; 3 — корпус головки.
ность кольца наносится мелкий абразивный порошок для предва-
рительной притирки зернистостью 80—120 и для окончательной
притирки 150—240, разведенный маслом или керосином.
Предварительная и окончательная притирка должна выполняться
разными притирами, так как более крупные зерна абразива, которым
шаржировалась поверхность притира при черновой притирке, бу-
дут царапать поверхность шейки во время чистовой притирки.
Припуск на притирку шлифованных шеек дается 0,01—0,02 мм.
В случае притирки точеных шеек припуск увеличивается до 0,05 мм
на сторону и более.
Более совершенным способом размерной отделки валов является
наружное хонингование. В этом случае вал вращается в центрах, а
особая абразивная головка с двумя или четырьмя брусками совер-
шает возвратно-поступательное движение вдоль оси вала. Эта опера-
ция широкого распространения в насосостроении не получила.
176
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
В крупносерийном производстве деталей типа штоков наружное
хонингование производится на специализированных станках. Кроме
того, эту операцию можно производить на круглошлифовальных
станках, оборудованных специальной головкой (фиг. 103).
Для окончательной отделки шеек валов применяется обработка
колеблющимися абразивными брусками (суперфиниш). При этом
вал медленно вращается, а бруски, перекрывающие всю длину шейки,
совершают быстрые возвратно-поступательные движения вдоль ее оси.
Фиг. 104. Приспособление для отделки шеек крупных валов колеблю-
щимися брусками:
1 — деталь; 2 — держатель; 3 — эксцентрик приводного вала; 4 — вал; 5— корпус.
Бруски крепятся в держателе 2 (фиг. 104), получающем воз-
вратно-поступательное движение от эксцентрика 3 вала 4. Ползун
с держателем перемещается в головке оправки, помещенной в кор-
пусе 5.
Держатель прижимается к детали пружиной. Привод вала 4
осуществляется от электродвигателя через пару шестерен. Все при-
способление крепится на суппорте токарного станка. В результате
отделки колеблющимися брусками макрогеометрия и размеры детали
не изменяются. Поэтому специального припуска на обработку не
оставляется, и съем металла в пределах от 5 до 20 мк осуществляется
за счет поля допуска. Для работы применяют бруски из электроко-
рунда на керамической или бакелитовой связке, зернистостью от
320 до 600, что обеспечивает микрогеометрию поверхности до 12-го
класса чистоты. Время обработки составляет всего от 0,5 до
4 мин. в зависимости от диаметра шейки и требуемой чистоты по-
верхности.
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ И ПОЛЫХ ВАЛОВ
177
§ 30. ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ И ПОЛЫХ ВАЛОВ
Конструкция, технические требования и заготовки. К тяжелым
валам относят валы весом более 1 т, диаметром более 200 мм. Та-
кие валы применяются в паровых и гидравлических турбинах,
крупных осевых насосах и других машинах. Основными разновидно-
стями тяжелых валов являются ступенчатые и с двумя фланцами, а
также с конической шейкой на конце для посадки рабочего колеса.
Ступенчатые валы применяются в паровых турбинах и крупных
многоступенчатых конденсатных насосах. По длине валы не пре-
вышают 2—3 м и являются сплошными. Валы в гидравлических
турбинах и крупных центробежных и пропеллерных насосах де-
лаются сплошными или полыми. Зачастую весь вал собирается из
двух-четырех секций. Соединение секций осуществляется посред-
ством точных (призонных) болтов, а центрирование — по особым
точно обработанным выточкам и выступам на фланцах. Фланец верх-
ней секции крепится к фланцу вала электродвигателя, а к фланцу
нижней секции крепится рабочее колесо.
На фиг. 105 показан рабочий чертеж средней секции сборного
вала крупного пропеллерного насоса. Длина секции составляет
6412 мм, диаметр шеек 420 мм, а диаметр фланцев 725 мм. Харак-
терной особенностью валов насосов и гидротурбин является сварная
защитная рубашка из двух листов нержавеющей стали на шейках,
работающих в лигнофолевых или резиновых подшипниках с водя-
ной смазкой. Вместо облицовки из листовой стали делают наплавку
шеек электродами из нержавеющей стали или применяют метал-
лизацию. Облицовка металлизацией резко сокращает трудоемкость
операции и упрощает обработку вала.
Надежная и спокойная работа насосного агрегата в значительной
степени определяется отсутствием существенных эксцентриситетов
между сопрягаемыми секциями валов, а также величинами зазоров
между шейками вала и подшипниками.
На величину эксцентриситетов валов влияют: 1) смещения во
фланцевых соединениях в пределах радиального зазора между бур-
тиком и выточкой; 2) разноосность буртика и выточки сопрягаемых
валов; 3) эксцентричность цилиндрической поверхности фланцев
вала относительно центрирующих буртиков и выточки, так как по-
верхность фланца является базой при центрировании собранного
вала; 4) неперпендикулярность внешних торцевых поверхностей
фланцев их геометрической оси и неплоскостность торцов.
Кроме того, наличие эксцентриситета подшипниковой шейки
вала по отношению к центрирующему буртику и выточке фланца
вызывает динамические удары и вредно отражается на работе
агрегата.
Величина всех указанных погрешностей должна быть установлена
заранее и подлежит тщательному контролю при изготовлении валов.
Предельные величины погрешностей для составных валов при-
ведены в табл. 33.
12 Д. Г. Белецкий 2527
178
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Основные посадочные места тяжелых валов в большинстве слу-
чаев изготовляются по 2-му и 3-му классам точности с чистотой по-
верхности 7—8-го класса.
Изготовление ведется по формулярам с пригонкой сопрягаемых
деталей по месту. В формуляр заносятся данные химического ана-
лиза, механических испытаний и замеры ответственных мест.
--ФМО
Раздернуть с Верхним
Узел Г 1*45 да лом до размера
2*45°
-Ф400
-0362
Узел Г
Ф725Щ5-
---------Ф71073-------Ч
—Ф 725± 0,5-------------
Сечение по В В
£
ФЬ20Л
-Ф№0-*\
70
Узел Д
—Ф725^5-^
- Фи2ОЛ~
—Ф420
ФР00~ |
УзелД
Узел Б
10 отд. Ф7Ь,5ло_ окруж-
.ншшкр(1зД£рнупзь
Вместе с нижним
Салом до^азмера.
Ф72Ы0Д-
Вид по стрелке Й i Й
R25
-Ф358ф
----Фууу-А
Фиг. 105. Секция двухфланцевого вала крупного осевого насоса:
7 — вал; 2 — облицовка; 3 — защитные пластины под сварку; 4 — шпонка.
Ф!ш р
16+O,1Z Допуск дан
для паза дала
Тяжелые валы изготовляются из стали марок 30, 35, 40, а в
исключительных случаях из легированных никелевых и хромо-
никелевых сталей. Заготовкой для тяжелых валов является поковка,
получаемая под паровым молотом или прессом мощностью в несколько
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ И ПОЛЫХ ВАЛОВ
179
Таблица 33
Допустимые погрешности при изготовлении тяжелых валов
диаметром 500—800 мм
(по данным Ленинградского металлического завода)
Вид погрешности Величина погрешности в мм Примечания
Биение (двойной эксцен- триситет) и выточки Биение цилиндрической поверхности фланцев Биение торнов фланцев Биение опорных шеек Овальность опорных шеек Концентричность шеек на длине 1000 мм Выпуклость торцов Вогнутость торцов 0,02 0,04 0,02 0,03 0,04 0,05 Не допу- скается 0,03 Проверка всех поверхностей на биение производится при одной установке вала, закрепленного с одной стороны в патроне, а с другой — в люнете. Величина овальности шеек исключается из замеров биения на основании одновременных замеров двумя индикаторами, установленными в диаметрально противоположных точках изме- ряемого сечения
тысяч тонн. Поковка изготовляется из слитка весом 20—30 т. После
отрезки на дисковой пиле прибылей и литников слитка, составля-
ющих до 30% его веса, удаляются обнаруженные внешним осмотром
дефекты. Затем отковывается хвостовик для захвата в патрон мани-
пулятора в процессе последующей ковки.
Процесс ковки вала состоит из 8—10 переходов и выполняется
в 2—3 нагрева, в зависимости от размеров и формы вала. Отковка
пробы производится со стороны прибыли или у обоих торцов.
Заготовки для валов после ковки проходят отжиг и нормализа-
цию. Для предупреждения возникновения трещин нагрев ведут со
скоростью 60—75° в час по ступенчатому графику. После термиче-
ской обработки ст концов вала отрезаются пробы, из которых изго-
товляются образцы для механических испытаний. Крупные поковки
проходят предварительную обдирку и сверление, после чего произ-
водится искусственное старение. Сверление валов одновременно
используется для контроля металла внутри заготовки.
Ввиду сложности отковки крупных заготовок, требующих спе-
циального мощного ковочного оборудования, изготовление поковок
для тяжелых валов насосов производится на заводах тяжелого ма-
шиностроения в порядке кооперирования.
Обработка сплошных валов. Механическая обработка заготовок
сплошных валов состоит из следующих основных операций: 1) раз-
метки поковки; 2) центрования; 3) полной токарной обработки
(черновой, получистовой и чистовой); 4) разметки шпоночных гнезд
и отверстий; 5) фрезерования шпоночных гнезд; 6) сверления отвер-
стий во фланцах; 7) окончательной отделки шеек; 8) слесарной обра-
ботки.
Размеры применяемого оборудования и особенности выполняе-
мых операций определяются конструктивными особенностями валов
12*
180
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
и их размерами. Операция разметки имеет целью проверку размеров
и форм заготовки и, в частности, наличие достаточного припуска
на обработку по всей ее длине. Кроме того, в этой операции намеча-
ются места будущих центровых отверстий.
Для разметки заготовку устанавливают на призмы 2 (фиг. 106).
В процессе разметки два угольника 3 устанавливаются на плите 1
в трех-четырех местах через равные промежутки по длине заготовки.
Штангенрейсмусом 4 от граней угольника на расстояниях радиуса г
(по чертежу готового вала) в сечениях /, II, III размечаются
Фиг. 1'06. Разметка поковки тяжелого вала:
1 — плита; 2 — призмы; 3 — угольники; 4 — штаигенрейсмус; 5 — струна.
точки 01,2,3 и б1,2.з- Расстояния между точками 01,2.3 и 6ii2. з
показывают величину фактического припуска на обработку.
После накернивания точек 0 и б по всей длине поковки, вдоль
ее оси натягивают струну 5, стараясь, чтобы она равномерно разде-
лила припуск. Если это окажется невозможным, то, значит, вал имеет
искривление или припуск на обработку недостаточен. В случае
искривления вал необходимо править под молотом или прессом.
Если струна располагается относительно точек а и б правильно,
на торцевых поверхностях вала по угольнику наносят вертикаль-
ные риски. После этого вал поворачивается на 90° вокруг своей оси,
и операция повторяется для нанесения вторых рисок на торцах.
Пересечение этих рисок определяет правильное положение центро-
вых отверстий, которые накерниваются для дальнейшего центро-
вания. Одновременно размечается длина заготовки и положение
фланцев.
Следующая операция — центрование — выполняется на гори-
зонтально-расточных станках. В некоторых случаях во время этой
операции при помощи летучего суппорта производится обтачивание
торцов и наружной поверхности фланцев вала. Тяжелые валы цен-
трируются с одной стороны, так как второй конец в большинстве
случаев устанавливается в патроне.
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ И ПОЛЫХ ВАЛОВ
181
Черновое обтачивание вала выполняется на токарных станках
крупных размеров с высотой центров 500—800 мм и расстоянием
между центрами от 6 до 25 м. Обработка ведется с применением
нескольких суппортов и люнетов. Весьма тяжелые валы обтачиваются
на станках, имеющих привод на переднюю и заднюю бабку, при
этом на задней бабке устанавливается четырехкулачковый патрон.
Обтачивание вала производится в несколько проходов и установок.
Вначале вал устанавливается в четырехкулачковом патроне с при-
жимом задним центром. Выверка вала производится по разметоч-
ным рискам, после чего затачивается одна или две шейки под люнеты.
Затем устанавливаются люнеты и производится предварительное
обтачивание наружной поверхности торцов и особых контрольных
поясков на концах вала. После подрезания торцов производится
повторное центрование или исправление центровых отверстий.
В следующей установке обтачивается вторая сторона вала и
другой торец. При этом один конец вала зажимается обточенным
фланцем в четырехкулачковый патрон, а другой конец подпирается
люнетом. Выверка вала производится индикатором по ранее прото-
ченным и проверенным на овальность пояскам.
Черновое обтачивание производится с наибольшими глубинами
резания и подачами в несколько проходов. Для сокращения времени
обработки (иногда в течение нескольких дней) необходимо исполь-
зовать параллельную работу нескольких суппортов, двухлезвийные
резцы и т. п. После чернового обтачивания крупных валов произ-
водится искусственное старение заготовки для снятия внутрен-
них напряжений.
Припуски при обдирке валов под термообработку приведены
в табл. 34. При отсутствии термической обработки припуски на чисто-
вое обтачивание оставляют в пределах 5—10 мм на диаметр. Если
перепады диаметров вала составляют менее 8—10 мм, то ступени
обтачиваются под один (наибольший) диаметр.
Таблица 34
Припуски при обдирке крупных валов под термическую обработку
(по данным Уралмашзавода)
Длина вала в мм Диаметр вала в мм
80-150 151-220 221- 301-400 401-600
Припуск на диаметр
До 700 8 6 5 4
701-1500 12 9 8 7 6
1501-2500 14 12 11 10 10
2501-4000 20 18 16 14 14
4001—6000 — 22 20 18 16
6001-8000 — — — 24 22
182
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Чистовая обработка валов производится в несколько устано-
вок, как при обдирке. Валы небольших размеров обтачиваются
под шлифование. Валы, которые по своим габаритным размерам
не могут быть обработаны на имеющихся шлифовальных станках,
обтачиваются в окончательный размер на токарных станках. Для
получения при обработке шеек 2-го и 3-го классов точности с чисто-
той 7-го класса и выше применяют обтачивание широкими резцами с
глубиной резания 0,1—0,3 мм и подачей 10—20 мм/об. Для получе-
ния галтелей большого радиуса пользуются поворотным резце-
держателем.
При назначении припусков под шлифование поданным табл. 30
следует учитывать расположение поля допуска. В случае минусо-
вых допусков ходовых посадок грубых классов точности припуск
следует прибавлять не к номинальному размеру шейки, а к верх-
нему отклонению. При назначении припуска от номинального, раз-
мера 404Л4 его величина, а следовательно, и Тмаи1 шлифования воз-
растают почти на 40%.
При чистовой обработке валов особое внимание необходимо обра-
тить на точность установки и правильность цилиндрической формы
шеек под люнеты, а также обеспечить точность центровых отверстий.
После чистового обтачивания размечаются шпоночные пазы и
отверстия на фланцах. Сверление и фрезерование валов произво-
дятся на горизонтально-сверлильных станках с припуском на раз-
вертывание, которое выполняется после проверки соосности сопря-
гаемых валов. Выверка установки валов при фрезеровании и свер-
лении производится индикатором по образующей шеек.
После сверления валы, проходящие шлифование, поступают на
соответствующие станки, где устанавливаются в центрах и люнетах.
Перед шлифованием шпоночные пазы заделываются деревянными
или медными вставками. Измерение производится микрометриче-
скими скобами. Шейки крупных валов после протачивания окон-
чательно отделываются жимками с наждачным полотном. При не-
умелом использовании наждачного полотна шейки могут быть по-
вреждены и получить овальность, конусность и волнистость, поэтому
более желательна доводка шеек головкой с колеблющимися брусками
(см. фиг. 104).
Механическая обработка валов заканчивается слесарной при-
гонкой шпонок в шпоночные пазы, зачисткой заусениц и т. п.
Некоторые валы снабжаются защитными рубашками — обли-
цовкой (см. фиг. 105) из двух листов нержавеющей стали. Листы
вырезаются и выгибаются по форме шейки. Во избежание провора-
чивания в одной из половинок облицовки делается шпоночный
паз, в который входит шпонка 4 (см. фиг. 105). После стягивания
хомутами облицовочных половинок их швы завариваются, зачи-
щаются и шейки окончательно обрабатываются и отделываются
по размеру чертежа.
В случае нанесения защитного слоя нержавеющей стали методом
металлизации на шейках предварительно нарезается грубая, рваная
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ И ПОЛЫХ ВАЛОВ
183
треугольная резьба с шагом 1,0—1,2 мм, глубиной 0,8—1,0 мм для
лучшего сцепления металлизационного слоя металла с основным
металлом вала. После металлизации производится проточка и от-
делка шейки обычными способами.
Фиг. 107. Заготовка секции полого вала:
1 — кольцевой припуск; 2—пробные бруски для механических
испытаний; 3 — кольцо для определения остаточных напряжений;
4 — для вырезки колец контрольных проб на заводе заказчика.
Транспортирование и хранение обработанных валов производятся
с особыми предосторожностями. Для под ема вала краном исполь-
зуется регулируемая траверса с винтовыми стяжками для установки
вала в строго горизонтальное положение. При захвате вала
тросом поверхности вала защищаются деревянными подкладками.
Укладываются валы на деревянные призмы или брусья.
Разрез по ДЛ
Фиг. 108. Проверка осей валов (соосности секций):
а — одной струной; б - двумя струнами; 1 — струна; 2 — штихмасы
Обработка полых валов. Сверление и растачивание полых валов
должны производиться на заводах—поставщиках заготовок. В этом
случае механическая обработка вала значительно упрощается и
лишь немногими операциями отличается от изготовления сплошных
валов.
На фиг. 107 показана кованая секция полого вала большого диа-
метра. К заказчику поковка поступает с отрезанными частями /, 2 и 3
(контур заготовки обведен тонкой линией). Особенностью заготовки
184
обработка валов
Таблица Зо
Технологический процесс обработки нижней секции полого вала
осевого насоса
2отММД
№ опе- рации Название операции и перехода Оборудование
1 2 Токарная А. Установить вал в четырехку- лачковом патроне за фланец диа- метром 410 мм и выверить в люнете 1. Расточить и нарезать резьбу 2М 85X3,0 мм левую, ввернуть и зацентровать специальную резь- бовую пробку Б. Поджать вал задним центром и переставить члюнет 2. Обточить предварительно на- ружную поверхность и подрезать торец фланца диаметром 260 мм с припуском 2,5 мм на сторону 3 Проточить шейки диаметром 215С3 и диаметром 180С3 мм в раз- меры диаметром 210 и диаметром 175 мм под металлизацию с нарез- кой грубой резьбы $ = 1,0-7-1,25мм В. Установить вал на передний центр с зажимом в четырехкулач- ковом патроне тонкого конца и с установкой в люнете, около фланца. Выверить индикатором с точностью до 0,05 мм 4. Подрезать торец фланца, выдер- жав общую длину вала 4452 мм, обточить на диаметр 415 мм, ра- сточить выточку диаметром 240 мм с припуском 2,5 мм на сторону под чистовую обработку. Расточить диа- метр 106ХЮ0 мм под пробку Электросварочная Установить специальную гладкую пробку с центровым отверстием в отверстие со стороны фланца и при- хватить электросваркой Токарный станок с расстоя- нием между центрами >>5000 мм для обработки валов с четырех- кулачковым патроном и люнетом Специальная резьбовая пробка Примечание. Шейки диа- метром 210 и диаметром 175 мм под металлизацию обернуть промасленной бумагой во избе- жание засаливания и загрязне- ния Электросварочный аппарат и козлы для установки ' вала. Гладкая пробка с центровым отверстием
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ И ПОЛЫХ ВАЛОВ
185
Продолжение табл. 35
№ опе- рации Название операции и перехода Оборудование
3 Металлизация
Нанести слой нержавеющей стали Специализированный токар-
толщиной 5 мм на шейки диамет- ный станок и металлизационная
ром 215 и 180 мм установка
4 Токарная
А. Установить вал в центрах и Токарный станок с расстоя-
люнете фланцем к передней бабке нием между центрами>5000 мм.
и зажать кулачками за пробку 1. Обточить окончательно вал по Резьбовая и гладкая пробки с центровыми отверстиями.
чертежу, полировать шейки диамет- ром 215С3, 165Х3 и 160С мм и под- Примечание. Контроль обработки первой установки
резать окончательно торцы фланца в размер 4450 мм Б. Установить деталь фланцем к задней бабке 4. Расточить выточку диаметром 240 мм и снять фаски. Срезать заварку у гладкой пробки производится ОТК на станке
5 Сверлильная
А. Установить вал на призмы, Г оризонтально-сверлильно-
выверить по торцу с точностью расточной с призмами и под-
до 0,05 мм, закрепить; наложить ставкой для свешивающейся ча-
и закрепить кондуктор 1. Сверлить во фланце два отвер- стия диаметром 44А сверлами диа- метром 24 и 43 мм и зенкеровать диаметром 43,7 и шесть отверстий диаметром 46 сверлами диаметром 24 и 46 мм сти вала
6 Разметочная
Разметить окно 26X160 мм с двух сторон и четыре шпоночные канавки 24X340 мм Разметочная плита и призмы
7 Сверлильная Радиально-сверлильный станок
А. Установить вал на призмы,
выверить по шейкам диаметром 215Сд и диаметром 100С3 мм с точностью до 0,03 мм и закрепить 1. Сверлить отверстия диаметром 25 мм по краям окон на проход Б. Переустановить вал 2. Сверлить по одному отверстию в шпоночных канавках для захода фрезы притупленным сверлом диа- метром 23 мм с призмами
8 Фрезерная Горизонтально-сверлильно-
А. Установить вал на призмы
с выверкой до 0,03 мм 1. Фрезеровать две шпоночные канавки, фрезеровать одно окно 26X160 мм с одной стороны с при- пуском 3 мм на сторону расточной
186
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
Продолжение табл. 35
№ one рации Название операции и перехода Оборудование
9 Б. Переустановить деталь 2. Фрезеровать второе окно с дру- гой стороны и первое окно через второе в размер по чертежу Слесарная Опилить заусеницы у кромок окон после механической обработки и пригнать окна в размер по чертежу Плита с призмами или козлы
вала является наличие расточенного отверстия и кольцевых высту-
пов 4 на торцах вала для вырезки проб.
Обработка полого вала начинается с разметки отверстия. Затем
растачивается отверстие с одного конца вала, в него устанавли-
вается пробка с центровым отверстием, после чего затачивается
шейка под люнеты и с обеих сторон вала отрезаются кольца —
проба для контрольных механических испытаний.
После механических испытаний вал поступает на дальнейшую
обработку, сборку секций и проверку их соосности (излома оси).
Технологический маршрут механической обработки полого вала
с одним фланцем приведен в табл. 35.
Проверка излома, т. е. соосности секций крупных валов, произ-
водится попарно: первой и второй, затем второй и третьей секции
последовательно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Кон-
троль соосности секций производят посредством одной (фиг. 108, а)
и двух (фиг. 108, б) струн. Расстояние между струной и цилин-
дрической поверхностью вала замеряется точным штихмасом, концы
которого в момент измерения замыкают электрическую цепь между
струной и валом, что вызывает отклонение стрелки вольтметра.
Излом осей небольших сборных валов проверяется индикатором на
токарном станке.
При центрировании секции вала соединяются временными бол-
тами, вставленными в предварительно расточенные отверстия флан-
цев, через отверстие. Для контроля прилегания торцов вала, пред-
варительно проверенных точной линейкой на краску и на биение,
между торцами перед окончательной затяжкой болтов прокладывают
листики папиросной бумаги в четырех местах, через 90° по окруж-
ности фланца.
При равномерном прилегании торцов все четыре листа бумаги
будут плотно зажаты фланцами.
После затяжки временных болтов и выверки оси вала произво-
дится окончательное совместное развертывание свободных отвер-
стий, не занятых временными болтами. Для совместного разверты-
вания отверстий может применяться переносный расточной станок
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ И ПОЛЫХ ВАЛОВ
187
Фиг. 109. Приспособление для совместного развертывания
отверстий в сопряженных фланцах секции вала:
J 2 1
6)
Фиг. ПО. Микрометрические индикаторные скобы для контроля больших
диаметров:
а — регулируемая скоба; б — раздвижная скоба; 1 — микрометрическая головка; 2 — жесткая пятка;
3 — индикаторная головка.
150 ±0,002
175 ±0,002
250±0,0025
300± 0,0035.
б)
Фиг. 111. Штихмасы для настройки скоб:
а — жесткий; б — микрометрический регулируемый.
ОБРАБОТКА ВАЛОВ
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ И ПОЛЫХ ВАЛОВ 189
с удлиненным шпинделем и приспособление, при помощи которого
отверстия в сопряженных фланцах 1 (фиг. 109) обрабатываются
разверткой 2, вставленной в удлинитель 3 шпинделя 5. Стойки-
люнеты 4, закрепленные на валу специальными хомутами, поддер-
живают удлинитель 3.
Для измерения больших диаметров применяются трубчатые
микрометрические индикаторные скобы (фиг. ПО), настраиваемые
по штихмасам (фиг. 111). При квалифицированном использовании
таких скоб суммарная погрешность измерения для диаметра 1000 мм
составляет всего ±50 мк.
ГЛАВА VI, I
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
§ 31. РАЗНОВИДНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
С ОТВЕРСТИЯМИ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ОБРАБОТКИ
Классификация, материалы и технические условия на изгото-
вление. Класс втулок объединяет цилиндрические детали с сквоз-
ными или глухими отверстиями. При значительной длине втулок
последние называются гильзами, а также муфтами, буксами и т. д.
Кроме того, к классу втулок относят гладкие детали небольших
размеров, изготовляемые из прутка: шайбы, кольца, распорные
втулки и гайки.
Крупные детали с отверстием, концентричным наружной цилин-
дрической поверхности, у которых длина (толщина) значительно
меньше диаметра, относятся к классу дисков.
На фиг. 112 представлены втулки насосов нескольких типов.
Основными из них являются: 1) гладкие втулки; 2) втулки с одно-
сторонними уступами и буртиками; 3) втулки с двусторонними
внутренними уступами. Наличие резьбы, поперечных отверстий
и пазов существенно не меняет технологического маршрута и может
лишь определять подтип втулок того или другого типа (см. табл. 25).
Для всех трех типов втулок можно установить три размерные группы:
1) с наружным диаметром до 36 мм, обрабатываемые из прутка на
токарных автоматах и револьверных станках типа 1336, 1338;
2) с наружным диаметром до 60 мм, обрабатываемые из прутка
или индивидуальной заготовки на токарно-револьверных станках
типа 1К36; 3) с наружным диаметром более 70 мм, обрабатываемые
из индивидуальных заготовок, литья или поковок с двух сторон,
что вызывает дополнительную установку при черновой и чистовой
обработках.
Для изготовления втулок насосов применяют углеродистую сталь
марок 30 и 50, а в отдельных случаях легированные хромистые и
никелевые стали (защитные втулки валов насосов для кислот и
щелочей) и т. п. Кроме того, втулки изготовляются из чугуна'
СЧ 15-32, бронзы Бр. АЖ 9-4 и латуни ЛК80, Л60 и ЛЖМц 59-1-1.
Основными техническими требованиями при изготовлении втулок
являются: а) обеспечение точности размеров наружных и внутрен-
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ С ОТВЕРСТИЯМИ И ИХ ОБРАБОТКА
191
них цилиндрических поверхностей и длин; б) обеспечение концен-
тричности внутренних и наружных цилиндрических поверхностей,
а также перпендикулярности торцов к оси втулки; в) обеспечение
заданной чистоты обрабатываемых поверхностей и получение в за-
готовке установленной чистоты для поверхностей, не подвергаю-
щихся механической обработке.
Порядок обработки отверстий в зависимости от их точности.
Для обработки отверстий применяются следующие операции: свер-
ление, зенкерование, предварительное, чистовое и тонкое растачи-
вание, черновое и чистовое развертывание, протягивание, внутрен-
нее шлифование, хонингование, а также продавливание пуансо-
нами и шариками и раскатывание роликами.
Порядок обработки отверстия и выбор тех или других операций
определяется заданной точностью и чистотой поверхности отверстия,
масштабом выпуска, а также родом заготовки и особыми техни-
ческими условиями на изготовление. Например, точность 2-го и
3-го классов при чистоте 6-го и 7-го классов по ГОСТ 2789-51 обеспе-
чивается применением развертывания на станках. Более высокая
точность при указанной чистоте может быть получена ручным раз-
вертыванием или тонким растачиванием. Чистота поверхности
7—9-го классов при точности 2-го класса и выше преимущест-
венно у закаленных деталей может быть получена внутренним
192
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
шлифованием. При более высокой чистоте (10-го и 12-го классов)
производится хонингование отверстий и притирка.
Отверстия 1-го и более высокого класса точности, например,
цилиндры высоконапорных плунжерных насосов, кондукторные
втулки, отверстия калибровых втулок, могут быть получены при-
тиркой и т. д.
Типовой порядок операций при обработке отверстий в зависи-
мости от заданной точности и вида заготовки был приведен в табл. 21.
Последовательность применяемых инструментов и припуски для
различных операций обработки отверстий в сплошном металле по
2-му классу точности приведены в табл. 36, а для литых и прошитых
кованых и некоординированных отверстий 2-го и 3-го классов точ-
ности — в табл. 37.
Припуски на шлифование, тонкое растачивание и хонингование
отверстий приведены в табл. 38—40.
Отверстия диаметром свыше 30 мм получают в заготовке литьем
или ковкой. В крайнем случае сплошные заготовки в виде стальных и
латунных прутков, литых чугунных и бронзовых палок допускается
применять для деталей с отверстием до 50 мм. Изготовление круп-
ных втулок из прутка ведет к недопустимо большим отходам металла
в стружку.
Типовые схемы обработки деталей с отверстиями. Общей осо-
бенностью цилиндрических деталей с отверстием является тре-
бование концентричности внутренних и наружных цилиндрических
поверхностей. Это требование определяет общие схемы построения
маршрутов обработки деталей классов втулок и дисков.
В зависимости от конструкции и условий производства можно
установить три основные схемы обработки втулок и дисков:
I — обработка в одну установку (операцию) по методу концен-
трированных операций;
II — обработка в несколько операций с базированием по внутрен-
нему отверстию;
III — обработка в несколько операций с базированием по наруж-
ной цилиндрической поверхности (главным образом для дисков).
I схема обработки применима для втулок первого и второго типа.
Ее преимуществом является возможность получения высокой сте-
пени концентричности за счет того, что все поверхности обрабаты-
ваются сразу, без перестановки детали. Эта схема обработки чаще
всего применяется при изготовлении деталей из прутка. В случае
штучной заготовки последняя должна иметь дополнительный уча-
сток для зажима кулачками, который после отрезки обработанной
детали идет в отход. При этом заготовку следует делать сразу на
несколько деталей, чтобы величина отхода металла, отнесенная
к одной детали, была незначительной.
К преимуществам работы по I схеме следует отнести сокращение
времени на установку детали.
II схема обработки деталей с отверстием наиболее распростра-
нена для втулок третьего подкласса, а также при обработке
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ С ОТВЕРСТИЯМИ II ИХ ОБРАБОТКА 1Q3
Таблица 36
Обработка отверстий в сплошном металле по 2-му классу точности А
Диаметр обрабаты- ваемого отверстия в мм Диаметр в мм
Сверла для Отверстия после растачива- ния резцом Зенкера Черновой развертки Чистовой разверт ки
сверления рассверли- вания
10 9,8 9,96 10А***
12* 11.0 — — 11,85 11,95 12А
13* 12,0 — — 12,85 12,95 13А
14* 13,0 — — 13,85 13,95 14А
15* 14,0 — — 14,85 14,95 15А
16 15,0 15,85 15,95 16А
18 17,0 — — 17,85 17,94 18А
20 18,0 — 19,8 19,80 19,94 20А
22 20,0 — 21,8 21,80 21,94 22А
24 22,0 — 23,8 23,80 23,94 24А
25 23,0 24,8 24,80 24,94 25А
26 24,0 — 25,8 25,80 25,94 26А
28 26,0 — 27,8 27,80 27,94 28А
30** *** 15,0 28,0 29,8 29,80 29,93 ЗОА
32 ** 15,0 30,0 31,7 31,75 31,93 32А
35 20,0 33,0 34,7 34,75 34,93 35А
38 20,0 36,0 37,7 37,75 37,93 38А
40 25,0 38,0 39,7 39,75 39,93 40А
42 25,0 40,0 41,7 41,75 41,93 42А
45 25,0 43,0 44,7 44,75 44,93 45А
48 25,0 46,0 47,7 47,75 47,93 48А
50 25,0 48,0 49,7 49,75 49,93 50А
* При обработке отверстий диаметром до 15 мм включительно
в чугуне обработка зенкером не применяется. Для отверстий 3-го класса
точности диаметром до 15 мм включительно производится развертывание
одной разверткой после сверления. Для больших диаметров произво-
дится развертывание одной разверткой после растачивания или зенкеро-
вание в размер согласно настоящей таблице.
** При сверлении отверстий диаметром 30 и 32 мм в чугуне при-
менять одно сверло соответственно диаметром 28 и 30 мм.
*** В случае применения одной развертки на нее распространяется
суммарный припуск черновой и чистовой разверток, указанный в настоя-
щей таблице.
13 Д. г. Белецкий 2527
194
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
Таблица 37
Обработка отверстий, прошитых в поковках и штамповках
или имеющихся в литье, по 2-му и 3-му классам точности
Диаметр в мм
Диаметр обрабаты- ваемого отверстия в мм Чернового растачивания Чистового растачивания Черновой развертки Чистовой развертки А или А3
первого втор ого Диаметр после растачи- вания Допуск (-{-) по А4
30 28,0 29,8 0,14 29,93 30
32 — 30,0 31,7 0,17 31,93 32
35 — 33,0 34,7 0,17 34,93 35
38 — 36,0 37,7 0,17 37,93 38
40 — 38,0 39,7 0,17 39,93 40
42 40,0 41,7 0,17 41,93 42
45 — 43,0 44,7 0,17 44,93 45
48 — 46,0 47,7 0,17 47,93 48
50* 45 48,0 49,7 0,17 49,93 50
52 47 50,0 51,5 0,20 51,92 52
55 51 53,0 54,5 0,20 54,92 55
58 54 56,0 57,5 0,20 57,92 58
60 56 58,0 59,5 0,20 59,92 60
62 58 60,0 61,5 0,20 61,92 62
65 61 63,0 64,5 0,20 64,92 65
68 64 66,0 67,5 0.20 67,90 68
70 66 68,0 69,5 0,20 69,90 70
72 68 70,0 71,5 0,20 71,90 72
75 71 73,0 74,5 0,20 74,90 75
78 74 76,0 77,5 0,20 77,90 78
80 75 78,0 79,5 0,20 79,90 80
82 77 80,0 81,3 0,23 81,85 82
85 80 83,0 84,3 0,23 84,85 85
88 83 86,0 87,3 0,23 87,85 88
90 85 88,0 89,3 0,23 89,85 90
92 87 90,0 91,3 0,23 91,85 92
95 90 93,0 94,3 0,23 94,85 95
98 93 96,0 97,3 0,23 97,84 98
100 95 98,0 99,3 0,23 99,85 100
105 100 103,0 104,3 0,23 104,8 105
* При обработке отверстий диаметром 50 мм и больше в сплошном
металле применять предварительное сверление. Диаметр сверла выбирать
по графе „первого чернового растачивания“ с округлением до ближай-
шего меньшего размера, кратного 5; при сверлении и рассверливании
первое сверло брать диаметром 30 мм.
При наличии больших литейных припусков первое черновое раста-
чивание производить в два или больше проходов.
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ С ОТВЕРСТИЯМИ И ИХ ОБРАБОТКА
195
Продолжение табл. 37
Диаметр обрабаты- ваемого отверстия в мм Диаметр в мм
Чернового растачивания Чистового растачивания Черновой развертки Чистовой развертки А или А
первого второго Диаметр после растачи- вания Допуск (4-) по А<
110 105 108,0 109,3 0,23 109,8 110
115 НО ИЗО 114,3 0,23 114,9 115
120 115 118,0 119,3 0,23 119,8 120
125 120 123,0 124,3 0,26 124,8 125
130 125 128,0 129,3 0,26 129,8 130
135 130 133,0 134,3 0,26 134,8 135
140 135 138,0 139,3 0,26 139,8 140
145 140 143,0 144,3 0,26 144,8 145
150 145 148,0 149,3 0,26 149,8 150
155 150 153,0 154,3 0,26 154,8 155
160 155 158,0 159,3 0,26 159,8 160
165 160 163,0 164,3 0,26 164,8 165
170 165 168,0 169,3 0,26 169,8 170
175 170 173.0 174 3 0,26 174,8 175
180 175 178,0 179,3 0,26 179,8 180
185 180 183,0 184,3 0,30 184,8 185
190 185 188,0 189,3 0,30 189,8 190
195 190 193,0 194,3 0,30 194,8 195
200 194 197,0 199,3 0,30 199,8 200
210 204 207,0 209,3 0,30 209,8 210
220 214 217,0 219,3 0,30 - 219,8 220
250 244 247,0 249,3 0,30 249,8 250
280 274 277,0 279,3 0,34 279,8 280
300 294 297,0 299,3 0,34 299.8 300
320 314 317,0 319,3 0,34 319,8 320
350 342 347,0 349,3 0,34 349,8 350
380 372 377.0 379,2 0,34 379,75 380
400 392 397,0 399,2 0,38 399,75 400
420 412 417,0 419,2 0,38 419,75 420
450 442 447,0 449,2 0,38 449,75 450
480 472 477,0 479,2 0,38 479,75 480
500 ** 492 497,0 499,2 0,38 499,75 500
** Отверстия диаметром свыше межоперационными припусками, что i 500 мм растачиваются с теми же л отверстия диаметром 500 мм.
13*
196 ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
Таблица 38
Припуски на шлифование отверстий после чистового растачивания
Номинальный диаметр Длина шлифуемого отверстия в мм Допуск (+) на растачи- вание по А4
До 50 51-100 101-200 201-300 301-500
отверстия в мм в мм
Припуски на диаметр в мм *
0,2 0,1
До 10 ОД 0,3 0,4 — — —
11-18 0,3 — — — 0,12
19-30 0,3 од 0,4 0,4 — — 0,14
0,4 0,4 0,4
31-50 0,4 ад ад — 0,17
0,4 0,4 0,4 0,20
51-80 0,4 0,5 ад ад —
0,5 0,5 0,5 0,6
81-120 0,5 ад ад ад 0,23
121-180 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 ад 0,26
0,6 0,6 0,7 0,7 0,7
181-260 ад ад ад 0,3
0,7 0,7 0,8 0,8
261-360 0,7 ад ад ад 0,34
361-500 0,8 0,8 0,8 0,8 ад 0,8 ад 0,38
* В числителе указывается припуск для сырых деталей, в знамена-
одинаковом припуске указывается одна
теле — для закаливаемых; при
цифра.
Для тонкостенных закаливаемых деталей припуск следует увеличи-
вать на ЗСИ/о-
Таблица 39
Припуски на тонкое растачивание отверстий
Обрабатываемый металл Диаметр обрабаты- ваемого отверстия в м и Припуск на диаметр в мм (при обработке в один проход) Приме чания
Легкие сплавы До 100 Свыше 100 0,3 0,5 Допуски на предвари- тельную операцию назна- чаются по 3-му классу ТОЧНОСТИ Ад При обработке в два прохода припуск на чисто- вой резец оставляют >0,1 мм (на диаметр) и не более */3 общего при- пуска
Баббит До 100 Свыше 100 0,5 0,6
Бронза и чугун До 100 Свыше Ю0 о,3 0,4
Сталь До 100 Свыше 100 0,2 0,3
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ С ОТВЕРСТИЯМИ И ИХ ОБРАБОТКА
197
Таблица 40
Припуски на хонингование отверстий
Диаметр обрабатываемого отверстия в мм Обрабатываемый металл Примечани я
Чугун Сталь
Припуск на диаметр в мм
25-149 150-299 300-500 0,02—0,10 0,08-0,15 0,12-0,20 0,01-0,04 0,02 - 0,05 0,04-0,06 Допуск на предваритель- ную обработку разверты- ванием или тонким точе- нием устанавливается исходя из обеспечения ука- занных пределов припуска При хонинювании в две операции под чистовое хонингование оставляют не более 0,05 мм для чу- гуна и 0,02 мм для стали (на диаметр)
в несколько операций. Выбор внутреннего отверстия как постоянной
базы для всех установок отвечает основному требованию базиро-
вания — правилу единства баз. При этом базирование по внутрен-
нему отверстию обеспечивает более высокую точность, чем базиро-
вание по наружной цилиндрической поверхности. Последнее объ-
ясняется следующими причинами.
1. Абсолютная величина допуска на изготовление отверстия
небольшого диаметра, а следовательно, и зазора при последующей
установке, всегда будет меньше, чем для наружной поверхности
большего диаметра при одном и том же классе точности. Например,
допуск для отверстия диаметром ЗОА составляет +0,027 мм, а для
цилиндрической поверхности 125Х— 0,05 — 0,09 =0,04 мм. В
случае изготовления оправки диаметром ЗОП со шпонкой и соответ-
ственно установочного кольца (диаметром 125А) по 2-му классу
точности с допусками To.ous мм и 1о,ооо мм наибольший зазор
при установке детали будет равен в первом случае 0,035, а во вто-
ром —0,130, т. е. почти в 4 раза больше. Следует иметь в виду, что
при запрессовке на оправке деталь вообще не будет иметь зазора,
в то время как при базировании по установочному кольцу можно
применять только подвижные посадки (см. фиг. 45).
2. Основная технологическая база создается в первой операции.
В случае обработки отверстия на токарном или револьверном станке
путем применения разверток можно легко получить более высокую
точность обработки, чем при обтачивании наружной поверхности.
При этом в случае увода развертки относительно предварительно
обточенной наружной поверхности концентричность последней будет
обеспечена последующим обтачиванием наружной поверхности от
198
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
отверстия. Отжим же инструмента при наружной обработке
значительно меньше, чем при внутренней.
3. Установка по отверстию осуществляется посредством более
простых и точных приспособлений (оправок), чем при установке по
наружной цилиндрической поверхности.
Типичный процесс высокопроизводительной расчлененной обра-
ботки втулки по второй схеме (базируясь от отверстия) показан
Фиг. 113. Обработка втулки по методу расчлененных операций
(база — отверстие):
а — зенкерование; б — протягивание; в — запрессовывание на оправку; г — наружная
и торцевая обработка; д — наружное шлифование.
на фиг. 113. По такой же схеме могут обрабатываться рабочие колеса
центробежных насосов. В обоих случаях в первой операции про-
изводится предварительная обработка отверстия (фиг. ИЗ, а), кото-
рое затем протягивается в окончательный размер и запрессовывается
на оправку (фиг. 113, б и в). Оправка служит установочной базой во
всех последующих операциях механической обработки. Оконча-
тельная обработка отверстия (как единой установочной базы)
может выполняться в первой операции при револьверной обработке
с применением развертывания.
Обработка по II схеме в некоторых случаях может дать более
высокую концентричность внутренних и наружных поверхностей,
чем при обработке по I схеме, особенно при наличии глубокого от-
верстия в детали, так как при его сверлении может получиться увод
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК, КОЛЕЦ И ГАЕК ИЗ ПРУТКА
199
сверла (отклонение от оси отверстия), который при малом диаметре
отверстия не будет исправлен последующим растачиванием и раз-
вертыванием. Неконцентричность наружной и внутренней поверх-
ностей определится величиной увода. При обработке по II схеме
указанный дефект будет устранен.
Для контроля наружных и внутренних размеров втулок при-
меняются жесткие калибры, а в некоторых случаях — многомер-
ные инструменты. Проверка концентричности наружной поверх-
ности и отверстия, а также биения торцов производится на оправках
индикатором.
§ 32. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК, КОЛЕЦ И ГАЕК ИЗ ПРУТКА
Обработка на токарных станках. Из прутка изготовляются втулки
с наружным диаметром до 60 мм, в зависимости от диаметра отвер-
стия в шпинделе станка.
Токарными станками пользуются для изготовления втулок в
индивидуальном и мелкосерийном производстве. Длина прутка не
Фиг. 114. Изготовление колец
из прутка без отрезки.
Фиг. 115. Отрезка
втулок без заусе-
ницы скошенным
отрезным резцом.
должна превышать 1,5—2,0 м, а диаметр для станков типа ДИП-200
(1А62) — 35 мм и типа ДИП-300 (1Д63) —65 мм.
Обработка производится в следующем порядке:
А. Установка детали в самоцентрирующем патроне с вылетом,
равным длине втулки плюс ширина отрезного резца и плюс 10 ч-
ч- 15 мм (расстояние от торца кулачков до левого края резца).
1-й переход — подрезание торца и наметка центрового отверстия
для захода сверла (выполняется отогнутым проходным резцом);
2-й переход — наружное обтачивание; 3-й переход — сверление;
4-й переход — растачивание или развертывание; 5-й переход —
окончательная отделка наружной поверхности и 6-й переход —
отрезание.
В случае коротких деталей подача прутка, внутренняя и наруж-
ная обработка производятся сразу на несколько деталей. Затем они
последовательно отрезаются от заготовки.
На фиг. 114 показан пример из передовой практики обработки
колец. В целях сокращения времени на одну из наиболее трудоемких
операций — обрезку — заготовка вначале обрабатывается по профилю,
200
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
причем диаметр канавок на 1—2 мм меньше диаметра D буду-
щего отверстия ID] — D — (1 -н2) мм]. Затем заготовка сверлится
и растачивается на диаметр D. Во время растачивания кольца
последовательно отделяются от заготовки.
Чтобы при отрезке втулок на кромке отверстия не образовыва-
лось заусениц, операцию необходимо выполнять скошенным отрез-
ным резцом (фиг. 115). При обработке указанных колец (фиг. 114)
па левых торцах детали у отверстия будут оставаться небольшие
Фиг. 116. Схема наладки
револьверного станка с го-
ризонтальной осью на обра-
ботку втулки с загрузкой
пяти позиций (/—5) револь-
верной головки.
заусеницы, которые удаляются вручную
напильником, зенкованием или шлифо-
ванием торцов на плоскошлифовальном
станке (если последнее предусмотрено
технологическим процессом).
Втулки третьего подкласса, требую-
щие обработки со второй стороны, изго-
товляются не менее чем за две токарные
операции. Для обеспечения концентрич-
ности вторая установка производится в
сырых, точно расточенных кулачках.
При составлении технологического
процесса на обтачивание деталей такого
рода необходимо стремиться, чтобы внут-
ренние и наружные поверхности, кон-
центричность которых оговорена в чер-
теже, обрабатывались окончательно в одной
установке. Более предпочтительно эту
обработку производить во второй уста-
новке, когда большинство поверхностей
уже обработано. Благодаря этому погреш-
ности за счет деформации деталей и си-
стемы станок — инструмент — деталь,
а также неточности установки будут отно-
сительно меньше.
Обработка на револьверных станках. Наиболее распространен-
ным способом изготовления втулок мелких и средних размеров
является обработка их из прутка на револьверных станках при
серийном производстве и на автоматах — при массовом изготов-
лении.
На фиг. 116 показана схема наладки револьверного станка с гори-
зонтальной осью, типа 1336, для обработки втулки первого типа.
Такие станки не имеют поперечного суппорта и вся обработка
выполняется с помощью револьверной головки. Последняя совер-
шает продольное протачивание и сверление, обтачивание конусов и
фасонных поверхностей по копиру и отрезку. Во всех позициях
обработки головка стопорится относительно оси и не может совер-
шать вращательного движения, но при обработке фасонных поверх-
ностей салазки головки перемещаются вдоль направляющих ста-
нины, а головка одновременно совершает медленное вращательное
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК, КОЛЕЦ II ГАЕК ИЗ ПРУТКА
201
движение — по копиру. В результате получается коническая или
фасонная поверхность, в зависимости от формы копира.
Отрезка обработанной втулки (позиция 5) производится враще-
нием головки при застопоренной каретке. В этом случае вершина
резца совершает движение по дуге окружности, проходящей через
центр обрабатываемого прутка. Таким же движением производится
выточка канавок и подрезка точных торцевых поверхностей боль-
ших размеров. Величины продольных и поперечных перемещений
Фиг. 117. Цанговый патрон для зажима горячекатанных прутков
на револьверных станках:
1 — шестерня; 2 — рейка; 3— гильза; 4 — клин; 5 — втулка; 6 — кулачки.
установленных инструментов ограничиваются продольными и попе-
речными упорами.
Разрез цангового клинового патрона, применяемого на прутко-
вых револьверных станках, приведен на фиг. 117. Патрон предназ-
начен для зажима горячекатанных прутков с допуском по наруж-
ному диаметру 2 мм и более.
Зажим прутка осуществляется поворотом рукоятки вправо.
При этом посредством шестерни 1 и рейки 2 перемещается гильза <?,
нижний скос которой сдвигает перпендикулярно оси патрона клин 4.
Последний, в свою очередь, отжимает вправо коническую втулку 5,
сжимающую рифленые кулачки 6.
При повороте рукоятки в обратном направлении клин 4 подается
в обратном направлении, освобождает втулку 5, а кулачки разжи-
маются вставленными между ними пружинами.
Для зажима калиброванных холоднотянутых прутков приме-
няют цанговые патроны (см. фиг. 30).
Унифицированная наладка токарно-револьверного станка с вер-
тикальной осью (тип 1336) для обработки различных гаек приве-
202
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
дена на фиг. 118. Обработка всех указанных гаек производится по
единой схеме: I— подача прутка до упора; II— центрование;
III — протачивание предварительное наружного диаметра и свер-
ление; IV — зенкерование отверстия под резьбу; V — окончательное
протачивание уступов и снятие фаски; VI — снятие внутренних и
наружных фасок.
Фиг. 118. Унифицированная наладка револьверного станка на обработку
гаек и колец:
/—-IX—позиции револьверной головки и поперечного суппорта.
Все перечисленные операции выполняются с помощью револь-
верной головки. С помощью поперечного суппорта производится
обработка в позиции VII заднего уступа, VIII — отрезка и IX —
подрезка торца.
Нарезание резьбы при отсутствии сквозного отверстия исключает
возможность применения длинного машинного метчика, что снижает
производительность станка. Поэтому нарезание резьбы производят
после полной обработки гайки на токарно-револьверном станке или
автомате. Нарезание резьбы производится на резьбонарезных и гай-
конарезных станках машинными метчиками.
На фиг. 119 показан самовыключающийся от упора патрон для
метчиков. Этот патрон применяется на револьверных станках и
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК, КОЛЕЦ И ГАЕК ИЗ ПРУТКА
203
Фиг. 119. Самовыклю-
чающийся патрон для
метчиков:
Фиг. 120. Нарезание гаек специально изо-
гнутым метчиком:
1 — метчик; 2 — труба.
1 — хвостовик; 2 и
/ — шпильки; 3—патрон;
5 — метчик.
Фиг. 121. Вспомогательный инструмент к револьверным станкам для прутковой
работы:
лдержавка для хвостового инструмента; б — комбинированный упор с выдвижным центром;
в — державка для центровочного сверла с поддерживающими роликами; г — державка для танген-
циального резца с призматическим люнетом, д — то же, с роликовым люнетом; е — то же, для обык-
новенных резцов.
20!
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК II ГАЕК
автоматах. Хвостовик 1 патрона имеет упорную шпильку 2. Под-
вижная часть патрона <?, несущая метчик 5, может иметь осевое
перемещение вдоль передней части хвостовика. В начале нарезания
шпилька 4 патрона 3 упирается в шпильку 2 хвостовика, входя-
щего в гнездо револьверной головки. После нарезания отверстия
револьверная головка дойдет до упора и остановится, а метчик будет
Фиг. 122. План обработки
втулки на четырехшпин-
дельном автомате.
продолжать ввинчиваться в деталь за счет перемещения вперед под-
вижной части патрона 3. При этом наре-
зание будет продолжаться до тех пор,
пока шпилька 4 не выйдет из зацепления
со шпилькой 2.
На фиг. 120 представлен гайконарез-
ной станок со специально изогнутым мет-
чиком. Метчик 1 имеет длинный изогнутый
хвостовик, находящийся в изогнутой тру-
бе 2, которая вращается вместе с метчи-
ком. Нарезанные гайки, проходя по тру-
бе, под давлением вновь поступающих
гаек выходят через левый конец шпин-
деля станка. Существуют гайконарезные
станки с бункерами, в которые гайки
засыпаются навалом и посредством осо-
бого механизма автоматически подаются
для нарезки.
Для правильного нарезания резьбы
метчиками большое значение имеет свер-
ление отверстия под резьбу. Диаметр
отверстия делается несколько больше
внутреннего диаметра резьбы гайки с уче-
том подъема витков при нарезании. В слу-
чае заниженного диаметра отверстия под
резьбу можно сорвать или задрать резьбу
и сломать метчик.
Диаметры сверл под резьбу приводятся в соответствующих нор-
малях и справочниках.
На фиг. 121 показан основной вспомогательный инструмент для
прутковых работ на токарно-револьверных станках.
Обработка на токарных автоматах. Одношпиндельные и много-
шпиндельные автоматы применяются при изготовлении втулок
в массовом производстве. В условиях насосостроения обработка
втулок на автоматах применяется весьма редко. Это объясняется
тем, что производительность одношпиндельного автомата обычно
составляет 500—1000 деталей, а па многошпиндельном — 1000—
3000 деталей в смену. Выпуск же насосов пока имеет значительно
меньшую серийность. На фиг. 65 был показан план совмещенной
обработки втулок из прутка на одношпиндельном токарном автомате.
На фиг. 122 показан план обработки втулки на четырехшпин-
дельном автомате. В 1-й позиции круглым фасонным резцом обта-
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК ИЗ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК 205
чивается весь контур втулки и сверлится отверстие. После переме-
щения шпинделя во 2-ю позицию производится рассверливание, сня-
тие фаски и нарезание наружной резьбы. В 3-й позиции нарезается
внутренняя резьба и производится подрезка детали, а в 4-й — от-
резка от прутка. После отрезки в 4-й позиции производится подача
прутка до упора для обработки следующей детали.
§ 33. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК ИЗ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК
Расчлененная обработка втулок. В случае индивидуальной заго-
товки—литья, поковок или нарезанных кусков проката—обра-
ботка втулки может выполняться по методу расчлененных и по
методу концентрированных операций.
Пример метода расчлененной обработки гладкой втулки первого
типа из поковки был показан на фиг. 113.
Обработка гильз гидравлических цилиндров. Типичным приме-
ром крупной втулки первого типа являются бронзовые гильзы,
которые запрессовываются в цилиндры водяного блока поршневых
насосов (см. фиг. 112, б). Заготовки для гильз отливаются из бронзы
центробежным способом.
Основными требованиями, предъявляемыми к обработке втулки,
являются: а) точность наружного и внутреннего (110Г2а, 100А3)
диаметра; б) чистота поверхности в пределах 7-го класса; в) кон-
центричность наружной и внутренней поверхности в пределах
0,05 мм.
Шлифование бронзы затруднительно вследствие «засаливания??
круга, а также деформации от нагревания при шлифовании тонко-
стенной втулки, поэтому для получения точных размеров наружной и
внутренней поверхности следует предусмотреть тонкое обтачивание
и растачивание.
Маршрут обработки гильзы состоит из следующих операций:
1) револьверной обработки наружной и внутренней сторон
с поворотом детали;
2) тонкого растачивания втулки с установкой по наружной
поверхности в цанговом патроне;
3) тонкого обтачивания наружной поверхности в размер по
чертежу.
Схема револьверной наладки для обработки гильзы приведена
на фиг. 123, а. Эскизы операций тонкого растачивания и тонкого
обтачивания гильзы вместо шлифования показаны на фиг. 123, би в.
На фиг. 124 показан общий вид цангового патрона для зажима
гильзы по наружному диаметру при тонком растачивании. Зажим
осуществляется двумя цангами 1 диаметром 111+0-1 мм с нарезкой
на хвостовой части. Головки цанг упираются в конические втулки 2
и стягиваются кольцом 4 с разноименной нарезкой. От проворачи-
вания при зажиме цанги удерживаются шпонкой 3. Корпус 5 па-
трона фиксируется относительно шпинделя шпонкой 6.
Методы построения высокопроизводительных револьверных нала-
док. Практика работы многих заводов показывает нецелесообразное
Фиг. 123. Обработка гильзы гидравлического цилиндра:
а — схема револьверной нала тки с поворотом детали в патроне; б и в — эскизы
операций тонкого растачивания и обтачивания гильзы.
6)
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК ИЗ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК 207
использование револьверных станков, являющихся наиболее рас-
пространенным видом оборудования, для изготовления втулок в
условиях серийного производства. Зачастую обработка ведется с
использованием лишь 1—2 гнезд револьверной головки при обра-
ботке детали с одной стороны. В случае простой формы детали и
отсутствия больших припусков вся обработка выполняется в 2—3
перехода и большинство граней головки не может быть загружено.
В таких случаях все же не следует переходить к обработке
втулок на токарных станках. Необходимо изыскивать возможно-
Фиг. 124. Цанговый патрон для установки гильзы при тон-
ком растачивании:
1 — цанги; 2 — конические втулки; 3 и 6 — шпонки; 4 — кольцо; 5 — корпус
патрона.
сти концентрации операций с более полным использованием ре-
вольверной головки путем создания уплотненных или совмещенных
наладок. Под уплотненными револьверными наладками понимают
наладки, в которых используются все или большинство граней
револьверной головки.
Уплотненная наладка с поворотом детали в патроне предусма-
тривает полную обработку детали с двух сторон за один оборот
револьверной головки. Пример такой наладки для обработки муфты
штоков поршневого насоса 46ГМ приведен на фиг. 125. В первой
установке 1 выполняются переходы 1—5, в которых заготовка,
отрезанная от прутка в заготовительном цехе, надсверливается,
подрезается и обтачивается по размеру диаметров 30 и 55 мм. Длина
протачивания конца 55 мм должна быть задана технологическим раз-
мером, так как при имеющихся на чертеже размерах она получается
как разность общей длины и осевого размера второго конца.
Во второй установке // деталь фиксируется в осевом направлении
буртиком. В этой установке производится обтачивание второго конца,
сверление, растачивание и нарезание сквозного отверстия с помощью
револьверной головки. С помощью поперечного суппорта во второй
208
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
установке II выполняется обработка выемки, прорезка двух канавок
по краям выточки (переход 13), протачивание середины (переход 14) и
торцов выточки в размер, одновременно двумя резцами, установлен-
ными в специальной державке (переход 15).
Поворот детали в середине револьверной обработки дает возмож-
ность полностью загрузить все гнезда револьверной головки, что
значительно повышает производительность обработки. Внедрение
Фиг. 125. Схема уплотненной револьверной наладки для обработки
муфты с двух сторон:
а — заготовка; б — деталь после обработки; в — две установки заготовки в кулач-
ках: I — установка переходов /—5; // — установка переходов 6—16.
указанной наладки вместо обработки детали на токарном станке
сократило трудоемкость с 70 до 21 мин., т. е. ^а 70%.
Для второй установки детали по обработанной поверхности служат
специально точно обработанные уступы в кулачках, что повышает
точность установки. Уплотненные наладки следует применять для
втулок третьего подкласса, требующих обработки с двух сторон,
так как детали, обработанные с одной установки, всегда будут иметь
большую концентричность поверхностей.
Принцип совмещения наладок заключается в том, что на шести
гранях револьверной головки размещается инструмент для обработки
двух деталей. При этом одни инструменты участвуют в обработке
обеих деталей, а другие — только одной из них. Совмещенные
наладки при достаточном объеме производства позволяют вовсе
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК ИЗ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК
209
избежать переналадок станка при
двух, а иногда и трех деталей. В
обработке закрепленных за ним
некоторых случаях совмещаются
Фиг. 126. Вспомогательный инструмент к револьверным станкам для патронной
работы:
а и б — фланцевая и вставная державки для инструмента с цилиндрическим хвостовиком; в — пере-
ходные втулки; г и д — однорезцовые; е, ж и з — многорезцовые державки; и — вертикальны:!
суппорт; к — плита с поддерживающей стойкой для установки семи инструментов.
наладки для обработки обеих сторон детали, установка которой во
второй операции требует смены зажимного приспособления для
закрепления детали. При этом одновременно обрабатывается партия
деталей.
14 Д. Г. Белецкий 2527
210
• ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК И ГАЕК
Высокая производительность револьверных наладок достигается
за счет: 1) одновременной работы револьверной головки и попереч-
ного суппорта; 2) одновременной обработки нескольких поверхно-
стей инструментами, закрепленными на одной грани в многорезцо-
вых державках; 3) использования твердосплавных инструментов, осо-
бенно для обработки наружных поверхностей, на которых скорость
резания при определенном числе оборотов шпинделя будет наиболь-
шей; 4) наибольшего использования продольных и поперечных упо-
ров каретки револьверной головки и суппорта.
Большая целесообразность револьверной обработки в условиях
ограниченного выпуска деталей обеспечивается: 1) применением
уплотненных операций с поворотом детали и совмещением наладок;
2) наибольшим использованием нормальной и унифицированной
специальной оснастки револьверного станка; 3) установлением сте-
пени сложности наладок в соответствии с размерами партий обра-
батываемых деталей.
На фиг. 126 приведен основной вспомогательный инструмент для
патронных работ на токарно-револьверных станках.
Межоперационные припуски для револьверной обработки вту-
лок устанавливаются в соответствии с ранее приведенными данными.
ГЛАВА IX
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
§ 34. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШКИВОВ
Разновидности шкивов и особенности их изготовления. Шкивы,
маховики, муфты и шестерни, так же как и детали класса дисков,
имеют значительно меньшую длину, чем диаметр. Кроме того, к этим
деталям предъявляются высокие требования в отношении кон-
центричности отверстия и наружной поверхности, а также к наи-
меньшему торцевому биению. Эти обстоятельства определяют неко-
торую общность технических условий и технологических маршру-
тов для изготовления перечисленных деталей.
Шкивы применяются преимущественно в консольных насосах
для замедленной передачи от электродвигателя к насосу. Кроме
того, шкивы, являясь одновременно маховиками, применяются в
приводных поршневых насосах.
По своей конструкции и форме шкивы бывают двух типов: с
необрабатываемыми и обрабатываемыми внутренними поверхно-
стями обода. Необходимость обработки внутренних поверхностей
обода определяет существенные особенности технологического марш-
рута для шкивов этого типа и, в частности, двусторонней токарной
обработки с точным базированием детали. Гладкий или выпуклый
обод не вносит существенных отличий в технологический маршрут,
как и ручьи для клиновидных ремней.
В зависимости от габаритов шкивов можно ориентировочно уста-
новить следующие три размерные группы: 1) шкивы диаметром
до 300 мм, которые можно обрабатывать на многорезцовых станках
типа 1730; 2) диаметром 300 — 600 мм, которые можно обрабаты-
вать на токарных станках типов 1А62, 1Д63; 3) шкивы диаметром
более 600 мм, для обработки которых используются карусельные
станки.
В насосостроении для центробежных насосов применяются глав-
ным образом шкивы первого типа первой размерной группы и вто-
рого типа второй и третьей размерных групп для приводных пор-
шневых насосов.
Для шкивов и маховиков применяется серый и модифицирован-
ный чугуны и отчасти стальное литье.
14*
212
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
Таблица 41
Типовые технологические маршруты обработки литых шкивов
№ операции Операция Вид производства
Массовое Серийное Индивидуальное
Типы станков
А. Шкивы без обработки внутренних поверхностей
1 Сверление или рас- сверливание отверстия и обработка первого торца Вертикально- сверлильные с трехпозици- онным столом, двухшпин- дельные Вертикально- сверлильные или револь- верные Токарные
2 Обработка второго торца То же То же Токарные
3 Окончательная обра- ботка отверстия Вертикально- или горизон- тально- протяжные или сов- мещается с операцией 2 Токарные, совмещается с операцией 2
4 Обработка шпоноч- ного паза То же 1 Долбежные
4а Обработка шлицев Горизонтально-протяжные
5 Черновое и чистовое обтачивание обода и торнов гладких шкивов в одну операцию Многорез- цовые Токарные или совмещается с револьверной обработкой в операции 2
5 а 56 Черновое и чистовое обтачивание обода и торцов шкивов для кли- ноременной передачи (в две операции) То же То же
6 Св рление отверстий в ступице и ободе (по необходимости) Вертикально- сверлильные многошпин- дельнне или одношпин- дельные Вертикально-сверлильные
•7 Балансировка Балансиро- вочные станки для статиче- ского балан- сирования и . снятия дисба- ланса. Призмы для статической балансировки
Вертикально-сверлильные или токарные станки для сня- тия дисбаланса
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШКИВОВ
213
Продолжение табл. 41
№ операпии Операция Вид производства
Массовое Серийное | Индивидуальное
Типы станков
Б. Шкивы с обработкой внутренних поверхностей обода
1 Предварительная об- работка отверстия, ра- стачивание и обтачива- ние обода 1 (с первой стороны) Многошпин- дельные пат- ронные полу- авюматы Револьвер- ные Токарные
2 Предварительная об- работка второй сто- роны 2 То же То же То же
3 Чистовая обработка второй стороны 3 V 1 »
4 Чистовая обработка наружного и внутрен- него контуров и отвер- стия с первой стороны 4 »
5 Обработка шпоноч- ною паза или шлицев Протяжные Протяжные Долбежные
6 сво( в от обр, объ Сверление отверстий 1 При установке по нар; Годная часть. 2 В этой же операции зерации № 1. 3 Эту операцию по возм( 4 При установке на раз зботка может выполнять едипяются в одну. Вертиказьно- сверлильные многотпин- дельные или одношпин- дельные ужной поверхно! обтачивается ч< эжности следует жим за внутрен ся в операции Вертикально-сверлильные одношпиндельные сти обода протачивается его 1сть обода, не проточенная совмещать с операцией № 2. нюю поверхность обода эта № 1, а операции № 2 и 3
Основными техническими требованиями, предъявляемыми к шки-
вам, являются: а) точное изготовление посадочных мест; б) кон-
центричность внутренних и наружных поверхностей, а также от-
сутствие недопустимого торцевого биения обода и ступиц; в) от-
сутствие недопустимого дисбаланса.
214
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
Типовые технологические маршруты обработки шкивов. При
выборе технологического маршрута изготовления шкивов остаются
в силе соображения о трех схемах обработки цилиндрических дета-
лей с отверстием, изложенные в предыдущей главе. Как правило,
для первого типа шкивов применяется схема обработки от отверстия,
для второго — от наружной цилиндрической поверхности.
Типовые технологические маршруты обработки гладких шкивов
первого типа первой и второй размерной группы для различных
масштабов производства приведены в табл. 41, Л. В первой и вто-
рой операциях установку рекомендуется производить по внутренней
Фиг. 127. Обработка шкива второго типа в серийном производстве:
и, б, в — операции,
поверхности обода на разжим, что способствует обеспечению его
равностенности.
Обработка шкивов клиноременных передач может производиться
по этим же маршрутам с расчленением черновой и чистовой обра-
ботки ручьев на две операции, выполняемые на многорезцовых
станках.
Типовые технологические маршруты для обработки шкивов
второго типа с внутренними обрабатываемыми поверхностями первой
и второй размерной группы приведены в табл. 41, Б.
Обработка шкивов и маховиков третьей размерной группы про-
изводится на карусельных станках по маршруту, приближающе-
муся к токарному варианту, приведенному в табл. 41. Эта обработка
выполняется за две токарные операции, без расчленения на черно-
вое и чистовое обтачивание с каждой стороны.
Примеры обработки шкивов насосов. В табл. 42 приведен типо-
вой технологический процесс обработки шкивов первого типа в
крупносерийном производстве.
Обработка шкивов второго типа в серийном производстве пока-
зана на фиг. 127. Первая операция (фиг. 127, а) выполняется на
токарно-револьверном станке, с установкой детали в патроне на
разжим.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШКИВОВ
215
Таблица 42
Типовой технологический маршрут обработки шкивов первого типа
первой размерной группы в крупносерийном производстве
| № опера- ции Наименование операций и переходов Эскизы
Сверлильная 1. Сверлить отверстие d на глубину 1 2. Подрезать торец в размер /2 3. Снять фаску b X 45° Примечание. При наличии отверстия в литье сверление заменить зенкерованием
1 1 *-.0'7110
Сверлильная
2 1. Подрезать торец с d% до d в размер /3
2. Снять фаску b X 45° ! Д|Д И
• Протяжная, первая 1|
3 Протянуть отверстие dk на глубину Z -м
4 Протяжная, вторая Протянуть шпоночную канавку bX^XJ т
5 Токарная 1. Подрезать торец обода D на размер 2. Обточить предварительно и оконча- тельно поверхность D на длине L 3. Снять фаску b X 45° 4. Подрезать торен обода D на размер L 5. Снять фаску b X 45° Примечание. Для выпуклых шкивов производят только одно предварительное обтачивание обода. •—L-—-
с 45*
216
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
Продолжение табл. 42
№
опера-
ции
Наименование операций и переходов
Эскиз
Токарная (для шкивов с выпуклым
ободом)
Обточить сферическую поверхность
обода с D до D1 на длине L
6
Балансировочная
1. Проверить дисбаланс шкива
2. Балансировать шкив
Примечание. Балансировку произ-
водить по мере надобности за счет эксцен-
тричного снятия металла с внутренней ча-
сти 1 обода или сверления отверстий 2
Контрольная
Проверить деталь по чертежу и техни-
ческим условиям
В этой операции производится предварительная и окончательная
обработка с одной стороны по наружному диаметру и внутреннему
диаметру Di обода, отверстия dA, торцов обода и ступицы, а также
внутренней стенки (спиц). Во второй операции (фиг. 127, 6) подре-
заются торцы ступицы и обода с другой стороны и растачивается
внутренняя поверхность обода с одновременным протачиванием
стенки. Эта операция выполняется на токарном или револьверном
станке. В третьей операции (фиг. 127, б) выполняется протягивание
шпоночного паза b х h X /3. Балансирование шкивов второго типа
обычно не производится.
Шкивы первого типа иногда обрабатываются по такому же марш-
руту. В этом случае переходы растачивания обода в первой и второй
операциях исключаются, а вторая операция выполняется только на
токарном станке. Кроме того, первая и вторая операции могут быть
выполнены в одной уплотненной револьверной наладке с поворотом
детали.
В некоторых случаях в целях получения большей концентрич-
ности наружной поверхности к оси отверстия шкивы второго типа
после протягивания шпоночного паза обтачивают начисто на цен-
тровой оправке.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ МУФТ
217
§ 35. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ МУФТ
Разновидности и особенности изготовления. В насосостроении
применяются для соединения вала насоса с электродвигателем
муфты трех основных типов: тарельчатые с отверстиями под пальцы
(фиг. 128, а), с полуотверстиями (фиг. 128, б) и зубчатые (фиг. 128, в).
Каждая муфта состоит из двух полумуфт, представляющих собой
два подтипа соответствующего типа муфт. Одна из полумуфт наса-
6)
Фиг. 128. Конструкции соединительных муфт
насосов:
— тарельчатые; б— с полуотверстиями; в—зубчатые;
1 — полумуфта вала насоса; 2— полумуфта вала электро-
двигателя; 3 — резиновый элемент; 4 — ведущий палец;
5 — зубчатая втулка электродвигателя; 6 — отверстие для
заливки масла; 7 — зубчатая втулка насоса; 8 — уплот-
нение.
живается на вал электродвигателя, вторая — на вал насоса. Соеди-
нение полумуфт с валами осуществляется при помощи призмати-
ческих шпонок. В ряде случаев полумуфты электродвигателей раста-
чиваются и пригоняются по валу электродвигателя, которым ком-
плектуется данный насос.
Чаще применяются муфты первого типа — тарельчатые из двух
дисков, с 6—8 отверстиями, в которые вставляются соединительные
пальцы. Муфты второго типа — с полуотверстиями — состоят из
двух полумуфт типа втулок, входящих друг в друга и соединяемых
посредством резиновых пальцев, вставляемых в совместно просвер-
ленные полуотверстия каждой половины муфты. Третий тип муфт —
зубчатый — состоит из двух полумуфт с внутренним зубчатым заце-
плением и двух втулок с зубчатым венцом. Эти муфты применяются
218
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
в многоступенчатых насосах некоторых конструкций. Детали муфт
третьего и второго типов несколько сходны по своей форме \
Полумуфты первого и второго подтипа (фиг. 128) различаются
по форме и размерам, что влияет на построение операционной техно-
логии. Поэтому типовой процесс обработки деталей муфт разрабаты-
вают для каждого подтипа отдельно.
В зависимости от размеров наружного диаметра D полумуфты
могут быть разбиты на следующие размерные группы (I—IV):
1) D < 60 мм — полумуфты (и втулки) второго и третьего типа,
изготовляемые из прутка.
II) D < 300 мм — полумуфты всех типов из литья и поковок,
изготовляемые в серийном производстве на многорезцовых станках.
Ill) D < 600 мм — полумуфты первого типа, изготовляемые на
средних токарных станках (типов 1А62 и 1Д63).
IV) D > 600 мм — полумуфты первого типа, изготовляемые на
карусельных или лобовых токарных станках.
Муфты первого типа больших размеров изготовляют из серого
чугуна (марки СЧ 21-40) или модифицированного серого чугуна
(МСЧ). Муфты второго и третьего типов изготовляют из стали Ст. 3
и 40. Основными техническими требованиями при изготовлении муфт
являются: точность посадочных размеров, совпадение отверстий и
полуотверстий в полумуфтах, отсутствие дисбаланса свыше допу-
скаемой величины и точность шага в пределах 0,03 мм и профиля
зубьев, нарезаемых специальным долбяком у полумуфт третьего типа.
Типовые технологические маршруты обработки муфт. В зависи-
мости от формы муфт и серийности производства полумуфты обра-
батываются по нескольким типовым маршрутам (табл. 43).
Особенностями приведенных маршрутов являются:
1. При индивидуальном и серийном выпуске муфты обрабаты-
ваются на токарных и револьверных станках с соблюдением правила
единства базы, для чего в одну установку обрабатываются внутрен-
няя и наружные цилиндрические поверхности, а также торец фланца.
2. В условиях крупносерийного производства обработка муфт
производится по расчлененному методу от отверстия.
3. Сверление отверстий под пальцы в полумуфтах первого типа
производится по кондуктору для всех видов производства, что
обеспечивает их совпадение при соединении полумуфт.
4. Полумуфты второго типа сверлятся по кондуктору, но в сборе,
так как это обеспечивает лучшие условия работы сверла.
5. Полумуфты электродвигателя при сдаче их на склад без окон-
чательной обработки отверстия обрабатываются на токарных станках
ввиду незначительного количества переходов в операции.
6. При серийном изготовлении полумуфт из штучной заготовки
первая и вторая операции на револьверном и токарном станках могут
быть совмещены в уплотненной револьверной наладке с поворо-
том детали.
1 Обработка полумуфт этого подкласса производится по маршруту, близ-
кому к обработке соответствующих по форме и размерам шестерен.
Таблица 43
Типовые технологические маршруты обработки пальцевых муфт центробежных насосов1
Тип муфт Размерные группы Вид производства Номер операции, наименование и эскиз
1 2 з 4 5 1 1 6
Полу- муфты К насосам Н-Мн-1 I, п, ш Индиви- дуальное и мелкосерий- ное (до 100 шт. в год) Токари или к а рус пая ^2 Ъ= ЗЯ ель- То кар: карная или ясельная Разметочная (разметка шпоночной канавки и отверстий) Долбежная (по ра Сверлиль- ная зметке) Балансиро- вочная (проверить дисбаланс статически и удалить излишек металла на токарном, сверлильном или кару- сельном станке или слесарным способом)
Н-Мн-1 I, II Серийное (500-2000 шт. в год) Револы ная вер- Toi > карная ! — Протяжная Сверлиль- ная (по кондуктору)
То же 1 Кр< ним заце 2 Пр Н-Мн-1 эме зубча' тлением, и массово 1 гых му М ВЫП} Крупносе- рийное (5000— 10 000 шт. в год) 2 1 1 фт, обрабатывав гске первую one] Сверлильная fl I ! fl Пре >тяжная Протяжная аршруту зубч зпиндельных Многе цовая нова чисто [атых к токарн )рез- (чер- я и •вая) Сверлиль- ная с наружным •луавтоматах. Балансиро- вочная (съем метал- ла свыше 100 г произ- водится на станках) и внутрен-
мых по техноло рацию произвол гическому м< ят на многои олес ых по
ьо
о
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ МУФТ
Продолжение табл. 43
Тип муфт Размерные •руппы Вид производства Номер операции, наименование и эскиз
1 2 3 4 5 6
Полу- муфты к насосам Н-Мн-2 I Серийное (500-2000 шт. в год) Ре ная ка) вольвер- из прут- 1окарная Протяжная (протягива- ние шпоноч- ного паза) Сверли; ная «со местн< с Н-Мн (Ь- в- -4) ip
Полу- муфты к электро- двигате- лям Н-Мн-3 I, II, III Серийное (500 -2000 шт. в гол) *3 Т< экар й ная 1 Сверлиль- ная Балансиро- вочная (проверить дисбаланс статически и удалить излишек металла) Примечание: Окончательная обработ- ка посадочного отвер- стия и изготовление шпоночного паза произ- водятся по валу элек- тродвигателя перед сборкой
То же Н-Мн-4 I То же Pei ная вольвер- Токарнг 1Я Пр > отяжная Сверлиль- ная (сов- местно с Н-Мн 2) яТв Балансировочная (про- верить дисбаланс Ста- тически и удалить изли- шек металла)
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОЕ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШЕСТЕРЕН
221
7. При обработке полумуфт третьей размерной группы вместо
многорезцовых револьверных станков используются токарные, а для
муфт четвертой размерной группы — карусельные станки.
При крупносерийном производстве муфт первую операцию обра-
ботки выемки и центрального отверстия целесообразно производить
на двухшпиндельном вертикальном агрегатном станке с поворотным
трехпозиционным столом. В первой позиции производится снятие
обработанной и установка новой детали во время обработки двух
деталей во второй и третьей позициях. При этом во второй позиции
производится сверление или предварительное зенкерование отвер-
стия и одновременно предварительное растачивание выемки. В тре-
тьей позиции производится зенкерование под протягивание отверстия
и окончательное растачивание выемки на полную глубину.
Такой же станок может быть использован для обработки отвер-
стий под пальцы. В этом случае во второй позиции стола выполняется
предварительное зенкерование или сверление, а в третьей позиции —
окончательное зенкерование. В обеих позициях должны обрабаты-
ваться сразу все отверстия многошпиндельными головками.
§ 36. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШЕСТЕРЕН
Разновидности шестерен и особенности их изготовления. В насо-
состроении шестерни применяются в качестве рабочих деталей зуб-
чатых (шестеренчатых) насосов типа РЗ, передаточных деталей в
приводных поршневых насосах и турбонасосах и в качестве элемен-
тов зубчатых муфт (фиг. 128).
Шестерни большого диаметра иногда называют зубчатыми коле-
сами. Обод у шестерен из цветных металлов изготовляется отдельно,
а затем напрессовывается на ступицу или привертывается к ее
фланцу. В зависимости от формы шестерни и ее зубьев можно уста-
новить следующие три типа шестерен:
1) цилиндрические с прямыми, спиральными и шевронными
зубьями; к ним относятся (как подтипы) специальные шестерни
с внутренним зацеплением типа зубчатых полумуфт, которые харак-
теризуются невозможностью обработки их на оправке:
2) червячные шестерни;
3) конические шестерни с прямыми и спиральными зубьями.
В зависимости от размеров, для шестерен ориентировочно уста-
новлены следующие размерные группы:
I) с наружным диаметром до 60 мм, изготовляются в большин-
стве случаев из прутка;
II) с наружным диаметром 60—300 мм, обрабатываются в серий-
ном и массовом производстве на многорезцовых станках или на
револьверных станках и токарных полуавтоматах;
III) с наружным диаметром 300—600 мм, обрабатываются на
крупных токарных станках;
IV) с наружным диаметром более 600 мм, обрабатываются на
карусельных или лобовых токарных станках.
222
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
С увеличением диаметра шестерен соответственно увеличивается
модуль, что влияет на процесс обработки зубьев и на габариты зубо-
резных станков.
Типы шестерен можно разделить на подтипы: шестерни одно-и
многовенцовые, с насадными зубчатыми венцами, с наружным и
внутренним зацеплением и некоторые другие.
В насосах типа РЗ применяются шестерни первого типа, первой
и второй размерной группы с наружным зацеплением и спиральным
зубом. В приводах турбонасосов используются шестерни первого
типа с насадными венцами третьей и четвертой размерной группы, а
в приводных насосах — шестерни первого и третьего типа.
Для изготовления шестерен применяются серый чугун, углеро-
дистая сталь марок 35—50, малолегированные стали 20Х под
цементацию и 40Х, а также хромоникелевые стали и бронза. Спе-
циальные шестерни изготовляются из текстолита и кожи.
Основными техническими требованиями к изготовлению шесте-
рен являются: точность шага зубьев и их толщины и точность про-
филя; точность среднего диаметра зубьев и концентричность началь-
ной окружности с осью отверстия шестерни; точность направления
зубьев относительно оси шестерни (спиральность, конусность) и
чистота поверхности зубьев. Кроме этого, при приемке шестерен
производится проверка на шум.
По ГОСТ 1643-46 предусмотрены четыре класса точности изгото-
вления зубьев шестерен.
Первый класс — особо точные для скоростей до 8—15 м/сек [14],
обрабатываемые методом обкатки на точных станках с чистотой до
9-го класса.
Второй класс — точные для скоростей до 10—18 м/сек, обраба-
тываемые методом обкатки на точных станках с чистотой до 7-го
класса.
Третий класс — средней точности для скоростей до 6—8 м/сек,
обрабатываемые методом обкатки или копированием профиля ин-
струмента с чистототй до 5-го класса.
Четвертый класс — пониженной точности для скоростей до
2—3 м/сек, обрабатываемые любым способом с чистотой не ниже 3-го
класса.
Изготовление шестерен 3-го и 4-го классов не представляет
сколько-нибудь серьезных трудностей и может быть легко
выполнено на обычных токарных и зуборезных станках. Получе-
ние шестерен 2-го и особенно 1-го класса требует применения ряда
отделочных операций, а также точного оборудования для обеспече-
ния требуемой точности профиля зуба.
Методы обработки зубьев. Ввиду специфичности операции наре-
зания зубьев способы ее выполнения необходимо рассматривать
отдельно от остальных операций типовых маршрутов. Характер обра-
ботки зубьев определяется в первую очередь их формой (прямые,
косые, шевронные, конические и т. д.), а затем — требуемой точно-
стью и чистотой поверхности зубьев. В табл. 44приведены основные
Таблица 44
Методы нарезания зубьев шестерен
Тип шестерен Метод обработки и инструмент
Копированием профиля инструмента
Дисковая фреза Пальцевая фреза Протяжка
Цилиндри- ческие С прямым зубом На горизонтальных фре- зерных станках На вертикальных фрезер- ных станках На специальных станках круглой головкой с набором протяжек, имею- щих форму впадины между зубьями
Со спираль- ным зубом На универсальных фре- зерных станках То же —
С шеврон- ным зубом — На специальных фрезерных станках —
Конические С прямым зубом На универсальных фре- зерных станках — Круглой протяжкой диском на специальных станках
Со спираль- ным зубом — — —
Червячные шестерни На универсальных фре- зерных станках или лету- чим резцом с профилем впадины зуба — —
Схемы зубонареза- ния i А Подача у | va । 1 1 1 i (у~\Подача S 1Уф а)
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШЕСТЕРЕН
Продолжение табл. 44
Тип шестерен Метод обработки и инструмент
Обкаткой
Червячная ф реза Долбяк Резцовые головки и резцы
Цилиндри- ческие С прямым зубом На зубофрезе] ках а) эных стан- На зубодолбежных станках —
Со спираль- ным зубом То же То же —
С шеврон- ным зубом — 99 —
Конические С прямым зубом — На зубострогальных станках рез- цами
Со спираль- ным зубом Конической 4 специальных ста >резой на шках — Резцовой головкой на специаль- ных станках
Червячные шестерни На зубофрезе] ках, с радиал! тангенциальной рных стан- иной или подачей б) — —
Схемы зубонареза- ния Отхии шестерни при обратном ходе долояка
он бяк
Lr 1
Допмнительь б) т крашение Нарезаемая ч шестерня Движении г при Врезании
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШЕСТЕРЕН
225
методы обработки, инструменты и станки, применяемые при нареза-
нии зубьев у шестерен различных видов, с эскизами соответствую-
щих операций.
Нарезание зубьев модульной дисковой и пальцевой фрезой по
методу копирования профиля инструмента не дает высокой точности,
непроизводительно и в насосостроении не применяется.
Наиболее производительным методом нарезания зубьев является
фрезерование червячной фрезой по методу обкатывания. Преиму-
ществом этого метода является применение относительно простого
инструмента — фрезы с прямолинейной образующей профиля зуба.
Особо высокая производительность достигается при использовании
двух заходных фрез. В этом случае за каждый оборот фрезы деталь
поворачивается на два зуба. Для получения более чистой поверхно-
сти применяют фрезы со шлифованным профилем зуба, что обеспе-
чивает получение шестерен по 2-му классу точности на жестких стан-
ках. Зубодолбление применяется для нарезания шестерен с внутрен-
ним зацеплением (при отсутствии места для выхода фрезы), для шев-
ронных зубчатых колес, а также в качестве второй операции при
нарезании шестерен с модулем больше трех. Точность обработки
соответствует 2-му классу.
Протягивание зубьев производится комбинированными протяж-
ными головками, набранными из отдельных протяжек, имеющих
форму впадины между зубьями.
За один ход протяжной головки окончательно обрабатываются
все зубья шестерни. Этот процесс по производительности превосхо-
дит все прочие методы нарезания зубьев. Из-за сложности инстру-
мента применение его целесообразно только в массовом производстве.
Точное нарезание конических шестерен выполняется на зубо-
строгальных станках по методу обкатки двумя резцами, имеющими
прямолинейный профиль. Каждый из резцов обрабатывает одну
сторону нарезаемого зуба. Конические шестерни со спиральным
зубом изготовляются также по методу обкатки посредством резцов
с прямолинейным профилем, расположенным в специальной вра-
щающейся головке. Эти методы в дальнейшем не рассматриваются,
так как не имеют применения в насосостроении.
Последовательность и содержание операций по обработке зубьев
зависят от требуемой точности и чистоты поверхности профиля
зуба. Типовой порядок обработки зубьев цилиндрических шестерен
приведен в табл. 45.
Методы отделки профиля зубьев показаны на фиг. 129.
Шевингование зубьев производится плоскими или цилиндри-
ческими шеверами и является наиболее производительным процес-
сом из всех отделочных процессов. Применение его ограничивается
твердостью металла закаленных шестерен и высокой стоимостью
инструмента для условий серийного производства. Шеверы изгото-
вляются по 1-му классу точности из быстрорежущей стали и выдер-
живают от пяти до шести переточек. За время между двумя пере-
точками шевер может обработать от 1000 до 2000 шестерен. Характе-
15 Д. Г. Белецкий 2527
Схемы обработки зубьев цилиндрических шестерен при т > 3
Таблица 45
Наименование операции Сырые шестерни Термически обработанные шестерни
Класс точности
2-й 3-й 4-й | 1-й 2-й 3-й
Нарезание зубьев Предвари- тельное Зубофрезерование червячной или мо- дульной фрезой. Модульная фреза при- меняется в индивидуальном и мелкосе- рийном производстве Для шестерен с внутренним зацеплением применяется зубодолбление
Окончател; - ное Зубофрезе- рование одно- заходной шли- фованной чер- вячной фрезой Зубофрезе- рование чер- вячной или модульной фрезой — Зубофрезерование одноза- ходной фрезой со шлифован- ным профилем Зубофрезе- рование чер- вячной или модульной фрезой
Отделка зубьев До терми- ческой обра- ботки Шенингова- ние — — Шевингование —
После тер- мической обработки I । i — — 1 Притирка 2. Прира- ботка парных шестерен Притирка, шлифование < Притирка или парная приработка
1. Шлифо- вание предва- рительное и окончательное 2. Прира- ботка
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШЕСТЕРЕН
227
ристика погрешностей зубьев, исправляемых шевингованием, при-
ведена в табл. 46. Съем с зуба тонкой стружки осуществляется за
счет относительного скольжения на участке Б В (фиг. 129, в).
Шевингование повышает точность зубьев на один класс, а в неко-
торых случаях и до двух классов (с 4-го до 2-го). Для обеспечения
возможности устранения погрешностей нарезанных зубьев необхо-
димо оставлять для шевингования радиальные припуски порядка
0,2—0,25 мм при диаметрах шестерен 100—200 мм.
Фиг. 129. Отделка профиля зуба шевингованием:
а — плоским; б — схема перемещения шестерни и шевера; БВ — путь скольжения;
в — крупным шеьером; 1 — обрабатываемая шес1ерня.
Зубошлифование обеспечивает высокую точность и чистоту про-
филя, но является трудоемкой операцией и применяется только для
закаленных шестерен, которые сильно деформируются при терми-
ческой обработке. Два основных способа зубошлифования показаны
Таблица 46
Погрешности зубьев, исправляемые шевингованием
Модуль зуба Исправление шага Исправление профиля зуба шестерни 2-го класса точности Исправление биения начальной окружности диаметром 100—200 мм
Отклонения в мм
до шевингования после шевинго- вания до шевин- гования после шевинго- вания до шевин- гования после шевинго- вания
2-3 3,5-5,0 >0,20 0,025—0,030 > 0,008 > 0,012 0,07 0,09 0,010 0,015 0,08 0,09 0,025 0,030
15*
228
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
на фиг. 130. По первому способу (фиг. 130, а) обработка выполняется
методом копирования профиля круга, заправленного алмазом по
форме впадины зуба, по второму (фиг. 130, б) —тарельчатым кру-
гом с прямолинейной образующей, работающим по методу обкатки.
Станки для зубошлифования по второму способу, обеспечивающие
обкаточное движение, являются более сложными.
Точность 2-го класса может быть получена при однократном
шлифовании с припуском после зубонарезания 0,25 мм. Для полу-
Фиг. 130. Шлифование
зуба:
а — по методу копирования;
б — по методу обкатки.
чения шестерен первого класса необходимо двукратное шлифование,
причем на чистовое шлифование оставляют припуск 0,08—0,1 мм.
В настоящее время для отделки зубьев имеет применение шевин-
говально-притирочный вариант получения шестерен 1—2-го класса
точности. Он осуществляется шевингованием зубьев перед термо-
обработкой, чем достигается точность первого-полуторного классов, и
притиркой зубьев после термической обработки посредством прити-
ров-шестерен из чугуна Нв = 150-4- 180, изготовленных по 1-му
классу точности и работающих с абразивной пастой зернистостью
200—250 (фиг. 131). Обрабатываемая шестерня зажимается между
тремя притирами и совершает вращательное и одновременно посту-
пательное движение с небольшой амплитудой. Притирка испра-
вляет погрешности после термической обработки при удалении при-
пуска 0,01—0,04 мм в радиальном направлении. Поскольку при
термической обработке размеры зуба обычно увеличиваются, особого
припуска на притирку не оставляют.
Приработка шестерен абразивной пастой с эталонными шестер-
нями производится по схеме фиг. 131, б. При этом в течение 5 мин.
происходит удаление металла толщиной 0,02 мм и может быть до-
стигнута точность 1-го класса. Излишне длительная приработка
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШЕСТЕРЕН
229
приводит к искажению профиля зубьев. В некоторых случаях при-
меняется приработка парных шестерен без применения эталонных.
Типовые технологические процессы обработки шестерен. В основу
построения типового технологического процесса обработки шестерен
должен быть положен тип шестерни, размерная группа, заданный
класс точности и масштаб выпуска. Основной порядок операций
сохраняется почти для всех типов и размеров шестерен, так как
меняется только содержание отдельных операций в зависимости от
рода заготовки, размеров и точности изготовляемой шестерни.
В табл. 47 приведены типовые маршруты обработки по 2-му классу
Фиг. 131. Отделка профиля зуба методом:
а — притирки; б — обкатки или приработки; 7 — обрабатываемая ше-
стерня; 2 — шестерню-притир с прямым зубом; 3— то же, косозубчатая;
4 — эталонные; 5 — ведущая шестерня.
точности шестерен из прутка (первой размерной группы) и из штам-
пованной заготовки (второй размерной группы) для трех видов
производства.
Шестерни третьей и четвертой размерных групп обрабатываются
на токарных и карусельных станках в две установки, после чего
производится фрезерование зубьев. Шпоночные пазы в этих шестер-
нях изготовляются на долбежных станках или последовательным
прошиванием на прессе набором протяжек.
Примеры обработки шестерен насосов. На фиг. 132 показан ра-
бочий чертеж шестерни насоса РЗ 30а. Этот насос имеет два ротора—
ведущий и ведомый, каждый из которых состоит из двух насажен-
ных на общий вал шестерен с косыми зубьями (т = 6, г = 13).
По размерам и форме шестерни относятся к первому типу и второй
размерной группе. Точность изготовления —3-й класс.
' В условиях мелкосерийного производства технологический про-
цесс изготовления шестерен приведен в табл. 48. На фиг. 58 была
показана многорезцовая наладка для чистовой обработки шестерни
первого типа из штампованной заготовки в условиях крупносерий-
ного производства.
230
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
Таблица 47
Типовые технологические маршруты обработки шестерен
2 го класса точности из прутка 1
№ операции Операция Вид производства
Массовое Крупно- серийное Мелкосерийное и индивидуальное
Типы станков
1 Предварительная об- работка наружной по- верхности, (верление отверстия и разверты- вание шестерен без шлицевых отверстий Многошпин- дельные и одношпин- дельные авто- маты Токарно-ре- вольверные Токарные
2 Протягивание шлицев Протяжные
3 Протягивание шпо- ночного паза Протяжные Долбежные
4 Чистовая токарная обработка наружного контура Многорезцовые 2 Токарные
5 Предварительное и окончательное нареза- ние зубьев Зубофрезерные и зубодолбежные для много- венцовых шестерен
— Горизон- тальные фре- зерные
6 Отделка зубьев (обычно термически необработанных) Шевингование —
7 Закругление зубьев (по необходимости) Зубозакругляющие
8 Термическая обра- ботка (по необходимо- сти) —
1 При изготовлении шестерен из поковок или штамповок применяется такой же маршрут обработки за исключением первой операции, которая в массовом произвопстве выполняется на вертикальных или горизонтальных патронных полуавтоматах или многошпиндельных вертикально-сверлильных станках с поворотным столом (при отсутствии глубоких выточек в торцах). 2 Шестерни, у которых отношение < 1, ненадежно устанавливаются на оправке, поэтому чистовую обработку производят в патроне совместно с операцией № 1 или операцию № 4 производят на револьверных или то- карных станках.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШЕСТЕРЕН
231
Продолжение табл. 47
№ операции Операция Вид производства
Массовое Крупно- серийное Мелкосерийное и индивидуальное
Типы станков
9 । Шлифование отвер- стия у закаленных ше- стерен на базе началь- ной окружности 3 Внутришлифовальные по- луавтоматы -
— Внутришлифовальные
10а Шлифование профиля зубьев (при отсутствии операции № 6) Зубошлифовальные —
106 Притирка зубьев (при отсутствии операции 10а) Зубопритирочные —
10в Приработка (при от- сутствии операции 106) Станки для приработки шестерен
13 Шлифование (или притирка) торцов у шестерен масляных на- сосов 4 Плоскошлифовальный с ба- зированием по отверстию
— Круглошлифовальный с ча- шечным кругом
— Притироч- ные приспо- собления
3 Если установка производится по наружному диаметру, шестерню не- обходимо шлифовать на центровой оправке по наружному диаметру до термической обработки. 4 При повышенных требованиях к качеству нарезки зубьев и перпен- дикулярности торцов к оси шестерни перед нарезанием производится шли- фование базового торца шестерен на центровой оправке на круглошлифо- вальных станках с расположением кругов под углом 45° или протачивание его на быстроходных токарных станках.
Контроль качества обработки шестерен и зубчатых зацеплений
проверяется тремя методами: по шагу, толщине, профилю зуба,
концентричности зубьев по отношению к оси отверстия, по суммар-
ной ошибке зацепления двух шестерен и по шуму вовремя вращения
сопряженной пары.
На фиг. 133 приведены схемы замера шага шестерен. При замере
роликами диаметры их подбираются так, чтобы ролики касались
зубьев в точках пересечения их начальной окружностью (фиг. 133, а).
232
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
Таблица 48
Технологический процесс обработки шестерни насоса
в мелкосерийном производстве
№ операции I Наименование операций и переходов Обозна- чение обрабаты- ваемой поверхности (см. фиг. 132) Оборудование Примечания
1 Отрезать заго- товку длиной 70 мм — Дисковая пила —
2 Контрольная Проверить твер- дость 1 ♦ Прибор Бринеля Согласно тех- ническим усло- виям твердость заготовки по Бри- нелю должна на- ходиться в пре- делах 179—208
3 Первая токарная или револьверная 1. Подрезать то- рец „как чисто" 2. Сверлить отвер- стие диаметром 36 мм 3. Обточить на- ружную поверхность предварительно, диа- метром 95^o'J мм (до цанги) 4. Расточить от- верстие под раз- вертку (или зенке- ровать) 5. Развернуть от- верстие диаметром 40А 6. Расточить вы- точку диаметром 56 X П.5 мм и снять фаску 2 X 45° а б б в Токарный или ре- вольверный станок с цанговым патро- ном или со специаль- ными кулачками са- моцентрирующего патрона Примечание. В случае револьвер- ного станка пере- ходы 3 и 4 совме- щаются —
4 Вторая токарная 1. Подрезать то- рец в размер 66,1+0’1 мм 2. Обточить уча- сток, находившийся под пачками, на диа- метр 95^;| мм 3. Расточить вы- точку диаметром 52 X 16 мм и снять фаску 2X45° д г е Токарный или ре- вольверный станок с разжимной оправ- кой для закрепления детали по отверстию диаметром 40А 1
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШЕСТЕРЕН
233
Продолжение табл. 48
№ операции | Наименование операций и переходов Обозна- чение обрабаты- ваемой поверхности (см. фиг. 132) Оборудование Примечания
5 Контрольная — Проверяется пробкой отвер- стие 40А. Оваль- ность и конус- ность отверстия должны быть в пределах допуска. 11роверяются штангенциркулем наружный диа- метр 95±g;| и 1+0.1 длина 66,1 мм
6 Токарная 1. Обточить окон- чательно по диа- метру 95“о 25 мм 2, Подрезать тор- цы в размер на длину 6б+0,05 мм в а, д Токарный станок с центровой оправ- кой для запрессовки детали по отвер- стию 40А —
7 Контрольная — — Проверить ско- бой диаметр 95“о 25 мм» прове- рить на оправке или точной приз- ме биение наруж- ной поверхности (0 95) относи- тельно оси отвер- стия (40А) в пре- делах 0,04 мм. Проверить пер- пендикулярность торца к отвер- стию в пределах 0,03 мм на диа- метре 95 мм и проверить ско- бой размер бб”^0,05 мм.
8 Зубофрезерная Фрезерование спи- рального зуба 3 Зубофрезерный станок
9 Контрольная Проверить зуб по толщине и наклону Специальное при- способление, зубо- мер
10 Долбежная Долбить шпоноч- ную канавку ж Долбежный станок со специальным при- способлением для фиксации шпонки относительно зуба
И Контрольная Проверить ши- рину шпоночной ка- навки 10А1» ее глу- бину и совпадение зубьев по торцу — —
234
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
При измерении скобами (фиг. 133, б) размер А и число захватывае-
мых при измерении зубьев определяются по специальным таблицам.
Фиг. 132. Шестерня с косыми зубьями ротационного
насоса:
а—з — обрабатываемые поверхности шестерни.
Индикаторные скобы (фиг. 133, б) могут быть использованы и
для определения спиральности и конусности зубьев.
Определение толщины зубьев производится штангензубомером
(фиг. 134) или оптическим зубомером. При измерении зубомер бази-
Фиг. 133. Способы замера шага зубьев шестерен:
а — роликами и микрометром; б — жесткой скобой; в — индикаторной скобой.
руется по наружному диаметру шестерни. В этом случае особенно
важно обеспечить концентричность наружной поверхности по отно-
шению к оси отверстия и соответственно к начальной окружности
шестерни. Точность измерения штангензубомерамй 0,01—0,02 мм.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШЕСТЕРЕН
235
Измерение толщины зуба возможно производить рычажными
приборами типа индикаторной скобы (фиг. 133, б). Для этого непо-
движный упор устанавливается на высоте начальной окружности
с одной стороны зу-
ба, а подвижный
измерительный рычаг
— с другой стороны
этого же зуба.
Определение точ-
ности профиля —
эвольвенты — произ-
водится с помощью
эвольвентомеров. Эти
приборы основаны на
том, что измеритель-
ный рычаг скользит
по поверхности зуба
от его основания к
периферии, прину-
дительно описывая
Фиг. 134. Штангензубомер.
эвольвентную кри-
вую. Действительные погрешности профиля в виде отклонения от
отклонения измерительного рычага, которые
эвольвенты вызывают
передаются связанному с ним индикатору.
Фиг. 135. Проверка суммарной ошибки зацепления пары шестерен:
1 и 3 каретки; 2 — эталонная шестерня; 4 — испытуемая шестерня; 5 — винт; 6 — пружина;
7 — рычажное устройство; 8 — индикатор.
Проверка концентричности зубьев и оси отверстия производится
путем определения биения наружной поверхности зубьев посредством
йндикатора. Для этого шестерня устанавливается на точной оправке
в центрах.
Биение зубьев шестерен часто возникает у тонких шестерен пер-
вого типа, если при обработке на оправках одновременно нескольких
шестерен у последних торцы были непараллельные. В этом случае
236
ОБРАБОТКА ШКИВОВ, МУФТ И ШЕСТЕРЕН НАСОСОВ
при зажиме гайки, закрепляющей надетые на оправку шестерни,
происходит искривление оси оправки, и начальная окружность наре-
занного профиля зуба не будет концентрична оси отверстия и наруж-
ной цилиндрической поверхности шестерни.
При протачивании шестерен на изогнутой оправке перед нареза-
нием профиль зуба, начальная окружность и наружная цилиндри-
ческая поверхность зубьев не будут концентричны оси шестерни, что
возможно обнаружить проверкой на биение наружной цилиндри-
ческой поверхности зубьев.
Комплексная проверка погрешностей зубьев по суммарной
ошибке зацепления производится на специальных приборах. На
каретке 1 (фиг. 135) устанавливается эталонная шестерня 2, на
каретке 3 — испытуемая шестерня 4. Посредством винта 5 ше-
стерня вводится в зацепление. Постоянство контакта зацепления
осуществляется пружиной 6. При вращении эталонной шестерни
эксцентричность начальной окружности шестерни 4, а также мест-
ные искажения профиля зубьев будут вызывать перемещение каретки
1 с эталонной шестерней 2. Величины этих перемещений, а следова-
тельно, и погрешности проверяемой шестерни могут отсчитываться по
индикатору 5, а также записываться на круговую диаграмму
посредством рычажного устройства 7. Вместо эталонной шестерни 2
может быть установлена парная шестерня, сцепляющаяся с шестер-
ней 4. В этом случае будет замеряться суммарная ошибка зацепле-
ния пары шестерен.
Точность конических и червячных шестерен контролируется по
элементам, посредством ряда указанных выше приборов или путем
определения суммарной ошибки, но ввиду более сложной формы
зубьев этих шестерен они в производственных условиях большей
частью контролируются по краске. Последняя наносится на
зубья эталонной парной шестерни, которая после этого вводится
в зацепление с контролируемой шестерней и медленно провора-
чивается. По равномерности и размеру пятен краски, оставшихся на
зубьях проверяемой шестерни, судят о точности профиля зубьев.
Величина зазора между зубьями таких шестерен проверяется по
толщине сплющенной свинцовой проволоки, протягиваемой между
зубьями проворачиваемых шестерен.
ГЛАВА X
ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ
И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
§ 37. КЛАССИФИКАЦИЯ РАБОЧИХ КОЛЕС
И ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ
Назначение и разновидности рабочих колес. Рабочие колеса
центробежных и осевых насосов являются основными рабочими ор-
ганами, обеспечивающими подачу и напор жидкости. Рабочие колеса
подвергаются воздействию больших динамических нагрузок от давле-
ния жидкости на лопатки, от центробежных сил и вибраций при
наличии неуравновешенных сил. Кроме того, они подвергаются
воздействию кавитации и коррозии.
От выбора металлов и качества изготовления рабочих колес зави-
сят их главныеэксплуатационныесвойства: к. п. д., расход (QjhWzc)
и напор (Нм).
На фиг. 136 и 137 представлены общие виды рабочих колес центро-
бежного и осевого пропеллерного насосов. Направление вращения
колес и движения жидкости показано стрелками. Рабочие колеса
центробежных насосов в большинстве случаев выполняются в виде
цельнолитой конструкции. Лишь для высоконапорных колес малых
размеров с узкими каналами применяются сборные конструкции.
Рабочие колеса осевых насосов в большинстве случаев изготовляются
в виде сборных конструкций, и только колеса малых размеров с
постоянным углом поворота лопастей выполняются цельнолитыми.
Наряду с этим имеются конструкции рабочих колес осевых пово-
ротно-лопастных насосов с устройствами для поворота лопастей
в процессе работы.
В конструктивно-технологическом отношении рабочие колеса цент-
робежных и осевых насосов являются совершенно разнородными де-
талями, но, учитывая общность эксплуатационного назначения и
названия, они рассматриваются как два подкласса одного класса.
Рабочие колеса центробежных насосов. Основными типами рабо-
чих колес различных центробежных насосов являются:
1) с одним уплотняющим пояском [/, 2 (фиг. 138)];
2) с двумя уплотняющими поясками, что требует одновременного
238 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
протачивания их на оправке для обеспечения концентричности
[5—6 (фиг. 138)];
3) сборные, стальные, для нефтяных насосов [7 (фиг. 138)].
4) кислотоупорные [6 (фиг. 138)], изготовляемые из ферросилида
и обрабатываемые абразивными инструментами или электроискро-
выми способами.
Каждому типу соответствуют подтипы: неразгруженных [/, 5, 7
(фиг. 138)] и разгруженных [2, 5, 8 (фиг. 138)] рабочих колес,
Фиг. 136. Рабочее колесо центробежного насоса с фланцевым
креплением к валу.
отличающихся четырьмя-шестью отверстиями в ступице, для раз-
грузки от осевого давления на подшипники. Кроме операций сверле-
ния указанных отверстий, маршруты обработки этих колес совер-
шенно одинаковы.
Основные габаритные размеры рабочих колес различных типов
насосов нормальных рыночных марок бывают от диаметра 100 мм и
высоты 50 мм до диаметра 1200 мм и высоты 500 мм. В насосах для
канала Волга-Дон имени Ленина диаметры рабочих колес доходят
до 2 м и более. Исходя из приведенных данных, можно ориенти-
ровочно установить следующие размерные группы рабочих колес:
первая группа с диаметром.........D < 300 мм
вторая . „ „ ..............D = ЗОО-т-бОО мм
третья „ „ , ..............D = 600-7-1200 мм.
четвертая группа с диаметром..........D> 1200 мм
Колеса первой группы могут обрабатываться на мелких токарных,
а при соответствующей серийности — на многорезцовых станках.
КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕС 239
Колеса второй группы обрабатываются на средних токарных станках,
а третьей и четвертой размерных групп — соответственно на мел-
ких и средних карусельных станках.
Рабочие колеса чаще всего бывают литые из серого чугуна. В не-
которых случаях используются хромистый чугун, литая сталь
Фиг. 137. Сборное рабочее колесо осевого насоса
с постоянной установкой лопастей:
/ __ втулка; 2 — лопасти; 3 — гайки крепления лопастей; 4 — обте-
катель.
Л25-4518, нержавеющая сталь ЭЖ2, некоторые цветные сплавы,
а также кремнистый сплав ферросилид Ф15, из которого изгото-
вляются рабочие колеса кислотоупорных насосов [9].
- Стальные колеса применяются для высоконапорных нефтяных, а
бронзовые — для морских и питательных центробежных насосов.
Так как отливка стальных колес с каналами малых сечений весьма
затруднительна, то применяют сборные стальные колеса, состоящие
из двух дисков, соединяемых на заклепках или сваркой.
Фиг. 138. Рабочие колеса центробежных насосов:
/ — гладкие; 2 — открытые; 3— с защитными ребрами; 4 — с отверстиями в тумбе; 5 — с удлиненной тумбой;
6 — двустороннего входа; 7 — сборные; 8 — кислотоупорные.
240 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕС 241
По мере освоения центробежного и точного литья по выплавляе-
мым моделям применение сборных рабочих колес будет ограничи-
ваться.
Величины припусков для литых рабочих колес из серого чугуна
при формовке в землю приведены в табл. 49. Технические условия
на заготовки и механическую обработку литых рабочих колес уста-
навливаются в соответствии с ГОСТ 6812-53.
Основными требованиями к изготовлению рабочих колес явля-
ются: 1) правильность формы и размеров канала и равномерность
Таблица 49
Наибольшие припуски для литых рабочих колес
насосов в мм (по ГОСТ 1855-45)
Диаметр рабочего колеса D Величина припусков Схемы расположения припусков
а в В1 с С, с2 с8
!
100-200
201-300
301-500
501-800
Примечания: 1. Припуск с3 не распространяется на литые колеса
с прибылью.
2. Наименьший слой металла, снимаемый при механической обра-
ботке, должен быть для наружных поверхностей 1—2 мм, для отвер-
стий — 2—3 мм.
3. При диаметре отверстия меньше 30 мм заготовку выполнять без
отверстия.
16 Д. Г. Белецкий 2527
242 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
распределения лопаток по окружности колеса; 2) чистота поверх-
ности внутренних каналов и отсутствие в них пригара земли, на-
плывов металла и других дефектов; 3) точность размеров и чистота
поверхности посадочного отверстия, защитных поясков и других
элементов колеса в соответствии с требованием чертежа, включая
точность базового торца и боковых поверхностей рабочего колеса;
4) концентричность поверхности уплотнительных поясков (или
напрессованных на них защитных колец), а также наружного диа-
метра колеса по отношению к внутреннему посадочному отверстию;
5) сбалансированность колеса в пределах 10—30 г/см.
Рабочие колеса осевых насосов. Основными типами этого под-
класса являются:
I) цельные рабочие колеса с неперекрывающимися лопастями;
II) цельные колеса с перекрывающимися лопастями, когда
выходная кромка первой лопасти расположена над входной кромкой
второй лопасти и т. д.;
III) сборные колеса с постоянно установленными лопастями;
IV) сборные колеса с поворотными в процессе работы лопастями.
Второй тип рабочего колеса представляет известные затрудне-
ния в смысле обработки лопастей, так как лопасть мешает подходу
инструмента и выходные кромки лопастей приходится доделывать
вручную.
Наиболее распространенным в насосостроении является третий
тип колес. В этом случае лопасти устанавливаются под заданным
углом при сборке колеса, а само изготовление колеса, состоящего
из нескольких деталей, несколько упрощается.
Рабочие колеса четвертого типа отличаются от конструкций
третьего типа лишь специальным механизмом, осуществляющим
поворот лопастей. Механизм располагается внутри втулки и вала
насоса.
Кроме насосостроения, лопастные рабочие колеса применяются
в судостроении, где они носят название гребных винтов. Вследствие
значительной конструктивно-технологической общности осевых ло-
пастных рабочих колес насосов и судовых гребных винтов, автором
использованы некоторые технологические материалы из области
производства гребных винтов, культура которого находится на
несколько более высоком уровне, чем производство лопастных рабо-
чих колес в насосостроении.
Размерные группы осевых рабочих колес такие же, как и у рабо-
чих колес центробежных насосов.
Цельные и сборные рабочие кол-еса осевых насосов изготовляются
в большинстве случаев из литой стали: углеродистой 25-4518, 45-
5512, хромистой Х13, 2X13 или нержавеющей, а в отдельных слу-
чаях из цветных сплавов (бронзы, латуни).
Заготовки цельных рабочих колес выполняются исключительно
литыми, так же как и отдельные лопасти и втулки сборных колес.
В некоторых случаях применяются рабочие колеса со сварными
лопастями.
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНЫХ КОЛЁС
243
Основными требованиями при изготовлении осевых рабочих
колес являются: 1) точность посадочных размеров лопастей и ступицы
и соответствие размеров лопасти и чистоты поверхности рабочего
колеса требованиям чертежа; 2) точность профиля и разворота лопа-
стей; 3) сбалансированность рабочего колеса.
Основные трудности при изготовлении рабочих колес относятся
к обработке лопастей.
§ 38. ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЦЕЛЬНЫХ РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
• Типовые маршруты обработки колес. В табл. 50 приведены ва-
рианты обработки цельных рабочих колес первой размерной группы
в условиях различной серийности.
Особенностями отдельных процессов являются следующие мо-
менты:
1. В массовом производстве предусматривается в первой и второй
операциях токарная обработка с двух сторон на многошпиндельных
патронных полуавтоматах, которые до последнего времени в насосо-
строении применения не имели ввиду недостаточного масштаба
выпуска. Этот маршрут должен рассматриваться как перспектив-
ный на выпуск более 20—30 тыс. колес в год.
2. Для крупносерийного и серийного производства предусмо-
трен маршрут расчлененной обработки сиспользованием вертикально-
сверлильных станков и последующим протягиванием цилиндри-
ческого отверстия. Этот маршрут является наиболее производитель-
ным из всех применяемых в настоящее время. Дальнейшее совер-
шенствование его возможно путем выполнения второй и седьмой
операций на агрегатном станке с поворотным трехпозиционным
столом.
3. Для серийного производства предусмотрена концентрация
операций, но без применения высокопроизводительных станков.
Внедрение этого варианта показало его полную целесообразность
при выпуске 300 деталей в год.
4. Пятая операция — окончательная обработка наружной по-
верхности на оправке — в полном объеме выполняется только для
сверлильного варианта. В остальных вариантах в этой операции
протачиваются лишь поверхности уплотнительных поясков и торцы,
концентричность и перпендикулярность которых оси отверстия особо
оговариваются в чертеже. В некоторых случаях эта операция выпол-
няется после сборки ротора (многоступенчатых и крупных одноко-
лесных насосов).
Обработка рабочих колес второй размерной группы может выпол-
няться по маршруту серийного и мелкосерийного производства. Круп-
ные колеса третьей и четвертой групп обрабатываются на карусель-
ных станках, обычно по маршруту мелкосерийного производства.
Технологический маршрут обработки рабочих колес кислото-
упорных насосов приведен в табл. 51. Все основные операции обра-
16*
244 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Таблица 50
Типовые технологические маршруты обработки рабочих колес
центробежных насосов первой размерной группы
№ операции 1 Название операций Вид производства
Массовое свыше 20 000 шт. в год Крупно- серийное (свыше 3000 шт. в год) Серийное (свыше 100 шт. в год) Мелкосерий- ное и инди- видуальное
Тип станков
1 2 Обработка отверстия и торцов со стороны всасывания 1 Обработка отверстия и торцов со второй стороны Многошпин- дельные патронные полуавто- маты Токарно-револьвер- ные (в две или в одну операцию) Токарные
Вертикально-сверлильные8 —
3 Окончательная об- работка отверстия Совмещается с операциями № 1—2
Горизонтально или вертикально протяжные —
4 Обработка шпоноч- ного паза Горизонтально- или вертикально-протяжные
— Долбежные
5 1 1 ( ( а) Обтачивание бо- ковых поверхностей и предварительная об- работка уплотняющих поясков (на оправке) Многорезцовые полу- автоматы Совмещается с one рациями № 1—2
Совме- щается с операциями № 1-2 Токарные модерни- зированные для дву- стороннего обтачива- ния по копирам
б) Окончательная об- работка уплотняющих поясков и торцов сту- пицы (на оправке) 2 1 Рабочие колеса с J. за разжим по всасывающ 2 Не выполняется, е< эотора. 8 Выполняется на дв] : трехпозиционным пое большой. Многорезцовые полу- автоматы — Токарные однорез- цовые
1вумя уплотн ,ему отверст? зли рабочие ^хшпиндельш юротным ст Токарные модерни- зированные 1яющими поясками устана по. колеса обтачивают пос эм вертикально-сверлильн олом, если выпуск насо вливаются сборки юм станке сов очень
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНЫХ КОЛЕС
245
Продолжение табл. 50
№ операции 1 Название операций Вид производства
Массовое свыше 20 000 шт. в год Крупно- серийное (свыше 3000 шт. в год) Серийное (свыше 100 шт. в год) Мелкосерий- ное и инди- видуальное
Тип станков
6 Зачистка входных и выходных кромок ло- паток и выходных кана- лов (по мере необхо- димости) — Шлифовальные круги с гибким валом
— Вертикально- или горизонтально- фрезерные с поворотным устрой- ством (только для зачистки вы- ходных каналов)
7 Сверление разгру- зочных отверстий в тумбе (по необходи- мости) Вертикально-сверлильные с мно- гошпиндельной головкой Верти- кально- сверлиль- ные
8 Статическое балан- сирование Станки для статиче- ского балансирования и снятия дисбаланса Приспособление с но- жами-призмами или роликами
9 Обтачивание защит- ных колец и собран- ных роторов насосов Специализированные токарные Токарные
Таблица 51
Технологический маршрут обработки рабочих колес центробежных
кислотоупорных насосов в серийном производстве
№ опера- ции Наименование операции Эскиз детали
1 2 3 4 5 6 7 Шлифование торца 1 в размер 1 и отвер- стия 2 в размер dY (в самоцентрирующем патроне) Шлифование торца 3 в размер (на план- шайбе с центрирующим пальцем по отвер СТИЮ rf]) Шлифование торца 4 в размер L и на- ружного диаметра в размер D (на центровой оправке с буртиком) Изготовление шпоночного паза 5 Контроль биения торцов 1 и 4 (на оправке) Зачистка входных и выходных кромок Статическое балансирование 1 2^ — Lt I г5
rr=t
i —L
246 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
ботки рабочих колес выполняются на шлифовальных или модерни-
зированных токарных станках. Прошивание имеющейся в литье
шпоночной канавки производится электроискровым способом.
Технологический процесс обработки рабочих колес в индивидуаль-
ном и мелкосерийном производстве. При проектировании техноло-
гии для индивидуального и мелкосерийного производства рабо-
чих колес центробежных насосов необходимо исходить из следую-
щего:
1. Для сокращения межоперационного времени и уменьшения
погрешностей при каждой установке применяют метод концентра-
ции операций.
2. Первая операция для колес с одним уплотняющим пояском —
обработка со стороны входного отверстия на токарном (для первой и
второй размерных групп колес) или карусельном (для третьей и
четвертой размерных групп) станках в трехкулачковом патроне.
Такая обработка обспечивает необходимую концентричность уплот-
няющего пояска по отношению к входному отверстию и отверстию в
ступице в результате обработки этих поверхностей в одной уста-
новке.
3. Для того чтобы уменьшить влияние погрешностей литья,
в качестве проверочной базы при подрезании торца входного
отверстия колеса принимается плоскость симметрии каналов. Изме-
рения от этой базы производятся посредством универсального
шаблона (что оговорено в технических условиях).
4. У рабочих колес с двумя уплотняющими поясками нельзя
производить обработку обоих поясков в одной установке, обеспечи-
вающей требуемую их концентричность. Для сокращения времени
выверки заготовки, при первой операции их устанавливают по
входной поверхности в самоцентрирующем патроне на разжим.
Для второй токарной обработки другой стороны рабочего колеса
его устанавливают в самоцентрирующем патроне с сырыми кулач-
ками. На карусельных станках, не имеющих самоцентрирующего
патрона, рабочее колесо устанавливают на простейшие центрирую-
щие приспособления в виде штырей.
5. Концентричность уплотняющих поясков достигается обработ-
кой рабочего колеса на оправке для колес первой и второй размерных
групп; у колес третьей и четвертой размерных групп поверхности
уплотнения (или сменные защитные кольца) окончательно обраба-
тывают после сборки колеса с валом. Обрабатывать эти крупные и
тяжелые колеса на оправке нецелесообразно.
В приложении 1 приведена карта типового технологического
процесса изготовления в мелкосерийном производстве рабочих
колес первого типа четвертой размерной группы.
Если в первой операции применяется патрон с самоцентрирую-
щими кулачками и окончательное обтачивание уплотняющего по-
яска производят в центрах на оправке или на валу насоса, то может
быть допущена установка по всасывающей поверхности и для колес
с одним уплотняющим ПОЯСКОМ,
М02°$
Ф73
Ф51
б)
। । Поперечный
-Ф225-
^>Ф85
Ч~Ф86-
а)
Ф45
ФбЬ
МО™
ФЗОД
Ф7(Г^
F--Ф218+0Л
Фиг. 139. Высокопроизводительная револьверная наладка для
обработки колеса:
а— заготовка; б — готовая деталь; в — первая установка при переходах /—5;
г — вторая установка при переходах 6—11; д — положение суппорта в переходах
5, 9, 10, 11; е — установка продольных упоров каретки суппорта. Цифры в круж-
ках — обозначение переходов.
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНЫХ КОЛЕС
248 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Технологический процесс обработки рабочих колес в серийном
производстве. Технология обработки рабочих колес в серийном
производстве строится по следующим двум вариантам.
Первый вариант. 1. Первая операция — обработка ко-
леса на револьверном станке со стороны входного отверстия. Заго-
товку устанавливают по внешней поверхности в самоцентрирующем
патроне со специальными кулачками, которые автоматически бази-
руют колесо в плоскости симметрии каналов. При таком приспособле-
нии отпадает необходимость
Фиг. 140. Самоцентрирующий патрон со
специальными кулачками для базирования
рабочих колес по каналу:
] — фиксатор; 2 — участок для зажима по ободу;
3 — то же, по уплотняющему пояску (во второй
операции).
в выверке заготовки по кана-
лам. Применение копиров
для обработки профильной
боковой поверхности значи-
тельно сокращает время вы-
полнения этого перехода.
2. Вторые стороны заго-
товок рабочих колес обраба-
тывают на токарном станке
в самоцентрирующем патро-
не с обратными кулачка-
ми, с применением упоров.
Использование револьверно-
го станка в большинстве слу-
чаев нецелесообразно ввиду
незначительного числа обра-
батываемых поверхностей.
3. Концентричность рас-
положения поясков уплотне-
ния достигается специаль-
ным обтачиванием их на
центровой оправке.
4. Шпоночный паз обра-
батывают без разметки, в са-
моцентрирующем патроне на долбежном станке, если выпуск не
превышает 5С0—1000 колес в год. При повышении серийности и
общем выпуске свыше 1000 шт. в год необходимо применение про-
тяжного станка.
Второй вариант. Основная токарная обработка произ-
водится на револьверном станке с уплотненной наладкой. При этом
за один поворот головки и за две установки деталь полностью обра-
батывается. Последующая обработка производится по первому
варианту.
На фиг. 139 приведена схема высокопроизводительной уплот-
ненной наладки с поворотом детали для обработки рабочего колеса
насоса ЗК-6 (D =218 мм). Внедрение этой наладки сократило
фактическое время обработки с 77 до 18 мин., т. е. в 4,2 раза. При
этом суммарное штучное время с учетом подготовительно-заклю-
чительного времени уже при партии 5 колес становится меньше,
a)
Фиг. 141. Оснастка для револьверной обработки рабочих колес:
а — копирный суппорт; 1 — корпус, крепящийся к головке станка; 2—ось поворота; 3—поворотное основание
салазок; 4 — салазки с резцедержателем; 5 — гайка для закрепления основания сала ок под заданным углом;
6 — толкатель, упирающийся в резцедержатель поперечного суппорта при осуществлении поперечной пддачи
резца; б — многорезцовая расточная державка; 1 — корпус; 2—регулировочные винты; 3—зажимные винты;
в — регулируемая развертка: 1 — корпус; 2 — разжимной конусный винт; 3—напаянные пластинки ВК8.
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНЫХ КОЛЕС
ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНЫХ КОЛЕС
251
Фиг. 143. Державка для зенкерования и подрезки торца рабочего колеса:
/ — корпус; 2 — регулирующие винты: 3 — стандартный зенкер; 4 — резцы для подрезки
торца; .5 — стопорные винты.
Фиг. 144. Унифицированное приспособле-
ние для установки рабочего колеса:
7— плита; 2—корпус; 3 —самоцентрирующий патрон;
4 — пружинный фиксатор; 5 — кулачок.
252 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
чем при токарной обработке, а стоимость оснастки окупается после
выпуска 250 колес.
Одной из существенных особенностей этой наладки является при-
менение самоцентрирующего патрона (фиг. 140) со специальными
кулачками, центрирующими рабочее колесо по оси канала и зажи-
мающими его за обод. Такая базировка обеспечивает наиболее
правильное расположение рабочего колеса при обработке.
Кроме этого, в этой наладке предусмотрен: специальный суппорт,
устанавливающийся под заданным углом для точения боковых
поверхностей рабочего колеса (фиг. 141, а), многорезцовая расточ-
ная державка (фиг. 141, б) и регулируемая развертка (фиг. 141, в).
Настройка всех резцов в державке на размер производится комбини-
рованным калибром-втулкой, базирующимся по цилиндрической
передней части державки.
Технологический процесс обработки рабочих колес в крупносе-
рийном производстве. Высокопроизводительный расчлененный ва-
риант обработки колес предусматривает следующие операции:
1) обработку отверстия и торцов со стороны входа с базирова-
нием колеса по оси канала (фиг. 142, а); 2) обработку торца и зен-
керование отверстия с другой стороны (фиг. 142, б); 3) протягива-
ние отверстия в размер (фиг. 142,в); 4) протягивание шпоночного
паза; 5) многорезцовое обтачивание боковых поверхностей по ко-
пиру, а также предварительное обтачивание уплотнительных поясков
(фиг. 142, г); 6) окончательное обтачивание уплотнительных поя-
сков на токарном станке с установкой колеса на оправке с гидро-
пластом (фиг. 142, б); 7) сверление разгрузочных отверстий (фиг.
142, е).
Для зенкерования и подрезки торца (вторая операция) приме-
няется державка с инструментами (фиг. 143). Для установки детали
во второй сверлильной операции применяется специальное приспо-
собление (фиг. 144) с самоцентрирующим патроном и специальными
кулачками.
§ 39. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СБОРНЫХ РАБОЧИХ КОЛЕС
ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
Особенности конструкции и технология изготовления штампован-
ных рабочих колес. Сборные рабочие колеса применяются двух
основных видов: из штампованных дисков и лопаток (фиг. 145)
и фрезерованных дисков, соединяемых сваркой или клепкой.
Рабочее колесо (фиг. 145) состоит из точеной ступицы /, приварен-
ного штампованного прямого диска 2 и штампованного диска 3
с отбортовкой для входа жидкости и штампованных лопаток 4 с
круглыми выступами-заклепками, входящими в отверстия дисков.
Шесть длинных лопаток имеют три заклепки с одной и две — с дру-
гой стороны и шесть коротких лопаток имеют по две заклепки с
каждой стороны.
Все детали рабочего колеса изготовляются из нержавеющей стали
ЭЖ1 (Х13). к основным требованиям, предъявляемым при обра-
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВОРНЫХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
254 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
ботке любых рабочих колес, в случае изготовления сборных рабочих
колес добавляются еще требования прочности клепки и недопусти-
мости зазоров между дисками и тор-
цами лопаток во избежание щелевой
кавитации.
По технологии одного из заводов
мелкосерийное производство сборных
колес (фиг. 145) ведется
Фиг. 146. Обработка ступицы с приваренным
диском:
а — токарная; б — сверлильная.
следующим образом.
Ступица 1 в зависи-
мости от серийности
обрабатывается из отре-
занной от прутка заго-
товки диаметром 74 мм
и длиной 45 мм или из
штампованной заготов-
ки с прошитым отвер-
стием — на токарном
или револьверном стан-
ке в трехкулачковом
патроне. Основным по-
садочным размером в этой операции является диаметр 65Х4, на ко-
торый устанавливается привариваемый диск.
Диски 2 и 3 штампуют из полосы шириной 240 мм и толщиной
6 мм на прессе 315 т.
Фиг. 147. Унифицированный штамп для отбортовки
дисков рабочих колес:
1 — хвостовик; 2—сменные матрицы; 3—сменный пуансон; 4 — ко-
лонка; 5 и 6 — верхняя и нижняя плиты.
После штамповки и рихтовки диск 2 проходит следующие опе-
рации: 1) растачивание до диаметра 65А4 на токарном станке
в трехкулачковом патроне: 2) приварку диска к ступице сплошным
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВОРНЫХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
255
147) отборто-
г.
Фиг. 148 Размеры дисков,
штампуемых в унифициро-
ванном штампе:
а—диск колеса второй ступени;
б — то же, первой ступени.
швом с двух сторон (перед сваркой детали нагреваются до 500°С);
3) отжиг в электропечи; 4) токарную обработку с подрезкой внутрен-
ней стороны диска на 0,1—0,3 мм и зачисткой ее наждачной бума-
гой, подрезкой торца и растачиванием отверстия ступицы (фиг. 146, а)-,
5) сверление по накладному кондуктору 30 отверстий диаметром
6,5 мм для выступов лопаток, зенкерование их на диаметр 11 мм
и удаление заусениц с обратной стороны (фиг. 146, б).
Диск 5 (фиг. 145) после вырубки нагревается до 500—550°, и на
прессе в специальном унифицированном н
вывается горловина. Благодаря наличию
сменного пуансона 3 и матрицы 2 на этом
штампе можно штамповать диски рабочего
колеса первой и второй ступени, отлича-
ющиеся диаметром входного отверстия
(фиг. 148). Применение унифицированного
штампа позволяет сократить стоимость
изготовления оснастки в условиях мелко-
серийного производства.
После отбортовки горловины (входного
отверстия) диск поступает на токарную
обработку, устанавливается по наружной
поверхности горловины в самоцентрируто-
щий патрон и выверяется по его внутрен-
ней стороне. После этого обтачивается
внутренняя поверхность диска на глу-
бину 0,1—0,3 мм, проверяется резцом
размер по диаметру 92 + 0,1 мм и все
поверхности зачищаются наждачным по-
лотном.
В этой операции должно быть обеспе-
чено точное прилегание диска и торцов
лопаток по краске. Проверку производят
по шаблону или готовой лопатке.
Во второй установке с зажимом за наружный диаметр произво-
дится предварительная подрезка торца диаметром 92 мм.
В следующей операции по накладному кондуктору сверлят 24
отверстия диаметром 6,5 мм, затем зенкуют и снимают заусеницы.
Технологический процесс изготовления больших лопаток
(фиг. 149) состоит из следующих операций: 1) вырубки заготовок из
6-мм полосы шириной 155 мм с подогревом (фиг. 150, а)\ 2) плоского
шлифования заготовок с двух сторон; 3) гибки заготовки в штампе
на винтовом прессе (фиг. 150, б); 4) протачивания пяти выступов на
диаметре 6,5 мм в специальном приспособлении; 5) слесарной обра-
ботки радиуса 12 мм по шаблону для обеспечения прилегания диска
к горловине.
Изготовление короткой лопатки производится таким же способом,
только из полосы шириной 110 мм и с вырубкой не пяти, а четырех
выступов для крепления к дискам.
256 обработка рабочих колёс центробежных и осевых насосов
Соединение деталей у клепаного колеса производится в следую-
щем порядке: 1) в отверстия прямого диска вставляются выступами
шесть больших и шесть малых лопаток; 2) накладывается второй
Фиг. 149. Развертка большой лопатки сборного рабочего
колеса.
диск так, чтобы в его отверстия вошли выступы лопаток; 3) через
ступицу оба диска стягиваются болтом с двумя шайбами и гайкой
(фиг. 151, а)\ 4) нагревают сварочной горелкой и расклепывают
выходящие из отверстий дисков выступы лопаток; 5) привариваются
выходные кромки всех лопаток. .
После клепки и приварки рабочее ко- |
лесо поступает на окончательную меха- q
ническую обработку. Технологический
Фиг. 150. Штампованная заготовка:
а — штампованная заготовка; б — гибка лопатки сборного рабочего колеса.
процесс обработки рабочего колеса в сборе включает следую-
щие операции:
1. Обтачивание с входной стороны до диаметров 230 и 92П
(фиг. 152,47), подрезка торца ступицы в размер 4 мм и торца диска
в размер 27 мм, протачивание боковой стороны колеса на конус и
растачивание отверстия в размер 50А со снятием трех фасок. В усло-
виях мелкосерийного производства эта операция выполняется на
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СБОРНЫХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
257
токарном станке ДИП-200 в самоцентрирующем патроне. При доста-
точном масштабе выпуска (более 250 колес в год) указанную опера-
цию необходимо выполнять на револьверном станке с наладкой.
а) 5)
Фиг. 151. Сборка рабочего колеса:
а — соединение дисков; б — клепка.
2. Окончательная обработка ступицы и второй стороны рабочего
колеса на шпиндельной оправке (фиг. 152, б).
3. Долбление шпоночного паза по разметке.
а)
Фиг. 152. Обработка клепаного колеса:
а — первое и б — второе обтачивание.
4. Слесарная зачистка мест сварки и заусениц.
5. Статическое балансирование рабочего колеса.
Изготовление фрезерованных сварных рабочих колес требует
более квалифицированного изготовления, но опасность получения
17 Д. Г. Белецкий 2527
258 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
зазоров в них значительно меньше. Эти рабочие колеса состоят из
основного диска со ступицей, в котором выфрезеровываются лопатки.
На открытых торцах лопаток фрезеруют особые выступы, которые
при сборке входят в радиусные пазы второго диска и центрируют его
относительно диска с лопатками. Второй диск приваривается к ло-
паткам точечной сваркой.
Изготовление сборных рабочих колес из двух частей предусма-
тривает фрезерование лопаток заодно с дисками из поковки или штам-
W ОСТАЛЬНОЕ
Место сборки
Н102+о'2
Количество лопаток
г°10
26-0,2
/4
7Г
биение торцев flu
. б относительно ф70 мм
1 не более 0,02 мм
биение поверхностей CuD
относительно ф 70мм не более 0,00-
Фиг. 153. Сварное рабочее колесо с фрезерованными лопатками:
1 — диск; 2 — крышка.
пованной заготовки. Термически обработанные заготовки посту-
пают на токарную, а затем на фрезерную обработку, после чего изго-
товляется шпоночный паз и производится сборка и сварка рабочего
колеса.
Обработка пальцевой фрезой выпуклых и вогнутых поверхно-
стей лопаток, а также отверстий замков в накладной крышке тре-
бует создания сложного копировального устройства к вертикально-
фрезерному станку или специального станка.
Сборное рабочее колесо (фиг. 153) с фрезерованными лопатками
центробежного нефтяного насоса состоит из диска с десятью лопат-
ками и гладкой накладной крышки с пазами, в которые входят тор-
цевые выступы лопаток. Внутренние и наружные контуры лопаток
имеют цилиндрическую форму, описанную радиусами 102 и 84 мм.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СБОРНЫХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
259
В зависимости от направления лопаток рабочие колеса бывают пра-
вые или левые, представляющие собой зеркальное изображение
правого колеса.
Для обеспечения заданной траектории перемещения заготовки
основного диска сборного рабочего колеса относительно фрезы, на
круглом поворотном столе станка устанавливается специальное
приспособление (фиг. 154).
На столе вертикально-фрезерного станка устанавливается обыч-
ный круглый стол 2 (фиг. 154) с червячным приводом, вращающийся
вокруг оси О. На плоской
поверхности круглого сто-
ла прикрепляется шпон-
ка /, входящая в направ-
ляющий паз нижней пли-
ты или основания приспо-
собления 5. Основание
приспособления, переме-
щаясь в направлении,
перпендикулярном к пло-
скости чертежа, вдоль
шпонки /, может стопо-
риться в двух позициях
фиксатором 9. Одна из
этих позиций служит для
фрезерования правых, дру-
гая — левых колес. По
направляющим, выполнен-
ным на верхней части
Фиг. 154. Схема приспособления для фрезе-
рования лопаток и пазов в крышке сварного
рабочего колеса:
7 — шпонка; 2 — стол; 3 — приспособление; 4 — заго-
товка; 5 — делительный стол; о — К'ретки; 7, 8. 9—фик-
саторы; А, Б, В — рукоятки; I—делительное переме-
щение каретки 6‘; — рабочее вращение стола.
основания приспособления 5, может перемещаться параллельно пло-
скости чертежа средняя часть или каретка 6 приспособления. При
помощи фиксатора S, управляемого рукояткой А, каретка может
стопориться в двух положениях для обработки наружного и вну-
треннего контура лопаток. Само перемещение каретки вдоль напра-
вляющих осуществляется посредством рукоятки Б.
На верхней части каретки 6 расположен поворотный делительный
стол 5, на котором посредством оправки закрепляется заготовка 4
рабочего колеса. Посредством фиксатора 7 делительный стол может
стопориться в десяти положениях, каждое из которых соответст-
вует фрезерованию одной из десяти лопаток. Управление фиксато-
ром 7 и зажим делительного стола осуществляются посредством
рукоятки В.
Принцип обработки лопаток рабочих колес посредством описан-
ного приспособления основан на последовательном совмещении цен-
тров кривизны внутреннего, а затем наружного контура десяти ло-
паток с осью вращения О круглого стола (станка), на котором уста-
новлено указанное приспособление.
Схема фрезерования внутренней и наружной поверхности лопа-
ток, а также соединительных пазов в накладной крышке показана
17*
260 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
на фиг. 155, где поверхности внутренних контуров профиля лопаток
описаны радиусом Rt — 128 мм из центров, лежащих на окружности
диаметром 150 мм, а наружных контуров — радиусом R, = 105 мм
из центров, лежащих на окружности диаметром 122 мм. Отверстия
Фиг. 155. Схема фрезерования наружных и внутренних контуров лопаток
сборных рабочих колес.
для входа выступов лопаток в накладном диске выполнены по ра-
диусу 122,5 мм из центров, лежащих на окружности диаметром 136 мм
(последние размеры на фиг. 155 не указаны).
Окончательное фрезерование лопаток выполняется пальцевой
цилиндрической фрезой диаметром 20 мм, предварительное —диа-
метром 18 мм, а отверстий в накладном диске — фрезой диаметром
8 мм.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СБОРНЫХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
261
Окружность DK = 150, на которой лежат центры кривизны
внутренних поверхностей лопаток, проходит через центр вращения
круглого стола О. Последнее может быть достигнуто в том случае, если
расстояние между центром круглого стола О и центром верхнего
делительного стола приспособления О будет = 75 мм.
Первая лопатка фрезеруется из центра Ki, вторая — из центра
Кг и т. д. Последовательно перемещая делительный стол приспособ-
ления в десять позиций, можно поочередно совместить все точки
(А) — К10) с центром О.
В начальном положении ось шпонки 1 (см. фиг. 154) круглого
стола направлена по линии Iш — /ш(фиг. 155), а салазки каретки —
по линии 1С — 1С. При этом для обработки первого колеса приспо-
собление фиксируется на шпонке таким образом, что его центр будет
находиться в точке Ол1яр, заданной координатами 160 и 58 мм.
Для обработки левых колес центр приспособления должен нахо-
диться в точке OniM,B.
После совмещения точки Ki с центром вращения круглого
стола О необходимо установить внешнюю образующую фрезы на
расстоянии = 128 мм от оси О вращения заготовки. Поскольку
установку фрезы по шаблону удобнее производить не от центра круг-
лого стола О, а от центра приспособления Ол, то необходимо рас-
положить центры Ол, О и ось фрезы Оф на одной прямой линии. Тогда
фреза может быть выставлена по шаблону на расстояние
т. е. в данном случае
£ = 75+ 128— 20= 183 мм.
По конструкции приспособления для совмещения центров О,
Оп и Оф на одной прямой ось шпонки поворотного стола должна быть
повернута в положение IIш — Пш на угол а = р =--* 19°40'. При
таком повороте ось направляющих каретки 1С — 1С повернется на
тот же угол и займет положение IIс — IIс. Конструкция при-
способления предусматривает следующий порядок обработки ло-
паток:
1) фрезерование внутренней поверхности первой лопатки при
совмещении точки /G с центром вращения О;
2) фрезерование наружной поверхности десятой лопатки при
совмещении точки С]о с центром вращения О;
3) фрезерование внутренней поверхности второй лопатки при
совмещении точки 7G с центром О;
4) фрезерование наружной поверхности первой лопатки при
совмещении точки Ci с центром О и т. д.
Для совмещения точки Сю с О доста.зчно во втором положении
каретку IIс — IIс переместить ее на I = 20 мм. При этом центр
приспособления Оп переместится в точку О„.
262 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Расстояние до фрезы в этом случае определится отрезками 0п О и
R2 или из выражения
£2 = ^ + Яг = 1^ + 105=166 мм.
Если установку фрезы производить до перемещения стола для
совмещения точки С1о с О, то расстояние от центра приспособления 0п
до фрезы будет
L' + R2 = 75 + 105 = 180 мм.
Как уже упоминалось, фрезерование лопаток выполняется в два
приема — черновое и чистовое. На чистовую обработку оставляется
припуск около 2 мм за счет применения фрезы диаметром 18 мм
вместо расчетного диаметра чистовой фрезы 20 мм. Как видно из
выражения:
7 = ^ + ^ + ^;
R^L-^ + d*.
тогда при = 18 мм получим
7?! = 183—75 4- 18 = 126 мм
вместо заданного по чертежу радиуса кривизны внутренней поверх-
ности лопатки Ri = 128 мм.
При обработке наружной поверхности лопатки диаметр фрезы
не будет влиять на радиус кривизны лопатки. Поэтому припуск,
необходимый на чистовую обработку, должен быть обеспечен путем
оставления соответствующего зазора между шаблонами L' =
= 180 мм и поверхностью фрезы при ее установке на размер.
Обработка пазов в накладной крышке производится по такому же
принципу. Однако, поскольку внутренний и наружный контур паза
имеют один и тот же центр кривизны, перемещение каретки по
салазкам с установкой по фиксаторам 8 (фиг. 154) не производится.
После фрезерования лопаток необходимо произвести их зачистку
(закругление входных торцов) и обработку радиусов закруглений
шипов лопаток, входящих в накладной диск.
§ 40. ОБРАБОТКА ЛОПАСТЕЙ РАБОЧИХ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Особенности обработки. Изготовление лопастей представляет
собой сложную и трудоемкую обработку, проблема механизации
которой, несмотря на многочисленные попытки, полностью еще не
решена.
Трудности обработки лопастей колес осевых насосов опреде-
ляются их конструктивной формой (фиг. 156). Лопасть состоит из
пера фасонного профиля, имеющего входную и выходную кромки и
ступицу диаметров 48 мм, вставляющуюся во втулку рабочего колеса.
Вот в. Ф13 сверлить и развернуть совместно
со втулкой^после установки лопасти на
необходимый угол одно отверстие по риске
5°93\соответствующей углу установки
лопасти 13°, второе по риске ГГ/1, соот-
ветствующей 20“и третье по риске 4“17,
соответств. углу 23“ или одно отверстие
по риске 5°03/ соответствующей, углу 13/
второе по риске Г931 соответств. углуГГ,,
и третье по риске 0“17( соответет.углу19°-
Выходная кромка
ф450^по сфере
Направление
ХЛД77
Поверхность Б
Выходная кромка
$
Л121-сфера (Без
припуска, на по-
верхности сферы)
Припуск на
обработку
3//Входная
9
11
13
15
$584
а)
Л
Фиг. 156. Лопасть рабочего колеса:
лги; б — разъем шаблона по поверхности Б\ в — разъем шаблона по поверхности А.
Bits
Проекция соответствует установочному
углу профиля на радиусе 225мм 18°43'
Совместить ириской на втулке
рабочего колеса при угле уста-
новки лопасти 19?
Совместить с риской на втулке
рабочего колеса при угле уста-
новки лопасти 19°
Совместить с риской на втулке
рабочего колеса при угле уста-
новки лопасти
Совместить с риской на втулк
рабочего колеса при
угле установки
лопасти 23°
Поверхность Я
Входная кромка
§ * §
Пунктирные пинии -
горизонтальные сечения
лопасти по нижней стороне
Сечение по ДР
0 85—
-055-
Д. Г. Белецким 2527
а — профиль на радиусе 225
-36/Ы
1в
20
R2
\Для насосов 20 7]р в-б0 св ер- 1
лить и развернуть совмсст-у-
но со втулкой одно из отбор- f
стий после установки на 5?
необходимый угол по риске
Совместить с риской на втулке]
рабочего колеса при угле уста^
нов к и лопасти 13/17“ 15“
Входная кромка
Выходная кромка
-0216-
_Прилив для центра (шириной 15мм),____
после обработки лопасти прилип
'срубить и зачистить заподлицо с
поверхностью лопасти
’ Поверхность ТС
-зно
18°М----
Ось лопасти----
Поверхность Б ~о=г
Sck на
отку
6)
ОБРАБОТКА ЛОПАСТЕЙ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
263
Во фланце лопасти диаметром 111+ 0,5 мм имеются три отверстия
для шпилек, фиксирующих разные углы установки лопастей (14,
19, 23° и т. д.) во втулке.
Как известно, верхняя нагнетательная поверхность А и нижняя
поверхность Б лопастей не задаются определенной математической
кривой, а строятся по координатам ряда горизонтальных сечений
лопасти для конца лопасти на радиусе 225 мм.
Для того чтобы определить профиль поверхности лопасти на
всей ее длине (в радиальном направлении), проводятся круговые
Фиг. 157. Шаблоны для контроля профиля лопасти:
а — полукомплект для нижней поверхности; б — собранный комплект шаблонов с лопастью;
7 — лопасть.
сечения. Для лопасти (фиг. 156) предусмотрены круговые сечения
радиусов 108; 120,8; 136,3; 165,8; 195,4 и 225 мм.
Контроль верхней и нижней поверхностей лопасти обычно про-
изводится по шаблонам, располагаемым на заданных круговых сече-
ниях. Таким образом, для заданной лопасти необходимо изготовить
шесть нижних и шесть верхних шаблонов (фиг. 157), для построе-
ния которых на чертежах дают линии разъема (стыка) шаблонов
дляверхнейи нижней поверхностей. Полностью обработанная лопасть
при контроле кладется на комплект нижних шаблонов и затем накры-
вается скоординированным с ним при помощи общих направляющих
комплектом верхних шаблонов. Точность сопряжения прове-
ряется по зазору щупом или по краске.
Наряду с шаблонами имеются специальные приборы для конт-
роля лопастей по точкам.
Отсутствие математической кривой, описывающей поверхности
лопастей, исключает возможность создания кинематической на-
стройки станков для механической обработки лопастей. В связи
с этим механизация обработки лопастей возможна только методом
копирования.
В настоящее время существуют следующие методы обработки
криволинейных поверхностей лопастей осевых насосов: 1) ручная
264 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
пригонка профилей рубкой, обдиркой абразивными кругами и при-
пиловкой; 2) механическая обработка на станках с копирами; 3) штам-
повка и сварка лопастей из листов; 4) точная отливка в стержнях
или по выплавляемым моделям.
Наибольшую давность и распространение имеет ручной метод,
самый тяжелый и непроизводительный. В ряде производств, осо-
бенно при изготовлении гребных винтов, применяется механическая
обработка лопастей по копирам. Эти методы начинают в последнее
время внедряться в насосостроение.
Третий метод имеет некоторое применение в производстве рабо-
чих колес малых осевых гидротурбин с одним постоянным углом
установки лопастей. Лопасти этого колеса штампуются из листа,
каждая из двух половинок. Половинки свариваются между собой и
затем привариваются ко втулке. Штамповка и гибка в штампах
половинок лопастей позволяют получить точный профиль без ручной
пригонки. Недостатком сварных колес является невозможность
менять угол установки лопастей и ограниченная прочность
в местах приварки. Кроме того, возможно коробление лопастей при
сварке. Для уменьшения последнего дефекта сварку необходимо
выполнять в жестких приспособлениях.
Точные методы отливки лопастей еще не получили широкого
производственного использования. Так, на одном из насосострои-
тельных заводов были удачно отлиты в прессованных стержнях
бронзовые лопасти осевого насоса, которые после декоративного
шлифования и полирования мягкими кругами были пущены на
сборку. Они имели установленную точность и поверхность 7—8-го
классов чистоты.
Литье по выплавляемым моделям получается необходимой чи-
стоты и точности и должно получить применение, особенно для лопа-
стей небольших и средних размеров.
Обработка лопастей с ручной пригонкой профиля. Основными
недостатками этого метода являются высокая трудоемкость, невоз-
можность обеспечить полное подобие всех обрабатываемых лопастей
данного вида и тяжелые условия труда, особенно при обдирке лопа-
стей вручную абразивными кругами.
Для литых лопастей предусматриваются большие прибыли.
На литье для крупных колес предусматривается припуск 5—15 мм
на сторону, который срубается пневматическими зубилами. При
этом вначале прорубаются «марки» — канавки по круговым и ра-
диальным сечениям с припуском 0,5—1,0 мм на окончательную
отделку. Глубина канавок проверяется по шаблонам. После нане-
сения канавок (иногда они обрабатываются на копировально-фре-
зерном станке) срубается припуск между канавками по всей поверх-
ности пера лопасти. У литых малых и средних лопастей припусков
на обработку наружной и внутренней поверхности пера лопасти,
за исключением кромок, не оставляют. Однако вследствие разбивки
формы при выемке модели, а также от давления залитого металла
объем литья увеличивается и в некоторых местах возникают утол-
ОБРАБОТКА ЛОПАСТЕЙ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
265
щения до 5—6 мм, в то время как в других местах, особенно около
фланца ступицы, припуска на обработку не оказывается. Это
приводит к необходимости подварки утонченных мест на заготовке.
В основу ручной обработки лопастей положена подгонка одной
из сторон пера по шаблонам с наименьшим съемом металла. При
обработке второй стороны, наряду с выдерживанием формы профиля,
обеспечивается также получение заданной толщины лопасти.
Литые лопасти поступают на механическую обработку после
отрезки прибыли и литников, пескоструйной очистки, термической
обработки и механических испытаний, устанавливающих их годность.
Примерный технологический процесс обработки лопасти с руч-
ной пригонкой пера содержит следующие операции:
1) слесарную зачистку литников и литейных дефектов и прове-
рочную разметку для определения годности отливки по размерам;
при обнаружении значительных деформаций лопасть поступает на
правку с подогревом;
2) клеймение номера плавки и лопасти;
3) обработку первой стороны пера лопасти подвесными прибо-
рами или на стационарных станках, абразивными кругами в зави-
симости от размера лопасти, с подгонкой по шаблонам формы поверх-
ности;
4) обработку второй стороны пера лопасти абразивными кругами
с подгонкой по профилю и толщине (фиг. 158, а);
5) разметку входной и выходной кромок;
6) ручную пригонку кругами и припиловку входной и выходной
кромок (фиг. 158, б);
7) перенос клейм номера плавки и лопасти на обработанную
поверхность;
8) разметку центровых отверстий на ступице и приливе лопасти;
9) засверливание центровых отверстий на вертикально-свер-
лильном станке (фиг. 158, в); для крупных лопастей — на горизон-
тально-расточном;
10) токарную обработку хвостовика и фланца с установкой
лопасти в центрах (фиг. 158, г);
11) разметку кромки пера, прилегающей ко втулке;
12) долбление кромки лопасти, прилегающей к втулке (фиг.
158, б);
13) обработку на долбежном или фрезерном станке части контура
фланца, оставшейся необработанной при обтачивании в 10-й опе-
рации (фиг. 158, а);
14) удаление центрового прилива на строгальном или фрезерном
станке или опиловкой и рубкой;
15) зачистку места прилива и кромок, прилегающих к втулке,
Шлифовальным кругом и окончательную пригонку лопастей к втулке
(фиг. 158, ж).
Из приведенного процесса видно, что механическая обработка
посадочных мест лопасти (ступицы) производится от предварительно
обработанного пера лопасти, которое является базой для разметки
266 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
центровых отверстий, используемых при обтачивании ступицы и
фланца.
Если после обработки верхней и нижней профильной поверх-
ностей лопасти на них обнаружатся раковины, последние выру-
баются или высверливаются и затем завариваются. После заварки
производят повторную термическую обработку лопасти, а затем
вновь контролируют ее по шаблонам.
Фиг. 158. Обработка лопасти насоса с ручной пригонкой профиля:
а — операции 3 и 4; б — 5 и 6; в 8 и 9; г — 10; д 11 и 12; е — 13; ж — 14 и 15.
Обработанные лопасти поступают на сборку со втулкой и в
собранном виде проходят сверление фланцев, обтачивание сферы на
диаметр 450 мм и балансирование (фиг. 156).
Фактическое время обработки лопасти по описанному процессу
составляет 30 час. Обработка лопасти более крупных колес, напри-
мер, диаметром 2000 мм, занимает около 140 час. В обоих случаях
на долю ручных операций по обработке пера лопасти приходится до
65% всей трудоемкости.
Методы механической обработки поверхностей лопастей. Меха-
ническая обработка профиля лопасти производится на строгаль-
ных и токарных станках резцами (фиг. 159, г, 3) и на фрезерных —
дисковыми, торцевыми или пальцевыми фрезами (фиг. 159, а, б, в).
При фрезеровании деталь совершает вращательное или прямо-
линейное перемещение навстречу инструменту.
ОБРАБОТКА ЛОПАСТЕЙ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
267
Кроме того, деталь (или фреза) совершает строчечную подачу
после каждого прохода фрезы. Величина строчечной подачи s опре-
деляется профилем фрезы, зависящим, в свою очередь, от крутизны
профиля лопасти и допустимой высоты остаточных гребешков на
обработанной поверхности.
Фиг. 159. Механическая обработка пера лопасти:
а, б, с — фрезами; г, д — резцами при точении и строгании; е, ж — строчечная подача.
Зависимость между высотой гребешков Н, строчечной подачей s,
радиусом закругления зубьев дисковой фрезы г и углом подъема
профиля а может быть выражена формулой
cos^a
Как видно из приведенного выражения, при работе торцевыми
фрезами за счет большей величины г можно при той же высоте
гребешком И получить несколько большую величину подачи s.
Однако при весьма значительном диаметре фрезы у фланца ступицы
остается большой необработанный участок, который приходится
доделывать вручную.
В случае круговой подачи лопасти, при помощи дисковой или
пальцевой фрезы, обрабатывается вся поверхность пера. Круго-
вая подача может быть осуществлена путем установки лопасти на
круглом поворотном столе универсально-фрезерного станка. Если
подача лопасти осуществляется продольным перемещением стола
фрезерногб станка (фиг. 159, ж), в уголках кромок, прилегаю-
щих к втулке, остаются необработанные участки, также требующие
ручной доделки,
268 обработка рабочих колес центробежных и осевых насосов
В целях увеличения производительности на некоторых специаль-
ных станках для фрезерования лопастей обработка производится
одновременно двумя торцевыми фрезами, расположенными с обеих
сторон лопасти. При такой обработке, кроме выигрыша во времени,
происходит уравновешивание сил резания, действующих на лопасть,
и уменьшаются ее деформации.
Из трех перечисленных методов наибольшее распространение
имеет фрезерный и отчасти токарный вариант. Заданная траекто-
рия перемещения инструмента при обработке лопастей осуще-
ствляется за счет копирования профиля. В настоящеее время из-
Фиг. 160. Механическое копирование при фрезеровании лопастей
на токарном станке:
1 — копир; 2 — заготовка; 3 — фреза; 4 — ролик.
вестны три метода копирования: механический, электрический и
гидравлический.
Механическое копирование осуществляется путем жесткой связи
между роликом 4 (фиг. 160), копиром 1 и фрезой 3. На оправке
в центрах установлен образец-копир 1 и рядом с ним обрабатывае-
мый винт — заготовка 2. Каретка суппорта разъединена с механиз-
мом подачи и несет на себе копирный ролик и фрезерную головку
с индивидуальным встроенным электродвигателем. Посредством
груза ролик 4 прижимается к лопасти копира 1. При медленном
вращении оправки с образцом-копиром и заготовкой ролик пере-
мещается вдоль оси копира и соответственно перемещается фреза,
обрабатывающая лопасть заготовки. После первого прохода каретка
возвращается в исходное положение, фреза и ролик перемещаются
к центру станка на величину строчечной подачи, затем производится
второй проход.
Таким же способом работают по копиру расточные и фрезерные
станки. Основными недостатками этого способа обработки профиля
лопастей является весьма значительное давление ролика на копир,
который быстро изнашивается у кромок, и необходимость изгото-
вления весьма точных стальных копиров, обрабатываемых вручную.
Последнее обстоятельство делает нецелесообразным применение
механического копирования в мелкосерийном производстве, а пер-
ОБРАБОТКА ЛОПАСТЕЙ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
269
Фиг. 161. Схема электрокопировального станка:
1 — палец* 2 — скоба; 3 — плоская пружина; 4 — отжимная пру-
жина; 5 — якорь; 6 — катушки (левая и правая); 7 — усилитель
копировального прибора; 5, 9— усилители возбуждения; 10,
11 — амплидин-генераторы; 12, 13 —двигатели подач: 14 — модель-
копир; 15— заготовка; 16 — привод амплидин-генераторов; /7—-ко-
пировальный прибор.
вое — увеличивает издержки производства при серийном изгото-
влении лопастей.
Копирование посредством электрических следящих систем. Зна-
чительные преимущества имеют электрические методы копирования.
При этом копирование может производиться как по модели —
копиру, так и по чертежу, путем применения фотоэлектрических
следящих систем.
Нафиг. 161 приве-
дена схема электроко-
пировального станка,
работающего по мо-
дели-копиру.
При перемещении
модели-копира 14 па-
лец 1 копироваль-
ного прибора 17 про-
ходит по ней прямо-
линейной строчкой
и отклоняет, соответ-
ственно высотам про-
филя модели-копира,
скобу 2, подвешен-
ную на плоской пру-
жине 3 и отжимае-
мую пружиной 4. Со-
единенный со скобой
якорь 5 будет пере-
мещаться от левой
6лев к правой катуш-
ке 6пр, изменяя за время пути х напряжение в катушках от нуля
до максимума.
Посредством усилителя 7 копировального прибора и усилителей
8 или 9 возбуждения переменный ток усиливается, выпрямляется и
с повышенным напряжением подается на обмотки возбуждения ам-
плидин-генераторов 10 или 11.
Амплидин-генераторы представляют собой генераторы постоян-
ного тока специального исполнения. Они имеют привод 16 от элек-
тродвигателя переменного тока и являются электромеханическими
усилителями. При возбуждении амплидин-генераторов током от уси-
лителей 8 или 9 в них создается напряжение, питающее соответственно
двигатели 12 или 13, осуществляющие подачу фрезерной головки
на контур или вдоль контура.
Перемещение якоря 5 вызывает одновременные плавные изме-
нения подач. При этом с уменьшением до нуля подачи на кон-
тур возрастает до максимума подача вдоль контура и,
наоборот, в результате сложения этих движений результирующая
подача всегда направлена по касательной к контуру модели-ко-
пира.
270 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
После окончания прохода включается периодическая подача
на строчку и затем совершается новый рабочий проход.
Рабочее давление пальца 1 на модель-копир в этом станке со-
ставляет всего 150—185 г; величина строчечной подачи 0,25—15 мм;
пределы рабочей подачи 20—300 мм/мин. Фреза делает 75—
200 об/мин.
Обработка лопастей на фрезерно-копировальном станке должна
производиться в две установки (каждой стороны отдельно) по своей
Фиг. 162. Схема гидравлического ко-
пировального фрезерного станка:
1 — плита; 2 — направляющие; 3,8 — поворотные
столы; 4 — фреза; 5 — хобот каретки; 6 — стойка;
7 — гидравлический цилиндр; 9 — электродвига-
тель; 10—щуп; 11 — вспомогательный копиро-
вальный двигатель.
форме профиля. Кроме того, при
модели-копиру. Инструмент —
пальцевая фреза специальной
формы.
Обработка профилей с при-
менением фотоэлектрической
следящей системы производится
по чертежу, на котором нанесе-
ны профильные сечения лопа-
сти, в плоскости движения
фрезы. Следовательно, если
фреза движется прямолиней-
ными строчками (фиг. 158, ж),
на чертеже должны быть изоб-
ражены не круговые сечения,
а сечения в плоскости, перпен-
дикулярной к оси лопасти.
Следует указать, что фотокопи-
ровальные станки в насосо-
строении пока не применяются.
Общими недостатками элек-
трокопировальных станков
является их инерционность,
что приводит к ступенчатой
фотокопировании, в зависимости
деформация чертежа, что приво-
от внешних условий, имеет место
дит к снижению точности обработки.
Копирование посредством гидравлических следящих систем. На
фиг. 162 показана схема копировально-фрезерного станка для обра-
ботки лопастей судовых винтов по принципу гидравлического мас-
штабного копирования. Станок имеет горизонтальную плиту /, по
направляющим 2 которой перемещается круглый поворотный стол 3
с заготовкой. Каретка с хоботом 5, несущая шпиндель с фрезой 4,
перемещается по направляющим вертикальной стойки 6. Каретка
получает возвратно-поступательное перемещение от гидравлического
цилиндра 7, расположенного на вертикальной стойке. Сбоку стойки
укреплен второй поворотный стол S, на котором располагается копир
в виде одной лопасти, который, кроме вращения, может переме-
щаться в продольном направлении на своих салазках.
От электродвигателя 9 приводятся в синхронное вращение оба
стола 3 и 8. При этом вертикальные перемещения щупа 10 передаются
ОБРАБОТКА ЛОПАСТЕЙ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
271
копировальному гидравлическому вспомогательному двигателю 11
(сервомотору), связанному с рядом золотников и рычагов. Копи-
ровальный вспомогательный двигатель управляет положениями
главного золотника гидравлической системы станка (на фигуре
не показанного), и направляет масло в верхнюю или нижнюю
полость главного гидравлического цилиндра 7. Последнее вызы-
вает соответственно опуска-
ние или подъем фрезы 4. Пос-
ле каждого прохода фрезы
по одному из круговых се-
чений лопастей производится
автоматическое выключение
рабочей подачи, отвод фрезы,
Фиг. 163. Схема гидравлического копировального фрезерного станка с горизон-
тальной осью вращения детали:
/—станина, 2, 6 — бабки; 3 — оправка; 4 — деталь (лопасть); 5 —копир; 7 — гидравлический дуб-
ликатор, 8 — тумба; 9,— стол; 10 — ощупывающая головка; 11 — шпиндель фрезы.
переключение муфт, изменяющих направление вращения обоих
столов, и возврат в исходное положение. После этого автоматически
производится перемещение (подача) столов на величину строчки
порядка 20 мм. Таким образом, последовательно обрабатываются
все лопасти.
Модели-копиры лопастей для описанного станка изготовляются
из дерева, гипса или мягких цветных металлов и реже из чугуна,
так как давление щупа на копир весьма мало. Такие полностью
автоматизированные станки имеют весьма сложную кинематическую
схему, состоящую из гидравлических и механических передач, и
капризны в наладке и работе. Кроме того, ввиду недостаточной
жесткости и инерционности системы поверхность лопастей полу-
272 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
чается дробленая и недостаточно плавная при указанных выше зна-
чениях строчечной подачи.
Один из заводов гидромашиностроения производил обработку
лопастей осевых колес диаметром 1000 мм на станке, имеющем гори-
зонтальную станину 1 (фиг. 163) с двумя массивными бабками 2 и 6,
во фланцевыхпатронах которых закреплена оправка 3,
несущая копир 5 и обрабатываемую лопасть 4.
Спереди станка на тумбе 8 находится стол 9, ко-
торый может перемещаться в продольном и попе-
речном направлениях.
Фиг. 164.;жСхема гидравлического дубликатора для копировальной обработки
лопастей:
а — первое положение — подача н а копир; б — третье положение — подача от копира;
1 — щуп; 2— копир; 3 —золотник головки; 4, 10— пружины; 5 — щель; 6, 7, «У, 7/, /3 — трубки;
9 — золотник управления; 12— гидравлический двигатель.
На столе установлен электродвигатель, передающий вращение
фрезерному шпинделю 11, и ощупывающая головка 10 гидравли-
ческого дубликатора 7. Получая команды от щупа, дубликатор
посредством шарнирного вала вращает то в одну, то в другую сто-
рону винт продольной подачи стола. Благодаря этому фреза и щуп
то приближаются, то удаляются от копира и лопасти. При нейтраль-
ном положении щупа гидравлический двигатель дубликатора не
работает и перемещения стола не происходит.
ОБРАБОТКА ЛОПАСТЕЙ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
273
Рабочая круговая подача лопасти осуществляется медленным
вращением шпинделя станка с заготовкой и копиром в виде эталон-
ной обработанной лопасти с утолщенными кромками.
После одного рабочего прохода стол с фрезой и щупом отводится
от детали, шпиндель станка ускоренным вращением переводится
в первоначальное положение, а стол вращением поперечного винта
подается к центру на величину строчки (6—12 мм).
На фиг. 164 показана схема действия гидравлического дубли-
катора МГ933 ЭНИМС, использованного в описанном станке.
Основными частями гидравлической системы являются: ощупываю-
щая головка Ау золотник управления 5, копирующий гидравли-
ческий двигатель В и система трубопроводов с кранами.
Ощупывающая головка А осуществляет три команды:
1) при отсутствии контакта с копиром—подачу на копир;
2) при нормальном контакте без отклонения головки «Стоп^
(гидравлический двигатель дубликатора не работает);
3) при нажиме копира на головку — подачу от копира.
В первом положении (фиг. 164, а) следящей системы гидро-
дубликатора золотник 3 головки под действием пружины 4 ото-
двинут вперед и щель 5 закрыта. Поэтому выход масла из трубки 6
на слив закрыт и высокое давление с левой стороны золотника
управления 9 перемещает его в крайнее правое положение за счет
сжатия пружины 10. В этом положении золотника 9 масло под давле-
нием от насоса, поступающее по трубке 8, проходит через верхнюю
трубку золотника и по трубке 13 попадает в поршень гидравличе-
ского двигателя /2, а оттуда через трубку 11 на слив. Вращение
гидравлического двигателя вызовет перемещение стола станка влево,
т. е. на сближение ощупывающей головки с копиром, а фрезы — с
заготовкой.
При установлении контакта копира с головкой последняя не-
сколько отклоняется и приоткрывает щель 5. Благодаря этому
часть масла поступает на слив, и вследствие падения давления
в трубке 6 пружина 10 перемещает золотник 9 в среднее положение,
при котором масло не поступает в гидравлический двигатель 12.
В этом положении перемещения стола станка не происходит.
В третьем положении головки и золотников гидродубликатора
(фиг. 164, б) щуп отклоняется под нажимом копира и отодвигает
в крайнее заднее положение золотник 3 за счет сжатия пружины 4.
Все масло из головки поступает на слив, благодаря чему давление
в трубке 6 падает настолько, что пружина 10 отводит золотник 9
в крайнее левое положение. При этом масло начнет поступать в
гидравлический двигатель по трубке //, т. е. в обратном направле-
нии. Соответственно этому стол станка начнет перемещаться вправо и
отводить фрезу и головку.
Описанная следящая система работает весьма точно. Например,
повторные самовыключения стола при достижении щупом равно-
весного положения происходили с точностью 0,02 мм. Давление
щупа на копир составляет 300—500 а, что позволяет применять ко-
18 Д. Г. Белецкий 2527
274 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
пиры из мягких металлов и даже неметаллические, например гип-
совые.
Фрезерование лопастей с применением гидравлической следя-
щей системы, являясь довольно длительным процессом, все же дает
многократное снижение трудоемкости по сравнению с ручной обра-
боткой. Например, обработка лопасти на станке (фиг. 163) с дву-
кратным проходом каждой стороны лопасти (черновое и чистовое
фрезерование) и с необходимой переналадкой составляет 13—16 час.
для рабочего колеса диаметром 1000 мм. Ручная обработка такой
лопасти занимает 30—40 час.
Фрезерование производится фрезой диаметром 110 мм с числом
зубьев z — 16 при и = 56 об/мин., sz = 0,065 0,13 мм. Число
Фиг. 165. Схема попарного точения от двух копиров
верхней и нижней поверхности лопастей:
1 — вспомогательный механизм; 2 — ощупывающая головка; 3 — вал,
приводящий во вращение диск с копирами; 4, 5—копиры для верх-
ней и нижней поверхности лопасти.
оборотов заготовки 0,0378 об/мин, что соответствует минутной
подаче на обрабатываемой поверхности наибольшего радиуса
sw =118 мм/мин.
Институтом гидромашиностроения разработана оригинальная
гидравлическая следящая система для копирного точения лопастей
[15].
Особенностью этой системы является высокая скорость копиро-
вального движения (до 10 м/мин вместо 100—300 мм!мин при ранее
описанных схемах). Это позволит резко ускорить процесс обработки.
Освоение гидравлической следящей системы при токарной обра-
ботке лопастей по копиру позволит значительно увеличить ее произ-
водительность по сравнению с производительностью при копирном
фрезеровании. В промышленном исполнении станка копирное обта-
чивание лопастей возможно осуществить с параллельным располо-
жением лопастей и копира (фиг. 165).
Технологический процесс изготовления лопастей с механической
обработкой пера. В случае применения того или другого способа
ОБРАБОТКА ЛОПАСТЕЙ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
275
механической обработки по копиру технологический процесс изго-
товления лопасти в условиях серийного производства содержит
следующие операции: 1) слесарную зачистку и проверку литья;
2) клеймение номеров плавки и лопасти; 3) разметку центровых от-
верстий по шаблонам или в специальном приспособлении; 4) пред-
варительную токарную обработку хвостовика (ступицы); 5) обра-
ботку верхней и нижней поверхности пера лопасти на двустороннем
фрезерно - копировальном
или токарно-копироваль-
ном станке; 6) газосвароч-
ную или механическую
обрезку входной и выход-
ной кромок по шаблону;
7) ручную пригонку вход-
ной и выходной кромок
по шаблонам с припи-
ловкой или шлифованием
абразивными кругами;
8) проверку центровых
отверстий по шаблонам
от поверхности лопасти
на разметочной плите;
9) окончательную токар-
ную обработку хвостовика
(ступицы); 10) перенос
клейм номеров плавки и
лопасти; 11) разметку
кромки пера, прилегаю-
щей к втулке; 12) дол-
бежную обработку кром-
ки, прилегающей к втул-
ке; 13) фрезерную обра-
ботку части контура флан-
ца, оставшейся не обра-
Фиг. 166. Прибор для измерения лопастей
в процессе обработки по копиру:
бОТЭННОЙ При обтаЧИВа- /—штифт; 2 — планка; 3 — скоба; 4 — линейка,
нии в 9-й операции;
14) удаление фрезой центрового прилива; 15) ручную зачистку кро-
мок и окончательную пригонку лопастей к втулке.
Основным отличием этого процесса от ранее приведенного для
условий мелкосерийного производства является создание исходной
технологической базы в виде центровых отверстий, от которых про-
изводится обработка ступицы, являющейся базой при обработке
профиля лопасти.
Необходимость ручной пригонки входной и выходной кромок
вызывается тем, что при толщине 2—4 мм у лопастей средних раз-
меров обработать кромки на фрезерном или токарно-копироваль-
ном станке не представляется возможным. Поэтому толщина этих
кромок у копиров делается с припусками 1,3—3,0 мм на сторону.
18*
276 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Сверление отверстий, фиксирующих угол поворота лопасти, а
также обтачивание внешней сферы (450-аз мм) выполняется сов-
местно с втулкой, после чего производится статическое балансиро-
вание собранного колеса.
Контроль лопастей. Весьма существенным вопросом при изго-
товлении лопастей является контроль в процессе обработки. Основ-
ным методом контроля профиля является проверка на прилегание
по шаблонам круговых сечений, но этот метод имеет большие недо-
статки, которые заключаются в ограниченном количестве контроли-
руемых точек, невозможности проверки профиля в процессе обра-
ботки на станке и др.
На фиг. 166 показан прибор, изготовленный на одном из гидрома-
ши ностроительных заводов для контроля лопастей в процессе их
обработки на копировально-фрезерном станке.
Планка 2 держателя закрепляется на оправке копира и заго-
товки и может перемещаться строго перпендикулярно оси оправки.
В планке 2 закреплен стержень, несущий скобу 3 и измерительный
штифт /, который упирается в поверхность копира. Подвижная ли-
нейка 4, перемещаемая параллельно оси оправки, служит для от-
счета размера. Нулевое положение линейки устанавливается по
расстоянию между ее измерительным штифтом и измерительным
штифтом /, равному расстоянию между центрами ступиц копира и
обрабатываемой лопастью. При обмере второй стороны лопасти
штифт 1 вставляется с правой стороны планки 2 и касается заготовки,
а штифт линейки 4 касается соответствующей стороны копира.
Описанный прибор позволяет равномерно распределить припуск
на обе стороны лопасти, установить абсолютную величину при-
пуска и, наконец, контролировать готовую лопасть.
§ 41. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК И ЦЕЛЬНЫХ РАБОЧИХ КОЛЕС
ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Обработка втулок. Втулки рабочих колес в большинстве случаев
изготовляются из стального литья. Втулка сборного рабочего колеса
осевого насоса имеет фланец, а в некоторых случаях коническое от-
верстие для посадки на вал и четыре радиально расположенных от-
верстия в плоскости, перпендикулярной к оси насоса для цапф лопа-
стей (см. фиг. 137) . В нижней части втулки имеется точная выточка
для посадки обтекателя. Наружная поверхность втулки обтачи-
вается на диаметр 242~0*5 мм.
Основными техническими требованиями при обработке втулок
являются: соблюдение точности посадочных размеров, точное осе-
вое и по окружности расположение радиальных отверстий, перпен-
дикулярность посадочных торцов оси отверстия, а также концен-
тричность заточки для посадки обтекателя по отношению к наруж-
ной цилиндрической поверхности.
Втулки с наружным диаметром до 500 мм обтачиваются на токар-
ных станках в две установки. После этого на горизонтально-расточ-
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК И ЦЕЛЬНЫХ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
277
ных станках обрабатываются радиальные отверстия для ступиц
лопастей. Затем на сверлильных станках сверлятся различные от-
верстия и нарезаются резьбы.
Кроме того, производится фрезерование пазов и выполняются
некоторые операции, определяемые конструктивными особенностями
рабочего колеса.
В случае крупносерийного производства токарную обработку
целесообразно производить на револьверных станках, а растачи-
вание радиальных отверстий — на дву-
сторонних расточных станках в поворот-
ном приспособлении. Сверление крепеж-
ных отверстий целесообразнее произво-
дить по накладным кондукторам и лишь
при весьма большом масштабе выпуска—
посредством многошпиндельных головок.
При обработке втулок с наружным диа-
метром более 500 мм первая операция вы-
полняется на карусельных станках в две
установки. Дальнейшая обработка про-
изводится на крупных расточных и ра-
диально-сверлильных станках.
Из остальных деталей сборных рабо-
чих колес осевых насосов следует ука-
зать на обработку обтекателя. У малых
колес обтекатель выполняется цельным,
у крупных—составным из двух частей.
Основными требованиями при обра-
ботке обтекателей являются: плавность и
чистота поверхности сферы, ее концен-
тричность по отношению к внутренней
выточке для посадки на центрирующую
Фиг. 167. Цельное рабочее
колесо турбоциркуляцион-
ного осевого насоса.
заточку втулки и отсутствие разностен-
ности, вызывающей дисбаланс.
Обтачивание сферической поверхности
обтекателей необходимо
производить по копиру на токарных или карусельных станках.
Изготовление цельных рабочих колес осевых насосов. На фиг. 167
показано рабочее колесо турбоциркуляционного насоса с перекры-
вающимися лопастями. Заготовка колеса — литье из марган-
цево-никелевой латуни. Основными требованиями при обработке
колеса являются: 1) овальность и конусность отверстия диаметром
85А в пределах половины допуска на диаметр, т. е. 17 мк\ 2) пер-
пендикулярность верхнего торца диаметром 366 мм оси отверстия
в пределах 0,05 мм\ 3) просвет между шаблоном и выпуклой поверх-
ностью лопасти не более 0,2 мм, а между шаблоном и вогнутой по-
верхностью — не более 0,4 лш; 4) точность шага лопастей в пре-
делах 0,002 t (шага); 5) отклонение положения лопастей в радиаль-
ной плоскости по внешней их окружности в пределах + 0,QQ2R;
6) чистота поверхностей лопастей в пределах 8-го. класса.
278 ОБРАБОТКА РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Основными операциями технологического процесса обработки
указанного колеса при мелкосерийном производстве являются:
Фиг. 168. Шаблоны и приспособления для установки круговых
шаблонов при измерении осевых колес:
а — круговой шаблон; б — радиальный шаблон; в — приспособление; 1 — основание;
2—крышка с круговыми пазами; 3 — стойка; 4 — фиксатор; 5— зажим.
1) пескоструйная очистка литья; 2) разметка торцов ступицы с
припуском по 5 мм на сторону для подрезки в размер 249 мм;
а) д)
Фиг. 169. Приспособления для разметки лопастей:
а — универсальное: 1 — оправка; 2 — призмы? 3 — стойки; 4—втулки;
5 — чертилки; 6 — шкалы; б — специальное; 1 — палец; 2 —планка; <3 втул-
ки; 4 — чертилки.
3) отрезка на карусельном станке прибыли и диска, из которого
изготовляются образцы для механических испытаний; 4) общая
проверка размеров заготовки и разметка отверстий ступицы и допа-
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК И ЦЕЛЬНЫХ КОЛЕС ОСЕВЫХ НАСОСОВ
279
стей после их приемки по результатам механических испытаний;
5) карусельная обработка: в первой установке — подрезка торца,
обработка отверстия, предварительное обтачивание наружного диа-
метра в размер 805 мм\ во второй установке — подрезка второго
торца и обтачивание выемок с установкой рабочего колеса на оправке
по отверстию 85А; 6) разметка осевых линий и круговых сечений на
лопастях, а также шпоночного паза; 7) долбление шпоночного паза
с припуском на припиловку; 8) обработка неперекрывающихся
участков лопастей на фрезерно-копировальном станке в два про-
хода с каждой стороны; 9) обработка ступицы по диаметру 336 мм
между лопастями на вертикально-фрезерном станке; 10) обработка
перекрытых участков лопастей пневматическими зубилами или руч-
ными шарошками (фрезами) на гибком валу; И) окончательная при-
гонка лопастей по круговым и продольным (радиальным) шабло-
нам; 12) полирование лопастей мягкими войлочными кругами с
абразивной пастой; 13) статическое балансирование в сборе с валом
насоса или отдельно.
Для контроля размеров и расположения лопастей применяется
набор круговых и радиальных шаблонов (фиг. 168, а и 6),
устанавливаемых посредством измерительного приспособления
(фиг. 168, в).
Соответствующие приспособления применяются также при раз-
метке лопастей. При нанесении осевых рисок и рисок входных и
выходных кромок (фиг. 156), а также радиальных сечений I—/,
II—II, III—III применяют угольник с пальцем, который встав-
ляется в отверстие рабочего колеса и закрепляется гайкой. Для на-
несения круговых рисок используется приспособление (фиг. 169, а).
Рабочее колесо закрепляется гайкой на оправке 1, устанавливаю-
щейся на призмах 2, приваренных к стойкам <?. В пазах стоек пере-
мещаются втулки 4, несущие чертилки 5, расстояние которых от
центра оправки отсчитывается на шкалах 6.
Другой вариант этого приспособления имеет палец (фиг. 169, 6),
который вставляется в отверстие рабочего колеса на скользящей
посадке. В планке 2 на заданных радиусах расположены втулки 3
для установки в них чертилки 4. Рабочее колесо устанавливается на
плите последовательно первым и вторым торцом вверх, и посредством
чертилки 4 наносятся круговые риски с обеих сторон каждой ло-
пасти.
ГЛАВА XI
ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ
И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
§ 42. РАЗНОВИДНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Назначение и разновидности деталей. Корпусные детали насо-
сов объединяют два подкласса: детали собственно корпуса и опоры.
К корпусам относятся пустотелые детали коробчатой формы, созда-
ющие закрытые полости для размещения рабочих деталей насоса и
направляющие по заданному пути поток жидкости (корпусы и кры-
шки корпусов консольных, вертикальных и горизонтально-разъем-
ных насосов, секции и крышки секционных насосов, камеры,
выправляющие аппараты и отводы осевых насосов и т. д.). Опоры
служат для поддержки корпусов при установке их в рабочем поло-
жении на фундаменте, как, например, кронштейны или стойки
консольных насосов, фундаментные кольца осевых насосов и т. п.
Отличительным признаком корпусов является их герметичность.
По своей конструкции все корпусы делятся на два вида: цельные,
литые корпусы и сборные из нескольких литых или сварных частей.
Первые применяются для малых и средних, вторые —для крупных
насосов.
Технические условия на изготовление корпусов и особенности их
обработки. Корпусы насосов являются ответственными деталями,
которые, кроме прочности (особенно для высоконапорных насосов) и
точности размеров, должны обладать герметичностью. В техни-
ческих условиях особо оговаривается проведение гидравлического
испытания водой или керосином под давлением, на 25% и более
превышающим рабочее давление жидкости в насосе. Испытание керо-
сином половинок корпусов осевых и тому подобных насосов произ-
водится без давления; для этого наружная сторона половинки кор-
пуса покрывается раствором мела. После его высыхания внутрь
половинки корпуса укладываются тряпки, обильно смоченные керо-
сином. При наличии трещин и пор через 1—2 часа на наружной,
покрытой мелом поверхности половинке корпуса появляются жел-
тые пятна.
ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
281
В технических условиях допускается, с разрешения гл. конструк-
тора, уплотнение (бакелитирование) литых половинок корпусов,
дающих течь или потение при гидравлических испытаниях. Этот
процесс заключается в нагнетании в полость насоса под давлением,
на 5 ат выше испытательного, бакелитового лака, жидкого стекла
или раствора нашатыря, которые заполняют поры в литье и повы-
шают герметичность. Выдержка под давлением — около 20 мин.
После бакелитирования детали протираются растворителем (дена-
туратом), выдерживаются при комнатной температуре и прогре-
ваются в печи при 150—180°. Затем проводятся повторные гидра-
влические испытания.
При появлении на поверхности корпуса отдельных капель или
легкого потения допускается подчеканка дефектных мест. Обнару-
женные свищи высверливаются, в отверстиях нарезается резьба и
ввертываются заглушки на сурике. Обнаруженные трещины, с
разрешения гл. инженера, допускается заваривать специальными
электродами. Концы трещин перед этим сверлятся, а после заварки
производится повторный контроль всех основных размеров детали,
соосности и перпендикулярности поверхностей и новое испытание.
Установки для гидравлического испытания (фиг. 170, а) и пропи-
тывания пористых мест (бакелитирования, фиг. 170, б) состоят из
бака 1 с ручным поршневым насосом 2. Корпус 3 закрывается крыш-
кой 4 и зажимается винтом 5 на резиновых прокладках 6. Кран 7
служит для выпуска воздуха при заполнении корпуса жидкостью.
При отсутствии поршневого насоса гидравлическое испытание
может быть проведено винтовым прессом. В этом случае (фиг. 171)
резиновые подушки 3 вдавливаются в полость корпуса, где соз-
дается давление до 6—8 кг!см2. Заполнение корпуса водой произво-
дится самотеком из верхнего бака через кран 5. Воздух из корпуса
выходит через трехходовой кран 2. После испытания вода сливается
через кран 6. Нагнетательный патрубок во время испытания заглу-
шается крышкой с резиновой прокладкой посредством струбцин
или болтов.
В зависимости от давления (напора) в насосе корпусы изгото-
вляются: из серого чугуна СЧ 15-32, литой стали (углеродистой)
Л25-4518 или легированной Х5М, листового стального проката Ст. 3,
свариваемого после соответствующей гибки, а в некоторых случаях
из поковок (кованые стальные рубашки для высоконапорных много-
ступенчатых секционных насосов).
Основными техническими требованиями к обработке корпусных
деталей являются:
1. Прямолинейность и чистота обработки стыков, обеспечивае-
мая у высоконапорных насосов взаимной притиркой плоскостей
стыков, например корпусов и крышек многоступенчатых насосов.
Неперпендикуляркость посадочных торцов по отношению к оси
отверстий не должна превышать 0,02 мм на 100 мм.
2. Посадочные размеры под заточку крышек, уплотнительных
колец, секций многоступенчатых насосов и т, п, должны быть в
7/7//'/7//7Лу7/^
Фиг. 170. Схемы установок:
а — для^ гидравлических испытаний; б — для про-
питывания пористых мест корпуса секции многосту-
пенчатого насоса:- 1 — бак; 2— насос; 3 — корпус;
4—крышка; 5—зажим; 6—прокладки; 7—кран
для выпуска воздуха.
Фиг. 171. Схема гидравлического испытания
спирального корпуса на специальном прессе:
1 — винтовой пресс; 2 — трехходовой кран; 3 — резиновые
подушки; 4 — корпус; 5—кран верхнего бака; 6 — спу-
скной кран.
282 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
283
пределах 2-го и 3-го классов точности. Точность шага отверстий под
шпильки — в пределах +0,2 мм. При отсутствии особых требова-
ост
ний резьбовые отверстия выполняются по для метРиче"
ОСТ
ской и 266 — для трубной резьбы.
3. Плавность переходов каналов для жидкости, особенно при
соединении корпусов с крышками или двух половинок корпуса. Это
требование обеспечивается тщательной отливкой и очисткой заго-
товок, а иногда проведением механической обработки литых поверх-
ностей каналов.
4. Чистота поверхностей посадочных мест, а также гидравли-
ческих каналов в пределах заданных классов. При этом чистота
необработанных поверхностей каналов оценивается по образцовой
детали или по эталону.
Особенности обработки корпусов определяются характером заго-
товок и наличием плоскости разъема.
Для крупных уникальных насосов составляются индивидуальные
технические условия, в которых оговариваются все основные тре-
бования, предъявляемые к заготовкам, испытанию, обработке деталей
и сборке.
Величины припусков на литые корпусные детали насосов
в. зависимости от масштаба выпуска устанавливают с учетом фор-
мовки по металлическим или деревянным моделям (по приведенным
ранее таблицам).
Для получения точных сварных заготовок сварку необходимо
выполнять в жестких приспособлениях. В сварных и клепаных
конструкциях предусматривается плавность поверхности каналов,
для чего листы сваривают встык или внахлестку, но так, чтобы торцы
листов располагались не против, а по направлению потока жидкости.
Основными операциями при обработке цельных корпусов яв-
ляются растачивание и обтачивание внутренних и наружных поса-
дочных мест, обработка фланцев и сверление крепежных отверстий.
При обработке разъемных корпусов первой основной операцией
является обработка плоскостей стыков, после чего производится
сверление отверстий для соединения половинок корпусов, а затем
уже токарная обработка основных посадочных отверстий.
Особенности обработки опорных деталей. Значительная часть
насосов не имеет специальных опорных деталей. К ним относятся
насосы типа Д и М и отчасти МС. Основной корпус этих насосов
имеет приливы — лапы, которыми насос устанавливается на фун-
дамент.
Одним из наиболее сложных видов опор являются кронштейны
или стойки консольных насосов; значительно более простой де-
талью являются фундаментные кольца осевых насосов.
Основным требованием при обработке кронштейна является обеспе-
чение перпендикулярности торца для крепления спирали к оси
отверстия для подшипников § пределах 0,02 мм на 100 мм длины.
284 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Расточка гнезд под подшипники выполняется по 2-му классу точ-
ности. Поверхности фланца должны обрабатываться в пределах
5-го, а расточка гнезд под подшипники — 6-го класса чистоты.
При обработке фундаментных колец должна быть обеспечена
параллельность торцов и точное размещение отверстий для креп-
ления с корпусом насоса. При установке колец на бетонное основа-
ние нижний торец не обрабатывается.
§ 43. ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ
СПИРАЛЕЙ, КРЫШЕК И КРОНШТЕЙНОВ КОНСОЛЬНЫХ НАСОСОВ
Обработка спиралей. Основным габаритным размером спирали,
определяющим размеры станков, является радиус описанной окруж-
ности вокруг центра спирали. Ориентировочно можно установить
следующие границы размерных групп спиралей:
I группа, радиус меньше 200 мм, с обработкой на токарных
станках типа ДИП-200;
II группа, радиус ^ОО—300 мм, с обработкой на токарных станках
типа ДИП-300;
III группа, радиус 300—600 мм, с обработкой на мелких и сред-
них карусельных станках;
IV группа, радиус больше 600 мм, с обработкой на крупных
карусельных станках.
Описанный радиус уникальных центробежных .насосов для
Волго-Донского канала имени Ленина равен 4000 мм. Для обра-
ботки этих насосов требуются карусельные станки с планшайбой
диаметром 8 ж и более.
Типовой технологический процесс обработки цельных закры-
тых спиралей первой размерной группы в условиях серийного про-
изводства приведен в табл. 52.
Его особенностями являются:
1. Отсутствие разметки, так как все операции выполняются в
приспособлениях.
2. На первой операции корпус обрабатывается со стороны кре-
пления кронштейна. При этом в радиальной плоскости корпус
базируется по отверстию в литье, а в осевой плоскости — по необра-
батываемым боковым поверхностям канала, посредством специаль-
ных кулачков самоцентрирующего патрона. В результате этого
отпадает необходимость дополнительной выверки заготовки.
3. Вторая сторона корпуса обрабатывается в специальном при-
способлении, которое обеспечивает базирование корпуса по ранее
обработанному буртику или выточке для крепления к кронштейну.
Конструкция приспособления должна обеспечивать получение тре-
буемой соосности отверстий и параллельности торцов.
4. Отверстия под шпильки в корпусе и на фланце обрабатываются
в кондукторах.
При крупносерийном выпуске сверление крепежных отверстий
производят посредством многошпиндельных головок, с последующим.
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
285
Таблица 52
Типовой технологический процесс обработки спиральных
корпусов при серийном выпуске
№
опера-
ции
Наименование операций и переходов
Эскизы операций
3
Первая револьверная
1. Подрезать торец d4 до d3 в раз-
мер Z предварительно и окончательно
2. Подрезать торец d% до d± в раз-
мер Zi
3. Обточить буртик на длину /2
предварительно и окончательно
4. Расточить отверстие dx на глу-
бину Z3 с подрезкой дна под разверты-
вание
5. Развернуть отверстие dA на глу-
бину Z3 окончательно
Вторая револьверная
L Подрезать торец до d на раз-
мер Z4 предварительно и окончательно
2. Расточить отверстие d на глубину
Z5 предварительно
3. Расточить отверстие d§ на глу-
бину Z6
4. Расточить отверстие d7 на глу-
бину Z? под развертку
5. Расточить отверстие d на глу-
бину Z5 окончательно
6. Развернуть отверстие d4 на глу-
бину Z7 предварительно
7. Развернуть отверстие d7 на глу-
бину Z7 окончательно
8. Снять фаску &Х45°
Примечание. В специ-
альном приспособлении про-
верить на биение первую
деталь из партии, а после-
дующие — выборочным кон-
тролем
Фрезерная
Фрезеровать торец фланца d$ в раз-
мер Zg
Примечание. Допу-
скается выполнение опера-
ции на расточном или кару-
сельном станках
286 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Продолжение табл. 52
№
опера-
ции
Наименование операций и переходов
Эскизы операций
Сверлильная 1-я
1. Сверлить отверстия под резьбу
на глубину /10 и наметить отвер-
стия d10
2. Сверлить отверстия под трубную
резьбу rf10 на глубину Zn
3. Сверлить отверстие d-& на глу-
бину Z12 (снять кондукторную плиту)
4. Цековать поверхность d12
5. Нарезать резьбу d$ в отверстиях
на глубину Zlo
6. Нарезать трубную резьбу rf10 на
глубину Zia
5
Сверлильная 2-я
1. Сверлить отверстия под резьбу d13
2. Сверлить отверстия под резьбу d^
на глубину Z15 (снять кондукторную
плиту)
3. Нарезать резьбу tZ13 в отверстиях
на глубину Z|4
4. Нарезать резьбу rf14 в отверстиях
на глубину Z15
6
Сверлильная 3-я
1. Цековать отверстия d на глубину Z
во фланце
2. Наметить отверстия под резьбу d\
3. Сверлить отверстия под трубную
резьбу d1 на глубину Zj
4. Цековать бобышку d2
5. Нарезать трубную резьбу d± на
глубину
Переустановить заготовку и повто-
рить переходы 2—5
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
287
Продолжение табл. 52
№ опера- ции Наименование операций и переходов Эскизы операций
7 Слесарная 1. Зачистить заусеницы, притупить острые углы 2. Собрать с крышкой. Заглушить отверстия 3. Проверить гидравлическим давле- нием (согласно техническим условиям) Примечание. Гидра- влическое испытание корпуса производится совместно с крышкой в течение 5 мин. с обстукиванием деталей мо- лотком. Повторное испытание после устранения течи произ- водится в течение 10 мин. При отрицательных результа- тах этого испытания деталь бракуется
8 Контрольная Проверить деталь по чертежу и тех- ническим условиям
а) V
Фиг. 172. Токарная обработка спиралей
в мелкосерийном производстве:
а—первая операция; б—вторая операция.
нарезанием резьбы на резьбонарезном станке. При выпуске более
15 000 деталей в год целесообразно применять трехсторонний
агрегатный станок с двухпозиционным столом для перекрытия руч-
ного времени установки.
Мелкосерийная обработка
спиралей имеет следующие
особенности:
1. В первой операции, вы-
полняемой на токарных стан-
ках, заготовка обрабатывает-
ся со стороны крепления
крышки корпуса (фиг. 172, а),
что обеспечивает возмож-
ность выверки корпуса по
положению спирального ка-
нала и контроля размеров
от его поверхности. По-
следнее обеспечивает полу-
чение требуемой симметрии
оси канала относительно тор-
цевой поверхности корпуса.
На фиг. 172 показана нетех-
нологичная конструкция с посадкой на выступающий буртик крон-
штейна.
2. Во второй операции (фиг. 172, б) корпус устанавливается по
расточенному отверстию и торцу в сырых кулачках самоцентрирую-
щего патрона.
288 обработка корпусных деталей центробежных и осевых насосов
3. Выверка заготовок на станках и сверление отверстий произ-
водится по разметке.
4. Обработку фланца целесообразно производить методом торце-
вого фрезерования, что значительно производительнее, чем обра-
ботка на расточных, карусельных или строгальных станках, приме-
няемая на некоторых заводах.
Ч)
Фиг. 173. Карусельная обработка спиралей в серийном
производстве:
а — первая и б — вторая операция.
Спиральные корпусы третьей размерной группы обрабатываются
с использованием карусельных станков по следующему типовому
маршруту (для серийного производства):
1. Обработка на карусельном станке со стороны ступицы
(фиг. 173, а). Установка детали производится по поверхности
канала при помощи специальных кулачков трехкулачкового
патрона. Проверка размера I 4- х при подрезании торца d4 произ-
водится специальным шаблоном от измерительной базы плоскости
патрона.
2. Обработка на карусельном станке открытой стороны
(фиг. 173, б) производится при установке корпуса буртиком в точно
расточенное кольцо, закрепленное на плите приспособления. Детали
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
289
зажимаются прихватами. После наладки приспособления первая
деталь проверяется ОТК на биение. В дальнейшем осуществляется
выборочный контроль деталей на биение диаметров d, d}, d3 и d7,
которое не должно быть более 0,02 мм.
3. Фрезерование фланца в размер на горизонтально- или про-
дольно-фрезерном станке.
4, 5, 6. Сверление, цекование и нарезание отверстий в двух
торцах, фланце и с боков корпуса (табл. 52).
7. Слесарная зачистка заусениц и гидравлическое испытание.
8. Окончательный контроль.
Фиг. 174. Обработка спиралей кислотоупорных насосов:
л, б — ня внутршплифовальных и я — на плоскошлифовальных станках.
Обработка литых, из кремнистого сплава Ф-15, спиральных кор-
пусов кислотоупорных насосов производится шлифованием на
внутри- и плоскошлифовальных или на модернизированных токар-
ных станках.
В первой операции (фиг. 174, а) корпус устанавливается отвер-
стием на самоцентрирующейся трехкулачковой оправке консоль-
ного типа для шлифования наружного торца d2 и внутреннего
торца в размер h и фаски I X 45°. Во второй операции (фиг. 174,6)
шлифуется отверстие du торец ступицы в размер Л, а также
посадочные торец и буртик d. Установка детали осуществляется
в трехкулачковом самоцентрирующем патроне. Третья операция
(фиг. 174, в)—шлифование торца напорного патрубка—произ-
водится на плоскошлифовальном станке. Деталь устанавливается
на угольнике с пальцем, который центрирует деталь по отверстию
диаметра dt. Прижим осуществляется посредством гайки, наверты-
вающейся на конец пальца через шайбу, упирающуюся в торец d3.
Обработка крышек спиральных корпусов. Основные разновидности
крышек представлены на фиг. 175. Приведенные конструкции позво-
ляют установить три типа крышек (всасывающих патрубков):
1) с двумя фланцами (без люка и с люком); 2) кислотоупорных
19 Д. Г. Белецкий 2527
290 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
насосов и 3) с одним фланцем, преимущественно для крупных на-
сосов.
Размерные группы крышек целесообразно установить по тем же
группам, что и для корпусов, т. е.:
I группа диаметром...........более 400 мм
II „ „ .......... 400—600 м м
III „ „ .......... 600-1200 „
IV „ „ ...........более 1200 мм
Габариты крышек несколько меньше габаритов соответствующих
спиральных корпусов, поэтому корпус и крышка одного насоса
могут быть отнесены к разным размерным группам. К I и II груп-
Фиг. 175. Разновидности крышек спиральных корпусов консольных насосов:
а — с двумя фланцами; б — то же с люком, для фекальных насосов; в — с одним фланцем кисло
тоупорных насосов; г — для крупных насосов.
пам относятся главным образом первый и второй типы крышек,
к III и IV — крышки третьего типа, выпускаемые небольшими се-
риями.
В типовом технологическом процессе обработки крышек первого
типа, в условиях серийного производства, первая операция
(фиг. 176, а) выполняется на револьверном станке в самоцентрирую-
щем патроне. Во второй операции (фиг. 176, б) на токарном станке
подрезается торец второго фланца в размер Ц от ранее обработанного
посадочного уступа. В третьей и четвертой операциях (фиг. 176, виг)
производится сверление крепежных отверстий d5 и d7 во флан-
цах по кондукторам накладного типа. В этой операции(фиг. 176, д)
выполняется цековка отверстий d6 и d8 на глубину /7 и /8
во фланцах с нижней и верхней сторон на радиально-сверлильных
станках. В последней, шестой операции (фиг. 176,в), на вертикально-
сверлильном станке производится сверление по кондуктору с откид-
ной плитой и нарезание резьбы в отверстии для манометра.
При мелкосерийном производстве первая операция выполняется
не на револьверном, а на токарном станке, и сверление производится
по разметке, без кондукторов.
Крышки спиральных корпусов фекальных насосов с люком
обрабатываются по приведенному выше технологическому процессу
ТИПОВАЯ - ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ- • • 29!
Фиг. 176. Обработка крышек
спиральных корпусов в серий-
ном производстве:
а, б — токарная; в, г,, д, е — сверлиль-
ная; ж — фрезерная (для фланцев
фекальных насосов).
19*
292 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
а)
6)
Фиг. 177. Шлифование крышек ки-
слотоупорных насосов:
а — с одной стороны; б — с другой
стороны.
с добавлением после токарной обработки фрезерной обработки в
размеры d3 и h (фиг. 176, ж). Кроме того, в шестой сверлильной
операции добавляется сверление и нарезание двух отверстий фланца.
У крышек второго типа — кислотоупорных насосов — вся обра-
ботка состоит в шлифовании трех торцов на круглошлифовальном
станке (фиг. 177), чем обеспечивается герметизация стыков при стя-
гивании корпуса с крышкой и кронштейном.
Крышки третьего типа третьей и четвертой размерной группы
крупных насосов для чистой воды обрабатываются на карусельных
станках в две установки. В первой
операции с одной установки обта-
чиваются все наружные и внутрен-
ние посадочные поверхности.
Во второй операции протачивает-
ся наружный торец. После кару-
сельной обработки крышки посту-
пают на разметку крепежных от-
верстий и сверление на радиаль-
но-сверлильном станке.
Обработка кронштейнов. При
рассмотрении типовых техноло-
гических процессов обработки
кронштейнов нужно иметь в виду
три типа кронштейнов:
I) двухопорные с гладким флан-
цем и сквозными отверстиями
(№ 3 и За ’по таблице унифика-
ции ВИГМ);
буртиком на фланце (старая кон-
II) то же с центрирующим
струкция);
III) одноопорные с гладким фланцем (№1 и 2 по таблице унифи-
кации ВИГМ).
Основным размером кронштейна принимается высота Н от оси
отверстий для подшипников до основания или связанный с ним
радиус R описанной окружности. По размеру Н при разработке
типовых процессов кронштейны разбиваются на две размерные
группы: первая группа с Н < 160 мм, которые могут растачиваться
на угольнике крупных токарных или револьверных станков и обта-
чиваться по буртику на оправке в центрах, и вторая группа с
Н > 160 мм, которые должны растачиваться только на горизон-
тально-расточных станках.
Типовые технологические процессы изготовления кронштейнов
всех типов приведены в табл. 53.
Технологический процесс для серийного производства крон-
штейнов имеет следующие особенности:
1. В первой операции заготовку центрируют призмами-по кор-
пусу и фланцу и дополнительно базируют на регулируемых опорах,
поддерживающих основание заготовки по бобышкам. При обработке
Типовой технологический маршрут обработки кронштейнов
Таблица 53
Типы кронштейнов Вид производ- ства Операция
Разметоч- ная Фрезерная Строгальная Сверлильная | Фрезерная 1 Расточная Токарная Разметоч- ная Сверлильные
Индиви-
дуальное
Крупно-
серийное
Серий-
ное
Индиви-
дуальное
Под
сверле-
ние от-
верстий
Пло-
скость
основа-
ния под
строжку
Пло-
скость
основа-
ния под
строжку
I
(двух-
опорные
с плоским
фланцем)
Серий-
ное
II
(двухопор-
ный с бур-
тиком на
фланце)
(с разверты-
ванием двух
отверстий)
Крупно-
серийное
(одно-
опорный
с плоским
фланцем)
Развертывание
2-х базирующих
отверстий
(предваритель-
ная)
(окончатель-
ная)
Под
сверле-
ние
отвер-
стий
Серий-
ное
Выполняется
по крупно-
серийному
варианту для
кронштейнов
I типа
* Операция может выполняться также на продольно-строгальном станке.
** .Может выполняться на двустороннем двухпозиционном станке с многошпин тельными сверлильными и резьбонарезными головками.
*** Выполняется на токарно-револьверном станке на угольнике.
Д. Г. Белецкий
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
293
Фиг. 178. Трехстороннее фрезерование
кронштейна на специальном станке.
кронштейнов III типа и в виде исключения I и II типов с фланцем
квадратной формы допускается установка заготовки первой one*
рации бобышками основания на жесткие опоры. Опыт показывает,
что базирование заготовки по бобышкам основания дает удовлетво-
рительные результаты и может быть принято при надлежащем
качестве литья и его очистки.
2. Полностью исключается разметка и выверка заготовок при
установках. Базирование заготовок при всех операциях произво-
дится по двум развернутым после сверления отверстиям основания.
3. Обработка основания производится на продольно-строгальном
станке, в многоместном приспособлении, по габариту (шаблону)
для настройки инструмента на
размер или же на вертикально-
фрезерном станке.
4. Обработка фланца и тор-
ца кронштейна выполняется
путем двустороннего одновре-
менного фрезерования на двух-
шпиндельном п р од ол ь но -фр е -
зерном станке, тоже в много-
местном приспособлении.
5. Предварительное и окон-
чательное растачивание отвер-
стий под шарикоподшипники и
спиральный корпус, а также
чистовая подрезка торца флан-
ца кронштейнов первого типа
производятся одновременно, посредством настроенного инструмента
на горизонтально-расточном станке, а у малых кронштейнов
III типа — на револьверных или токарных, с установкой на уголь-
никах.
6. Буртик (у кронштейнов с центрирующим буртиком на фланце)
обтачивается на токарном станке, на оправке, а при отсутствии до-
статочно крупного токарного станка — на горизонтально-расточном
станке с летучим суппортом.
7. Крепежные отверстия сверлят по накладным кондукторам,
в поворотном приспособлении, на радиально-сверлильном станке.
На таком же станке в последующей операции нарезают резьбу в
отверстиях, применяя предохранительные патроны во избежание
поломки метчиков.
При крупносерийном производстве с выпуском более 15 000 крон-
штейнов в год технологический процесс строится исходя из следую-
щих положений:
1. Установка и базирование деталей выполняются так же, как и
для среднесерийного производства.
2. В первой операции целесообразно производить одновремен-
но фрезерование плоскости основания, фланца и заднего торца крон-
штейна на трехшпиндельном продольно-фрезерном станке(фиг. 178)
294 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
3. Во второй операции сверлят отверстия в основании, приме-
няя многошпиндельную сверлильную головку. В третьей операции
производят развертывание двух диагонально расположенных базо-
вых отверстий.
4. В четвертой и пятой операциях производятся соответственно
черновое и чистовое растачивание отверстий под шарикоподшип-
ники и буртика спирального корпуса на специальных станках со
сменными скалками. В настройке предусматривается чистовая под-
резка торца фланца широким резцом для обеспечения перпендику-
лярности предварительно фрезерованного торца к оси отверстия.
5. Сверление крепежных отверстий целесообразно выполнять
на многошпиндельном одностороннем агрегатном горизонтальном
станке с поворотным приспособлением. Резьба в отверстиях наре-
зается на радиально-сверлильном станке. При мелкосерийном про-
изводстве кронштейнов обработка их производится по разметке.
§ 44. ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИЙ
ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАЗЪЕМНЫХ И СЕКЦИОННЫХ
ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
Обработка корпусов и крышек горизонтально-разъемных насосов.
На фиг. 70, б была показана..типичная конструкция одноступен-
чатого горизонтально-разъемного насоса с колесом двойного вса-
Фиг. 179. Внешний вид с откинутой крышкой четырех-
ступенчатого горизонтального насоса ЗВ-200 X 4.
сывания типа Д. На фиг. 179 и 180 показана конструкция много-
ступенчатого насоса с горизонтальным разъемом. Основной деталью
этих насосов является корпус 1 с лапами для установки на фунда-
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИЙ
296 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Таблица. 54
Типовые технологические маршруты обработки корпусов
и крышек горизонтально-разъемных центробежных насосов
№ операции Название операции Вид производства
Крупносерийное Серийное Мелкосерийное и индивидуальное
Типы станков
1 Разметка пер- вая Разметочная плита
2 3 Обработка пло- скости разъема Обработка вса- сывающего и нагнетательного фланцев Продольно-фрезерные трехшпин- дельные 1 --
— Вертикально-фрезерные (для ма- лых корпусов), карусельные, про- дольно-строгальные и горизон- тально-расточные
4 Обработка пло- скостей лап 2 Вертикально-фрезерные
— | Продольно-строгальные
5 Разметка вто- рая — Разметочная плита
6 7 Сверление пло- скости разъема под шпильки Сверление от- верстий в лапах 2 Вертикально- сверлильные с многошпиндель- ными головками и поворотными приспособле- ниями Радиально-свер- лильные с на- кладными кон- дукторами Радиально-свер- лильные по раз- метке и через предварительно просверленную крышку, как по кондуктору
8 Сверление от- верстий во флан- цах Горизонтально- сверлильные агрегатные с по- воротным столом
9 Цекование про- сверленных от- верстий, сверле- ние дополнитель- ных и нареза- ние резьбы под шпильки и пробки 1 Радиально сверлильные !
10 Ввертывание шпилек в пло- скость разъема2 Электрические или пневматические гайковерты
1 Обработка крышки производится на вертикально фрезерных станках. 2 При обработке крышек операция не производится.
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИЙ
297
Продолжение табл. 54
1 № операции Название операции Вид производства |
Крупносерийное Серийное Мелкосерийное и индивидуальное
Типы станков
И Сборка корпуса с крышкой —
12 Предваритель- ная и окончатель- ная обработка торцов и отвер- стий под саль- ники и грунд буксы с двух сто рон, у собранных корпусов Агрегатные специализирован- ные с поворот- ным столом и сменными скал- ками 1 'оризонтально-расточные (полу- чистовая и окончательная обра- ботка производятся мерным ин- струментом)
13 Предваритель- | ная и оконча- | 1 тельная обра- , 1 ботка внутрен- i ... , т ней полости (при 1 установке инстру-1 мента крышка | снимается) ; | же
мент. К плоскости разъема корпуса привертывается крышка 3,
образующая вместе с корпусом внутреннюю полость насоса, в
которой находится от одного до восьми колес — по числу сту-
пеней.
В расточенных гнездах корпуса и крышки располагаются уплот-
няющие кольца 4, грундбуксы и сальники 5. Корпус нассса
имеет всасывающий и нагнетательный патрубки с фланцами для
крепления трубопроводов. На крышках многоступенчатых насосов
имеются патрубки для крепления колен, соединяющих различные
ступени насоса.
Основной технологической особенностью обработки корпусов и
крышек горизонтально-разъемных насосов (кроме обработки пло-
скостей стыков) является необходимость растачивать, через неболь-
шие отверстия (под грундбуксы), канавки и отверстия значительно
большего диаметра под уплотняющие кольца. Возможность избежать
этого неудобства обработки путем применения более технологичных
конструкций со сквозной расточкой пока в большинстве конструкций
не реализована.
Примерный типовой технологический маршрут обработки кор-
пусов горизонтально-разъемных насосов малых и средних размеров
приведен в табл. 54. Крупносерийный вариант технологического
298 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Таблица 55
Операционная карта растачивания корпуса 4НДВ в сборе
с крышками и скобами для подшипников
70W,
о
172-~\
20+0,5
-70+0,5^
Ф80+0,5 §
Наименование
4НДВ
Наименовайие
насоса в сборе
Наименование
чивание всех отверстий основной
оси с подрезкой торцов и прорез-
кой канавок
Станок: Специализированный
Приспособление: Поворотное
приспособление для растачиванця
Материал и марка: Чугун
СЧ 32-52
Вид заготовки: Литье
изделия: Насос
детали: Корпус
операции: Раста-
№ пере- хода Наименование перехода Инструмент
режущий вспомогательный мерительный
А Установить корпус на- соса в приспособлении и закрепить — Сменный патрон № 3, упор, втулка диаметром 82 мм —
1 Расточить начерно (с направлением) одновре- менно три отверстия диа- метром 45А3, 55А3 и 115А3 до диаметра 42,52 и 112 мм (по упору) с одной сто- роны (при излишнем при- пуске в отверстии 55А3 предварительно зенкеро- вать на диаметр 50 мм) Комбиниро- ванный зен- кер для зен- керования от- верстий диа- метром 42 и 52 мм Расточная насадная го- ловка диамет- ром 42 мм — —
2 Подрезать начисто то- рец диаметром 125 мм у сальника (по упору) с од- ной стороны в размер 172 мм Головка под- резная насад- ная диамет- ром 125 мм Оправка Шаблон на длину 172 мм
Б Повернуть стол на 180° — — —
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИИ
299
Продолжение табл. 55
I № пере- ' хода Наименование перехода Инструмент
режущий вспомогательный мерительный
3 в Расточить начерно (с направлением) одновре- менно три отверстия диа- метром 45А3,55А3 и 115А3 до диаметра 42, 52 и 112 мм (по упору) со второй сто- роны Во время третьего пе- рехода установить съем- ную кондукторную плиту с одной стороны Комбиниро- ванный зен- кер диамет- ром 42 и 52 мм Расточная насадная го- ловка диамет- ром 112 мм Приспособ- ление с кон- дукторной втулкой диа- метром 54,6 мм ....
4 Подрезать начисто то- рец диаметром 125 мм у сальника (по упору) со второй стороны в размер 172 мм Головка подрезная на- садная диа- метром 125 мм Оправка Шаблон на длину 172 мм
Г Повернуть стол на 180° — — —
5 Расточить под разверт- ку одновременно три от- верстия диаметром 45А3, 55А3 и 115А3 до диаметра 44,6; 54,6 и 114,5 мм (по упору) с одной стороны Комбиниро- ванный зен- кер диамет- ром 44,6 и 54,6 мм Расточная насадная го- ловка диамет- ром 114,5 мм
д Во время пятого пере- хода установить съемную кондукторскую плиту со второй стороны — При при- способлении с кондуктор- ной втулкой диаметром 54,6 мм —
Е Повернуть стол на 180°
300 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Продолжение табл. 55
№ пере- хода Наименование перехода Инструмент
режущий вспомогательный мерительный
6 Расточить под разверт- ку одновременно три от- верстия диаметром 45А3, 55А3 и 115А3 до диаметра 44,6; 54,6 и 114,5 мм (по упору) со второй стороны Комбиниро- ванный зен- кер диамет- ром 44,6 и 54,6 мм Расточная насадная го- ловка диамет- ром 114,5 мм — —
Ж Сменить кондукторную втулку со второй стороны 1 Кондуктор- ная втулка диаметром 55 мм
7 Развернуть начисто три отверстия диаметром 45А3, 55А3 и 115А3 (в двух на- правлениях) со второй стороны Комбиниро- ванная раз- вертка диа- метром 45 и 55 мм Насадная развертка диа- метром 115А3 Калибры — пробки диа- метром 45А3, 55А3 и 115А3 (вместо сре- занной проб- ки 115А3 мо- жет приме- няться штих- мас)
3 Сменить кондукторные втулки с двух сторон и повернуть стол на 180° Приспособ- ление с кон- дукторной втулкой диа- метром 55 мм
8 Развернуть начисто три отверстия диаметром 45А3, 55А3 и 115А3 (в двух на- правлениях) с первой сто- роны Комбиниро- ванная раз- вертка диа- метрОхМ 45 и 55 мм — Калибры — пробки диа- метром 45А3, 55А3 и 115А3
И Снять кондукторные плиты и скобы насоса с двух сторон и снять крышку насоса. Устано- вить скалку со втулками для растачивания под уплотнения и поставить крышку корпуса — Скалка со втулками диа- метром 55 мм —
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИЙ
301
Продолжение табл. 55
1 етгох 1 | -adau зь; | Наименование перехода Инструмент
режущий вспомогательный мерительный
9 Расточить под развертку места уплотнения диамет- ром 12») до 119,5 мм и подрезать внутренний то- рец диаметром 58 мм в размер 2О±0,5 мм (по упорным кольцам) с од- ной стороны Насадная головка для растачивания и подрезки Скалка 1 Шаблон на длину 2О±0,5 мм
10 Расточить под развертку места уплотнения до диа- метра 119,5 мм и подре- зать внутренний торец диаметром 58 мм в раз- мер 2О±0,5 (по упорным кольцам) со второй сто- роны То же То же То же
к Снять крышку, устано- вить скалку со втулками для развертывания мест уплотнения и поставить крышку 1 1 —
и Развернуть начисто место уплотнения до диа- метра 120А3 с одной сто- роны Развертка насадная диа- метром 120 Аз Скалка Специаль- ный калибр диаметром 120 Ад Меритель- ное приспо- собление на соосность
12 Развернуть начисто место уплотнения до диа- метра 12оА3 со второй стороны То же То же То же
Л Снять крышку (деталь № 2) и установить бор- штангу с кондукторной плитой для расточки ка- навки — Кондуктор- ная плита со втулкой —
302 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ" И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Продолжение табл. 55
№ пере- хода Наименование перехода Инструмент
режущий вспомогательный мерительный
13 Расточить начисто две канавки шириной 10А3 до диаметра 130 мм (по упор- ным кольцам) Канавочный резец шири- ной 10А3 Скалка для растачивания канавок Пробка 10А3
14 Окончательный конт- роль — — • —
процесса относится к выпуску более 2—3 тыс. в год, серий-
ный — к выпуску более 100—200 шт. в год, в зависимости от раз-
мера насосов.
Основной особенностью всех вариантов технологического про-
цесса является совместное сверление отверстий плоскости разъема
корпуса на радиально-сверлильном станке через предварительно
просверленную по кондуктору или по разметке крышку и даль-
нейшее совместное растачивание корпуса и крышки в сборе.
В табл. 55 приведена операционная карта настроенного раста-
чивания корпуса насоса 4НДВ. На фиг. 181—183 показана ос-
настка специализированного станка с поворотным столом для раста-
чивания корпуса насоса 4НДВ.
На фиг. 184 приведены эскизы по проекту ВИГМ некоторых опе-
раций растачивания корпуса многоступенчатого горизонтально-
разъемного насоса на модернизированном токарном станке с пово-
ротным столом с использованием расточенных отверстий для под-
держки скалки в последующих переходах. На фиг. 185, а показана
конструкция унифицированной скалки со сменными резцовыми
головками для растачивания центральной полости многоступен-
чатых насосов трех марок. Конструкция семирезцовой скалки
с одновременным выдвижением резцов, внедренная на одном
из заводов, приведена на фиг. 185,6. Конструкция скалки разра-
ботана в технологическом отделе ВИГМ канд. техн, наук Б. И.
Шварцбурдом и инж. Ю. Л. Фруминым.
Выдвижение резцов осуществляется посредством вращения махо-
вичка (фиг. 184, в) от руки. В корпусе 1 (фиг. 185, б) перемещается
в осевом направлении тяга 2, по наклонным скосам которой катятся
ролики 4, связанные с резцовыми головками. Перемещение резцов
составляет 6 мм, что вполне обеспечивает получение нужной глубины
канавок.
Внедрение скалки сократило время растачивания канавок в 6 раз
и значительно повысило точность обработки. Ее применение опра-
вдывается уже в условиях мелкосерийного выпуска (50—100 на-
сосов в год).
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИЙ
303
Фиг. 181. Приспособление для растачивания собранного корпуса 4НДВ
на специализированном станке:
1 — основание; 2—прихват; 3—сменная втулка; 4 — съемный кронштейн.
Фиг. 182. Инструмент для обработки корпуса 4НДВ:
а — скалка; о — комбинированная развертка для диаметров 45А3, 55А3 и 115А3; 1 — установочная гайка; 2 — втулка; 3 — штифт для
крепления расточной головки; 4 — расточная головка.
304 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Белецкий 2527
810
Фиг. 183. Оправка со сменными дисками для контроля расточенных отверстий в корпусе.
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИЙ
306 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
5)
6)
Фиг. 184. Растачивание корпуса многоступенчатого .насоса по методу
настроенных операций:
а — растачивание под развертывание отверстия для сальника и грундбуксы и выточки
в торце с двух установок; б — чистовое растачивание центральной полости с тремя
поддерживающими втулками, установленными в ранее расточенные отверстия; в — одно-
временное растачивание семи канавок под уплотняющие кольца.
Фиг. 185. Высокопроизводитель- Разрез по ББ
ная оснастка для растачивания
центральной полости многосту-
пенчатых насосов:
а — унифицированная скалка; 1 — сменные расточные пла-
стины; 2— дисковая головка с регулируемыми резцами;
— семирезцэвая скалка для растачивания’канавок: 1 — кор-
пус; 2 — тяга; 3 — головка; 4 — ролик.
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИЙ
308 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Обработка корпусов, крышек и секций многоступенчатых секцион-
ных насосов. Общий вид секционного насоса был приведен на
фиг. 70, в. В этом случае между двумя крайними крышками зажи-
маются по точным заточкам три секции, создающие рабочие полости
для четырех рабочих колес насоса. У высоконапорных насосов
корпус выполняется из стального литья или поковки. Посадка сек-
ции, разделяющей полости двух рабочих колес, производится по
точно обработанным пояскам.
Технологический процесс обработки литого корпуса двухсту-
пенчатого секционного насоса в условиях мелкосерийного выпуска
приведен в табл. 56. Посадочным размером для секции является диа-
метр 230А3.
Основная обработка корпуса выполняется на карусельном станке
в три операции. В первой и второй операциях деталь устанавливается
в кулачках планшайбы карусельного станка. В третьей операции
для обеспечения концентричности расточенных отверстий под сек-
ции по отношению к центрирующей крышку выточке диаметром
250 мм установка корпуса производится по центрирующему кольцу
на планшайбе.
В условиях мелкосерийного производства обработка выпол-
няется одним резцом по методу пробных проходов. При увеличении
масштаба выпуска целесообразно применять настроенную обработку
в две операции с использованием поворотной револьверной головки
карусельного станка и мерного инструмента в виде резцовых голо-
вок и плавающих резцов-пластин.
Крышки корпусов секционных насосов изготовляются в зависи-
мости от их формы и величины напора из стальных поковок, а также
литые из стали или модифицированного чугуна. Основная обработка
крупных крышек выполняется на карусельных станках с двух
сторон. При этом вторая установка производится на оправке, цен-
трирующей крышку по расточке, выполненной в первой установке
детали. Фрезерование фланца крышки .выполняется обычно на гори-
зонтально-расточном станке, сверление — на радиально-сверлиль-
ном.
Обработка посадочных мест у корпусов и крышек производится
по 2-му классу точности, что при работе по разметке в условиях мелко-
серийного производства требует рабочих высокой квалификации
(6—7-го разряда).
Рабочие полости секционных насосов образуются вставными
секциями для каждого рабочего колеса, а в некоторых случаях
сразу для всех колес, посредством особого вставного корпуса, состо-
ящего из двух половин, по типу горизонтально-разъемных насо-
сов.
Обработка отдельных секций не представляет особого труда и
выполняется в зависимости от размера и величины партии на токар-
ных, револьверных и карусельных станках. Технологический про-
цесс обработки этих деталей строится по типу процесса обработки
маховиков или шкивов.
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИЙ
309
Таблица 56
Технологический маршрут обработки стального корпуса секционного
насоса
№ опера- ции 1 Содержание операции Эскм 13 обработки Оборудование
1 Пескоструйная Очистить литье от земли и пригара, осо- бенно у входных и вы- ходных каналов и в местах, не подвергаю- щихся механической обработке — Пескоструйный аппарат
2 Слесарная Обрубить неровности отливки — Пневматическое зубило, молоток
3 Карусельная обра- ботка со стороны сальника Установить деталь, выверить по диаметрам 342 и 220 мм и закре- пить кулачками за ниж- ний фланец. Подрезать торец в размер 26 мм. Обточить наружный диаметр 342 мм пред- варительно, расточить диаметр 220 мм и об- точить ступицу по диа- метру 100 мм на глу- бину 15 мм под вварку кольца -ФМ2—^220 Карусельный ста- нок с диаметром планшайбы 800— 1200 мм
26
4 Разметочная Разметить под свер- ление отверстия, выхо- дящие в водяную ка- меру Разметочная пли- та
5 Сверлильная Сверлить четыре от- верстия, рассверлить и нарезать два отверстия Радиально-свер- лильный станок 1
310 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Продолжение табл. 56
№ опера- ции Содержание операции Эскиз обработки Оборудование
6 Сварочная Прогреть корпус и вварить крышку а Примечание. Сварку производить в шахматном порядке. Длина шва 30—40 мм, время на остывание каждого участка 5 мин. оной id Сварочный агре- гат постоянного то- ка. Электроды диа- метром 5 мм из нержавеющей стали
|я| JfWk Uli
7 Гидравлическое ис- пытание После вставки заглу- шек через одно из не- заглушенных отверстий диаметром 3/4" накачи- вают керосин при дав- лении 5 ат в течение 5 мин. Примечание. В случае обнару- жения течи, с раз- решения гл. конст- руктора, допускается заварка с последую- щим повторным гид- равлическим испы- танием после тер- мической обработки
8 Обработка на ка- русельном станке вто- рой стороны корпуса Установить деталь в кулачках и обрабо- тать предварительно и окончательно фланец диаметром 340 мм и внутреннюю полость по всем размерам «п , I 0J4Z7-H 1* 1 . X7JI . И /~ ♦ US* Карусельный ста- нок с диаметром планшайбы 800— 1200 мм Примечание. Приемка операции ОТК производится на станке
-Ф245/1 ~<Z>245,5 Ф235 Z<?> 245,5 Zf>235 ^230fl3
* и о с адгМ
5 < Т gz] * $178 135/1
9 Окончательная об- работка на карусель- ном станке корпуса со стороны сальника Установить корпус расточенным отвер- стием 245А на центри- рующем кольце при- способления. Расточить окончательно внутрен- нюю полость и подре- зать фланец в размер 620 мм 54/7 Карусельный ста- нок с центрирую- щим приспособле- нием. После вывер- ки приспособления установку предъя- вить ОТК. Допусти- мое биение центри- рующего кольца 0,02 мм. Примечание. Приемка операции ОТК производится на станке
1 t < ^250Л^ □ 1/^
S1 ..4 -J—v * ^5\ <45° —5fl
1
z/ZZ/Zz'7777///
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ, КРЫШЕК И СЕКЦИЙ
311
Продолжение табл. 56
№ опера- ции Содержание операции Эскиз обработки Оборудование
10 Расточная Установить прили- вами на подставках и обработать два фланца предварительно и окон- чательно по чертежу 058 $200 Ф158 $220 ' >5^/ТТкольце- 2 кольцевые риски вые риски Д нх глуицной глубиной/*л;ЦГ 3nm,l60° L6O° Горизонтально- расточной с лету- чим суппортом
и Разметочная Разметить приливы под строжку Разметочная пли- та, подставки, дом- кратики
12 Строгальная Строгать два боко- вых прилива и верти- кальный прилив в раз- мер по чертежу зош^ ту /нО) н ГГ v3i 1 J\ J/Г Zpf Продольно-стро- гальный Примечание. Операция может выполняться также на продольно-фре- зерном станке
13 Разметочная Разметить все отвер- стия под сверление — Разметочная пли- та
14 Сверлильная Просверлить и наре- зать отверстия во флан- цах, приливах и в кор- пусе по чертежу с пе- рестановкой детали в четырех положениях Радиально-свер- лильный станок, на- кладные и с зер- кальным поворотом кондуктора
HL М3,5
15
Расточная
Фрезеровать два от-
верстия в боковых при-
ливах шириной 27 и
и длиной 37 мм
—
$55
Горизонтально-
расточной
312 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
На фиг. 186 показана карусельная обработка секции насоса,
представленного на фиг. 70, в. При первой установке детали в ку-
лачках планшайбы обтачивается торцевая поверхность и растачи-
вается предварительно и окончательно центрирующая выточка и
центральное отверстие. Во второй установке деталь центрируется
специально приточенными кольцами по сделанной в предыдущей
операции выточке. Это обеспечивает ее концентричность с выпол-
няемой в этой установке заточкой во втором торце, которая центри-
рует секции насоса при сборке.
Фиг. 186. Карусельная обработка секций корпуса многоступенчатого насоса:
а — первая установка; б — вторая установка; 1 — центрирующее кольцо.
Секции, вставляемые внутрь цилиндрического корпуса, в отли-
чие от показанных на фиг. 186 обрабатываются и по наружному
диаметру на токарных или карусельных станках в зависимости от
своего размера.
§ 45. ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ КРУПНЫХ ОСЕВЫХ
И ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
Разновидности и особенности изготовления корпусов осевых
насосов. На фиг. 187 показан общий-вид осевого двухступенчатого
насоса. Основными корпусными деталями его являются: камеры
рабочих колес 2, 4, выправляющий аппарат 5 и переходный
патрубок 3 или отвод колена 6. Все указанные детали соединяются
на фланцах, центрируются шпильками и скрепляются болтами.
Для установки насоса служит фундаментное кольцо /.
В данной конструкции камеры рабочих колес (корпусы) литые,
стальные. Остальные корпусные детали — чугунные. Кроме фунда-
ментного кольца, все корпусные детали изготовляются составными
из двух половинок.
Весь процесс обработки сборных корпусов, не считая полу-
чения литых, кованых или сварных заготовок, состоит из трех эта-
пов: обработки отдельных деталей или половинок корпуса, соеди-
нения деталей и обработки в сборе.
Наличие плоскости разъема определяет, как одну из ответствен-
ных операций первого этапа, обработку этих плоскостей на стро-
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ КРУПНЫХ НАСОСОВ
313
гальных, карусельных или круп-
ных продольно-фоезерных станках
и колонках. После механической
обработки плоскости разъема при-
гоняются припиловкой и прини-
маются по линейке и щупу с про-
светом не более 0,1 мм.
Следующей характерной опе-
рацией является сверление кре-
пежных отверстий в плоскостях
разъема. При этом в большинстве
случаев одна половина корпуса
размечается под сверление обыч-
ным способом по чертежу или
шаблонам, а вторая—по уже про-
сверленной первой половине кор-
пуса.
Этот способ разметки отвер-
стий по предварительно просвер-
ленной сопрягаемой детали широ-
ко используется и в третьем этапе
обработки корпусов крупных на-
сосов при сверлении фланцев, мест
крепления уплотняющих колец
и т. п.
Фиксация взаимного располо-
жения половин корпусов при их
соединении осуществляется при
помощи конических шпилек. От-
верстия под шпильки в первой
половине сверлят по разметке, а
во второй — через просверленные
отверстия первой половины. Затем
эти отверстия совместно развер-
тываются коническими разверт-
ками и в них устанавливаются
шпильки.
При соединении деталей кор-
пусов, для обеспечения герметич-
ности стыка, между поверхно-
стями разъема помещается про-
кладка из промасленного ватмана.
На третьем этапе изготовления
разъемных корпусов выполняется
их основная обработка. Большие
цилиндрические отверстия поверх-
ности торцов и опорных площа-
док обрабатываются на карусель-
314 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
ных и расточных станках. Торцевые поверхности обрабатываются
на фрезерных колонках. Многочисленные отверстия во фланцах
для болтов и шпилек сверлятся на радиально-сверлильных и гори-
зонтально-сверлильно-расточных станках. Нарезание отверстий под
шпильки крупных размеров производится на станках метчиками
в предохранительных патронах. Более мелкие отверстия нарезаются
вручную во время слесарной обработки корпусов.
Характерным для этого этапа обработки крупных корпусов
является организация контроля. Ввиду того что детали обрабаты-
ваются мелкими сериями или в единичном порядке, применение
настроенных операций почти исключается. Чтобы предотвратить
брак деталей вследствие их неправильной установки и обработки,
правильность установки корпусов по разметке на карусельных,
расточных, сверлильных и других станках проверяется контроле-
рами ОТ К перед началом обработки. Обработанные детали про-
веряются непосредственно на рабочем месте до снятия их со станка.
Это позволяет при выявлении тех или других недоделок произвести
их исправление, что было бы невозможно после снятия детали со
станка и нарушения имевшейся установки.
При установке сборных корпусов на станках в качестве одной
из исходных баз служит плоскость разъема. По параллельности
или перпендикулярности ее к плоскости стола или оси шпинделя
станка проверяется правильность установки. От плоскости разъ-
ема производится также разметка корпусов.
Разметка имеет большое значение при обработке крупных кор-
пусов. Посредством разметки проверяются размеры литья и поко-
вок и производится выкраивание детали из наличной заго-
товки. По разметочным рискам выполняется установка на станках и
обработка деталей, а также наложение шаблонов и кондукторов
для сверления отверстий во фланцах. В процессе обработки сборного
корпуса разметка выполняется не менее 3—4 раз: сначала для обра-
ботки плоскости разъема в первой и второй половинке, затем для
обработки основных поверхностей и, наконец, для сверления крепеж-
ных отверстий.
В некоторых случаях разметка выполняется непосредственно
на станке. Например, на расточном станке после обточки фланца
летучим суппортом производится разметка крепежных отверстий
перед сверлением на этом же станке. Такой прием целесообразен,
если предыдущая и последующая обработка выполняется на одном
станке с одной и той же установкой; вообще же он удорожает стои-
мость обработки, так как время разметки оплачивается и размет-
чику и станочнику.
Сам процесс обработки крупных корпусов строится по методу
концентрированных операций. В каждой операции на данном станке
стремятся обработать наибольшее количество поверхностей. При
этом не проводится разделение на черновые и чистовые операции,
если только между ними не предусмотрена термическая обработка.
В целях уменьшения деформаций от усилий зажима и внутренних
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ КРУПНЫХ НАСОСОВ
315
Таблица 57
Операции механической обработки сварной камеры рабочего колеса
осевого насоса в мелкосерийном производстве
№ опера- ции Содержание операции Обрабаты- ваемые поверх- ности (см. фиг. 188) Оборудование
1 Разметка плоскостей стыков под строж- ку 1 Разметочная плита
2 Обработка плоскостей в размер 27 мм с креплением деталей подставками под планки (в) 1 Продольно» строгальный ста- нок
3 Контроль прямолинейности с допусти- мым отклонением 0,1 мм 1 Поверочная ли- нейка
4 Разметка шести отверстий диаметром 27 мм и двух отверстий диаметром 13 мм с нанесением контрольных окруж- ностей на одной половинке камеры 2, 3 Разметочная плита
5 Сверление размеченных отверстий 2, 3 Радиально- сверлильный ста- нок
6 Контроль расположения отверстий с до- пустимым смещением от оси 0,5 мм 2, 3 —
7 Разметка второй половинки переводом с ранее просверленной половинки шести отверстий диаметром 27 мм — Разметочная плита
8 Сверление размеченных отверстий на второй половинке 2, 3 Радиально- сверлильный ста- нок
9 Контроль (см. операцию 6) — —
10 Сборка двух половинок камеры. Сле- сарная припиловка стыка, установка про- кладки из ватмана, свертывание двух по- ловинок, сверление двух отверстий диа- метром 13 мм через просверленные отверстия первой половинки, их развер- тывание и установка конических штиф- тов 1, 3 Плита, электро- дрель или пнев- матическая свер- лильная машина
316 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Продолжение табл. 57
№ опера- ции Содержание операции Обрабаты- ваемые поверх- ности (см. фиг. 188) Оборудование
И Разметка собранного корпуса под обра- ботку на карусельном станке фланцев и сферы диаметром 1000 мм — —
12 Подрезка торцов и растачивание Установка в кулачках, выверка по внутреннему диаметру, торцу и разъему 1. Обработка диаметра 965 мм, фланца 1160X27 мм, диаметра 987ХЮ мм, фаски 1X45° и сферы диаметром 1000 мм Переустановка детали с выверкой по диаметру 965 мм с точностью до 0,05 мм 2. Обтачивание фланца в размер 420 мм, растачивание диаметра 987+1,0 мм, про- верка резцом диаметра 1160 мм 4, 5 6, 7 8, 9, 10 Карусельный станок Карусельный станок
13 Контроль на станке — —
14 Разметка фланцев по шаблону: 28 от- верстий диаметром 27 мм и два отверстия диаметром 13 мм на обоих фланцах по- следовательно 11, 12 Разметочная плита
15 Сверление размеченных отверстий в двух фланцах последовательно 11, 12 Радиально- сверлильный ста- нок
16 Контроль отверстий — —
17 Нарезание отверстий, зачистка заусениц — —
18 Окончательный контроль и гидравли- ческое испытание керосином —
напряжений, в случае выполнения полной, обработки в одну опера-
цию, после чернового прохода крепление детали слегка ослабляется.
Обработка сварной камеры рабочего колеса крупного осевого
насоса. Эта деталь состоит из двух полуцилиндров а (фиг. 188)
толщиной 36 мм, двух полуфланцев б, четырех пластин в и двух
ребер г. Все детали вырезаются газосварочной горелкой из листовой
стали Ст. 3. При этом скашиваются (фасуются) кромки под сварку.
Детали а и г изгибаются на вальцах по радиусу 513 мм. Затем про-
изводится пригонка всех деталей и их прихватка электросваркой
в отдельных точках, а затем и полная сварка всех щвов,
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ КРУПНЫХ НАСОСОВ
317
После сварки обе половинки камеры рихтуются, зачищаются по
швам и поступают на термическую обработку по заданному режиму.
Операции механической обработки сварной камеры даны в
табл. 57.
На фиг. 189, а показано приспособление к карусельному станку
для растачивания сферической части камеры диаметром 1000+0,64 мм.
ю
нем фланце
11
Пв с<Рере
Разрез по ДОЬ
~Фз&1
------Ф965—
45
R10
Зачистить абразив-
ным кругом
28 отв. Ф21 по окружно-
сти на верхнем и ниж-
2 отв. Ф13 под штисрт коничес-
кий Ф13*70 ОСТ3129-46 сверлить
и развернуть совместно обе половины при сборке
.4 9 8 1
Ф965-—-
м87 Ф1160
2отв.Ф13 под штифт конический сверлить
--------JL развернуть пои сборке
Точить корпус с прокладкой по стыку\
2 отв. /120*25 под 180° для
отжимных болтов делать
только в нижнем фланце
Фиг. 188. Сварной корпус (камера) рабочего колеса осевого насоса:
а, б, в, г — свариваемые детали; 1—12 — обрабатываемые поверхности.
Контроль сферы производится по специальному шаблону с просве-
том не более 0,1 мм по щупу. Диаметр 1000 мм проверяется штихма-
сом в трех плоскостях.
Обработка выправляющего аппарата. Очищенное и принятое
ОТК литье из чугуна СЧ 15-32 двух половинок корпуса выправляю-
щего аппарата (фиг. 190) после испытания керосином и удаления
прибылей с плоскости разъема обрабатывается по следующему марш-
руту.
1. Разметка плоскостей разъема, нанесение осевой риски и
проверка основных диаметральных и линейных размеров литья.
318 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
2. Обработка плоскостей разъема в размер 28 мм на продольно-
строгальном или продольно-фрезерном станке. Установка произ-
водится по разметке с упором детали в подставки обратной стороной
ребер стыка 1 шириной 70 мм.
Базирование призмами по фланцам 2 в этой операции затруд-
нило бы получение размера 28 мм. Кроме того, для обеспечения
Фиг. 189. Оснастка для растачивания сферы на карусельном станке:
а — приспособление; 1 — тяга, крепящаяся к подвижному вертикальному суппорту; 2— тоже к не-
подвижному; 3 — плоскость для установки по центру станка; б — шаблон для контроля сферы.
необходимой жесткости установки пришлось бы предусмотреть
подводимые опоры под ребра 3 стыков, что было бы слишком сложно
в условиях единичного производства.
Проверка прямолинейности плоскости разъема производится
контрольной линейкой после снятия детали со станка. При этом
допускается перекос не более 0,1 мм.
3. Разметка 12 крепежных отверстий диаметром 27 мм на пло-
скостях разъема и двух отверстий, расположенных по диагонали —
для контрольных шпилек.
4. Сверление на радиально-сверлильном станке 14 отверстий на
диаметр 13 мм, после чего крепежные отверстия рассверливаются
до диаметра 27 мм. Затем производится обратная цековка диамет-
ром 48 мм. При сдаче работы проверяется количество, размеры и
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ КРУПНЫХ НАСОСОВ
319
расположение отверстий. Смещение отверстий с оси допускается не
более 0,5 мм.
5. Разметка отверстий на плоскости разъема второй половинки
корпуса путем перевода расположения просверленных отверстий
с первой его половинки. При наложении половинок корпуса друг на
Фиг. 190. Литой^выправляющий аппарат крупного осевого насоса:
1 — стык* 2 — фланец; 3 — ребра.
друга необходимо проследить за правильным совпадением стыков
лопаток.
6. Сверление отверстий в плоскости разъема второй половинки.
Операция выполняется подобно операции 4.
7. Соединение двух половинок выправляющего аппарата. Опе-
рация выполняется двумя слесарями, которые припиливают пло-
скости стыка, вырезают прокладку, накладывают одну половинку
корпуса на другую, свертывают их болтами и устанавливают кон-
трольные конические штифты.
320 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
8. Разметка фланцев под карусельную обработку с обеспече-
нием их перпендикулярности к плоскости разъема.
В некоторых случаях производится предварительная разметка
для отрезки прибыли на торце диаметром 1240 мм и ее удаление на
карусельном станке с оставлением припуска 8 мм. После этого
выполняется окончательная разметка торца для получистовой обра-
ботки на карусельном станке.
9. Обработка на карусельном станке: в первой операции (уста-
новке) обработка производится со стороны большего фланца диа-
метром 1240 мм. Деталь устанавливается в кулачках и выверяется
по разметке и линиям разъема. Установка проверяется контролером
ОТК. Содержание обработки: подрезать торец фланца диамет-
ром 1240 мм с припуском 1 мм, обточить фланец, буртик диамет-
ром 1075~0’26 мм с припуском 1 мм, проверить резцом внутренние
размеры диаметром 480 мм до лопаток и диаметром 1050 мм в пре-
делах имеющегося припуска, расточить отверстия 430Д3, выточку
диаметром 430 X 5 и фаску 2 х 45°, отверстия диаметром 320Д и
325Д4 и фаску 3 X 45°, окончательно подрезать фланец диамет-
ром 1240 в размер 30 мм, обточить буртик 1075“°’25 и фаску 1 Х45°.
После обработки ОТК проверяет толщину фланца, указанные выше
диаметральные размеры, а также размеры 65; 190; 40; 5; 150; 30 мм.
Во второй операции производится обработка со стороны фланца
диаметром 1160 мм. Установка осуществляется посредством приспо-
собления, базирующего деталь по отверстию 430Д3 и торцу диамет-
ром 1240 мм. Приспособление выверяется по индикатору с точно-
стью до 0,02 мм, а торец его проверяется резцом с наименее возмож-
ной глубиной стружки. Установка приспособления принимается
ОТК, после чего производится обработка согласно чертежу. При
проверке обработки, кроме размеров, контролируют также парал-
лельность торцов диаметром 1240 и 1160 мм.
10. Разметка рисок на торцах для установки шаблонов, по кото-
рым размечаются 32 отверстия диаметром 27 мм в верхнем и 28
отверстий диаметром 27 мм в нижнем фланце для крепления вы-
правляющего аппарата, соответственно, с коленом (отводом) и
камерой рабочего колеса. Кроме того, размечаются отверстия под
контрольные шпильки, а также два паза шириной 64 X 64 мм и
наносятся риски для установки кондукторов.
11. Сверление отверстий в двух фланцах по разметке и в торцах
диаметром 480 и 430 мм по накладным кондукторам. В отверстиях
под нарезание резьбы зенкуются фаски, затем производится наре-
зание резьбы метчиками с применением предохранительных или
реверсивных патронов. В некоторых случаях глухие отверстия,
особенно небольших диаметров, нарезаются вручную.
12. Высверливание, вырубка и припиловка пазов, слесарная
зачистка заусениц, нарезание мелких отверстий и испытание керо-
сином плотности литья.
Обработка отвода (колена). Отвод служит для приема потока
жидкости из выправляющего аппарата и направления его в напор-
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ КРУПНЫХ НАСОСОВ
321
ную линию. Корпус отвода крупного насоса (фиг. 191) состоит из
двух литых половинок, отлитых из серого чугуна марки СЧ 15-32.
Технологический процесс обработки отвода состоит из следую-
щих операций:
1. Разметки плоскостей стыка под предварительную обработку
с проверкой размеров литья.
Фиг. 191. Половинка литого}отвода крупного осевого насоса.
2. Обработки на карусельных станках плоскости разъема пред-
варительно с припуском на чистовую обработку 5—8 мм. Установка
детали производится по обратной стороне фланца стыка. Для пре-
дупреждения значительных деформаций фланца применяются под-
ставки из дерева — кубари. Допустимый перекос плоскости
после черновой обработки — не более 0,5 мм. Допуск на толщину
фланца с учетом оставленного припуска должен быть в пределах
от —2 до н~3 мм.
3. Искусственного старения — отжига в печи по специально
установленному режиму.
4. Разметки под окончательную обработку стыка.
5. Окончательной обработки плоскости разъема на карусельном
станке в два прохода. Обработка этих поверхностей на продольно-
строгальном или продольно-фрезерном станках нерациональна
ввиду слишком большой ширины обрабатываемой поверхности.
Перед окончательной обработкой крепление слегка ослабляется.
6. Разметки отверстий в плоскостях разъема.
21 Д. Г. Белецкий 2527
322 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
7. Сверления 50 отверстий диаметром 27 мм, цекования их на диа-
метр 48 мм с обратной стороны и сверления отверстий под шпильки.
8. Разметки крепежных отверстий во второй половинке кор-
пуса отвода посредством наложения первой половинки.
9. Сверления отверстий в плоскости стыка второй половинки.
10. Соединения двух половинок с пригонкой стыков, постановкой
прокладки и контрольных шпилек и свертыванием болтами.
11. Разметки торцов и фланцев под окончательную обработку.
12. Предварительной и окончательной обработки фланцев и
отверстий под подшипник на горизонтально-расточном станке в две
установки на призмы.
Первая установка детали фланцем диаметром 1340 мм к шпин-
делю:
а) предварительное фрезерование фланца с припуском 2 мм и
окончательное протачивание его летучим суппортом до диаметра
1340 мм\ в размер 28 мм\
б) разметка 32 отверстий диаметром 27 мм для крепления и
двух отверстий диаметром 13 мм под контрольные шпильки (выпол-
няется разметчиком);
в) сверление отверстия диаметром 27 и 13 мм и цекование кре-
пежных отверстий на диаметр 48 мм.
Вторая установка детали торцом отверстия под подшипник к
шпинделю с пропуском через деталь скалки с двумя летучими суп-
портами; установка стоек под ребра осевого стыка, зажим и выверка
отвода по разъему и разметке на фланцах, а скалки — по уровню:
а) предварительная подрезка торца и обточка по наружному
диаметру 1240 мм с припуском 1,5 мм, проверка диаметра 1150 мм\
б) подрезка и обтачивание фланца диаметром 620 мм, растачи-
вание отверстия 320Д; 480Д3 предварительно с припуском 1,5 мм\
в) проверка с ОТ К установки по разъему от скалки и обработка
окончательно со стороны фланцев диаметром 1240 и 680 мм по чер-
тежу;
г) проверка индикатором параллельности торцов обоих фланцев
в пределах 0,3 мм от скалки, соосности и размеров отверстий с обеих
сторон и сдача детали ОТ К на станке.
12. Растачивания отверстия бокового фланца диаметром 500 мм
и подрезания по диаметру 570 мм. Отвод устанавливается на фланец
диаметром 1240 мм с выверкой по разъему.
13. Разметки двух пазов в отверстии под подшипник и отверстии
под шпильки и болты во фланцах с использованием уже просверлен-
ных сопрягаемых деталей для фланцев диаметром 570 мм.
14. Сверления отверстия во фланцах на радиально-сверлильном
станке (сверления отверстий под шпильки в боковых фланцах диа-
метром 570 мм с неудобной установкой отвода на призмах можно
избежать, выполнив эту операцию совместно с операцией 12 на гори-
зонтально-сверлильно-расточном станке).
Обработка корпуса крупного центробежного насоса. На фиг. 192
представлен разрез корпуса вертикального центробежного насоса
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ КРУПНЫХ НАСОСОВ
323
с колесом диаметром около 1500 мм. Корпус насоса собирается из
двух литых половин, соединяемых болтами. Для увеличения
жесткости корпус снабжен ребрами.
Технологический процесс обработки корпуса дан в табл. 58.
При изготовлении особо крупных насосов такого типа с колесом
диаметром свыше 2 м обработка спирали на карусельных станках
Фиг. 192. Половина
литого корпуса спирали крупного центробежного насоса
вертикального типа:
1—15 — обрабатываемые поверхности.
становится нецелесообразной вследствие необходимости перевора-
чивания детали на планшайбе, а иногда и невозможной на данном
заводе за отсутствием карусельных станков с планшайбой диаметром
8—12 м, В этом случае обработка торцов и внутренних частей кор-
пуса производится на крупных расточных или специализированных
упрощенных станках (фиг. 193).
На фиг. 194 представлена схема сверления отверстий в корпусах
с последовательным наложением пяти накладных кондукторов цеп-
ного типа. При этом каждый следующий кондуктор базируется на
двух ранее просверленных отверстиях. Все кондукторы являются
зеркальными и обеспечивают точное расположение отверстий в
21*
324 обработка корпусных деталей центробежных и осевых насосов
сопрягаемой половине спирального корпуса. Крепление кондук-
торов производится струбцинами.
Фиг. 193. Схема установки и обработки корпуса крупного насоса:
а — установка: 1 — уровень; 2 — домкраты; б — обработка: 1 — звездочка подачи резца;
9 __ временная стойка для скалки.
Обработка цельного колена вертикального центробежного насоса.
На фиг. 195 показано литое, из чугуна СЧ 18-36, всасывающее колено
Фиг. 194. Сверление плоскости разъема
крупного корпуса посредством системы
из пяти цепных зеркально наклады-
ваемых кондукторов.
насоса.
После очистки и проверки
литья деталь поступает на раз-
метку торцов фланцев и пяты
800 X 800 мм.
Основная обработка детали
выполняется на горизонталь-
но-расточном станке за пять
или шесть установок. Первая
установка производится на фла-
нец диаметром 1430 мм опорной
пятой к шпинделю. После про-
точки пяты 800 X 800 мм лету-
чим суппортом деталь повора-
чивается на 180°, вслед за этим
производится обработка торца
по диаметру 1175 мм. При
отсутствии поворотного стола
деталь во второй установке при-
жимается фрезерованной пятой
к угольнику. Затем она уста-
навливается на обработанный
торец диаметром 1175 мм. В этой
установке обрабатывается то-
рец по диаметру 1430. В следующей установке, после поворота де-
тали на 180°, подрезается и растачивается в размер 500А3 фланец
Фиг. 195. Всасывающее колено крупного центробежного насоса вертикального типа.
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ КРУПНЫХ НАСОСОВ
326 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Таблица 58
Технологический маршрут обработки разъемного корпуса вертикального
центробежного насоса в мелкосерийном производстве
№ опера- ции Содержание операции Обрабаты- ваемые поверх- ности (см. фиг. 192) Оборудование
1 Очистка и обрубка литья. Особо тща- тельно очищаются внутренние поверх- ности входного патрубка и спирали — Пневматиче- ское зубило, шли- фовальный при- бор с гибким ва- лом
2 Разметка осевых линий и плоскостей стыка под обработку и проверка разме- ров литья — Разметочная плита
3 Протачивание плоскости разъема в раз- мер толщины фланца 55 мм по чертежу с установкой на подставках под ребра стыка. Установку сдать ОТК 1 Карусельный станок
4 Контроль обработки на станке. Откло- нение прямолинейности стыков по ли- нейке <0,1 мм — То же
5 Разметка крепежных отверстий во фланце половинки корпуса с патрубком по чертежу, с нанесением круговых рисок 2, 3 Разметочная плита
6 Сверление 38 отверстий диаметром 48 мм сверлами диаметром 25 и 48 мм и цекование с обратной стороны диамет- ром 80 мм, сверление и цекование двух отверстий диаметром 20 мм 2, 3 Радиально- сверлильный ста- нок
7 Контроль размеров и расположения отверстий. Смещение по шагу допу-, скается < 0,5 мм 2, 3 —
8 Разметка плоскости стыка второй по- ловинки путем перевода расположения отверстий с первой просверленной по- ловинки, накладываемой на плоскость разъема. При наложении обеспечить сов- падение внутренних контуров половинок корпуса 2, 3 Разметочная плита или плита радиально-свер- лильного станка
9 Сверление (см. операцию 6). Выверка детали при установке производится по плоскости разъема 2, 3 Радиально- сверлильный ста- нок
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ КРУПНЫХ НАСОСОВ
327
Продолжение табл. 58
№ опера- ции Содержание операции Обрабаты- ваемые поверх- ности (см. фиг. 1У2) Оборудование
10 Сборка двух половин корпуса на про- кладке. При наличии несовпадения кон- туров — подрубить — Плита — сбо- рочный стенд
11 Разметка корпуса под обработку на карусельном станке от плоскости разъема, торцов и лап — Разметочная плита
12 Обработка на карусельном станке. Первая установка. Установка детали всасывающим патрубком диамет- ром 1030 мм вьерх, выверка на перпен- дикулярность плоскости разъема к план- шайбе и по рискам разметки, закрепле- ние болтами и планками. Сдача уста- новки ОТК а) Протачивание фланца диаметром 1080 мм в размер 700 мм б) Растачивание фаски 12,5X45° диа- метром 975 мм и отверстия диаметром 870 мм в) Протачивание плоскости лап под размер 550 мм и толщину 70 мм Вторая установка. Установка всасывающим патрубком вниз, плоско- стями лап на кубари; выверка и сдача установки ОТК а) Растачивание отверстий диаметром I5OOA4 и диаметром 1500А3 б) Подрезка торца диаметром 1640 мм в размер 60 мм и растачивание фаски 13x45° в) Растачивание выточек диаметром 1050А4 и диаметром 1155А4 в размеры 830 и 720 мм и растачивание фаски 13X45° 4 5, 6 7 <9, 9 10 12, 14 Карусельный станок
13 Контроль размеров и перпендикуляр- ности диаметра отверстия 1500А4 к пло- скости торца, на станке — —
14 Разметка торца напорного патрубка под обточку фланца 15 Разметочная плита
15 Установка на столе плоскостями лап на кубари, выверка по оси шпинделя иглой, проверка перпендикулярности и плоскости разъема к столу, закрепление детали и предъявление установки ОТК Подрезка торца фланца в размер 50 мм и обтачивание буртика диаметром 880 мм в размер 5 мм 15 Горизонтально- расточный ста- нок
328 ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВ
Продолжение табл. 58
№ опера- ции Содержание операции Обрабаты- ваемые поверх- ности (см. фиг. 192) Оборудование
16 Контроль обработки на станке — —
17 Разметка 32 отверстий под М27 мм переводом с крышки корпуса, шести от- верстий под М20 переводом с уплот- няющего кольца, четырех отверстий под резьбу 3/4" (трубную) и 24 отверстий на торце всасывающего патрубка диаметром 575 мм Перекантовка детали и разметка 28 отверстий диаметром 70 мм на торце всасывающего патрубка, четырех отвер- стий на плоскости лап и мелких отвер- стий под трубную резьбу 4,7 —
18 Сверление отверстий по разметке и нарезание их с переустановкой детали на плите и угольнике 11, 13 и др. Станок ради- ально-сверлиль- ный с угольником
19к Контроль размеров и количества от- верстий с проверкой резьбы калибрами — Плита
20 Слесарная нарезка мелких резьб и уста- новка защитного кольца на болтах в рас- точке диаметром 1050А4 — Плита
21 Установка на лапы, выверка по диа-- метру 15О0А4 на биение с точностью 0,05 мм\ закрепление детали и.предъ- явление ОТК. Растачивание отверстия кольца в размер 1010А9, пропыливание торца (снятие тонкой стружки) и раста- чивание фаски 1X45° — Карусельный станок i
22 Контроль расточки диаметром 1010А3 — —
23 Гидравлическое испытание в сборе с крышкой корпуса и корпусом сальника — —
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ КРУПНЫХ НАСОСОВ
329
люка диаметром 590 мм, а затем боковые фланцы по диаметру
350 мм.
При наличии поворотного стола с установкой через 90° вся обра-
ботка может быть выполнена в две установки при шести позициях.
На крупных станках, не имеющих поворотных столов, деталь прихо-
дится переустанавливать 6 раз. В этом случае одна установка может
быть сэкономлена за счет расточки обоих фланцев диаметром 350 мм
в одной позиции длинной скалкой с применением задней опорной
стойки. Кроме того, не исключена возможность изготовления уни-
версального приспособления в виде поворотного стола для такого
рода обработки. Введение указанного приспособления целесообраз-
но, учитывая, что на обработку такого колена на расточном станке
на одном из заводов фактически затрачивалось свыше 30 час.
После расточной обработки производится разметка всех отвер-
стий с использованием уже просверленных сопрягаемых деталей,
затем сверление детали на радиально-сверлильном станке. Несмотря
на значительные габариты детали, целесообразно применять уни-
версально-поворотные угольники, так как многократные пере-
установки детали на плите увеличивают фактическое штучное время
этой операции до 20 час. После сверления деталь поступает на сле-
сарную обработку — нарезание резьбы, снятие заусениц и т. д., а
затем на окончательный контроль. Измерение расточенных отверстий
больших размеров и наружных диаметров крупных фланцев и бур-
тиков производится посредством специальных инструментов (см.
фиг. 110—111).
ГЛАВА XII
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ
И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
§ 46. РАЗНОВИДНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Типичные конструкции вихревых и ротационных насосов и их
детали. На фиг. 196 показан в разрезе модернизированный вихре-
вой насос типа В. Конструктивно этот насос напоминает консоль-
ные насосы с двухопорными кронштейнами.
Фиг. 196. Модернизированный вихревой насос типа В:
1 — кронштейн; 2 — внутренняя крышка; 3 — корпус; 4 — крышка корпуса; 5 — рабочее колесо;
6 — вал.
Корпусные детали изготовляются из чугунного литья СЧ 18-36 и
к ним предъявляются те же требования, что и к литью консольных
насосов. Рабочее колесо и вал изготовляются из стали 45.
На фиг. 197 показана конструкция шестеренчатого насоса с
верхним ведущим ротором,’ относящегося к типу ротационных на-
сосов. Основными деталями насоса являются: корпус 1 с лапами,
проставки 3 с расточенными гнездами для подшипников, крышки 2 и
4, ведущий 6 и ведомый 5 роторы, каждый из которых состоит из
вала с парой насаженных на него зубчатых шестерен с косыми
Фиг. 197. Шестеренчатый насос типа ВЗ:
1 — корпус; 2 и 4 — крышки; 3 — проставки; 5 — веюмый ротор; 6 — ведущий ротор; 7 — клапан.
РАЗНОВИДНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
332 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
зубьями. В верхней части корпуса расположен регулирующий кла-
пан 7.
Основные корпусные детали насоса РЗ-ЗОа, предназначенные
для работы в морской воде, изготовляются из бронзового литья
Фиг. 198. Винтовой высоконапорный насос:
1 — ведущий винт; 2 — ведомые винты; 3 — обойма; 4 — корпус; 5 — нижняя крышка; 6 — всасы-
вающий патрубок; 7 —напорный патрубок; —верхняя крышка.
марки Бр. ОЦСН 2-7-5-1, а в прочих случаях из чугуна. Валы,
шестерни, детали клапана изготовляются из стали 40Х и др.
На фиг. 198 показан разрез высоконапорного винтового масля-
ного насоса. Рабочими органами насоса являются ведущий 1 и два
ведомых винта 2, заключенных в обойме 3, которая, в свою очередь,
вставлена в стальной корпус 4. Снизу к корпусу привертывается
нижняя крышка 5 и всасывающий патрубок 6. К верхней части кор-
РАЗНОВИДНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
333
пуса насоса крепится напорный патрубок 7 и верхняя крышка S,
которая зажимается фланцем сварного конического фонаря, служа-
щего для соединения насоса с корпусом электродвигателя и кре-
пления к вертикальной стенке.
Винты изготовлены из стали 45. Обойма, являющаяся как бы
подшипником для вращающихся винтов и в то же время создающая
полость для перемещения масла, изготовляется из бронзы. Корпус,
крышки и другие детали высоконапорных насосов изготовляются
из машиноподелочных сталей.
Особенности изготовления основных деталей. Перечисленные
выше детали насосов могут быть разбиты на типичные детали, объеди-
няемые сходством технологического процесса: 1) корпуса: литые —
чугунные, стальные и бронзовые, а также из проката и поковок —
стальные (ранее применялись сварные конструкции корпусов вин-
товых насосов); 2) валы вихревых и шестеренчатых насосов; 3) рабо-
чие колеса и шестерни насосов: 4) обоймы для винтов с фасонным
отверстием; 5) винты винтовых насосов.
Технологические процессы и технические требования, предъ-
являемые к обработке кронштейнов вихревых и консольных насосов,
почти одинаковы. Обработка корпусов шестеренчатых насосов
характеризуется растачиванием двух пересекающихся отверстий
с точным межцентровым расстоянием. Кроме того, к корпусу и про-
ставкам этих насосов предъявляются требования высокой параллель-
ности торцов, обеспечивающих герметичность стыков при сборке и
правильность зазора между проставками и торцами шестерен.
Обработка корпуса высоконапорного насоса определяется глубо-
ким сверлением и растачиванием гладкого отверстия для посадки
обоймы.
Обработка валов и шестерен вихревых и шестеренчатых насосов
должна производиться в полном соответствии с типовыми техноло-
гическими процессами для этих деталей, изложенными ранее.
Изготовление рабочих колес вихревых насосов из поковок с
фрезерованием лопастей по окружности производилось по процессу,
близкому к процессу изготовления шестерен. Главное различие при
этом определялось невозможностью нарезания лопаток на зубо-
фрезерном станке по методу обкатки. Указанная весьма трудоемкая
обработка выполнялась на горизонтально-фрезерных станках с дели-
тельной головкой. При этом каждая выемка между лопатками с
обеих сторон колеса фрезеровалась в двух позициях детали, вслед-
ствие особенности формы лопаток.
В случае получения заготовок для рабочих колес методом точного
литья механическая обработка упрощается и производится по про-
цессу, близкому к технологическому процессу изготовления
шкивов.
Наиболее трудными в обработке из всех деталей приведенных
выше насосов являются винты и обоймы винтовых насосов. Отсут-
ствие совершенных методов обработки этих деталей сильно сказа-
лось на конструкции и масштабах выпуска насосов этого типа.
334 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
Большинство ответственных посадочных мест вихревых и рота-
ционных насосов изготовляется по 2-му и 3-му классам точности.
Абсолютные величины допусков на соосность и перпендикулярность
рабочих поверхностей указываются при рассмотрении процессов
обработки соответствующих деталей.
§ 47. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ
И ШЕСТЕРЕНЧАТЫХ НАСОСОВ
Фиг. 199. Двустороннее растачивание
кронштейна в двухпозиционном приспо-
соблении:
а — черновое; б — чистовое; 1 — 4 — переходы.
Обработка кронштейнов, корпусов и крышек вихревых насосов.
Обработка литого кронштейна производится по типовым техноло-
гическим процессам обработки кронштейнов консольных насосов.
В условиях крупносерийного
! производства в переменно-по-
!точной линии в первой опера-
ции производится фрезерование
основания и двух торцов в
перекладку на односто-
роннем продольно-фрезерном
станке (см. фиг. 61). Затем,
после сверления четырех отвер-
стий в основании и четырех
। отверстий для заливки и слива
масла и развертывания двух
установочных отверстий основа-
ния кронштейна, производится
черновое и получистовое рас-
тачивание кронштейна с двух
сторон на специальном модер-
низированном станке (фиг. 199).
Окончательное тонкое растачи-
вание посадочных мест под под-
шипники должно выполняться
на тонко-расточном станке
2А715. После этого сверлятся и нарезаются все прочие крепежные
отверстия посредством поворотных и реверсивных патронов на
радиально-сверлильных или вертикально-сверлильных с радиально-
поворотным столом станках.
В отличие от спиральных корпусов консольных насосов, корпус
вихревого насоса имеет два фланца (фиг. 200), расположенные под
углом 120°. На каждом фланце обрабатывается только круговой
поясок и четыре отверстия.
Технологический процесс обработки корпуса состоит из следую*
щих операций:
1) револьверной обработки детали с двух сторон с уплотненной
наладкой;
2) фрезерования двух фланцев у двух деталей в перекладку на
горизонтально-фрезерном станке с базированием на расточенное
отверстие;
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ НАСОСОВ
335
3) сверления восьми крепежных отверстий во фланцах патрубков
и сливного отверстия в поворотном приспособлении с накладными
кондукторами на радиально-сверлильном станке;
4) сверления 16 отверстий под резьбу в двух торцах корпуса по
накладным кондукторам на вертикально-сверлильном станке;
5) сверления мелких и наклонных отверстий на настольно-свер-
лильном станке или подвесной электродрелью;
6) нарезания отверстий в двух фланцах, двух торцах и в слив-
ном отверстии на вертикально-сверлильном станке с реверсивным
патроном.
Уплотненная револьверная наладка для обработки отверстий
посадочных заточек и торцов корпуса показана на фиг. 201. В пер-
вой установке деталь зажимается по наружной цилиндрической по-
верхности в трехкулачковом пневматическом патроне. Во второй
установке корпус закрепляется в том же патроне, на разжим по
центрирующей выточке.
В первой установке производится подрезание торца резцом попе-
речного суппорта, растачивание внутренних полостей в два перехода,
револьверной головки и снятие фасок резцом поперечного суппорта.
Во второй установке выполняется предварительное и окончательное
обтачивание центрирующей заточки и подрезание второго торца
резцом поперечного суппорта.
На револьверном станке, установленном в переменно-поточной
линии, обрабатываются корпусы насосов пяти типов, из которых
благодаря унификации только три имеют разные размеры. Поэтому
на револьверной головке размещены три наладки: в первой и второй
336
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
позициях — для обработки первой пары корпусов (ЗВ и 2,5В),
в третьей и четвертой позициях —для третьего типа корпуса (1В) и
в пятой и шестой—для четвертого и пятого типов (2В и 1,5В).
Указанная комбинированная наладка позволяет без перестройки
станка обрабатывать корпусы трех размеров.
Так же построена револьверная наладка для обработки наруж-
ных крышек корпуса насосов пяти марок. Поперечный суппорт
используется для обтачивания посадочных поясков крышек всех
Фиг. 201. Унифицированная уплотненная револьверная наладка для
обработки корпусов насосов пяти размеров:
1 — первая установка; 2— вторая установка; I—VI — позиции обработки.
размеров. При этом для каждой партии крышек производится пере-
становка сменных упоров. В трех позициях револьверной головки на
первой, третьей и шестой ее гранях установлены специальные много-
шпиндельные головки (фиг. 202), приводимые через поводок 1 от
шпинделя станка. В процессе обработки вместе с деталью вра-
щается весь корпус головки, кроме того, каждое из сверл, проходя-
щих через соответствующие кондукторные втулки, вращаясь отно-
сительно детали, производит ее сверление.
Применение многошпиндельной головки на револьверном станке
позволяет осуществить полную обработку крышки в одной операции.
При этом исключается передача детали на сверлильный станок и
резко уплотняется обработка. Как и в предыдущем случае, обработка
всех пяти размеров крышек выполняется фактически с постоянной
наладкой станка.
Осуществеление сверления крепежных отверстий на револьвер-
ном станке имеет особые преимущества в условиях переменно-поточ-
ной линии. При обработке в поточной линии крышки одного размера
с весьма малым тактом (1—2 мин.) было бы целесообразнее осуще-
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ НАСОСОВ
337
ствить токарную обработку на специализированном токарном станке
с постоянной настройкой. Операцию сверления в эт^м случае пра-
вильнее было выполнять на сверлильном станке с многошпиндель-
ной головкой. Наоборот, в условиях переменно-поточной линии,
с тактом порядка 10 мин., частая перестройка головок сверлильного
станка для сверления крышек пяти размеров была бы весьма затруд-
нительна и нецелесообразна. В то же время при показанной выше
Фиг. 202. Шестишпиндельные головки для сверления отверстий
в крышках на револьверном станке:
1 — поводок; 2 — передача; 3 — неподвижная шестерня.
схеме обработки смена сверлильных головок достигается простым
поворотом револьверной головки станка.
Внутренние крышки пяти марок унифицированных насосов све-
дены к двум размерам. На фиг. 203, а показана револьверная наладка
с двумя установками детали, используемая на одном из заводов для
первой операции обработки крышек в переменно-поточной линии.
Для каждого размера крышки производится соответствующая
подналадка станка с использованием унифицированной оснастки.
Во второй операции выполняется фрезерование эксцентричного
замка в отверстии ступицы крышки (фиг. 203, б). Смещение оси детали
относительно оси зенкера достигается применением эксцентричной
кондукторной втулки. При эксцентричности 3 мм поворот втулки
на 180° дает смещение осей зенкера и детали, равное 6 мм.
Основными требованиями при обработке крышек являются обеспе-
чение точного размера наружной поверхности фланца диаметром 150
22 Д. Г. Белецкий 2527
338 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
и 210 мм и ее концентричности к отверстию крышки в пределах
0,02 мм. t
Обработка корпусов и проставок шестеренчатых насосов. На
фиг. 204 представлен рабочий чертеж корпуса насоса РЗ-ЗОа.
Основными требованиями, предъявляемыми к обработке корпуса,
являются:
Фиг. 203. Обработка внутренней крышки вихревого насоса:
а — уплотненная унифицированная револьверная наладка; 7, 77—первая и вторая установки; 1—10 —
переходы; б — фрезерование эксцентричных пазов: 7 и 2—положение оси втулки и зенкера в I и
II позиции; 3 — поворотная втулка с эксцентриситетом 3 мм.
1) непараллельность торцов по размеру 132Zo;2 мм с отклоне-
нием не более 0,02 на 100 мм длины;
2) перпендикулярность расточки R = 47,5+0*03 к торцам с откло-
нением не более 0,01 на 100 мм\
3) чистота поверхности посадочных и сопрягаемых поверхностей
в пределах 6—7-го классов.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ НАСОСОВ
339
Технологический маршрут обработки корпуса приведен в табл. 59.
Сверление отверстий в торцах корпуса, присоединительных флан-
цев и лап выполняется по накладным кондукторам. При обработке
корпуса и проставок или крышек кондуктор для сверления отвер-
стий во фланцах корпуса для присоединения проставок целесооб-
разно делать зеркально поворотным.
Фиг. 204. Корпус шестеренчатого насоса РЗ-ЗОа:
1—7 — обрабатываемые поверхности.
\2М4в*2.
Технологический процесс обработки проставки (фиг. 197) со-
стоит из фрезерования в перекладку на вертикально-фрезерном
станке, растачивания отверстий диаметром 80А для подшипников
и сверления крепежных отверстий.
Окончательное растачивание отверстий для подшипников целе-
сообразно производить на односторонних тонкорасточных станках
одновременно двумя шпинделями или последовательно на одношпин-
дельном станке с двухпозиционным приспособлением.
22*
340 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
Таблица 59
Технологический маршрут обработки корпуса шестеренчатого насоса
при серийном выпуске
№ опера- ции Содержание операции Обрабаты- ваемые поверх- ности (см. фиг, 204) Оборудование
1 о 3 4 5 6 7 Ф1 п ка го де то С1 Обработка двух боковых сторон в перекладку или по- парно с одной стороны с при- пуском 1,0—1,5 мм Одновременное фрезерова- ние плоскости лап у двух или четырех корпусов в размер 18 + 0,1 мм с установкой на поверхность 1 Фрезерование поверхности всасывающего и нагнетатель- ного патрубков в размер 230 мм с установкой на по- верхность / Предварительное последова- тельное растачивание двух от- верстий 0 47,5 мм с припу- ском 0,2—0,3 мм и подрезка торца в размер с установкой по поверхности 3 Сверление и нарезание резьбы с четырех сторон с установкой по поверхностям /, 2 и отверстиям б, 7 Сверление и цекование че- тырех отверстий в лапах с установкой по поверхности 1 и отверстиям б, 7 Тонкое растачивание после- довательно двух отверстий 47,5-|-0,03 мм с установкой по поверхностям 1 и 3 1 В массовом производстве эта операщ эезерных станках с последовательно рас ри незначительном масштабе выпуска о' 1русельных станках. 2 Может быть использован горизонтал; ловок большого диаметра с двухместны» 8 В массовом производстве эти операц льных расточных станках, в крупносер •ру» а в мелкосерийном—на токарных. * При массовом производстве сверле) анках. 1, 2 3 4, 5 6, 7 Отвер- стия на поверх- ности 1, 2, 4, 5 Отвер- стия на поверх- ности 3 6, 1 ия может вьи положенным) бработка тор ьно-фрезернь л приспособл ии могут ВЫ1 >ийном — на । иие произвол Вертикально-фрезерный ста- нок с двухместным приспо- соблением 1 Г оризонтально-фрезерный или продольно-фрезерный ста- нок односторонний с много- местным приспособлением Двусторонний продольно- фрезерный станок с много- местным приспособлением 2 или односторонний для работы в перекладку Токарно-револьверный ста- нок с двухпозиционным при- способлением или с приспо- соблением, базирующимся при расточке второго отверстия по расточенному первому3 Радиально-сверлильный ста- нок с поворотным и наклад- ными кондукторами 4 Радиально-сверлильный или вертикально-сверлильный с радиально-поворотным столом и специальным кондуктором Тонкорасточной горизонталь- ного типа двусторонний,двух- шпиндельный со смещением осей шпинделей на 83 мм или односторонний одношпин- дельный с двухпозиционным приспособлением подняться на двусторонних барабанно- 1 черновыми и чистовыми фрезами. >цов и лап (3) иногда выполняется на )й станок с набором двух фрезерных ением. юлняться на специальных двухшпин- вертикально-сверлильных по кондук- 1ят на многошпиндельных агрегатных
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБОЙМ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ
341
Обработка этих отверстий может выполняться на вертикально-
сверлильном станке по кондуктору или посредством двухшпин-
Фиг. 205. Вариант расточки отверстий для подшипников
в крышках:
1 — шпиндель станка; 2 — двухшпиндельная головка на двух колонках;
3 — крышка приспособления; 4 — деталь.
дельных головок (фиг. 205). Предварительная обработка крышки
выполняется на револьверном станке.
§ 48. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБОЙМ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ
Обработка обойм высоконапорных винтовых насосов небольших
размеров. На фиг. 206 приведен рабочий чертеж одной из конструк-
ций обоймы высоконапорного насоса.
Рабочие поверхности обоймы обрабатываются по 2-му и 3-му
классам точности. Основной размер между осями отверстий для
ведущего и ведомого винтов должен быть выдержан с точностью
25 мк. Сколько-нибудь надежное изготовление этих обойм в серий-
ном порядке оказалось возможным только с применением коорди-
натного протягивания. Однако и после этого завод-изготовитель
ввел целый ряд условий, оговаривающих возможные отклонения от
заданных размеров и допустимые погрешности заготовки и обработки,
а -именно:
1. На поверхностях сверления допускается наличие отдельных
342 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
раковин диаметром и глубиной не более 2 мм не более пяти в каждом
отверстии, не ближе 10—30 мм друг от друга .
2. На внешней поверхности допускается присутствие отдельных
раковин не гнездового характера глубиной до 1 мм, общей пло-
щадью не более 60 лш2 с запаиванием ихоловянисто-серебряным при-
поем, содержащим до 30% серебра.
3. После протягивания на поверхностях диаметром 15А3 допу-
скается наличие не более трех следов от предварительного сверле-
V5 ОСТАЛЬНОЕ
Фиг. 206. Обойма винтового высоконапорного
насоса.
НИЯ, длиной до 10 мм,
шириной до 5 мм, глу-
биной до 0,1 мм.
4. Допускается ме-
стное отклонение от
размеров отверстий
15А3 и 25А8 на длине
60 мм (20% от общей
длины) в пределах
0,1 мм.'
5. Для обойм, про-
шедших стендовые
испытания, допускают-
ся отклонения разме-
ра 22,5 мм в преде-
лах Кроме то-
го, с обоих концов на
длине 30 мм допускает-
ся завал от притирки
в пределах 22,5+0’05 мм.
На фиг. 207 при-
ведены операционные
эскизы технологиче-
ского процесса изготовления обоймы, который содержит следующие
операции:
1. Токарная обработка длинного конца до буртика (предвари-
тельная) в четырехкулачковом патроне с припуском 1—2 мм на сто-
рону.
2. Предварительная обработка по дйаметру 60С и буртика со
второй стороны в такой же установке на токарном станке.
3. Сверление центрального отверстия в размер 24,2 мм насквозь.
Обработка производится на токарном станке в трехкулачковом
патроне.
Сверление вращающейся детали необходимо для уменьше-
ния увода сверла. Для этой же цели вначале деталь засверливается
сверлом диаметром 20 мм на глубину 40 мм., после чего это отверстие
растачивается в размер 24,2+ 0'1 мм на глубину 35 мм. Затем про-
изводится окончательное сверление пушечным сверлом диаметром
24,2 мм.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБОИМ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ
343
После сверления контролируется разностенность отверстия, кото-
рая допускается не более 1 мм. Одновременно проверяется наличие
раковин исходя из указанных выше
условий.
4. Протягивание центрального
отверстия в размер 24,6А.
5. Получистовое обтачивание на-
ружной поверхности и торцов на
токарном станке в центрах с вра-
щающимся задним центром. Обра-
ботка производится с двух сторон
с поворотом детали.
6. Последовательное сверление
двух боковых отверстий диаметром
14 мм на токарном станке. Обра-
ботка выполняется в специальном
приспособлении (планшайбе), позво-
ляющем устанавливать деталь со
смещением ее оси от оси вращения
в обе стороны на 15 мм. Приспосо-
бление для сверления боковых отвер-
стий показано на фиг. 208.
Планшайба 1 приспособления на-
Фиг. 207. Последовательность
изготовления обоймы:
1—8 — операции.
вертывается на шпиндель станка.
В точной выточке планшайбы крепится фланец корпуса 2 с эксцен-
тричной выточкой по наружному размеру обоймы. При установке
обоймы в корпусе ось бокового отверстия оказывается на оси вра-
щения станка. Точная фиксация обоймы в двух положениях для
растачцвания обоих боковых отверстий достигается посредством
344 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
направляющего стержня 5, втулки 3 и фиксатора 4. Для направле-
ния сверла в начале обработки на переднюю часть обоймы надевается
кондуктор 6. После сверления первого отверстия обойма поворачи-
вается на 180° и устанавливается в новом положении по фиксатору 4
и втулке 3, закрепленной на выступающем венце направляющего
стержня 5.
Устранению увода тонкого сверла с наварным хвостовиком
способствуют сегментовидные продольные канавки с радиусом 7 мм,
описанным из центра, отстоящего на 15 мм от центра направляющего
стержня. Таким образом, окружность сегмента представляет собой
часть поверхности будущего отверстия диаметром 14 мм, пересекаю-
щегося с центральным отверстием обоймы. Эта поверхность и является
направлением для сверла. Последнее, ввиду большей ширины
стружки с периферийной стороны обоймы, все время прижимается
силой резания к стальному направляющему стержню, играющему
роль кондуктора.
После сверления двух отверстий диаметром 14 мм направляющий
стержень выпрессовывается из обоймы и последняя проверяется по
наибольшему допустимому расстоянию между крайними точками
отверстий, равному 44~(’’5 мм. При запрессовывании и выпрессовы-
вании стержня не допускаются задиры и глубокие риски.
7. Протягивание двух боковых отверстий диаметром 15А тремя
режущими и одной уплотняющей комбинированными протяжками.
Операция выполняется на горизонтально-протяжном станке. Ком-
плект протяжек состоит из одной цилиндрической, трех комбиниро-
ванных координатных для боковых отверстий и комбинированной
выглаживающей протяжки для всех трех отверстий.
После протягивания обойма проверяется вкладыванием конт-
рольного комплекта винтов и замера расстояний между крайними
точками отверстий диаметром 15А. Этот размер должен находиться
в пределах 45^-^ мм. Контроль производится посредством инди-
каторного штихмаса.
8. Окончательная токарная обработка с двух сторон на цен-
тровой оправке, запрессовываемой в центральное отверстие.
После обработки производится проверка наружных поверхностей
диаметром 60С и 60Х и их соосности с отверстием диаметром 25А3,
которая должна выдерживаться в пределах 0,04 мм.
9. Разметка двух отверстий под резьбу 8М, четырех отверстий 2 х
X 10 мм и прорезей 0,5 X 45° с пропиловкой последних.
10. Сверление шести отверстий и нарезание резьбы.
В случае изношенных протяжек выполняется добавочная опе-
рация — притирка отверстия диаметром 25А8 и двух отверстий диа-
метром 15А3 чугунными притирами. После притирки снова произ-
водится контроль системы трех отверстий посредством вкладывания
контрольного комплекта винтов и замер расстояния 45+^ мм
между крайними точками отверстий диаметром 15А3.
Инструмент и промежуточная обработка отверстий выполняются
применительно ко 2-му классу точности, но накопление и сумми-
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБОЙМ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ
345
рование ошибок в процессе обработки с учетом влияния неодно-
родности материала и затупления протяжек дают окончательную
точность в пределах 3-го класса.
Протяжки для обработки отверстий обойм. До внедрения про-
тягивания обоймы изготовлялись путем фрезерования трех полуци-
линдров в двух половинках обоймы, с последующей лекальной обра-
боткой и спаиванием. После этого уже производилась наружная
токарная обработка. Освоение протягивания значительно сократило
расход бронзы и трудоемкость обработки обойм, что дало снижение
себестоимости изготовления каждой обоймы более чем на 1500 руб.
Наибольший размер последней протяжки 45 мм
Фиг. 209. Сборная протяжка для боковых отверстий:
1 — направляющая; 2 — прижимная планка; 3Ли 4 — задняя^и передняя протяжки.
Осуществление нового технологического процесса требует нали-
чия довольно сложного протяжного инструмента. В комплект про-
тяжек входят: 1) предварительная протяжка для центрального
отверстия диаметром 24,6А; 2) окончательная протяжка для
центрального отверстия диаметром 25А; 3) предварительная комби-
нированная протяжка для двух крайних отверстий; 4) получисто-
вая и 5) окончательная протяжка для двух крайних отверстий;
6) выглаживающая протяжка, калибрующая одновременно все три
отверстия обоймы.
Первые две протяжки имеют обычную для круглых протяжек
конструкцию и размеры. Оригинальная и экономичная конструкция
сборных протяжек для координатного протягивания крайних отвер-
стий показана на фиг. 209. Протяжка состоит из направляющего
стержня 7, плотно входящего в центральное отверстие обоймы и
несущего на себе четыре короткие протяжки 3 и 4 для боковых от-
верстий. Протяжки крепятся к направляющему стержню посредством
прижимных планок 2 — четырех крайних и двух средних. При-
жимные планки, захватывающие концы протяжек, привертываются
к стержню винтами. Установка протяжек относительно стержня
осуществляется посредством точных направляющих пазов, показан-
346 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
ных в сечениях. Каждая протяжка имеет четыре режущих зуба,
размеры которых определяются по табл. 60.
Протяжки и все остальные детали, кроме крепежных винтов,
изготовляются из стали ХВГ, винты—из стали 40Х. Изготовление
коротких протяжек для боковых отверстий вместо цельных значи-
тельно упрощает механическую и термическую обработку сборных
протяжек. Боковые протяжки могут легко отсоединяться от стер-
жня для переточки.
Учитывая общий экономический результат от внедрения про-
тягивания обойм, можно считать, что стоимость всей вновь изгото-
вленной оснастки окупается после выпуска 50 насосов. Этот пример
показывает полную целесообразность применения специального
инструмента даже в условиях мелкосерийного производства, если
внедрение новой технологии дает значительное увеличение произ-
водительности. Следует отметить, что применение такого инстру-
мента обычно значительно повышает качество изготовления слож-
ных деталей.
Таблица 60
Диаметры режущих зубьев сборной протяжки в мм
№ сборных протяжек в ком- плекте Передняя протяжка Задняя протяжка
Первый зуб Последний зуб Первый зуб Последний зуб
1 13,80 14,02 14,08 14,30
2 14,28 14,50 14,56 14,78
3 14,76 14,94 14,96 15,03
Обработка обойм низконапорных винтовых насосов, развивающих
давление до 30 кг/см2, средних и крупных размеров. На фиг. 210
показаны разрез низконапорного винтового насоса марки МВН-25
и рабочий чертеж его обоймы. Этот насос имеет более технологичную
конструкцию, чем предыдущий, и состоит из литого корпуса 1,
обоймы 2 с находящимися в ней тремя винтами 3, крышки 4 корпуса с
всасывающим фланцем, крышки 5 обоймы и ряда мелких деталей.
Все корпусные детали, включая обойму, изготовляются из чугун-
ного литья марки СЧ 15-32. Внутренняя поверхность полости
обоймы заливается баббитом марки Б-16.
В отличие от высоконапорных насосов в низконапорных диа-
метры винтов значительно больше, а длина меньше. Это позволяет
обрабатывать обойму путем растачивания, без применения протя-
гивания. Заготовка обоймы после искусственного старения посту-
пает в механический цех, очищенная от песка и пригара, без литни-
ков и прибылей.
Технологический процесс обработки обоймы насоса МВН-25
состоит из следующих операций:
1. Проверки литья разметкой с нанесением центровых линий, а
также рисок по длине торцов и фланцев.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБОЙМ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ
347
ФЮО
Фиг. 210.
напорный
1030-
420-
ФЮО
а)
66+0f03k66+0t0:
Ф110Д
Х74'
'#)
^70-
'Разрез по fl fl
ФиО-одз
Ф11о4
\-80
220-
\Ф15О
Ф225;^8;МЮ
Низко-
винто-
вой насос:
а — общий вид;
б — обойма для винтов;
1 — корпус; 2 — обойма;
3 — винты; 4 — крышка
корпуса; .5 — крышка
обоймы.
z=8;M20
-1
4
U0-
-70
—г120{
ГГ 71 •/
15°
Фбб+мэ
R60
348 ОБРАБОТКА основных деталей вихревых и ротационных насосов
2. Предварительной токарной обработки обоймы с двух сторон.
В первой установке у детали зажимается овальное тело, во второй —
предварительно обточенная цилиндрическая поверхность диаметром
252 мм. В этой операции все наружные поверхности и торцы обра-
батываются предварительно с припуском 1—2 мм на сторону. Уступ
у фланца диаметром 2607" обтачивается в размер 263С3 как техно-
логическая база для растачивания.
3. Разметки под растачивание отверстия диаметром 118 мм и двух
отверстий диаметром 74 мм со стороны овального торца.
Фиг. 211. Приспособления для растачивания обоймы низконапорных
винтов:
1 — прихват; 2 — кондуктор; 3 — стяжной болт.
4. Растачивания трех отверстий под заливку баббитом с уста-
новкой детали в специальном приспособлении на столе горизонтально-
расточного станка (фиг. 211).
Установка приспособления проверяется индикатором по торцу и
посадочному отверстию диаметром 263А3 с точностью 0,02—0,03 мм.
Деталь закрепляется посредством трех прихватов таким образом,
что оси всех трех отверстий находятся в одной вертикальной пло-
скости.
В первой позиции растачивается отверстие диаметром 118 мм
с выточкой канавок под заливку баббитом. Затем шпиндель станка
подымается на 66+0'05 мм с проверкой его положения по индика-
тору и производится растачивание на проход отверстия диаметром
74 мм и канавок для заливки баббитом. В третьей позиции таким же
образом растачивается нижнее отверстие.
5. Лужения внутреннего отверстия и заливки баббитом тол-
щиной 8—10 мм. Чистый вес баббита в обойме составляет около 8 кг,
но для ♦заливки расходуется., значительно больше.
6. Разметки трех отверстий под растачивание баббита.
7. Предварительного растачивания центрального отверстия и
боковых отверстий с припуском 2 мм на сторону на горизонтально-
расточном станке с применением приспособления.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБОЙМ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ
349
8. Естественного старения — вылеживания детали в течение
двух суток.
9. Протачивания фланца диаметром 340 мм и овального торца
в размер по чертежу, а технологического уступа — в размер 263Сд
после старения. Обработка производится на токарном станке в само-
центрирующем патроне с установкой по цилиндрической части.
10. Разметки трех отверстий с нанесением центральных рисок
для кондуктора, применяемого при чистовом растачивании боковых
отверстий.
11. Окончательного растачивания центрального отверстия диа-
метром 110А и двух боковых отверстий в размер 66+0’63 мм. Опе-
рация выполняется на горизонтально-расточном станке подобно
растачиванию под заливку баббитом. Деталь устанавливается по
уступу диаметром 262С9 в приспособлении такого же типа, как
показанное выше. Установка приспособления проверяется индика-
тором по торцу и отверстию диаметром 262А. После этого с торца
приспособления, закрепленного болтами на столе станка, резцом
дополнительно снимается минимальная стружка.
В первой позиции растачивается центральное отверстие п подре-
зается баббит в камере диаметром 216 мм. Затем в расточенное от-
верстие диаметром 110А вставляется кондуктор 2 (фиг. 211), затяги-
ваемый болтом 3. Установка кондуктора проверяется угольником на
перпендикулярность торца по щупу с допустимым отклонением
0,02—0,03 мм. Затем шпиндель станка устанавливается в верхнюю
позицию, положение его проверяется индикатором по отверстию
кондуктора диаметром около 100 мм при допустимом отклонении не
более 0,01 мм. После этого производится окончательное растачива-
ние верхнего отверстия.
Возможность обработки без съема кондуктора обеспечивается
наличием срезов в пробке диаметром НО мм (на чертеже не пока-
занных).
В третьей позиции шпиндель станка устанавливается в нижнее
положение на расстояние бб^0*03 мм от оси центрального отвер-
стия. Проверка установки производится по тому же отверстию кон-
дуктора, повернутому на 180°. Точность положения самого кондук-
тора проверяется по нанесенным ранее контрольным рискам на торце
обоймы.
В целях устранения погрешностей обработки за счет неточно-
сти установки кондуктора целесообразнее сделать его двусторонним,
т. е. с двумя контрольными отверстиями. Это дало бы возможность
производить обработку обоих крайних отверстий без поворота
кондуктора.
Контроль параллельности отверстий диаметром ПО и бб+0'03 мм,
а также расстояний между их осями производится посредством на-
бора специальных калибров (фиг. 212).
В комплект входят три калибра: один из них, имеющий две сту-
пени диаметром 110+0'01 и 66+0’01 мм, вставляется в центральное
отверстие обоймы, два других — в боковые отверстия. Для удобства
350 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
пользования калибры диаметром 66-Ь0’01 мм имеют рукоятки с накат-
кой.
12. Окончательной токарной обработки наружной поверхности
обоймы. Обойму устанавливают в центрах токарного станка на
Фиг. 212. Калибры для проверки отверстий в обойме.
специальной цанговой оправке (фиг. 213) или на оправке с гидро-
пластом.
Оправка состоит из корпуса 1 (фиг. 213) с двумя конусами и
резьбой по концам. Посредством гаек 2 и 3 по конусам перемещаются
Фиг. 213. Цанговая оправка для обта-
чивания обойм винтовых насосов:
1 — корпус; 2, 3 — гайка; 4 — цанги.
Разрез nofl/J
две цанги 4, шлифованные по наружной цилиндрической поверх-
ности до диаметра 110Х мм. Биение цанг в зажатом положении
должно быть не более 0,01 мм.
Обойма надевается центральным отверстием на цанги и зажи-
мается гайками. Затем производится окончательная обработка
уступа диаметром 230Т, 252 и 260Т мм и подрезка в размер торцов
и фланца. Деталь предъявляется контролеру на станке.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВИНТОВ РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
351
13. Сверления по накладному кондуктору 12 отверстий диамет-
ром 22 мм, двух отверстий под резьбу Ml2 для отжимных болтов и
четырех отверстий под резьбу М20. В этой же операции произво-
дится нарезание резьб Ml2 и М20.
14. Зачистки заусениц и затупления острых кромок.
Следует указать, что в данном технологическом процессе ряд
операций введен специально с целью уменьшения погрешностей
обработки. При этом учитывается возможность значительных дефор-
маций после процесса старения обоймы в течение двух суток. К та-
ким операциям относятся 7, 9 и 10.
§ 49. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВИНТОВ РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
Обработка винтов низконапорных насосов. Винты насосов, рабо-
тающих при давлениях до 25—40 кг/см2, изготовляются методом
фрезерования без дополнительной обработки профиля канавок. На
W5 ОСТАЛЬНОЕ
Фиг. 214. Винты низконапорного насоса:
а — ведущий; б — ведомый; в — заготовка ведущего винта.
фиг. 214 представлены ведущий и ведомый винты масляного вин-
тового насоса МВН-25. Заготовкой служит поковка из стали 45
(фиг. 214, в).
Наиболее ответственной и сложной операцией при обработке
винтов является нарезание, так как требуется весьма плотное со-
пряжение ведущего и ведомого винтов. Винты характеризуются
352 обработка основных деталей вихревых и ротационных насосов
следующими данными: диаметр начальной окружности (1н = 66мм,
число заходов z = 2, угол подъема винтовой линии а = 46°4Г10".
Шаг винтовой линии t =220 мм, направление нарезки — правое и
левое.
На фиг. 215 показаны теоретические профили ведущего и ведо-
мого винтов насоса МВН-25 в нормальных сечениях. Указанные
| № по пор. 1 X в мм У в мм | № по пор. X в мм У в мм
0 1 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 0.000 1,980 3,960 5,940 7.920 9,900 11,880 13,596 15,576 17,556 18,961 20,339 21,619 22 913 24 431 25,883 27,401 28.985 30 569 32,213 93,869 35,651 38,482 33,000 32,969 32,940 32,716 32.493 32,272 31,848 31,551 3 ’,993 30,427 29,971 32,407 31,060 35,506 37,067 38 423 39,748 41,037 42,245 43,428 4^,541 45,674 47,340 0 1 2 3 4 6 7 о, 9 10 11 12 13 14 15 0.000 28,110 28,661 29,577 3°,567 31 714 32,927 34.116 35,422 36 675 38,037 39.450 40,820 42,219 43,766 45,100 33,000 33,000 34,980 36,828 38.438 40,128 41,778 43,296 44,880 46,332 47,850 49,368 50.794 52,206 53.724 55,000
(к фиг 215, а и б)
0
5)
Фиг. 215. Теоретическое
нормальное сечение впадин
винтов:
а — ведущего; б — ведомого.
профили строятся по точкам, базируясь на середину впадины и ось
винта, и служат для построения профиля фрез и шаблонов для кон-
троля впадин.
Технологический процесс обработки ведущего винта МВН-25
приведен в табл. 61.
Наиболее ответственную операцию нарезания витков произво-
дят в два приема.
Чистовое и черновое нарезание с припуском 0,5 мм на сторону
контролируется специальными шаблонами (фиг. 216).
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВИНТОВ РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
353
Таблица 61
Технологический процесс обработки ведущего винта
низконапорного винтового насоса
№
опера-
ции
Наименование
операции
Эскиз обработки
Станки и при-
способления
Проверить за-
готовку и раз-
метить под
центрование
Разметочная
плита и
призмы
Зацентровать
с двух сторон
с поворотом
детали
Токарный ста-
нок с четырех-
кулачковым
патроном
и люнетом
Обточить
с двух сторон
предвари-
тельно
Токарный
станок с цен-
трами и по-
водковым
патроном
Сверлить
центральное
отверстие диа-
метром 10 мм,
срезать старые
центры и за-
центровать
вновь
Токарный
станок с са-
моцентрирую-
щим патроном
и люнетом
Шлифовать
три ступени
с поворотом
детали
Проверить
биение шлифо-
ванных шеек
и сдать ОТК
на станке
Обточить
с двух сторон
под шлифо-
вание
Примечания: 1. Допустимое
биение 0,01 мм
2. Детали хранить и транспортиро-
вать в ящиках
Токарный
станок с цен-
трами и по-
водковым
патроном
Круглошли-
фовальный
станок
23 Д. Г. Белецкий 2527
354 обработка основных деталей вихревых и ротационных насосов
Продолжение табл. 61
№ опера- ции Наименовании операции Эскиз обработки Станки и при- способления
8 Фрезеровать два захода винта с при- пуском 0,5 мм на сторону Универсально- фрезерный станок с цан- гой диаметром 66,5 мм, де- лительной го- ловкой и спе- циальными люнетами и установами для фрезы и шаблона
9
Шлифовать
три уступа
по эскизу
Допустимо биение до шлифования
0,05 мм, после 0,01 мм. Сдать на станке
10
Фрезеровать
два захода
винта в размер
(допустимое
биение до
обработки
0,02 мм)
Ф66*03
Ф66*0,03 Ф66*0,03
11
Обточить
четыре шейки
диаметром
40Т, 60Х, 58Т
в размер под
шлифование
4
12
Разметить
и закернить
отверстие диа-
метром 10 мм
и шпоночные
канавки
д
б
Сечение
по бб
Ф10
-Jgg
Л)
Круглошли-
фовальный
станок
Универсально-
фрезерный ста-
нок со спе-
циальной на-
стройкой.
Установку
предъявить
ОТК
Токарный
станок с цен-
трами и по-
водковым
патроном
Разметочная
плита и
призмы
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВИНТОВ РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
355
Продолжение табл. 61
№
опера-
ции
Наименование
операции
Эскиз обработки
Станки и при-
способления
16
Сверлить по-
перечное
отверстие диа-
метром 10 мм
Фрезеровать
две шпоноч-
ные канавки
Шлифовать
до диаметра
40Х под за-
прессовку
пяты
Пригнать на
шпонку пяту
для совместной
обработки
Шлифовать
пяту и две
шейки
Вертикально-
сверлильный
станок
Вертикалино-
фрезерный
станок
Круглошли-
фовальный
станок
Слесарный
верстак
Круглошли-
фовальный
станок
Заправить
концы червяка,
притупить
острые кромки,
сдать ОТК
Слесарный
верстак
Нарезание зуба производится на универсально-фрезерном станке,
стол которого повертывается на угол спирали. Деталь устанавли-
вается в цанговом патроне, укрепленном на шпинделе делительной
головки, и поддерживается двумя люнетами. Один охватывает хво-
стовую часть винта диаметром 66,5С3 при черновом и 66+0’03 мм при
чистовом фрезеровании. Второй люнет служит для поддержки наре-
заемой части винта. Он применяется при обработке ведущего и
ведомого винтов. Для этого поддерживающая часть 5 (фиг. 217)
делается сменной.
23*
356 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВЙХРЁБЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
Основание 1 люнета имеет наклонную поверхность, по которой
Перемещается П-образный клин 2 посредством винта 3. Перемещением
клина поднимается или опускается съемная часть люнета, которая,
будучи подведена к нарезаемому винту до плотного касания, сто-
порится болтами 4. Поддерживающие кулачки люнета повернуты
1 — шаблон; 2 — контршаблон.
так, чтобы опорные площадки были расположены перпендикулярно
к виткам винта. Для уменьшения трения верхняя часть люнета с
кулачками изготовляется из бронзы. Корпус люнета крепится к
Фиг. 217. Люнет для фрезерования винтов:
1 — основание; 2 — клин; 3 — винт; 4 — болт; о — поддерживающая часть.
столу станка четырьмя болтами. Установка винта обеспечивает необ-
ходимую жесткость и возможность обработки без дробления, что
важно для получения профиля хорошего качества.
Установленный на станке винт перед нарезанием проверяется
на биение (см. операцию 10 в табл. 61). Фрезерование производят
специальными фасонными фрезами, затылованными или острозато-
ченными, из быстрорежущей стали (фиг. 218).
При работе затылованными фрезами у режущей кромки, обраба-
тывающей одну из сторон канавки, имеют место нулевые задние
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВИНТОВ РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
357
углы, что сильно затрудняет резание. Поэтому для чернового наре-
зания, а в некоторых случаях и для чистового, следует применять
острозаточенные фрезы со вставными ножами, имеющими увеличен-
ный задний угол.
Фиг. 218. Фасонные фрезы для чистового нарезания ведущего винта:
а — цельная затылованная; б — острозаточенная со вставными ножами; 7,2—правая и левая
половина корпуса; 3, 6 — левые ножи; 4 — средний нож; 5, 7 — правые ножи.
После термической обработки фреза шлифуется по профилю и
торцам по 2-му классу точности, а посадочное отверстие — по 1-му
классу, что обеспечивает минимальный зазор и точную посадку фрезы
358 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
на оправке. Допустимое биение по профилю в аксиальном и радиаль-
ном направлениях — не более 0,02 мм. Выступы на торцах диаметром
75 мм должны быть обработаны с разностью не более 0,01 мм и
биение должно быть не более 0,01 мм. Эти выступы используются
W5 ОСТАЛЬНОЕ
Фиг. 219. Винты высоконапорного насоса:
а — ведущий; б — ведомый.
для проверки точности установки оси нарезаемого винта относи-
тельно оси фрезы.
Установка стола на глубину резания производится до касания
фрезы с точно обработанными шейками винта. Перед черновым
фрезерованием шейки шлифуются до диаметра 68,5С3, а перед чи-
стовым до диаметра 66+°»(3 мм. Настройка станка для нарезания
спирали производится обычным способом, т. е. ходовой винт стола
посредством шестерен соединяется со шпинделем делительной го-
ловки.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВИНТОВ РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
359
Изготовление винтов высоконапорных насосов. Одним из сущест-
венных отличий этих винтов, осложняющих их изготовление, яв-
ляется значительно большее соотношение L : D за счет малых диа-
метров винтов. На фиг. 219 показаны ведущий и ведомый винты
\7\750СТДЛЬНОЕ
насоса, развивающего
давление до 100 кг!см2.
Нежесткая конст-
рукция этих винтов,
более высокие требова-
ния к их точности в
части сопряжения веду-
щего и ведомого винтов
требуют более совер-
шенных методов обра-
ботки. Поэтому после
фрезерования винты
Фиг. 220. Чистовая обработка
профиля канавки винта:
а — резец; б — внешний вид установки
при строгании винтов.
строгаются особым способом по профилю канавок с применением
специальных инструментов и станочных устройств.
Заготовки винтов из стали 45 после отрезки от прутка диамет-
ром 30 или 18 мм и правки проходят нормализацию при темпера-
туре 830—850° С с выдержкой в течение часа.
Технологический процесс механической обработки ведущего
винта содержит следующие операции:
1) подрезку в размер L = 574 мм и центрование с двух сторон;
2) токарную предварительную обработку с двух сторон;
3) термическую обработку с нагревом до 815—845° и охлажде-
нием в масле с отпуском до Нв = 238 ч- 260 и рихтовку (биение
не более 0,5 мм);
4) токарную обработку под шлифование с припуском 0,4—0,5 мм
диаметром 25Х, 25С, 16С, 15С3, ИХ, обтачивание до диаметра 26Х4
и окончательную обработку до диаметра 18 мм под резьбу, диаметра
20 мм и конуса; допустимое биение после обработки 0,01 мм;
3G0 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВИХРЕВЫХ И РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
5) шлифование до диаметра 25,5 С3 (предварительное);
6) фрезерование двух заходов винта острозаточенной фрезой с
припуском 0,5 мм в размер lS^0»1 мм; шаг винта проверяется
наложением ведомого винта на ведущий;
7) рихтовку винта до биения < 0,05 мм;
8) окончательное шлифование до диаметра 15 С3, 16 С, 20 С, 25Х,
25Л, 11Х и 11 Пр; овальность и конусность допускается в пределах
допуска на размер;
9) токарную проверку резцом конуса
с устранением биения после фрезеро-
вания;
10) обкаточное строгание профиля
канавки в окончательный размер до
диаметра 15+°’0иб мм, выдерживая ши-
рину ленты 4,762+0’02^ мм> при биении
внутреннего диаметра не более 0,01 мм.
Фиг. 221. Схема контроля герметичности винтов с обоймами посред-
ством ротаметра:
7 — поплавок; 2 — трубка с конусностью 1 : 400; 3 — воздушный кран для регулиро-
вания положения поплавка; 4 и 5—редукторы второй и первой ступени; 6 — филь-
тры; 7— тарировочная шайба.
Операция производится на универсально-фрезерном станке по-
средством специальной долбежной головки с приводом от шпинделя
станка, несущей специальный резец (фиг. 220, а). Винт устанав-
ливается в делительной головке и люнете, так же как и при фрезе-
ровании спиралей. Долбежная головка поворачивается в вертикаль-
ной плоскости на 43°30' с проверкой установки по шаблону или
оптическому угломеру. В процессе строжки (фиг. 220, б), при рабо-
чем ходе, режущие кромки резца снимают тонкие стружки с обеих
сторон канавки неподвижного винта. Во время- обратного хода
винт поворачивается на небольшой угол и одновременно соответ-
ственно перемещается вдоль оси.
Операция строгания может быть заменена шлифованием канавок
фасонным кругом на специальном станке. Применение шлифования
позволяет изготовлять закаленные винты.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВИНТОВ РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ
361
После строжки производится фрезерование двух пазов, наре-
зание резьбы и обкатка ведущих винтов в комплекте с ведомыми.
Обкатка производится в специальном приспособлении, в котором
к ведущему винту, установленному в подшипниках, прижимаются
входящие с ним в зацепление ведомые винты. Прижим боковых
винтов к ведущему осуществляется посредством пружинного уст-
ройства.
Прошедшие обкатку винты комплектно проверяются в обойме.
Винты должны входить в обойму в любом положении и легко в ней
проворачиваться. Перед подбором винтов с обоймой они промы-
ваются в бензине, после чего производится контроль на про-
ворачивание, а затем на герметичность соединения, которая
проверяется воздушным прибором — ротаметром завода «Калибр»
(фиг. 221). Контроль производится путем продувания воздуха через
собранный с обоймой комплект винтов. В процессе испытания винты
поворачиваются на 360°. Годными считаются комплекты, для
которых подъем поплавка не превышает 135 мм. Тарировка при-
бора производится по контрольной шайбе с диаметром отвер-
стия 1,5 мм. Принятые винты клеймятся одним номером с обоймой
и накерниваются для обеспечения постоянного совпадения ведо-
мых витков с канавками ведущего винта при повторных сборках.
На конусе одного из ведомых винтов против соответствующей ка-
навки ведущего ставится одна точка, а у второго ведомого винта и
другой канавки ведущего винта — две точки. После проверки на
герметичность винты проходят слесарную обработку, снятие зау-
сениц и доводку диаметра 11X.
ГЛАВА XI11
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
§ 50. РАЗНОВИДНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Разновидности поршневых насосов и их деталей. К группе порш-
невых насосов относятся вертикальные и горизонтальные поршне-
вые паровые насосы одинарного (одноцилиндровые) и двойного
(двухцилиндровые) действия (фиг. 222), приводные поршневые
насосы и плунжерные или скальчатые насосы. Последние изготов-
ляются с приводом от электродвигателя и, в отличие от поршневых
приводных насосов, имеют вместо поршня цилиндрический стер-
жень — плунжер или скалку без колец. Эти насосы могут разви-
вать очень высокое давление (напор) и изготовляются одно-, двух-
и трехплунжерные (фиг. 223).
У паровых и гидравлических цилиндров одного из наиболее
крупных насосов марки ПНП-250 внутренние диаметры равны
соответственно 440 и 330 мм. У вертикального насоса средней вели-
чины марки 46ГМ эти размеры составляют 150 и 100 мм. Габариты
парового блока насоса ПНП-250 имеют размеры 1200х 800X600 мм,
а чистый вес 900 кг. Паровой блок насоса 46ГМ имеет габаритные
размеры 520 X 385 X 275 мм и вес около 100 кг.
В комплект поставки приводного поршневого насоса (фиг. 223)
входит также масляный шестеренчатый насос с системой трубо-
проводов для смазки.
Корпусные детали поршневых насосов — литые из серого чугуна,
а в случае работы с кислотами, морской водой и пр. — из латуни
или бронзы.
Для литых паровых и гидравлических блоков применяются
чугун СЧ21-40, для гидравлических блоков приводного насоса и
гильз гидроцилиндров — латунь ЛК 80—ЗЛ с содержанием 80%
меди и 3% кремния или трубы железомарганцовистой латуни марки
ЛЖМц 59-1-1. Штоки гидравлических цилиндров изготовляются
из нержавеющей стали Х13 (ЭЖ1), червяки приводных насосов —
из стали 35ХМА, остальные детали — из стали 45, Ст. 5 и Ст. 3.
Большинство посадочных мест поршневых насосов выполняется
по 3-му и отчасти по 2-му классам точности при чистоте поверхности
РАЗНОВИДНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
363
5—7-го классов. Внутренние поверхности гильз и цилиндров паро-
вых блоков обрабатываются по 7-му классу чистоты, что объясняется
тихоходностью этих насосов (менее 100 ход/мин). Однако в некото-
рых случаях, например, для поверхностей плунжеров и цилин-
дров плунжерных насосов, следует добиваться чистоты 8-го
класса.
Чистота 7-го класса для поверхностей цилиндров установлена
в значительной степени исходя из наличных возможностей насосо-
строительных заводов, а не по данным экспериментального уста-
новления оптимальной чистоты поверхности этого рода. В то же
время внутренние поверхности стальных гильз бетононасосов изго-
товляются с чистотой 10-го класса, причем снижение этого класса
чистоты приводит к быстрому износу гильз.
Ко всем блокам цилиндров поршневых и плунжерных насосов
предъявляется требование гидронепроницаемости. Все детали этого
рода проходят специальные гидравлические испытания с давлением,
превышающим на 25—50% рабочее давление. В целях предупреж-
дения брака уже обработанных деталей производят предваритель-
ные гидравлические испытания деталей до механической обработки,
однако выявить в литье все дефекты (поры, раковины и пр.) невозмож-
но, так как часть дефектов появляется лишь после снятия припуска
на внутренней поверхности цилиндров и т. п.
Допускается исправление течи и потения цилиндров, обнаружен-
ных при испытаниях, что оговаривается в технических условиях на
данный тип насоса.
Особенности изготовления основных деталей. Краткий обзор
основных деталей поршневых насосов позволяет произвести их
технологическую группировку и отметить некоторые особенности
изготовления деталей каждого типа.
Наиболее характерными для производства поршневых насосов
являются: а) корпусные детали в виде блоков цилиндров, корпусов
привода, сальниковых коробок и т. п.; б) детали, обеспечивающие
герметичность подвижных соединений (клапаны и клапанные гнезда,
золотники, плунжеры, поршни и поршневые кольца); в) детали типа
шатунов и рычагов с двумя отверстиями с точным межцентровым
расстоянием; г) прочие характерные детали типа средних колонок,
эксцентриковых и коленчатых валов, крышек и сальников, червяков,
червячных и других шестерен и т. д.
Наиболее трудоемкими и ответственными деталями поршневых
насосов являются блоки паровых и гидравлических цилиндров и
корпусы.
Особо ответственной операцией обычно бывает окончательная
обработка зеркала цилиндра. Повышенные требования к чистоте
поверхности зеркала цилиндра вызывает необходимость введения
процесса хонингования. В гидравлических блоках весьма трудо-
емкой операцией является растачивание отверстий для клапанных
гнезд с нарезанием резьбы. В приводных насосах ответственными
операциями являются обработка плоскости разъема и растачивание
364
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
РАЗНОВИДНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
366
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
отверстий для подшипников коленчатого вала в корпусе привода.
Характерными являются также операции притирки клапанов и
золотников поршневых насосов, обеспечивающих герметичность
этих соединений.
§ 51. ОБРАБОТКА БЛОКОВ ПАРОВЫХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ
Изготовление блоков паровых цилиндров. На фиг. 224 показан
разрез парового блока насоса 46ГМ. При изготовлении блока необ-
ходимо выдержать следующие основные требования:
Фиг. 224. Паровой блок насоса 46ГМ:
1 — платики
1) плоскость сопряжения блока с колонками должна быть строго
перпендикулярна к осям цилиндров;
2) расстояния между отверстиями под колонки диаметром ЗОА3
и 35А3 парового и гидравлического блоков должны точно соответ-
ствовать размерам чертежа;
3) расстояния между центрами цилиндров должны быть выдер-
жаны в пределах +0,1 мм и чистота поверхности зеркала — по
7-му классу. Технологический маршрут обработки блока в условиях
мелкосерийного и переменно-поточного производств с указанием
нормированного времени приведены в табл. 62. Переход от работы
по разметке к обработке с настроенными операциями сократил тру-
дозатраты с учетом фактической трудоемкости по старому вари-
анту на 14,1 нормочаса, в 3,6 раза.
ОБРАБОТКА БЛОКОВ ПАРОВЫХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ
367
Таблица 62
Технологический маршрут обработки парового блока насоса 46ГМ
при различных масштабах выпуска
При мелкосерийном производстве (300 шт. в год) В переменно-поточной линии (2000 шт. в год)
№ । опера- ции Наименование операции Т шт. в час. № опера- ции Наименование операции Т шт. в час.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Разметка литья под обработку нижней пло- скости Токарная обработка нижней плоскости Строгание верхней плоскости Фрезерование флан- цев Разметка под обра- ботку отверстий в ниж- ней плоскости блока Сверление и развер- тывание отверстий в нижней плоскости Предварительное и окончательное растачи- вание полостей цилин- дров блока1 Обработка зеркала зо- лотниковой коробки 1 Разметка под сверле- ние Сверление разных от- верстий в блоке с ше- сти сторон 1,8 2,25 3,0 1,0 1,2 3,5 3,5 з.о 0,75 3,0 । ! 1 i 1 2 3 4 1 6 7 1 1 1 11 ! 2 I Проверка литья и при- гонка плагиков Фрезерование нижней и верхней плоскости и двух фланцев в пере- кладку Сверление, зенкеро- вание и развертывание отверстий в нижней пло- скости блока Предварительное рас- тачивание полостей ци- линдров блока2 Обработка фланца и зеркала золотниковой коробки 2 Окончательное раста- чивание полостей ци- линдров блока 3 Сверление разных от- верстий в блоке с ше- сти сторон 4а токарном станке. 4а карусельном станке. 4а тонкорасточном станке 0,5 0,72 0,6 0,4 0,27 0,35 0,66
На фиг. 225 показаны операции 2 и 7 обработки блока паро-
вых цилиндров в мелкосерийном производстве. Схемы операций
2, 4, 5, 6 и 7 обработки блоков переменно-поточной линии приве-
дены на фиг. 226. Установка блока во всех операциях производится
по трем технологическим базам-платикам 1 (фиг. 224).
Операция фрезерования выполняется на продольно-фрезерном
двустороннем станке типа А662 с постоянно установленными фре-
зами. Зубья фрез расположены ступенчато. Это обеспечивает сня-
тие всего припуска в пределах 12 мм за один проход и получение
требуемой чистоты поверхности.
В корпусе фрезы 1 (фиг. 227) над каждым резцом 2 укреплены
планки 5, в которые входят винты 4 осевого регулирования. Регу-
лирование в радиальном направлении осуществляется клиньями 5,
368
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
в пазы которых входят винты 6 с широкой головкой. Крепление
резцов в пазах производится путем затяжки гайками клиньев 7.
Возможность регулирования резцов в двух направлениях упро-
щает их точную установку в корпусе и позволяет обойтись без за-
точки собранной фрезы на заточном станке.
Операция чернового растачивания цилиндров и золотниковой
коробки выполняется также по методу концентрации операций
на карусельном станке. При этом деталь последовательно устанав-
ливается в две позиции для растачивания каждого цилиндра (по
ранее обработанным на радиальном станке отверстиям диамет-
а)
Фиг. 225. Обработка парового блока в мелкосерийном производстве:
д —обработка нижней плоскости; б — растачивание цилиндров.
ром 55А3 и фрезерованной нижней плоскости). Черновое и полу-
чистовое растачивание выполняется мерным инструментом (расточ-
ными пластинами), закрепленным в двух державках, установленных
на двух гранях поворотной головки станка. В третьей установке
детали производится предварительная и окончательная обработка
торца и зеркала золотниковой коробки. Резцы устанавливаются в
двух резцедержавках, размещенных на третьей и четвертой гранях
револьверной головки карусельного станка.
Операция окончательного тонкого растачивания двух цилин-
дров парового блока производится на специализированном станке,
изготовленном силами завода на базе имевшейся сверлильно-рас-
точной головки (фиг. 228). Особенностью станка является выносной
шпиндель, корпус которого крепится на фланце головки. Жесткая
конструкция шпинделя обеспечивает точную безвибрационную ра-
боту при растачивании паровых и гидравлических блоков. Уста-
новка детали производится в приспособлении по трем технологи-
ческим платикам; перемещение детали из первой во вторую позицию
осуществляется вместе со столом по упорам.
В последней операции производится сверление фланцев и наре-
зание ряда отверстий с четырех сторон блока, установленного на
угольнике поворотного приспособления на радиально-сверлильном
Г. Белецкий 2527
ОБРАБОТКА БЛОКОВ ПАРОВЫХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ
Фиг. 226. Операции обработки блока- паровых цилиндров в переменно-поточной линии:
а — двустороннее фрезерование в перекладку в три установки; б — растачивание на карусельном станке в три
установки; в — тонкое растачиьание цилиндров: г — сверление, цекование и нарезание резьбы в три установки (за 21
переход); I, //, ///—установки (позиции); / - поворотное трехпозиционное приспособление; 2—накладной кон-
дуктор; 3 — сменные расточные пластины.
370
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
станке. После обработки блок снимается с угольника и ставится
непосредственно на плиту станка для сверления с двух сторон отвер-
стий во фланцах цилиндров для крепления крышек. Эта операция
построена по методу концентрации, что позволяет приблизить
Bud по стрелке fl
штучное время ко времени так-
та в условиях не очень боль-
шого выпуска.
Весьма трудоемкой опера-
цией является притирка зер-
кала золотниковой коробки»
В условиях мелкосерийного
производства она выполняется
5)
Фиг. 227. Фреза для обра-
ботки плоскостей блоков:
а — общий вид; б — ступенчатое
расположение ножей; в — вставные
резцы; 1 — корпус; 2 — резцы;
3 — планки; 4, 6 — винты осевого и
радиального регулирования; 5,
7 — клинья.
на сборке вручную, после гидравлического испытания. Эта опе-
рация может быть механизирована и производится на упро-
щенном притирочном станке. Шпиндель станка вращается от
электродвигателя, кроме того, его можно перемещать в вертикаль-
ном направлении от руки. На конце шпинделя закрепляется притир
в виде круглого чугунного диска такого размера, чтобы перекрыть
всю поверхностность зеркала золотниковой коробки. Притирка произ-
водится с абразивным порошком, разведенным в масле, или пас-
ОБРАБОТКА БЛОКОВ ПАРОВЫХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ 371
той ГОИ. В процессе притирки диск вращается и одновременно
прижимается от руки к поверхности зеркала.
Обработка гидравлических блоков. Операции изготовления гид-
равлических блоков паровых насосов в общем подобны описанным
выше операциям обработки парового блока. Новым является лишь
растачивание от четырех до восьми отверстий под клапанные гнезда в
блоке сдвоенного насоса (фиг. 229).
Технологический маршрут обработки гидравлического блока на-
соса 46ГМ в условиях мелкосерийного и переменно-поточного про-
изводства приведен в табл. 63.
фиг. 228. Специализированный тонкорасточной станок
для окончательной расточки блоков-цилиндров.
Как и в предыдущем случае, переход к методу настроенных опе-
раций дает большое сокращение трудоемкости и ускорение цикла
обработки. На фиг. 230 показаны специализированные станки,
изготовленные заводом для переменно-поточной линии обработки
блоков (фиг. 230). На первом станке (фиг. 230, а) предварительно
растачиваются цилиндры. Деталь устанавливается в приспособле-
нии по технологическим платикам. Растачивание производится в
три прохода съемными расточными пластинами. После растачивания
первого цилиндра стол станка ускоренным ходом до упора пере-
мещается во вторую позицию, в которой производится обработка
другого цилиндра.
Для осуществления быстрого перемещения стола станок обору-
дован дополнительным электродвигателем. Станок изготовлен на
базе станины старого горизонтально-расточного станка, от которого,
кроме станины, оставлен стол. На месте расточной бабки поставлена
вновь изготовленная литая подушка, на которой установлена перед-
24*
372
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
няя бабка от старого револьверного станка. Из бабки изъяты все
передачи, кроме одной, обеспечивающей постоянное число оборотов
для этой операции.
Операция растачивания и нарезания восьми отверстий под
клапанные гнезда выполняется на специализированном станке
(фиг. 230, б). Деталь, перемещаясь со столом, последовательно
Вид по стрелке А
Фиг. 229. Гидравлическтй блок насоса 46ГМ.
устанавливается по упорам в четырех позициях в одной горизон-
тальной плоскости После этого ускоренным движением, при помо-
щи специального электродвигателя, стол опускается вниз и обраба-
тываются следующие четыре отверстия. В каждой позиции осуще-
ствляется растачивание зенкером, а затем нарезание резьбы метчи-
ком. Для ускорения смены инструмента в передней части зенкера
сделан цилиндрический выступ со шпонкой. На этот выступ наде-
вается пустотелый метчик после того, как расточной зенкер выведен
из отверстия. Нарезание резьбы производится в один проход на пони-
женных числах оборотов. Вывертывание метчика осуществляется
включением обратного вращения шпинделя.
Переменно-поточная линия для обработки блоков насоса 46ГМ.
На фиг. 231 показана расстановка станков и график работы переменно-
ОБРАБОТКА БЛОКОВ ПАРОВЫХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ 373
Таблица 63
Технологический маршрут обработки гидравлического блока насоса 46ГМ
при различных масштабах выпуска
При мелкосерийном производстве
(выпуск 300 шт. в год)
В переменно-поточной линии
(выпуск 2000 шт. в год)
№ опера- ции Наименование операции Т 1 шт. в час. j № опера- ции Наименование операции гшт. в час
1 Разметка литья под
строжку
2 Строгание лап и •
фланца
3 Строгание верхней
плоскости
4
5
6
7
Фрезерование двух
фланцев
Разметка под растачи-
вание
Растачивание цилин-
дров по разметке и об-
работке отверстий в
верхней плоскости
Растачивание и наре-
зание клапанных гнезд
8 Разметка под сверле-
ние
9 Сверление разных от-
верстий в блоке с че-
тырех сторон
10 Развертывание отвер-
стий под колонки
2,0
2,4 !
од ;
1,55
5,0
3,77
0,6
2,0
0,25
1
о
3
4
5
6
7
Проверка литья и
пригонка базовых пла-
тиков
Фрезерование четырех
плоскостей в перекладку
Сверление, зенкеро-
вание и развертывание
отверстий в верхней
плоскости
Предварительное рас-
тачивание полостей ци-
линдров блока
Растачивание и наре-
зание клапанных гнезд
Окончательное раста-
чивание полостей ци-
линдров блока
Сверление разных от-
верстий в блоке с че-
тырех сторон
0,5
0,84
0,38
0,39
0,75
0,37
0,62
* Фактические трудозатраты по
мелкосерийному варианту составляли
12,8 нормочасов.
поточной линии, запроектированной на выпуск 2000 насосов в год
при односменной работе линии.
Передача деталей от станка к станку производится посредством
четырех тельферов, перемещающихся по монорельсам. Паровые
блоки (деталь А) после пригонки технологических платиков на
рабочем месте / проходят через станки 2, 4, 7, 8 и 9. Гидравлические
блоки (деталь Б) проходят через станки 3, 4У 5У 6У 8 и 9. Станки 2,
3, 5, 6 и 7 обрабатывают только по одной детали, в то время как на
станках 4У 8 и 9 и рабочем месте 1 обрабатываются обе детали.
График работы линии (фиг. 231, б) показывает порядок прохож-
дения деталей по рабочим местам и загрузку рабочих и станков.
Станки 2, 3 и 7, 8 обслуживаются одним рабочим параллельно, с
частичным перекрытием времени обработки. Станки 5, 6 обслужи-
ваются также одним рабочим, но последовательно. Такое комбини-
374
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
б!
Фиг. 230. Специализированные станки для обработки гидравли-
ческих блоков насоса 46ГМ:
а — для предварительного растачивания цилиндров; б — для растачивания и
нарезания клапанных гнезд.
№№
операции□
/7
В
Я
1
1
1
2
2
3
4-5
6
7
2
3
3
4
4
5
6
7
6
8
7
9
Наименование операций.
Проверка литья ипригопка
базовых плотиков_______
Календарное время в днях
1 \ 2 \ 3
2
Время в часах
1234561812345678 1 2 3 4 5 6 7 8
Фрезерование 4-х плоскостей ДетД
Фрезерование четырех плоскостей
с поворотом детали_____________
Обработка отверстий в верхн. плоско
ста дет. Д и нижн плоскости дет. Б
Предварительное растачивание
двух полостей цилиндров
Растачивание и нарезание
клапанных гнезд _____________
Предварит.растачив. двух поло стеб
цилиндров и золотниковой коробки
Окончательное растачивание
полостей цилиндров____________
Сверление отверстии и нареза-
ние резьбы___________________
>ит.д.
Дет.Д
Дет.Б
88
64
Де/пВ
50
85
34
66
Дет.Б
59
69
100
Дет. В
f Дет.Д
Дет.Д
Де&В
ет.Б Дет Д
Лёт.И
Д\пЩ-
Дет.Б
Выход готовых деталей
темя запуска
Tj = 10,5 часа
та Тц=8,4часа
•Условные обозначения.
Штучное время (Tuim.) —Выход готовых изд елей
।--1 Время установки деталей —Переход рабочих от станка
и наладки станка к станку
88
95
85
>100
ЧОО
100
Фиг. 231. Переменно-поточная линия для обработки парового и гидравлического блоков:
а — расстановка станков; 1 — верстак; 2, 3 — продольно-фрезерные; 4, 9 — радиально-сверлильные; 5, 6 — расточ-
ные; 7—карусельный; 8 — тонкорасточной; б — график работы линии.
ОБРАБОТКА БЛОКОВ ПАРОВЫХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ
376
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
рование обработки позволяет при различном времени отдельных
операций, в ряде случаев неполностью загружающих отдельные
станки, получить полную загрузку рабочих.
Время пуска линии, т. е. время между началом обработки и
выходом первой детали, составляет 10,5 часа. Цикл полной обработ-
ки комплекта из семи деталей составляет 8,4 часа, что дает произ-
водительность линии несколько больше заданной программы.
§ 52. ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЗОЛОТНИКОВЫХ
И КЛАПАННЫХ УЗЛОВ
К деталям, обеспечивающим герметичность соединений в порш-
невых насосах, относятся седла и крышки клапанов гидравлических
блоков, плоские и круглые золотники паровых блоков, поршни с
поршневыми кольцами и плунжеры. Общим в технологическом про-
цессе обработки большинства этих деталей является притирка
герметизирующих поверхностей в качестве заключительной опера-
ции. Особенности обработки отдельных указанных деталей приво-
дятся ниже.
Изготовление плоских золотников и клапанов. На фиг. 232 пока-
зан плоский чугунный золотник поршневого насоса 46ГМ. Рабо-
чей поверхностью золотника является плоскость 93X60 мм, кото-
рая скользит по зеркалу золотниковой коробки. Отсечка пара,
проходящего по литым изогнутым каналам парового блока, произ-
водится торцами внутренней выемки размером 35 мм и торцами
золотника размером 93 мм.
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ЗОЛОТНИКОВЫХ И КЛАПАННЫХ УЗЛОВ
377
После тщательной очистки литья золотник поступает на меха-
ническую обработку. В первой операции на горизонтально-фрезер-
ном станке набором фрез обрабатываются торцы в размер 52 и 93 мм.
Затем фрезеруется паз в размер 14 мм в специальном приспособле-
нии (фиг. 233). Деталь зажимается рукояткой с эксцентриком.
После обработки верхней части золотника фрезеруется плоскость
зеркала в размер 23 мм, затем прорезается выемка в размер 35 мм
строго симметрично торцам по размеру 93 мм. Обработка впадины
производится дисковой фрезой такого диаметра, чтобы края впадины
по размеру 40 мм были обработаны на глубину 1 мм.
Фиг. 233. Приспособление для фрезерования плоского золотника:
1 — деталь; 2 — набор фрез.
После фрезерования деталь проходит контроль и слесарную
зачистку заусениц, после чего притирается на вращающемся чугун-
ном диске. Для ускорения притирки целесообразно перед этой опе-
рацией провести шлифование зеркала золотника в наборном при-
способлении на плоскошлифовальном станке.
Кроме того, целесообразнее начинать обработку с фрезерования
зеркала с тем, чтобы принимать его на базу при дальнейшей обработке.
На фиг. 234 показан узел из седла 1 и тарелки клапана 2 гидрав-
лического блока. Основным требованием к обработке деталей кла-
пана является герметичность стыка и точность посадочных размеров.
Заготовки для седла и тарелки клапана — литые из латуни ЛК 80-3.
Седло клапана обрабатывается на револьверном станке в двух
установках. В первой протачивается и нарезается посадочная часть
и подрезается задний торец. Нарезание резьбы производится само-
открывающимися плашками. Обработка второй стороны может
производиться в виде отдельной операции на токарном станке и
заключается в протачивании буртика, его точной подрезке и наре-
378
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
зании метчиком внутренней резьбы в глухом отверстии. После
токарной обработки седла клапанов шлифуются в многоместном
приспособлении с установкой на резьбе и упором в буртик. Даль-
нейшая обработка заключается в притирке, которая производится
вручную или посредством привода с гибким валом совместно с
тарелкой клапана при узловой
или общей сборке насоса.
Изготовление круглых зо-
лотников1, поршней и плунже-
ров. На фиг. 235 показан ли-
той круглый золотник насоса
ПНП-2. Золотник с четырьмя
кольцами входит во втулку зо-
лотникового цилиндра, запрес-
сованную в корпус парового
блока. При этом отверстия
втулки совпадают с каналами
паропроводов. Перекрывая со-
ответственным образом эти
отверстия, золотник регулирует
W6 ОСТАЛЬНОЕ
Фиг. 235. Круглый золотник
парового поршневого насоса.
Фиг. 234. Клапан поршне-
вого насоса:
I — седло; 2 — тарелка клапана.
поступление и выход пара из парового цилиндра. Эти золотники более
совершенны, чем плоские, и применяются в большинстве новых кон-
струкций.
Из чертежа видно, что посадочные размеры золотника — на-
правляющие пояски диаметром 70Ш3 и канавки для колец размером
11А3— изготовляются по 3-му классу точности. Чистота обработки
основных поверхностей находится в пределах 6—7-го классов.
Технологический процесс обработки золотника в условиях мелко-
серийного выпуска содержит следующие операции:
1) предварительную и окончательную токарную обработку с
двух сторон;
2) гидравлическое испытание;
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ЗОЛОТНИКОВЫХ И КЛАПАННЫХ УЗЛОВ
379
3) разметку и сверление восьми отверстий диаметром 10 мм.
При крупносерийном выпуске этих деталей токарную обработку
"следует производить в несколько операций. Исходя из того, что
внутренняя поверхность золотника не обрабатывается, и учитывая
правила базирования, установку детали в первой операции следует
производить по внутренней поверхности диаметра 42 мм. В качестве
приспособления целесообразно использовать самозажимную оправку
•с зубчатыми секторами (см. фиг. 32). В осевом направлении деталь
устанавливается по специальному упору оправки, по внутреннему
торцу. После протачивания закрытого торца в размер 12 мм и пред-
варительного растачивания отверстия диаметром 20 мм к детали
подводится задний вращающийся центр и производится ее пред-
варительная обработка по всему профилю. Припуск на чистовую
•обработку оставляется в пределах 0,5—1,0 мм на сторону по всем
наружным размерам, кроме средней выемки диаметром 56 мм,
выполняемой по свободному размеру, т. е. обычно по 7-му классу
точности.
Во второй операции деталь зажимается по диаметру 56 мм кулач-
ками самоцентрирующего патрона. В этой установке растачиваются
•окончательно выточки диаметром 48 Х35 мм и 28x2 мм и отверстие
диаметром 20 мм. Растачивание отверстий диаметром 20 мм и выточки
28 мм целесообразно производить оправкой (с задним направле-
нием), несущей зенкер и расточные пластины диаметром 28 и 48 мм.
В третьей операции производится окончательное обтачивание
наружной поверхности золотника. Деталь может быть установлена
на центровой оправке с гидропластом или на разжимной цанговой
юправке по диаметру 48 мм с поджатием, вращающимся центром по
отверстию диаметра 20 мм. Участки золотника с канавками целе-
сообразно протачивать мерным фасонным резцом, выдерживая раз-
меры 70Ш3, 69С5, 11А3, 30+0Д, а также длину 174+0’2 мм. При доста-
точно большом масштабе выпуска эту операцию целесообразно выпол-
нять на многорезцовом станке. В последующих операциях произ-
водится гидравлическое испытание и сверление отверстий диаметром
10 мм по кондуктору с делительным устройством.
Изготовление поршней, плунжеров и поршневых колец паровых
и приводных насосов. Обработка их выполняется на револьверных
или на токарных станках и не представляет существенных трудно-
стей.
Поршни паровых и гидравлических цилиндров (см. фиг. 222) не
имеют бокового отверстия под палец, как у поршней двигателей
внутреннего сгорания, и жестко скрепляются со штоком. В послед-
нее время посадка на конусной шейке штока заменяется посадкой
по цилиндрическому отверстию, что еще более упрощает изготовле-
ние. Поршни диаметром больше 100 мм литые, полые и в соответ-
ствии с габаритными размерами обрабатываются по типовому тех-
нологическому процессу для деталей типа дисков и шкивов.
Плунжеры насосов представляют собой пустотелое литье и ра-
ботают без поршневых колец (см. фиг. 223). Поэтому точность и
380
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
чистота их рабочей поверхности должны быть выше, чем у обычных
поршней. В некоторых случаях применяются сплошные скалки-
плунжеры.
Процесс обработки плунжеров состоит из обтачивания, обра-
ботки отверстия и подрезания торцов. Обработка производится на
токарных или револьверных станках. Заключительной операцией.
Фиг. 236. Обработка поршневых колец насоса 46ГМ:
а — кольцо в сжатом и свободном состоянии; б, в, г, д — операции обработки.
является шлифование, а в некоторых случаях для получения поверх-
ности высокого качества после шлифования применяется наруж-
ное хонингование или притирка.
Ответственной деталью поршневых насосов являются поршневые
кольца (фиг. 236, а). Кольца паровых цилиндров изготовляются из чу-
гуна СЧ 21-40, кольца гидравлических цилиндров—из латуни ЛК 80-3-
или из эбонита, обладающими хорошими антикоррозийными ка-
чествами. Основными требованиями к поршневым кольцам являются:
плотное прилегание к стенкам цилиндра по всей окружности, равно-
ОБРАБОТКА ШАТУНОВ, ПОЛЗУНОВ И СРЕДНИХ КОЛОНОК 381
мерное давление на стенки, перпендикулярность торцов к обра-
зующей наружной поверхности и длительное сохранение упругих
свойств.
Поршневые кольца при индивидуальном и серийном производ-
стве насосов обычно изготовляются из полых отливок — маслот.
Типовой технологический процесс обработки поршневых колец со-
держит следующие операции: 1) растачивание и обтачивание маслоты
и отрезка колец (фиг. 236, б); 2) вырезание косого замка набором
из двух фрез диаметром 60 мм (фиг. 236, в); 3) шлифование торцов с
двух сторон; 4) растачивание пакета колец по внутреннему диаметру
-(фиг. 236, г); 5) обтачивание пакета колец (фиг. 236, д)\ 6) оконча-
тельная припиловка замка.
§ 53. ОБРАБОТКА ШАТУНОВ, ПОЛЗУНОВ И СРЕДНИХ КОЛОНОК
Изготовление шатунов. На фиг. 237 показан разъемный шатун
приводного поршневого насоса. Основными требованиями при об-
работке шатуна являются параллельность отверстий большой и
Разрез по ЙД
Фиг. 237. Шатун приводного насоса из кованой заготовки:
а — корпус шатуна; б — крышка.
малой головки, точность расстояния между осями отверстий, а
также соблюдение посадочных размеров в пределах 3-го класса точ-
ности и чистоты поверхности в пределах 6-го класса.
Заготовками для шатунов служат поковки при мелкосерийном
производстве и штамповки—при крупносерийном изготовлении
этих деталей.
В условиях мелкосерийного производства технологический про-
цесс изготовления шатуна (фиг. 237) состоит из следующих опера-
ций:
1. Проверки поковки и разметки под центрование.
382
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
2. Центрования заготовки с двух сторон (фиг. 238, а). Операция
выполняется по разметке на вертикально- или горизонтально-свер-
лильных станках, а в некоторых случаях — на двусторонних цен-
тровочных станках. Центрование производится на точно заданную
глубину, так как впоследствии центровые отверстия удаляются
фрезерованием.
3. Токарной обработки шатуна в две установки: обтачивание’
большой головки диаметром 112 мм и стержня диаметром 30 мм, а
также радиусов R = 20 и R = 30 мм (фиг. 238, 6) в первой установке’
и обтачивание малой головки диаметром 76 мм (фиг. 238, в) — во
второй установке. Контроль формы головок производится по шаблону..
Обтачивание фасонного профиля при серийном установившемся
производстве целесообразно выполнять по копиру. При штампо-
ванной заготовке эти операции не выполняются.
4. Обработки торцевых плоскостей большой и малой головки
с двух сторон в размер 50С3. Эта операция в условиях мелкосерий-
ного выпуска может выполняться тремя способами: фрезерованием с
установкой в центрах и поджимом домкратиками на вертикально-
фрезерном станке (фиг. 238, г), строганием или фрезерованием пар-
тии шатунов, установленных на продольно-строгальном или фре-
зерном станке, и обтачиванием торцов с установкой шатунов на
планшайбе токарного станка. При крупносерийном производстве-
обработка плоскостей выполняется на многошпиндельных фрезер-
ных или вертикально-протяжных станках.
5. Сверления, зенкерования и развертывания отверстия в малой
головке до диаметра 45А8 и рассверливания и зенкерования отвер-
стий большой головки предварительно до диаметра 65 мм. В этой
же операции посредством державки с выдвижным резцом вытачи»
вается канавка диаметром 50x8 мм в малой головке. Для неболь-
ших шатунов в этой же операции производят и окончательную
обработку отверстия в большой головке шатуна посредством мер-
ного инструмента. Деталь устанавливается в приспособлении с
поджимом центром (фиг. 238, г).
6. Окончательного растачивания большой головки до диа-
метра 75А8 и протачивания выточек диаметром 92x3 мм с двух
сторон в размер 44С3. Операция производится на токарном станке-
с базированием шатуна по отверстию диаметром 45А3 в одну или
две установки. При этом во второй установке растачивается только’
выточка 92x3 мм, во втором торце — головки.
7. Удаления бобышек с центровыми отверстиями на вертикально-
фрезерном станке. Деталь базируется окончательно обработанными
отверстиями в головках.
8. Сверления двух отверстий под шатунные болты диаметром 16А3.
до диаметра 15,8 мм и рассверливания до диаметра 18 мм на глуби-
ну 28 мм (фиг. 238, д).
9. Разметки под разрезку большой головки.
10. Разрезки большой головки дисковой фрезой на горизонтально-
фрезерном станке.
Фиг. 238. Обработка кованого шатуна:
а — первая операция; б — вторая операция; в — третья операция; г — шестая операция; д — восьмая операция.
ОБРАБОТКА ШАТУНОВ, ПОЛЗУНОВ И СРЕДНИХ КОЛОНОК ЗвЗ1
>84
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕН ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
И. Сверления центрального отверстия шатуна диаметром 15 мм,
а также двух отверстий диаметром 5 мм и двух отверстий 3,9 мм на
вертикально-сверлильном станке.
Дальнейшая обработка шатуна, пригонка стыков, установка
вкладышей производятся на сборке.
Фиг. 239. Обработка штампованного шатуна: а, б, в — операции
обработки;
1,2 — фрезеруемые боковые стороны.
Штампованные шатуны обычно имеют двутавровое сечение и
наружному обтачиванию не подвергаются. В условиях серийного
производства такие шатуны изготовляются из одной заготовки с
последующей разрезкой большой головки. При этом отверстия в
головках диаметром меньше 60 мм при штамповке не прошиваются.
ОБРАБОТКА ШАТУНОВ, ПОЛЗУНОВ И СРЕДНИХ КОЛОНОК
385
Технологический процесс обработки таких шатунов в серийном
производстве содержит следующие операции:
1. Фрезерование торцов большой и малой головки с двух сторон
на вертикально-фрезерном станке. Шатуны обрабатываются по-
парно. Базой для измерения в первой установке служит внутреннее
ребро (фиг. 239, а).
2. Сверление и рассверливание малой и рассверливание (или
сверление и рассверливание) большой головки в несколько проходов
различными сверлами и зенке-
рами.
3. Шлифование торцов боль-
шой и малой головок на пло-
скошлифовальном станке с пря-
молинейным (фиг. 239, б) или
круглым вращающимся столом.
В первой установке детали
укладываются заусеницами от
сверления вверх и шлифуют-
ся как чисто. Затем детали пе-
реворачиваются на другую сто-
рону и шлифуются в размер.
4. Окончательное растачи-
вание отверстия в малой го-
ловке шатуна, который бази-
руется призмой по малой го-
ловке и прижимается по торцам
обеих головок (фиг. 239, в).
Фиг. 240. Ползун приводного порш
невого насоса.
5. Фрезерование боковых сторон / небольшой головки набором
двух дисковых фрез в размер по посадке Х3. Эти поверхности в даль-
нейшем являются технологической базой при растачивании большой
головки.
Дальнейшие операции в основном совпадают с операциями обра-
ботки точеного шатуна. После слесарной отделки и запрессовки
бронзовой втулки в отверстие малой головки производится тон-
кое растачивание посадочных отверстий в большой и малой го-
ловках.
В условиях крупносерийного и массового производства шатуны
должны обрабатываться с применением более производительных
операций: профильного и круглого протягивания, шлифования пло-
скости стыка, тонкого растачивания и т.п. Заготовки для шатуна и
крышки при этом штампуются и обрабатываются отдельно и только
перед растачиванием отверстия большой головки они собираются в
комплект.
Изготовление ползунов. Ползуны или крейцкопфы служат для
соединения шатуна со штоком поршня. Одна из типичных конструк-
ций ползуна показана на фиг. 240. Цилиндрические участки на-
ружной поверхности предназначены для направления при возвратно-
поступательном перемещении. Отверстие в торце служит для креп-
25 д. Г. Белецкий 2527
386
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
ления штока, а в поперечное отверстие вставляется палец, соеди-
няющий ползуны с шатуном.
Ползуны—литые из серого чугуна. Наружные цилиндриче-
ские участки заливаются баббитом, который удерживается в
специально проточенных пазах типа ласточкина хвоста. Основ-
ным требованием при обработке ползунов является перпенди-
кулярность отверстия под палец к оси детали в пределах 0,05 мм на
100 мм. Наружные цилиндрические поверхности пришабриваются
Фиг. 241. Обработка ползуна:
а — обработка торца, отверстия и центрирующей заточки; б — обтачивание башмаков под заливку
баббита; в — обработка отверстия под палец; г — заливка баббитом; /, 2, 3 — последовательность
протачивания пазов под заливку баббитом.
при сборке. Посадочные места выполняются по 3-му и 2-му классам
точности.
Основные операции обработки ползуна представлены на фиг. 241.
Первая операция выполняется на токарном или револьверном станке
с установкой детали в четырехкулачковом или двухкулачковом
патроне. Во второй операции деталь точно базируется расточенным
отверстием, являющимся основной конструктивной базой, и зажи-
мается гайкой, навернутой на конец центрирующего штыря. Такая
установка применяется для последующих операций. После долбле-
ния продольных пазов под заливку баббитом и слесарной доделки
заливаются баббитом цилиндрические участки — башмаки и произ-
водится окончательное их обтачивание, а в некоторых случаях —
окончательное растачивание отверстия для штока.
Изготовление колонок. Обработка задних колонок из круглого
проката производится по одному из типовых технологических про-
ОБРАБОТКА ШАТУНОВ, ПОЛЗУНОВ И СРЕДНИХ КОЛОНОК
387
цессов изготовления валов. В некоторых случаях средняя часть
вовсе не обрабатывается и у детали затачиваются лишь концы для
посадки в отверстия А4 и нарезается резьба для затяжных гаек.
Фиг. 242. Качающееся приспособление для растачивания средней
колонки насоса 46ГМ.
Средняя стойка (колонка) в модернизированном насосе 46ГМ
’представляет собой литую конструкцию (см. фиг. 78). Обработка
этой детали содержит следующие операции:
1) центрование на вертикально-сверлильном станке;
2) подрезание торцов и обтачивание фланцев на токарном станке;
3) сверление отверстий в прилитых втулках и фланцах на радиаль-
но-сверлильном станке в поворотном кондукторе;
25*
388
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
4) растачивание и подрезание торцов двух отверстий для криво-
шипных валиков на специализированном станке.
Наиболее сложной является обработка отверстий под криво-
шипные валики. Отверстия должны быть параллельны между собой
и перпендикулярны к оси колонки. Обработка их может выполняться
на радиально-сверлильном станке в кондукторе. Однако наладка
на специализированном станке является более производительной
и удобной. Деталь устанавливается в двухпозиционном качающемся
приспособлении (фиг. 242). Стойка зажимается между упором 1
и центром 4\ прижимы 3 и регулирующиеся опоры 2 захватывают
прилитые втулки стойки.
В первой позиции растачивается нижняя втулка. После этого
приспособление поворачивается вокруг оси 5, находящейся на рас-
стоянии 396 мм от центра обоих отверстий, и устанавливается во
второй позиции особым ловителем по отверстиям 6. Зажим пово-
ротной части 7 приспособления в каждой позиции осуществляется
посредством болтов 8 и 9 с гайками.
Обработка отверстий производится в несколько переходов пла-
стинами и зенкерами, с последующим развертыванием в окон-
чательный размер. В этой же операции подрезаются оба торца каждой
втулки посредством съемных цековок. Применение указанного при-
способления обеспечивает весьма точное расположение отверстий
как по параллельности, так и по расстоянию между ним, чего трудно
достигнуть при обработке по разметке.
Приспособление точно устанавливается на столе станка посред-
ством контрольных штифтов.
§ 54. ОБРАБОТКА КРИВОШИПНЫХ И КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
Конструкция и технические требования. Кривошипные и колен-
чатые валы относятся к классу эксцентриковых деталей. Кривошип-
ный валик (фиг. 243) имеет открытую шейку, смещенную относительно
опорных шеек на величину эксцентриситета е = 37,5 мм. Коленчатые
валы, применяемые в поршневых насосах, по своей конструкции
разделяются на одно-, двух- и трехколенчатые. У двухколенчатых
валов кривошипные шейки расположены под углом 180°, а у трех-
коленчатых— под углом 120°. Коленчатые валы несут динамиче-
ские знакопеременные нагрузки. Ввиду этого для сильно нагру-
женных валов взамен сталей 35, 40 и МСт. 5 применяют легирован-
ные стали 40ХН, ЗОХМА и др.
В некоторых отраслях машиностроения применяют литые колен-
чатые валы из малоуглеродистого чугуна с присадкой меди и хрома,
а также из хромоникелевых чугунов с содержанием углерода 2,4—
2,8%. Литые заготовки для коленчатых валов снижают трудо-
емкость заготовительных операций по сравнению с поковками и
благодаря более высокой своей точности значительно упрощают
механическую обработку. Поэтому для крупносерийного производ-
ства насосов внедрение литых валов было бы весьма целесообразно.
ОБРАБОТКА КРИВОШИННЫХ И КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
389
В случае изготовления коленчатых валов из конструкционной
стали 40 заготовки должны отвечать следующим требованиям:
твердость после нормализации Нв = 200 -н 250, предел прочности
аь = 57 -ь 70 кг/мм2\ относительное удлинение 8 = 20%, отно-
сительное сужение поперечного сечения — не менее 45%, ударная
вязкость ак = 5 кгм!см2.
Основное требование, предъявляемое к коленчатым валам, —
обеспечение параллельности оси шатунных шеек по отношению к оси
Фиг. 243. Кривошипный валик парораспределительного механизма парового
насоса.
коренных шеек в пределах 0,1 мм на 1 м длины. Кроме того, должен
быть выдержан заданный разворот колен в пределах 5'. Точность
размеров коренных и шатунных шеек находится в пределах 3-го и
2-го классов.
Технологические процессы. Технологический процесс обработки
кривошипных валиков (см. фиг. 243) весьма прост. Он содержит
следующие операции:
। 1. Фрезерование двух торцов в размер на горизонтально-фрезер-
ных станках набором из двух фрез.
2. Засверливание и зенкерование центровых отверстий по основ-
ной оси валика на двустороннем центровальном или на настольно-
сверлильном станке.
3. Обтачивание валика под шлифование диаметра 25С3 и 24 мм
в центрах с подрезкой внутреннего торца колена в размер 160 мм.
4. Предварительное и окончательное обтачивание кривошипной
шейки диаметром 14X3 в эксцентричном приспособлении, установ-
ленном на планшайбе токарного станка.
5. Шлифование шеек вала диаметром 25С9.
6. Фрезерование дисковой фрезой шпоночного паза на горизон-
тально-фрезерном станке.
390
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
Таблица 64
Технологические Маршруты механической обработки коленчатых валов
№ опера- ции Название операций Вид производства
Массовое и крупно- серийное Серийное Мелкосерийное и индивидуальное
Тип оборудования
0 Заготовка Горячештампованная Поковка. Про- кат (блюмсы;
1 Правка Механические прессы Паровые пнев- матические мо- лоты
9 Разметка | Разметочные плиты
3 Вырезание ко- лен — Радиально- и вертикально- сверлильные станки и диско- вые пилы
— Вертикально- сверлильные и долбежные станки
4 Подрезка и центрование тор- цов Специализированные станки —
— Токарные с люнетом, горизон- тально-сверлильные (расточные) и радиально-сверлильные (с при- ямком)
5 Предваритель- ное обтачивание коренных шеек Многорезцовые специализиро- ванные Токарные
6 Чистовая под- резка и пере- центровка торцов — Токарные с люнетом
7 Обработка ша- тунных шеек и внутренних по- верхностей шеек Станки для об- тачивания шеек с вращающейся деталью Станки для обтачивания шеек с неподвижной деталью, токар- ные с бугелями
8 Обработка бо- ковых плоско- стей шеек Продольно- и вертикально-фре- зерные и продольно- и попе- речно-строгальные
ОБРАБОТКА КРИВОШИПНЫХ И КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
391
Продолжение табл. 64
№ опера- ции Название операции Вид производства
Массовое и крупно- серийное Серийное Мелкосерийное и индивидуальное
Тип оборудования
9 Чистовая об- работка корен- ных шеек Многорезцовые специализирован- ные Токарные
10 Чистовая об- работка наруж- ных сторон щек — Токарные (совмещается с опе- рацией 9)
11 Сверление от- верстий Вертикально-сверлильные станки
12 Шлифование коренных шеек предварительное Специальные шлифовальные станки Круглошлифовальные станки
13 Шлифование шатунных шеек окончательное То же То же. Совмещается с опера- цией 7 на токарном станке.
14 Окончательное шлифование ко- ренных шеек То же Круглошлифовальные станки*
15 Полирование коренных шеек Специально-полировальные Токарные с по- лировальными жимками
16 Отделка ша- тунных шеек Станки для доводки колеблю- щимися брусками Совмещается с операциями 14 и 7
Для коленчатых валов, применительно к насосостроению, в зависи-
мости от серийности производства можно установить два существенно
отличных технологических маршрута (табл. 64): первый относится
к индивидуальному и мелкосерийному производству, второй — к
крупносерийному производству этих деталей.
Основные различия этих двух процессов определяются в первую
очередь различными заготовками. Ближе всего к форме готового
вала подходит штампованная заготовка. Такая заготовка может
быть получена в некоторых случаях также путем гибки в горячем
состоянии горячекатанного прутка на ковочных машинах. Вслед-
ствие высокой стоимости штампов горячештампованные заготовки
применяются лишь в крупносерийном и массовом производстве,
392
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
Штампованные заготовки не только обеспечивают наименьшие
припуски на обрабатываемых поверхностях, но и позволяют устра-
нить обработку боковых сторон щек коленчатых валов, что значи-
тельно облегчает механическую обработку и позволяет применять
специальные высокопроизводительные станки.
В серийном и индивидуальном производстве применяются кова-
ные заготовки, а в некоторых случаях заготовки из проката (блюмсы)
прямоугольного сечения. На фиг. 244 показана поковка двухколен-
чатого вала приводного поршневого насоса. При обработке валов
из кованых заготовок трудоемкой работой является удаление ме-
Фиг. 244. Вспомогательные
операции обработки двухколен-
ного вала приводного поршне-
вого насоса из поковки:
а — разметка; б — высверливание;
в — вырезка колена.
талла из колен. Эта операция выполняется путем высверливания
или комбинированием высверливания с разрезанием на дисковой
пиле или на долбежном станке (фиг. 244, б и в).
Следующей особенностью индивидуального и серийного вариантов
технологического процесса является обтачивание шатунных шеек
на токарных станках, в то время как при крупносерийном произ-
водстве для этой цели используют специальные станки.
Крупносерийный вариант технологического процесса характери-
зуется обязательным наличием термической обработки (в большин-
стве случаев закалки с нагревом т. в. ч.), после которой произво-
дится предварительное и окончательное шлифование и окончатель-
ная отделка полированием или доводкой колеблющимися брусками.
Коленчатый вал, особенно многоколенчатый конструкции, является
нежесткой деталью, поэтому для устранения изгибов вала, возникаю-
щих в процессе обработки, в технологическом процессе крупносерий-
ного и массового производства предусматривается многократная
правка валов после чернового и чистового обтачивания и перед
шлифованием.
С другой стороны, в мелкосерийном производстве крупных валов
операции шлифования не могут быть выполнены вследствие отсут-
ствия крупных круглошлифовальных станков. В этом случае произ-
водится тщательноое обтачивание шеек вала с доследующим их
полированием в этой же операции.
ОБРАБОТКА КРИВОШИПНЫХ И КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
393
Токарная обработка коленчатых валов заключается в обтачива-
нии коренных и шатунных шеек и щек.
Первая операция не отличается существенно от обработки жест-
ких или соответственно нежестких ступенчатых валов. В массовом
или крупносерийном производстве она производится на многорез-
цовых станках для обработки коленчатых валов. В мелкосерийном
и индивидуальном производстве коренные шейки обтачиваются на
универсальных токарных станках соответствующих габаритов.
а)
Фиг. 245. Схемы обтачивания шатунных шеек:
а — на специальном станке с вращением детали; б - на станке с вращаю-
щимся резцом; 1 — шатунная шейка; 2 — резец; 3 — путь центра шатунной
шейки; 4 — путь вершины резца.
Обработка наружных сторон щек вала и радиуса галтелей произ-
водится одновременно с обтачиванием коренных шеек. Большим
неудобством этих операций является работа резца с ударами и его
большой вылет.
Обработка шатунных шеек коленчатых валов. Наиболее харак-
терными являются операции обтачивания шатунных шеек. В мас-
совом и крупносерийном производстве эта операция производится
на специальных станках, работающих по схеме, показанной на
фиг. 245, а. При этом коленчатый вал устанавливается в центрах по
оси коренных шеек, а резцы, обтачивающие шатунные шейки, со-
вершают сложное движение в пространстве, как бы сопровождая
соответствующие шейки, Это движение осуществляется посредством
394
ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
двух коленчатых валов, одинаковых с обрабатываемым валом, на
шатунных шейках которых закреплены резцедержатели.
Указанные станки являются специальными, так как изготовля-
ются для обработки только одного определенного вала. Они очень
производительны, так как одновременно обрабатывают несколько
шеек вала и являются обязательным видом оборудования автомо-
бильных, тракторных и тому подобных заводов.
Более простым станком для обтачивания шеек (фиг. 245, б)
является станок с вращающимся резцом. При обработке на этом
Фиг. 246. Обтачивание шатунных шеек на токарном станке:
1 — бугели; 2, 5 — грузы; 3 — резцедержатель; 4 — распорки.
станке вал укладывается в особых призмах так, чтобы шатунная
шейка оказалась внутри кольца, несущего салазки вращающегося
резца. В процессе обработки резец вращается в вертикальной плос-
кости вокруг оси шатунной шейки, а каретка кольца получает осевое
перемещение (подачу). При помощи особого устройства резец может
получать радиальное перемещение внутри кольца для установки
резца на глубину резания, а также для обтачивания внутренних
щек шатунных шеек.
Эти станки легко настраиваются на заданный размер вала и
применяются в серийном и мелкосерийном производстве крупных
коленчатых валов. Многоколенчатые валы обтачиваются в несколько
установок.
Недостатком станков этого типа является трудность повторных
установок вала для обработки нескольких шеек с обеспечением
параллельности осей шатунных и коренных шеек.
В условиях серийного и индивидуального производства мелких
и средних коленчатых валов шатунные шейки обтачиваются на
токарных станках с применением несложных приспособлений
(фиг. 246). Для создания эксцентричного вращения на концы колен-
чатого вала надевают кронштейны — бугели /, на которых сделаны
ОБРАБОТКА КРИВОШИПНЫХ И КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
395
центровые отверстия на расстоянии е, равном величине эксцентри-
ситета шатунных шеек относительно коренных. Бугели плотно
надеваются на предварительно обточенные крайние коренные шейки
и стопорятся винтами. Для последовательного обтачивания шатун-
ных шеек, повернутых на 90° друг от друга, бугели 1 имеют Г-образ-
ную форму. Во избежание прогиба вала между бугелями и обта-
чиваемым коленом вставляются распорки 4.
Для устранения дисбаланса вследствие смещения вала с оси
центров при его обтачивании к планшайбе и правому бугелю при-
крепляют противовесы 2 и 5.
Фиг. 247. Крепление коленчатых валов при обработке
шатунных шеек на токарном станке:
1 — бугель; 2 — цанга; 3 — планша14ба; 4 — зажим; 5 — противовес.
Уменьшение вылета резца при обтачивании шатунных шеек
достигается применением специального узкого резцедержателя 5,
в котором резец крепится прижимной планкой. От бокового смеще-
ния резец удерживается шпонкой, входящей в паз, профрезерован-
ный в теле резца. Такой резцедержатель приходится применять и
при протачивании средней коренной шейки.
На фиг. 247 показан бугель с цанговым креплением для обтачи-
вания шатунных шеек, расположенных со сдвигом на 180°. Левый
конец вала в некоторых случаях крепится не в бугель, а посредством
зажима 4, установленного на планшайбе 3.
В случае незначительного эксцентриситета шатунных шеек
(е < вместо применения бугелей в торцах вала делают вторые
центровые отверстия на расстоянии е от оси основных шеек,
396 ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
Учитывая сложность закрепления для обтачивания шатунных
шеек, их предварительную и окончательную токарную обработку
производят в одной установке. При обработке крупных коленчатых
валов и при отсутствии крупных круглошлифовальных станков
после чистового обтачивания шатунных шеек в этой же установке
производят их полировку. Для этого используется абразивное по-
лотно и специальные деревянные жимки с вырезом по диаметру
шейки.
Дальнейшая обработка коленчатых валов производится в соот-
ветствии с типовым технологическим процессом. Обработка корен-
ных шеек, фрезерование шпоночных пазов и прочие операции произ-
водятся, как для обычных многоступенчатых валов.
ГЛАВА XIV
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ДЕТАЛЕЙ
УПЛОТНЕНИЙ
§ 55. ОПОРЫ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА В НАСОСАХ
И ОСОБЕННОСТИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Конструкции, материалы и технические требования к изготовле-
нию опор. В качестве опор роторов насосов применяются подшип-
ники качения и скольжения, воспринимающие радиальные нагрузки,
а также пяты и подшипники качения для восприятия осевых
нагрузок.
В ряде случаев узлы подшипников однотипных насосов норма-
лизуются. При этом для насосов, близких по размеру, применяются
одинаковые опоры.
Корпус 1 (фиг. 248) нормализованного подшипника крупных
насосов типа НД посредством полуфланца присоединяется к корпусу
насоса и закрывается верхней крышкой 3. На ребрах корпуса и
крышки крепятся верхний 5 и нижний 7 вкладыши с баббитовой
заливкой под шейку вала. Для восприятия возможных двусторон-
них осевых нагрузок служит двухрядный шариковый подшипник,
установленный в боковой крышке 2.
Разъемная конструкция подшипников из двух половинок при-
меняется для большинства насосов. Исключение составляют кон-
сольные и некоторые другие типы насосов, в которых для воспри-
ятия радиальных нагрузок используются подшипники качения.
Корпусы подшипников и вкладышей литые из серого чугуна
СЧ 15-32. Для заливки вкладышей используется баббит марки Б83
и Б16, бронза и пластмассы. Имеются попытки изготовлять вкладыши
подшипников скольжения для насосов из биметаллической ленты
по примеру автотракторной и других отраслей промышленности.
У крупных осевых насосов и турбонасосов вкладыши подшипни-
ков скольжения с водяной смазкой изготовляются из резины,
бакаута (фиг. 249) или лигнофоля.
Техническая резина черного цвета, применяемая для вкладышей,
должна иметь плотное, монолитное строение без пятен, пузырей,
трещин и надрывов. Предел прочности на разрыв должен быть не
менее 180 кг!см2 и относительное удлинение не ниже 40%. Увеличе-
398
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ
ние в весе после 10-дневного пребывания в воде — не выше 0,4%.
Прочность соединения резины с металлической втулкой после за-
ливки должна соответствовать разрывному усилию 20—40 кг!см2.
Лигнофоль изготовляется из тонких березовых пластин, скле-
енных фенолформальдегидной смолой при давлении 180—350 кг!см2
и температуре 140—150° С. Поставляется лигнофоль в виде плит, из
которых вырезаются пластинки для вкладышей.
Основной особенностью изготовления подшипников скольжения
является обработка плоскости стыка у отдельных половинок кор-
Фиг. 248. Подшипник крупного центробежного насоса.
1 — корпус; 2 — боковая крышка; 3 — верхняя крышка; 4 — крышка масляной камеры; 5 — верхний
вкладыш; 6 — уплотнительное кольцо; 7 — нижний вкладыш; 8 — нижняя крышка; 9 — бумажная
прокладка 0,5 мм.
пусов и вкладышей, а затем их совместная обработка в собранном
виде. Обработка корпусов или посадочных мест в стойках консоль-
ных насосов для подшипников качения выполняется обычными
методами, применяемыми для растачивания корпусных деталей.
В условиях крупносерийного и массового производства к вкладышам
предъявляются требования взаимозаменяемости.
К механической обработке корпусов подшипников предъявля-
ются следующие требования:
1) точность размеров в пределах 2-го и 3-го классов;
2) точность геометрической формы, т. е. отсутствие конусности
и эллиптичности;
3) чистота поверхности в пределах 7—8-го классов.
Уплотнительные устройства. Для того чтобы обеспечить хорошую
работу насоса, необходимо создать ряд герметичных и полугер-
метичных соединений, разобщающих полости нагнетания и всасы-
вания или внутренние полости насоса с наружной атмосферой.
Основными разновидностями такого рода устройств являются:
ОПОРЫ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ 399
1) уплотнительные кольца в центробежных насосах (см. фиг. 70),
разобщающие полость всасывания и нагнетания и создающие обя-
зательный зазор между корпусом насоса и вращающейся втулкой
рабочего класса;
2) лабиринтные уплотнения, применяемые у высоконапорных
насосов для той же цели, а также в подшипниках для предупрежде-
ния просачивания масла или попадания воды внутрь подшипника;
Фиг. 249. Неметаллические вкладыши:
а—резиновые; б — бакаутовые; /, 2 — половинки металлического корпуса;
3 — вставки из дерева; 4 — профиль резьбы.
3) сальники набивные (см. фиг. 70 и 71), механические (фиг. 196)
крышки подшипников, обеспечивающие герметичность подвижных
соединений;
4) уплотнительные прокладки, обеспечивающие герметичность
неподвижных стыков крышек и корпусов насосов горизонтально-
разъемных центробежных, шестеренчатых и других видов.
Уплотнительные устройства первых двух типов представляют
собой детали из чугуна или цветных сплавов (бронза, латунь). Основ-
ной особенностью их изготовления является обеспечение постоян-
ного зазора порядка 0,1 мм между вращающейся и неподвижной
деталью. Последнее требует, кроме точности размеров, еще и кон-
центричности при вращении. При этом двойной эксцентриситет
вращающегося элемента уплотнения в сумме с погрешностями раз-
меров деталей уплотнения должен быть меньше указанной выше.
400
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ
величины зазора. Особые трудности это вызывает при изготовле-
нии многоступенчатых насосов.
Уплотнительные устройства, обеспечивающие полную герметич-
ность подвижных соединений, носят название сальников. В меха-
нических сальниках оба соприкасающихся элемента, например
буртик вала и кольцо сальника, прижимаемое пружиной, изгото-
вляются из металла. При этом для уменьшения трения один
из уплотняющих элементов имеет графитовый вкладыш. При изго-
товлении механических сальников основными трудностями являются
подбор материала трущейся пары с наименьшим износом и обеспе-
чение плотного прилегания деталей при вращении.
В обычных сальниках шейки вала соприкасаются с набивкой,
выполненной из асбестового или льняного шнура, пропитанного
смазкой и зажимаемого крышкой сальника.
В крышках подшипников в качестве уплотнительной вставки
применяются кольца из фетра или войлока, вкладываемые в расто-
ченную V-образную канавку крышки. Обработка литых чугунных
корпусов крышек сальников и крышек подшипников качения не
представляет трудностей.
Прокладки изготовляются из ватмана, паронита, резины и дру-
гих материалов. Основное их назначение — получение плотного
соединения сопрягаемых поверхностей.
Изготовление прокладок сводится к вырезыванию их по контуру
или вырубке на ручном или приводном прессе. При изготовлении
прокладок горизонтально-разъемных шестеренчатых и тому подоб-
ных насосов, кроме вырубки по контуру, в прокладке вырубаются
отверстия для прохода шпилек.
§ 56. ОБРАБОТКА КОРПУСОВ И ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ
Обработка корпусов и крышек подшипников. В технологический
процесс изготовления корпуса и крышки подшипника (см. фиг. 248)
в условиях мелкосерийного производства входят следующие опе-
рации:
Обработка крышки до сборки:
1) проверка литья и разметка плоскости разъема;
2) строгание плоскости разъема и замка по размеру 320С3 в
первой установке и платика под крышку 4 — во второй установке
на поперечном или продольно-строгальном станке;
3) разметка четырех отверстий под шпильки диаметром 25 мм,
двух отверстий под контрольные штифты и одного отверстия под
резьбу Ml2 для привертывания крышки 4\
4) сверление семи отверстий и цекование шести отверстий на
вертикальном или радиально-сверлильном станке.
Обработка корпуса до сборки:
1) проверка литья и разметка плоскости разъема;
2) строгание платика под нижнюю крышку <8 и плоскости разъ-
ема с замком в размер 320Ад;
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ И ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ 401
3) сверление четырех отверстий под шпильки и двух отверстий
под контрольные штифты по крышке с? (фиг. 248), как по кондуктору;
4) установка четырех шпилек, сборка корпуса с крышкой, раз-
вертывание отверстий под контрольные штифты и их установка.
Обработка корпуса и крышки в сборе:
1) обработка на карусельном станке торца и заточки диамет-
ром 400С3 фланца и отверстия под уплотнительное кольцо 6\
2) вторая обработка на карусельном станке торца и отверстия
диаметром 215А3 под крышку 2, растачивание и подрезка торцов
Фиг. 250. Оснастка для обработки корпуса подшипника:
а — приспособление для точной установки на карусельном станке; б — накладной кондуктор
для сверления пяти отверстий в полуфланце.
для установки вкладыша. Установка корпуса на станке в приспособ-
ление, центрирующее деталь по заточке диаметром 400С3 (фиг. 250, а);
3) сверление пяти отверстий в большом фланце по накладному
кондуктору (фиг. 250, б), шести отверстий для шпилек в малом
фланце по крышке 2 (фиг. 248), шести отверстий по нижней крышке 8
и двух отверстий под трубную резьбу с последующей цековкой и на-
резанием резьбы под шпильки;
4) установка шести шпилек для крышки S, привертывание крышки
и гидравлическое испытание водяной камеры на 3 ат.
Обработка крышки после совместной обра-
ботки с корпусом:
1) разъединение крышки с корпусом;
2) разметка отверстия под цилиндрический стопорный штифт;
3) сверление отверстия диаметром 14X14 мм.
Отличительной особенностью приведенного технологического
процесса является использование ранее просверленных по разметке
крышек корпуса, как кондукторов для сверления. Кондуктор при-
26 Д. Г. Белецкий 2527
402
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ
О
*)
д)
Фиг. 251. Эскизы обработки вкладышей:
я, б — обработка стыков: 1 — деталь (вкладыш); 2 штифты; 3—шаблон; 4 — наборная
фреза; 5 — призма; 6 — прихват; в, г — растачивание под заливку: 7, 5 — упоры; 2, 3 — приз-
мы; 4 — державка; д — наружное обтачивание: / — оправка; 2 — вкладыши; 3 — хомут;
4, 5 — гайки.
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ И ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ
403
меняется лишь для сверления присоединительного фланца. Ука-
занный прием, обеспечивая точное расположение отверстий в со-
единяемых деталях, снижает потребное количество оснастки в усло-
виях мелкосерийного производства. При увеличении масштаба
выпуска сверление корпуса и сопрягаемых деталей целесообразно
выполнять по кондукторам с «зеркальным» поворачиванием.
Вместо строгания следует применить фрезерование плоскостей
разъема и замков набором фрез (фиг. 251, а).
Механическая обработка разъемных вкладышей. Обработка поло-
винок, заливаемых антифрикционным сплавом, может быть разбита
на четыре этапа: 1) раздельная обработка двух половинок; 2) их
совместная предварительная обработка; 3) окончательная совмест-
ная обработка после заливки; 4) пригонка вкладышей по валу после
установки в корпус. Последнее имеет место при серийном произ-
водстве и выполняется пришабриванием при невзаимозаменяемых
вкладышах.
Методы выполнения отдельных операций обработки вкладышей
зависят от масштаба производства. Однако основной технологи-
ческий процесс обработки при этом изменяется мало (табл. 65).
В некоторых случаях последовательность и количество опера-
ций, указанных в табл. 65, частично изменяются. Так, например,
иногда вначале производится окончательное растачивание залитых
вкладышей, а затем уже окончательное обтачивание или шлифо-
вание их наружной поверхности. При этом в серийном производ-
стве эта обработка производится только один раз — после оконча-
тельного растачивания залитых вкладышей. В ряде случаев окон-
чательная обработка отверстия производится тонким растачиванием
каждой из двух половинок раздельно, что исключает влияние про-
кладок.
Сверление отверстий и нарезание смазочных канавок относятся
к последним операциям. Такую последовательность обычно приме-
няют лишь в мелкосерийном производстве, когда окончательная
пригонка вкладышей по валу производится путем шабровки, в про-
цессе которой снимаются заусеницы и царапины, остающиеся после
сверления и прорубания канавок на внутренней поверхности вкла-
дыша. У чугунных вкладышей крупных подшипников для лучшего
удержания баббита, кроме окружных пазов в виде ласточкина
хвоста, прострагиваются еще продольные пазы такого же про-
филя.
При больших масштабах выпуска шабровка вкладышей обычно
не применяется. В этом случае окончательную обработку отверстий
вкладышей производят тонким растачиванием уже после установки
в корпус. Это имеет место, например, при обработке коренных
вкладышей в блоке цилиндров автомобильных двигателей или в
шатунах, что позволяет устранить все погрешности предыдущей
обработки.
На фиг. 251 показана обработка стыков вкладышей с буртиками
в условиях серийного, крупносерийного и массового производства.
26*
404
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ
Технологические маршруты обработки вкладышей
подшипников скольжения
Таблица 65
1 № опера- ции Название операции Вид производства
Массовое | Серийное | Индивидуальное
Тип станков
1 Черновая обработка стыков двух половинок Протяжные | Строгальные
— Горизонталь- но-фрезерные —
2 Обработка отверстия под заливку Вертикально-сверлильные Токарные
3 Подрезка торцов Горизонтально-фрезерные Токарные (совмещается с операцией 2)
4 Предварительная обра- ботка наружной поверх- ности на оправке (для гладких вкладышей) Токарные специализирован- ные —
— | Токарные
5 Окончательная обра- ботка наружной поверх- ности на оправке Круглошлифовальные Совмещается с операцией 4
6 Заливка баббитом Центробежные станки для заливки
— Приспособления для за- ливки
• 7 Зачистка и пригонка стыков Шлифовальные диски 1 —
— | Пришабрирование
8 Получистовая обработ- ка отверстия Вертикально-сверлильные
— | Токарные
9 Сверление смазочных и других отверстий Специализированные мно- гошпиндельные —
| Вертикально-сверлильные
10 Изготовление смазоч- ных канавок Специализированные токар- ные с копиром Вырубка вручную
| Токарные
11 Окончательная обра- ботка наружной поверх- ности (при отсутстви опе- рации 5) Круглошлифовальные Токарные
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ И ВКЛАДЫШЕЙ ПОД1Ш ПНИКОй
405
Продолжение табл. 65
№ опера- ции Название операции Вид производства
Массовое | Серийное | Индивидуальное
Тип станков
12 Обработка холодиль- ников и отверстий для смазочных колец (по на- добности) Горизонтально-фрезерные Слесарный верстак
13 Окончательная обра- ботка стыков (для глад- ких вкладышей) Протяжные —
14 Окончательная обра- ботка отверстия Тонкорасточ- ные Пришабриваются при сборке
В первом случае вкладыши 1 (фиг. 251, а) устанавливаются по че-
тыре штуки в многоместном приспособлении на штифтах 2,выверяются
посредством шаблона 3 и обрабатываются наборными фрезами 4.
При этом размер Ai > А2 на 3—4 мм, что создает технологическую
базу в виде уступа для последующей обработки. В случае протяги-
вания вкладыш 1 (фиг. 251, б) базируется призмой 5 и зажимается
по торцу прихватом 6.
Растачивание вкладышей под заливку производят на токарном
станке в специальном патроне. Упоры 1 (фиг. 251, в) фиксируют
плоскость разъема верхней половинки точно в плоскости оси вра-
щения. После прижима верхнего вкладыша призмой 2 к упорам
призмой 3 к нему поджимается нижний вкладыш.
Вкладыши растачиваются резцом на заданный размер, после
чего при помощи специальной державки 4 с двумя резцами подре-
заются два торца.
В случае массового производства обработка отверстий под за-
ливку выполняется зенкером на сверлильном станке. При этом
может быть обработан верхний торец посредством ножа или подрез-
ной пластины, установленной сзади зенкера. Однако в большинстве
случаев этого не делают, так как для подрезки второго торца все
равно необходимо вводить дополнительную операцию. Поэтому
обработка обоих торцов в этом варианте производится отдельно
посредством одновременного двустороннего фрезерования торце-
выми фрезами. Деталь при этом зажимается двумя призмами.
Обтачивание наружной поверхности вкладышей целесообразно
выполнять на оправке / (фиг. 251, б). Перед обработкой оба вкла-
дыша 2 устанавливаются на оправку 1 и сжимаются хомутом 3,
после чего гайкой 4 оба вкладыша плотно прижимаются к уступу
оправки. В таком положении обтачиваются буртики вкладыша или
его концы на длине 4—6 мм с каждой стороны. После этого навер-
тываются гайки 5, которые своими конусообразными раструбами
406
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ
плотно захватывают края вкладышей, прижимая их к оправке.
Дальнейшая обработка наружной поверхности вкладышей произ-
водится без хомута 3.
Кроме описанной выше оправки, для обтачивания вкладышей
применяются оправки с зажимом только по торцам. Такие оправки
несколько проще, но зато не гарантируют плотного прилегания
вкладышей к оправке, в то время как наличие стыка создает отры-
вающее усилие при обтачивании.
После заливки вкладышей баббитом производится получистовая
обработка отверстия и наружной поверхности (см. табл. 65). Опера-
Фиг. 252. Станок для протачивания
смазочных канавок во вкладышах.
упоров 1 ставят упоры 5, уступ
ция наружного шлифования вы-
полняется на оправке. Чистовое
растачивание под шабровку про-
изводится так же, как предвари-
тельное растачивание (фиг. 251, в).
В большинстве случаев оконча-
тельное растачиваниедолжно про-
изводиться с прокладками, что
создает возможность натяга под-
шипника при последующих ша-
бровках. Для этой цели вместо
которых равен заданной толщине
прокладок.
Для прорезания смазочных канавок при крупносерийном произ-
водстве целесообразно применять специальный станок (фиг. 252).
Заливка вкладышей баббитом. Эта операция не относится к меха-
нической обработке. Однако в крупносерийном и массовом про-
изводстве она выполняется в потоке — линии механической обра-
ботки.
В технологический процесс заливки вкладышей подшипников
входят следующие операции:
1. Очистка поверхности стальными щетками, абразивной бума-
гой или полотном, пескоструйным способом или травлением в 10—
15%-ном растворе серной или соляной кислоты с последующей
промывкой в горячей воде.
2. Обезжиривание в 10—15%-ном растворе едкого натра или
соды при 90°, с последующей промывкой в горячей воде.
3. Травление поверхностей, подвергающихся заливке в хло-
ристом цинке с 5—10% хлористого аммония, путем погружения в
ванны на 20—30 сек. или нанесения на поверхность флюса посред-
ством волосяной щетки, паклей и т. п.
4. Покрытие незаливаемых поверхностей защитной пастой, пре-
дохраняющей их от приставания полуды. Паста состоит из двух
частей мела, двух частей жидкого стекла и одной части воды.
5. Лужение заливаемых поверхностей для лучшего приставания
баббита. Мелкие подшипники лудятся опусканием в ванну с полу-
дой при температуре 300—320° на 5—7 мин. Крупные подшипники
лудят с нагревом до 280—300°. При этом полуда наносится в виде
ОБРАБОТКА КОРПУСОВ И ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ
407
Фиг. 253. Приспособление для центро-
бежной заливки вкладышей на токар-
ном станке:
/ — вкладыши; 2 — маховичок для зажима вкла-
дышей.
подшипника и является следствием
порошка или соответствующая поверхность нагретого вкладыша
нати р а ется п рутком.
6. Заливка баббита в подшипники производится различными
методами: вручную, центробежным способом, под давлением и пуль-
веризацией. Ручная заливка вкладышей осуществляется подобно
заливке крейцкопфа (фиг. 241).
Для заливки собранные вкладыши устанавливают торцом на
чугунную плиту, внутрь помещают стержень так, чтобы обеспечить
равномерный зазор между его поверхностью и стенками вкладышей.
Для предупреждения утечки баббита нижняя часть вкладышей
заделывается замазкой из гли-
ны, песка и жидкого стекла [17 ].
Перед заливкой вкладыши долж-
ны быть нагреты до 250°.
Приспособление для центро-
бежной заливки вкладышей на
токарном станке (фиг. 253) по-
зволяет получить плотный рав-
номерный слой баббита.
Основными дефектами за-
ливки вкладышей могут быть:
1) неплотное приставание
баббита к телу вкладыша, что
обнаруживается обстукиванием
плохой очистки и лужения поверхности, а также недогрева или
перегрева подшипника при заливке;
2) пористость вследствие сильного окисления баббита при за-
ливке длинной струей или длительного нахождения облуженного
вкладыша на воздухе;
3) крупнозернистое строение баббита вследствие замедленного
охлаждения вкладыша, неправильной температуры заливаемого баб-
бита и неправильного состава баббита.
С увеличением скорости вращения вкладышей увеличивается
плотность залитого слоя, однако при чрезмерной скорости может
возникнуть расслоение баббита. Ориентировочно скорость на внут-
реннем диаметре вкладыша d можно определять по формуле
v = 20]/d м!мин.
При изготовлении биметаллических вкладышей заливка баббита
на стальную ленту толщиной 1,0—2,5 мм производится на специаль-
ной агрегатной линии.
Изготовление неметаллических вкладышей. Кроме антифрикцион-
ных сплавов, для подшипников применяют вкладыши из резины и
дерева. Показанный на фиг. 249, а подшипник турбоциркуляцион-
ного насоса представляет собой разъемную латунную втулку диамет-
ром 195,7 мм, облицованную резиной.
Подготовка вкладышей под заливку производится в таком же
порядке, как и для баббитовых подшипников, за исключением
408
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ
внутренней поверхности, на которой грубо нарезают резьбу 4
(фиг. 249, а) с углом профиля около 60°. Для базирования вклады-
шей при заливке на них делаются углубления диаметром 24А3.
Операция заливки производится на заводах резинотехнических
изделий.
Заливка резины производится в специальной прессформе. Каж-
дый вкладыш заливается отдельно. После этого проверяют пло-
скости разъема, стягивают вкладыши хомутами и обрабатывают на
токарном станке в две установки.
В первой установке деталь зажимают в кулачки по наружному
диаметру и обрабатывают до диаметра 195,7 мм с подрезкой торца.
Затем деталь переворачивают и обрабатывают посадочный раз-
мер 185Х3, отверстие диаметром 140-0’15 мм и второй торец в раз-
мер 175-0’2 мм. Обработка резины в большинстве случаев произ-
водится посредством шлифовального приспособления, установлен-
ного на суппорте токарного станка.
Шлифование производится с небольшой осевой подачей при
обильном охлаждении эмульсией. Отверстие проверяется на станке
предельными пробками, выполненными по специальным размерам,
устанавливаемым экспериментально.
Бакаутовые пластинки укрепляются во вкладышах посредством
пазов в форме ласточкина хвоста (см. фиг. 249, б). Поэтому после
предварительной обработки вкладышей в каждом из них строгают
по четыре паза. Затем в пазы запрессовывают легкими ударами
молотка пластины, на которых предварительно фрезеруют ласточ-
кин хвост, и стопорят их винтами. После этого вкладыши помещают в
воду, нагретую до 40—50° С, где они выдерживаются в течение су-
ток. При окончательной обработке обтачиваются наружные и торце-
вые поверхности вкладышей и обрабатывается в окончательный
размер отверстие.
Обработанные вкладыши смазываются вазелином и в таком виде
хранятся до сборки. При сборке бакаутовые вкладыши пригоняются
по корпусу и валу. Перед отправкой насоса в разобранном виде
вкладыши обильно смазываются вазелином и помещаются в металли-
ческую коробку с мокрыми опилками. После установки насоса на
месте, перед его пуском, вкладыши должны в течение суток зама-
чиваться водой.
Шейки валов, работающих с любыми неметаллическими вклады-
шами, в условиях водяной смазки делаются с облицовкой из нержа-
веющей стали.
§ 57. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ
Обработка уплотнительных и защитных колец. Типичные кон-
струкции уплотнительных колец (фиг. 254) являются телами враще-
ния и отличаются наличием или отсутствием лабиринтов. В неко-
торых случаях элементы этих лабиринтов располагаются на самом
рабочем колесе в виде защитных колец.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ
409
Защитные кольца, укрепляемые на ступице колеса, и уплотни-
тельные кольца, устанавливаемые в корпусе насоса, изготовляются
из тех же материалов, из каких изготовлены колеса и корпуса,
т. е. в большинстве случаев литые из серого чугуна или латуни.
Заготовка для мелких колец — литье в виде втулок — маслот,
каждая из которых рассчитана на получение нескольких колец.
Крупные кольца изготовляются из индивидуального литья.
Основным требованием при обработке уплотнительных колец
является концентричность посадочных и уплотняющих поверхно-
стей. Последнее может быть достигнуто обработкой этих поверхно-
Фиг. 254. Уплотнительное кольцо насоса типа НД.
стей в одной установке или при использовании точного приспособле-
ния для второй установки. В условиях мелкосерийного производства
для этой цели применяются обратные сырые кулачки, в. которых за-
жимается кольцо после окончательной обработки наружной посадоч-
ной поверхности.
Для крепления колец в корпусе насоса служит гребень,
который в целях удобства обработки корпуса имеется только на
нижней половинке кольца. Гребень входит в выточку корпуса и
базирует кольцо в осевом направлении. После предварительной
обработки целого кольца оно разрезается на две половинки, которые
устанавливаются соответственно в корпусе и крышке корпуса го-
ризонтально-разъемного насоса.
Защитные кольца также литые. При токарной обработке кольца
окончательно обрабатываются лишь внутренний диаметр и торцы.
Обработку желательно выполнять в одну установку, что легко
осуществимо при использовании в качестве заготовки маслоты.
При этом маслота на 8—12 колец зажимается кулачками патрона
за край на длине 15—30 мм, так что большая часть наружной и
410
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ
внутренняя поверхность остаются свободными для обработки. После
предварительной обработки наружной и внутренней поверхности
производится последовательное окончательное растачивание и отрез-
ка колец.
Расточенное по заданному размеру кольцо напрессовывается
на ступицу рабочего колеса. Окончательная обработка наружной
Фиг. 255. Чугунные крышки подшипников качения.
осью вращения, т.
ности кольца с
6)
256. Обработка чугун-
крышек подшипников:
5 — операции обработки.
поверхности кольца производится путем установки рабочего колеса
на оправку или непосредственно на вал насоса. Такой метод обработки
обеспечивает концентричность наружной цилиндрической поверх-
*. отсутствие биения и постоян-
ство зазора.
Обработка крышек подшип-
ников и деталей сальников. На
фиг. 255 показаны типичные
конструкции крышек подшип-
ников качения. Эти детали изго-
товляются из индивидуального
литья или штамповок.
Типовой процесс изготовле-
ния крышек предусматривает
токарную обработку с одной или
двух сторон и сверление кре-
пежных отверстий (фиг. 256). Основным требованием к обработке
крышек является получение точного размера центрирующего бур-
тика и прямолинейность торца фланца.
При крупосерийном выпуске крышек обтачивание торца и рас-
тачивание целесообразно проводить на револьверном станке. При
этом перекрывается время растачивания отверстия, которое обра-
батывается во время подрезки торца резцом поперечного суп-
порта.
Растачивание для уплотнительного войлочного кольца произво-
дится посредством фасонного резца. Этот резец устанавливается
в резцедержателе поперечного суппорта или на специальном приспо-
соблении с вертикальными салазками, установленном на одной из
граней револьверной головки.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕНИЙ 4ц
Для более полной загрузки револьверной головки в случае обра-
ботки на станке крышек нескольких размеров следует применять
комбинированную наладку.
Корпусы и крышки набивных сальников представляют собой
чугунное литье, имеющие фланцы ромбообразной формы. Послед-
нее требует особого установочного приспособления в виде двух-
кулачкового патрона с кулачками в форме призм.
Обработка крышек и корпусов сальников при достаточном мас-
штабе выпуска производится на револьверных станках. При этом
обрабатывается отверстие и наружная посадочная шейка крышки,
входящая в отверстие корпуса сальника. Сверление отвергай для
затяжных болтов производится на вертикально-сверлильном станке
по разметке или кондуктору, в зависимости от масштаба выпуска.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ НАСОСОВ
ГЛАВА XV
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
§ 58. СБОРОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЗДЕЛИЯ
Изделие и его элементы. Процессом сборки называют техно-
логический процесс, посредством которого производится соединение
и координирование (в пределах заданных норм точности и техни-
ческих условий) всех деталей, составляющих данный механизм или
машину.
В результате сборки получается готовое изделие, являющееся
окончательным продуктом производства машиностроительного за-
вода.
Конструктивные и технологические особенности изделия опре-
деляет содержание и последовательность сборочного процесса.
Первичным элементом изделия является деталь, изготовленная
из одного куска материала. Детали входят или непосредственно
в изделие (крепежные болты, гайки), или в промежуточные сбороч-
ные единицы — комплекты, подузлы, узлы. Например, рабочее
колесо центробежного насоса с напрессованным защитным кольцом
или вал насоса с пригнанной шпонкой составляют комплект. Вал
насоса с насаженным на него одним или несколькими колесами пред-
ставляет собой подузел. Подузел с надетыми на вал крышками
сальников, гайками и другими деталями,полностью подготовленный
к установке в корпус горизонтально-разъемного насоса, является
узлом или группой.
Таким образом изделие может быть разбито на следующие эле-
менты:
1) узел (или группа), представляющий собой соединение несколь-
ких деталей и более мелких сборочных единиц, собираемый само-
стоятельно и непосредственно входящий в изделие;
2) подузел (или подгруппа I порядка)—соединение деталей,
входящих непосредственно в узел или группу;
3) комплект (или подгруппа II порядка) —соединение деталей,
непосредственно входящих в подузел;
4) детали, входящие непосредственно в комплект, подузел, узел
или изделие,
СБОРОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЗДЕЛИЯ
413
Приведенных четырех сборочных элементов изделия обычно до-
статочно для технологического расчленения сборки большинства
машин и, в частности, насосов. Для очень сложных машин количе-
ство сборочных элементов может быть увеличено за счет расчленения
комплекта (подгруппы II порядка) на звенья или подгруппы III
и IV порядка и т. п.
Изделие
Узел N -2
Узел Ns3
Подузлы или
подгруппы I
порядка
Комплекты или
подгруппы 1по-
рядка
(Звенья или под-
группы Шло -
рядка)
Детали.
Узлы или группы Узел
а)
6)
Фиг. 257. Схемы сборки изделий:
а _ укрупненная схема сборочных элементов изделия; б — технологическая схема сборки.
Схемы обработки изделий. Расчленение изделия на сборочные
элементы помогает правильно построить процесс сборки и является
необходимым этапом в проектировании операций сборочного техно-
логического процесса. Расчленение изделия может быть представ-
лено в виде схемы сборочных элементов (фиг. 257, а). В зависимости
от сложности изделия и количества входящих в него деталей состав-
ляют развернутую или укрупненную схему сборочных элементов. В
первом случае в схеме показывают все детали, комплекты, подузлы
и узлы, во втором — только узлы или группы и детали, непосред-
ственно входящие в изделие. Более удобно, однако, пользоваться
технологической схемой сборки изделия, устанавливающей последо-
вательность сборочного процесса (фиг. 257, б). В левой части такой
414
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
схемы в виде прямоугольника указывается базовая деталь, узел
или группа, с которой начинается сборка, а в правой части схемы —
изделие. В качестве примера базового узла или группы можно на-
звать корпус горизонтально-разъемного центробежного насоса,
блок гидравлических цилиндров поршневого насоса, станину токар-
ного станка и т. п. В некоторых случаях общая сборка начинается
с базовой детали, например, приемной части вертикального осевого
турбонасоса, фундаментной рамы дизеля (и т. п. На всех прямо-
угольниках схемы указываются номера, название и количество вхо-
дящих в изделие деталей и сборочных соединений (узлов или групп).
Для сложных изделий, кроме укрупненной схемы общей сборки,
составляются также технологические схемы сборки отдельных уз-
лов. Технологические схемы сборки в соответствующих случаях
снабжаются инструктивными надписями: приварить, смазать про-
кладку суриком, выдержать зазор до 0,05, засверлить отверстия
через деталь №.... и т. п.
§ 59. ПОНЯТИЕ О РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЯХ И МЕТОДАХ ИХ РЕШЕНИЯ
Основные понятия и определения. Возможность соединения дета-
лей в соответствующие сборочные единицы обеспечивается соблю-
дением заданных допусков на изготовление этих деталей. В случае
простых соединений, состоящих из двух деталей (фиг. 258), назна-
а — шестерни с валом; б — шпонки с валом; в — набора шестерен с валом.
чение допусков на сопрягаемые детали не представляет труда.
При выполнении диаметра вала и отверстия шестерни (фиг. 258, а)
или ширины шпоночного паза и самой шейки (фиг. 258, б) по до-
пускам соответствующего класса точности и определенной посадки
всегда получаются натяг или зазор в пределах, предусмотренных
таблицами допусков.
ПОНЯТИЕ О РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЯХ И МЕТОДАХ ИХ РЕШЕНИЯ
415
Если в соединение входит несколько деталей (фиг. 258, в), то
при выполнении их по определенным допускам нельзя определить
фактический размер необходимого зазора ДЛ без соответствующего
расчета.
Таким образом, в дополнение к кинематическому и динамиче-
скому расчетам машин необходимо производить геометрический
расчет для установления допустимых величин ошибок взаимного
расположения деталей, а также конструктивных форм и размеров
деталей, обеспечивающих получение требуемых зазоров, необходи-
мых для правильной сборки и дальнейшей работы машины. Указан-
ный геометрический расчет базируется на теории размерных цепей.
Размерной цепью называют все расположенные в определенной
последовательности по замкнутому контуру размеры, связывающие
поверхности и оси нескольких или одной детали, взаимное положе-
ние которых требуется определить.
Отдельные размеры, входящие в данную цепь, называются ее
звеньями. При этом, если цепь охватывает не одну, а две или более
деталей, то в состав цепи обязательно входит также и зазор или
натяг. В отличие от других звеньев такое звено может иметь номи-
нальный размер, равный нулю. Оно обозначается Д с соответствую-
щим индексом, показывающим его принадлежность к определен-
ной размерной цепи.
На фиг. 258, а, б, в показаны условные изображения размерных
цепей сборочных соединений, состоящих из двух или нескольких
деталей. Все звенья одной цепи обозначаются одной буквой (Л, Б
и т. д.) с цифровыми индексом, показывающим порядковый номер
звена (Ль Л2, Л3 и т. д.).
Последнее звено называется замыкающим. Размер этого звена
определяется размерами всех остальных звеньев, которые носят
название составляющих.
Размерные цепи образуются из двух ветвей (фиг. 258, в). Первая
ветвь состоит из одного Ai, вторая — из двух или нескольких Л2,
Л3, А4, А5 звеньев. В сложных цепях первая ветвь также может со-
стоять из нескольких звеньев. Существенное различие обеих ветвей
заключается в том, что увеличение звеньев одной ветви Л] увели-
чивает размер замыкающего звена ДЛ, а увеличение звеньев другой
ветви А2 и т. д. уменьшает его. По этому признаку все составляющие
звенья могут быть разделены на увеличивающие и уменьшающие
размеры замыкающего звена.
Номинальная величина замыкающего звена равна алгебраиче-
ской сумме номинальных величин всех остальных звеньев, т. е.
АЛ = (Лй + Л2 4" • • • “Ь ^п) — (^«4-1 + ^«4-2 + • • • + Ат-\ )> (О
где п — число звеньев увеличивающей ветви;
т — общее число звеньев данной цепи.
При геометрическом расчете сложных машин и решении вопросов
точности некоторых операций приходится рассматривать несколько
связанных друг с другом размерных цепей, имеющих общие ветви.
416
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
Подробный анализ и рассмотрение трех видов связей такого рода
сложных размерных цепей (параллельных, последовательных и
комбинированных) производится в специальных руководствах и в
литературе.
Методы расчета и решения размерных цепей. Расчет размерной
цепи состоит в определении номинальных размеров и допусков для
отдельных звеньев. Целью расчета номинальных размеров является
обеспечение равенства алгебраической суммы размеров составля-
ющих звеньев замыкающему звену. Это равенство выражается
уравнением (1). Целью расчета допусков звеньев размерной цепи
является обеспечение равенства допуска размера замыкающего
звена допускам размеров всех составляющих звеньев цепи. Из теории
размерных цепей известно, что возможная ошибка замыкающего
звена цепи равна сумме абсолютных значений ошибок всех состав-
ляющих звеньев. Обозначая допустимую величину ошибок каждого
из звеньев размерной цепи 8, можно написать для цепи, состоящей
из т звеньев:
°дд = 8Л1 8д2 . • + 8дт_1. (2)
В общем виде, опуская индекс Л, это выражение можно запи-
сать следующим образом:
i=m—1
5а = 2 8Р
1=1
где 8д —допуск замыкающего звена;
8, — допуск z-ro звена цепи;
т — число всех звеньев в цепи,
т. е. допуск замыкающего звена должен быть равен сумме абсолют-
ных размеров допусков всех составляющих звеньев цепи.
Так, например, если цепь состоит из пяти звеньев, а допуск
каждого звена равен 0,05 тити, то
8ДЛ = 4-0,05 = 0,20 тити.
Если же в цепи будет десять звеньев с теми же допусками, то
допуск замыкающего звена должен быть
ВдЛ =9-0,05 = 0,45,
т. е. увеличится более чем в 2 раза.
Практическим выводом из этого положения является следующее
правило: для сокращения величины ошибки замыкающего звена необ-
ходимо при прочих равных условиях сокращать число звеньев цепи.
Решить размерную цепь —это значит тем или другим способом
достигнуть равенства между двумя частями приведенных выше
уравнений (1) и (2). Существуют пять основных методов обеспече-
ния указанного равенства и тем самым получения сборочных сое-
динений с требуемыми зазорами или натягами:
1) полной взаимозаменяемости всех деталей, поступающих на
сборку;
ПОНЯТИЕ О РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЯХ И МЕТОДАХ ИХ РЕШЕНИЯ
417
2) неполной (частичной) взаимозаменяемости;
3) подбора деталей;
4) пригонки или изготовления по месту одного из звеньев цепи;
5) регулировки или сборки с компенсаторами.
Метод полной взаимозаменяемости деталей. При решении раз-
мерной цепи по этому методу все детали, включенные соответствую-
щими размерами в размерную цепь, должны во всех случаях без
пригонки обеспечивать достижение заданной точности замыкаю-
щих звеньев.
Расчет цепи при этом выполняется следующим порядком. В зави-
симости от поставленной задачи выявляют нужную размерную цепь
и находят в ней замыкающее звено, затем, исходя из технических
условий или целевого назначения механизма, устанавливают вели-
чину допуска замыкающего звена. Затем определяют среднюю ве-
личину допуска составляющих звеньев по формуле
После определения средней величины допуска на размеры со-
ставляющих звеньев вносят поправки для каждого звена с учетом
абсолютной величины его размера и технологических трудностей
получения точности при обработке данной детали. Проверку при-
нятых для каждого звена допусков производят по формуле (2).
В качестве примера [1], [17] рассмотрено решение сложной размерной
цепи, состоящей из цепи А и цепи Б (фиг. 2.59), имеющих общие звенья А1 — Бг
и Лг — Z>2 и представляющих собой параллельно связанные цепи. Пусть на
замыкающие звенья этих цепей заданы
допуски _____
одл =0,1 мм и оД£ = 0,2 мм. "j
Тогда средние величины допусков ч
на составляющие звенья цепей А и Б —__________._______________ZL4 ц?
будут I *
° да 0.1 паэ
°ср А = = gZH' = 0,02 м“;
Фиг. 259. Схема параллельно связан-
e = 0*-^ = 0,04 мм. ных размерных цепей Л и Б.
Исходя из условий обработки, подправляют эти значения и устанавливают
следующие допуски.
Для размеров звеньев цепи А имеем: оЛ1 = 0,01; $Ло = 0,02; ол =0,01;
ол< ~ 0’01; оЛг =0,05 и для цепи Б имеем: =0,02; =0,04; о^3 =0,01;
& = 0,05 и = 0,08 мм.
Общими звеньями обеих цепей являются и А2=Б2. Согласно одному
из положений теории размерных цепей на размеры общих звеньев следует
устанавливать наименьшие и соответственно одинаковые допуски. Поэтому
принимают
вл, = Ч = 0.01 и 5Л2 = 6Бг = 0,02.
Остальные допуски для цепи Б принимают
= 0,03, = 0,06 и = 0,08.
27 Д. Г. Белецкий 2527
418
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
Допуски звеньев цепи А оставляют без изменения.
Проверяем соответствие назначенных допусков уравнению (2) для обеих
цепей:
йдд - ч + Ч + Ч + Ч + Ч “ °>01 + 0,02 + 0,01 + 0,01 + 0,05 = 0,11 ;
= т Н- 4" + °5в = 0,01 —|- 0,02 4~ 0,03 0,06 0,08 == 0,2.
Из уравнения (2) размерной пепи и приведенного примера сле-
дует, что применение метода абсолютной взаимозаменяемости эконо-
мически целесообразно при решении размерных цепей, отличаю-
щихся высокой точностью при малом числе звеньев или малой точ-
ностью при большом числе звеньев.
К преимуществам метода абсолютной взаимозаменяемости отно-
сятся следующие:
1) простота и экономичность сборки машин при полном отсут-
ствии пригонки, а также возможность использования малоквалифи-
цированной рабочей силы и легкость нормирования сборочных опе-
раций;
2) возможность организации поточной сборки с постоянным
временем выполнения всех операций соответственно установленному
такту выпуска;
3) возможность сборки машин на основе широкой кооперации
специализированных заводов, изготовляющих отдельные детали;
4) наиболее простое разрешение проблемы запасных деталей,
так как любая износившаяся до определенного предела деталь в
процессе эксплуатации может быть заменена новой.
Применение метода абсолютной взаимозаменяемости вместе
с тем ограничивается высокой стоимостью изготовления отдель-
ных деталей. Из рассмотренного примера видно, что уже при
пятизвенной размерной цепи результирующая ошибка состав-
ляет 0,1 мм, что соответствует 4-му классу точности. При 1—3-м
классах точности выполнение размеров составляющих звеньев 0,01 —
0,03 мм.
Поэтому метод абсолютной взаимозаменяемости для получения
соединений 2-го и 1-го классов точности применяется лишь для
элементарных размерных цепей типа посадок деталей с отверсти-
ями на валики с зазорами или натягами, согласно таблицам допусков.
Во всех случаях более сложных размерных цепей, звеньями
которых являются размеры длин или толщин деталей, они изготов-
ляются неполностью взаимозаменяемыми.
Метод неполной взаимозаменяемости деталей заключается в том,
что допуски на размеры составляющих звеньев расширяются по
сравнению с полученными по уравнению (2), так что для деталей,
выполненных по крайним пределам допусков, может потребоваться
некоторая пригонка при сборке. Расширение допусков делает обра-
ботку деталей более экономичной.
Как следует из некоторых положений теории вероятности, рас-
пределение фактических размеров серии деталей, изготовленных в
ПОНЯТИЕ О РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЯХ И МЕТОДАХ ИХ РЕШЕНИЯ
419
пределах поля допуска, подчиняется определенным закономер-
ностям.
Учитывая эти закономерности, можно, задаваясь некоторым
процентом риска (т. е. процентом невзаимозаменяемых деталей),
определить возможные при этом величины допусков на размеры
составляющих звеньев при заданном допуске замыкающего звена
(8Д).
Используя указанный выше порядок расчета по первому методу,
определяют среднюю величину допуска по формуле
, °д
где I = -п---принимается в зависимости от установленного про-
^7д
цента риска по табл. 66; ь
X — коэффициент, зависящий от формы кривой рас-
пределения ошибок звеньев размерной цепи, если
все они подчиняются одному закону. Значения X
принимаются по табл. 67.
Рассмотрим следующий пример определения средней величины допуска
составляющих звеньев в условиях неполной взаимозаменяемости деталей.
Пусть задано: допуск замыкающего звена $ = 0,05 мм, количество звеньев
в цепи т = 7, процент риска 0,27 (т. е. степень взаимозаменяемости 99,73%).
По заданному проценту риска из табл. 66 определяем величину t = 3.
Поскольку закон распределения ошибок размеров звеньев нам неизвестен,
принимаем коэффициент X — 1/3, тогда по формуле (4) получим
в °д
rp 1)
0,05 0,05 nn11Q
. = у,- ч ., = 0,0118 мм.
I Г 1 3-1,41
В случае, если рассеивание размеров всех звеньев цепи подчиняется закону
нормального распределения (Гаусса), величина среднего допуска определяется
следующим образом:
При решении этой задачи методом абсолютной взаимозаменяемости по
формуле (3) получили бы
В л о 05
Ъсо------ 0,0083 мм.
ср т — 1 6
Таблица 66
Значение коэффициента t в зависимости от процента риска
Процент риска 0,27 0,60 1,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 33,0
t 3,00 2,70 2,57 2,34 2,06 1,88 1,75 1,65 1,00
27*
420
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
Таблица 67
Значение коэффициента X при различных законах распределения
ошибок звеньев размерной цепи
Закон распределения
Форма кривой
Условия
применения
Равной вероятности (или
закон распределения неиз-
вестен)
Треугольника (Симпсона)
1/3
1/6
1/9
т—1>6
т—1>4
т —1>3
Нормальный (Гаусса)
Таким образом, допущение риска менее О,ОЗ°/о позволяет расширить допуски
соответственно на 42°/0 и в 2,5 раза против метода абсолютной взаимозаменяе-
мости.
Корректировку допусков на различные звенья, а также опре-
деление допуска замыкающего звена Вд, зная величину допусков
и закон распределения ошибок размеров составляющих звеньев В,
можно производить по следующей формуле, пользуясь данными
табл. 66 и 67:
^2
— = Х2В2 4“ Х38| 4“ . . . 4~ (5)
Формулой (5) можно пользоваться для определения допусков
составляющих звеньев в случае различных коэффициентов у раз-
личных звеньев. При этом расчет ведется методом подстановки зна-
чений Bi, В2, и т. д. Ввиду высокой трудоемкости такого способа,
практически этот прием целесообразно применять для определения
допусков не всех, а лишь наиболее важных звеньев, ранее зада-
ваясь допусками остальных звеньев.
Метод группового подбора (селективной сборки) заключается
в том, что заданная точность замыкающего звена получается за
счет предварительной сортировки или подбора по размерам деталей,
идущих на сборку.
При этом детали выполняются с производственными допусками,
значительно большими, чем это предусматривается двумя ранее
рассмотренными методами. Этот метод применяется для коротких
цепей (диаметр вала—зазор—диаметр отверстия).
При этом величины производственных допусков определяются
по формуле
8пр = пЗ, (6)
ПОНЯТИЕ О РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЯХ И МЕТОДАХ ИХ РЕШЕНИЯ
421
где Ъпр — производственный допуск отверстия или вала;
&—допуск отверстия или вала, соответствующий требова-
ниям сборки;
п — число групп, на которые разбиваются детали каждого наи-
менования, выполненные с производственным допуском.
В табл. 68 приведено сопоставление точности соединения, дости-
гаемой методом абсолютной взаимозаменяемости и методом подбора.
Как видно из таблицы, несмотря на резкое расширение производ-
ственного допуска, точность соединения деталей каждой группы воз-
растает.
Таблица 68
Сопоставление точности соединения, получаемой методом подбора
и методом абсолютной взаимозаменяемости
(прессовая посадка диаметром 18—30 мм)
Показатель Точность в мк
По методу абсолютной взаимозаме- няемости По методу подбора
Производственный допуск вала 9 25
Производственный допуск отверстия 13 25
Число групп — 5
Наибольший натяг 37 20
Наименьший натяг 15 10
Средняя величина натяга 26 15
Допуск натяга (равен допуску посадки) i 22 10
Применение метода подбора позволяет увеличивать точность
замыкающего звена до любой необходимой степени. Однако при этом
допуски на микрогеометрические отклонения формы (эллиптич-
ность, конусность, волнистость) сопрягаемых поверхностей должны
находиться в соответстии с основным допуском &, что не всегда
достижимо при определенном методе обработки.
Предпосылкой для применения метода подбора является нали-
чие большого количества одинаковых деталей и сходство кривых
распределения ошибок размеров сопрягаемых деталей. Только при
этом будет обеспечено совпадающее количество деталей соответ-
ствующих групп.
По методу подбора ведется сборка поршневых пальцев и порш-
ней, а также шатунов двигателей внутреннего сгорания и т. п.
Метод пригонки подразумевает такое решение размерных цепей,
при котором заданная точность замыкающего звена достигается за
счет изменения в процессе сборки величины одного из заранее наме-
ченных звеньев. При этом все звенья изготовляются по заранее
установленным экономическим допускам, большим, чем средний
допуск, подсчитанный по формуле (3). В результате фактическая
ошибка на замыкающем звене 8д получится больше заданного до-
пуска 8д. Для восстановления равенства по формуле (2) необходимо
422 ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
указанное компенсирующее звено пригнать или изготовить по месту.
Величина наибольшей ошибки, называемой величиной компен-
сации, определяется по формуле:
i=m—1
4=1
где В* — величина компенсации;
В/ — величина расширенных допусков на составляющих звеньях;
т — общее количество звеньев.
Звено размерной цепи, за счет которого осуществляется при-
гонка, называется компенсирующим.
Для правильного
пенсирующего звена
ком-
ком-
I*-Б
а)
6)
Фиг. 260. Сборка шпонки
с валом:
а — по методу абсолютной взаимо-
заменяемости: б — по методу при-
гонки.
осуществления пригонки только за счет
необходимо расположить поле допуска
пенсирующего звена таким образом, что-
бы обеспечить наличие слоя материала,
необходимого для пригонки и удаления
величины В*.
Одним из простейших примеров при-
гонки является припиловка шпонки по
шпоночному пазу вала при ее поста-
новке на вал. Для обеспечения задан-
ного допуска зазора Вд по методу абсо-
лютной взаимозаменяемости (фиг. 260, а)
шпоночный паз должен быть выполнен
с допуском Вь а шпонка — с допуском В2.
При невозможности выдержать эти до-
пуски принятыми технологическими опе-
рациями применяют метод пригонки
(фиг. 260, б). Допуски на паз и шпонку
увеличиваются до экономически допу-
стимых величин 8[ и В£. В связи с этим
фактическая ошибка замыкающего звена увеличится до Вд. Для
того чтобы компенсировать разницу Вд — Вд = В*, соответственно
увеличивают ширину шпонки 5J. При этом Б{ — Б = 8^.
Сборка по методу пригонки производится высококвалифицирован-
ными рабочими и оказывается экономичной лишь в условиях мелко-
серийного производства. Элементы пригонки всегда применяются в
условиях индивидуального и серийного производства. В отличие
от описанного выше метода такая пригонка производится рабочим-
сборщиком произвольно при отсутствии заранее установленного
звена-компенсатора. При этом часто припиливается не одна, а
несколько деталей, входящих в узел. Качество соединения после
такой пригонки оказывается ниже, а трудоемкость значительно
выше, чем при описанном выше методе пригонки заранее установ-
ленного компенсирующего звена.
Метод регулирования подобен методу пригонки с той лишь раз-
ницей, что компенсация наибольшей ошибки производится путем
регулировки без снятия лишнего металла.
ВИДЫ СБОРОЧНЫХ РАБОТ И ИХ МЕХАНИЗАЦИЯ
423
Изменение величины компенсирующего звена может производиться
двояким способом: 1) введением в размерную цепь дополнительных
деталей, называемых неподвижными компенсаторами (фиг. 261, а);
2) перемещением одной из деталей соединения, называемой подвиж-
ным компенсатором (фиг. 261, б), на величину требуемой компенса-
ции. Величина 8*, как и толщина неподвижного компенсатора, под-
считывается по формуле (7).
Фиг. 261. Сборка узла коробки подач по методу регули-
рования:
а — с неподвижным компенсатором; б —с подвижным компенсатором
1 — кольцо; 2 — регулируемая втулка.
В случае применения неподвижных компенсаторов в виде колец
или прокладок целесообразно применить несколько ступеней компен-
сации. Количество их определяется по формуле
N = ± (8)
и в зависимости от полученного результата применяют набор из
двух, трех, четырех и т. д. колец или прокладок.
Подвижные компенсаторы применяются в виде втулок, стопоря-
щихся в заданном положении винтами или шпильками (фиг. 261, б),
или в виде резьбовых колец и втулок с контргайками, а также регу-
лировочных винтов (см. фиг. 71, а). Компенсаторы этого рода до-
пускают регулировку как при сборке, так и периодически в процессе
эксплуатации машины по мере износа деталей.
Метод регулировки с использованием подвижных компенсаторов
создает наиболее широкие возможности как в части увеличения до-
пусков составляющих звеньев цепи, так и достижения любой задан-
ной точности компенсирующего звена, но при этом требуются сбор-
щики довольно высокой квалификации.
§ 60. ВИДЫ СБОРОЧНЫХ РАБОТ И ИХ МЕХАНИЗАЦИЯ
Виды сборочных соединений и операций сборки. Сборочный про-
цесс является по существу соединением деталей в разного рода
сборочные единицы. Поэтому изучение сборочных операций необхо-
димо начинать с анализа сборочных соединений, применяемых в
различных машинах.
424
ОС ЮВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
В зависимости от возможности относительного перемещения со-
бранных деталей, а также их повторной разборки и сборки можно
установить следующие типы сборочных соединений: 1) неподвижные
неразборные; 2) неподвижные разборные; 3) подвижные разборные;
4) подвижные неразборные.
К неразборным соединениям относятся такие, для разъединения
которых необходимо полное или частичное разрушение деталей,
входящих в соединение. К неподвижным неразборным соединениям
относятся соединения, получаемые сваркой, клепкой, пайкой, за-
ливкой деталей металлом, прессованием пластмасс, а также горячие
и прессовые посадки. Примерами соединений такого рода являются
клепаные и сварные колеса нефтяных насосов, корпусы крупных
насосов и др.
К неподвижным разборным соединениям относятся все прочие
неподвижные посадки (Г, Т, Н, П), а также соединения, получаемые
посредством скрепления деталей винтами, шпильками, болтами и
гайками, посадкой на конус и т. п. Примерами неподвижных раз-
борных соединений могут служить все основные соединения насосов
р. зличного типа: посадка шпонок на валу, посадка рабочих колес
и шестерен на вал со шпонкой, посадка подшипников качения на
шейку вала, поршней на штоки поршневого насоса и т. п.
Типичным представителем третьего типа подвижных разборных
соединений являются соединения шейки вала с вкладышами под-
шипника скольжения, поршневых колец и поршней, а также крышек и
гнезд клапанов поршневых насосов, вала или штока и сальника с
набивкой.
К подвижным неразъемным соединениям относятся отдельные
виды подвижных соединений, собираемых с применением клепки,
развальцовки и т. п. В качестве примера можно указать на шариковые
радиальные подшипники, сепаратор которых склепывается из двух
половинок, и некоторые другие изделия.
С точки зрения технологического процесса сборки и применяе-
мых операций основное значение имеет признак разъемности сое-
динения. В соответствии с этим признаком применяются существенно
отличные операции. Особые операции относятся также к процессу
подготовки деталей к сборке, в котором преобладают обычные сле-
сарные операции (обрубка, опиловка), а также чистка и промывка
деталей.
Основными видами работ, связанных со сборкой изделий, явля-
ются:
1) слесарно-пригоночные работы (опиловка, шабровка, притирка,
декоративное полирование, обработка отверстий, нарезание резьбы);
2) промывка и очистка деталей перед сборкой;
3) выполнение соединений (клепка, развальцовка, запрессовка,
склеивание, свертывание, соединение на контрольных шпильках);
4) окраска деталей и узлов;
5) испытание и упаковка, включая консервацию деталей и
узлов.
ВИДЫ СБОРОЧНЫХ РАБОТ И ИХ МЕХАНИЗАЦИЯ
425
Большое значение при сборке имеют операции, связанные с про-
веркой параллельности и перпендикулярности поверхностей, пло-
скостности, цилиндричности, вертикальности и горизонтальности
основных поверхностей собираемых деталей.
Слесарно-пригоночные работы. Обрубка деталей при сборке
является чрезвычайно редкой операцией и может иметь место лишь
в индивидуальном производстве. В процессе обрубки зубилом и
крейцмейселем снимается слой металла толщиной в несколько мил-
лиметров. Поэтому даже в случае невозможности перевести данную
обработку на станок ее следует выполнять в механическом цехе,
подавая на сборку уже готовые детали. Примером применения
обрубки для обработки одной из основных деталей осевых насосов
является изготовление их лопастей в условиях индивидуального и
мелкосерийного производства.
При сборке обрубка может применяться в условиях производ-
ства индивидуальных машин, когда вследствие ошибок конструктора
или неправильности литья бывает необходимо удалить излишек
металла, мешающий проходу деталей через люки и окна или пра-
вильному их расположению в собранной машине, из-за разного рода
выступов, ребер, при вырубке смазочных канавок в подшипнике
скольжения и т. п.
В целях ускорения и облегчения процесса обрубки необходимо
применять пневматические зубила. Точность обрубки практически
находится в пределах 0,25—0,5 мм.
Опиловка применяется при подготовке деталей к сборке
машины в условиях индивидуального и серийного производства для
снятия заусениц, наплывов и неровностей поверхности, не удаленных
при механической обработке.
Кроме того, опиловке подвергаются опорные и стыковые по-
верхности машин, недостаточно точно обработанные в механиче-
ском цехе. Приемка таких поверхностей производится по краске
или щупу.
Непосредственно с процессом сборки связана опиловка для сня-
тия излишка металла на компенсирующих звеньях. Механизация
опиловки состоит в применении особых опиловочных станков, а
также электродвигателей с гибким валом для стальных шарошек
или абразивных кругов. Ручные шлифовальные машины, в боль-
шинстве переносные, выполняются с пневматическим или электри-
ческим приводом.
Шабровка является довольно распространенной опера-
цией для пригонки ответственных поверхностей в условиях инди-
видуального и серийного производства. Посредством шабровки
может быть обеспечена плотность прилегания поверхностей порядка
5—Ю мк.
Контроль качества шабровки производится путем нанесения
тонкого слоя краски (берлинская лазурь или сажа с машинным
маслом) на контрольную плиту, эталонный вал или одну из сопря-
гаемых поверхностей.
426 ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
Фиг. 262. Станок-приспособле-
ние, изготовленный силами завода
для притирки плоскости.
После наложения на закрашенную эталонную поверхность при-
шабриваемой поверхности на выступающих точках последней оста-
ются пятна краски. Последовательным снятием шабером этих закра-
шенных мест добиваются равномерного распределения пятен по
пригоняемой поверхности.
Для плотных соединений на 1 см2 поверхности должно быть не
менее одного пятна, для герметичных соединений — 2—3 пятна.
Время пришабривания 1 см2 поверх-
ности с припуском около 0,1 мм со-
ставляет около 0,5—1,0 мин. При-
пуски на шабровку в зависимости от
размеров пригоняемых поверхностей
находятся в пределах 0,05—0,35 мм.
В насосостроении пришабривание
применяется для пригонки баббито-
вых и бронзовых вкладышей подшип-
ников скольжения к валу, а также
плоскости стыка корпусов подшип-
ников, плоскостей разъема некото-
рых горизонтально-разъемных насо-
сов и т. п.
В целях механизации шабровки
применяют стационарные и перенос-
ные шабровочные станки и приспо-
собления, имеющие возвратно-по-
ступательное рабочее движение.
Притирка и декоративное по-
лирование. Для получения герме-
тичных поверхностей клапанов, зо-
лотников и плоскостей разъема
высоконапорных насосов применяется притирка, которая произво-
дится тонкими абразивными порошками-минутниками, разведен-
ными на масле или керосине, или пастами ГОИ, содержащими окись
хрома. Притирке подвергаются или непосредственно две сопрягаемые
детали, или одна из них. Притирка производится при помощи чугун-
ного притира, имеющего форму сопрягаемой поверхности. Взаимное
поступательное перемещение притираемых деталей осуществляется
или вручную, или посредством специальных притирочных станков.
Один из таких станков, изготовленный силами завода, для притирки
зеркала золотника блока паровых цилиндров поршневых насосов
показан на фиг. 262.
Для получения блестящей поверхности деталей, не прошедших
специальной декоративной обработки (хромирования, никелирования
и т. п.), применяется абразивное полотно и переносные машинки с
гибким шлангом, несущие гибкий круг с наклеенным абразивным
полотном или специальные машинки с абразивной лентой.
Обработка отверстий. В процессе сборки производится сверле-
ние мелких отверстий, отверстий для постановки контрольных шли-
ВИДЫ СБОРОЧНЫХ РАБОТ И ИХ МЕХАНИЗАЦИЯ
427
лек и отверстий по месту. Сверление производится на стацио-
нарных сверлильных станках или ручными электрическими и пнев-
матическими дрелями.
Для сврления крупных деталей применяются переносные
радиально-сверлильные станки. Эти станки имеют поворотную
в вертикальной плоскости траверсу, что позволяет сверлить вер-
тикальные и наклонные отверстия.
Нарезание резьбы в отверстиях при сборке производится мет-
чиками.
В случае большого количества отверстий применяются ра-
диально-сверлильные станки с предохранительным патроном
(фиг. 263). Развертывание отверстий производится вручную.
Фиг. 263. Предохранительный патрон для метчиков М12—М24:
I — хвостовик; 2 —шпонка; 3 — ведущая муфта; 4 — ведомая кулачковая муфта;
5 — обойма для освобождения шарика; 6 — сменная втулка.
Очистка и промывка деталей перед сборкой. Механическая очистка
деталей от земли, окалины и т. п. должна производиться до меха-
нической обработки. Однако в некоторых случаях эту работу при-
ходится выполнять и на сборке. Особое значение при этом имеет
очистка внутренних полостей отливок, являющихся резервуарами
для масла (корпусы подшипников и т. п.). В этом случае попадание
земли и грязи в масло может привести к повреждению подшипника
и выведению из строя всей машины.
Очистка производится круглыми металлическими щетками, за-
крепляемыми на шпинделе пневматической или электрической ма-
шинки — прибора с гибким валом. После очистки щетками детали
обдуваются сжатым воздухом при 3—6 ат так, чтобы в закрытых
полостях корпуса не осталось песка. Для обдувки применяются
специальные насадки — сопла, дающие узкую направленную струю
воздуха. Обдувка применяется также для быстрой сушки деталей
после их промывки. Обдувку производят в изолированных от сборки
помещениях.
Промывка деталей бывает необходима при сборке весьма точных
деталей и механизмов, как, например, шариковых и роликовых
подшипников, быстроходных шпинделей, рабочих органов винтовых
насосов и т. п. При этом с поверхности деталей удаляются остатки
428
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
стружки и грязи, масла, охлаждающей жидкости и других веществ,
применявшихся в процессе обработки.
Наиболее простым видом мойки является промывка в ведрах или
баках посредством ручных волосяных щеток и кистей. В организо-
ванном производстве промывка производится в механизированных
моечных баках или в специальных конвейерных мое'чных машинах
(фиг. 264). Для механизированной промывки деталей применяются
следующие составы жидкости: 1) водный 3—5%-ный раствор каль-
цинированной соды с добав-
кой 3—10 г мыла или асидола
на 1 л раствора; 2) трихлор-
этилен и др. Все растворы по-
догреваются до 60—80°. В со-
ответствующих случаях для
промывки используются так-
же керосин и бензин (про-
мывка подшипников качения
перед сборкой, шестерен
и т. п.).
Соединение деталей за-
прессовкой. Одной из рас-
пространенных сборочных
операций является запрес-
совка деталей, которая вы-
полняется: 1) посредством
ручных приспособлений;
2) ручными винтовыми и ры-
чажно-реечными прессами с
усилием 1—2 т; 3) педаль-
ными прессами с усилием
до 0,5 т; 4) гидравлическими
до 10 т и более; 5) посредст-
вом груза на кране и некоторыми другими способами. В массовом
производстве для запрессовки применяются специальные прессы-
автоматы.
Запрессовка деталей типа втулок, пальцев и т. п. в крупные
корпусы производится струбцинами или легкими ударами. Запрес-
совку ударами допускается производить посредством свинцового
или латунного молотка или через деревянную прокладку.
Надежное вхождение соединяемых деталей обеспечивается на-
личием фасок на торцах и отсутствием перекосов при запрессовке
(фиг. 265).
Для получения правильного натяга при запрессовке детали
должны быть изготовлены по методу абсолютной взаимозаменяе-
мости. В случае применения метода неполной взаимозаменяемости
необходима дополнительная рассортировка деталей перед сборкой
на группы. При этом спариваемые детали одной группы помечаются
определенной краской (красной, зеленой, желтой и т. д.).
5)
Фиг. 264. Устройства для промывки де-
талей:
а — моечный бак; б — конвейерная моечная машина.
и механическими прессами с
виды сборочйых Работ и их механизация
429
Для облегчения запрессовки деталей неподвижных соединений
применяют нагревание охватывающей или охлаждение охватыва-
емой детали. При посадке подшипников качения на шейку вала по
напряженной посадке подшипник после промывки в бензине опу-
скается в бачок или ведро с машинным маслом, нагретым до 80—90° С.
Когда подшипник нагреется до температуры масла, он при помощи
крючка надевается на заплечики вала. Окончательная посадка
нагретого подшипника легко осуществляется с помощью легких
ударов молотком по стальной или бронзовой втулке, упирающейся
во внутреннее кольцо подшипника.
Охлаждение охватываемой детали при запрессовке осуществляет-
ся при помощи' твердой углекислоты, в которую погружается
Фиг. 265. Приспособления для запрессовки:
а — для обеспечения размера А; б — для длинного вала; в — для устранения перекоса т(редки
клапана; г —с фиксатором для поршня и ограничителем хода; д — со струбциной; 1 — , еталь;
2 — вал.
шейка вала на несколько минут перед запрессовкой. Запрессовка
с применением холода часто-применяется при посадке подшипников
качения на шейки шпинделя и тому подобные полые детали.
Соединениедеталей горячими прессовыми посадками осуществляет-
ся с нагреванием охватывающих деталей в термическах печах.
Сборка посредством болтовых и винтовых соединений. Осущест-
вление соединения деталей при помощи винтов, шпилек и гаек не
представляет трудностей. Для сокращения времени ввертывания
крепежных деталей простые ключи заменяют торцевыми, коло-
воротными и ключами с трещоткой (фиг. 266). Применение торце-
вых ключей устраняет необходимость перекладывания губок ключа по
граням гайки после каждого его поворота. В случае необходимости
осуществить затяжку болта или винта с определенной силой при-
меняют тарированные ключи и отвертки. При достижении определен-
ного крутящего момента, на который рассчитана пружина ключа
или отвертки, происходит сжатие пружины и пробуксовывание шари-
ков или зубчатого соединения, посредством которых передается кру-
тящий момент.
Более существенная механизация ввертывания резьбовых дета-
лей заключается в примении электрических гайковертов с приводом
посредством кулачковой муфты, включаемой под действием пружины.
430
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
При возрастании крутящего момента сверх заданного предела
муфта расцепляется за счет взаимного скольжения наклонных ско-
сов ее зубцов.
При сборке в насосостроении приходится ввертывать большое
количество шпилек. Завертывание шпилек производят при помощи
двух гаек (фиг. 267, а), разрезной гайки и специального ключа,
накладываемого на штифты гайки, торцевого ключа (фиг. 267, б).
Для завертывания шпилек на
Фиг. 266. Специальные ключи:
а — торцевые; б - кол оборотные;
в — шарнирные; г — трещоточный.
сверлильном станке применяют
специальные патроны.
Патрон в исходном положении
(фиг. 268,а) подводится к шпильке,
ввернутой от руки на 2—3 витка
в корпус, до соприкосновения тор-
ца шпильки с упором 1. При даль-
а) б)
Фиг. 267. Способы ввертыва-
ния резьбовых шпилек:
а — посредством двух гаек; б — резь-
бовым ключом с донышком.
нейшем опускании патрона сожмется пружина 2, поднимется и
сожмется сменная разрезная гильза 3 с нарезкой соответственно
резьбе шпильки.
В этом положении шарики 4 выходят из углубления втулки 5
и входят в углубление гильзы 5, соединяя ее с промежуточной втул-
кой 6, При этом окажутся сцепленными кулачки муфты 7 (фиг. 268, б).
Когда шпилька ввернута до отказа, начинают пробуксовывать
муфты 8 и 9, соединенные наклонными скосами. При этом муфта 9,
приподнимаясь, тянет стакан 5, сжимая пружину 10 и расцепляя
муфту 7, а также втулку 6 и гильзу 3, После этого шпиндель под-
нимается, и подвижные детали патрона оказываются в исходном
положении.
Для завертывания гаек при сборке применяются механизиро-
ванные гайковерты с описанным выше предохранительным устрой-
ВИДЫ СБОРОЧНЫХ РАБОТ И ИХ МЕХАНИЗАЦИЯ
431
а)
ством для провертывания. Гайковерты обычно крепятся в электри-
ческих или пневматических дрелях.
Применение механизированного инструмента во много раз сни-
жает время выполнения соответствующих сборочных операций.
Использование его следует считать обязательным для всех случаев
сборки в серийном и массовом про-
изводстве. Вес большинства элек-
трифицированных или пневматиче-
ских гайковертов составляет 5—10 кг.
Эти инструменты подвешиваются на
пружинах или пружинных блоках
над рабочим местом сборщика так,
чтобы они могли перемещаться по
некоторому радиусу. Кроме того, на
рабочих местах устанавливаются
стойки с поворотным шарнирным
устройством для крепления механи-
зированного инструмента.
Окраска деталей машин непосред-
ственно примыкает к процессу сбор-
ки деталей и узлов.
При крупных масштабах произ-
водства окраска полностью механи-
зируется и переводится на поток
с использованием окрасочно-сушиль-
ных установок.
Перед окраской детали подвер-
гаются очистке, мойке и сушке.
Окраска начинается с операции шпат-
левки и грунтовки подлежащих
окраске поверхностей, что необходи-
мо для получения покрытий хороше-
го качества. Процесс шпатлевки со-
стоит в заполнении незначительных
неровностей на поверхности детали
густой замазкой, состоящей из мела
и олифы. Эта операция выполняет-.
ся деревянной или металлической
лопаткой — шпателем.
Грунтовкой называется нанесение предварительного слоя краски
на всю окрашиваемую поверхность детали.
После высыхания шпатлевки или грунтовки производится окон-
чательная зачистка поверхности абразивным полотном или мелко-
зернистой пемзой.
Окраска деталей производится в один или несколько слоев при
помощи кистей — вручную, пульверизацией и окунанием. При окра-
ске пульверизацией применяются особые пистолеты, работающие
с давлением воздуха до 3 ат. Окраска производится в специальных
Л
Фиг. 268. Само включающийся пат-
рон для завертывания шпилек на
сверлильном станке:
а — в исходном положении; б — в рабочем
положении; / — упор; 2 — пружина;
3 — сменная гильза; 4— шарик; 5, 6 — втул-
ки; 7, <9, 9— кулачковые муфгы; 10 — пру-
жина.
432
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
камерах. Окрашенные детали сушат в сушильных печах или каме-
рах при 60—80°.
Для сокращения времени сушки применяют нитролаки, которые
быстрее высыхают и дают прочные и красивые покрытия. При исполь-
зовании обычных масляных красок ускорение сушки можно получить
за счет предварительного подогревания краски до 50—80°. Для
придания блеска окрашенной поверхности деталь после окраски
и сушки покрывают лаком, после чего полируют фетровыми или
фланелевыми кругами с помощью машинки с гибким валом.
Окраска окунанием выполняется ручным или механизирован-
ным способом. Во втором случае над промывочными и окрасочными
ваннами проходит подвесной конвейер цепного типа. Подвешенные
на крючки конвейера детали последовательно проходят промывку,
сушильные камеры, опускаются в грунтовочные ванны, затем снова
проходят сушку и участок зачистки, после чего проходят через
одну или несколько ванн для окраски и попадают в сушильные ка-
меры. Мелкие детали окрашиваются в кассетах. В целях предохране-
ния от закрашивания посадочных мест последние заклеиваются
бумагой или закрываются заглушками или колпачками.
Для сушки применяются камеры с подачей горячего воздуха, с
рефлекторными лампами и с сушкой инфракрасными лучами.
Окраска пульверазацией и окунанием и искусственная сушка
деталей в 10—20 раз ускоряют процесс по сравнению с ручной окра-
ской. Поэтому ручная окраска применяется для подкрашивания
поврежденных или незакрасившихся мест и в предприятиях, выпу-
скающих единичные машины с меняющейся номенклатурой.
Испытание и упаковка машин. Процесс сборки машин заканчи-
вается испытанием и их упаковкой для отправки. Испытанию в
некоторых случаях подвергаются отдельные крупные узлы машин,
представляющие собой самостоятельные механизмы.
Испытание машин всех видов производится по утвержденной
программе, которая составляется применительно к назначению и
особенностям данной машины. Содержание и порядок испытания
лопастных и вихревых насосов обусловлены ГОСТ 6134-52. Про-
граммы испытаний ряда машин, особенно имеющих поршневой меха-
низм, как компрессоры и поршневые насосы, предусматривают
ревизию, т. е. разборку и осмотр трущихся деталей машины после
ее испытания.
В случае доставки насосов в пределах одного города транспор-
тировка их может производиться без упаковки в жесткую тару. При
отгрузке по железной дороге насосы упаковываются в деревянные
ящики. Крупные насосы упаковываются по частям (валы, спираль-
ные корпусы, фундаментные кольца и другие детали и агрегаты
вертикальных центробежных насосов).
При укладке в ящики необходимо обеспечить прочное закрепле-
ние и сохранность деталей от проникновения влаги. Для этого обычно
весь ящик или его крышка обиваются изнутри толем.
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ СБОРКИ II ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА
433
§ 61. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ СБОРКИ
И ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА
Основные этапы сборки. Процесс сборки может быть разбит на
шесть этапов: 1) подготовка деталей к сборке; 2) сборка узлов; 3) об-
щая сборка изделия; 4) испытание; 5) ревизия и исправление де-
фектов; 6) консервация и упаковка. В некоторых случаях последние
четыре этапа объединяются в один этап общей сборки, а иногда, в
условиях индивидуального производства, вся сборка изделия
выполняется без всякого расчленения на этапы.
Разделение на этапы и организация сборочного- процесса завися*?
от характера объекта сборки (размеры, вес, особенности и трудоем-
кость сборочных операций) и масштаба выпуска.
По принципу организации сборочного процесса различают ста-
ционарную и подвижную сборку. Как показывает само название, в
в первом случае собираемая машина находится в неподвижном со-
стоянии, во втором — перемещается в процессе сборки. В соответ-
ствии с этими условиями существенно различаются организация
и технология сборочного процесса.
Стационарная сборка. Весь процесс сборки в этом случае выпол*
няется на одном рабочем месте или сборочном посту, куда последо-
вательно подаются все детали и узлы изделия.
Этот вид сборки применяется для всех изделий в условиях инди-
видуального производства и малого масштаба выпуска, а также для
очень крупных и тяжелых изделий (особо крупные вертикальные
насосы и т. п.). ‘
В зависимости от масштаба выпуска и конструктивных осдбен-
ностей изделия стационарная сборка может осуществляться с боль-
шим или меньшим расчленением процесса.
При нерасчлененной сборке весь технологический процецрвыпол-
няется одним сборщиком или одной бригадой сборщиков на одном
стационарном посту.
Ввиду значительного разнообразия сборочных операций требу-
ются рабочие высокой квалификации. Для размещения деталей,
подготовительных работ и сборки узлов требуется большая площадь
и организация дополнительных рабочих мест в виде верстаков с
тисками.
Трудоемкость нерасчлененной сборки оказывается весьма высо-
кой вследствие отсутствия специализации, частой смены работ и?
неизбежных при этом потерь времени.
Длительность цикла сборки серии изделий при стационарном
нерасчлененном методе работ, можно определить по формуле
1 С В 2Vr’
где Тс — длительность сборки серии изделий в час.;
Та — трудоемкость сборки одного изделия в час.;
28 Д. Г. Белецкий 2527
434'
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
Nc — число изделий в серии;
В — число рабочих в бригаде, определяемое из условий воз-
можности удобной работы.
Расчлененная сборка предусматривает распределение всех сбороч-
ных работ—подготовку деталей, узловую и общую сборку, а также
их отдельных операций — между различными рабочими или брига-
дами. Сборка узлов при этом выполняется параллельно несколь-
кими бригадами, что резко сокращает цикл сборки. Общая сборка
выполняется отдельной специализированной бригадой.
В условиях стационарной расчлененной сборки длительность ци-
кла сборки серии машин будет определяться длительностью сборки
серии наиболее трудоемких узлов, если длительность сборки узла Ту
больше длительности общей сборки изделия. Если же длительность
общей сборки больше длительности сборки наиболее трудоемкого
из узлов, то цикл сборки будет определяться продолжительностью
общей сборки.
Следует указать, что при расчлененной сборке появляются эле-
менты потока, так как необходима организованная передача дета-
лей к местам сборки узлов, а узлов—к месту общей сборки. Однако
при этом, вследствие несовпадения времени сборки отдельных
узлов, движение их не может быть непрерывным, и неизбежно
накопление узлов в местах промежуточного хранения.
Расчленение сборочного процесса значительно сокращает трудо-
емкость операций за счет их специализации и резко уменьшает по-
тери времени, связанные с переходом сборщиков от одной работы
к другой.
Общая трудоемкость при введении расчлененной сборки сокра-
щается на 30—40%. Цикл сборки в условиях расчлененного про-
цесса сокращается в 2—5 раз и более за счет снижения трудоем-
кости и особенно за счет параллельной сборки узлов.
При Достаточном масштабе выпуска стационарная общая сборка
крупных изделий может быть организована по методу потока. В
этом случае технологический процесс общей сборки расчленяется
на несколько равных по времени выполнения операций; каждая
из операций предусматривает сборку и регулировку одного или
нескольких узлов изделия.
Для организации стационарной поточной сборки в сборочном
цехе устанавливают несколько сборочных стендов, число которых
должно на один или два превышать количество установленных
Ъпераций общей сборки.
Каждая из операций закрепляется за отдельным сборщиком
или бригадой.
После установки на все сборочные стенды базовой детали или
узла, например корпуса горизонтально-разъемного или многоступен-
чатого насоса, первая бригада начинает сборку на втором стенде.
Затем она переходит на третий стенд, после чего на втором стенде
начинает работать вторая бригада. Окончив свои операции, первая
и вторая бригады переходят соответственно на четвертый и третий
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ СБОРКИ И ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА
435
стенды, а на втором начинает работать третья бригада, выполняя
закрепленные за нею операции.
Если сборка разбита на три операции и выполняется на четырех
стендах, то, окончив работу на четвертом стенде, первая бригада
переходит на первый стенд. В это время вторая бригада работает
на четвертом стенде, а третья — на третьем. На втором стенде в этот
момент находится собранное изделие, которое убирается краном,
а на его место устанавливается новый базовый узел или деталь. В
следующий такт сборки готовые изделия заменяются базовыми узла-
ми на третьем, а затем на четвертом стендах и т. д.
Поточная стационарная сборка требует весьма четкой организации
и своевременной подачи узлов и деталей на сборку. Во избежание
срывов темпа сборки перед каждым стендом предусматривают некото-
рый задел узлов, что требует больших площадей и является известным
недостатком описанного метода работ. Длительность стационарной
поточной сборки определяется так же, как и в случае подвижной
сборки.
Подвижная сборка. Эта форма сборки предусматривает последо-
вательное перемещение объекта сборки от одного поста к другому.
Технологический процесс сборки расчленен таким образом, что на
каждом посту выполняется только одна операция и к нему подаются
необходимые при этом детали, болты, гайки, отдельные узлы и т. п.
За каждым постом закреплены один или два рабочих, снабженных
необходимым механизированным инструментом.
Подвижная сборка всегда является расчлененной и различается
в зависимости от масштаба выпуска лишь степенью расчленения.
Сборка узлов, так же как и общая, выполняется с перемещением
узла в процессе сборки.
Подвижная сборка осуществляется двояким образом, а именно
со свободным движением изделия и с принудительным его пере-
мещением.
В первом случае изделие передвигается сборщиками вручную
по рольгангам или на тележках, а иногда и посредством ленточных
транспортеров, па которые рабочий ставит изделия после выполне-
ния своей операции.
При этом сам процесс сборки, как правило, выполняется на
стационарных рабочих местах, а изделие перемещается лишь между
сборочными операциями.
Сборка с принудительным перемещением изделия совершается
непосредственно на ленточном или цепном конвейере, на котором
неподвижно закрепляется объект сборки. При этом различают под-
вижную сборку с непрерывным движением и сборку с периодическим
движением. В последнем случае конвейер периодически, через рав-
ные заданные интервалы времени перемещает изделие от поста к
посту. Посты размещены на равных расстояниях друг от друга.
Собственно сборочные операции в случае периодического движения
конвейера производятся при неподвижном изделии, что бывает необ-
ходимо при сборке точных и мелких механизмов.
28*
436
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
Сборка с принудительным движением лучше обеспечивает задан-
ный такт, т. е. время между выпуском двух последовательно соби-
раемых изделий.
Общая длительность поточной сборки определяется по формуле
T0 = nn-t,
гд$Т0 — • общая длительность цикла сборки в мин.;
пп — количество постов на сборочной линии, определяемой чис-
лом сборочных, контрольных и других операций, выпол-
няемых на линии;
t — такт сборки в мин.
Поточная сборка является основной организационной формой
сборочного процесса в массовом и крупносерийном производстве.
Главными ее преимуществами являются: 1) сокращение цикла сборки;
2) сокращение незавершенного производства и потребных площадей
для сборки и хранения заделов; 3) использование менее квалифици-
рованных рабочих вместо высококвалифицированных сборщиков-
универсалов. Вместе с тем поточная сборка требует полной ликвида-
ции пригоночных работ (кроме отдельных случаев регулировки с
использованием компенсаторов), выполнения всех деталей в пределах
установленных допусков и равномерного бесперебойного питания
сборки деталями и узлами.
Поточная сборка находит применение и экономически оправды-
вается и в условиях серийного производства. При этом организу-
ются поточные и переменно-поточные линии сборки станков насо-
сов различных типов и других машин.
Транспортные средства для сборки. Кроме указанного выше
оборудования для выполнения отдельных сборочных операций, при
любых видах сборки применяют различные транспортные средства,
К ним относятся: краны, рольганги, рельсовые пути с тележками,
подвесные конвейеры, цепные и ленточные сборочные конвейеры,
поворотные устройства и т. д. Подъемные краны различных типов
(преимущественно мостовые) применяются для стационарной сборки
тяжелых изделий в индивидуальном и серийном производстве. Осталь-
ные перечисленные выше виды транспортных средств характерны
для поточной сборки.
Рольганги, применяемые при поточной сборке со свободным
движением для передачи изделий от поста к посту, бывают одинар-
ные и двойные. Рольганги двойного типа применяются в линиях
сборки при необходимости осуществления обгонного движения оди-
наковых узлов или, наоборот, параллельного движения различных
узлов или изделий.
Рама рольганга сваривается из уголкового железа. Ролики
изготовляются из стальных труб диаметром 60—130 мм и уста-
навливаются на осях посредством вставных фланцев с шарико-
подшипниками.
На фиг. 269 показано приспособление для поворота собираемого
изделия на 180 или 90°, встраиваемое в рольганг.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
437
Подвесные цепные конвейеры применяются обычно для транспор-
тировки деталей и узлов к месту сборки.
Подвесные конвейеры удобны тем, что позволяют перемещать
детали не только в различном направлении в горизонтальной, но
и в вертикальной плоскости, т. е. между этажами. Длина подвесных
конвейеров составляет обычно 100—500 jw, а в отдельных случаях
и более 1000 м. Такие конвей-
еры оборудуются несколькими
приводными и натяжными стан-
циями. Скорость движения под-
весных конвейеров составляет
от 0,3 до 16 м!мин.
На фиг. 270 показан сбо-
рочный цепной тележечный кон-
вейер. Он состоит из замкнутой
в вертикальной плоскости це-
пи 1, передающей тяговое уси-
лие тележкам 2, на которых
располагаются собираемые из-
делия. Тележки катятся по
Фиг. 269. Приспособление, встраивае-
мое в( рольганг:
1 — приспособление; 2 — изделие; 3 — ось враще-
ния; 4 — упор.
опорной металлической конструкции 5, поддерживающей также тя-
говую цепь. Привод 4 цепи — от электродвигателя с редуктором
и коробкой передач для получения различных скоростей перемеще-
Фиг. 270. Цепной тележечный конвейер:
/ — цепь; 2 — тележка; 3 — опора; 4 — привод; 5 — натяжное устройство.
ния цепи (обычно от 0,05 до 0,5 м/мин). Натяжение цепи осуще-
ствляется специальным устройством 5.
Конструкции сборочных приспосблений определяются характе-
ром объекта и содержанием сборочных операций.
§ 62. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
Исходные данное и документация для проектирования. Исход-
ными данными для проектирования технологического процесса
сборки являются: 1) сборочные чертежи изделия и его узлов, а
также чертежи основных деталей; 2) технические условия на сборку
с указанием точности соединений, последовательности и содержания
проверки сборки и т. п.; 3) размер задания по выпуску изделий;
438
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
4) особые условия, предусматривающие в отдельных случаях воз-
можность увеличения выпуска, использование тех или других транс-
портных средств и т. п.
Разработанный технологический процесс сборки оформляется
в виде следующих документов: 1) проверенных и уточненных
сборочных чертежей узлов, подузлов и комплектов в соответствии
с принятым расчленением сборочного процесса; 2) технологические
схемы сборки изделия и отдельных узлов; 3) сборочные операцион-
ные и инструкционные карты; 4) нормировочные карты для расчета
норм по элементам и трудовым приемам. В некоторых случаях со-
ставляется пояснительная записка, содержащая краткую харак-
теристику изделия, технические требования к сборке и обоснование
принятых организационных форм и расчленения сборки, а также
сводные технико-экономические показатели разработанного тех-
нологического процесса.
В заглавной части карты сборки указываются: наименование
изделия и сборочной единицы, номер технических условий на
сборку, характеристика и количество потребных вспомогательных
материалов.
В графах карты указываются: номер и наименование деталей
и сборочных элементов (сборок) и их количество, номера операций,
переходов и их наименование (с подробным изложением содержания);
наименование или индекс оборудования, приспособлений, а также
рабочего и мерительного инструмента, необходимого при выполнении
данной сборочной операции; результаты нормирования: штучное
время, разряд и расценка за операцию.
Сборочная инструкционная карта заполняется в отдельных слу-
чаях для особо сложных операций и содержит детальные указания
о порядке выполнения данной операции. Сборочная нормировоч-
ная карта является вспомогательным документом для составления
расчетных норм трудоемкости операций по элементам трудоза-
трат.
Порядок проектирования. Разработку технологического процесса
сборки начинают с изучения конструкции изделия по имеющимся
сборочным чертежам и составления схемы сборочных элементов.
Этот этап работы целесообразно соединить с технологическим кон-
тролем, проверкой и уточнением чертежей и построением размерных
цепей на основные соединения. Затем, учитывая конструктивные
особенности изделия и заданный масштаб выпуска, принимают ту или
другую организационную схему сборки и соответствующие методы
решения размерных цепей. При любых формах организованной
расчлененной сборки в условиях как серийного, так и массового
производства необходимо комбинировать сборочные операции с
учетом снижения их трудоемкости и правильной загрузки всех
сборочных постов.
Исходя цз изложенных выше соображений, составляют техноло-
гическую схему сборки для целого изделия (обычно укрупненную)
и в случае необходимости—для отдельных узлов или групп. Со-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
439
ставление технологической схемы сильно облегчается при наличии
образца изделия, на котором предварительно проводятся опытные
разборки и сборки.
При установлении порядка сборочных операций исходят из сле-
дующих положений: 1) предшествующие операции не должны за-
труднять выполнения последующих; 2) после выполнения операций,
на которых возможно получение брака или которые состоят в регу-
лировке положения или взаимодействия деталей, необходимо пре-
дусматривать контроль и соответственно контрольные посты; 3) в
условиях поточной сборки разбивка процесса на операции дик-
туется заранее установленным тактом сборки, величина которого
должна быть приблизительно равна или кратна времени выполнения
каждой операции.
Величина действительного такта сборки при одно- или двухсмен-
ной работе может быть подсчитана по формуле
4. С ‘П(60Тсм Т об Т
Кг
где t — действительный темп сборки в мин.;
С — число рабочих дней в году (в общем случае принимается
307 дней);
п — число рабочих смен в сутки;
Тсм— длительность рабочей смены в час.;
Тоб — потери времени в течение смены на обслуживание рабочего
места в мин.;
Тп — потери времени в течение смены на отдых, перерывы в ра-
боте и естественные надобности в мин.;
N? — годовая программа по выпуску собранных изделий в шт.
При подвижной сборке с периодическим движением изделия
должно учитываться также и время перемещения изделия от поста
к посту.
В случае, если Топ > t и работу можно расчленить, на один рабо-
чий пост ставят двух рабочих. Если же выполненные операции рас-
членить невозможно, то ставят несколько постов, выполняющих
одну и ту же операцию параллельно. Последнее бывает только в
условиях сборки со свободным движением.
На основе составленной технологической схемы сборки запол-
няют карты сборки и производят нормирование процесса согласно
имеющимся нормативам. Обычно при этом обнаруживается некоторая
разница во времени выполнения отдельных операций. Поэтому,
если принята поточная форма сборки, приходится корректировать
намеченный технологический процесс путем дополнительного рас-
членения или концентрации операций.
При концентрации операций возможны следующие варианты
выполнения отдельных переходов: последовательное, параллельное
и смешанное.
Показатели технологического процесса сборки. Уровень разра-
ботанного процесса сборки характеризуется общей трудоемкостью
440
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
сборочного процесса, которая сравнивается с существующей трудо-
емкостью сборки подобных изделий. Кроме того, оценка запроекти-
рованного процесса может производиться по относительным пока-
зателям, а именно по коэффициенту трудоемкости сборки относи-
тельно трудоемкости механической обработки и по коэффициенту
загрузки сборочных постов.
Коэффициент трудоемкости сборочного процесса определяется
по формуле
к ?сб
кт т
1 мех
где Тмех— общее время станочной обработки всех деталей в нормо-
часах.
Для массового производства обычно кт = 0,2 -ь- 0,3, для серий-
ного кт = 0,3 -ч- 0,4, для индивидуального кт = 0,5 и выше.
Коэффициент загрузки сборочного поста определяется по формуле
к*~Тв’
где Топ — время выполнения данной операции в мин.;
t — такт сборки в мин.;
В — количество сборщиков на данном посту.
Обычно считают приемлемым кп 0,85. В случае низкого коэф-
фициента загрузки сборочных постов необходимо пересмотреть рас-
членение операций, т. е. соединить их. В случае невозможности
дальнейшей концентрации операций, например если вся сборка
выполняется на одном посту, то, очевидно, целесообразно иметь
стационарную серийную сборку. Коэффициент загрузки всей поточ-
ной линии сборки определяется как среднее арифметическое из
загрузки всех постов.
Контрольные и повторные сборки. Высокая трудоемкость сборки
и соответственно повышенный коэффициент трудоемкости сборочного
процесса требуют исследования как сборки, так и других этапов
технологического процесса изготовления изделия. Для этого часто
используется метод повторных сборок. Сущность этого метода заклю-
чается в том, что последовательно производится сборка изделия из
обычно изготовленных деталей с их пригонкой, а затем изделие
разбирается и собирается повторно из тех же деталей. В обоих слу-
чаях записывается время, затрачиваемое на все переходы сборки,
с учетом всех имевших место дополнительных работ. Разность времен
по соответствующим переходам показывает трудоемкость дополни-
тельных работ. Изучение их содержания позволяет установить при-
чины возникновения этих работ.
Установив пригоночные работы, не предусмотренные разработан-
ным технологическим процессом, но необходимые по условиям про-
изводства, уточняют процесс и его трудоемкость. Для устранения
пригоночных работ, не вызывающихся необходимостью, вносят по-
правки в соответствующие процессы механической обработки. Изго-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ 44]
товив партию деталей по исправленным технологическим процессам,
проводят контрольную сборку и устанавливают соответствие фак-
тической затраты времени — проектной трудоемкости.
В процессе производства обычно проводят контрольные сборки
с последующей разборкой изделия и замерами всех фактических
посадочных размеров деталей. При этом устанавливают соответствие
фактических и расчетных посадок и зазоров в соединениях. На основе
контрольных сборок вносятся соответствующие исправления в чер-
тежи или технологические процессы изготовления отдельных де-
талей.
ГЛАВА XVI
СБОРКА И БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
§ 63. ТРЕБОВАНИЯ К СБОРКЕ РОТОРОВ НАСОСОВ И ПОНЯТИЕ
ОБ ИХ СТАТИЧЕСКОМ И ДИНАМИЧЕСКОМ БАЛАНСИРОВАНИИ
Условия работы и технические требования к сборке роторов.
Роторами центробежных и других насосов называют валы с насажен-
ными на них рабочими колесами и всеми другими относящимися к
рабочим органам насосов крепежными и защитными деталями, кото-
рые в процессе работы совершают вращательное движение. В сов-
ременных насосах с вращательным движением числа оборотов ротора
достигают 3000 в минуту при электрическом и свыше 4000 в минуту
при паротурбинном приводе.
Для получения высокого к. п. д. в этих насосах необходимо обе-
спечить герметичность или наименьшие зазоры между полостями
нагнетания и всасывания. Последнее достигается созданием наи-
меньших зазоров между уплотнительными кольцами корпусов и
защитными кольцами или поясками рабочих колес, а также по-
средством набивных и других сальников.
В условиях высоких чисел оборотов наименьшие зазоры могут
•быть выдержаны и сохранены только при условии весьма точного
изготовления роторов, отсутствия изгиба валов при работе и вибра-
ций под действием неуравновешенных сил.
Указанные обстоятельства и определяют основные технические
требования к изготовлению и сборке роторов. К ним относится
отсутствие биения поверхностей деталей и особенно уплотняющих
поверхностей ротора, а также уравновешенность или сбалансирован-
ность роторов.
Точность вращения поверхностей ротора обеспечивает возмож-
ность установления весьма малых зазоров (0,1—0,5 мм) между
уплотнительными и защитными кольцами. Кроме того, отсутствие
биения является одной из предпосылок для сбалансированности
ротора. Последняя зависит от равномерности распределения
вращающихся масс относительно оси вращения. Неравномер-
ность распределения этих масс зависит как от геометрических
неточностей заготовок и механической обработки, так и от на-
личия раковин и других дефектов отливок. Неравномерность,
ТРЕБОВАНИЯ К СБОРКЕ РОТОРОВ II ИХ БАЛАНСИРОВАНИЕ
443
распределения масс относительно оси вращения приводит к тому,
что центр тяжести ротора не будет совпадать с осью его вращения.
Это создает дополнительные центробежные силы, которые вызы-
вают изгиб вала, повышенный износ подшипников и вибрации при
работе.
Таким образом, балансирование, т. е. устранение неравномерного
распределения вращающихся масс, является обязательным усло-
вием качественного изготовления роторов насосов. В зависимости
ют того, находятся ли не-
уравновешенные массы в
одной плоскости, как это
имеет место у одноколес-
ных роторов, или в не-
скольких плоскостях, как
у многоколесных роторов,
применяют статическое
или динамическое балан-
сирование.
Статическое баланси-
рование. На фиг. 271, а
показан диск с осью 00.
Если нижняя часть диска
по тем или другим при-
чинам оказалась тяжелее
Фиг. 271. Схема статического балансирования
неуравновешенного диска.
верхней, это можно условно представить как наличие некоторого
груза G, расположенного на расстоянии R от оси 00. При вра-
щении диска возникнет центробежная сила, величина которой опре-
делится из выражения
Q = т/?о)2,
где т = —----неуравновешенная масса (g — ускорение силы тяже-
сти — 9,81 м/сек2)}
R — расстояние от оси вращения;
(о = — угловая скорость вращения диска при числе обо-
ротов п в мин.
Если, например, G = 1 кг, R = 100 мм и п = 3000 об/мин, то
величина центробежной силы составит
<2=А°4т)! = 9Ж314,==1100'«-
Наличие указанной силы может вызвать изгиб оси и нарушить
установленный зазор в уплотнительных соединениях, а также соз-
дать дополнительную нагрузку подшипников. При этом, поскольку
неуравновешенная масса находится в плоскости диска, устранение
дисбаланса может производиться без вращения детали — путем
добавления или снятия соответствующей массы в той же плоскости.
444
СБОРКА И БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
Задачей статического балансирования является совмещение центра
тяжести детали с осью ее вращения.
Существует несколько способов статического балансирования.
Типичным является балансирование на ножах или призмах. При
этом деталь насаживается на оправку, которая устанавливается на
двух параллельных закаленных призмах. Вследствие наличия
дисбаланса рабочее, колесо с оправкой всегда поворачивается так,
что его тяжелая часть располагается внизу.
Для устранения дисбаланса необходимо снять с тяжелой стороны
излишек металла весом G или же поместить на противоположную
сторону груз G', уравновешивающий изли-
шек веса G.
Состояние равновесия будет достигнуто
при условии (фиг. 271, б)
Фиг. 272. Схема действую-
щих сил и моментов при
вращении неуравновешен-
ной детали с большим отно-
шением длины к диаметру.
G'R' — GR.
Процесс статического балансирования
сводится к установлению величины G'R'
и затем к устранению дисбаланса путем
добавления или снятия металла. Практи-
ческие способы статического балансиро-
вания рабочих колес и роторов центро-
бежных и осевых насосов будут рассмот-
рены ниже.
Динамическое балансирование. На фиг. .272 показана несбалан-
сированная деталь с большим отношением длины к диаметру. Если
неуравновешенность создается массой М, то при статическом балан-
сировании возможно уравновесить деталь грузом Q = Mg. Однако
при этом останется невыясненным вопрос, в какой точке по длине
детали надо расположить груз. Так, например, условиям статиче-
ского балансирования будет удовлетворять расположение груза в
плоскостях / и II. Если деталь привести во вращение, то в первом
случае будет действовать момент пары сил A/Zj 7?о>2, а при располо-
жении груза в плоскости II — момент Ml^Ra)2.
Поэтому при балансировании длинных деталей недостаточно сов-
мещение центра тяжести детали с осью вращения, а необходимо ее
динамическое уравновешивание или балансирование.
Задачей динамического балансирования является совмещение с
осью вращения главной оси инерции детали. Последнее достигается
путем такого подбора грузов, при котором уравновешиваются как
центробежные силы, так и создаваемые ими пары сил.
Сущность динамического балансирования заключается в том,
что в двух заранее намеченных плоскостях I и II выявляются, а за-
тем устраняются действующие моменты центробежных сил. Для
этого используются те же способы, что и при статическом баланси-
ровании, т. е. съем излишка металла или установка дополнительных
грузов. В процессе балансирования выявляют:
ТРЕБОВАНИЯ К СБОРКЕ РОТОРОВ И ИХ БАЛАНСИРОВАНИЕ
445
1) направление, по которому должен быть расположен уравно-
вешивающий груз;
2) величину груза и расстояние точки его приложения от центра
вращения детали.
Динамическое балансирование выполняется на особых балан-
сировочных станках. Кроме того, имеются способы динамического
балансирования и изучения вибраций собранных машин в собствен-
ных подшипниках при помощи специальных приборов — виброско-
пов или виброметров.
Станки и аппаратура для ди-
намического балансирования. Ба-
лансировочные станки или маши-
ны представляют собой устрой-
ства для измерения центробежных
сил и моментов этих сил, дейст-
вующих на подшипники балан-
сируемой детали при ее вращении.
О величинах этих сил или момен-
тов судят по вызываемым ими ко-
лебаниям подшипников. Поэтому
устройство для установки детали
на балансировочном станке долж-
но представлять собой упругую
систему, которая позволяет осу-
ществлять эти колебания.
Применяемые в настоящее вре-
мя балансировочные машины по
принципу действия делятся на две
группы: 1) машины, замеряющие
величины колебания упругой си-
стемы, по которым определяют ве-
личину и расположение дисба-
ланса, и 2) компенсационные машины, снабженные соответствую-
б)
Фиг. 273. Схемы машин для дина-
мического балансирования:
а — рамная; б — безрамная; 1 — рама; 2 —шар-
нир; 3 - пружина; -/ — деталь; 5, 6 — ука-
затель; 7, 8— диски; 9 — контрольная масса;
10, 11 — опоры.
щими устройствами, управляя которыми в процессе вращения де-
тали добиваются полного устранения колебания. При этом по кон-
трольным приборам машины определяют величину и расположение
компенсирующих масс. В зависимости от конструкции различаются
рамные и безрамные машины.
Рамная, компенсирующего типа, балансировочная машина со-
стоит из рамы 1 (фиг. 273, а) машины, связанной с основанием через
шарнир 2 и пружину 3. В подшипниках машины помещается балан-
сируемая деталь 4. Рама машины имеет одну степень свободы и мо-
жет колебаться вокруг шарнира 2. Величина амплитуды колебания
отсчитывается по шкале 6. В первой установке детали плоскость
уравновешивания I—I проходит через шарнир 2. Во второй установке
деталь поворачивается на 180° так, чтобы вторая плоскость уравно-
вешивания проходила через шарнир 2. Основная особенность этой
машины заключается в наличии компенсационных устройств, рас-
446
СБОРКА И БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
полагаемых на оси детали. Эти устройства состоят из двух дисков 7
и 8 и контрольной массы 9. Диск 7, по окружности которого нане-
сены деления, жестко связывается с осью детали. Диск 8 может пово-
рачиваться относительно диска 7. Масса 9 может переставляться в
радиальном направлении.
Балансируемая деталь вращается с постоянной угловой скоро-
стью, вызывая некоторую амплитуду колебаний, отмечаемую стрел-
кой 5. Передвигая контрольную массу 9, изменяют величину ком-
пенсирующего момента, действующего на раму 1. Поворотом диска 8
относительно диска 7 изменяют угловое расположение плоскости
действия компенсирующего момента. Добившись прекращения коле-
бания стрелки 5, останавливают машину и определяют положение
массы 9 и угловое положение диска 8.
Согласно отношению 1К и /, определяют положение и величину
уравновешивающего груза в плоскости II—II.
Последние модели балансировочных машин, особенно предна-
значенных для массового производства, снабжаются различными
автоматизирующими электрическими устройствами — датчиками и
электронными усилителями для определения величины и места дис-
баланса, значительно сокращающими время балансирования. При
этом исключается необходимость двух установок детали с ее пово-
ротом на 180°. Это достигается за счет поочередного затормаживания
каждой из двух установленных на пружинах опор детали, представ-
ляющих собой вместе с нею колеблющуюся систему в безрамных кон-
струкциях машин (фиг. 273, б). Некоторые станки имеют устройство
для удаления излишнего металла сверлением, не снимая детали.
§ 64. СТАТИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ
РАБОЧИХ КОЛЕС И ОДНОКОЛЕСНЫХ РОТОРОВ НАСОСОВ
Область применения статического балансирования. Статическому
балансированию подвергаются рабочие колеса одноколесных насо-
сов до и после сборки роторов. К таким насосам относятся горизон-
тально-разъемные насосы типа Д, консольные насосы типа К, вер-
тикальные центробежные и осевые насосы.
Рабочие колеса мелких насосов балансируются до запрессовки
их на вал на цилиндрическах оправках.
Таким же способом статически балансируются колеса много-
ступенчатых насосов до их сборки. Это необходимо для уменьшения
дисбаланса при последующем динамическом балансировании сбор-
ных роторов. Индивидуальное статическое балансирование проходят
сборные рабочие колеса осевых насосов. При этом производится под-
бор отдельных лопастей по весу, что уменьшает в дальнейшем объем
статического балансирования как сборных колес, так и роторов в
сборе.
Рабочие колеса крупных горизонтально-разъемных и некоторых
других типов насосов балансируются после запрессовки их на валы.
При этом перед балансированием производится протачивание защит-
ных колец рабочего колеса, установленного на валу.
СТАТИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАНИЕ РАБОЧИХ КОЛЕС РОТОРОВ
447
Балансирование рабочих колес центробежных насосов является
заключительной операцией механической обработки. Рабочее колесо
плотно насаживается на оправку со шпонкой своим окончательно
обработанным отверстием. В некоторых случаях применяют универ-
сальные оправки, на которых колесо зажимается между коническим
уступом 1 (фиг. 274, б) и гайкой с конусом 2.
Балансирование рабочих колес выполняется на ножах-призмах
(фиг. 274, а) или на дисках-роликах (фиг. 274, б). В первом случае
под влиянием легкого толчка оправка с насаженным колесом катится
по призмам до тех пор, пока более тяжелая част\колеса не^окажется
Фиг. 274. Приспособления для статического балансирования:
а — с ножами-призмами; б — с дисками; 1 — уступ; 2 — rafti а с конусом; 3 — уравновешивающий
груз.
в нижнем положении. При балансировании на роликах оправка
вращается без перемещения в горизонтальной плоскости. Заметив
утяжеленное место колеса, с противоположной стороны, ближе к
его периферии, прикрепляют воск, вар или простую замазку, а в
некоторых случаях кусочки намагниченного металла. После этого
снова сообщают легкий толчок колесу для создания вращающего
момента. Если колесо остановится в прежнем положении, значит
уравновешивающий груз надо увеличить. Если, наоборот, колесо
остановится добавленным грузом вниз, значит его надо умень-
шить. Эти приемы повторяют до тех пор, пока колесо с оправой не
будет останавливаться в любом сообщенном ему положении.
Измерив расстояние R и вес груза G' (фиг. 274, а), подсчитывают
величину дисбаланса в гем. Если величина дисбаланса не превышает
значений, указанных в технических условиях, то колесо считается
годным. Если же произведение 7? превосходит допустимую вели-
чину дисбаланса, то излишек металла на утяжеленной стороне колеса
снимают, чтобы привести его в состояние безразличного равновесия.
На крупных колесах съем не более 100 г металла производится
посредством переносной машинки с абразивным кругом. При
этом снимается слой 1—3 мм у наружного края колеса с одной
448
СБОРКА И БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
или двух его сторон по дуге окружности. Таким же образом сни-
мается металл и при балансировании собранных одноколесных
роторов. Небольшие количества металла удаляют опиливанием.
В случае необходимости
удалить значительное коли-
чество металла производят
протачивание рабочих колес
на токарных или карусель-
ных станках, а также фре-
зерование.
При установке колеса для
съема дисбаланса на кару-
сельном станке деталь опи-
рается на скошенное кольцо 1
(фиг. 275) и прижимается
прихватами.
Описанный выше способ
Фиг. 275. Установка рабочего колеса для
снятия дисбаланса на карусельном станке:
1 — скошенное кольцо.
статического балансирования
применяется в том случае, когда дисбаланс явно выявляется при
перекатывании оправки с колесом на призмах. Однако перека-
тывание оправки будет иметь
место лишь при достаточной ве-
личине дисбаланса и создавае-
мого им момента.
Математически это условие
(фиг. 276) можно выразить сле-
дующим образом:
GR > Pfr,
гд$ G— вес неуравновешенного
металла в кг;
R— расстояния центра тя-
жести неуравновешен-
ного металла от оси в ж;
Р — вес колеса в кг;
f— коэффициент, завися-
щий от качества отдел-
ки, прямолинейности и
твердости призм и шеек
оправки;
г—радиус шейки оправ-
ки в м.
Величина момента трения
качения 714^ = Pfr характери-
зует чувствительность балансировочного устройства. При закаленных
тщательно шлифованных призмах и шейках оправки f = 0, 001. При
наличии неровностей и мелких забоин на призмах, а также незака-
ленных поверхностях оправки и призм величина f резко возрастает.
Фиг. 276. Балансирование при скрытой
неуравновешенности:
а — схема действия момента неуравновешенности
и момента трения при балансировании на приз-
мах; б—схема балансирования.
СТАТИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАНИЕ РАБОЧИХ КОЛЕС РОТОРОВ
449
Определим величину центробежной силы, вызываемой скрытой неуравно-
вешенностью при хорошем состоянии балансировочного устройства. Пусть вес
колеса с оправкой (или собранного ротора) Р = 1000 кг, радиус шейки г =
= 0,1 ;и, тогда
Мкач = 1000-0,001 -0,1 0,1 кгм.
Таким образом дисбаланс, создающий моменты GR < 0,1 кгм, не будет
обнаруживаться при установке колеса с оправкой на ножах.
Определим, какую величину центробежной силы может создать указанный
момент. При числе оборотов п = 3000 в минуту получим
~ G п , GR 9 0,1 /71-3000\2 0,1-3142 1П1П _
Q = _= = « Ю10 кг.
При весе колеса 800 кг найденная центробежная сила составит 125% от
его веса, что совершенно недопустимо. Вследствие этого возникает необходи-
мость статического балансирования колеса и при скрытом дисбалансе.
В этом случае рабочее колесо с оправкой, установленное на призмы, остается
в покое в любом положении.
Для нахождения скрытого дисбаланса окружность колеса раз-
бивают на 6, 8 или 12 частей, как показано на фиг. 276,6. Точки
делений означают порядковыми номерами.
Установленное на призмы колесо перекатывают так, чтобы каж-
дое деление поочередно прошло через горизонтальную плоскость,
идущую через ось диска ОО. В этом положении для каждой из
отмеченных точек подбирается такой груз, чтобы под его действием
рабочее колесо повернулось на призмах на один и тот же угол.
Направление поворота при этом должно совпадать с направлением,
в котором перекатывается колесо. Когда в указанную горизонталь-
ную плоскость придет или расположится вблизи нее неуравнове-
шенная масса рабочего колеса, то для его поворота понадобится
наименьший из всех грузов.
Допустим, что для этого в точке 4 пришлось поместить груз g4.
После этого груз g4 снимается, и диск поворачивается в том же
направлении так, чтобы противоположная точка 8 заняла место
точки 4. После этого в точке 8 укрепляется такой груз g8, чтобы
рабочее колесо повернулось на тот же угол в прежнем направлении.
Зная веса g4 и gQ, можно подсчитать вес неуравновешенной
массы ротора G, а следовательно, и потребного уравновешивающего
груза G' из выражения (фиг. 276,6)
GR + gtr = g6r — GR;
GR = Г>
Такой груз необходимо добавить в точке 8 или снять в точке 4.
Учитывая необходимость уменьшения скрытой неуравновешен-
ности, необходимо обеспечить иолравное состояние балансировоч-
ных устройств. Основными правилами при этом являются:
1) балансировочные параллели должны быть достаточно жесткими
для того, чтобы исключить возможность прогиба под действием
веса деталей;
2) поверхности призм должны быть закалены и прямолинейны
без всяких следов забоин;
29 Д. Г. Белепкий 2Б27
450
СБОРКА И БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
3) поверхности призм должны лежать в одной горизонтальной
плоскости;
4) оправка для рабочего колеса должна обеспечить концентрич-
ность рабочего колеса и шеек в пределах 0,02 мм. Овальность шеек
оправки не должна превышать 0,005—0,007 мм\ балансируемое
рабочее колесо с оправкой должно опускаться на призмы осторожно,
лучше на медные прокладки;
5) длина призм берется равной 6—8 диаметрам оправки, но не
более 1,0—1,4 м.
Сборка и статическое балансирование рабочих колес осевых
насосов. Рабочие колеса осевых насосов с отдельными лопастями
после их сборки, а цельные — после механической обработки ста-
тически балансируются до посадки на вал. При сборке производится
подбор лопастей по весу и по расположению центра тяжести.
Одним из простейших способов определения центра тяжести
является следующий: каждую из лопастей подвешивают 2 раза,
захватывая струбциной в достаточно удаленных друг от друга точ-
ках пера. Пересечение вертикалей, проведенных от точек подвески,
даст положение центра тяжести.
При сборке рабочего колеса попарно расположенные лопасти под-
бираются так, чтобы произведение их веса на расстояние центра тяже-
сти от опорного буртика лопасти или от оси втулки было одинаковым.
Сборка колес осевых насосов не представляет особых трудностей.
Основными операциями при сборке колес с неповоротными лопа-
стями являются: посадка лопастей в отверстие втулки, предвари-
тельное их крепление гайками, разворот лопастей на заданный
угол по рискам и окончательное крепление лопастей со сверлением и
постановкой стопорных винтов. Остальные отверстия забиваются
деревянными пробками.
Несколько сложнее сборка колес с поворотными лопастями.
Поворот их осуществляется за счет осевого перемещения штока,
проходящего внутри вала и связанного с вспомогательным механиз-
мом (сервомотором). На цапфах лопастей таких насосов крепятся
кронштейны, соединяемые шарнирно с чекой, закрепленной в штоке
вспомогательного двигателя. Вертикальное перемещение штока вызы-
вает соответствующий поворот лопастей.
Статическое балансирование осевых колес удобно производить
на шаровой опоре. В отверстие втулки колеса вставляется закален-
ная втулка 1 (фиг. 277). Этой втулкой колесо надевается на шаровую
опору колонки 2, Вокруг колонки располагается точно обработан-
ное кольцо 5, выверенное по уровню. На его плоскую поверхность
опираются торцы гаек 4 при их свертывании со шпилек 5 в крайнее
нижнее положение.
Высота втулки 1 рассчитана таким образом, чтобы точка ее кон-
такта со сферической пятой находилась на 100—200 мм выше центра
тяжести колеса. После навинчивания гаек на шпильки рабочее ко-
лесо повисает на сферической опоре и в случае наличия дисбаланса
наклоняется в соответствующую сторону. Величина наклона кон-
СТАТИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАН! IE РАБОЧЕГХ КОЛЕС РОТОРОВ
451
тролируется замером расстояния между торцами рабочего колеса
и кольцом 3.
В процессе балансирования рабочему колесу сообщают несколько
качаний в разных направлениях с повторными замерами перекосов
после прекращения качаний. Этим устраняется возможность ошибок
и случайных замеров. Замеры производятся индикаторными штихма-
сами или другими мерительными
противоположных точках
кольца 3. Разность этих
показаний дает величину
наклона.
Устранение наклона ко-
леса достигается заклады-
ванием грузов 6 в карманы
ступицы. Вначале эти гру-
зы предварительно прихва-
тывают сваркой; закончив
балансирование, произво-
дят их окончательную при-
варку. При небольшом
дисбалансе удаляют ме-
талл с соответствующих
лопастей.
Сборка и статическое
балансирование роторов.
Типичный порядок сборки
средствами в двух диаметрально
Фиг. 277. Статическое балансирование на ша-
ровой опоре:
/ — втулка; 2— колонка; 3 — кольцо; 4 — гайка; 5 —шпиль-
ка; 6 — уравновешивающий груз.
одноколесного ротора в
условиях мелкосерийного
производства приведен в
табл. 69 (фиг. 278).
После посадки рабоче-
го колеса на вал насоса производится его статическое балансиро-
вание на ножах или роликах. Порядок определения величины и
расположения дисбаланса тот же, что и при балансировании отдель-
ных колес на оправке.
Ввиду нецелесообразности распрессовывания колеса для снятия
излишка металла при балансировании роторов, в большинстве
случаев производится опиливание или удаление излишка металла
переносным абразивным кругом. Этот процесс является весьма
несовершенным и трудоемким.
Московский завод имени Калинина, по предложению тт. Журав-
лева и Талыкина, внедрил механизированный процесс статического
балансирования роторов ндсосов с рабочим колесом диаметром
до 400 мм и длиной до 1500 мм на реконструированном токарном
станке (фиг. 279).
Применение указанного станка позволяет производить без сня-
тия ротора следующие операции: 1) определение величины и распо-
ложения дисбаланса; 2) снятие излишка металла; 3) повторную
29*
Фиг. 278. Крупный центробежный насос_22НДС
двойного всасывания:
1,7 — подшипники; 2 - вал насоса: 3 — медные пэокладки;
-/ — корпус; 5 — муфта МУВ-15; 6 — шпонка; 8 — ротор;
Р, 16 — гайки; 10 - крышка, 11 — рабочее колесо; 12 — шпон-
ка; 13—винты; МЮ%22 мм', 14—защитные кольца; 15 — за-
щитные втулки; 17 — смазывающие кольца; 18 — распорные
кольца.
bud no стрелке Л
СБОРКА И БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
СТАТИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАНИЕ РАБОЧИХ КОЛЕС РОТОРОВ
453
Таблица 69
Технологический процесс сборки одноколесного ротора
крупного центробежного насоса 22НДС в мелкосерийном производстве
№ детали или узла (фиг. 278) Наименование детали или узла Количе- ство № опера- ции № пере- хо Содержание операции и перехода Технические требования
Сборка рабочего колеса с защитными кольцами
11 14 13 Рабочее колесо Защитные кольца Винты М10Х22 1 2 4 1 2 3 3 1 1 1 2 Напрессовать на рабочее колесо за- щитные кольца с двух сторон Сверлить четыре отверстия в рабо- чем колесе и коль- цах для стопорных винтов с двух сто- рон под резьбу М10 мм Нарезать резьбу М10 мм в четырех отверстиях с двух сторон Ввернуть четыре винта М10 мм в рабочее колесо и кольца Рабочее колесо должно быть очи- щено от земли в каналах, обработа- но в соответствии с чертежом и ТУ, зачищено после обработки и окра- шено внутри крас- ной краской, а также по возмож- ности статически сбалансировано на оправке
2 12 15 3 9 Рабочее колесо в сборе Вал насоса Шпонка Защитные втулки Медные прокладки Г айка с правой резьбой Сб 1 1 2 2 2 1 орка 4 4 4 4 5 5 pomoi 1 2 3 4 1 2 ра (колеса) с валом Выправить шпо- ночную канавку в рабочем колесе на- пильником Выправить шпо- ночную канавку на валу насоса Припилить шпон- ку по шпоночным пазам рабочего ко- леса и вала насоса Посадить рабочее колесо на шпонку Вырубить шпо- ночные канавки в защитных втулках и зачистить про- кладки торцам сту- пицы колеса, поста- вить на вал защит- ные втулки 1. Радиальное биение рабочего колеса диаметром 500—1000 мм по периферии <0,4 мм 2. То же по на- ружной поверхно- сти защитных *□- лец — в пределах 0,25 номинального зазора с уплотни- тельным кольцом 3. То же, за- щитных втулок при диаметре >100 мм в пределах 0,04 мм 4. То же, шеек вала под подшип- ники скольжения диаметром < 200 0,02 мм 5. Осевое бие- ние дисков коле- са по диаметру >500 мм, <0,6 мм j
454
СБОРКА и БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
Продолжение табл. 69
№ детали или узла (фиг. 278) Наименование детали или узла Количе- ство № опера- ции № пере- хода Содержание операции и перехода Технические требования
16 О тичс 5 2 6 • Гайка с левой резьбой тправить в м jckh баланси' Муфта МУВ-15 Вал насоса Шпонка 1 ехани эовать 1 1 1 5 6 чески >, есл! Сбс 7 7 7 7 8 8 9 3 1 й цех 1 коле урка j 1 2 3 4 1 2 1 Навернуть и за- тянуть две гайки на валу Контроль ОТК на протачивание защ !со не было сбаланси] муфты с валом Выправить шпо- ночную канавку в муфте и нарезать резьбу в стопорном отверстии тумбы Выправить шпо- ночную канавку на валу насоса Припилить шпон- ку по валу и муфте Посадить муфту на шпонку вала Контроль ОТК сборки Контроль балан- сировки ротора с муфтой. В случае необходимости снять дисбаланс в преде- лах 100 г Снять муфту с вала и заклеймить 6. То же, торцов защитных колец —0,25 номиналь- ного зазора, но не более 1 мм итных колец; ста- эовано на оправке 1. Радиальное биение муфты на диаметре 200 мм <0,03 мм 2. Осевое биение торцов на окруж- ности <0,01 мм на каждые 100 м и диаметра
проверку сбалансированности ротора. Принцип действия станка
завода имени Калинина заключается в том, что установленный в
центрах и зажатый дополнительно кулачками самоцентрирующего
патрона ротор, кроме вращательного, получает еще возвратно-по-
ступательное перемещение с частотой, равной числу оборотов шпин-
деля. Благодаря этому оказывается возможным стачивать металл с ча-
сти окружности колеса резцом, установленным в обычном резцедер-
жателе.
Возвратно-поступательное перемещение ротора осуществляется
при помощи специального копирного устройства (фиг. 280). С пра-
вой стороны передней бабки устанавливается поворачивающийся
вокруг вертикальной оси угольник 1 (фиг. 280, а). На вертикальной
полке угольника сделана выточка, в которую вставлено бронзовое
СТАТИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАНИЕ РАБОЧИХ КОЛЕС РОТОРОВ
455
кольцо 2. По этому кольцу скользит сухарь 3, укрепленный на пальце,
ввернутом в планшайбу самоцентрирующего патрона.
В горизонтальной полке угольника имеются четыре отверстия.
В одно из них вставлена эксцентричная втулка 4, через которую
проходит палец 5. Поворачивая втулку 4, можно смещать вертикаль-
ную полку угольника и ставить ее под некоторым углом к оси цен-
тров станка. Посредством гаек 6, навертывающихся на шпильки,
проходящие с зазором через отверстия в угольнике, последний сто-
порится в заданном положении.
Фиг. 279. Специализированный токарный станок для статиче-
ского балансирования роторов.
В случае поворота угольника бронзовое кольцо станет под неко-
торым углом к оси станка. Поэтому при вращении патрона, упираю-
щегося сухарем в бронзовое кольцо, последнее будет сообщать пат-
рону осевое перемещение, пропорциональное углу поворота. Воз-
можность осевого перемещения шпинделя вместе с патроном на 4—
6 мм обеспечивается за счет установки с зазором 5 мм затяжной гай-
ки заднего подшипника. Таким образом осуществляется переме-
щение ротора вправо. Для возвращения его в исходное положение
служит специальное пружинное устройство (фиг. 280, б) в задней
бабке.
В гайку пиноли ввертывается винт 7, упирающийся своим бур-
тиком в кольцо 2. Пружина 3, упирающаяся в дно крышки 4. по-
стоянно стремится отжать через кольцо 2 винт 1 с пинолью влево.
Под действием пружины ротор, установленный в центре станка и
зажатый в патроне, будет прижимать ролик патрона к бронзовому
кольцу угольника.
При установке ротора вращением маховичка 7 центр подводится
до соприкосновения к центровому отверстию вала. Дальнейшее
456
СБОРКА II БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
вращение маховичка заставит винт 1 перемещаться вправо и давить
через кольцо на шпильки 5, ввернутые в соединительную втулку 6.
Втулка 6, упираясь в кулачковую полумуфту 8, выведет ее из заце-
пления с полумуфтой 9 и разобщит маховичок от винта. В этом поло-
жении центр задней бабки будет прижат к валу ротора с постоянным
усилием. При осевых перемещениях вала пружина 3 будет сжиматься
и разжиматься, удерживая вал в центрах.
Разрез по ДД-ББ
Д
2 3 4
Фиг. 280. Узлы балан-
сировочного станка:
а — передняя бабка:1— уголь-
ник; 2 — кольцо; 3 сухарь;
4-втулка; 5— палец* 6—гайки;
7 — шпильки; б — задняя бабка;
1 — винт пиноли; 2 — кольцо;
3 — пружина: 4 — крышка;
5—шпильки; 6—втулка; 7—ма-
ховик; <?, 9—полумуфты;
10 — палец; 11 — хомутики.
Специальные хомутики И соединяют полумуфту 9 с крышкой 4.
Палец 10, входящий в шпоночный паз полумуфты 9, передает кру-
тящий момент винту 1 от маховичка через полумуфту 8.
Процесс балансирования проходит следующим образом. Уста-
новленный в центрах и слегка прижатый задним центром ротор
медленно поворачивается до тех пор, пока не выявится его более
утяжеленная сторона, стремящаяся занять крайнее нижнее поло-
жение.
Прикрепляя грузы с противоположной стороны рабочего колеса,
можно примерно установить величину дисбаланса. Соответственно
этому на тот или другой угол поворачивают (по часовой стрелке)
угольник 1 (фиг. 280, а) вокруг пальца 5.
Затем уравновешивающий груз снимают, а ротор поворачивают
на 90° так, чтобы утяжеленная сторона была направлена к резцу
СБОРКА И ДИНАМИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ
457
и находилась на уровне центров.В таком положении левый конец вала
зажимается кулачками самоцентрирующего патрона, а к боковой
правой поверхности колеса подводят резец.
Поскольку угольник 1 при этом повернут на некоторый угол,
то описанное выше положение ротора будет соответствовать крайнему
правому положению шпинделя. При повороте шпинделя на 180°
утяжеленное место окажется сзади линии центров, а шпиндель вме-
сте с ротором уйдет в крайнее левое положение, и колесо отойдет
от резца на величину I =2rtga, где г — радиус вращения оси
сухаря 3 (фиг. 280, а); а — угол поворота угольника. Например,
при а 5° и г = 50 мм
/=100-0,055 = 5,5 мм.
Проточив серповидный участок на боковой поверхности колеса,
ротор освобождают от зажима кулачками и снова проверяют дис-
баланс, а в случае необходимости операцию повторяют несколько
раз.
При балансировании крупных серий одинаковых роторов можно
опытным путем составить таблицу величин съема металла и углов
поворота угольника в зависимости от величины дисбаланса. При
весьма больших его значениях протачивание рабочего колеса про-
изводят с обеих сторон, с поворотом ротора в центрах на 180°.
§ 65. СБОРКА И ДИНАМИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАНИЕ
МНОГОКОЛЕСНЫХ РОТОРОВ
Особенности сборки многоколесных роторов. Изготовление мно-
гоколесных роторов представляет собой весьма сложный и трудо-
емкий процесс. Это объясняется не только необходимостью динами-
ческого балансирования, но и большой сложностью сборочных опе-
раций. Последнее особенно относится к сборке роторов секционных
насосов, которые не могут быть собраны в виде отдельного узла
и затем без разборки вставлены в корпусы насосов.
На фиг. 281 показан в разрезе ротор крупного питательного
секционного насоса. Узел ротора состоит из вала 14, рабочего колеса 7
первой ступени и пяти последующих одинаковых рабочих колес 9
и других деталей, устанавливаемых на валу.
Посадка шпонок в гнезде вала выполняется с натягом 0,01 —
0,02 мм по ширине паза. Шпоночные пазы в рабочих колесах изго-
товляются по шпонкам, с зазором 0,01—0,03 мм.
Допустимое биение уплотняющих поверхностей составляет 0,08 мм
для колес: 0,04 — для наружной поверхности рубашек и 0,02 —
для торцов разгрузочного диска. Биение проверяют на станке по
индикатору в местах, указанных стрелками (фиг. 281). Все измере-
ния производятся при затянутых, а затем при отпущенных гайках 3,
4, 12 и 13. Допустимый дисбаланс собранного ротора по наружному
диаметру 285 мм крайнего правого и крайнего левого колеса не
должен превышать 5 г при весе ротора около 170 кг. Ротор балаН’
458
СБОРКА И БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
сируется совместно с зубчатой муфтой. Установка маслоотбойных
колец 2 производится при общей сборке насоса. После установки
колец 2 и упора 17 винты 15 и 16 закернивают. Маслоудерживающие
кольца Б надеваются после балансирования. Требования, предъ-
являемые к биению ротора, в условиях серийного производства не
могут быть обеспечены при сборке ротора из деталей, полностью
обработанных до сборки.
В связи с этим применяется окончательная обработка некоторых
деталей ротора после сборки или, как говорят, в сборе. По
существу этот прием представляет собой решение размерных цепей
методом пригонки.
Общий технологический маршрут сборки. Сборка ротора (фиг. 281)
в условиях мелкосерийного производства состоит из следующих
операций:
1-я операция. Подготовка деталей к сборке, промывка
в керосине и протирка всех деталей. Рабочие колеса при этом обду-
ваются воздухом по каналам для просушки и удаления грязи. После
этого все детали предъявляются ОТК для снятия фактических раз-
меров и занесения их в формуляр, в котором указываются чертеж-
ные и фактические размеры основных поверхностей.
2-я операция. Сборка ротора, предусматривающая сле-
сарную пригонку сопрягаемых деталей и насадку их на вал, в следую-
щем порядке:
а) установка вала на козлах, заправка концевых ниток резьбы
под гайки с обоих концов вала, притупление острых углов на шпо-
ночных пазах и в других местах;
б) пригонка к шпоночным пазам шпонок для втулки привода
двух шпонок для рубашек 6 и 11, шести шпонок для колес и шпонки
для диска 10\
в) пригонка шпоночных пазов рабочих колес защитных рубашек
и разгрузочного диска по установленным шпонкам;
г) разметка и керновка отверстий на шпонках под резьбу для
крепежных винтов;
д) сверление отверстий диаметром 4 мм и нарезание резьбы на
шпонках М5 X 0,8 мм\
е) постановка шпонок для рабочих колес и разгрузочного диска
и посадка рабочих колес 7 и 9 с втулками 8\
ж) постановка шпонок и посадка разгрузочного диска 10 и руба-
шек 6 и 11 с кольцами и уплотнительным резиновым шнуром (скле-
енным в виде кольца), закрепление гаек 5, 4, 12 и 13 с шайбами против
отвертывания;
з) постановка упора 17 на резьбе, сверление и нарезание отвер-
стия под стопорный винт и постановка винта М5 X 15 мм\
и) посадка маслоотбойных колец 2 со сверлением и нарезанием
резьбы под стопорные винты и их постановка;
к) припиловка шпоночных пазов втулки привода по калибру,
постановка шпонок 1 в шпоночные пазы вала и посадка подогретой
втулки зубчатой муфты привода.
1910-------
Д. Г. Белецкий 2527
СБОРКА И ДИНАМИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ
459
3-я операция. Токарная обработка в сборе. Ротор уста-
навливается в самоцентрирующем патроне с прижимом центром.
Установка проверяется на биение по индикатору.
Протачиваются уплотнения рабочих колес, наружная поверх-
ность рубашек и торец разгрузочного диска. После протчаивания
зачищаются острые углы и заусеницы.
4-я операция. Динамическое балансирование. Подготовка
ротора и его балансирование выполняются согласно инструкции.
Описание процесса динамического балансирования будет дано ниже.
Сбалансированный ротор сдается ОТК на станке.
5-я операция. Составление формуляра на осевые размеры
ротора и окончательный контроль.
Динамическое балансирование собранных роторов. Весь процесс
балансирования может быть разбит на четыре этапа: подготовка
станка и ротора к балансированию, определение резонансных обо-
ротов, собственно балансирование с исследованием ненормальных
явлений, если они имели место, и составление формуляра или про-
токола балансирования.
Подготовка к балансированию любого ротора заключается в
следующем:
1. Определяют вес ротора (если он неизвестен) и по таблицам,
прилагаемым к станку, производят настройку пружин подшипников,
удерживающих ротор при балансировании.
2. Подбирают и пригоняют вкладыши подшипников по шейкам
ротора, устанавливают и регулируют вкладыши в подшипниках,
обеспечивая их свободный, но плотный поворот.
3. Раздвигают стойки с подшипниками соответственно расстоянию
между шейками ротора и устанавливают привод в требуемое поло-
жение.
4. Намечают балансировочные плоскости у ротора, в которых
будет производиться установка грузов или съем металла, и устанав-
ливают метод крепления грузов. При этом следует учесть, что для
определенной неуравновешенности компенсирующие грузы будут
тем меньше, чем больше расстояния между плоскостями их прило-
жения. Поэтому расстояния между балансировочными плоско-
стями следует брать возможно большими. Практически уравно-
вешивающие грузы крепят на боковых сторонах крайних колес
ротора.
5. Подготовляют уравновешивающие грузы и приспособления
для их крепления. Наиболее удобным является метод крепления
грузов, который позволяет осуществлять их перемещение на боковых
поверхностях по окружности диска и устанавливать их в любой
отдаленной точке от центра диска. Для крепления грузов с винто-
вым зажимом у роторов насосов могут быть использованы рабочие
каналы колеса и его стенки.
6. Проверяют, нет ли незакрепленных деталей на роторе, и уста-
навливают защитные ограждения у станка на случай отрыва уравно-
вешивающих грузов.
460
СБОРКА II БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
Перед началом балансирования следует определить резонансные
обороты, при которых колебания ротора происходят с наибольшей
амплитудой.
Рассмотрим процесс балансирования на механических баланси-
ровочных станках по методу максимальных отметок.
1. Ротор, установленный в подшипниках станка, получает вра-
щение на 100 об/мин больше резонансного числа оборотов.
2. Привод станка отключают и освобождают первый подшипник.
После этого подводят индикатор к подшипнику и начинают наблюдать
за амплитудой колебаний
его стрелки, определяя на-
чало закономерных колеба-
ний. Сэтого момента фикси-
руют их величину вплоть :
5)
Фиг. 282. Балансирование по методу максимальных отметок:
а — шарнирный прибор для отметки максимального прогиба вала; б — диаграммы максимальных
отметок на валу ротора; 7 — прибор; 2 — вал.
до наступления резонанса. Когда колебания устанавливаются, к
покрытому мелом участку вала подводят пишущее острие (фиг.282,а),
которое вычерчивает на валу 2 дуги, сначала более длинные аа
(фиг. 282, б), а затем, по мере увеличения изгиба вала, более корот-
кие (диаграмма Л). Нанесение рисок осуществляется шарнирным
устройством. По мере увеличения амплитуды колебаний вала чер-
тилка, укрепленная на шарнирном параллелограмме, будет ото-
двигаться от центра вала и наносить все более короткие риски, ото-
двинутые друг от друга в осевом направлении, как это видно на
фигуре. Когда вал пройдет резонансные числа оборотов и ампли-
туда его колебаний начнет уменьшаться, чертилка останется в своем
наиболее удаленном от оси вала положении.
3. После прохождения зоны резонанса подшипник закрепляют
и при небольших числах оборотов снова присоединяют привод,
переключенный на обратное вращение. Ротор тормозится, а затем
получает вращение выше резонансного числа оборотов, в обратном
направлении.
4. Отключив привод, повторяют действия, указанные выше в п. 2,
в результате чего получают новые риски вв (фиг. 282, б, диа-
грамма Б). Для удобства целесообразно вторую серию рисок нанести
на том же участке вала, что и риски диаграммы А. Тогда получим
на валу совмещенные риски, как показано на диаграмме В. Ось
симметрии этой диаграммы 00 и даст аксиальное сечение ротора,
СБОРКА И ДИНАМИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ
461
в котором находится неуравновешенная масса. В этой плоскости
должен быть снят излишек металла или помещен уравновешиваю-
щий груз со сдвигом на 180° от стороны вала с риской 00.
5. Устанавливая пробный уравновешивающий груз в найден-
ной плоскости, снова вращают ротор, как было указано в п. 3. При
резонансных числах оборотов ротора определяют амплитуду коле-
баний первого подшипника. Величину 'гребущегося для уравнове-
шивания груза опреде-
ляют из соотношения
£i___
а\п ’
откуда
а\п
где G\—неуравновешен-
ность первой
стороны ротора;
Gn—пробный груз;
а\—амплитуда ко-
лебаний первого
Пробные грузы
Фиг. 283. Даиграмма амплитуд вибраций вала при
переменной величине и постоянном положении
пробного груза.
подшипника при вращении ротора без
груза;
а\п—амплитуда колебаний первого подшипника при вращении
ротора с пробным грузом.
6. Закрепляют в балансировочной плоскости /—/ (фиг. 273)
груз, несколько меньший найденной величины Gi, и, вращая ротор,
определяют при резонансном числе оборотов величину амплитуды
колебаний первого подшипника. Повторяя этот процесс с несколь-
кими грузами, находят величину груза, при которой получается мини-
мальная амплитуда. При этом целесообразно построить диаграмму
амплитуд вибраций вала (фиг. 283).
Процесс подбора груза у опытного рабочего требует не более
4—5 вращений (разгонов) ротора.
7. Если изменением величины груза не удается добиться сниже-
ния вибраций подшипника до требуемого предела, необходимо про-
верить правильность расположения уравновешивающего груза.
Для этой цели подобранный груз последовательно перемещают по
окружности рабочего колеса в обе стороны от первоначально уста-
новленного места. В каждом новом положении груза производят
вращение ротора и проверку амплитуды при резонансном числе
оборотов. Таким образом находят наивыгоднейшее положение груза.
После окончательного закрепления уравновешивающего груза в
плоскости /—I (фиг. 273) таким же образом производят уравнове-
шивание ротора в плоскости II—II. Найденный при этом по величине
и расположению груз компенсирует центробежную сил у, действующую
на второй подшипник. Однако при этом новый груз может нару-
шить равновесие, достигнутое для первого подшипника. Поэтому,
462 СБОРКА И БАЛАНСИРОВАНИЕ РОТОРОВ НАСОСОВ
уравновесив второй подшипник и закрепив его неподвижно, снова
проверяют вибрации первого подшипника и устанавливают допол-
нительный груз в плоскости I—I. Этот груз сдвигают на 180° против
положения груза, уравновешивающего ротор в плоскости II—II.
Дополнительный груз, установленный в плоскости I—/, в свою
очередь несколько нарушит достигнутое равновесие в плоскости II—
II. Поэтому снова закрепляют первый подшипник и производят
дополнительное уравновешивание в плоскости II—II. Этим обычно
и заканчивается процесс динамического балансирования.
Для окончательного контроля сбалансированности ротора его
снова вращают и замеряют амплитуду колебаний обоих освобо-
жденных подшипников при резонансном числе оборотов.
Описанный выше процесс балансирования роторов может видо-
изменяться в зависимости от принятого метода балансирования и
конструкции станка. Балансирование на современных станках,
использующих электронику, значительно проще и в несколько раз
быстрее. Подробные указания о технике их использования содер-
жатся в заводских инструкциях, прилагаемых к балансировочным
станкам.
ГЛАВА XVII
СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
§ 66. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА СБОРКИ МЕЛКИХ
И СРЕДНИХ НАСОСОВ
Отличительные признаки группы. К группе мелких и средних
насосов можно условно отнести все насосы, которые полностью
собираются на заводе и транспортируются в собранном виде. Эти
насосы в случае необходимости могут собираться по принципу под-
вижной сборки с применением конвейеров, рольгангов или рельсо-
вых тележек.
К мелким насосам можно отнести шестеренчатые, винтовые,
вихревые, большинство консольных и др., вес которых не превышает
150—200 кг. К средним насосам относятся поршневые, большая
часть насосов типа Д и НДВ, крупные консольные, малые осевые
и некоторые другие типы насосов весом до 3—5 т.
В большинстве случаев мелкие насосы изготовляются средними
и крупными сериями с применением расчлененной поточной сборки.
Средние насосы выпускаются чаще всего небольшими сериями и
лишь в отдельных случаях с применением поточной сборки. При-
веденное деление Является условным и принято лишь для удобства
изложения.
Насосы, отнесенные к группе мелких и средних, после общей
сборки полностью испытываются на заводе и направляются потре-
бителям с паспортом, гарантирующим исправную работу и преду-
смотренные техническими условиями характеристики насосов (по
напору Нм, расходу Q м3/мин, к. п. д. и др.).
Особенности сборки мелких и средних насосов различных типов.
Существенные различия в процессе сборки разных насосов опреде-
ляются наличием или отсутствием осевых горизонтальных или
вертикальных разъемов. При наличии таких разъемов основной
узел насоса — ротор — полностью собирается до начала общей
сборки и в таком виде вкладывается в корпус. К насосам такого
рода относятся горизонтально-разъемные насосы типа Д, НДВ и
М (одноступенчатые с колесом двойного входа и многоступенчатые),
а также осевые и некоторые конструкции других насосов. Возмож-
ность установки в корпус насоса полностью собранного ротора
464
СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
значительно упрощает общую сборку и облегчает применение более
совершенных организационных форм сборки.
Сборка насосов секционного типа значительно усложняется
вследствие необходимости устанавливать между рабочими колесами
промежуточные детали и монтировать весь ротор в цилиндрическом
неразъемном корпусе. Установка секций насосов этого типа пред-
ставляет трудоемкую операцию, требующую специальной техно-
логической оснастки и рабочих высокой квалификации.
Характер операций и основные требования к сборке мелких и
средних насосов. Ряд деталей мелких и средних насосов центробеж-
ных, вихревых и других типов изготовляется на основе полной взаи-
мозаменяемости и не требует пригонки во время сборки. К таким
деталям относятся рабочие колеса, шестерни, защитные кольца и
рубашки (посадочные отверстия), валики и валы для посадки ше-
стерен, колес и подшипников, гнезда для посадки наружных колец
подшипников и т. п.
Вместе с тем большое количество деталей в условиях серийного
производства требует пригоночных работ. Эти работы состоят в
пригонке шпонок, контрольных шпилек, стыков корпусов, шабровке
вкладышей подшипников скольжения, сверлении отверстий и наре-
зании мелких резьб, нарезании и развальцовке трубок, вырубке
канавок и т. п.
К чисто сборочным операциям относятся: установка прокладок
и шпонок, запрессовка деталей в корпусы и на валы, установка и
регулирование положения роторов в корпусах, ввертывание шпилек,
затяжка болтов и гаек. Последние две операции имеют особенно
широкое распространение и значительный удельный вес при сборке
насосов многих конструкций. При сборке горизонтально-разъем-
ного насоса 22НДС ввертываются 54 шпильки и затягивается около
70 болтов и гаек.
Учитывая большой объем этих операций, следует считать совер-
шенно необходимым применение механических гайковертов и патро-
нов для ввертывания шпилек при сборке насосов, что значительно
облегчает труд и сокращает время ввертывания шпилек и затяжки
болтов и гаек.
Основными требованиями при сборке насосов с вращательным ра-
бочим движением является обеспечение правильных осевых и радиаль-
ных зазоров между рабочими органами и корпусами насосов.Величина
этих зазоров определяется конструкцией насосов и оговаривается
техническими условиями на изготовление насосов определенных
типов.
Кроме величины осевого разбега и радиальных зазоров, при
сборке насосов выдерживается также совпадение контуров внутрен-
них полостей с тем, чтобы устранить выступы на пути перекачи-
ваемой жидкости. Существенное значение при сборке насосов имеет
также равномерная и последовательная затяжка болтов и гаек,
необходимая для устранения перекосов и деформирования кор-
пусов.
ПОТОЧНАЯ СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
465
При сборке насосов некоторых типов техни*Гескими условиями
предусматривается приработка или прикатка отдельных узлов, а
также насоса в целом, как, например, приработка комплекта из
трех винтов винтовых насосов, обкатка и приработка шестерен-
чатых и других насосов.
§ 67. СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
В УСЛОВИЯХ МЕЛКОСЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Сборка шестеренчатых насосов. Сборка шестеренчатого насоса
(см. фиг. 197) не представляет особых трудностей в условиях серий-
ного производства и обычно выполняется одним рабочим.
Главным требованием к сборке шестеренчатых насосов является
обеспечение необходимого зазора между торцами шестерен и про-
ставками в пределах 0,05—0,25 мм на обе стороны. Получение ука-
занного зазора достигается за счет прокладок между корпусом и
проставками (или крышками). Основными сборочными единицами
в шестеренчатом насосе являются корпус со шпильками и клапаном,
а также ведущий и ведомый роторы в сборе.
Технологический процесс сборки шестеренчатого насоса при-
веден в табл. 70.
§ 68. ПОТОЧНАЯ СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
Сборка поршневых насосов 46ГМ. Насос (см. фиг. 222) состоит
из 92 деталей. Габаритные размеры его 500x500 X 1300 мм, вес 370 кг.
Сборка насоса разбита на три основные этапа и выполняется
различными рабочими: 1) слесарная подготовка деталей к сборке
и сборка узлов и подузлов; 2) общая сборка; 3) испытание с последую-
щей ревизией, окраской, консервацией и упаковкой.
Пространственная схема расчлененной поточной механизиро-
ванной сборки насоса 46ГМ представлена на фиг. 284.
Первый этап — сборка узлов гидравлического и парового блока
производится на рольгангах, сборка узлов штоков с поршнями,
средней колонки, крышек золотниковой коробки и арматуры — на
верстаках.
Второй этап — общая сборка выполняется на подвижных тележ-
ках, перемещающихся по рельсовым путям. Весь процесс общей
сборки состоит из семи операций.
После окончательной сборки насоса начинается третий этап
процесса, состоящий из семи операций. Ввиду того что время выпол-
нения этих операций составляет 1,6 часа, т. е. в 2 раза больше при-
нятого такта Т = 0,8 час., эти операции выполняются одновременно
на двух рабочих местах.
Планировка сборочного участка и транспортирование деталей
в процессе сборки. На фиг. 285 показана планировка участка по-
точной сборки насосов 46ГМ. Номера операций на планировке соот-
ветствуют схеме сборки (фиг. 284). Обработанные в механическом
30 Д. Г. Белецкий 2527
466
СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
Таблица 70
Технологический процесс сборки шестеренчатого насоса РЗ-ЗОа
в условиях серийного производства
№ детали или узла (см. фиг. 197) Наименование деталей или узлов Количе- ство в шт. № опера- ции № пере- хода Содержание операций и переходов
7 6 6 1 6 5 Подгони Все основные и спа- риваемые детали Резиновые пальцы и прокладки Подузел клапана: пробка, винт, наконеч- ник, предохранительное кольцо Ротор ведущий: шестерни вал, шпонка, стопор- ное кольцо и винт Ротор ведомый: вал, шестерни, шпонки, стопорное кольцо, винт Оби Корпус, шпильки Ведущий ротор Ведомый ротор Прокладки, гайки, шайбы Подшипники зека де 20 Узлоеа По 1 2 По 1 1 2 1 1 1 цая ебс 1 16 1 1 2 16 1 4 >та; 1 1 Я С( 2 3 3 3 4 4 зркс 5 5 5 ъей 1 2 5орь 1 1 2 3 1 2 i на 1 2 3 к сборке Обрубить, очистить, снять заусеницы и промыть. Корпус, проставки и крышки подвер- гнуть гидравлическому испы- танию на 15 ат Нарезать пальцы для муфт и прокладки са Собрать подузел клапана Пригнать шпонку к валу и шестерне. Собрать шестерни на валу, затянуть стопорное кольцо, нарезать резьбу и за- вернуть стопорный винт Отвернуть кольцо и промыть бензином Снять заусеницы и припи- лить шпонку к валу и шестер- ням Собрать шестерни на ва- лу, затянуть стопорное кольцо и ввернуть стопорный винт коса Ввернуть в корпус шпильки и вставить ведущий и ведо- мый роторы Положить прокладки и за- тянуть гайками с одной и дру- гой стороны последовательно и проверить вращение рото- ров Вставить шайбу в расточку под подшипник со стороны сальника, запрессовать под- шипники и проверить враще- ние роторов
ПОТОЧНАЯ СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
467
Продолжение табл. 70
№ детали или узла (см. фиг. 197) Наименование деталей или узлов Количе- ство в шт. № опера- ции № пере- хода Содержание операций и переходов
7 Прокладки, пружинные шайбы Клапан, подузел кла- пана Шпильки для фланца сальника, кольцо, манжеты, гайки М-10 Шпонка муфты Муфта Сборка насоса с Насос в сборе Электродвигатель Плита Болты Испытаны 2 16 2 1 2 2 1 1 элект 1 1 1 8 ? на пр 5 5 5 5 6 podt 7 7 7 7 7 юиз 9 9 10 11 12 13 4 5 6 7 загс 1 2 3 4 5 }вод< 1 2 1 1 1 1 Отвернуть гайки, вставить крышки и привернуть гайками с шайбами с двух сторон. Притереть клапан, вставить пружину и ввернуть пробку, собранную с винтом и нако- нечником с прокладкой под пробку Ввернуть шпильки, собрать сальниковое уплотнение и дву- мя манжетами и затянуть крышку Припилить шпонку, надеть кожух и насадить муфту Контроль сборки ОТК гтелем на плите Собрать и надеть муфту на вал электродвигателя Установить насос и электро- двигатель па плите Разметить под сверление отверстий Сверлить отверстия и опи- лить плиту Окрасить плиту предвари- тельно Установить электродвига- тель и насос на плиту, при- вернуть болтами с шайбами и проверить вращение валов ительностъ Установить насосный агре- гат на испытательный стенд Собрать на стенде для испы- тания Испытать на производитель- ность, согласно ТУ Сдать по результатам испы- тания Разобрать на стенде и снять насосный агрегат со стенда Разобрать насос для осмотра ОТК и представителем заказ- чика
30*
468
СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
Продолжение табл. 70
№ детали или узла (см. фиг. 197) Наименование деталей или узлов Количе- ство в шт. № опера- ции № пере- хода Содержание операций и переходов
— Окончательна Насос Электродвигатель Плита Окраске Насос Плита гя сбор 1 1 1 г агрег 1 1 13 13 'ка 14 14 14 15 15 16 17 18 19 19 ата 20 2 3 U С( 1 2 3 1 2 1 1 1 1 2 t и 1 Подшабрить и удалить за- диры, протереть детали, со- брать для замера зазоров (по свинцу) Разобрать и предъявить свинцовые оттиски зазоров ОТК и вновь собрать дача агрегата Собрать насос с электро- двигателем на плите Насадить муфту на вал на- соса, вложить резиновые паль- цы в муфты и закрепить пру- жинным кольцом Проверить вращение и при- вернуть окончательно насос болтами с пружинными шай- бами Проверить совпадение осей валов насоса и электродвига- теля по приспособлению Отрегулировать совпадение осей прокладками и предъявить ОТК Установить агрегат на стен- де для повторного испытания Гидравлически испытать насос маслом на 15 ат и сдать ОТК Испытать насос на контроль- ный замер напора, расхода и к. п. д., сдать ОТК и снять со стенда Укрепить фирменную та- бличку и выбить дату и № насоса Поставить заглушки и плом- бировать упаковка ’ Очистить, шпатлевать, грун- товать и окрасить 2 раза со- гласно ТУ
ПОТОЧНАЯ СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
469
Продолжение табл. 70
Наименование деталей
или узлов
Содержание операций и переходов
Запасные детали, при-
боры (манометр, ваку-
умметр, реостат), ящи-
ки для агрегата и при-
боров деталей
Уложить в ящик, привернуть
бруски, запаковать насосный
агрегат и надписать ящик по
трафарету
Смазать, завернуть в бумагу
и упаковать в ящик запасные
детали
Уложить в ящик приборы,
упаковать и надписать ящик
цехе блоки подаются на площадку 17 (фиг. 285), откуда поступают
на радиально-сверлильный станок 26 для ввертывания шпилек с при-
менением специального патрона (см. фиг. 268). Затем гидравлические
блоки поступают на левый, а паровые блоки — на правый роль-
ганги, где производится их подготовка к гидравлическому испыта-
нию. Подготовка к испытанию заключается в предварительной
установке с прокладками крышек сальниковых коробок и заглушек
так, чтобы открытым оставался только один патрубок, через который
при испытаниях подается вода. Подготовленные блоки перемещаются
по рольгангам к ручным насосам 25, где производится гидравли-
ческое испытание под давлением 40 ат.
Гидравлические блоки, не выдержавшие испытание, поступают
по рольгангу на участок 27 бакелитирования, после чего снова
подвергаются испытанию. Паровые блоки с такими же дефектами
удаляются как брак. Годные паровые блоки передвигаются по роль-
гангу, проходят разборку и поступают на станок 13 для притирки
зеркала. Годные гидравлические блоки и паровые блоки после
притирки зеркала устанавливаются на тележку 4, которая по рель-
совому пути вводится в камеру 3 для продувки блоков сжатым воз-
духом. После этого гидравлические блоки поступают на рядом
расположенный рольганг для узловой сборки, а паровые блоки по-
средством тельфера по монорельсу 20 передаются на линию узловой
сборки. Собранные узлы гидравлического блока, являющиеся базовой
сборочной единицей, с помощью тельфера устанавливаются на те-
лежку в первой операции общей сборки. Передвигаясь по рельсовому
пути, эта тележка постепенно проходит через все операции общей
сборки. По окончании соответствующей операции рабочий, толкая
тележку, перекатывает ее на следующий пост.
Гидравлический блок крепится на платформе тележки за одну
из лап посредством прихвата 1 (фиг. 286); устойчивое положение
тележки на каждой сборочной позиции обеспечивается за счет тор-
мозов 3, действующих на все четыре колеса под давлением пружин,
470
СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
Освобождение тормозов производится посредством установки пе-
дали 2 в горизонтальное положение.
Линии сборки отдельных узлов расположены перпендикулярно
рельсовому пути и состоят из слесарных верстаков 1 (фиг. 285) и 2
различных размеров и стеллажей 6 для деталей. Рельсовые пути
Фиг. 284. Пространственная схема поточной сборки насоса 46ГМ:
л —сборка узлов блока гидравлических цилиндров; б—сборка узла средней колонки; в —сборка
подузлов сальниковых коробок паровых цилиндров; г — сборка узла блока паровых цилиндров;
д— сборка подузлов сальниковых коробок гидравлических цилиндров; 2 —сборка узла штоков
с поршнями: ж — сборка подузлов крышек золотниковой коробки и паровых цилиндров; з — сборка
и гидравлическое испытание масленки и продувных вентилей: I—установка узла блока гидравли-
ческих цилиндров на тележку; // — установка средней и боковых колонок; ///—соединение паро-
вого и гидравлического блоков на колонках; IV—проверка соосности блоков; V—установка и со-
единение штоков с поршнями, сборка и установка сальниковых коробок гидравлических цилиндров;
VI—соединение и регулировка тяг штоков системы распределения, установка крышек паровых
цилиндров и золотниковой коробки; VII— установка арматуры (сборка и испытание ее входит
в общую сборку); VIII—стендовые испытания с набивкой сальников; IX—разборка после испы-
тания; X—промывка, ревизия и устранение дефектов; XI—смазка, сборка и укрепление заводской
марки; XII—шпатлевка и сушка'в камере; XIII—окраска и сушка в камере; XIV — консервация
наружных поверхностей; XV — упаковка и отправка.
по условиям размера участка размещены в виде прямоугольника и
снабжены четырьмя поворотными кругами 16. Стендовые испытания
выполняются со снятием насоса с тележки, для чего предусмотрен
электротельфер 19. После испытаний принятый насос снова устана-
вливается на тележку и двигается от одного поста к другому до
момента упаковки.
Поточная сборка вихревых насосов типа В (см. фиг. 196). Этот
насос относится к мелким, его вес 60 кг и габаритные размеры 520 X
ПОТОЧНАЯ СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
Фиг. 285. Планировка участка поточной сборки насосов 46ГМ:
Л—сборка для гидравлических блоков; Б — сборка узла штоков и поршней; В — сборка узла средней колонки; Г—сборка узла паро-
вых блоков; Д — сборка узла крышек золотниковой коробки и парового цилиндра; Е— сборка арматуры; I— ХИ —операции сборки;
1, 2 — слесарные верстаки; 3— участок продувки блоков после гидравлического испытания; 4 —транспортная тележка; 5 —насос 46ГМ;
6 — стеллажи для готовых деталей: 7 —стенд для гидравлического испытания масленки; 8 —участок стендовых испытаний собранных
насосов; 9— бак для стенда испытаний; 10— ванна дтя промывки деталей; // — стеллажи для обтирки деталей; 12 — настольный вер-
тикально-сверлильный станок; 13 — станок для притирки зеркалу золотника; 14 — транспортная тележка для подачи блоков на обдувку;
/5 —площадка окраски, упаковки и отправки готовых насосов; /6 —поворотные круги; /7 —площадка для блоков, поступающих из меха-
нического цеха; 18 — площадка для задела паровых блоков; 19 — электротельфер; 20 — монорельс; 21 — рольганг; 22 — узкоколейный
путь; 23 — площадка для устранения дефектов у насосов; 24 — кладовая вспомогательных материалов; 25 — ручные насосы для гидравличе-
ского испытания блоков масленки; 26 — сверлильный станок Для завертывания шпилек; 27 — участок бакелитирования гидравлических
блоков; 28 — участок коллекторов парораспределения; 29 — стол мастера сборочного участка.
ЬЭ
Фиг. 286. Рельсовая тележка для поточной сборки насоса”46ГМ:
1 — прихват; 2 — тормозная педаль; 3 — тсрмоз.
СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
ИСПЫТАНИЕ И СДАЧА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
473
Х250 X 350 мм. Сборка насосов при выпуске до 20 000 шт. в год
предусмотрена на ленточном конвейере.
Основными этапами сборки являются: 1) узловая сборка; 2) об-
щая сборка; 3) испытание; 4) окраска; 5) упаковка и отправка.
Планировка сборочного участка показана на фиг. 287. Линии
узловой сборки (рабочие места 5, 4, 5, 6) расположены перпенди-
кулярно основному конвейеру 1. Такое расположение является
типовым, так как обеспечивает непосредственную передачу собранного
узла на соответствующую операцию общей сборки.
Фиг. 287. Участок поточной сборки насосов В:
а — тонировка; б — рабочий стопик сборшика; I-VII — рабочие места у сборочного конвейера;
I — конвейер; 2— приводная станция; 3, 4, 5, 6 — рабочие места узловой сборки; 7 — склад деталей.
На планировке показано также поступление деталей из про-
межуточного склада на узловую и общую сборку. Узловая сборка
выполняется на четырех рабочих местах. Собранные узлы и отдель-
ные детали поступают в ячейки шести рабочих столиков (фиг. 287, б),
расположенных вдоль сборочного ленточного конвейера. Каждое
рабочее место, кроме столика для размещения деталей и инструмента,
снабжено подводкой сжатого воздуха для обдувания деталей и узлов.
На первом рабочем месте конвейера производится сборка крон-
штейна с валом, установка заднего подшипника и фирменной
таблички. На втором рабочем месте — сборка сальника и внутрен-
ней крышки, на третьем—сборка корпуса с кронштейном, на чет-
вертом устанавливается рабочее колесо на вал, на пятом — на-
ружная крышка корпуса. На шестом рабочем месте устанавливаются
крышка заднего подшипника и пробки. Контроль сборки произво-
дится на седьмом рабочем месте.
§ 69. ИСПЫТАНИЕ И СДАЧА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
Испытание центробежных вихревых и осевых насосов. Выпускае-
мые заводами насосы указанных типов, в соответствии с ГОСТ 6134-52,
проходят типовые или контрольные испытания. Типовым испыта-
ниям— обкаточным, нормальным и кавитационным — подвергаются
474
СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
головные насосы каждой новой серии, а также серийные насосы в
количестве от 0,5 до 5% общего годового выпуска. Контрольные
испытания состоят из обкатки и проверки рабочего напора. Насосы
допускаются к испытаниям при наличии актов ОТК о приемке и ис-
пытании их гидравлическим давлением. Для типовых испытаний тре-
буется составленный ОТК формуляр насоса, содержащий данные
по габаритным размерам и весу, основным размерам рабочих колес
(диаметрах входа и выхода, равномерности шага и толщине лопаток
и др.), величинам зазоров между ротором и корпусом насоса,размерам
расчетных сечений спиралей, лопаток направляющих аппаратов,
форм и разворота лопастей у осевых насосов, размерам колес и их
торцевым и радиальным зазорам у вихревых насосов и т. п.
При обкаточных испытаниях замеряется установившаяся темпе-
ратура подшипников, пят, сальников и прочих трущихся деталей.
Кроме того, в соответствии с техническими условиями на данный на-
сос производится контроль качества сборки, после чего составляется
акт с заключением о годности насоса. В процессе нормальных
испытаний определяются подача, напор, число оборотов, потреб-
ляемая мощность и к. п. д. При кавитационных испытаниях вместо
к. п. д. определяется кавитационный запас Д/г. Проверка напора
производится с определением подачи, напора и числа оборотов.
Методы проведения испытаний, применяемая аппаратура, порядок
подсчета полученных данных и составления графических характери-
стик насосов обусловлены ГОСТ 6134-52. Заводские испытания со-
бранных насосов всех типов состоят из трех этапов :а) подготовка испы-
таний; б) собственно испытания с выполнением необходимых замеров
и в) обработка полученных данных с заполнением акта и протоколов
испытаний и составлением соответствующих графиков.
Подготовка к испытаниям центробежного насоса состоит из
следующих операций: 1) установки на стенде с присоединением к
электродвигателю и трубопроводам; 2) заливки подшипников смаз-
кой и проверке смазочной системы; 3) проверки или набивке и затяжке
сальников; 4) заливки насоса и всасывающей трубы при открытых
воздушных кранах и трубках (до момента выхода через них воды
без пузырьков, после чего все пробки и краны закрываются); 5) откры-
тия кранов на уплотнительных трубках к сальникам и на трубках
для охлаждения подшипников, а также крана манометра.
Две схемы установки центробежных насосов для испытания по-
казаны на фиг. 288.
Испытания лопастных и вихревых насосов производятся следую-
щим образом.
Обкаточные испытания.
1. Включение электродвигателя и медленное открытие задвижки
напорной линии, не допуская перегрузки электродвигателя.
2. Проверка работы насоса в течение 0,5—1,5 час. При этом тем-
пература подшипников не должна превышать 60—70°, сальники
должны быть совершенно холодными и не пропускать воды. Послед-
нее достигается подтягиванием сальников на ходу до тех пор, пока
ИСПЫТАНИЕ И СДАЧА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
475
течь прекратится и вода будет выходить лишь отдельными каплями.
После обкатки производится ревизия — осмотр трущихся деталей,
соединений и т. п.
Фиг. 288. Схемы установки цетробежных насосов для
испытания:
а —с мерным баком: / — насос; 2 —бак; 3 — указатель уровня;
б—с водомером Вентури: 1 — элсктро/шигапль весы; 2— насос;
3 — манометр; 4 — водомер; 5 — вакуумметр; 6 — сопло.
Нормальные и кавитационные испытания
и проверка напора.
3. Проведение замеров расхода, напора и потребляемой мощности
после того, как установлена нормальная работа насоса без вибраций
с постоянным потреблением мощности.
Определение мощности, подводимой к валу насоса, производится
при помощи электродвигателя—весовили динамометра, помещаемого
между валом насоса и электродвигателем. Значительно менее точен
способ определения потребляемой мощности по показаниям электро-
приборов, установленных перед электродвигателем с учетом его
476
СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
к. п. д.» что допускается главным образом для насосов, не отдели-
мых от электродвигателей.
Производительность насоса определяется при помощи мерных
баков (только при контрольных испытаниях), диафрагм, сопла
водомером Вентури и мерным водоотливом. Давление измеряется
пьезометрами, жидкостными и пружинными манометрами и вакуум-
метрами. Число оборотов определяется с точностью +0,5% при по-
мощи тахометров.
При испытании с мерным баком (фиг. 288, а) жидкость подается
испытуемым насосом 1 в бак 2, причем количество жидкости, подан-
ной за определенное время, отсчитывается по указателю уровня 3.
Напор подаваемой жидкости определяется по манометру. Этот спо-
соб весьма точен, но он не применим при очень больших расходах
жидкости.
Производительность насоса определяется водомером 4 (фиг. 288, б),
который встраивается в напорную линию. Эта испытательная
установка удобнее и по занимаемой площади значительно меньше
первой, кроме того, она пригодна для испытания насосов высокой
производительности, так как уровень жидкости в резервуаре,
из которого насос забирает воду, не меняет своего положения. Рас-
ход жидкости определяется по напору, замеренному манометром
(фиг. 288, б) перед входом в сопло 6, и по площади сопла.
Для определения полного манометрического давления, разви-
ваемого насосом, установка снабжается вакуумметром 5 и маномет-
ром 5. Обозначая через Л расстояние между сечениями, в которых
замеряются вакуум V и напор Н, получим полный манометрический
напор из выражения
HM = V+H + h м.
Мощность, развиваемая насосом (полезная),
= кгм1сек,
где Q — производительность насоса в м*!сек\
у — удельный вес перекачиваемой жидкости в кг/м3;
к. п. д. насоса
где N м — мощность, развиваемая электродвигателем, замеренная
одним из указанных выше способов.
При приемо-сдаточных испытаниях допускаются отклонения по
напору + 3—5%, по расходуемой мощности — 2% и по к. п. д. —
0,5%.
В большинстве случаев, допускаемые от паспортных данных от-
клонения оговариваются в технических условиях на изготовление дан-
ного насоса.
Все полученные при испытании данные заносятся в паспорт или
формуляр насоса.
ИСПЫТАНИЕ И СДАЧА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
477
Испытание поршневых насосов. Поршневые и приводные насосы
до начала испытаний обкатываются на холостом ходу в течение
1—2 час. для проверки взаимодействия деталей и выявления дефектов
сборки. После этого начинаются испытания под нагрузкой, в про-
цессе которых определяют производительность насоса, затрачивае-
мую мощность и к. п. д.
/7
Определение затрачиваемой мощности у паровых насосов произ-
водится путем снятия индикаторной диаграммы паровых цилиндров.
Для приводных насосов пользуются точными
электроизмерительными приборами или мо-
тор-весами.
В процессе испытаний снимают индика-
торные диаграммы паровых и гидравличе-
ских цилиндров и выявляют все обнаружен-
ные ненормальности в работе и дефекты
сборки. Анализ индикаторных диаграмм поз-
воляет установить определенные дефекты
сборки насоса.
На фиг. 289 показана нормальная инди-
каторная диаграмма поршневого насоса.
Линия А—А соответствует атмосферному
fi)
давлению, зигзаги на линиях нагнетания и
всасывания характеризуют затухающие ко-
лебания при открытии и закрытии клапанов.
В случае неплотности нагнетательного кла-
пана (фиг. 289, 6) задерживается открытие
всасывающего клапана и ускоряется возра-
стание давления в конце всасывания. При
неплотности всасывающего клапана замед-
ляется возрастание давления после окон-
чания хода всасывания. В конце хода нагне-
тания пропуск жидкости клапаном вызы-
вает резкое падение давления (фиг. 289, в).
Основными дефектами сборки, которые
обнаруживаются при испытаниях порш-
fl
0)
Фиг. 289. Индикаторные
диаграммы гидравличе-
ского цилиндра поршне-
вого насоса:
а — нормальная; б — при про-
пуске жидк >сти нагнетатель-
ным клапаном; в — то же, вса-
сывающим клапаном.
невых насосов, являются: пропуск жидкости клапанами, что
устраняется их прочисткой и притиркой; утечки через фланце-
вые соединения; задиры штоков и нагревание сальников вследствие
сильной затяжки; пропуски жидкости и пара через сальники вслед-
ствие их неправильной набивки. Последнее может иметь место при
набивке целым асбестовым или хлопчатобумажным шнуром вместо
набивки отдельными кольцами, вырезанными из целого шнура.
В первом случае возникает перекос крышки сальника и неравномер-
ное уплотнение. В приводных насосах обнаруживается также нагре-
вание подшипников при загрязненной смазке, плохом пришабри-
вании вкладышей подшипников скольжения или перекосах подшип-
ников качения. Стуки в насосах имеют место при больших ра-
диальных зазорах в подшипниках, ослаблении поршня на штоке,
478 СБОРКА МЕЛКИХ И СРЕДНИХ НАСОСОВ
чрезмерном зазоре между поршневыми кольцами и канавками
поршня, неплотной посадке гильз цилиндров и др.
Испытанные и принятые по результатам испытания насосы про-
ходят ревизию. При этом вскрываются цилиндры и сальники, осматри-
ваются трущиеся детали. Обнаруженные на них риски .и задиры
зачищаются, а в случае большой их величины поврежденные детали
заменяются новыми. Насосы, не давшие требуемых показателей,
направляются на дефектную площадку, где разбираются в целях
установления и устранения дефектов сборки. Затем непринятые
насосы вновь проходят стендовые испытания и в случае получения
удовлетворительных результатов направляются в общем потоке
на ревизию и т. д.
ГЛАВА XVIII
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
§ 70. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА СБОРКИ КРУПНЫХ НАСОСОВ
Организационные формы сборки. Характерной особенностью
сборки крупных насосов является ее стационарность вследствие
больших габаритов и веса таких насосов. Поскольку эти насосы
выпускаются мелкими сериями, поточная форма сборки обычно не
применяется.
Второй особенностью сборки особо крупных и уникальных насо-
сов является затруднительность полной сборки насоса на заводе-
изготовителе или необходимость по условиям транспортирования
отправки его потребителю в разобранном виде. В связи с этим испы-
тание таких насосов обычно на заводе не производится, а оконча-
тельная сдача насоса потребителю производится на месте установки
насоса.
Методы решения размерных цепей. При сборке крупных насосов
размерные цепи решаются чаще всего по методу пригонки. В ка-
честве разновидности этого метода практикуется работа по форму-
лярам.
Работа по формулярам состоит в том, что одна из сопрягаемых
деталей, наиболее сложная, например вал ротора, изготовляется
раньше остальных и точно замеряется по всем посадочным размерам.
По этим размерам изготовляются сопрягаемые детали (кольца,
втулки, колеса), что позволяет обеспечить заданные посадки и тем
самым сокращает возможность брака.
Кроме изготовления деталей по формулярам, при сборке круп-
ных насосов используются пригоночные работы в виде подрубки
зубилом, припиловки, сверления, развертывания по месту, шабровки
подшипников и др.
Указанные выше особенности производства крупных насосов
определяют длительный цикл сборки и ее высокую трудоемкость.
Снижение трудоемкости сборки в таких случаях возможно путем
механизации работ, т. е. применения разного рода механизированных
приспособлений, переносных станков, механических, пневматиче-
ских и электрических гайковертов и т. п.
480
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
§ 71. СБОРКА КРУПНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
И ТУРБОНАСОСОВ
Сборка насоса 22НДС. В качестве примера сборки крупного
центробежного насоса рассмотрим сборку насоса 22НДС (фиг. 278).
Основными деталями и узлами насоса являются: корпус 4,
крышка 10, ротор 8, подшипники 1,7 и т. д.
В подготовительные операции и узловую сборку насоса 22НДС
входят следующие работы.
1. Подготовка и сборка корпуса с крышкой. При этом после
механической обработки снимаются заусеницы, производится за-
чистка плоскостей разъема, обрубка и зачистка внутренних контуров
корпуса и крышки заподлицо, вырубка прокладки из клингерита
толщиной 0,5 мм по наружному и внутреннему контурам корпуса
и крышки, нарезание трубных и метрических резьб, вырубка канавок
под болты сальника и т. д.
После сборки корпуса с крышкой последние направляются на
совместное растачивание, а затем проходят гидравлическое испы-
тание. Принятые ОТК комплекты клеймятся и направляются на
общую сборку.
2. Подготовка и сборка рабочего колеса с защитными кольцами.
При этом производится тщательная зачистка проточной части рабо-
чего колеса по шаблонам и подрубка входных и выходных кромок.
Защитные кольца запрессовываются на ступицы колеса и стопорятся
с торца винтами под последующее совместное протачивание.
3. Подготовка и сборка подшипников. Припиливаются плоскости
разъема корпуса и крышки подшипников, ввертываются шпильки
М24 мм, собирается корпус с крышкой на бумажной прокладке,
устанавливается контрольный конический штифт. После разборки
нарезаются трубная и метрическая резьбы, ввертываются шпильки
М12 мм для присоединения на прокладке крышки водяной камеры
и производится ее гидравлическое испытание. После приемки и
клеймения ОТК внутренняя полость корпуса подшипника, служащая
масляной ванной, окрашивается.
У вкладышей подшипника припиливаются плоскости разъема,
производится лужение внутренней поверхности и заливка баббитом.
После расточки вкладышей вырубаются и запиливаются смазочные
канавки и производится нарезание резьбы, изготовление прокладок
и т. д.
4. Сборка ротора начинается с зачистки и пригонки шпоночных
пазов и шпонок, посадки рабочего колеса и защитных втулок, про-
тачивания защитных колец, запрессованных на колесо, баланси-
рования колеса и пригонки муфты по валу.
Общая сборка насоса 22НДС состоит из следующих операций.
1. Сборка подшипников. Корпус насоса устанавливается на плите.
В торцевые фланцы ввертываются 10 шпилек М24 X 60 мм для креп-
ления подшипников. Перпендикулярность шпилек к фланцу прове-
ряется по угольнику.Затем корпусы обоих подшипников вставляются
СБОРКА КРУПНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ И ТУРБОНАСОСОВ
481
в расточенные гнезда корпуса и крепятся гайками. При этом гори-
зонтальность плоскости разъема подшипника проверяется по уровню,
а плотность прилегания фланца подшипника к корпусу насоса кон-
тролируется щупом. Зазор допускается не более 0,05 мм.
После этого устанавливают и шабрят по валу вкладыши подшип-
ников. Затем устанавливают крышки подшипников и, провернув
вал вручную, предъявляют работу ОТК. В некоторых случаях
шабровку вкладышей производят по валу собранного ротора, что
позволяет во время шабровки следить за равномерностью зазоров
между уплотняющими и защитными кольцами.
2. Пригонка к корпусу и крышке насоса уплотняющих колец,
грундбукс, корпусов подшипников, крышек и колец сальников
с зачисткой деталей. Внутренние поверхности корпуса и крышки
насоса окрашиваются красной краской.
3. Установка ротора. На вал ротора надеваются уплотняющие
кольца, грундбуксы, кольца сальников, сальники и разбрызгиваю-
щие кольца. Затем на левый конец вала насаживают нагретый
в масле шариковый подшипник, затягиваемый двумя гайками, и
надевают смазывающие кольца 17.
После этого ротор укладывается в подшипники, и проверяются
радиальные и торцевые зазоры между рабочим колесом и уплот-
няющими кольцами. Отрегулировав величину торцевых зазоров,
определяют толщину распорного кольца 18 между шарикоподшип-
ником и вкладышем подшипника скольжения. Затем стопорят вин-
тами разбрызгивающие кольца.
4. Окончательная сборка насоса. Ввертываются все шпильки,
изготовляется и ставится в сальники набивка, закрепляются крышки
подшипников и смазываются все детали внутри корпуса. После
приемки ОТК насос собирается на просаленной прокладке и окон-
чательно закрепляется контрольными шпильками крышка корпуса.
Затем устанавливаются крышки сальников и ввертываются отжим-
ные болты, устанавливаются контрольные шпильки в крышках
подшипников. После этого устанавливается и стопорится винтами
на валу эластичная муфта, собираются и устанавливаются масло-
указатель и трубопровод для заливки сальников.
5. Обкатка насоса. Насос устанавливается посредством крана на
обкаточный стенд, выверяется соосность ротора с валом электродви-
гателя и крепится к фундаменту. Подшипники заливаются маслом.
Насос обкатывается в течение 1—2 час. Установившаяся темпе-
ратура подшипников не должна превышать температуру окружающей
среды более чем на 30° и подниматься выше 70°.
6. Ревизия. После обкатки спускают масло из подшипников, выни-
мают ротор и осматривают вкладыши подшипников и шейки вала.
Шейки вала и вкладыши, а также уплотняющие и защитные кольца
не должны иметь задиров. На вкладышах не должно быть подплав-
лений и натяга баббита в холодильниках подшипника.
7. Окраска и консервация. Наружные необработанные поверх-
ности окрашиваются серой краской. Обработанные детали сма-
31 Д. Г. Белецкий 2527
482
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
зываются. Карманы корпуса заливаются густым раствором це-
мента.
Сборка многоступенчатых насосов с двойным корпусом. Основ-
ными деталями и узлами трехступенчатого насоса являются: внеш-
ний 1 (фиг. 290) и внутренний 2 стальные корпусы, массивные нагне-
тательная 3 и всасывающая 14 крышки, ротор 4, корпусы подшип-
ников 5 и И. Вставной внутренний корпус имеет горизонтальный
разъем. Наружный корпус устанавливается на стойку 15. Общий
вес насоса 6 т. Габаритные размеры 2375 X 1500 X 1200 мм.
Перед общей сборкой насоса производится слесарная пригонка
деталей и сборка узлов, включая сборку ротора. После предвари-
тельной сборки ротора производится окончательное шлифование
защитных колец рабочих колес и зажимных втулок вала. Допусти-
мое биение после шлифования составляет для защитных втулок
0,03 мм и для защитных колец 0,05 мм.
Собранный ротор подвергается динамическому балансированию
и собирается с внутренним корпусом так же, как горизонтально-
разъемные насосы, но без установки подшипников.
Общая сборка насоса состоит из следующих операций.
1. Сборка внешнего корпуса со стойкой. Корпус 1 устанавливается
на стойку 15 и закрепляется четырьмя болтами М42 мм с шайбами.
Затем он передается на сверление отверстий для двух
контрольных штифтов, которые устанавливаются сразу после свер-
ления и развертывания.
2. Сборка с внутренним корпусом. На собранный внутренний
корпус 2 надевается алюминиевая прокладка, после чего он встав-
ляется вместе с ротором 4 в наружный корпус 1 до упора
в уступ а.
3. Сборка корпуса с нагнетательной 3 и всасывающей 14 крыш-
ками. В крышку 3 нагнетательной стороны запрессовывается втулка
сальника, после чего производятся разные слесарные работы. Затем
в правое расточенное гнездо корпуса укладывается прокладка и
надевается на шпильки нагнетательная крышка, которая затем при-
вертывается гайками М42 мм. Зазор между крышкой и корпусом
проверяется щупом. При этом допускается перекос не более
0,05 мм.
Левая крышка 14 всасывающей стороны подготовляется и уста-
навливается таким же способом, с добавлением затяжки гаек на шести
шпильках 13, притягивающих внутренний корпус, и ввертывания
шести колпачков 12, закрывающих гайки этих шпилек.
4. Сборка подшипников. На вал со стороны правой крышки 3
нагнетания надеваются левая крышка подшипника 9 и маслоотра-
жательное кольцо 10. Затем выступ фланца корпуса подшипника
устанавливается в расточку корпуса насоса, после чего вклады-
ваются и затягиваются до отказа четыре болта 6. Плотность приле-
гания торцов стыка проверяется щупом. Зазор не должен превы-
шать 0,04 мм. Затем таким же образом собирается левый подшипник
со стороны крышки всасывания.
СБОРКА КРУПНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ И ТУРБОНАСОСОВ
484
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
После сборки корпусов подшипников вкладыши их пришабри-
ваются по валу с проверкой на краску и на вращение ротора без
заедания.
5. Регулировка шариковых подшипников. Ротор устанавливается
в среднее положение (на половину осевого сдвига). Для этого ротор
смещается в крайнее левое положение и на валу делается риска.
Затем ротор сдвигается в крайнее правое положение, в котором
наносится вторая риска. Между этими двумя рисками наносится
третья риска, соответствующая среднему положению ротора.
После установки ротора в среднее положение замеряется рас-
стояние от торца б упора наружного кольца шарикового подшип-
ника до торца в уступа на валу, в который упирается распорное
кольцо 7, играющее роль компенсатора. После определения этого
размера кольцо подрезается на требуемую величину и устанавли-
вается на вал. Затем подогревается до 80° комплект шариковых
подшипников 8 и с заранее подогнанными втулками насаживается
на вал.
6. Разборка и окончательная сборка насоса. После провертывания
ротора производятся разборка насоса, осмотр деталей и устранение
выявленных при этом дефектов. Затем производится окончательная
сборка насоса, установка зубчатой муфты, разгрузочной трубы,
набивка сальников и т. д.
7. Приемка собранного насоса ОТК и испытание.
Сборка турбоциркуляционного осевого насоса. Привод в виде
паровой турбины применяется для насосов, обслуживающих тепло-
вые электростанции, суда и другие объекты, вырабатывающие пар.
Представленный на фиг. 291 насос предназначен для циркуляции
воды в замкнутой системе. Насос осевого типа с одним рабочим
колесом развивает напор до 10—12 м при подаче нескольких тысяч
кубометров в час. Полный вес насоса с паровой турбиной состав-
ляет 7 т.
Турбонасос состоит из трех основных узлов-агрегатов: собственно
насоса или насосной части А (фиг. 291), редуктора Б и паровой тур-
бины В.
Технологический процесс сборки турбоциркуляционного насоса
характеризуется большим количеством стыков и разъемов. Насос А
имеет вертикальный осевой разъем и два стыка: нижний с приемной
частью и верхний — с корпусом редуктора Б. Редуктор, в свою
очередь, имеет два вертикальных осевых разъема по оси ротора
турбины 13 и по оси ротора И редуктора и два стыка: с корпусом
насоса А и с корпусом турбины В. Последняя также имеет осевой
вертикальный разъем и стык с корпусом редуктора.
Такая конструкция турбонасоса создает значительные трудности
при сборке, которые заключаются в необходимости неоднократного
предварительного соединения отдельных узлов. Основными техни-
ческими требованиями к сборке такого рода насосов являются:
1) точное центрирование осей насоса и редуктора, а также тур-
бины и редуктора;
Фиг. 291. Общий вид турбоциркуляционного осевого насоса:
/ — приемная часть; 2 — корпус насоса; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — рабочее колесо; 5 — вы-
правляющий аппарат; 6 — вкладыши; 7 — защитная рубашка вала; 8 — ротор насоса; 9 — сальни-
ковая набивка; /0—полумуфта ротора насоса; // — ротор редуктора; 12 — корпус редуктора;
/3 —ротор турбины; 14 — упорный подшипник; 15 — подшипник турбины; 16 — шестерни; 17 — кор-
пус турбины; 18 — сегмент сопел; 19 — направляющий ап ;арат; 20 — угольное уплотнение.
Д. Г« Белецкий 2527
Фиг. 295. Осевой насос 40ПрВ-60 X 2 с поворотными лопастями-
чие ’Е’; па’б^его* к^с7 ”п “Т"™1 * 8 'Р*60'
аппараты; 12 - Патру6ок; 15 _ отвод; Ъ
СБОРКА КРУПНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ И ТУРБОНАСОСОВ
485
2) обеспечение заданных равномерных зазоров между роторами
турбины (лопаточный аппарат) и насоса (лопасти колес) и соответ-
ствующими частями их корпусов;
3) правильное зацепление шестерен редуктора;
4) обеспечение необходимых масляных зазоров в подшипниках.
При достаточном масштабе выпуска сборка трех указанных
узлов агрегатов турбонасоса должна производиться расчлененно
на отдельных линиях. На четвертой линии или участке следует выпол-
нять общую сборку по методу стационарно-поточной сборки. В усло-
виях единичного или мелкосерийного производства сборка таких
насосов производится одной бригадой нерасчлененным способом,
с большим количёством пригоночных работ, что определяет большую
трудоемкость процесса и высокую квалификацию сборщиков.
Для достижения необходимой точности и качества сборки при-
ходится применять некоторую технологическую оснастку.
Весь сборочный процесс турбоциркуляционного насоса состоит
из сборки, стендовых испытаний, ревизии, консервации, окраски
и упаковки.
Технологический процесс сборки турбонасоса в условиях мелко-
серийного производства может быть разбит на следующие этапы.
1. Подготовка деталей и узловая сборка: а) насоса, включая
сборку ротора и сборку корпуса из двух половин; б) редуктора,
включая сборку ротора и корпуса; в) паровой турбины, включая
сборку ротора и корпуса с диафрагмой.
2. Центрирование осей и соединение узлов: а) корпусов насоса
и редуктора; б) роторов насоса и редуктора; в) корпусов и осей рото-
ров турбины и редуктора.
3. Общая сборка турбонасоса: а) подготовка узлов и деталей
к сборке; б) сборка половины корпуса насоса с приёмной частью
и средней частью корпуса редуктора; в) установка и центрирование
роторов насоса и редуктора; г) установка и соединение второй поло-
вины насоса; д) установка и соединение корпуса турбины с корпусом
редуктора и сборка турбины; е) установка маслопроводов, крышек
и всех остальных агрегатов турбонасоса.
Наиболее характерными операциями для первого этапа сборки
является пригонка стыков и разъемов. Эти операции выполняются
шабровкой и проверяются щупами и на краску. Допустимый зазор
составляет 0,02—0,03 мм.
Пришабривание плоскостей разъема корпуса насоса 2 (фиг. 291)
и выправляющего аппарата 5 ведется совместно, как одной пло-
скости. После шабровки обе половины корпуса скрепляются бол-
тами, окончательно стопорятся контрольными штифтами и в собран-
ном виде направляются на окончательное растачивание отверстий
под вкладыши 6.
Расточенный корпус вновь разбирают и, установив обе половинки
на плите плоскостью разъема вверх, производят пригонку вкладышей
подшипников к корпусу, добиваясь получения зазора в стыках
менее 0,03 мм. Прилегание торцов вкладышей и посадочных мест
486
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
Фиг. 292. Схема проверки
фланца насоса при его шаб-
ровке:
1 - контрольная оправка; 2— вкладыш
подшипника; 3— контрольная линейка.
направляющего аппарата проверяют на краску. Затем пригоняют
к корпусу цельное кольцо 3, после чего собирают обе половинки
корпуса насоса и производят шабровку фланца-стыка с корпусом
редуктора.
Шабровка торца корпуса насоса производится с применением
контрольной оправки 1 (фиг. 292), вставленной в отверстие вкла-
дыша 2 подшипника. Фланец к оправки 1 должен находиться на
одном уровне с торцом корпуса. На фланец к накладывают контроль-
ную линейку 3 и щупом проверяют
зазор в четырех диаметрально проти-
воположных точках фланца корпуса.
Места с наименьшим зазором шабрят
до тех пор, пока не получат минималь-
ного зазора в пределах 0,03 мм.
Ротор насоса состоит из рабочего ко-
леса 4 (фиг. 291), рубашки 7вала, а так-
же различных шпонок и колец, насажи-
ваемых на ротор 8. Сборка ротора про-
изводится согласно описанному ранее
порядку. При этом защитная рубашка
7 вала насаживается в нагретом состоя-
нии. После посадки рабочего колеса
производится статическое балансирова-
ние ротора, который затем устанавли-
вается в корпус для проверки осевых
зазоров. Верхний фланец вала должен
располагаться на уровне верхнего тор-
ца корпуса насоса. В случае их несов-
падения подрезают торец ступицы на-
правляющего аппарата или учитывают полученный размер для
обеспечения необходимого зазора а за счет подрезки торца полу-
муфты 10 вала ротора редуктора.
В этой же операции пригоняют фланец нижнего торца корпуса
и приемной части 1 с зазором не более 0,03 мм, а также проверяют
равномерность и величину зазоров между лопастями рабочего колеса 4
и уплотнительного кольца 3.
Корпус редуктора 12 обрабатывают таким же способом. После
пришабривания плоскости разъема по оси ротора 11 редуктора раста-
чиваются отверстия под подшипники только по одной оси. Раста-
чивание отверстий в редукторе по оси ротора 13 турбины согласно
существующему процессу в мелкосерийном производстве выполняют
в отдельной операции, по особому кондуктору, который базируется
на предварительно пришабренных отверстиях ротора 11 редуктора.
Отверстия под подшипники ротора турбины растачиваются с при-
пуском на шабровку около 0,05 мм на сторону. Контроль параллель-
ности отверстий в корпусе редуктора после шабровки производится
в двух плоскостях, как показано на фиг. 293. В расточенные отвер-
стия редуктора по оси ротора турбины пригоняются вкладыши /,
СБОРКА КРУПНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ И ТУРБОНАСОСОВ
487
после чего снова проверяется параллельность осей. При проверке
по контрольным оправкам разность в размерах а и не должна пре-
Фиг. 293. Контроль параллельности отверстий в корпусе редуктора:
1 — вкладыши; 2— скалки; 3 — призмы; 4 — кольца.
2
Фиг. 294. Центрирование осей
корпусов насоса и редуктора:
1 — опрагка корпуса редуктора; 2 —оправ-
ка корпуса насоса; 3 —специальное устрой-
ство.
на фланце корпуса редук-
тора через отверстия фланца корпуса насоса, после чего произ-
вышать 0,03 мм, а разность размеров бн б2 и а}, аг — 0,04 мм.
Скрещивание осей должно находиться в пределах 0,05 мм на длине
1000 мм.
Наиболее характерными для сбор-
ки турбонасоса являются операции
центрирования осей различных кор-
пусов и роторов.
Центрирование осей корпусов на-
соса и редуктора производится дву-
мя способами. Первый из них заклю-
чается в том, что в расточенные гнез-
да корпуса насоса и поставленного
на него редуктора вставляются кон-
трольные оправки 1 и 2 (фиг. 294).
На фланце оправки корпуса редук-
тора крепится специальное устрой-
ство 3 с остриями бив. Допустимая
разность размеров б и в по четырем
диаметрально расположенным точ-
кам не должна превышать 0,03 мм.
Чтобы обеспечить этот допуск,
находят соответствующее положение
корпуса 12 (фиг. 291) редуктора.
Для этого его перемещают в гори-
зонтальной плоскости, а в случае
необходимости шабрят сопрягаемый
фланец. Затем размечают отверстия
4°8
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
водят сверление на радиально-сверлильном станке. Корпус редуктора
с просверленными отверстиями снова устанавливается на фланец
насоса и соединяется болтами. Затем вновь производится центриро-
вание осей, после чего развертываются совместно отверстия под
контрольные болты. Пригнанные по месту контрольные болты марки-
руются по отверстиям.
При втором способе центрирования на корпус насоса устанавли-
вают только среднюю часть редуктора—без крышки (разъем по
оси вала насоса). В оправке, вставленной в подшипники ротора на-
соса, укрепляется стойка с двумя индикаторами (расположенными
на уровне подшипников ротора редуктора), посредством которых
производится центрирование осей корпусов. После предваритель-
ного центрирования с точностью до 0,3 мм размечаются указанным
выше способом отверстия фланца редуктора и производится их свер-
ление и предварительное соединение корпусов насоса и редуктора.
Затем корпусы центрируются вновь уже с точностью до 0,02 мм,
после чего развертываются отверстия под контрольные шпильки и
производится установка последних. Замер производится в трех точ-
ках по окружности расточенных гнезд под каждый подшипник.
Центрирование осей роторов, насоса и редуктора производится
на центровых токарных станках или на специальных приспособле-
ниях. Перед совместным центрированием раздельно проверяется
биение роторов насоса и редуктора, которое не должно превышать
0,02 мм. Перед соединением роторов фланцы их шабрят, а затем
сверлят по зеркально-переворачиваемым кондукторам, после чего
отверстия совместно развертывают. После соединения роторов биение
защитных втулок и других посадочных мест роторов должно нахо-
диться в пределах 0,02—0,03 мм.
Центрирование корпусов 12 и 17 редуктора и турбины произ-
водится по ранее описанному способу. В корпусе турбины, установ-
ленном без крышки на корпус редуктора, индикатором производится
замер концентричности расточенных гнезд в двух местах по высоте.
В каждом расточенном гнезде замер производится в трех точках по
окружности. При отклонении размеров плоскости стыка припиливают
и пришабривают. Затем размечают и сверлят отверстия во фланце
турбины, после чего проверяют центрирование и развертывают отвер-
стия под контрольные болты.
В процессе сборки производится также регулировка осевых
зазоров бив (фиг. 291) путем подрезки торцов или постановки про-
кладок, а также регулирования зацепления шестерен 16 с зазором
по нерабочей части зуба в пределах 0,15—0,20 мм. Зацепление зубьев
проверяют при помощи прокатывания свинцовых проволок или по
краске. При неравномерной толщине свинцовых отпечатков шестер-
ни редуктора в собранном виде подвергаются обкатке или прира-
ботке.
Обкатка шестерен производится следующим образом. Турбина,
собранная с редуктором, устанавливается на плите. К турбине при-
соединяется воздушный трубопровод от магистрали с давлением 6 ат.
СБОРКА ОСОБО КРУПНЫХ ОСЕВЫХ И ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
489
К подшипникам турбины и редуктора подводится смазка, а к полу-
муфте 10 вала ротора присоединяют тормоз. На зубья шестерен
наносится абразивная паста или паста ГОИ.
Сжатый воздух впускают через сегмент сопел 18 в направляющий
аппарат 19 ротора турбины, который начинает вращаться, переда-
вая движение ротору редуктора. В зависимости от величины погреш-
ностей зацепления обкатка продолжается до 25—35 час. Результаты
обкатки контролируются по краске. Удовлетворительным признается
зацепление при величине контактов на зубьях не ниже 85% от пло-
щади зуба.
Окончательная общая сборка турбоциркуляционного насоса про-
изводится в указанном выше порядке и не содержит особо трудных
операций. Для достижения герметичности стыков последние соби-
раются на специальной смазке, состоящей из белил и вареного'
масла.
§ 72. СБОРКА ОСОБО КРУПНЫХ ОСЕВЫХ
И ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
Технологический процесс сборки двухступенчатого осевого насоса
(фиг. 295). Основными сборочными узлами этого насоса являются:
вал в сборе, корпус насоса, вспомогательный механизм с поршнем,
осуществляющий вертикальное перемещение штока внутри вала для
поворота лопастей, и маслонасосная установка, включающая в себя
маслораспределительное устройство и маслонасос для подачи масла!
вспомогательному механизму.
Кроме того, в общую сборку насоса входит еще ряд подузлов и
деталей (предохранительный клапан, трубопроводы к подшипникам,
крышки, крепежные детали, прокладки и т. п.).
Особенностями конструкции насосов этого типа является осевой
разъем корпуса и наличие шести торцевых стыков его основных
деталей, а также составной полый вал ротора с механизмом поворота
лопастей.
Составной полый вал, внутри которого проходят штоки для
поворота лопастей колес, собирается рабочими высокой квалифи-
кации. Сложной и ответственной работой является сборка масло-
распределительной системы с притиркой золотников и клапанов,
герметичность которых испытывают, наливая керосин. Бригадная
сборка таких крупных осевых насосов с поворотными лопастями
выполняется рабочими 6-го и 5-го разряда и подручными слеса-
рями 4-го разряда и требует около 1000 нормочасов.
Сборка насоса состоит из следующих операций (фиг. 295).
Сборка вала
1. Верхняя часть вала 1 с запрессованными с торцов втулками,
и буксами устанавливается на призмы или козлы в горизонтальном
положении, после чего в нее вводится шток 2 поршня вспомогатель-
ного механизма и проверяется легкость его перемещения.
2. На одном уровне с верхней частью вала, на расстоянии 100—
150 мм от ее нижнего торца, также в горизонтальном положении,
490
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
устанавливается нижняя часть вала 5, в которую со свободной сто-
роны вводится шток 4 и проверяется на легкость перемещения.
3. На выступающий конец штока между подлежащими соеди-
нению фланцами верхней и нижней частей вала надевается прокладка
из бумаги, после чего штоки соединяются на резьбе. Затем, пере-
мещая один из валов, соединяют их фланцы, обеспечивая совпаде-
ние контрольных рисок, нанесенных при пробном соединении вала,
и стягивают фланцы восемью болтами.
Сборка вала со вспомогательным меха-
низмом (сервомотором).
1. Корпус цилиндра вспомогательного механизма 18 соединяется
«с фланцем вала 1 с простановкой уплотнений, после чего на верхнем
конце штока закрепляется поршень вспомогательного двигателя
с уплотнениями.
2. Производится установка заглушек и гидравлическое испытание
вспомогательного механизма на 25 ат.
3. Проверяется регулировка хода поршня для разворота лопа-
стей рабочих колес первой и второй ступеней^
Окончательная сборка ротора с механизмом
регулирования лопастей
1. Собираются и статически балансируются рабочие колеса первой
и второй ступеней (операции выполняются до начала сборки узла);
допустимый дисбаланс составляет 100 г на диаметре 1000 мм.
2. На вал, положенный горизонтально на козлах, последовательно
устанавливаются, соединяются со штоками и закрепляются рабочие
колеса обеих ступеней; при этом на вал надеваются соответствующие
фланцы, прокладочные резиновые кольца, крышки и другие де-
тали.
Сборка и гидравлическое испытание корпуса
1. Пригоняют все стыки и ввертывают шпильки на сурике; вверты-
вают рымы, болты, запрессовывают грундбуксы, устанавливают
крышки сальника 17 и выполняют другие слесарно-сборочные подго-
товительные работы.
2. Производится полная сборка корпуса, включая камеры рабо-
чих колес, выправляющие аппараты и отвод, под гидравлическое
испытание с постановкой заглушек.
3. Производится гидравлическое испытание на 5 ат и откачка
воды.
Общая сборка насоса
1. Собранный корпус насоса устанавливается на козлах так,
чтобы плоскость продольного разъема была строго горизонтальна;
после этого верхняя половина корпуса снимается по частям.
2. Устанавливаются на свои места половинки трех корпусов под-
шипников (фонарей) с металлическими вкладышами; последние
в дальнейшем при окончательной сборке насоса заменяются рези-
новыми; на отвод 15 устанавливается половинка корпуса сальника.
3. Собранный ротор насоса укладывается и центрируется в трех
подшипниках, а также регулируется в осевом направлении.
СБОРКА ОСОБО КРУПНЫХ ОСЕВЫХ И ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
491
4. Последовательно устанавливаются и закрепляются на ниж-
них половинках по контрольным шпилькам верхние половинки
подшипников — фонарей, выправляющих аппаратов, камер рабочих
колес, сальника и отвода.
5. Производится провертывание ротора вручную с замером зазо-
ров между лопастями колес и стенкой камеры. Величина зазоров
не должна превышать 1,0—1,8 мм для насоса 40ПрВ—60 х2
и 1,5—2,2 мм для более крупных насосов этого типа.
После сборки насоса производится сборка трубопроводов, уста-
новка разного рода крышек, краников, манометров, а также масло-
насосной и маслораспределительной установок и оградительных
устройств.
Маслонасосная установка состоит из масляного шестеренчатого
насоса, плиты и электродвигателя. Особенности сборки маслорас-
пределительной установки и предохранительного клапана заклю-
чаются в пригонке золотников и клапанов.
Ввиду большого веса и габаритных размеров насосов описанного
типа их отгрузка потребителям производится в разобранном виде.
Для этого собранный и принятый ОТК насос разбирается на узлы
и подузлы, которые отправляются в отдельной упаковке. В боль-
шинстве случаев отдельно отгружаются следующие части насоса:
1) верхняя часть вала со штоком, поршнем и корпусом сервомотора;
2) нижняя часть вала со штоком и рабочими колесами в собранном
виде; 3) корпус насоса; 4) маслонасосная установка в сборе; 5) масло-
распределитель; 6) прочие подузлы и детали.
Сборка крупных центробежных насосов
вертикального типа.
На фиг. 296 показан разрез центробежного насоса с вертикаль-
ным валом типа 40В-16. Производительность этого насоса 2,8 м3/сек,
напор 35 м и весит он более 11 т. Габаритные размеры насоса в плане
3100 х 3020 мм и высота около 2000 мм с одной нижней секцией
вала. Весь вал обычно имеет две или три секции. Мощность электро-
двигателя 1300 квп.
Кроме нижней секции вала (фиг. 296), обычно имеются еще две
секции — промежуточная и трансмиссионная, соединяемая с элек-
тродвигателем. Промежуточная секция имеет свой подшипник,
состоящий из корпуса и двух вкладышей.
По условиям сборки корпус насоса может выполняться цельным.
Однако по условиям транспортирования в большинстве случаев
такие корпусы делаются сборными из двух — четырех частей. Детали
6, 7, 8 и 10 по условиям сборки делаются разъемными из двух поло-
винок.
Технологический процесс сборки насоса 40В-16 в условиях мел-
косерийного производства производится в следующем порядке.
Сборка спирального корпуса
1. Производится обрубка и очистка деталей от пригара и наплывов.
Все наружные поверхности, кроме заливаемых в бетон, очищаются
под окраску. Внутренние поверхности, омываемые водой, не должны
5 — крышка корпуса; 6 — подшипник; 7 — корпус сальника; 8 — крышка:корпуса сальника; 9 —набивка; 10 —крышка сальника;
11 — отбойник; 12 — секция вала; 14 — шайбы; 15 — обтекатель; 16 — уплотнительное кольцо; 17 — рабочее к«»лесо.
492 СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
СБОРКА ОСОБО КРУПНЫХ ОСЕВЫХ И ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
493
иметь резких переходов. Все обнаруженные раковины вырубаются,
завариваются и зачищаются до получения плавных переходов.
2. На сборочные плиты кладутся две фундаментные плиты
-(фиг. 296) насоса и выверяются по уровню, после чего на них уста-
навливается корпус 1. Плотность прилегания опорной плоскости
корпуса к плитам проверяется по щупу 0,2 мм и в случае необхо-
димости производится припиловка сопрягаемых поверхностей. Ка-
чество прилегания проверяется ОТК.
Затем корпус насоса снимается с плит и в их карманы заводятся
четыре болта 4, после чего корпус снова устанавливается на плиты
и притягивается к ним гайками М48 мм. Плотность и равномерность
прилегания опорных поверхностей контролируются по щупу.
3. Нарезается резьба в ранее просверленных отверстиях под
шпильки и устанавливается уплотнительное кольцо 3 на шпильках
М20 мм. Перед постановкой кольца в отверстие диаметром 1050А4 мм
на самом кольце снимаются заусеницы. Надетое на шпильки кольцо
затягивается гайками посредством торцевых ключей.
4. Производится установка на верхнем фланце корпуса 32 шпи-
лек М27 X 80 мм на сурике, для привертывания крышки корпуса,
снятие заусениц, нарезание резьбы в отверстиях крышки и ее уста-
новка на корпус. При этом на крышку насоса по диаметру 1500А4 мм
устанавливается уплотнительное кольцо, склеенное из резинового
шнура диаметром 10 мм. Предварительно концы резинового шнура
срезаются наискось для получения большей площади склеивания.
5. Производится гидравлическое испытание гидропрессом при
давлении 7 ат в течение 10 мин. Устанавливается заглушка с рези-
новым шнуром на всасывающем патрубке диаметром 1000 мм, для
чего корпус насоса кантуется патрубком вверх. При этом вверты-
ваются нижние пробки. Затем корпус снова ставится на лапы, после
чего устанавливаются заглушки на отверстие нагнетательного
патрубка диаметром 800 мм и на верхнее отверстие крышки, через
которое корпус предварительно заполняется водой.
Сборка крышки спирального корпуса
с сальником и подшипниками
I. Производится слесарная подготовка, установка заглушек с про-
кладками из резинового шнура и гидравлическое испытание корпуса
сальника из двух половинок в течение 10 мин. при 7 ат.
2. Нарезается резьба в отверстиях и ввертываются болты и
шпильки в крышку для крепления корпуса сальника 7, который
затем устанавливается в расточенное гнездо диаметром 660А3 мм.
Проверяются совпадения наружных контуров фланца крышки диа-
метром 760 мм и корпуса сальника. В случае необходимости контуры
подрубаются и зачищают я шлифовальным кругом на гибком валу.
После этого корпус сальника снимается, а по контуру фланца крышки
вырубается прокладка из прессшпана толщиной 1 мм, в которой
пробиваются отверстия для шпилек.
3. Производится пригонка вкладышей 6 подшипника в коническую
расточку крышки корпуса насоса пришабриванием, с проверкой
494
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
прилегания по краске. После этого в верхний фланец крышки ввер-
тываются шпильки для крепления вкладышей, производится затяжка
их гайками и проверка равномерности зазора между фланцами
крышки и вкладышами подшипника. Перед постановкой подшип-
ника в крышку производится сборка этого подузла. Она состоит
в припиливании и пришабривании плоскости разъема вкладышей
с последующей окончательной механической обработкой отверстия
для установки лигнофолевых брусков. Бруски пригоняются по>
внутреннему диаметру расточки вкладышей, по боковым поверх-
ностям друг к другу, и, наконец, по внутреннему диаметру 240А3 мм
под шейку вала.
Точность пригонки лигнофолевых брусков проверяется по краске
и щупу 0,03 мм. Окончательный зазор между шейкой вала и лигно-
фолевыми вкладышами должен находиться в пределах 0,06—0,1 мм.
4. Устанавливается корпус сальника в расточку крышки корпуса
и крепится гайками М16 мм на шпильках. Присоединяются трубки
для подачи водяной смазки к подшипнику.
5. Заполняются расточки корпуса сальника набивкой 9 и уста-
навливаются крышки 10 сальника с креплением гайками. Под
крышку сальника помещается прокладка из прессшпана толщиной
1 мм. После закрепления крышки 10 болтами проверяется совпаде-
ние контуров крышки и корпуса. В случае необходимости произ-
водится их подрубка.
Сборка ротора насоса
1. Слесарная подготовка рабочего колеса. Зачистка проточных
необрабатываемых поверхностей и подгонка по шаблону входных
вромок лопаток. После этого производится статическое балансиро-
вание колеса с допустимым дисбалансом не более 100 г на радиусе
710 мм. Перед подачей колеса на сборку производится насадка
защитного кольца, которое закрепляется тремя стопорными винтами
Ml0 мм и поступает на окончательное протачивание вместе с рабо-
чим колесом.
2. Сборка рабочего колеса с нижней секцией вала. Рабочее колесо
устанавливается на деревянных подкладках высотой 500 мм, вверх
выточкой диаметром 280А мм, которая протирается и смазывается.
Также подготовляется буртик диаметром 280С мм на валу. После
этого вал устанавливается на рабочее колесо в вертикальном поло-
жении так, чтобы его выступ вошел в заточку рабочего колеса.
Проверяется прилегание фланцев вала и колеса по щупу 0,03 мм.
Затем вал и колесо соединяются болтами 13 диаметром 44С мм.
Гайки болтов закрываются кожухом.
3. Сборка обтекателя. Рабочее колесо с валом укладывается на
козлы в горизонтальном положении, после чего в нижний торец рабо-
чего колеса ввертываются четыре шпильки, на которые надевается
и крепится гайками шайба 14, служащая для ввертывания шпильки
М20 X 160 мм, при помощи которой присоединяется обтекатель 15.
Проверяется плавность перехода от обтекателя к рабочему колесу
и при необходимости производится подрубка и зачистка контура
СБОРКА ОСОБО КРУПНЫХ ОСЕВЫХ И ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
49S
обтекателя. После этого обтекатель устанавливается на цилиндри-
ческие штифты.
4. Сборка отбойника 11 на валу. Отбойник для улавливания
просачивающейся через сальник водяной смазки состоит из двух
половин, стянутых болтами с гайками Ml2 мм. Он разбирается и
после установки на валу вновь стягивается болтами.
Сборка вала из трех частей
1. Слесарная подготовка нижней части вала, проставки (средней
части) и вала трансмиссии.
2. Собирается нижняя часть вала насоса и проставка. Вальв
устанавливаются на деревянных козлах в горизонтальном положе-
нии и соединяются предварительно болтами М42 мм. Плотность
стыка фланцев вала проверяется щупом 0,03 мм, после чего на валу
устанавливаются хомуты, которые стягиваются болтами, и с по-
мощью специального приспособления развертываются четыре от-
верстия диаметром 44А мм, в которые затем устанавливаются по-
стоянные болты. Два из них, расположенные в диаметрально про-
тивоположных точках фланцев, пригоняются по скользящей посадке.
3. Производится сборка двух собранных частей вала с верхней
трансмиссионной частью. Вал насоса и проставка в собранном
виде устанавливаются на козлах и к ним подводится вал транс-
миссии. Соединение фланцев вала трансмиссии и проставки произ-
водится так же, как и в предыдущем случае.
Собранный из трех частей вал передается на механический уча-
сток для проверки биения. После приемки ОТК секции вала и при-
пасованные болты клеймятся, а на фланцах вала наносятся риски,
по которым производится последующая сборка секций.
Соединение секций валов производится в процессе их механи-
ческой обработки. В этом случае на общей сборке секции собирают
уже без пригонки, руководствуясь рисками на фланцах.
4. Промежуточный подшипник, поддерживающий среднюю часть
вала вместе с несущей крестовиной, составляет самостоятельный
узел и собирается в соответствии с чертежом обычным способом.
Пригонка вкладышей и лигнофолевых брусков производится так же,
как и сборка нижнего подшипника.
В процессе узловой сборки производится подгонка и сборка всех
трубопроводов и арматуры для водяной смазки подшипников, дрос-
сельного устройства, а также всех остальных подузлов насоса.
Общая контрольная сборка
1. Установка корпуса насоса. На деревянных подкладках (куба-
рях) высотой около 1000 мм устанавливается в рабочем положении
корпус насоса с плитами. Выверив по верхнему фланцу корпуса
горизонтальность его положения, закрепляют корпус на подставках,
и установку предъявляют ОТК.
2. Центрирование ротора. В расточенное гнездо уплотняющего
кольца диаметром 1010 мм на подкладки или клинья опускается
ротор насоса (рабочее колесо в сборе с нижней частью вала). Ротор
центрируется относительно уплотняющего кольца с зазором по щупу
496
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
ют 0,5 до 0,7 мм. Верхний фланец вала проверяется на горизон-
тальность, после чего на него устанавливается крестовина для за-
крепления четырех струн и производится проверка вертикальности
вала. После этого рабочее колесо заклинивается в корпусе на-
соса.
3. Установка крышки подшипника. Опускается и устанавливается
на место крышка корпуса. Плотность ее прилегания к корпусу про-
веряется по щупу 0,05 мм. Разбираются, затем собираются на валу
и устанавливаются, с затяжкой гайками в конической расточке
крышки, два вкладыша 6 подшипника. Проверяется зазор между
вкладышем и шейкой вала и в случае необходимости при помощи
горизонтальных отжимных винтов крышка корпуса центрируется
относительно вала.
4. Установка сальника. Разбирается на две половинки и соби-
рается на валу корпус 7 сальника, после чего он закрепляется на
крышке нас са. Затем закладывается сальниковая набивка и уста-
навливаются две половинки крышки 10 сальника с затяжкой гайками.
После этого разбирается и собирается на валу крышка 8 корпуса
сальника, которая затем закрепляется в расточке корпуса сальника.
Собранный насосный агрегат предъявляется ОТК.
Подготовка к отправке
1. Разбирается крышка корпуса сальника, сальник, подшипник,
снимается крышка насоса, вынимается ротор и отсоединяется рабо-
чее колесо от вала.
2. Устанавливаются и закрепляются крышка корпуса, корпус
я крышки сальника. Сборка предъявляется ОТК.
3. Маркировка деталей. Все детали маркируются номером машины,
кроме того, на деталях, входящих в комплект в количестве более
одной, ставятся порядковые номера деталей. Мелкие детали снаб-
жаются деревянными или картонными бирками с номером машины
и детали.
4. Консервация. Все обработанные поверхности деталей покры-
ваются густой смазкой или специальным лаком в соответствии
с инструкцией на консервацию.
5. Подготовленные к отправке узлы и детали упаковываются
в отдельную тару в соответствии с их весом и габаритами для от-
правки на место установки. Одновременно упаковываются и отправ-
ляются необходимые запасные детали и инструмент по особой спе-
цификации.
К вертикальному насосу типа В прилагаются следующие запасные
детали: 1) рабочее колесо; 2) вкладыш подшипника из двух поло-
винок; 3) уплотняющее кольцо; 4) защитное кольцо ; 5) защитная
втулка вала под сальник.
Перечень запасных деталей к осевому насосу содержит: 1) лопасти
рабочего колеса первой ступени; 2) корпус (камера) первой ступени;
3) втулки маслонасоса; 4) седло и корпус предохранительного кла-
пана маслонасосной установки; 5) вкладыши подшипника из двух
половинок.
МОНТАЖ И СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ КРУПНЫХ НАСОСОВ
497
Из описания технологического процесса сборки следует, что
основным методом решения размерных цепей в этом случае является
пригонка, включая работу по формуляру. Вместе с тем центриро-
вание крышки корпуса насоса производится по методу регулировки
или с помощью подвижных компенсаторов. Роль последних играют
четыре регулировочных горизонтальных винта в крышке корпуса.
Такую же роль частично играют и болты, стягивающие фланцы трех
частей валов. Регулировкой их затяжки можно в некоторой степени
устранять излом оси вала.
§ 73. МОНТАЖ НА МЕСТЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
И СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ КРУПНЫХ НАСОСОВ
Порядок монтажа. В качестве примера рассмотрим порядок
монтажа двухступенчатого осевого насоса (см. фиг. 72). Монтаж
и опробование насоса у потребителя производится бригадой за-
вода-изготовителя насоса согласно особой инструкции, предусма-
тривающей следующий порядок работы.
Подготовка насосов к монтажу.
1. Очистка помещения от мусора и посторонних предметов.
В случае необходимости место монтажа изолируется временными
перегородками.
2. Проверка совпадения осей фундамента электродвигателя,
промежуточного подшипника и фундаментного кольца насоса. Про-
веряются и сверяются с чертежными данными высотные отметки
фундаментов и размеры углублений для анкерных болтов.
3. Подготовляется весь необходимый инструмент, приспособле-
ния, подъемные средства (краны, тали и т. п.), а также прокладоч-
ные, вспомогательные и смазочные материалы по спецификации.
К числу необходимых инструментов относятся: ключи, напиль-
ники, метчики, плашки, сверла, развертки, электродрели, трещотки,
труборезы, ножовки и т. п., а также линейки поверочные до 2 м
длиной, щупы от 0,03 мм, уровни рамные и валовые, часовые инди-
каторы, штихмасы, микрометры, рулетки металлические и т. п.
В качестве приспособлений при установке насосов применяются
опоры для ротора, хомуты для валов, заглушки и т. п.
Для установки насосов требуются следующие материалы: пресс-
шпан, резина круглая и листовая, клингерит, ватман, свинец,
Гльга разной толщины, керосин, бакелитовый лак, сурик, олифа,
также трубы, швеллеры, проволока.
4. Проверяются комплектность деталей и узлов, производится
й|к очистка, промывка и наружный осмотр. После этого все узлы и
детали раскладываются на площадке в удобной для сборки после-
довательности.
> 5. Производится проверка на герметичность масляной ванны на-
cota наливом керосина и уплотнений втулок рабочих колес в собран-
ном роторе давлением масла 5 кг/см*.
32 Д. Г. Белецкий 2527
498
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
Монтаж насосов
1. На фундамент или металлическую раму под фундаментное
кольцо укладывается опорное приспособление. На него устанавли-
вается нижний участок ротора с рабочими колесами и закрепляется
в вертикальном положении растяжками.
2. Второй участок вала с закрепленным от выпадения штоком
поднимается и располагается вертикально на расстоянии 100—150 мм
над фланцем первого участка вала. В заточку фланца вала помещается
кольцо из круглой маслостойкой резины и прокладка из ватмана.
Затем шток второго участка вала соединяется со штоком первого
участка вала на резьбе, которая предварительно смазывается густой
смазкой. После окончательной затяжки штоков последние в двух
диаметрально противоположных местах соединения прихватываются
электросваркой. Затем второй участок вала соединяется своим флан-
цем с фланцем первого участка так, чтобы совпали контрольные
риски, и производится равномерная затяжка соединительных
болтов.
3. Таким же способом производится соединение последующих
частей вала. При этом, для частичной разгрузки опоры, на третий
участок вала рекомендуется закрепить хомут, оперев его через клинья
на клетку, выложенную деревянными брусками.
4. Параллельно со сборкой вала может проводиться сборка элек-
тродвигателя, которая заканчивается выверкой зазоров между ста-
тором и ротором. При этом радиальное биение фланца вала электро-
двигателя допускается не более 0,05 мм. Затем производится соеди-
нение фланца верхнего участка вала с фланцем вала электродвига-
теля посредством болтов, в том числе двух точных, через развер-
нутые на месте отверстия диаметром 44А мм.
5. Убирается опора из-под ротора и устанавливается фундамент-
ное кольцо и камера рабочего колеса первой ступени с выверкой
их высотной отметки. Обеспечивается равномерный зазор между
корпусом и лопастями по всей их длине.
6. Производится проверка вертикальности и излома оси валов
методом четырех струн ( см. ниже). Общий уклон оси устраняется
путем подкладок под статор электродвигателя. Устранение изломов
оси достигается перетяжкой болтов, соединяющих фланцы.
7. Окончательно устанавливается и закрепляется фундаментное
кольцо и корпус (камера) первой ступени и выверяется горизон-
тальность фланца по уровню. При этом должен быть обеспечен сим-
метричный зазор между стенками камеры и лопастями по сфере. (
Соединение корпусов производится на прокладках с суриком или1
бакелитовым лаком.
8. Монтаж подшипника. Устанавливается половина выправ-
ляющего аппарата, в которой устанавливаются обе половинки под-
шипника. После закрепления подшипника снова проверяют зазоры
между лопастями рабочего колеса и стенками камеры. Зазоры регу-
лируются перемещением половинок корпуса выправляющего аппа-
рата вместе с подшипником. Обеспечив симметричность зазоров,
МОНТАЖ и СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ КРУПНЫХ НАСОСОВ
49У
окончательно закрепляют половину корпуса выправляющего аппа-
рата на корпусе рабочей камеры колеса первой ступени.
9. Проверяется биение остальных шеек вала и разворот лопастей.
Ручным поворотом ротора на пяте проверяют биение шеек вала
под подшипники. Биение должно быть в пределах 0,05 мм. Умень-
шение биения достигается перетяжкой болтов во фланцах вала.
Разворот лопастей и уплотнения втулок рабочих колес и во фланцах
валов проверяют давлением масла от маслонапорной установки.
10. Сборка корпуса. Устанавливается и закрепляется вторая
половина выправляющего аппарата с установкой контрольных
шпилек по развернутым на месте отверстиям. Затем устанавливается
патрубок из двух, половинок и проверяется горизонтальное поло-
жение торца выправляющего аппарата по уровню. Далее устанав-
ливается камера рабочего колеса второй ступени с проверкой зазоров
и установкой по контрольным штифтам. Затем после предварительной
проверки биения шейки вала устанавливается выправляющий аппарат
второй ступени со вторым подшипником.
11. Заливка бетоном фундаментного кольца насоса и фундамента
электродвигателя. Предварительно производится ручное провора-
чивание ротора и проверка зазоров лопастей обоих колес насоса.
После застывания бетона устанавливается отвод из двух поло-
винок и производится окончательная установка всех остальных
узлов и агрегатов насоса согласно установочному чертежу, включая
присоединение всех трубопроводов.
Опробование и сдаточные испытания на-
соса.
Окончив монтаж насоса, всю его масляную систему заполняют
маслом, предварительно выпустив воздух, и производят опробова-
ние механизма регулирования лопастей рабочих колес.
После опробования системы регулирования лопастей и проверки
качества сборки всех остальных агрегатов насоса производится его
холостая обкатка, а затем сдаточные испытания в работе. Режим
работы и последовательность испытаний насоса устанавливаются
особой программой испытания, утверждаемой для каждого насоса.
Проверка вертикальности и излома оси вала насоса. Контроль
вертикального положения оси вала крупных насосов рекомендуется
производить по методу четырех струн.
Схема проверки вала насоса методом четырех струн показана
на фиг. 297. После окончательной сборки вала к нижней крестовине
электродвигателя в четырех диаметрально противоположных точках
подвешиваются стальные струны толщиной 0,8—0,5 мм. Места при-
крепления струн 12 должны быть изолированы от корпуса электро-
двигателя резиной или другим изолирующим материалом.
К нижним концам струн подвешиваются симметричные грузы 13,
которые опускаются в ведра с густой смазкой для лучшего гашения
качаний грузов от разных толчков. Струны соединяются через
чувствительный гальванометр или лампу напряжением 2,5 в с одним
полюсом сухой батареи 1. Второй ее полюс подключается к валу.
32*
500
СБОРКА КРУПНЫХ НАСОСОВ
Фиг. 297. Схема проверки излома оси вала
методом четырех струн:
1 — батарея; 2—гальванометр; 3—щтихмас, 4—11— пло-
скости проверки; 12 — струны; 13 — грузы.
В случае одновременного касания составным штихмасом 3 вала
и струны цепь батареи замыкается и отклоняется стрелка гальвано-
метра или загорается лампа. Поворачивая микрометрическую го-
ловку микроштихмаса, добиваются такого положения, при котором
укорочение на 0,01 мм будет
размыкать ток, а удлинение
штихмаса на 0,01 мм будет
снова замыкать цепь. Уста-
новленное таким образом по-
ложение штихмаса и дает рас-
стояние от вала до струны
с точностью 0,01 мм.
Для удобства производ-
ства замеров применяется
приспособление, состоящее
из угольника 50 X 50 мм
длиной 60—70 мм с пришаб-
ренными внутренними пло-
скостями полок. Последнее
обеспечивает хорошее приле-
гание полки к валу. К. греб-
ню угольника приваривается
гайка, в которую ввертывает-
ся один конец штихмаса.
В целях устранения влия-
ния возможной неперпенди-
кулярности оси гайки и пло-
скости опоры угольника из-
мерение штихмасом произво-
дится всегда при одном поло-
жении угольника (сторона с
клеймом направлена вверх).
Если вал установлен стро-
го вертикально, то будут
соблюдены следующие
венства (фиг. 297):
ра-
а4 + ^- = а6 + ^; (1)
+ = + (2)
где D± и Z)5 —диаметры шеек вала в плоскостях проверки 4 и 5;
вычитая второе равенство из первого, получим
ал — бл = а. — б.
4 4 5 5
(3)
Как видно из этого выражения, при определении вертикальности
вала не требуется знать абсолютных размеров вала D в точках замера,
МОНТАЖ И СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ КРУПНЫХ НАСОСОВ
501
а также и расстояний от вала до струн, так как в равенство (3) входит
лишь разность показаний микрометрической головки штихмаса
при измерении в данной плоскости проверки.
Необходимым условием является проведение всех замеров, отно-
сящихся к одной точке по высоте вала строго в одной горизонтальной
плоскости и без смены звеньев составного микрометрического штих-
маса.
При проверке во второй вертикальной плоскости должно быть
выдержано следующее равенство:
Замеры производятся в двух взаимно перпендикулярных верти-
кальных плоскостях (АБ и ВГ) последовательно для каждой гори-
зонтальной плоскости (4—11) по высоте вала. Результаты замеров для
каждой секции вала заносятся в специальную таблицу, по которой
определяют невертикальность вала, излом и непараллельность осей
его секций.
Невертикальность вала устраняется подкладыванием прокладок
под статор электродвигателя.
Устранение излома оси на отдельных участках вала достигается
путем перетяжки гаек соединительных болтов или посредством
шабровки фланцев вала. Допустимое отклонение в обоих случаях
составляет 0,01—0,015 мм на 1 м длины вала.
Замеры при выверке осей после соединения участков вала должны
производиться без прокладок между рабочими колесами и неподвиж-
ными деталями.
КАРТА ТИПОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Продолжение
№ опера- ции № пере- хода Наименование и краткое содержание операции и переходов Эскиз обработки Оборудо- вание Приспо- собление Инструмент
режущий мерительный
Заготовительные операции 1 Литейная Отлить заготовку с при- пуском на обработку (см. ТУ) Пескоструйная Очистить заготовку от пригоревшей земли Обрубочная слесарная Зачистить внутренние поверхности, не подлежа- щие обработке Удалить наплывы и не- ровности Зачистить место для про- верки твердости Контрольная Проверить размеры за- готовки (см. ТУ) Проверить твердость ("в) Наибольшие припуски на обработку в мм: D a b bt с G сг с3 Св. 300 до 500 8 7 6 7 6 8 10 Св. 500 до 800 9 8 7 8 7 9 10 Св. 800 до 1200 10 9 8 9 8 10 12 Примечание. Припуск С3 не распространяется на колеса, отливаемые с прибылью Песко- струйный аппарат Пневмати- ческое зубило Шлифо- вальный прибор с гибким валом Прибор Польди — Набор абра- зивных кругов Шаблон на ширину щели В Линейка, нут- ромер, крон- циркуль
ПРИЛОЖЕНИЕ
Карусельная
Установить заготовку на
планшайбе по ступице,
выверить по каналам и
входной поверхности, за-
жать кулачками. Снять
после обработки
Обточить поверхность
в размер D\l мм
Обточить профильную
боковую поверхность пред-
варительно
Карусель-
ный
(К-1-1)
Планшайба
четырехку-
лачковая,
подкладоч-
ное кольцо
Для переходов;
1, 2, 3. 4, 5 —
резцы проход-
ные отогнутые;
ВК8; 6 — резец
подрезной ВК8:
7 — резец гал-
тельный ВК8;
8 — резец ра-
сточной ВК8
Пластина пла-
вающая с пла-
стинками ВК8
(вместо пласти-
ны допускается
применять чи-
стовой расточ-
ный резец)
Для переходов:
1,7 — кронцир-
куль; 3 — шаб-
лон универсаль-
ный на размер
Л; 4, 7, 8 —
нутромер;
1, 4, 5, 6, 7. 8—
линейки;
6 — скоба на
размер d\ 4, 7—
шаблоны
профильные;
8 — штанген-
циркуль, проб-
ка плоская на
размер djA
Продолжение
1 № опера- ции № пере- хода Наименование и краткое содержание операций и переходов Эскиз обработки Оборудо- вание Приспо- собление Инструмент
режущий мерительный
1 3 4 5 6 7 8 Подрезать торец d—d2 в размер li мм Расточить входное от- верстие d2 с радиусом Rmm Подрезать торец ступицы в размер 1г мм Обточить поверхность d/Z3 в размер и подрезать уступ di—d на длину 13 мм Обточить профильную боковую поверхность окон- чательно, выдержав тол- щину стенки а мм и диа- метр dit и обточить фасон- ную поверхность ступицы, выдержав размер d3 Расточить отверстие в размер d}^ предвари- тельно и окончательно Примечание. 1. У колес многоступенчатых насосов типа М производится окончательная подрезка торца ступицы перед окончательным растачиванием от- верстия в размер di Примечание 2. У колес без сменных защитных колец окончательное обтачивание поверхности уплотне- ния (переход 6) производится на валу после обработки ротора Карусель- ный (К-1-1) 1 1 i
2
1
2
3.
Карусельная
Надеть заготовку на
центрирующий штырь, за-
жать кулачками за обод.
Снять после обработки
Подрезать торец ступи-
цы в размер L мм
Обточить ступицу и про-
фильную боковую поверх-
ность предварительно
Обточить профильную
боковую поверхность и
ступицу окончательно, вы-
держав размеры I и ds мм
Примечание. Для обработки рабочих колес бо-
лее 400 шт. в год рекомендуется применять приспособ-
ление с зажимом заготовки плавающими кулачками или
прихватами за нижнюю стенку
Карусель-
н ые (К-1-1,
К-2-1)
Планшайба
четырехку-
лачковая,
центрирую-
щий штырь
В переходах;
1,2 — резцы
проходные
ВК8; 3 — резец
галтельный
ВК8
В переходах:
1. 2, 3 — линей-
ки, кронцир-
куль; 3 — шаб-
лон профиль-
ный
ПРИЛОЖЕНИЕ
Продолжение
№ опера- ции № пере- хода Наименование и краткое содержание операций и переходов Эскиз обработки Оборудо- вание Приспо- собление Инструмент
режущий мерительный
3 1 Разметочная Установить заготовку на разметочную плиту Снять после разметки Разметить шпоночную канавку Разметоч- ная плита - Разметочный инструмент —
4 1 Долбежная Установить заготовку на столе станка, прижать прихватами Снять после обработки Долбить шпоночную ка- навку размером Ь/ЛХ/ мм по разметке ifcv1 1 1 < i V? iT7 . TIP r Долбежные (Д-1-1 или Д-2-2) Болты, прихваты Резец долбеж- ный наварной ЭИ-262 Калибр шпо- ночный, штан- генциркуль
i-1 1 j
5 1 Контрольная Надеть заготовку на оп- равку и установить в цент- рах. Снять после проверки Проверить биение по- верхностей по техниче- ским условиям Наибольшее допустимое биение в мм Токарный Т-4 Оправка — Индикатор
с => ы— ?
= —Jn—f 4
приложение
са Си с i Ф Наименование и краткое содержание операций и
№ ( ции № г ХОД1 переходов
Эскиз обработки
Оборудо-
вание
Приспо-
собление
Инструмент
режущий
мерительный
Торцевое биение ступицы
у рабочих колес насосов
К 0,03/100 мм
Торцевое биение ступи-
цы у рабочих колес на-
сосов М 0.015/100 мм
Радиальное биение по-
верхности d < 120 мм —
0,04 мм
Радиальное биение по-
верхности d 120—250 мм
0,05 мм
Радиальное биение по-
верхности d 260—360 мм
0,06 мм
Радиальное биение по-
верхности d 360—500 мм
0,08 мм
Торцевое биение при
D > 500 мм — 0,3 мм
Примечание. Контроль биения допускается
производить по валу после сборки рабочего колеса
ПРИЛОЖЕНИЕ
Слесарная
6 Установить заготовку на
верстаке. Снять после об-
работки
1 Закруглить кромки ло-
паток с вогнутой стороны
на выходе и с обеих сто-
рон на входе б
2 Снять заусеницы
3 Зачистить выпуклую сто-
рону лопаток и проверить
их по шаблону
Шлифо-
вальный
прибор
с гибким
валом
Набор абра-
зивных кругов
Напильники
слесарные
Шаблон
Продолжение
са О. О) <Ь Наименование и краткое Эскиз обработки Оборудо- Приспо- Инструмент
] № оп 1 ции С св «21 О к содержание операций и переходов вание собление режущий мерительный
Балансировочная
Надеть заготовку на оп-
равку и установить на
призме приспособления
Снять после проверки
Определить дисбаланс
колеса
Установить заготовку
эксцентрично на планшай-
бе, зажать. Снять после
обработки
Снять излишек металла
с обеих сторон колеса по
техническим условиям с
переустановом
Примечание. Балан- Карусель- Контроль- Резец проход- —
сирование крупных колес до- пускается производить после посадки на вал, снимая ба- ланс вручную ные (К-1, К-2) но-баланси- ровочное приспособ- ление. Планшай- ной ВК8
ба четырех-
кулачковая
Окончательный
койтроль
Проверить рабочее коле-
со по чертежу и техниче-
ским условиям
Примечание. Проверку на биение больших
рабочих колес допускается производить на токарном
станке после посадки колеса на вал
Слесарная
Собрать ротор и подго-
товить его к токарной
операции
Токарная
Установить ротор в цент-
рах, после обработки снять
Обточить защитные коль-
ца в размер d и подрезать
у них торцы (с переуста-
новом ротора в центрах)
Примечание 1. Контроль выполнения токарной
операции производится на станке
Примечание 2. У колес без сменных защитных
колес обтачиваются уплотняющие пояски
Контроль- но-баланси- ровочное приспособ- ление Кронциркуль, нутромер, ли- нейка, штанген- циркуль, ка- либры, шабло- ны, индикатор
Верстак - Слесарный инструмент —
Токарный (Т-4) Поводко- вый патрон Хомутик безопас- ный Резец подрез- ной ВК8 Индикатор Скоба
ПРИЛОЖЕНИЕ 507
ЛИТЕРАТУРА
1. Балакшин Б. С. Основы расчета размерных цепей, Справочник
машиностроителя, т. II и III, Машгиз, 1951—1952.
2. Б е л е ц к и й Д. Г,. Типовые технологические процессы механической
обработки деталей центробежных насосов. Улучшение технологичности кон-
струкций гидромашин, Труды ВИГМ, вып. XII, Машгиз, 1951.
3. Б е л е ц к и й Д. Г., Комплексное использование резервов производ-
ства с многократным увеличением выпуска гидромашин на существующих
площадях, Труды ВИГМ, вып. XVII, Машгиз, 1954.
4. Б е л е ц к и й Д. Г., Технология чистовой обработки, Машгиз, 1949.
5. Г а м з е 3. М., Гольдшер А. Я., Технология производства круп-
ных гидротурбин, Машгиз, 1950.
6. Г е р м а н А. Л., Пунгер А. С. и др., Технология производства
малых и средних гидротурбин, Машгиз, 1954.
7. Г о р о ш к и н А. К., Приспособления для металлорежущих станков,
Машгиз, 1953.
8. Динерман А. П., Балансировка роторов турбин, Машгиз, 1946.
9. Каширин А. И., Технология машиностроения, Машгиз, 1949.
10. Корсаков В. С., Технология гидромашиностроения, Машгиз,
1948.
11. Кузнецов Б. С., Пономарев В. А., Универсально-сбороч-
ные приспособления в машиностроении, Трудрезервиздат, 1951.
12. П о п о в В. А. и др., Технология тяжелого машиностроения, Машгиз,
1952.
13. Соколовский А. П., Курс технологии машиностроения, ч. I
и II, Машгиз, 1947—1949.
14. С в е ч к о в И. П., Технология изготовления турбонасосов, Машгиз,
1949.
15. Т и л л е с С. А., Экономический анализ вариантов технологических
процессов механической обработки, Машгиз, 1948.
16. Ш в а р ц б у р д Б. И., Механическая обработка лопастей осевых
турбин и насосов. Высокопроизводительная технология изготовления обойм
винтовых насосов. Труды ВИГМ, вып. XVII, Машгиз, 1954.
17. Энциклопедический справочник «Машиностроение», т. 5, 7 и 9, Машгиз,
1947—1950.
18. Ю р о в е ц к и й Е. Б., Производство гребных винтов. Издательство
речного флота, 1949.
19. Machinery № 4: 1945, v. 52, № 2; 1951, v. 57, № 8. Machinist 1947, v. 91,
Vr9 15; 1949, v. 93, № 32. British Machine Tool Engineering, 1949, v. 31, № 155.
Welding Engineer, 1950, v. 35, № 3 и др.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.............................................
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕХНОЛОГИИ НАСОСОСТРОЕНИЯ
Глава I. Основные понятия о технологии машиностроения...
§ 1. Введение .Развитие производства машин и учения о техно-
логии машиностроения............................................ 5
§ 2. Производственный и технологический процессы................ 8
§ 3. Типы (организационные формы) производства................. 12
§ 4. Методы обработки, применяемые в машиностроении .... 15
Глава II. Базирование деталей и приспособления для механической обра-
ботки ............................................................... 21
§ 5. Основы базирования деталей............................... 21
§ 6. Понятия о приспособлениях: и их элементах................ 29
§ 7. Типовые установочные приспособления для основных видов
станков ....................................................... 40
Глава III. Точность механической обработки и качество поверхности
деталей.............................................................. 49
§ 8. Понятие о точности обработки........................... 49
§ 9. Погрешности, зависящие от неточности оборудования
и инструмента............................................. 50
§ 10. Погрешности, зависящие от условий процесса обработки 53
§ 11. Суммирование погрешностей и экономическая точность
механической обработки. Статистический контроль .... 60
§ 12. Качество поверхности деталей ........................... 66
Глава IV. Основы проектирования технологических процессов механиче-
ской обработки....................................................... 76
§ 13. Исходные данные, документация и порядок проектирования 76
§ 14. Выбор заготовок для механической обработки............... 81
§ 15. Назначение последовательности операций, выбор режимов
резания и нормирование......................................... 89
§ 16. Способы получения заданных размеров обрабатываемых
деталей........................................................ 94
§ 17. Расчленение и концентрация операций................. 99
§ 18. Методы повышения производительности механической
обработки .............................................. 102
Глава V. Особенности производства насосов......................... 108
§ 19. Разновидности насосов и их типичные детали.............. 108
§ 20. Материалы и заготовки, применяемые в насосостроении . 115
§ 21. Особенности производства насосов........................ 120
510
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава VI. Основные пути развития передовой технологии насосостроения
и использования резервов производства ............................ 123
§ 22. Задачи использования внутренних резервов производства 123
§ 23. Увеличение серийности производства и унификация кон-
струкций насосов............................................ 124
§ 24. Улучшение технологичности конструкции................. 127
§ 25. Типизация технологических процессов................... 134
§ 26. Комплексное усовершенствование производства............ 138
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НАСОСОВ
Глава VII. Обработка валов....................................... 148
§ 27. Классификация и технические условия на изготовление
валов....................................................... 148
§ 28. Типовые технологические маршруты обработки валов
насосов .................................................... 151
§ 29. Особенности обработки ступенчатых валов............... 160
§ 30. Особенности обработки тяжелых и полых валов........... 177
Глава VIII. Обработка деталей типа втулок и гаек.................. 190
§ 31. Разновидности цилиндрических деталей с отверстиями
и особенности их обработки.................................. 190
§ 32. Изготовление втулок, колец и гаек из прутка............ 199
§ 33. Изготовление втулок из индивидуальных заготовок . . . 205
Глава IX. Обработка шкивов, муфт и шестерен насосов................ 211
§ 34. Изготовление шкивов.................................... 211
§ 35. Изготовление соединительных муфт....................... 217
§ 36. Изготовление шестерен.................................. 221
Глава X. Обработка рабочих колес центробежных и осевых насосов . . 237
§ 37. Классификация рабочих колес и технические условия
на их изготовление.......................................... 237
§ 38. Типовые технологические процессы изготовления цельных
рабочих колес центробежных насосов......................... 243
§ 39. Изготовление сборных рабочих колес центробежных насосов 252
§ 40. Обработка лопастей рабочих колес осевых насосов . . . 262
§ 41. Изготовление втулок и цельных рабочих колес осевых
насосов .................................................... 276
Глава XI. Обработка корпусных деталей центробежных и осевых насосов 280
§ 42. Разновидности и особенности изготовления корпусных
деталей .................................................... 280
§ 43. Типовые технологические процессы обработки спиралей,
крышек и кронштейнов консольных насосов..................... 284
§ 44. Обработка корпусов, крышек и секций горизонтально-
разъемных и секционных центробежных насосов......... 294
§ 45. Обработка корпусных деталей крупных осевых и центро-
бежных насосов.............................................. 312
Г лава XII. Обработка основных деталей вихревых и ротационных
насосов............................................................ 330
§ 46. Разновидности деталей и особенности их изготовления . . 330
§ 47. Изготовление корпусных деталей вихревых и шестеренчатых
насосов .................................................... 334
§ 48. Изготовление обойм винтовых насосов.................... 341
§ 49. Изготовление винтов ротационных насосов................ 351
ОГЛАВЛЕНИЕ 51]
Глава ХШ. Обработка основных деталей поршневых насосов .... 362
§ 50. Разновидности деталей и особенности их изготовления . . 362
§ 51. Обработка блоков паровых и гидравлических цилиндров . 366
§ 52. Обработка основных деталей золотниковых и клапанных
узлов .................................................... 376
§ 53. Обработка шатунов, ползунов и средних колонок......... 381
§ 54. Обработка кривошипных и коленчатых валов.............. 388
Глава XIV. Изготовление подшипников и деталей уплотнений .... 397
§ 55. Опоры и уплотнительные устройства в насосах и особен-
ности их изготовления..................................... 397
§ 56. Обработка корпусов и вкладышей подшипников........... 400
§ 57. Изготовление деталей уплотнений....................... 408
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ НАСОСОВ
Глава X V. Основы проектирования сборочного процесса.............. 412
§ 58 Сборочные элементы изделия............................ 412
§ 59. Понятие о размерных цепях и методах их решения . . . 414
§ 60. Виды сборочных работ и их механизация................. 423
§ 61. Организационные формы сборки и транспортные средства 433
§ 62. Проектирование сборочных процессов.................... 437
Глава XVI. Сборка и балансирование роторов насосов................ 442
§ 63. Требования к сборке роторов насосов и понятие об их ста-
тическом и динамическом балансировании ................... 442
§ 64. Статическое балансирование отдельных рабочих колес
и одноколесных роторов насосов............................ 446
§ 65. Сборка и динамическое балансирование многоколесных
роторов..................................................... 457
Глава XVII. Сборка мелких и средних насосов....................... 463
§ 66. Особенности процесса сборки мелких и средних насосов . 463
§ 67. Сборка мелких и средних насосов в условиях мелкосе-
рийного производства ....................................... 465
§ 68. Поточная сборка мелких и средних насосов.............. 465
§ 69. Испытание и сдача мелких и средних насосов............ 473
Глава XVIII. Сборка крупных насосов............................... 479
§ 70. Особенности процесса сборки крупных насосов........... 479
§ 71. Сборка крупных центробежных насосов и турбонасосов . 480
§ 72. Сборка особо крупных осевых и центробежных насосов . 489
§ 73. Монтаж на месте эксплуатации и сдаточные испытания
крупных насосов............................................. 497
Приложение. Карта типового технологического процесса обработки
рабочего колеса центробежного насоса............ 502
Литература........................................................ 508
Д. Г. Белецкий
ТЕХНОЛОГИЯ НАСОСОСТРОЕНИЯ
Технический редактор С. М. Попова
Корректор О, К. Добровольская
Сдано в производство 1/1Х 19:5 г. Подписано к
печати 30/XI I 1955 г. Т-10336. Тираж 7000 экз.
Печ. л. 32,75(4 вкл.). Уч.-изд. л. 36,7. Бум. л. 16,38.
Формат 60 X92/16 Заказ № 2527
1-я типография Машгиза,
Ленинград, ул. Моисеенко, 10
ЗАМЕЧЕННЫЕ' ОПЕЧАТКИ
Стра- ница Строка Напечатано Должно быть
10 8-я снизу слое столе
12 18-я снизу которые влияют которое влияет
17 Табл. 3, 2-я сверху, (+) —
последняя графа поверхности без
27 3-я сверху поверхности с заусен-
цами, недоливами заусенцев, недоливов
34 4-я сверху (фиг. 19, б) (фиг. 19, а)
42 Подрисуночная 5 - подача воздуха 5 — подача воздуха
подпись фиг. 29 при зажиме при разжиме
53 1-я снизу 1,1,1 Jem. — Г г _L=_L J_ . 1
Jn.6 Jcyn J3.6 Jem. Jn. б Jcyn J3. б
57 5-я снизу Е = 2 • 10б кг/мм2 Е = 2-104 кг!мм2
60 17-я снизу посадки, посадки Х4, Статистический
63 23-я сверху Статический
113 14-я снизу по 5-му и по 3-му и
117 2-я снизу Вес литья Вес отдельных отливок
173 21-я сверху (см. фиг. 95, г) (см. фиг. 96, а)
199 1-я снизу обрезку отрезку
413 12-я снизу обработки изделий сборки изделий
414 4-я снизу шейки шпонки
420 1-я сверху (под табл. 67) О,ОЗ°/о О,3°/о
Поправки
1. На стр. 26 в табл. 5 вместо напечатанного Д/20 = kbd | =
= k-fid | Д/12 = должно быть Д/10 = k&d\ Щц = kftd; ДЬ2 = kfid.
2. На стр. 226 в табл. 45 к графе „Предварительное" весь
текст относится к классу точности без деления для сырых и тер-
мически обработанных шестерен.
Д. Г. Белецкий. Зак, 2527