Конструкция и технология изготовления


СОДЕРЖАНИЕ:

Особенности технологии изготовления корпусов отсеков

Основные материалы и типы заготовок применяемых для изготовления деталей.

Технологические процессы изготовления узлов и деталей ракет.

Современные ракеты представляют собой сложные устройства работающие при воздействии на них больших температур и нагрузок. Существенное влияние на технологичность изготовления оказывают не только принятые конструктивные решения, но и марки применяемых материалов, а также технологические процессы изготовления элементов конструкции.

В зависимости от назначения детали и узлы изделий изготавливают из различных марок материала и типов заготовок. Желательно чтобы заготовки по своей форме приближались к форме готовой детали и требовали минимальной механической обработки.

Существующие методы литья позволяют обеспечить высокие показатели по использованию материала. Наиболее часто применяются такие методы литья как: литьё по выплавляемым моделям, литьё в кокиль и литьё под давлением. Коэффициент использования материала при применении этих методов литья приближается к 0,65.

Основными марками материалов, применяемыми при литьё различными методами, являются: — стали 10Х18Н9БЛ, ВНЛ-3, 08Х14Н5М2ДЛ;

— алюминиевые сплавы Ал-2, Ал-9, ВАЛ-14;

— магниевый сплав МЛ-5

Применение деталей из заготовок, получаемых горячей штамповкой, позволяет обеспечить (коэффициент использования материала) Ким=0,6. Горячей штамповкой получают детали из следующих материалов:

— титановых сплавов ВТ-20, ОТ-4;

— нержавеющей стали 12Х18Н10Т;

— алюминиевых сплавов АК4-1Т.

Все указанные материалы освоены промышленностью и не требуют разработки специальных технологических процессов их обработки.

Наряду с рациональными заготовками широко применяются заготовки получаемые из стандартных профилей: листов, прутков круглых и шестигранных, труб и др.

Механическая обработка заготовок, в зависимости от конструкции детали или узла, осуществляется на универсальных станках, агрегатных (специализированных) или станках с ЧПУ.

Корпус ракеты служит для размещения в нем оборудования, топлива, целевого груза, определяемого назначением ракеты и для расположения двигательной установки, являющейся, как правило, основным несущим элементом корпуса. В силовом отношении корпус является базой – опорой для крепления поверхностей и органов управления, различного оборудования.

Как правило, корпус ракеты состоит из ряда функциональных отсеков, стыковка которых между собой может производиться различными способами. Конструкция отсеков определяется необходимостью размещения в них требующегося для ракеты различного вида оборудования, обеспечивающего нормальную работу ракеты при минимально возможном весе конструкции и обеспечением максимально возможной прочности.

Наиболее часто применяется сварная конструкция корпусов отсеков различного функционального назначения. В зависимости от типа изделия конструкции отсеков одного и того же назначения могут существенно отличаться друг от друга.

На рис.3.1 и Рис. 3..3 представлен различные конструктивные решения сварного варианта приборного отсека.

Корпус отсека Рис.3.1 состоит из обечайки (1), колец (2, 3 и 4) соединённых между собой контактной точечной сваркой. Кольца изготовлены из листового титанового сплава ОТ4 , как и обечайка. Отличие заключается в том, что кольца разрезные, а обечайка сварная Рис.3.2. Длина развёртки обечайки (периметр) изготавливают с отклонением от номинального размера 0,1мм. и с припуском 2 мм. по длине. Гибку листовой заготовки осуществляют на трёх валковом гибочном станке. Обечайку сваривают аргонодуговой сваркой с последующим контролем качества сварного шва. Для обеспечения требуемой точности диаметра обечайки она подвергается термокалибровке и последующей механической обработке торцевых поверхностей. Биение торцевой поверхности не должно превышать 0,05 мм.

С внутренней стороны обечайки сварной шов, перед установкой разрезных колец (2 и 4), зачищается на ширину этих колец заподлицо с внутренним диаметром.

После приварки разрезных колец производится механическая обработка торцевых и посадочных поверхностей, а также отверстий под окантовку лучков и сверление отверстий под крепёж на станке с числовым программным управлением. Остальные элементы, такие как окантовки (6) кронштейны (5), шпангоут (7) и втулки (8) приваривают контактной точечной сваркой.

На Рис.3.3 приведена конструкция приборного отсека изготовленного несколько

другим способом. Отличительной особенностью является замена разрезных колец шпангоутами (2 и 3) изготовленными из листового титанового сплава ОТ4. и после гибки сваренными аргонодуговой сваркой. После сварки кольцевые заготовки подвергаются механической обработке в результате которой они приобретают форму приведённую на Рис.3.3. (б,в). В процессе механической обработки точность изготовления сопрягаемых и посадочных поверхностей обечайки достигается более высокая, чем в первом случае. Соединение обечайки и шпангоутов друг с другом производится аргонодуговой сваркой. При сварке необходимо чтобы сварные швы обечайки и шпангоутов были смещены относительно друг друга на 45 0 . Выполнение данного условия позволяет снизить появление дефектов в перекрещивающихся сварных швах.

Для защиты аппаратуры и приборов, расположенных в отсеке, от кинетического нагрева при эксплуатации осуществляется установкой теплозащиты внутренней поверхности отсека. На Рис.3.4 приведена конструкция теплоизоляции изготовленной прессованием из материала АТМ-6. Материал обладает хорошими теплоизоляционными свойствами и работает в диапазоне от -260 0 С до +430 0 С, а так же имеет нулевые показатели по гигроскопичности, водопоглощаемости и водопроницаемости. Учитывая, что на внутренней поверхности отсека имеются выступающие элементы теплозащита может состоять из нескольких частей склеенных между собой клеем ВКТ-2. Перед установкой теплозащиты все установленные внутри корпуса детали (лючки, окантовки, втулки, пояса и пр.) по контуру промазывают герметиком ВТО-1 для обеспечения пыле, влогонепроницаемости.

Рис.3.5 Конструкция сварного корпуса с дополнительными силовыми поясами.

На рис. 3.5 показан вариант сварного корпуса, спроектированный по предыдущей схеме. Для повышения прочности конструкции к окнам приваривают листовые окантовки или накладки, а при необходимости в центральной части корпуса отсека привариваются специально спрофилированные кольцевые пояса, выполняющих функцию дополнительных шпангоутов. Все элементы отсека выполнены из титанового сплава аналогично конструкции представленной на рис. 3.3. Стыковые шпангоуты представляют собой охватывающие шпангоуты клинового стыка.

Другой разновидностью конструкции корпуса отсека рис. 3.6 может служить корпус, изготавливаемый из дюралевой трубы методом ротационного выдавливания с механической обработкой наружной и внутренней поверхностей. Труба изготовлена из материала Д20Т1 с толщиной стенки 12мм.

С внутренней стороны, на передней и задней частях отсека, изготовлены по шесть секторов гребенки внутренней части байонетного стыка с отверстиями для фиксирующих винтов.

Для обеспечения доступа к расположенным внутри отсеков элементам, крепления агрегатов и блоков, в корпусах предусматриваются различного вида отверстия (в том числе упрочненные), окна, втулки и бобышки крепления, накладки, посадочные места, посадочные поверхности различные отверстия, в том числе и резьбовые . Отклонение торцевой поверхности отсека от перпендикулярности относительно оси не должно превышать 0,1 мм.

Рис. 3.6 Конструкция корпуса, изготовленного методом ротационного выдавливания.

Наряду с рассмотренными конструкциями применяются отсеки исходная заготовка которых изготавливается литьём из алюминиевого сплава ВАЛ-14. На рис. 3.7 и рис.3.8 приведены конструктивные схемы рулевых отсеков различных изделий.

Наружную поверхность корпуса отсека, места установки агрегатов и сопрягаемые поверхности механически обрабатывают. На таком корпусе возможно изготовление необходимых для установки агрегатов приливов, различных карманов, бобышек, гнезд, кронштейнов, что существенно снижает количество отдельно изготавливаемых деталей. Для доступа к функциональным агрегатам и блокам при их установке, отладке и эксплуатации на корпусе отсека предусмотрены вырезы, окна, приливы с гнездами, посадочные поверхности для установки подшипников и крепления отсека, различные крепежные отверстия. В задней части корпуса рис.3.8 изготовлена наружная гребенка байонетного стыка, а в передней части выполнены карманы фланцевого стыка.

Использование того или иного вариантов корпусов отсеков на практике определяется аэродинамической схемой, общей компоновочной схемой ракеты, предусматривающей необходимость выполнения поставленной задачи, ее конструктивно-силовой схемой, габаритно-весовыми характеристиками, возможностью размещения требуемого оборудования.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9386 — | 7308 — или читать все.

79.100.228.135 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Конструкция и технология изготовления

КОНСТРУКЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Многослойные тиристорные структуры чаще всего создают в монокристаллических пластинках кремния путем последовательной диффузии различных примесей. Применяют также метод вплавления примесей. Одним из перспективных методов изготовления тиристорных структур является метод эпитаксиального наращивания.

Рассмотрим кратко метод изготовления и конструкцию мощного тиристора. В отшлифованную и протравленную пластинку кремния с электропроводностью n-типа толщиной около 0,25 мм проводится с двух сторон диффузия бора, галлия или алюминия при температуре 1300 Т., в течение 8—10 ч. В результате происходит диффузия акцепторной примеси в пластинку кремния на глубину 110— 20 мкм и образуется p-n-структура с двумя p-переходами.

Следующую операцию — создание n-области эмиттера в одном из диффузионных слоев p-типа можно осуществить либо методом диффузии при защите противоположной стороны пластинки кремния слоем двуокиси кремния, либо вплавлением донорной примеси (например, золота с сурьмой, где сурьма и является донором).

Для получения большей зависимости суммарного коэффициента передачи от тока эмиттера производят шунтирование эмиттерного перехода. При создании n-области эмиттера методом диффузии примеси с использованием планарной технологии можно довольно просто осуществить распределенное шунтирование, если n-область сделать не сплошной (рис. 5.9),

Рис. 5.9. Структура трехэлектродиого тиристора с заспределенным шунтированисм эмит-терного перехода

т. е. провести диффузию доноров не по всей площади кремниевого диска или пластинки. Остальные технологические опера-ции (создание невыпрямляющих кон-тактов, в том числе и управляющего, присоединение электродов и монтаж в корпусе) принципиально ничем не отличаются от аналогичных операций при изготовлении диодов и транзи-сторов. Управляющий контакт созда-ют в месте выхода базовой области на верхнюю поверхность пластинки (рис. 5.9) либо в центре пластинки, либо по периферии, либо распреде-ленным по площади. Кремниевую пластинку с тири-сторной структурой припаивают к мас-сивному медному основанию корпуса прибора с использованием термокомпенсирующей вольфрамовой проклад-ки для уменьшения механических на-пряжений, которые могут возникать при работе тиристора в связи с раз-личными температурными коэффи-циентами линейного расширения меди и кремния (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Конструкция мощно-го тиристора: а — кремниевый диск с электрода-ми; б — разрез тиристора; /

уп-равляющий электрод: 2 — вольфра* мовая прокладка силового вывода; 3 — кремниевый диск с тиристор-ной структурой; 4 — термокомпен» снрующая вольфрамовая проклад-ка; 5 — основание корпуса; 6 — крышка корпуса; 7 — переходный такая вывода управляющего злек-рода: 8 — вывод управляющего лектрода; 9 — переходная втулка илового вывода; 10 — переходный такан силового вывода; // — стек-лянный проходной изолятор; 13 — силовой электрод: 13 — фторопла-стовая прокладка

Баллон корпуса со стеклянным проходным изолятором с помощью завальцованного шва гер-метически изолирует кремниевую пла-стинку с тиристорной структурой от воздействия окружающей среды. Через стеклянный изолятор проходят выво-ды управляющего электрода и одного из силовых электродов. Вторым си-ловым выводом является основание корпуса прибора. Для повышения эффективности охлаждения кремниевой пластинки с тиристорной структурой применяют конструкции тиристоров таблеточного типа. Такие конструкции изготавли-вают с металлическими корпусами и стеклянными проходными изолятора-ми или с керамическими корпусами и изоляторами из заполнмеризованных эпоксидных компаундов, или с металлокерамическими корпусами. Улучшенный теплоотвод в тиристорах

таблеточной конструкции достигается благодаря использованию двух радиаторов, присоединенных с обеих сторон корпуса тиристора (рис. 5.11).

Рис- 5.11. Конструкция тири-стора таблеточного типа, рас-считанного на допустимый анод-ный ток 300 А: 1 — кремниевый диск с тиристорной структурой; 2 — термокомпенсирующие вольфрамовые прокладки; 3 — контактные втулки; 4 — управляющий электрод; 5 — ме-таллические электродные кольца; 6 — проходные стеклянные изоля-торы; 7 -Внешние металлические кольца; 8 — металлический пружинящие гофрированные шайбы, сва-ренные между собой после сборки тиристора

Изготовление металлических конструкций — технология и подбор оборудования

Металлоконструкции используются в основном в каркасах зданий как несущие элементы. Важным моментом при изготовлении металлических конструкций является соединение готовых деталей, что может осуществляться различными способами.

Разъёмные соединения соединяются саморезами или болтами, а неразъёмные – заклепками, применяемыми для соединения тонких листовых элементов.

Для изготовления металлоконструкций используют следующее оборудование:

  • Для обработки листового железа;
  • Для обработки полос и уголка;
  • Для контурной резки;
  • Для сверления балок;
  • Пресс-ножницы;
  • Пробивные прессы;
  • Системы разметки.

Технология производства промышленных металлоконструкций трудоёмкий и сложный процесс, требующий создания замкнутого механизированного цикла, в ходе которого из металла различного профиля (уголок, швеллер, лист, труба и т.д.) и размеров создаются готовые изделия ( металлические конструкции), которые могут быть использованы в различных сферах строительства, машиностроения и т.д.

Производственные мощности по их изготовлению находятся как правило в районе крупных индустриальных городов, где расположены основные поставщики материалов (металла)- заводы по производству металлопроката, которые также являются потребителями (заказчиками) данного вида продукции. Производители металлических конструкций подразделяют по мощностями:

  • производители большой мощности более 50 тысяч тонн металлоконструкций;
  • производители средней мощности от 20 до 50 тысяч тонн;
  • производители малой мощности от 5 до 20 тысяч тонн;

и степени механизации технологических линий (высокомеханизированные, механизированными и маломеханизированными), которые выражаются в наличии подъёмно-транспортного, сварочного и другого специализированного оборудования , необходимого для производства металлоконструкций. Для производства металлоконструкций производственные мощности объединяют в участки.

  1. Участок приёма и подготовки металла. Здесь происходит его разгрузка, рассортировка и подготовка к подаче на обработку.
  2. Участок обработки металла. Тут металл размечают и обрабатывают до нужной формы и габаритов, с помощью резки, правки и др.
  3. Участок сваросборочных работ. На этом участке заготовки производят контрольную сборку м\к и далее собирают согласно разработанным чертежам и сваривают. При этом параллельно обрабатываются технологические отверстия и другие элементы.
  4. Участок покраски и нанесения антикоррозийного покрытия. На этой стадии производства конструкции обезжиривают, грунтуют и наносят лакокрасочное или другое покрытие, предотвращающее образование ржавчины.
  5. Участок складирования готовой продукции. В этом месте металлоконструкции складируют, маркируют, для последующей отгрузки потребителю.

Технология производства металлоконструкций

Технологическая цепочка производства основана на поточности технологических линий и максимальной механизации трудоёмких процессов. Это позволяет изготавливать широкий ассортимент качественной продукцию.

Сортовой, листовой, трубный прокат и другие материалы подвозятся на склады завода (цеха) железнодорожным или автомобильным транспортом, на этот же транспорт отгружается готовая продукция. Данный вид работ производится с помощью подъёмно-транспортного оборудования (мостовые или другие краны), расположенного внутри и по периметру производственных мощностей. Также с помощью этих кранов осуществляется транспортировка конструкций между разными участками и приспособлениями.

Со склада с помощью передаточных тележек металл подаётся внутрь помещений. При необходимости его подвергают правке на специальных вальцах.

Далее подготовленный металл приходит на разметку разметочные столы. Разметку наносят масляной краской или мелом. Следующий этап – резка. Заготовку режут плазменной кислородной резкой или автоматическими ножницами (гильотинными, комбинированными и др.). Все технологические кромки и отверстия обрабатываются на сверлильных станках различной конструкции.

Далее металлоконструкция подаётся на центральный стенд, производится её контрольная сборка «на прихватках» и сопряжение со смежными деталями. Далее идёт обработка кромок свариваемых поверхностей. Обработку проводят ручной шлифмашинкой. Окончательная сборка (сварка) производится на стенде имеющим прижимы и кантователь, которые позволяют установить свариваемую металлоконструкцию в любом положении. Для кантовки крупных деталей применяют мостовой кран.

Заключительный этап производства металлоконструкций – грунтовка и покраска осуществляется краскопультами на специальном стенде.

В случае изготовления металлоконструкций из трубной заготовки и её дальнейшем использовании как детали или части трубопровода, данное изделие испытывают под давлением на гидростенде.

Кроме того все сварочные швы проверяются специальными приборами на предмет качественной сварки. Все результаты испытания заносятся в специальный журнал и прилагаются к сертификатам качества на произведённую продукцию.

Детали машин

Конструкции зубчатых колес и технология их изготовления

Конструкции зубчатых колес

В зависимости от назначения, размеров и технологии получения заготовки зубчатые колеса могут иметь различную конструкцию.

Цилиндрические и конические шестерни выполняют заодно целое с валом (вал-шестерня). Это связано с малыми размерами шестерен и с тем, что раздельное изготовление снижает точность и увеличивает стоимость производства вследствие увеличения числа посадочных поверхностей, требующих точной обработки, а также вследствие необходимости применения соединений (шлицевых, шпоночных), снижающих точность передачи и прочностные свойства элементов механизма.

Насадные шестерни применяют при больших диаметрах и в тех случаях, когда они должны перемещаться вдоль вала по условиям работы или сборки.
При диаметре dа150 мм колеса изготавливают в форме сплошных дисков из проката или из поковок (рис. 1).
Зубчатые колеса диаметром менее 500 мм получают ковкой (рис. 2), отливкой (рис. 3,а) или сваркой (рис. 3,б).
Колеса диаметром боле 500 мм выполняют отливкой или сваркой.

Иногда зубчатые колеса выполняют в виде узлов, образуемых сборкой отдельных частей (рис. 4). Так, венцы колес могут быть напрессованы на ступицу (бандажированные колеса) (рис. 4,а), крепиться резьбовым соединением (свертные колеса) (рис. 4,б) или приклепываться (клепаные колеса) (рис. 4,в).
Бандажированные, свертные или клепаные колеса применяют в целях экономии легированных сталей или цветных металлов, если таковые используются при изготовлении колеса.

Изготовление зубчатых колес

Заготовки зубчатых колес получают ковкой в штампах или свободной ковкой, реже литьем в зависимости от размеров, материала, формы и масштаба выпуска. Зубья эвольвентных колес изготавливают так, чтобы каждое колесо могло входить в зацепление с колесами того же модуля, имеющими любое число зубьев.
Зубья получают нарезанием или накатыванием.

Нарезание зубьев выполняют одним из двух методов – копированием или обкаткой.

Метод копирования заключается в прорезании впадин между зубьями модульными фрезами (рис. 5): дисковыми (а) или концевыми (б). После прорезания каждой впадины заготовку поворачивают на шаг зацепления. Профиль впадины является копией профиля режущих кромок фрезы, отсюда и название – метод копирования.
Точность нарезаемых зубьев невысокая, метод является малопроизводительным, поэтому его применяют, преимущественно, в ремонтном производстве.

Метод обкатки имеет основное применение. Нарезание зубьев по этому методу основано на воспроизведении зацепления зубчатой пары, одним из элементов которой является режущий инструмент – червячная фреза (рис. 6,а), долбяк (рис. 6,б) или реечный долбяк – гребенка (рис. 8.).

Червячная фреза имеет в осевом сечении форму инструментальной рейки. При нарезании зубьев заготовка и фреза вращаются вокруг своих осей, обеспечивая непрерывность процесса.
Нарезание зубьев червячными фрезами широко применяют для изготовления колес с внешним расположением зубьев.
Для нарезания колес с внутренним расположением зубьев применяют долбяки.

Гребенками (см. рис. 8) нарезают прямозубые и косозубые колеса с большим модулем зацепления.
Нарезание зубьев конических колес методом обкатки производят строганием (рис. 7,а), фрезерованием (рис. 7,б), резцовыми головками.

Накатывание зубьев применяют в массовом производстве. Предварительное формообразование зубьев цилиндрических и конических колес производят горячим накатыванием. Венец стальной заготовки нагревают токами высокой частоты (ТВЧ) до 1200 ˚С, а затем обкатывают между колесами-накатниками. При этом на венце выдавливаются зубья. Для получения колес более высокой точности производят последующую механическую обработку зубьев или холодное накатывание – калибровку. Холодное накатывание зубьев применяют при модуле до 1 мм.

Накатывание зубьев – высокопроизводительный метод изготовления колес с минимальным отходом металла в стружку.

Отделка (доводка) зубьев

Зубья колес точных зубчатых передач после нарезания подвергают отделке шевингованием, шлифованием, притиркой или обкаткой.

Шевингование применяют для тонкой обработки незакаленных зубьев.
Выполняют специальным инструментом – шевером, имеющим вид зубчатого колеса с узкими канавками на поверхности зубьев. Вращаясь в зацеплении с обрабатываемым колесом, шевер снимает режущими кромками канавок волосообразную стружку с зубьев колеса, доводя его форму до требуемой точности.

Шлифование применяют для обработки закаленных зубьев. Выполняют шлифовальными кругами способом копирования или обкатки.

Притирку используют для отделки закаленных зубьев колес. Выполняют притиром – чугунным точно изготовленным колесом с использованием притирочных паст.

Обкатку применяют для сглаживания шероховатостей на рабочих поверхностях зубьев незакаленных колес. В течение 1…2 минут зубчатое колесо обкатывают под нагрузкой с эталонным колесом высокой твердости.

Скольжение при взаимодействии зубьев

При работе колес зацепление двух зубьев происходит по рабочим участкам профилей, при этом рабочие участки профилей одновременно перекатываются и скользят друг по другу. Скольжение вызвано тем, что за один и тот же промежуток времени контактируют участки головок большей длины с соответствующими им участками ножек зубьев меньшей длины. Скорость скольжения зубьев в крайних точках зацепления имеет максимальное значение, и равна нулю в полюсе зацепления, при этом при переходе точки зацепления через полюс скорость скольжения меняет знак (рис. 10).

Точки профилей головок зубьев имеют бόльшие касательные скорости, чем точки ножек, следовательно, поверхности головок являются опережающими. Бόльшему изнашиванию подвержена ножка, меньшему – головка, что приводит к искажению профиля зуба, особенно в открытых передачах.

Неравномерное скольжение зубьев является недостатком эвольвентного зацепления. Малые значения скорости скольжения в околополюсной зоне увеличивают коэффициент трения в этой зоне, что создает предпосылки для выкрашивания рабочих поверхностей зубьев в результате контактных напряжений.

Влияние числа зубьев на форму и прочность зуба

Изменение числа зубьев приводит к изменению формы зуба. У рейки с числом зубьев z стремящимся к бесконечности зуб прямобочный (рис. 11,а); с уменьшением количества зубьев увеличивается кривизна эвольвентного профиля, а толщина зуба у основания и вершины уменьшается.

При уменьшении количества зубьев ниже предельного появляется подрез ножки зуба режущей кромкой инструмента (рис. 11, в), в результате чего прочность зуба резко снижается. Из-за среза части эвольвенты у ножки зуба (рис. 12) уменьшается длина рабочего участка профиля, в результате чего понижается коэффициент перекрытия εα и возрастает изнашивание.

Чтобы исключить подрезание ножки зуба при малом z инструментальной рейке необходимо сообщить смещение xm (рис. 13, а), при котором вершина ее зуба выйдет из зацепления с зубом колеса 2 в точке S и эвольвента профиля получится полной, не подрезанной (рис. 13, б). При этом избыточная часть рейки не будет подрезать зуб.

Величину xm называют абсолютным смещением рейки, величину x – относительным смещением рейки, или коэффициентом смещения.

Минимальное количество зубьев шестерни, у которой исключено подрезание зубьев без смещения рейки (т. е. при x = ) можно определить по формуле:

При αw = 20˚ минимальное количество зубьев zmin = 17.

С увеличением количества зубьев возрастает коэффициент перекрытия εα , повышается плавность работы передачи, уменьшаются потери на трение и стоимость изготовления колес. Оптимальное количество зубьев колес, используемых в зубчатых передачах и редукторах, принимают равным zmin = 18…35.

Зубчатые передачи со смещением

Передачу со смещением образуют зубчатые колеса, у которых нарезание зубьев осуществляют со смещением рейки на величину xm (рис. 13). Изменение формы зуба по сравнению с исходным зацеплением при нарезании со смещением называют модификацией профиля.
Модифицированный профиль зуба очерчивается другим (смещенным) участком той же эвольвенты, что и профиль немодифицированного зуба.

Модификацию применяют:
— для устранения подрезания зубьев шестерни при малом количестве зубьев;
— для повышения изгибной прочности зубьев, что достигается увеличением их толщины;
— для повышения контактной прочности, что достигается увеличением радиуса кривизны в полюсе зацепления;
— для получения заданного межосевого расстояния передачи.

Положительным называют смещение рейки от центра зубчатого колеса, отрицательным – к центру.
При положительном смещении увеличивается толщина зуба у основания (рис. 14), что повышает его прочность на изгиб, но при этом заостряется головка зуба, что ограничивает величину смещения инструмента при нарезании.
При отрицательном смещении имеет место обратное явление.

У зубчатых колес со смещением толщина зуба и ширина впадины по делительной окружности неодинаковы, но в сумме остаются равными шагу р .

В зависимости от сочетания смещений при нарезании зубьев парных зубчатых колес модификация бывает высотной и угловой.

Высотная модификация

При высотной модификации шестерню изготовляют с положительным коэффициентом смещения, а колесо – с отрицательным, при этом абсолютные величины смещений должны быть равны, в результате чего суммарный коэффициент смещения будет равен нулю. Такие передачи называют равносмещенными.
При высотной модификации зубчатой пары диаметры делительных окружностей шестерни и колеса совпадают, как и в передаче без смещения, следовательно, межосевое расстояние, коэффициент перекрытия и угол зацепления остаются неизменными. Общая высота зубьев также не меняется по сравнению с ее нормальным значением, но изменяется соотношение между высотой головок и ножек зубьев. Поэтому такая модификация и называется высотной.

Высотную модификацию применяют при малом числе зубьев шестерни и большом передаточном числе, когда требуется обеспечить такие формы зубьев шестерни и колеса, при которых они будут примерно равнопрочными на изгиб.

Угловая модификация

Угловая модификация является общим случаем модифицирования, при котором суммарный коэффициент смещения пары колес не равен нулю, т. е. смещение у шестерни и у колеса неодинаковы по абсолютной величине.
Угловая модификация по сравнению с высотной дает значительно бόльшие возможности влиять на различные параметры зацепления (межосевое расстояние, угол зацепления, угол перекрытия и т. п.), поэтому она применяется чаще.

Модифицированные зубчатые колеса изготавливают тем же стандартным инструментом и на том же оборудовании, что и немодифицированные. Для получения нормальной высоты зуба диаметры заготовок соответственно увеличивают или уменьшают на величину удвоенного смещения инструмента.
Иногда модифицированные колеса называют корригированными (устаревшая терминология).

Точность зубчатых передач

При изготовлении зубчатых передач неизбежны погрешности, которые выражаются в радиальном биении зубчатого венца, отклонениях шага, профиля зуба, соосности осей колес, колебании межосевого расстояния и др.
Эти погрешности приводят к повышенному шуму во время работы передачи, потере точности вращения ведомого колеса, нарушению правильности и плавности зацепления, повышению динамичности и снижению равномерности распределения действующей в зацеплении нагрузки по длине контактных линий и, в конечном счете, определяют ресурс и работоспособность передачи.

Тем не менее, выполнять зубчатые передачи со слишком высокой точностью не всегда целесообразно, поскольку это приводит к удорожанию механизма в целом. Поэтому стандартом регламентируется точность зубчатых колес и передач в зависимости от их назначения и условий работы.
Допуски на цилиндрически зубчатые передачи определяются стандартом ГОСТ 1643–81.

Этим стандартом установлено 12 степеней точности зубчатых колёс и передач: 1, 2, 3 … 12 в порядке убывания точности. Для степеней точности 1 и 2 и 12 допуски стандартом не предусмотрены (для перспективы).

Наибольшее распространение имеют 6,7, 8 и 9-я степени точности: 6-я степень соответствует высокоточным скоростным передачам, 7-я – передачам нормальной точности, работающим с повышенными скоростями и умеренными нагрузками или с умеренными скоростями и повышенными нагрузками, 8-я передачам общего машиностроения пониженной точности, 9-я – тихоходным передачам машин низкой точности.

Для каждой степени точности установлены независимые нормы допускаемых отклонений параметров, определяющих:

  • кинематическую точность колёс и передачи (регламентирует погрешность углов поворота зацепляющихся пар колес за один оборот);
  • плавность работы (регламентирует колебания скорости за один оборот колеса, вызывающие шум и динамические нагрузки);
  • контакт зубьев зубчатых колёс в передаче (регламентирует концентрацию нагрузки на зубьях, определяющую работоспособность силовых передач).

Также ГОСТ 1643–81 устанавливает шесть видов сопряжений определяющих гарантированный боковой зазор между неконтактирующими поверхностями смежных зубьев.
Боковой зазор необходим для предотвращения заклинивания зубьев передачи от нагрева, размещения смазочного материала и обеспечения свободного вращения колес.
Размер зазора задают видом сопряжения зубчатых колес в передаче: Н – нулевой зазор, Е –малый зазор, D и С – уменьшенные зазоры, В – нормальный зазор, А – увеличенный зазор.
В общем машиностроении чаще всего применяют вид сопряжения В, а для реверсивных передач – С.
Получение боковых зазоров связано с точностью изготовления колес.

Глава 18. Технология изготовления изделий из металлов и сплавов и ее влияние на потребительные свойства товаров

Для получения готовой продукции металлы подвергают целому ряду заводских операций, которые придают изделию необходимые функциональные свойства и качество.

Металлы поставляются металлургической промышленностью заводам, изготовляющим медицинские инструменты и аппараты, в виде полуфабрикатов. Хрупкие металлы — чугуны и бронзы в виде чушек, а остальные в виде прутков различного профиля (круглых, прямоугольных), листов различной толщины и болванок. В резуль­тате производственного процесса эти материалы превращаются в готовую продукцию. Основные стадии технологического процесса изготовления медицинских изделий из металлов и их сплавов пред­ставлены на рис. 18.1.

Рис. 18.1. Основные стадии технологического процесса изготовления ме­дицинских изделий из металлов и их сплавов

Как было сказано ранее, каждая стадия и операция техноло­гического процесса оказывает влияние на качество готового из­делия, причем дефекты могут быть явные и скрытые. Поэтому очень ответственные металлические изделия или детали, полом­ка которых может вызвать летальный исход, проверяют совре­менными методами не разрушающе го контроля, которые помога­ют выявить, например, внутренние раковины, плохое сварное соединение, неоднородность состава изделия. Но не все дефек­ты удается выявить методами неразрушающего контроля. К чис­лу таких дефектов следует отнести остаточные внутренние на­пряжения, которые возникают в процессе формообразования и механической обработки изделия и снимаются на стадии термо­обработки. Несоблюдение режимов термообработки (температу­ры, скорости подъема температуры, продолжительности выдер­жки при заданной температуре и скорости охлаждения) может привести к возникновению больших внутренних напряжений в изделии и, как следствие, привести к его разрушению в процессе хранения или эксплуатации.

На стадии подготовки сырьядефекты могут быть вызваны отсут­ствием входного контроля исходного сырья на соответствие госу­дарственному стандарту и несоблюдением правил очистки аппара­туры, в которой проводится смешение.

На стадии формообразованиядефекты могут быть вызваны из­ношенностью оборудования, в котором или с помощью которого изделию придают необходимую форму. При этом могут быть изме­нены как размеры изделия, так и его конфигурация.

На стадии механической обработкиизделия дефекты могут быть вызваны несоблюдением технологии механической обработки по продолжительности обработки и применяемым инструментам и ма­териалам.

Разберем более подробно каждую из стадий технологического процесса изготовления металлических изделий.

Формообразование проводят для придания заготовке необходи­мой формы и размеров будущей детали или инструмента.

Существует несколько способов формообразования: литье, об­работка давлением (ковка, штамповка, прессование, волочение, про­катка), обработка резанием.

Литье — это процесс изготовления металлических деталей путем заливки расплавленного металла или сплава в литейную форму (см. рис. 18.2).

Первые литые изделия получали еще в 3—2 вв. до н.э. сначала из брон­зы, позже из чугуна. Значительное развитие литье из чугуна получило примерно с XII—XIV вв. Стальные отливки начали получать в XIX в., литые детали из алюминиевых и маг­ниевых сплавов в середине XX века. В настоящее время в литейном про­изводстве применяют множество са­мых различных сплавов.

Некоторые специальные способы литья позволяют получать от­ливки с высокой чистотой поверхности и точностью по размерам, что резко сокращает или исключает совсем их последующую меха­ническую обработку. Кроме традиционных литейных сплавов: чу­гуна, стали, бронзы, литье все шире применяют для изготовления изделий из нержавеющих и жаропрочных сталей, магнитных и дру­гих сплавов с особыми физическими свойствами.

Литейная форма — это система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формирует­ся отливка.

Первые формы для литья делали из камня или глины. Примерно с конца XVIII в. литейные формы начали изготавливать из специ­ально приготовленной смеси песка и глины. В настоящее время существует более ста различных способов изготовления литейных форм и получения отливок. Около 80% от всей массы чугунных и стальных отливок получают в песчано-глинистых формах. Этим способом получают как мелкие, так и очень крупные отливки, ли­тые детали простой и сложной формы не только из чугуна и стали, но также из различных цветных сплавов.

Рис. 18.2. Схема литья в форму

В литейном производстве широко применяют специальные спо­собы литья: в форму, центробежное литье, литье под давлением, литье по выплавляемым моделями др. Такими способами можно получить отливки высокой точности, с минимальными допусками по разме­рам, с высокой чистотой поверхности. Это сокращает или совсем исключает механическую обработку на металлорежущих станках, дает

экономию металла, особенно важную при использовании дорогос­тоящих и дефицитных сплавов, снижает трудоемкость и стоимость детали. Наряду с этим каждый специальный способ литья имеет свои специфические особенности, ограничивающие область его приме­нения. Так, литье по выплавляемым моделям применимо лишь для относительно небольших изделий, центробежное литье — для полу­чения трубок и других изделий, имеющих форму тел вращения.

Литье в песчаные формыпроизводится в разовые литейные фор­мы. При этом состав формовочных смесей выбирают в зависимос­ти от литейного сплава с учетом его температуры плавления, усад­ки и других свойств, а также массы, размеров и конфигурации отливки.

Основными компонентами формовочных смесей является квар­цевый песок, каолинитовые или бентонитовые глины.

Каждый электрик должен знать:  Квантовые колодцы

Заливку форм в механизированных цехах осуществляют при помо­щи конвейеров на специальной площадке. Сплав заливают в формы с помощью ковшей; их конструкция, вместимость и другие особеннос­ти зависят от массы отливки и свойств сплавов.

Расплав перед заливкой в формы некоторое время выдерживают в ковше для выделения газов, всплывания шлака и неметаллических вклю­чений. Заливку проводят, не прерывая струи; литниковая чаша должна быть полной. При перерывах струи расплав поступает в полость формы отдельными порциями, может охлаждаться и окисляться, тогда в от­ливках образуются дефекты — спаи. Струя при заливке не должна раз­мывать формовочную смесь, шлак не должен попадать в форму.

Продолжительность охлаждения в форме затвердевшей отливки зависит от ее массы, толщины сечений, вида сплава, теплофизичес- ких свойств формовочных материалов и других условий. Она колеб­лется в очень широких пределах от нескольких минут для небольших тонкостенных литых деталей до нескольких часов или суток для мас­сивных, крупных отливок.

Излишне длительное охлаждение отливок в форме экономичес­ки невыгодно. Поэтому иногда охлаждение ускоряют, например обдувкой воздухом. Излишне горячие отливки из форм удалять нельзя. При охлаждении на воздухе в сплавах могут произойти не­желательные структурные превращения. Вследствие разницы тем­ператур на поверхности и во внутренней части массивных деталей возникают термические напряжения, которые могут вызвать ко­робление и трещины в отливке.

После охлаждения до требуемой температуры разовую литейную дозу (форму) разрушают, выбивая из нее отливку. В современных литейных цехах выбивку проводят с помощью механизмов и уста­новок.

С помощью соответствующих транспортеров выбитую формо­вочную смесь направляют к месту переработки, отливки — на об­рубку и очистку.

Обрубку, т.е. удаление литников, прибылей и дефектов, прово­дят на дисковых и ленточных пилах, газовой и электродуговой рез­кой, пневматическими зубилами и другими способами.


Литье в металлические формы(кокили) получило большое рас­пространение. Этим способом получают более 40% всех отливок из чугуна, стали, бронзы, алюминиевых и др. сплавов. Сущность* спо­соба состоит в получении литых деталей путем свободной заливки расплава в металлические формы. После того, как металл остывает, литник обрезают.

Конструкции кокилей чрезвычайно разнообразны, они могут быть неразъемнымии разъемными.Неразъемные кокили применя­ют для получения небольших отливок простой конфигурации, которые можно удалять без разъема формы. Литье в металличес­кие формы — один из прогрессивных способов изготовления от­ливок. Кокиль — форма многократного использования; в нем можно получить 300—500 стальных отливок массой 100—150 кг, около 5000 чугунных мелких отливок, несколько десятков тысяч отливок из алюминиевых сплавов.

Механизация и автоматизация обеспечивают высокую произво­дительность при значительном снижении трудоемкости и стоимости отливок. Вследствие быстрого затвердевания получается мелкозер­нистая структура сплава, что определяет его высокие механические свойства. Отливки получают с высокой точностью по размерам и чистой поверхностью, что уменьшает или совсем исключает их пос­ледующую механическую обработку.

Недостатками являются высокая стоимость кокилей, трудоем­кость в изготовлении сложных по конфигурации и тонкостенных отливок, сравнительно невысокая стойкость кокиля при литье из тугоплавких сплавов.

Литье под давлением(см. рис. 18.3) — наиболее производитель­ный способ изготовления относительно небольших отливок из цвет­ных сплавов с высокой точностью по размерам и чистотой поверх­ности.

Литьем под давлением изготавливают отливки от нескольких граммов до десятков килограммов из алюминиевых и других цен­ных сплавов, реже из тугоплавких сталей. Этот способ позволяет

получать литые детали простой формы и сложные фасонные тон­костенные отливки. Нередко та­кие детали отправляют на сборку без механической обработки, лишь после зачистки заусенцев. Машины для литья под давлени­ем, работающие в автоматичес­ком режиме, имеют очень высо­кую производительность — до 3000 и более отливок в час.

К недостаткам способа относятся ограниченная масса отливае­мых деталей — примерно до 50 кг, высокая стоимость и сложность изготовления пресс-форм, трудность получения отливок со слож­ными полостями. Отливки имеют газо-усадочную пористость, и их нельзя подвергать термической обработке. При получении отливок из тугоплавкой стали пресс-формы имеют небольшую долговеч­ность.

Наиболее экономически выгодным является литье под давлением в массовом производстве сложных фасонных тонкостенных отливок из цветных сплавов, например деталей приборов и аппаратов.

Центробежное литьеосуществляют, заливая металл в форму в поле центробежных сил, возникающих при заливке металла во вра­щающуюся форму или в результате приведения во вращение запол­ненной формы.

В настоящее время центробежным способом изготавливают от­ливки из чугуна, стали, сплавов титана, алюминия, магния и цинка.

Литье по выплавляемым моделямс давних времен применяли для получения литых скульптур, украшений и т.д.

Сущность способа состоит в том, что детали получают заливкой в неразъемные тонкостенные керамические формы, изготовленные с помощью моделей из легкоплавящихся составов. Этот способ имеет следующие преимущества:

возможность изготовления практически из любых сплавов отли­вок сложной конфигурации, тонкостенных, с малой шерохова­тостью поверхности, высоким коэффициентом точности по массе, минимальными припусками на обработку резанием, резким со­кращением отходов металла в стружку;

Стержень для оооозооониа

неподбижная часть формы

Рис. 18.3. Схема литья под давле­нием

возможность создания сложных конструкций, объединяющих несколько деталей в один узел, что упрощает технологию изго­товления машин и приборов;

уменьшение расхода формовочного материала, снижение мате­риалоемкости производства;

улучшение условий труда и уменьшение вредности воздействия литейного производства на окружающую среду.

Наряду с преимуществами, способ обладает следующими недо­статками:

процесс изготовления формы многооперационный, трудоемкий и длительный;

большое число технологических факторов, влияющих на каче­ство и форму отливки;

сложность управления качеством;

большая номенклатура материалов, используемых для получе­ния формы;

сложность манипуляторных операций, изготовления моделей и форм;

повышенный расход металла на литники.

Метод литья по выплавляемым моделям широко используется при изготовлении отливок массой от десятков граммов до сотен килограммов из черных и цветных металлов. Особенно широко он применяется для деталей из жаропрочных или специальных труд­нообрабатываемых сплавов.

Литьем иногда заканчивается процесс формообразования изде­лия. С него достаточно снять заусенцы, отшлифовать и покрыть лаком или эмалью.

Таким образом изготавливают основания для операционных сто­лов, бормашин. Но чаще всего литье является первым этапом фор­мообразования. Далее литую продукцию обрабатывают методами давления: ковкой, штамповкой, прокаткой и др.

Обработка металлов давлением обычно преследует две основ­ные цели: получение изделий сложной формы из заготовок про­стой формы и улучшение кристаллической структуры исходного литого металла с повышением его физико-механических свойств.

В нашей стране давлением обрабатывают примерно 90% всей выплавляемой стали, а также большое количество цветных метал­лов и их сплавов.

Свободную ковку целесообразно использовать при производстве единичных изделий сложной конфигурации. К преимуществам ков­

ки по сравнению с другими способами обработки металлов, следует отнести ее универсальность в отношении массы, формы и размеров заготовок; отсутствие затрат на дорогостоящую технологическую ос­настку; возможность использования сравнительно маломощных ма­шин-орудий благодаря концентрированному приложению усилий ковки бойками в небольшом объеме деформируемого металла.

Ковку производят с помощью молотов: паровоздушных, пневма­тических, пружинно-рессорных, гидравлических, газовых, высокоско­ростных.Каждый тип молотов используют для выполнения опре­деленных технологических операций.

При ударе молота по поковке происходит одновременно несколь­ко процессов. Подвижные части замедляют движение, отдавая за­пасенную ими энергию. Часть ее расходуется на совершение полез­ной работы, т.е. деформацию поковки. Оставшаяся энергия передается через поковку нижнему бойку и его основанию — ша­боту.

Основными методами штамповки являются объемныйи листовой.При этом ее осуществляют горячим или холодным способом.

Горячую объемную штамповку(см. рис. 18.4.) осуществляют в специаль­ных инструментах — штампах, рабо­чие полости (ручьи) которых допус­кают течение деформируемого металла только в определенном направлении и до определенных пределов. 18.4. Схема горячей объем-

В результате обеспечивается при- нои штамп0ВЮ1 — нудительное получение заданной формы и размеров поковки. Го­рячую объемную штамповку широко используют в массовом и круп­носерийном производстве; в мелкосерийном производстве применяют значительно реже. Горячей объемной штамповкой из­готавливают поковки различной формы и размеров из сталей, цвет­ных металлов и сплавов.

Штамповка может быть осуществлена в открытых и закрытых штампах. При штамповке в открытых штампах поковка получается с облоем —некоторым избытком металла в исходной заготовке, вытес­

ненным на заключительной фазе процесса штамповки в облойную канавку.Штамповка в закрытых штампах является безоблойной.

Холодной объемной штамповкойназывается процесс штамповки в открытых и закрытых штампах без нагрева металла — небольших точных деталей из стали и цветных металлов.

Листовая штамповка— метод изготовления плоских и объемных тонкостенных изделий из листового материала, ленты или полосы с помощью штампов на прессах или без применения прессов — безпрессовая штамповка.

Основные преимущества листовой штамповки:

возможность изготовления прочных, жестких, тонкостенных де­талей простой и сложной формы;

высокая производительность, экономный расход металла и про­стота процесса;

относительная простота механизации и автоматизации процесса обработки.

Прокатка — наиболее распространенный вид обработки метал­лов под давлением. Более 80% выплавляемой стали в нашей стра­не, обрабатывается в прокатных цехах.

При продольной прокатке, заготовка под действием сил трения втягивается в зазор между валками, вращающимися в различных направлениях. Почти 90% всего проката производится продольной прокаткой, в том числе весь листовой и профильный прокат.

При поперечнойи винтовой прокаткезаготовка деформируется валками, вращающимися в одну сторону. При винтовой прокатке вследствие расположения валков под углом друг к другу прокаты­ваемый материал кроме вращательного получает еще и поступа­тельное движение. В результате сложения этих движений каждая точка заготовки движется по винтовой линии.

При прессовании металл выдавливают из замкнутой плоскости через отверстие, получая пруток или трубу с профилем, соответ­ствующим сечению отверстия инструмента. Исходный материал для прессования — слитки или отдельные заготовки. Существуют два

метода прессования — прямой и обратный. При прямом прессовании

Рис. 18.5. Схема волочения труб­ки с отверстием.

движение пуансона пресса и истечение металла через отверстие матрицы происходит в одном направлении. При обратном прессо­ваниизаготовку закладывают в глухой контейнер и она при прессо­вании остается неподвижной, а истечение металла из отверстия матрицы, которая крепится на конце полого пуансона, происходит в направлении, обратном движению пуансона с матрицей.

Волочение — протягивание заго­товок через сужающееся отверстие фильеры. Если необходимо внутри трубки сформировать отверстие, то ее надевают на проволоку требуемо­го диаметра, а затем уже протягива­ют через отверстие (см. рис. 18.5).

При волочении поперечное сече­ние заготовки уменьшается, а ее дли­на соответственно увеличивается.

Волочение осуществляют главным образом в холодном состоя­нии и редко в горячем. При этом получают профили весьма точных размеров (до 2 класса точности) и формы, как правило, с гладкой блестящей поверхностью. Размеры изделия после обработки давле­нием несколько больше окончательных размеров готовой продук­ции. Разность между размерами детали, полученной после обра­ботки давлением, и окончательными размерами изделия составляет припуск на обработку. Таким образом, получают тонкую проволо­ку диаметром 5—10 мм, трубки для инъекционных игл и т.д.

18.2. Обработка поверхности изделия

На этой стадии производят только механическую обработку по­верхности заготовки для придания изделию заданной формы, раз­меров и необходимого качества.

Производят механическую обработку с помощью ручной опилов­ки напильником или на металлорежущих станках (токарных, фрезер­ных, строгальных и др.). Для этого изделие закрепляют на станке и обрабатывают режущим инструментом, снимая стружку резцом (то­

чение), фрезой ( фрезерование, сверлом (сверление), шлифоваль­ным кругом (шлифование), как это представлено на рис. 18.6.

При этом снимается припуск на обработку, удаляется облой, заусенцы и деталям придаются размеры в соответствии с черте­жами. Чаще всего после меха­нической обработки на поверх­ности деталей остаются микро-

ности изделий: а) точение, б) фрезе- не Р° вности > которые не видны рование, в) сверление, г) шлифование, невооруженным глазом, но они

снижают качество отделки, из-

делия быстрее подвергаются коррозии, выходят из строя.

Шлифование — процесс механической обработки заготовок ре­занием при помощи шлифовального круга — инструмента, имею­щего форму тела вращения и состоящего из абразивных зерен и связующего их материала.

При вращении круга наиболее выступающие абразивные зерна, контактируя с заготовкой, снимают с ее поверхности тонкие стружки. Шлифование применяют только для уменьшения шероховатости. После шлифования заготовку подвергают полированию.

Полирование — процесс механической обработки заготовок раз­личными пастами или абразивными зернами, смешанными со смаз­кой, которые наносятся на быстро вращающиеся эластичные носи­тели — круги или ленты.

Круги изготавливают из войлока, фетра, кожи, капрона и других материалов; ленты — путем закрепления абразивных зерен специ­альными клеями на тканевой, нейлоновой и других основах.

Рис. 18.6. Методы обработки поверх-

При полировании происходит тонкое резание, пластическое де­формирование поверхностного слоя, химические реакции. С помо­щью этого метода обрабатывают поверхности до зеркального блеска. Однако, заготовки еще не обладают необходимыми механическими и другими качествами, необходимыми при их эксплуатации.

18.3. Термическая обработка

Термическая обработка представляет собой совокупность опера­ций нагрева, выдержки и охлаждения, проводимых в определенной

последовательности с целью изменения внутреннего строения сплава, снятия внутренних напряжений и получения нужных свойств изделия. Различают четыре вида термообработки: от­жиг, нормализация, закалка, отпуск.

На рис. 18.7 в качестве примера представлены ре­жимы термообработки изде­лий из сталей.

Теоретически структур­ные превращения соверша­ются в сталях при темпера­туре 727 °С; фактически же необходим перегрев. Меняя температуру нагрева, можно получить различный струк­турный состав сталей, а ис­пользуя различные режимы Рис. 18.7. Режимы термообработки изде- охлаждения — зафиксиро- лий из сталей, вать при нормальной темпе- .

ратуре ту или иную промежуточную структуру металла.

Отжиг— нагревание металлической заготовки до температуры 780—820 °С, выдержка при этой температуре и медленное охлажде­ние в печи.

Отжиг производится с целью получения равновесной мелкозер­нистой структуры металла и снижения внутренних напряжений в нем. В результате, понижается твердость и улучшается обрабатыва­емость. Производится для деталей, которые в процессе предше­ствующей обработки претерпели некоторые структурные измене­ния или в которых возникли внутренние напряжения.

Нормализация— нагревание выше критической температуры (780—820°С), выдержка при ней и более быстрое охлаждение на воздухе. Сплав приобретает равновесную структуру, становится более твердым, прочным, чем при отжиге. При этом также уменьшаются внутренние напряжения в металле.

в вод в или в масле

Нагрев Выдержка Охлаждение

Закалка —нагревание сплава или металла выше критической температуры (760—880°С), выдержка при этой температуре и быст­

рое охлаждение в воде, масле, жидкой среде со скоростью, при которой образуется неравновесная структура. Закалка значительно повышает твердость металла, но повышает и хрупкость. Закалка производится с целью повышения твердости, механических свойств стали и износостойкости.

Однако в металле остается внутреннее напряжение в результате быстрого охлаждения. Чтобы снять его, производится отпуск.

Отпуск— окончательная стадия термообработки закаленного металла. Производится нагреванием в зависимости от марки металла до температур 150—250°С (низкотемпературный отпуск), 350—400 °С (среднетемпературный отпуск), 450—650 °С (высокотемпературный отпуск), выдержкой при температуре отпуска и последующим ох­лаждением на воздухе.

Вид термообработки или их сочетание выбирают в зависимости от назначения изделия и требуемых свойств.

Несоблюдение режимов термообработки может привести к са­мопроизвольному разрушению изделия в процессе эксплуатации за счет остаточных внутренних напряжений.

Контроль качества термообработки предусматривает проверку твердости и других механических свойств образца металла. Иногда проверяют и величину внутренних напряжений.

18.4. Вторичная обработка поверхности

Вторичную обработку поверхности проводят путем механичес­кой обработки (шлифовка, полировка) или с использованием элек­трофизических и физико-химических методов.

Применение электрической, химической и других видов энер­гии непосредственно в зоне обработки для разрушения материала заготовки на заданном участке позволяет достичь ряда технологи­ческих преимуществ. Процесс снятия припуска протекает с нич­тожно малыми механическими нагрузками, что повышает точность обработки поверхности. Одинаково успешно обрабатываются заго­товки различной прочности, твердости, вязкости. В большинстве случаев поверхности деталей получаются с минимальным дефект­ным слоем. Появляется возможность обрабатывать труднодоступ­ные и сложные по конфигурации полости.

Электроэрозионная обработкаоснована на разрушении (эрозии) токопроводящих материалов под действием создаваемых между ними электрических импульсных разрядов. Разряд происходит, когда на­пряжение между сближенными участками электродов, одним из которых является инструмент, а другим — заготовка, достигает оп­ределенного значения, достаточного для пробоя межэлектродного промежутка.

Электрохимическая обработкаоснована на анодном растворении материала заготовки при электролизе.

Ультразвуковая обработкапри использовании колебаний 15— 30 кГц, применяется для обработки различных заготовок для меди­цинских изделий. Принцип их действия основан на способности кобальта, никеля, их сплавов, других материалов укорачиваться под действием магнитного поля и принимать первоначальные размеры при его снятии.

К лучевым методам обработкиотносят резание заготовок узко­направленными пучками электронов, света, плазмы. Переход луче­вой энергии в тепловую на локальном участке заготовки вызывает расплавление и испарение материала с этого участка.

Матирование поверхности медицинских инструментов проводят при окончательной обработке поверхности изделий из нержавею­щей стали и титановых сплавов, а также при промежуточной обра­ботке — перед нанесением гальванических покрытий на поверх­ность изделий из углеродистых сталей и латуни. Для создания матированной поверхности применяются различные механические способы, химические и электрохимические, одной из разновидно­стей которых является нанесение специальных гальванических по­крытий типа велюр — никель.

Из механических способов матирования поверхностей наиболь­шее применение в зарубежной и отечественной промышленности нашел процесс жидкостного сатинированияна специальных уста­новках. Металлическую поверхность обрабатывают водной пуль­пой, содержащей стеклянные шарики диаметром 0,1—0,2 мм. Для матирования латунных и алюминиевых изделий необходимо давле­ние пульпы в 1,53 атм, для остальных — 6 атм при продолжитель­ности работы (обработки) не более 1—2 мин.

Матированная поверхность, обладая высоким классом чистоты, имеет низкий коэффициент отражения света и в отличие от мато­вых лакокрасочных покрытий легко протирается тканью и не ад­сорбирует жировых загрязнений.

Кроме жидкостного матирования разработан также процесс воз­душного сатинирования поверхностей стальным порошком (диа­метром 0,20—0,25 мм), который подается на детали лопатками ско­ростных роторов. Изменяя скорость вращения роторов, регулируют степень блеска сатинированной поверхности. При этом в результа­те создания «сферического» микрорельефа получают шелковистые по внешнему виду поверхности высокой декоративности с чуть за­метной шероховатостью.

18.5. Соединение деталей

Соединение деталей проводят механическим способом или пу­тем сварки или пайки.

Сварка — процесс получения неразъемного соединения в результа­те возникновения атомно-молекулярных связей между соединяемы­ми деталями. При сварке плавятся присадочный и основной металлы.

Сварные соединения можно получить двумя принципиально разными путями — сваркой плавлениеми сваркой давлением.

При сварке плавлениематомно-молекулярные связи между деталя­ми создают, оплавляя их примыкающие кромки так, чтобы получи­лась смачивающая их общая ванна. Эта ванна затвердевает при ох­лаждении и соединяет детали в единое целое. Как правило, в жидкую ванну вводят дополнительный (присадочный) металл, чтобы полнос­тью заполнить зазор между деталями, но возможна сварка и без него.

При сварке давлениемобязательным является совместная пласти­ческая деформация деталей сжатием зоны соединения. Этим обес­печивается очистка свариваемых поверхностей от пленок загрязне­ний, изменение их рельефа и образование атомно-молекулярных связей. Пластической деформации обычно предшествует нагрев, так как с ростом температуры уменьшается значение деформации, необ­ходимой для сварки, и повышается пластичность металлов. В неко­торых случаях сварка давлением осуществима и без нагрева. Так можно, например, сваривать медь, алюминий. Существуют комби­нированные процессы, когда металл доводят до расплавления и об­жимают зону сварки (например, при точечной контактной сварке).

Нагрев свариваемых деталей осуществляют разными способами: электрической дугой, газокислородным пламенем, прямым пропус­канием тока, лазером и т.д.

Пайка — процесс соединений частей изделия с помощью вве­денного между ними материала — припоя, температура плавления которого ниже, чем у паяемых металлов.

Этот метод чаще всего применяют при соединении изделий ме­дицинского назначения (см. рис. 18.8), поскольку при пайке пла­вится только припой, а основной материал изделия не доводится

Рис. 18.8. Схемы паяных соединений некоторых медицинских инструмен­тов: а) полой ручки с рабочей частью инструмента (кюретки, ложки, эле­ватора зубного и др.) ; б) ручки с рабочей частью распатора; в) ручки с рабочей частью ложки для выскабливания свищей; г) напайка пластин из твердого сплава; д) колец полипной петли к ее основанию; е) рукоятки зонда; ж) уретального бужа; з) гинекологического зеркала; и) наконечника шприца с цилиндром (металлическим или стеклянным).

до расплавления. Паяное соединение образуется при затвердева­нии припоя благодаря физико-химическому взаимодействию меж­ду припоем и основным металлом.

Современные процессы пайки подразделяются по температуре плавления припоя на две группы: пайка низкотемпературными при­поями (Т^ до 450°С) и пайка высокотемпературными припоями (Т^ выше 450°С). Наиболее распространенными низкотемператур­ными припоями являются оловянно-свинцовые. Они обладают высокими технологическими свойствами, весьма пластичны. Для повышения прочности в оловянно-свинцовые припои вводят сурь­му. При пайке латуни и меди используют припои на основе свинца с серебром, а при пайке изделий из алюминиевых и цинковых спла­вов — припои на основе цинка с оловом.

Широкое применение для пайки углеродистых и многих леги­рованных сталей, никеля, никелевых сплавов получили высокотем­пературные припои: медь, латунь и ряд других медных сплавов. Медь — самый распространенный припой для пайки в вакууме. Она обладает хорошей жидкотекучестью и легко затекает в капил­лярные зазоры.

Припой прочно соединяется с поверхностью изделия только тог­да, когда хорошо смачивает ее. Хорошо смачиваются только повер­хности, тщательно очищенные от загрязнений. Для удаления пле­нок оксидов с поверхностей паяемого материала и припоя, и для предотвращения их образования при пайке, используют паяльные флюсы. Флюсы, кроме того, способствуют лучшему затеканию при­поя в зазор между соединяемыми деталями. Для низко температур­ной пайки используют канифольные и галогенидные флюсы. При пайке углеродистых сталей, чугуна и медных сплавов в качестве флюса используют борную кислоту и буру в различных сочетаниях. При пайке легированных сталей в состав флюса вводят дополни­тельно галогениды: фториды натрия, калия, лития, кальция; фтор- бораты натрия, калия. Флюсы для высокотемпературной пайки алю­миниевых, титановых сплавов состоят из различных хлоридов и фторидов.

Разработка новых припоев и методов пайки позволила созда­вать паяные соединения более прочные и надежные, чем сварные. С помощью пайки можно соединять разнородные металлы, а так­же металлы со стеклом, керамикой, графитом и другими неметал­лическими материалами, что трудно или невозможно сделать свар­кой. Кроме того, при пайке можно за один прием получить много соединений, что очень удобно при изготовлении сложных узлов медицинской аппаратуры и при массовом производстве инстру­ментов. Все это делает пайку весьма перспективным процессом.

Согласно ГОСТ 19126-79 паяльные и сварные швы инструмен­тов должны быть плотными, не иметь трещин и раковин. Допуска­емые дефекты сварки и пайки должны быть указаны в стандартах и технических условиях на инструменты конкретных видов.

18.6. Промывка и тонкая полировка

После соединения деталей изделия промывают, при необходи­мости зачищают место стыковки и проводят тонкую полировку поверхности.

В стандартах и технических условиях на медицинские товары указываются параметры шероховатости поверхностей (по ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристи­ки)с учетом функционального назначения, конструктивного ис­полнения, материала и обеспечения коррозионной стойкости.

Модуль 6. Факторы, формирующие потребительные свойства. «Ф- 295 18.7. Получение защитных покрытий

Для большинства металлических изделий медицинского назна­чения, кроме изготовленных из нержавеющих сталей и благород­ных металлов, необходима дополнительная технологическая опера­ция — получение защитного покрытия. Эти покрытия служат барьером, препятствующим диффузии и ограничивающим доступ агрессивной среды к защищаемой поверхности.

Защитные покрытия делятся на металлические, неметалличес­кие и химические (см. рис. 18.9).

Металлические покрытия по способу защитного действия делят на катодныеи анодные.

Катодные покрытияимеют более положительный, а анодныебо­лее электроотрицательный электродные потенциалы по сравнению с потенциалом металла, на который они нанесены. Так, медь, ни­кель, серебро, золото, осажденные на сталь, являются катодными покрытиями, а цинк и кадмий по отношению к этой же стали — анодными.

В обычных условиях катодные покрытия защищают металл из­делия не только механически, но и электрически. В образовавшем­ся гальваническом элементе металл покрытия становится анодом и подвергается коррозии, а обнаженные (в порах) участки основного металла играют роль катодов и не разрушаются, пока сохраняется электрический контакт покрытия с защищаемым металлом и через систему проходит достаточный ток.

Рис. 18.9. Классификация

Металлические защитные покрытия получают электролитичес­ким методом, а также методом погружения в ванну с расплавлен­ным металлом, напылением и др.

Широкое применение получил процесс фосфатирования —для повышения коррозионной стойкости изделий из стали, а также из цветных металлов и сплавов. За 30—60 мин обработки металличес­ких изделий получается довольно толстое, коррозионно-стойкое фосфатное покрытие, к тому же хорошо пропитывающееся масла­ми, смолами, красками.

Большинство медицинских инструментов и деталей медицинского оборудования покрывают слоем никеля или хрома или их смесью. В соответствии с ОСТ 64-1-72-80 хирургические иглы покрывают слоем хрома (1—5 мкм), ножи и скальпели — слоем хрома (3— 6 мкм), остальные инструменты покрывают слоем никеля (12 мкм) и хрома (3 мкм). Хром способствует уменьшению пористости ни­келевого покрытия и улучшает его декоративный вид. Для деталей медицинского оборудования используют трехслойное медно-нике- лево-хромовое покрытие толщиной 24—40 мкм или двухслойное никелево-хромовое покрытие — до 18 мкм.

Для противокоррозионной защиты применяют также неорганичес­кие покрытия, состоящие из оксидных, фосфатных, хроматных, фто- ридных и других сложных неорганических соединений. Неор­ганические покрытия наносятся химическим и электролитическим методами. Эти покрытия используют также для повышения защит­ных свойств гальванических покрытий.

Неметаллические покрытиябывают органическиеи неорганические. Органические покрытияв свою очередь делятся на лакокрасочные покрытия и полимерные пленки,Первые получают из растворов по­лимеров в органических растворителях, а вторые из порошков по­лимеров.

Лакокрасочные покрытиячаще всего используют для защиты медицинских приборов и оборудования, поскольку они:

сочетаются с другими методами защиты;

значительно дешевле металлических;

просты в нанесении;

их можно ремонтировать непосредственно на месте эксплуатации. Такие покрытия получают нанесением на поверхность изделия

лакокрасочных материалов — грунтовки, шпатлевки и эмали.

Технологический процесс получения покрытия состоит из не­скольких стадий:

нанесение грунтовки для создания прочного сцепления с основ­ным материалом изделия и придания покрытию антикоррози­онных свойств;

нанесение шпатлевки (если это необходимо для выравнивания поверхности);

нанесение эмали для придания необходимого цвета и качества поверхности изделия, а также обеспечения защитных свойств

сушка изделия с покрытием.

Режим сушки выбирают исходя из типа полимера, используемо­го в качестве пленкообразующего, и требуемых защитных свойств покрытия. При этом на поверхности изделия образуется лакокра­сочное покрытие толщиной от 20 до 150 мкм. Толщина покрытия зависит от количества нанесенных слоев эмали и определяется тре­буемыми защитными свойствами.

К основным недостаткам лакокрасочных покрытий следует от­нести их ограниченную паро-, газо- и водопроницаемость и более низкую, чем у сталей, термостойкость.

Полимерные пленкиявляются более эффективным методом за­щиты от воздействия окружающей среды. Для этих целей приме­няются пленки на основе различных полимеров, свойства кото­рых будут описаны в гл. 20. Их наносят на поверхность полимерных порошковых материалов (толщиной несколько миллиметров), с последующей термообработкой. Таким образом, создается более надежная защита изделия от коррозии и механических поврежде­ний.

Все большее распространение получают покрытия из полиэтиле­на, полиизобутилена, фторопласта, поливинилхлорида и другие, об­ладающие высокой устойчивостью к воздействию воды, кислот и щелочей. Для защиты деталей электромедицинской аппаратуры слу­жат заливочные полимерные компаунды. Эффективно защищают от действия кислот и других реагентов покрытия на основе каучука (гум­мирование).

Неорганические покрытияполучают из силикатных красок(эма­лей) горячим способом — эмалированием.При этом эмаль наносят на поверхность изделия и затем подвергают термообработке. В ре­зультате происходит сплавление составных частей эмали ( плавней — буры, соды, поташа с рядом природных материалов — песком, ме­лом, глиной, полевым шпатом и красителями).

Силикатными красками покрывают стальные и чугунные изде­лия: предметы ухода за больными (например, подкладные судна, ирригаторные кружки, поильники), санитарно-хозяйственные пред­меты (ведра, тазы, кастрюли), некоторые виды стерилизаторов.

Химические защитные покрытия получают путем создания на по­верхности изделия оксидных пленок. Для защиты изделий меди­цинского назначения широко применяют оксидирование сталей, алюминия и его сплавов, титана и его сплавов. Образующиеся на поверхности металлов оксидные пленки весьма прочно с ними свя­заны, часто беспористы и заметно повышают их коррозионную стой­кость. Обычно оксидные пленки получают путем погружения ме­таллического изделия в раствор окислителя при температуре 135—145°С. Обработка стали в кипящем растворе щелочи или ок­сидирование позволяет получать на поверхности изделий черную оксидную пленку. Это свойство применяют при изготовлении ин­струментов, предназначенных для проведения операций под мик­роскопом, а также светопоглощающих поверхностей деталей опти­ческих приборов.

18.8. Контроль качества готового изделия

Готовая продукция проходит испытания на качество в отделе технического контроля (ОТК) согласно основным ГОСТ: 19126- 79 «Инструменты медицинские металлические»; 15587-80 «Инст­румент медицинский зажимный»; 25725-83 «Инструменты меди­цинские металлические режущие»; 25981-83 «Иглы медицинские» и т.д.

При этом проверяют инструментальными (на соответствие по­казателям, указанным в стандарте) и органолептическими метода­ми: соответствие размеров изделия, указанным на чертежах, каче­ство функциональных свойств; качество отделки поверхности; отсутствие внешних дефектов — задиров, заусенцев, вмятин, цара­пин, раковин, трещин, расслоений, выкрошенных мест; качество соединений. В случае необходимости проводят выборочную про­верку на коррозионную устойчивость.

18.9 Маркировка (клеймение) изделия

Маркировку (клеймение) металлических медицинских инстру­ментов наносят различными методами (механическим, лазерным и т.п.) с целью идентификации производителя, качества материала и года изготовления. Место нанесения маркировки указывается на чертежах. Если инструмент состоит из нескольких частей, допол­нительно маркируют каждую часть изделия одинаковыми цифра­ми.

До перестройки каждый медико-инструментальный завод клей­мил изделие своим условным обозначением: Можайский маркиро­вал свои изделия буквой «М» или «МИЗ», Нижегородский — «Н», Ленинградский завод «Красногвардеец» — «К», Горьковский им В.ИЛенина — «Л», Горьковский им. А.М.Горького — «Г», Нижни- тагильский — «Н» и т.д.

Все изделия, изготовленные из нержавеющих сталей, обязатель­но маркируют буквой «Н». Если такой маркировки нет, то изделие изготовлено из углеродистых сталей или из цветных металлов.


Для увеличения срока службы изделий применяют различные методы противокоррозионной защиты. По времени действия их можно разделить на постоянные, т.е. действующие в течение все­го срока службы изделия, и временные. Временную антикоррози­онную защиту («консервацию») изделия проводят на заводе-изго­товителе и сохраняют ее, как правило, в процессе хранения и транспортирования, а перед эксплуатацией проводят расконсер­вацию изделий.

Консервации подлежат изделия с металлическими поверхностями, а также с металлическими и неметаллическими неорганическими покрытиями. Не подвергают консервации изделия из коррозионно- стойких сплавов; изделия, расположенные внутри герметизирован­ных объемов, и т.д.

Консервация включает подготовку поверхности, применение (на­несение) средств временной противокоррозионной защиты и упа­ковывание изделия.

Для медицинских изделий рекомендованы следующие методы консервации: консервационными маслами, консервационными смазками, с помощью статического осушения воздуха, контактны­ми или летучими ингибиторами коррозии.

Для консервации медицинских изделий используют специальные консервационные масла К-17 и К-17у или консервационный сма­зочный материал НГ-203Р. Нанесение масел на наружные поверх­ности изделий производят погружением, распылением или кистью (тампоном). Масла наносят нагретыми до температуры 70 °С или без подогревания при температуре не ниже 15 °С (не допускается нагре­вание консервационного масла К-17 свыше 40 °С). После нанесения избытку масла дают стечь.

В качестве консервационных смазок используют пушечную смаз­ку, пластичную смазку марки ГОИ-54п, смазки марок МЗ и АМС- 3 (или АМС-1). Перечисленные средства наносят на поверхность медицинских изделий в расплавленном состоянии при температуре 80—140 °С погружением или кистью (тампоном). После нанесения слой смазки должен быть равномерным, без подтеков, воздушных пузырей и инородных включений. При необходимости смазку на­носят повторно.

Изоляция изделий от окружающей среды производится с по­мощью упаковочных материалов (например, полиэтиленовой пленки, прорезиненной ткани) или путем использования герме­тичного корпуса самих изделий с последующим осушением вла- гопоглотителем (силикагелем). Для осушения воздуха применя­ют мелкопористый технический силикагель и гранулированный мелкопористый силикагель марки КСМГ-10,5. Массовая доля вла­ги в силикагеле перед применением не должна превышать 2%. Нормы закладки силикагеля определяются паропроницаемостью упаковочного материала, климатическими условиями, длитель­ностью периода хранения.

Перед помещением силикагеля внутрь изолированного объе­ма его расфасовывают в мешочки или матрацы (секционные меш­ки), форма которых должна обеспечивать возможно большее отношение поверхности к объему. Мешочки и матрацы с сили­кагелем не должны касаться поверхности изделий (при необхо­димости под мешочки и матрацы подкладывают упаковочный материал).

После заделки последнего шва из чехла откачивают избыточ­ный воздух вакуум-насосом или обжимают чехол вручную до слабого прилегания пленки чехла к изделию с последующей за­делкой отверстия. Контроль целостности чехлов и сварных швов осуществляют визуально. В сварном шве недопустимо наличие отверстий, непроваров, вздутий, инородных включений и пере­жогов.

В качестве контактных ингибиторов коррозии применяют вод­ные растворы ингибитора М-1 или противокоррозионную бумагу, пропитанную хроматом циклогексиламина. Ингибитор М-1 при­меняют в концентрации 1—5% в зависимости от конструкционных особенностей изделий. Консервацию проводят погружением из­делий в раствор ингибитора, нанесением раствора ингибитора с помощью кисти или распылением с последующей упаковкой.

При консервации противокоррозионной бумагой, пропитанной контактными ингибиторами коррозии, каждое изделие обертывают таким образом, чтобы бумага закрывала изделие со всех сторон с перекрытием швов на 5—6 см.

Летучие ингибиторы применяют на носителях (как правило, на бумаге) или в виде спиртовых, вводно-спиртовых и водных раство­ров, сухого порошка ингибитора, таблетированных (таблины) и гранулированных (гранлины) ингибиторов. При выборе летучих ингибиторов для защиты конкретных изделий учитывают их вли­яние на конструкционные неметаллические материалы и эксплу­атационные параметры изделия. Ингибиторы обладают фунгицид- ными свойствами и в различной степени подавляют развитие микроорганизмов.

Каждый электрик должен знать:  Интересные электротехнические новинки

При применении противокоррозионной бумаги, пропитанной летучими ингибиторами коррозии, разрешается:

обертывать одновременно несколько изделий;

укладывать изделия в транспортную тару, выложенную упако­вочным материалом и противокоррозионной бумагой;

размещать листы или жгуты противокоррозионной бумаги меж­ду отдельными изделиями и его частями, помещенными в транс­портную тару, выложенную упаковочными материалами;

обертывать отдельные части крупногабаритных и сложных изде­лий или помещать противокоррозионную бумагу внутрь изде­лий при их герметизации.

Растворы летучих ингибиторов целесообразно применять при консервации изделий, имеющих полости, которые позволят про­качать через них раствор с последующей герметизацией отвер­стий, или изделий, которые можно полностью погрузить в ра­створ ингибитора. Наибольшее распространение получили спир­товые, водно-спиртовые и водные 5—10% растворы ингибиторов Г-2 (метанитробензоата гексаметиленимина) и 7—10% растворы НДА (нитрита дициклогексиламина). Перед упаковыванием за­консервированных изделий проводят их сушку на воздухе для уда­ления растворителя при температуре не ниже 15 °С или в сушиль­ном шкафу при температуре не выше 60 °С до появления кристал­лов ингибитора.

Порошкообразные ингибиторы, таблины и гранлины применя­ют для изделий, имеющих полости, которые можно загерметизиро­вать, или для изделий сложной формы.

Таблица 18.2. Способы расконсервации изделий медицинской техники

Защита консервацион- ными маслами и смаз­ками

Протирание ветошью, смоченной маловязкими масла­ми или растворителями, с последующим обдувом теп­лым воздухом или протиранием насухо; погружение в растворители с последующей сушкой или протиранием насухо; промывание горячей водой или моющими рас­творами с пассиваторами и последующей сушкой

Статическое осушение воздухом

Разгерметизация тары, снятие чехла или удаление изо­ляционных тканей, герметиков и т.д., удаление мешоч­ков с силикагелем, индикаторных патронов с силцкаге- лем-индикагором

Защита контактными ингибиторами коррозии

Протирание ветошью, смоченной водой, удаление про­тивокоррозионной бумаги

Защита летучими инги­биторами коррозии

Разгерметизация тары, снятие чехла, удаление проти­вокоррозионной бумаги, мешочков с порошком инги­битора, пористых материалов с ингибитором, продувка полостей теплым воздухом; удаление водно-спиртовых растворов ингибитора, порошка ингибитора, напылен­ного на поверхность изделия, проводят при необходи­мости промывкой водой с последующей сушкой

Способы расконсервации изделий в зависимости от применяе­мых вариантов временной противокоррозионной защиты приведе­ны в табл. 18.2.

Переконсервацию изделий проводят в случае обнаружения дефек­тов временной противокоррозионной защиты при контрольных осмотрах в процессе хранения или по истечении сроков защиты. Для переконсервации используют те же варианты временной про­тивокоррозионной защиты и внутренней упаковки, что и для кон­сервации.

18.11. Упаковывание и складирование

Упаковывание — заключительный этап технологического про­цесса. Упаковка применяется для ограничения или предотвраще­ния воздействия неблагоприятных факторов внешней среды (в т.ч. климатических), сохранения примененных средств консервации или защиты изделий от механических повреждений. Выбор упаковки зависит от конструктивных особенностей изделия, требуемого сро­ка защиты, условий хранения и транспортирования, а также ис­пользуемых средств временной противокоррозионной защиты. В качестве упаковочных материалов используют парафинированную бумагу; конденсаторную бумагу, пропитанную парафином; двух­слойную упаковочную бумагу; оберточную бумагу, пропитанную ингибиторами коррозии; бумажные пакеты с дополнительным во­донепроницаемым покрытием; полиэтиленовую пленку толщиной не менее 0,15 мм и изделия из нее (например, мешки, чехлы); па- роводонепроницаемые футляры, коробки, пеналы.

На упаковку наносят необходимую маркировку, и изделие от­правляют на склад готовой продукции.

Более подробно вопросы упаковки и маркировки товаров меди­цинского назначения разбираются в модуле 7, гл.26.

Конструкции и технология изготовления электротехнических изделий

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КонструкциИ и технология изготовления

КУРСОВОЕ И ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

«Технология конкурентоспособных изделий» и

«Конструкции и технология электрооборудования

для студентов, обучающихся по направлению

«Электротехника, электромеханика и электротехнологии»

Под редакцией Г.И. Романовой

Настоящее методическое пособие предназначено для студентов Института Электротехники, выполняющих курсовые и дипломный проекты (КП и ДП), и призвано оказать им помощь по выполнению конструкторско-технологической части проектов.

В связи с введением Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Единой системы технологической документации (ЕСТД), Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) и Единой системы допусков и посадок (ЕСДП) студенты недостаточно обеспечены справочными материалами по изменившимся ГОСТам.

Данное пособие включает в себя основные правила выполнения чертежей и технологической документации и дополняет методические указания к типовому расчету по курсам «Технология конкурентоспособных изделий» и «Конструкции и технология электрооборудования летательных аппаратов”, но не заменяют самих ГОСТов. При оформлении пояснительной записки КП и ДП студентам необходимо ознакомиться с [1].

Авторы признательны за ценные указания по устранению недостатков данного пособия доценту кафедры «Электрические и электронные аппараты» В. П. Соколову и профессору кафедры «Электромеханика» В. Я. Беспалову.

1. ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КП И ДП

Объем и содержание конструкторско-технологической части КП и ДП устанавливаются общими методическими указаниями по выполнению проектов [2]. По трудоемкости эта часть проектов составляет 20–30% времени, затрачиваемого студентом на выполнение всего проекта.

1.1. Конструкторская часть КП и ДП

В конструкторской части проектов приводятся результаты проработки студентом отдельных сборочных единиц и конструкций изделия в целом, дается характеристика выбранного варианта конструкции, ее достоинства и недостатки.

Разрабатывая конструкции изделия, студент должен представлять технологию изготовления, стремиться к созданию технологичных конструкций, отвечающих требованиям ГОСТ 14.201–73, 14.202–73,14.203–73, 14.204–73.

Конструкторская часть КП должна содержать электрическую принципиальную схему изделия, чертежи общего вида изделия и детали (1–2 листа), а пояснительная записка – описание конструкции и принципа действия. Чертежи и эскизы деталей также разрабатываются при выполнении типового расчета по курсу “Технология ЭЛА ”.

При описании конструкции необходимо обосновать принятые конструктивные решения (выбранные формы деталей и сборочных единиц или способы соединения деталей, степени стандартизации и унификации изделия и т.п.).

При описании принципа действия сборочных единиц или изделия для большей ясности можно приводить электрическую принципиальную, электрическую монтажную или кинематическую схемы.

Чертеж общего вида изделия необходимо выполнять с учетом требований ГОСТ 2.119–73 (Правила выполнения чертежей общего вида). В КП по электронным устройствам, помимо общего вида изделия, обязательно на дополнительный лист выносят электрическую принципиальную схему.

Конструкторская часть ДП представляется самостоятельным разделом в пояснительной записке дипломного проекта и чертежами изделия.

В пояснительной записке приводятся результаты анализов существующих конструкций данного типа изделия. Даются обоснования принятым конструктивным решениям.

Чертежи изделий в ДП включают в себя чертежи общего вида, основных сборочных единиц изделия, деталей, схемы обмоток. При необходимости приводится блок-схема изделия.

Графическая часть конструкторской разработки в ДП составляет 3–4 листа формата А1 (ГОСТ 2.301–68. Форматы).

1.2. Технологическая часть ДП

Задание по технологической части ДП согласовывается консультантом по данному разделу и утверждается заведующим кафедрой.

В технологической части ДП разрабатывается технологический процесс изготовления основных деталей какой-либо сборочной единицы и технологический процесс сборки основных сборочных единиц (ротора и статора проектируемой электрической машины) или технологический процесс общей сборки испытаний изделия. Для электронных устройств в технологической части проектируются технологические процессы изготовления деталей (печатной платы) и технологические процессы сборки и испытания устройств.

Сложность сборочных единиц для проектирования технологических процессов должна быть выше по сравнению со сборочными единицами в типовом расчете по курсу “Технология ЭЛА”.

На защите ДП Государственной экзаменационной комиссии технологическая часть представляется в виде чертежей одной или двух сборочных единиц разрабатываемой конструкции и рабочих чертежей на детали сборочных единиц. Вся графическая работа по технологической части дипломного проекта выполняется на 2–4 листах формата А1. Допускается представить графическую часть дипломного проекта в виде раздаточного материала на форматах А4 и А3, полученных с помощью компьютерной графики.

Описание разработанных технологических процессов приводятся в пояснительной записке ДП и должно составлять 20–25 страниц технологической документации. Технологические документы выполняются на маршрутной карте (МК) и карте эскизов (КЭ) по ГОСТ 3.1102–74.

Требования по технологическим документам, подписям и правилам оформления изложены в ГОСТ 3.1103–74, 3.1104–74, 3.1105–74.

Методические указания по проектированию технологических процессов изготовления деталей и сборочных единиц приведены в [3].

Общие требования к графическим документам изложены в [4–6].

2. ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТОВ

2.1. Общие положения

Графическая часть КП и ДП включает в себя чертежи общего вида изделия, сборочные чертежи основных сборочных единиц, схем обмоток, графики, диаграммы и другие графические изображения, иллюстрирующие результаты работы студента над проектом.

Все графические работы, предъявляемые комиссии при защите, должны быть обязательно продублированы в пояснительной записке. Сложные чертежи общего вида можно представлять в записке фотографиями.

Все элементы графической части выполняются в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД, ЕСТД и международных стандартов.

Графическая часть выполняется в карандаше или туши. При наличии большого числа кривых на графике, при выполнении диаграмм и ряда других документов допускается использовать цветные карандаши или цветную тушь. Не рекомендуется для этого использовать цветные фломастеры.

Каждый лист графической части проекта должен быть подписан студентом, консультантом и руководителем.

Примерный объем графической части проектов.

· курсовой проект (1–2 листа);

· дипломный проект (8–10 листов [2], в том числе 1–2 листа по экономической части и охране труда, 4–5 листов по конструкторско-технологической части).

Основным форматом листа для графической части КП и ДП является формат А1 (594´841 мм). ГОСТ 2.301–68 допускает применение дополнительный форматов, образуемых увеличением сторон формата А4 (210´294 мм). При этом коэффициент увеличения должен быть целым числом.

Масштабы изображения на чертежах следует выбирать и обозначать по ГОСТ 2.302–68. При выборе масштаба необходимо руководствоваться соображениями ясности и четкости чертежа. ГОСТ 2.302–68 не распространяется на чертежи, полученные фотографированием, на печатные изделия и т.п.

2.2. Основные правила выполнения чертежей деталей сборочных и габаритных чертежей, чертежей общего вида изделия

Согласно ГОСТ 2.102–68:

· чертеж детали – документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля;

· сборочный чертеж – документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки, изготовления и контроля. К сборочным чертежам также относят гидромонтажные, пневмомонтажные и электромонтажные чертежи;

· чертеж общего вида – документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его составных частей и поясняющий принцип работы изделия;

· габаритный чертеж – документ, содержащий контурное упрощенное изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами.

Правила выполнения чертежей деталей установлены ГОСТ 2.301–68 – 2.316–68, аксонометрические проекции деталей выполняются согласно ГОСТ 2.317–69. С 1.01.80 года введен вместо ГОСТ 2.308–68 новый ГОСТ 2.308–79. Данные ГОСТы входят составной частью в ЕСКД под названием »Общие правила выполнения чертежей».

Пример выполнения чертежей деталей приведены в приложении 1(вал) и приложение 2 (корпус токоподвода).

Правила выполнения сборочных чертежей ГОСТ 2.109–73 предписывает на сборочном чертеже приводить размеры и другие параметры, проверяемые при сборке. Кроме того, должны быть указаны габаритные, установочные и присоединительные размеры, необходимые справочные размеры, а также координаты центра тяжести, если эти данные не указаны в другом конструкторском документе на эти изделия, например, на габаритном чертеже.

При указании установочных присоединительных размеров должны быть нанесены координаты расположения и размеры с предельными отклонениями элементов, служащих для соединения с сопрягаемыми изделиями, например: профиль и размеры шлицов гибкого валика генератора, их количество, покрытия шлицов.

На сборочном чертеже допускается изображать перемещающиеся части изделия в крайнем или промежуточном положении с указанием соответствующих размеров, например, положение шестерни зацепления стартер-генератора.

Допускается на сборочном чертеже изделия помещать изображение пограничных изделий »обстановку» с размерами, определяющими их взаимное расположение. Составные части изделия, расположенные за »обстановка», изображают как видимые, а при необходимости – как невидимые. Предметы »обстановки» выполняют упрощенно. При необходимости на чертеже указывают наименования или обозначение предметов »обстановки» на изображении или линии – выноске. В разрезах и сечениях »обстановку» допускается не штриховать.

Сборочные чертежи необходимо выполнять, как правило, с упрощениями, соответствующими требованиям стандартов ЕСКД и настоящего стандарта.

Пружины изображают согласно ГОСТ 2.401–68. Изображение контактной пружины контактора и »обстановки» за ней приведено на рис. 1.

Изделия, расположенные за винтовой пружиной, изображают до зоны, условно закрывающей эти изделия и определяемой осевыми линями витков пружины.

На сборочном чертеже вычерчивают только внешние очертания типовых и покупных изделий, входящих в состав сборочной единицы, выполняя его упрощенно, без мелких деталей. Внутри такого изображения допускается проводить линии видимого контура (например, изображение подшипников качения).

Сварное, паяное, клееное и подобные изделия из однородного материала в сборе с другими изделиями в разрезах и сечениях штрихуют как монолитное тело (в одну сторону), изображая границы между деталями сварного изделия сплошными основными линиями (рис. 2).

Изображения на сборочных чертежах сварных швов должны соответствовать ГОСТ 2.312–72; паяных, склеиваемых и др. – ГОСТ 2.313–68.

На сборочном чертеже все составные части сборочной единицы нумеруют в соответствии с номерами позиций, указанными в спецификации этой сборочной единицы. Номера позиций указывают на линиях-выносках, проводимых от изображения составных частей, и наносят на чертежи, как правило, один раз.

Допускается делать общую линию-выноску с вертикальным расположением номеров позиций:

а) для группы крепежных деталей, относящихся к одному и тому же месту крепления; если крепежных деталей две и более и при этом разные составные части крепятся одинаковыми крепежными деталями, то количество их допускается проставлять в скобках после номера соответствующей позиции и указывать только для одной единицы закрепляемой составной части, независимо от количества этих составных частей в изделии;

б) для группы деталей с отчетливо выраженной взаимосвязью, исключающей различное понимание, и при невозможности подвести линию-выноску к каждой составной части. В таких случаях линию-выноску отводят от закрепляемой составной части и она упирается стрелкой в линию внешнего контура (рис. 3).

Положение ГОСТ 2.109–73 о том, что в этом случае линия-выноска должна пересекать линию контура и заканчиваться точкой, исключено.

Примеры выполнения сборочных чертежей (трансформатора и гиродвигателя) приведены в приложениях 3 и 4.

Правила выполнения габаритных чертежей по ГОСТ 2.109–73 требу­ют иметь изображения на чертеже со всеми исчерпывающими представ­лениями о внешних очертаниях изделия, о положении выступающих час­тей, об элементах, которые должны быть постоянно в поле зрения (например, шкалы), о расположении элементов связи с другими издели­ями (могут быть изображены детали и сборочные единицы, не входящие в состав изделия). Такие детали и сборочные единицы изображают сплошными тонкими линиями.

Допускается не показывать элементы, выступающие за основной контур на незначительную величину по сравнению с размерами предме­та.

Установочные и присоединительные размеры, необходимые для связи с другими изделиями, проставляются с предельными отклонениями. Допускается указывать координаты центра тяжести.

На габаритном чертеже не указывают, что все размеры, приведенные на нем, справочные.

Допускается указывать на габаритном чертеже условия применения, хранения, транспортировки и эксплуатации изделия.

Правила выполнения чертежей общих видов по ГОСТ 2.119–73 разработаны для эскизного и по ГОСТ 2.120–73 – для технического проектов.

Согласно ГОСТ 2.103–68:

· эскизный проект – совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия.

Эскизный проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки технического проекта или рабочей конструкторской документации;

· технический проект – совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации.

Технический проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки рабочей конструкторской документации.

На чертеже общего вида эскизного проекта должны быть изображены разрезы и сечения изделия, нанесены надписи и текстовая часть, необходимые для понимания конструктивного устройства изделия, показано взаимодействие его составных частей и принцип работы изделия; а также указаны наименования и обозначения (если они имеются) тех составных частей изделия, для которых необходимо привести данные (технические характеристики, количество, материал, принцип работы и др.) или запись которых необходима для пояснения изображений чертежа общего вида, описания принципа работы изделия, указания о составе и др. Приведены необходимые размеры и, если требуется, схема изделия и технические характеристики.

Чертеж выполняют с максимальными упрощениями, предусмотренными ГОСТ 2.109–73 на оформление рабочих чертежей.

Составные части изделия, в том числе заимствованные и покупные, изображают упрощенно (отдельные даже контурными очертаниями), если при этом понятны конструктивное устройство, взаимодействие составных частей и принцип работы изделия.

Наименования и обозначения составных частей изделия указываются тремя способами:

· на линиях-выносках, проведенных от деталей на чертеже общего вида;

· в таблице, размещенной на чертеже общего вида;

· в таблице, выполненной на отдельных листах формата А4, в качестве последующих листов чертежа общего вида.

Таблица в общем случае состоит из граф: «Поз.», «Обозначение», «Кол.», «Дополнительные указания», но может включать графу «Материал», «Наименование» и другие необходимые графы.

При наличии таблиц номера позиций составных частей изделия указывают на линиях-выносках , в соответствии с этой таблицей.

Чертеж общего вида оформляется в соответствии с правилами, установленными для рабочих чертежей (расположение номеров позиций, надписи, текст технических требований и др.).

Чертеж общего вида технического проекта выполняют в соответствии с ГОСТ 2.120–73. Основные правила выполнения чертежа общего вида технического проекта изложены в ГОСТ 2.119–73 (для эскизного проекта ).

Кроме этого на чертеже общего вида технического проекта указывают посадки деталей (размеры с предельными отклонениями по ЕСДП); технические требования к изделию (применение определенных покрытий, способов пропитки обмоток, методов сварки и т.д.); технические характеристики изделия необходимые для последующей разработки рабочих чертежей.

Примеры выполнения сборочных чертежей приведены в приложении 3 (гиромотор технологический), в приложении 4 (трансформатор). В приложении 5 приведен чертеж общего вида (гистерезисный электродвигатель).

2.3. Основные правила выполнения электромонтажных чертежей и чертежей изделий с электрическими обмотками. Условные изображения сердечников магнитопроводов

Электромонтажные чертежи выполняют в ДП по электрическим сетям летательных аппаратов.

Электромонтажный чертеж допускается выполнить в виде аксонометрической проекции согласно ГОСТ 2.317–69. Основные правила выполнения чертежей для электромонтажа определяет ГОСТ 2.413–72. На электромонтажном чертеже изображают:

· сплошными основными линиями – составные части, устанавливаемые при электромонтаже, и места присоединения проводников;

· сплошными тонкими линиями и упрощенно – составные части, устанавливаемые до электромонтажа. «Обстановку» изображают непрозрачной.

Проводник, провод, кабель, жгут, шину изображают в соответствии с ГОСТ 2.414–75. При условном изображении проводников рядом допускается слияние:

· группы одиночных проводов с другими группами или одиночными проводами.

Не допускается слияние линий, изображающих жгут или кабель и входящие в его состав проводники, с линиями других жгутов и кабелей.

При условии изображения проводников их изгибы в местах слияния и разветвления линий, означающих одиночные провода и т.п., изображают прямыми линиями под углом приблизительно 45º (рис. 4).

Допускается изображать места слияния и разветвления жгутов, а также изгибы проводников (кроме мест слияния и разветвления) и проволочных выводов резисторов, конденсаторов и т.д. прямыми линиями под углом приблизительно 90°.

Два перекрещивающихся проводника без соединения изображают без точки (рис. 5).

Линию проводника, переходящую с одного вида листа на другой, предпочтительно обрывать за пределами очертания изделия с указанием обозначения линии и вида (рис. 6).

Линии проводников, присоединенных к многоконтактному изделию, ­допускается заканчивать у линии внешних контуров изделия. В этом случае:

· у контактов показывают концы линии и обозначение присоединенных проводников (рис. 7);

· у изображения многоконтактного изделия помещают таблицу с номерами контактов и обозначениями проводников (рис. 8).

При отсутствии маркировки контактов изделия на чертеже их обозначают и поясняют схемой соединения контактов (рис. 9).

Электрическое соединение, осуществляемое пайкой или сваркой, изображают точкой диаметром от 1,5´S до 3´S, где S – толщина основной линии.

ГОСТ 2.414–75 определяет правила выполнения чертежей и маркировки жгутов, кабелей, проводов.

Чертежом жгута называется сборочный чертеж изделия, состоящего из скрепляемых в пучок двух и более проводов или кабелей и, при необходимости, соединительных устройств, наконечников и т.п.

Провода представляют собой изолированные проводники для монтажа на щитах, панелях или для соединений между приборами и аппаратами. Провода подразделяются по назначению на силовые, монтажные и обмоточные. Кабели – изделия, выполненные из гибких изолированных проводов, заключенных в герметичные оболочки.

Согласно ГОСТ 2.414–75, провода, кабели, жгуты изображают упрощенно двумя контурными линиями (рис. 10, а); одной сплошной основной линией толщиной S (рис. 10, б); в случае необходимости выделить их на чертеже они изображаются двумя контурными линиями с указанием оплетки около одной линии (рис. 10, в).

Существует два способа изображения экранированных проводов: двумя контурными линиями (рис. 10, г) или одной контурной линией (рис. 10, д).

Жгуты, располагающиеся в собранном изделии в разных плоскостях (рис. 11, а), изображают на чертежах, в одной плоскости в развернутом виде (рис .11, б), со смещением отдельных участков изображения – для лучшего использования поля чертежа (рис. 11, в). Можно изображать жгуты, лежащие в разных плоскостях, в аксонометрических проекциях.

При выполнении ДП по проектированию систем электроснабжения летательных аппаратов возникает необходимость разработки сборочных чертежей жгутов. Пример выполнения сборочного чертежа жгута представлен на рис. 12.

ГОСТ 2.415–68 устанавливает правила выполнения чертежей изделий с электрическими обмотками: электрических машин, приборов, аппаратов, согласовывая их с остальными ГОСТ ЕСКД.

В продольных разрезах якорей (роторов), статоров и индукторов электрических машин, как правило, изображают верхнюю половину.


В случае необходимости нижнюю половину изображают только контуром.

Примеры выполнения одно- и многовитковых обмоток статоров и роторов в продольном разрезе приводятся в табл.1 ГОСТ 2.415–68.

В поперечных разрезах и сечениях многовитковую обмотку штрихуют в клетку, одновитковую, двухвитковую и стержневую обмотки не штрихуют (примеры выполнения приведены в табл.2 ГОСТ 2.415–68). Провод, диаметр или толщина которого на чертеже 3 мм или более, в поперечном сечении штрихуют как металл в случае, если обмотки имеют малое число витков.

Изоляцию однослойную и многослойную, толщина которой на чертеже 2 мм и более, штрихуют как неметаллические монолитные материалы (причем многослойную изоляцию из одного материала изображают как монолит-

ное тело, не проводя линий, отделяющих отдельные слои изоляции), а толщиной менее 2 мм – зачерняют (рис. 13, а).

Многослойную изоляцию из различных материалов, толщина которой на чертеже 2 мм и более, штрихуют как неметаллические материалы, разделяя сплошными линиями слои. Изоляцию толщиной менее 2 мм зачерняют, разделяя слои просветами (рис. 13, б). Изоляция на видах изображается в разбежку (рис. 13, в), встык или с перекрытием (рис. 13, г).

Неизолированные катушки на чертеже изображают как монолитное тело, не вычерчивая проводов. В случае необходимости показать на чертеже место припайки выводов, делают местный разрез катушки вдоль проводов обмотки (рис. 14).

На сборочном чертеже изделий с обмотками помещают, как правило, схему обмотки. Данные о намотке, пропитке, пайке и лакокрасочном покрытии приводят в технических требованиях чертежа.

Условные изображения сердечников магнитопроводов в поперечных разрезах и сечениях определяет ГОСТ 2.416–68. Шихтованные и витые сердечники в поперечных разрезах и сечениях (относительно листов или лент) штрихуют сплошными тонкими линиями (длина штрихов и частота штриховки в соответствии с ГОСТ 2.306–68), ограничивая эти линии вспомогательными диагоналями, не показываемыми на чертеже.

Направление линии штриховки должно соответствовать расположению листов или витков ленты сердечника (рис. 15).

При штриховке витых сердечников в продольных разрезах и сечениях (относительно лент) длина линий штриховки не регламентируется, но должна быть примерно одинакова. Направление линий штриховки должно соответствовать расположению листов или витков ленты сердечника (рис. 16, а, б).

Сердечники магнитопроводов в разрезах и сечениях вдоль листов не штрихуют (рис.16, в, г, разрез Б-Б на рис. 17).

Сердечники магнитопроводов значительной длины, изображаемые с разрывом или без разрыва в поперечных сечениях, штрихуют по краям (рис. 18, а). При местном разрезе сердечник штрихуют как металл (рис. 18, б).

Если секущая плоскость проходит через ось сердечника якоря (ротора) или статора, то независимо от угла наклона зубца сердечника зубец условно совмещают с плоскостью чертежа и разрез (сечение) показывают по зубцу (рис. 19, а).

Сердечники магнитопроводов на видах показывают как монолитные тела (рис. 16, в и 19, б).

Сердечники магнитопроводов значительной длины, изображаемые с разрывом или без разрыва в поперечных сечениях, штрихуют по краям

(рис. 18, а). При местном разрезе сердечник штрихуют как металл (рис. 18, б).

Если секущая плоскость проходит через ось сердечника якоря (ротора) или статора, то независимо от угла наклона зубца сердечника зубец условно совмещают с плоскостью чертежа и разрез (сечение) показывают по зубцу (рис. 19, а).

Сердечники магнитопроводов на видах показывают как монолитные тела (рис. 16, в и 19, б).

2.4. Виды и типы схем. Правила выполнения электрических схем

Согласно ГОСТ 2.102–68 схема – документ, на котором показаны в виде условных изображений и обозначений составные части изделия и связи между ними.

По ГОСТ 2.701–68 схемы в зависимости от того, какие элементы и связи входят в состав изделия, подразделяются на следующие виды:

· электрические, обозначаемые буквой Э;

· гидравлические, обозначаемые буквой Г;

· пневматические, обозначаемые буквой П;

· кинематические, обозначаемые буквой К;

· комбинированные, обозначаемые буквой С (содержащие элементы и связи разных видов).

В зависимости от основного назначения схемы подразделяют на следующие типы:

· структурные, обозначаемые цифрой 1 и определяющие основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи;

· функциональные, обозначаемые цифрой 2 и разъясняющие определенные процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или в изделии (установке) в целом;

· принципиальные (полные), обозначаемые цифрой 3 и определяющие полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дающие детальное представление о принципах работы изделия (эти схемы служат для разработки других конструкторских документов);

· соединений (монтажные), обозначаемые цифрой 4 и показывающие соединения составных частей изделия, элементы, которыми осуществляются соединения, а также места их присоединения и ввода;

· подключения, обозначаемые цифрой 5 и показывающие внешние подключения изделия;

· общие, обозначаемые цифрой 6 и определяющие составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации;

· расположения, обозначаемые цифрой 7 и определяющие относительное расположение составных частей изделия, а также проводов, жгутов, кабелей, трубопроводов и т.п.

Наименование схемы определяется ее видом и типом (схема электрическая принципиальная, схема электропневматическая принципиальная).

Шифр схем, входящих в конструкторскую документацию, состоит из буквы, определяющей вид, и цифры, обозначающей тип схемы (например, схема электрическая монтажная – Э4).

ГОСТ 2.701–76 предусматривает основные требования к выполнению схем:

· схемы выполняются без соблюдения масштаба и действительного пространственного расположения составных частей изделия;

· расстояние между соседними параллельными линиями связи должны быть не менее 3 мм;

· нестандартизованные условные обозначения должны быть пояснены;

· элементы, составляющие функциональные группы или устройства, допускается выделять на схемах тонкими штрих – пунктирными линиями;

· элементы, составляющие устройство, имеющие самостоятельную принципиальную схему, выделяют на принципиальной схеме сплошной линией, вдвое толще линии связи;

· допускается помещать на схемах различные технические данные (около графических обозначений — справа или сверху, или на свободном поле схемы);

· на поле электрических, пневматических и гидравлических схем помещают перечень входящих в схему элементов, который выполняют в виде таблицы (образец таблицы приведен на рис. 20). Таблицу заполняют сверху вниз и помещают на первом листе схемы над основной надписью (в случае недостатка места продолжение таблицы располагают слева от основной надписи) или на последующих листах схемы.

Правила выполнения электрических схем определены ГОСТ 2.702–75, дополнены ГОСТ 2.709–72 «Система маркировки цепей в электрических схемах» и ГОСТ 2.710–81 «Обозначения условные буквенно-цифровые, применяемые на электрических схемах». Размеры условных обозначений приведены в ГОСТ 2.747–68, ГОСТ 2.728–74, ГОСТ 2.755–74 и ГОСТ 2.721–74.

На структурных схемах изображают основные функциональные части изделия и основные взаимосвязи между ними.

Все функциональные части изделия изображают в виде прямоугольников или условных графических обозначений. Наименования, обозна­че­ния и типы функциональных частей указывают внутри прямоугольников. При большом количестве функциональных частей допускается обозначать их порядковыми номерами, проставляемыми сверху вниз в направлении слева направо, а наименование, обозначение и типы указывать в таблице, помещенной над основной надписью.

Направление хода процесса следует обозначать стрелками на линиях связи.

На принципиальных схемах изображают все электрические элементы, необходимые для осуществления контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрические связи между ними, все электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи.

Схемы вычерчивают для элементов, находящихся в отключенном положении. Элементы на схеме изображают в виде условных графических обозначений, согласно следующим стандартам:

· ГОСТ 2.722–68. Машины электрические;

· ГОСТ 2.723–68. Катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители;

· ГОСТ 2.724–68. Электромагниты;

· ГОСТ 2.728–74. Резисторы, конденсаторы;

· ГОСТ 2.729–68. Приборы электроизмерительные;

· ГОСТ 2.730–73. Приборы полупроводниковые;

· ГОСТ 2.751–73. Электрические связи, провода, кабели, шины:

· ГОСТ 2.731–81. Приборы электровакуумные;

· ГОСТ 2.755–74. Коммутационные устройства и контактные соединения.

Условные графические обозначения элементов вычерчиваются на схеме в положении, в котором они изображены в соответствующих стандартах или в повернутом на угол, кратный 90° по отношению к этому положению. В отдельных случаях поворачивают на угол, кратный 45°.

Условные графические обозначения в схемах выполняют двумя способами: совмещенным или разнесенным.

Схемы выполняют в однолинейном или многолинейном изображении. Линии связи показываются полностью. Если необходимо их оборвать, то обрывы линий заканчивают стрелками с обозначениями мест подключения. Рекомендуемая толщина линий электрической связи 0,3–0,4 мм.

Каждый элемент, входящий в изделие и изображенный на схеме, должен (в соответствии с ГОСТ 2.710–81 п.3.) иметь позиционное обозначение, составленное из букв, представляющих сокращенное наименование элемента (например, резистор – R ), порядкового номера, проставленного после буквенного обозначения, и буквенного кода, указывающего функциональное назначение элемента (например, R2N – резистор R2, используемый как измерительный). Порядковые номера элементам присваиваются, начиная с единицы, в пределах одинаковой группы элементов (например, Т1, Т2, ТЗ и т.д.). Цифры и буквы выполняются одним размером шрифта. Позиционные обозначения проставляют рядом с условным графическим обозначением элементов, по возможности справа или слева над ними.

Пример выполнения групповой электрической схемы согласно ГОСТ 2.113–75 приведен в приложении 6. Условные графические обозначения полупроводниковых приборов приведены в приложении 7.

На комбинированных схемах элементы и связи (электрические, гидравлические и т.п.) изображают по правилам, установленным для соответствующих видов схем данного типа. Позиционные обозначения должны быть сквозными, за исключением электрических элементов, имеющих буквенно-цифровые позиционные обозначения.

Схемы должны быть оформлены в соответствии с правилами, установленными для данного вида схем.

Для обмоток и изделий с обмотками (трансформаторов, электрических машин и т.д.) схемы структурные, принципиальные и подключения выполняют по ГОСТ 2.702–75, схемы соединения и расположения выполняют по ГОСТ 2.702–75 и ГОСТ 2.705–70; элементы обмотки — по ГОСТ 2.723–68.

Допускается при одинаковых соединениях элементов в многофазных изделиях изображать их только в одной фазе с указанием на поле схемы, что соединения в остальных фазах выполняются аналогично.

Допускается указывать направление тока на изображении элементов обмотки и на изображении соединения.

Допускается для выделения принадлежности элементов к разным обмоткам выполнять разными радиусами полуокружности в условном графическом обозначении (рис. 21).

Допускается для выделения отдельных элементов обмотки среди многократно повторяющихся одинаковых изображений выполнять эти элементы линиями большей толщины.

Допускается начала и концы эле­ментов обмотки обозначать на схеме числами, буквами (Н – начало элемента, К – конец элемента), точками, наносимыми около начала элемента обмотки.

Полярность главных полюсов электрических машин обозначают буквами N (северный полюс) и S (южный полюс); полярность добавочных полюсов – буквами n и s.

Допускается помещать на поле схемы необходимые технические данные.

Схемы соединений в зависимости от расположения элементов обмоток выполняют в трех вариантах:

· разверткой на плоскость;

· применительно к виду на изделие с определенной стороны;

· в виде, определяемом удобством чтения схемы.

Каждый элемент обмотки схем расположения, состоящий из одной или нескольких проводников, изображают одной линией. Все элементы обмотки нумеруют слева направо или сверху вниз.

Допускается на поле схемы дополнительно изображать элементы в виде прямоугольников, внутри которых помещают их цифровые обозначения.

2.5. Оформление иллюстраций, графиков и таблиц

Пояснительные иллюстрации помещают в записке для наглядного представления результатов расчета или анализа.

В пояснительной записке количество иллюстраций должно быть достаточным для пояснения излагаемого текста.

Для иллюстрации внешнего вида изделия, приемов сборки, монтажа и т.д. рекомендуется использовать фотоснимки. Менее сложные по исполнению иллюстрации могут быть выполнены карандашом, чернилами (черными или синими), тушью. Не рекомендуется выполнять иллюстрации в записке фломастерами.

Иллюстрации должны быть расположены по тексту записки (и воз можно ближе к соответствующим частям текста).

Все размещенные в записке иллюстрации, если их более одной, нумеруют арабскими цифрами в пределах всей записки (например, рис. 1, рис. 2 и т.д.). Ссылки на иллюстрации делают по типу, «рис. 2» или «рис.З». Ссылки на ранее упомянутые иллюстрации дают с сокращенным словом «смотри», например, «см. рис. 13».

Каждый электрик должен знать:  Влияние превышения температуры проводника на старение изоляции

Иллюстрации можно давать с подрисуночной подписью и без нее, но по всей рукописи должно быть соблюдено единообразие.

На каждый рисунок должна быть обязательная ссылка в тексте, например, «на рис. 6 изображена зависимость A = f (B)».

Графические зависимости вычерчивают в рамке без стрелок с координатной сеткой. Координатная сетка не должна быть слишком частой. Толщина линий рамки и координатной сетки должны быть одинаковые. Толщина линий графической зависимости должна быть не менее 3-крат­ной толщины линий координатной сетки. В соответствии с координатной сеткой рядом с рамкой должны быть указаны масштабы и единицы измерения изображаемых на графике величин. Символические изображения аргумента и функции указываются в соответствующих углах на поле рамки. Пример изображения графической зависимости приведен на рис. 22, a.

Если необходимо в одной рамке привести изображения нескольких зависимостей, то масштабы, единицы измерения и символы изображаемых величин следует размещать как показано на рис. 22, б. При этом каждая кривая зависимости должна быть соответствующим образом обозначена.

Если графическая зависимость предназначена для характеристики только качественной стороны процесса, то координатная сетка не строится, а зависимость изображается в координатных осях, как показано на рис. 22, в.

Свободные поля в графиках не допускаются. Если показатели графика не занимают всей его площади, то следует делать разрывы, сохраняя при этом начало координат (рис. 22, г).

В дипломном проекте, а иногда и в курсовом, для иллюстраций приведенных расчетов и экспериментов на листы выносят графические зависимости, например, характеристики электрической машины, осциллограммы токов и напряжений или переходные процессы какого-либо параметра.

Такие графики представляются на листах формата 12, 13, 24. Графические зависимости вычерчивают в рамке общего листа и с обязательным штампом в правом нижнем углу листа.

Правила оформления графиков справедливы как для рисунков в пояснительной записке, так и для графиков, выполняемых на листах.

Иллюстрационные графики на листах предназначены оказывать помощь студентам при защите проектов, поэтому для наглядности они должны выполняться в значительно больших масштабах, чем рисунки в пояснительной записке.

Цифровой материал, как правило, оформляется в виде таблиц.

Оформление таблиц должно соответствовать требованиям ГОСТ 2.105–79 ЕСКД. Все таблицы также нумеруются арабскими цифрами со сквозной нумерацией по разделам. Разрешается при нумерации слово таблица сокращать, например, «табл.1». После номера должно идти название таблицы, соответствующее ее содержанию.

Таблицы малого формата располагаются по тексту рукописи. Большие таблицы (формата А3) прикладываются в конец рукописи, а по тексту даются обязательно ссылки на них, например: «Данные расчета магнитной цепи генератора приведены в табл.3».

Пример оформления таблицы приведен в приложении 9 (таблица перехода к допускам Единой системы допусков и посадок СЭВ для размеров от 1 до 500 мм).

2.6. Угловые штампы. Спецификация. Основные надписи на конструкторских документах

Согласно ГОСТ 2.104–68 предусмотрены (формы угловых штампов для основных надписей:

· форма1 – для чертежей и схем (рис. 23, а);

· -форма 2 – для текстовых конструкторских документов (первый или заглавный лист) (рис. 24);

· форма 2а – для последующих листов всех документов (рис.23, б).

Согласно ГОСТ 2.102–68 спецификация – документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса, комплекта.

Спецификация выполняется на отдельных листах формата А3 над основной надписью (формы 2 и 2а по ГОСТ 2.104–68) и заполняется сверху вниз в следующем порядке: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты (форма 1 по ГОСТ.2.108–68). Спецификация на чертежи, схемы и другие документы заполняется чертежным шрифтом и вкладывается в пояснительную записку КП или ДП.

На рис. 24 представлены формы спецификации и углового штампа по форме 2 для основной надписи и размеры для вычерчивания спецификации. Размеры для вычерчивания штампа по форме 1 даны на рис. 23, а.

Каждый чертеж, схема, график должны иметь основную надпись по форме 1 или 2а (рис. 23). Основная надпись для спецификации выполняется по форме 2 или 2а (см. рис. 24).

Каждый лист проекта должен быть подписан студентом, руководителем и соответствующими консультантами.

В графах основной надписи указывают:

· в графе 1 – наименование изделия (в соответствии с требованиями ГОСТ 2.109–73), а также наименование документа, если ему присвоен шифр (по ГОСТ 2.102–68), или тему проекта, или наименование графика;

· в графе 2 – обозначение документа;

· в графе 3 – обозначение материала детали (графу заполняют только на чертежах детали);

· в графе 4 – для дипломного проекта – ДП;

– для курсового проекта – КП;

– для типового расчета – ТР;

· в графе 5 – массу изделия по ГОСТ 2.109–73;

· в графе 6 – масштаб (проставляется в соответствии о ГОСТ 2.302–68 и ГОСТ 2.109–73);

· в графе 7 – порядковый номер листа (на документах, состоящих из одного листа, графу не заполняют);

· в графе 8 – общее количество листов документации, (графу заполняют только на первом листе);

· в графе 9 – указывают «МЭИ ЭКАО» и номер группы;

· графы 10, 11 – не заполняются;

· в графе 12 – фамилия и инициалы должностных лиц, подписывающих лист;

· в графе 13 – подписи должностных лиц;

· в графе 14 – дата подписей.

Номера граф на формах показаны в скобках.

2.7. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах

Согласно ГОСТ 2.710–81 элемент данного вида в электрических схемах может быть обозначен одной буквой – общим кодом вида элемента или двумя буквами – кодом данного элемента. К буквенному коду может быть добавлена цифра – порядковый номер элемента в данной схеме.

Одно- и двухбуквенные коды обозначения сведены в табл.1.

Конструкция и технология изготовления кордшнуровых ремней без обертки рабочих поверхностей

В последнее время ряд зарубежных фирм («Дейко», США; «Пирел- ли п , Италия; «Треллеборг», Швеция; «Кольмант Кувелье», Франция; «Семперит», Австрия; «Гейтс», Бельгия и др.) освоили выпуск корд­шнуровых ремней нового типа — без обертки рабочих поверхностей с формованным зубом слоя сжатия [58,59]. Новые функциональные осо­бенности этих ремней выгодно отличают их от ремней с оберткой по всему профилю и привлекают к ним внимание как машиностроителей,

так и изготовителей ремней. Основные достоинства таких ремней сле­дующие:

увеличенная тяговая способность и возможность передавать по­вышенные мощности за счет лучшего сцепления со шкивами и примене­ния более высокомодульных кордшнуров;

повышенная долговечность за счет улучшения условий теплопе­редачи и применения формованной зубчатой поверхности слоя сжатия вместо нарезной;

возможность исключения процесса обертки, вызывающего обычно наибольшие затруднения на заводах РТИ.

Клиновые ремни без обертки боковых поверхностей имеют следую­щую типовую конструкцию (рис. 17). В слое растяжения применяется поперечно-закроенная резина с волокнистым наполнителем или несколь­ко слоев диагонально-закроенной прорезиненной ткани. Несущий слой состоит из шнуров на основе арамидных или полиэфирных волокон или высокопрочной вискозы, слой сжатия — из поперечно-закроенной резины с волокнистым наполнителем, а зубчатую поверхность армируют слоем прорезиненной ткани.

Лучшее сцепление с рабочими поверхностями шкивов обусловлено большим коэффициентом трения резины по металлу в сравнении с рези­нотканевой поверхностью обернутых ремней, а также более равномер­ной поверхностной структурой материала рабочих граней. Тяговую способность ремней увеличивают, применяя в несущем слое сверхвысо- комодульные материалы класса арамид, не имеющие тепловой усадки [60]. Возможность применения подобных шнуров обеспечивается благо­даря новой технологии изготовления ремней. Навивка шнура проводит­ся на предварительно сформованный слой сжатия, уложенный на сбороч- но-вулканизационный барабан. В этом случае отсутствие тепловой усадки кордшнура не приводит к его искажению в процессе опрессов- ки при вулканизации.

Данная технология не исключает применения в качестве несуще­го слоя полиэфирных кордшнуров, обладающих тепловой усадкой. В связи с тем что нет необходимости обеспечивать задел по длине перед вулканизацией, возможность реализации тепловой усадки кордшнура при вулканизации, а следовательно, и эксплуатационные удлинения этих резней меньше.

Исключение оберточной ткани на боковых поверхностях существен­но упрощает задачу формования зубчатой части слоя сжатия, сводя ее к обертке только зубчатого нижнего основания ремня. В случае на­резных ремней с формованным зубчатым нижним основанием оберточная ткань сглаживает пиковые значения деформаций во впадинах зубчатой поверхности и замедляет рост трещин. Для обертки, оформляющей зуб­чатую поверхность, обычно применяют косозакроенную хлопчатобумаж­ную ткань либо синтетическую полуэластичную ткань с разрывным удли­нением вдоль ремня более 100% [61]. Для снижения возможности образо­вания трещин во впадинах зубчатой поверхности рекомендуется на зуб­чатую часть как можно ближе к основанию з.уба накладывать слой рези­новой смеси с твердостью на 30 ед. по Шору ниже твердости основной резины [62].

Для снижения действующих во впадинах зубьев деформаций нужно стремиться к увеличению глубины зуба, ширины впадины и уменьшению нага зубьев [63]. При этом следует учитывать необходимость сохране­ния достаточной каркасности зубьев в поперечном направлении, для чего их ширина должна быть больше глубины впадины. Для снижения концентрации напряжений следует избегать малого радиуса изгиба зубчатой поверхности впадины.

Одним из основных требований, обеспечивающих работоспособность нарезных ремней, является увеличенная прочность связи несущего слоя с резиной. Обертка в большой степени берет на себя сдвиговые деформации при передаче полезной нагрузки от шкива через резину слоя сжатия к несущему слою. Кроме того, заклинивающие усилия, возникающие при вхождении ремня в канавку шкива, при выходе рем­ня из канавки стремятся оторвать слой сжатия от несущего слоя. Прочность связи в нарезных ремнях обеспечивается обработкой корд- шнура пропиточными и клеевыми составами, дополнительным ужесточе­нием шнура при пропитке, а также применением модифицирующих доба­вок в эластичную резину и обеспечением достаточного давления при формований и вулканизации эикеля.

Наиболее распространенным способом изготовления нарезных рем­ней с формованным зубом является способ, представленный на схеме рис. 18. Он включает две стадии сборки викеля. На первой стадии на зубчатый сборочно-вулканизационный барабан накладывают последо­вательно слой ткани, оформляющей зубчатую поверхность, и несколько слоев поперечнозакроенной резины с волокнистым наполнителем. В слу­чае применения косозакроенной хлопчатобумажной ткани полотняного переплетения ее заформовывают в зубчатую поверхность барабана с по­мощью специальных приспособлений. Полуэластичную ткань накладывают на зубчатый барабан совместно с резиной слоя сжатия без предвари­тельного формования так, чтобы максимальная деформация ткани сов­падала с продольным направлением ремня. Полученную заготовку слоя сжатия формуют с подогревом пресс-формы в диафрагменном прессе, и после охлаждения барабан с оформленным слоем сжатия поступает на вторую стадию сборки. На второй стадии проводят навивку кордшнура к наложение слоя растяжения, после чего викель поступает на вулкани­зацию. Вулканизованный и охлажденный викель снимают с барабана в осевом направлении обычно с помощью сжатого воздуха и разрезают на ремни нужной ширины. В случае необходимости размеры сечения ремней доводят шлифованием рабочих граней абразивными кругами.

Представляет интерес способ, применяемый некоторыми фирмами, при котором осуществляют обратную сборку викеля в одну стадию на гладком барабане с последующим формованием его наружной зубчатой поверхности с помощью зубчатой диафрагмы [64]. После вулканизации й съема викель нарезают на отдельные ремни, которые необходимо вы­ворачивать для установки на привод. Можно предположить, что в связи с изменением ненапряженного состояния ремня и отсутствием в этом случае обычных растягивающих деформаций на прямых участках возмож­но изменение характера разрушения.

В процессе отработки конструкции и технологии изготовления х нарезных ремней были изготовлены опытные партии вариаторных рем­ней для снегохода «Буран». При изготовлении ремней использовали СВМ кордшнур и резину с вискозным волокнистым наполнителем. Ре­зультаты испытаний ремней на тяговую способность (рис. 19) пока­зали, что нарезные ремни имеют в 2-2,5 раза меньшее скольжеже при передаче одинаковой мощности, чем обернутые ремни на основе анид­ного кордшнура (серийная конструкция).

вариантов показали, что их работоспособность и долговечность определяются в конечном счете результирующими деформациями элементов конструкции и условиями гис- терезисного теплообразования и теплоотдачи. В качестве показателя комплексной оценки эффективности различных конструкций рассмотрена равновесная температура ремня после 30 мин работы на стенде с пере­дачей мощности.

На рис. 20 представлены результаты испытаний следующих вариан­тов ремней, собранных прямой сборкой на зубчатом барабане [63]:

I — ремни на основе шнура СВМ, двухстадийная сборка (см.схе­му рис. 18);

П.- ремни на основе полиэфирного шнура, собранные за одну стадию без предварительного формования слоя сжатия;

Ш — ремни на основе шнура СВМ, одностадийная сборка;

IУ — ремни на основе анидного кордшнура, одностадийная сборка.

Из рис. 20 хорошо видна функциональная связь температуры на­грева ремня и наработки на стендах. Данный показатель может быть использован для оперативной оценки оптимизации как конструкции рем­ней (при заданном уровне нагружения), так и уровня нагружения при стендовых и эксплуатационных испытаниях (для выбранного варианта конструкции ремней).

Основным недостатком изложенной технологии изготовления рем­ней из вулканизованного викеля является большое количество вулкани­зованных отходов, составляющих от 15 (для широких вариаторных рем­ней) до 40% (для ремней приводных узких сечений). Вопрос переработ­ки и возврата их в технологическую цепочку окончательно еще не решен.

В связи с перечисленными особенностями конструкции и техно­логии изготовления нарезных ремней несколько изменяются требова­ния к материалам, в первую очередь к резине.

Главной задачей в этом случае является оптимизация свойств, связанных с анизотропией резины в направлении каландрования и в поперечном направлении. В табл. 5 представлены физико-механичес­кие характеристики резины слоя сжатия для нарезных ремней, кото­рые могут быть взяты за основу при разработке вариантов конструк­ции нарезных ремней с удовлетворительными технологическими и экс­плуатационными показателями.


При дальнейшей отработке представляют интерес следующие направ­ления:

повышение сопротивления разрастанию трещин зубчатой части слоя сжатия;

увеличение температуростойкости эластичной резины и резины слоя сжатия;

повышение прочности связи кордшнура с резиной; увеличение динамической выносливости резины слоя сжатия в продольном направлении при одновременном повышении модуля в попе­речном направлении;

упрощение технологии изготовления ремней и в первую очередь переход на одностадийную сборку;

отработка оптимальных вариантов конструкции ремней с уточне­нием формы и размеров зубчатой поверхности слоя сжатия, исключе­ние обертки зубчатой части и др.;

решение вопросов переработки вулканизованных отходов с воз­вратом их в технологический цикл производства.

«Технология изготовления клиновых ремней кордшнуровой конструкции» В.А. Журов, В.В. Глушко, Т.В. Змичеревская

Конструкция и технология изготовления

В зависимости от конструктивных решений различают дома бревенчатые (рубленые), брусчатые, каркасные, панельные и со стенами из местных материалов.

Бревенчатые (рубленые) дома представляют собой конструкцию, в которой стены собирают из окоренных бревен (круглого леса). Применяют их в основном в лесоизбыточных районах.

Брусчатые дома изготовляют из деревянных брусьев сечением 150X150 и 150X180 мм. Размер (сечение) брусьев зависит от температуры наружного воздуха. Дома этой конструкции трудоемки в сборке и требуют большого расхода древесины (0,8 м³ на 1 м² жилой площади). Ввиду большого количества швов в местах соединения брусьев дома воздухопроницаемы; швы следует после осадки конопатить.

Каркасные дома наиболее экономичны. Основной конструкцией является каркас из брусков сечением 50X80. 100 мм, обшитый с двух сторон досками, плитными материалами и др. Пространство между обшивками заполняют утеплителем: минера-ловатными, фиброцементными, мягкими древесноволокнистыми плитами. Жесткость каркаса обеспечивается междуэтажными, чердачными перекрытиями, диагональной наружной обшивкой. Дома собирают без врубки на гвоздях. Они почти не имеют осадки. В связи с большой трудоемкостью работ на стройке такие дома широкого применения не получили.

Деревянные панельные дома обладают более совершенной конструкцией. Основной несущий и ограждающий элемент — панель. Дома собирают из мелких панелей размером 1,2X2,7 м и крупных панелей, равных по размерам стене дома или комнаты. В этих домах перекрытия могут быть панельными либо балочными с щитами перекрытий. Дома этой конструкции легко собираются и имеют сравнительно небольшое число швов (стыков).

В домах со стенами из местных материалов (кирпича, самана, ракушечника) многие конструктивные элементы изготовляют из дерева на домостроительных предприятиях.

Деревянный стандартный дом заводского изготовления собирают из нефрезерованных и фрезерованных деталей и изделий, изготовленных на домостроительных комбинатах.

К фрезерованным деталям относятся доски для покрытия пола, карнизные доски, наличники, плинтусы, оконные сливы, подоконные доски, доски наружной обшивки и др., к нефрезерованным — лаги, обвязки, ветровые связи, прогоны, стойки, балки, брусья, обрешетки, черепные бруски и др.

Нефрезерованные детали изготовляют следующим образом: пиломатериалы раскраивают по длине и ширине на круглопильных станках, после чего на обзольной части снимают кору, затем их маркируют и упаковывают в пакеты. Детали, подлежащие биологической защите от гниения (лаги, обвязки), после раскроя и снятия остатков коры и луба антисептируют. Нефрезерованные детали изготовляют преимущественно из древесины хвойных пород. Из древесины лиственных пород делают детали каркаса панелей внутренних стен и перегородок, доски для внутренней обшивки панелей, перегородок и др.

Рис. 63. Схема производства пенелей (рамочных) для деревянных домов заводского изготовления

Несущие элементы зданий — стойки каркаса стен, обвязки под несущие стены, детали балок перекрытий, стропил — изготовляют из пиломатериалов 1-го сорта, а брусья стен, обвязки, ригели — из пиломатериалов 2-го сорта. Качество древесины деталей и количество допускаемых пороков должно соответствовать ГОСТ 11047-72.

Фрезерованные детали изготовляют в такой технологической последовательности: сушка пиломатериалов, раскрой пиломатериалов по длине и ширине, фрезерование с четырех сторон с созданием профиля, заделка дефектов, торцовка в размер, грунтование, маркирование, упаковка. Фрезерованные детали изготовляют из древесины хвойных и лиственных пород. Не допускается изготовлять поручни из древесины лиственницы, ели, пихты и тополя, доски для покрытия полов — из древесины липы и тополя, наружную обшивку для домов — из древесины мягких лиственных пород и березы. Доски для покрытия полов из древесины осины и ольхи допускается применять только в жилых зданиях, больницах, детских садах, яслях.

Фрезерованные детали можно изготовлять из цельных или клееных брусков. По длине детали допускается склеивать на зубчатое соединение. Площадь склеивания соединяемых деталей должна быть не менее четырехкратной площади сечений детали.

Детали должны быть чисто обработаны. Шероховатость лицевых поверхностей деталей под прозрачную отделку должна быть не ниже 100 мкм, под непрозрачную отделку — не ниже 200 мкм, а нелицевых поверхностей — не ниже 500 мкм.

Абсолютная влажность древесины для изготовления элементов домов должна быть (%): в фрезерованных деталях, предназначенных для использования внутри помещения, — 15, а снаружи помещения — 18; в нефрезерованных деталях — 22; в брусьях наружных и внутренних стен влажность не нормируется.

К изделиям относятся панели, щиты стен, перекрытий, подкосы, стойки, стропила, окна, двери.

Панели стен изготовляют в соответствии со схемой, приведенной на рис. 63, в заводских условиях. Особое внимание следует обращать на получение панелей точных габаритных размеров, так как иначе трудно будет собрать дом. Утеплитель (теплоизоляционные плиты из минеральной ваты) должен быть точно прирезан и уложен в панель так, чтобы между ним и брусками каркаса (рамки) не было зазоров. Для предотвращения проникания паров из помещений в панели со стороны, обращенной внутрь помещения, прокладывают пароизолятор — пергамин или полиэтиленовую пленку. С наружной стороны панели под наружную обшивку прокладывают слой плотной бумаги, предотвращающий стену от продувания. На схеме показано, что панели с обеих сторон облицовывают фанерой. Вместо фанеры для облицовывания панели с наружной стороны можно применить дощатую обшивку или це-ментно-стружечные плиты, а с внутренней — склеенную твердую древесноволокнистую плиту (два слоя по 4 мм). Крепят обшивку и плиту к каркасу гвоздями.

Перегородки межкомнатные в малоэтажных жилых и общественных зданиях делают деревянными из щитов. Щит представляет собой трехслойную конструкцию, состоящую из двух наружных обшивок с прокладкой между ними поперечных планок. Собирают щиты на гвоздях.

Применяют также индустриальные перегородки, представляющие собой деревянный каркас, обшитый гипсокартонными листами. В зависимости от условий эксплуатации между гипсокартонными листами устанавливают минераловатные плиты, улучшающие звукоизоляцию. Плиты крепят мастикой КН-3.

Помимо щитовых в домах заводского изготовления применяют панельные перегородки, представляющие собой деревянный каркас, облицованный с обеих сторон твердой древесноволокнистой плитой толщиной 6. 8 мм. В целях повышения звукоизоляции внутреннее пространство панели заполняют минераловатными или мягкими древесноволокнистыми плитами.

Технология производства сварных конструкций

Министерство общего и профессионального образования

ГОУ НПО Профессиональный лицей № 71

Зам. директора по НМР

предмета: «Технология производства сварных конструкций»

по профессии «Сварщик»

Методическая разработка для учащихся

Рассмотрено и одобрено

на заседании цикловой комиссии

Протокол № _____ от «___»_______200_г.

Составлено в соответствии с рабочей программой предмета «Технология производства сварных конструкций» по профессии «Сварщик»

Автор: , преподаватель II квалификационной категории

Раздел 1. Типовые детали и сборочные единицы: разновидности, способы получения, применение.

Тема: «Детали машин общего и специального назначения».

В настоящее время нет ни одной отрасли, в которой не использовались бы сварные конструкции.

Они бывают очень разнообразные. Их можно классифицировать:

1. По целевому назначению: вагонные, судовые, авиационные.

2. По толщине свариваемых элементов: тонкостенные и толстостенные.

3. По материалам: стальные, алюминиевые, титановые.

4. По способу получения заголовок: листовые, сорто-профильные, сварно-литые, сварно-кованые, сварно-штампованные.

5. По конструктивной форме и особенностям эксплуатационных нагрузок: решетчатые конструкции балки, оболочки, корпусные транспортные конструкции детали машин и приборов.

Деталь – это изделие, изготовленное из однородного материала, без применения сборочных операций. Детали бывают простыми (гайка, шпонка) или сложными (коленвал, корпус редуктора). Изделия, составные части которого подлежат соединению между собой сборочными операциями (свинчиванием, сваркой, пайкой) называется сборочной единицей.

Сборочная единица, которую можно собирать отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом, выполняющая операционную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями, называются узлом.

В устройстве самых разнообразных машин имеется много похожих по назначению деталей и сборочных единиц:

1. Крепежные изделия: винты, болты, шпильки, гайки и др. Их применяют для соединения деталей сравнительно небольшой толщины и имеющих места для гайки и головки винта.

2. Передачи: зубчатые, червячные, с гибкой связью и др. Их применяют для выбора оптимальной скорости движения; для регулирования, скорости движения (повышения, понижения); для преобразования вида движения вращательного в поступательное (винт – гайка) и др.

3. Валы, оси и их опоры. Их применяют для поддерживания вращающихся элементов машин – шпиков, звездочек, зубчатых и червячных передач. Нагрузки, воспринимаемые осями и валами, передаются на корпуса, рамы или станины машин через опорные устройства – подшипники.

4. Соединения: резьбовые шпилевые, шпоночные, сварные, паяльные, клеевые и др. Разъемными называют соединения, допускающие разборку и повторную сборку без разрушения работоспособности деталей (резьбовые, шпилевые, шпоночные). Неразъемными называют соединения, не допускающие разборку соединенных деталей без их повреждения (сварки, клепания, паяния)

5. Муфты. Их применяют для соединения валов и передачи вращательного момента без изменения его направления; для смягчения при работе толчков и ударов; для предохранения частей машин от воздействия перегрузок; для быстрого соединения или разъединения валов или других деталей на ходу или в неподвижном состоянии, для облегчения пуска машины.

Раздел 1. Типовые детали и сборочные единицы: разновидности, применение, способы получения.

Тема: «Детали передач, их назначение».

Для передачи энергии при вращательном движении применяют передачи, валы и муфты. Передачи вращательного движения являются механизмами предназначенными передавать энергию с одного вала на другой. Передачи делятся на: передачи зацеплением, передающие энергию посредствам взаимного зацепления зубьев (зубчатая, червячная, цепная) и передачи трением, передающие энергию посредствам силы трения, вызываемых начальными трениями ремня (ременные передачи) или прижатием одного катка к другому (фрикулонные передачи с жесткими телами качения). Вращающиеся детали передач (зубчатые колеса, шкивы, звездочки) устанавливают на валах.

Валы – это детали, предназначенные для передачи крутящего момента вдоль своей оси и для поддержания вращающихся деталей машин.

1) Валы передач (несущие детали передач – зубчатые колеса, шкивы, звездочки, муфты) (рис. 1 а).

2) Коретные валы машин (несущие кроме детали передач рабочие органы машины, двигателя – колеса или диска турбин, инструменты, зажимные патроны) (рис. 1 б).

2. По форме геометрической оси:

2) Коленчатые (рис. 1 в), их применяют при необходимости преобразования возвратно – поступательного движения во вращательное или наоборот.

Оси – это детали, предназначенные для поддержания вращающихся деталей и не передают крутящего момента.

Оси разделяют на вращающиеся (рис. 2 а) и неподвижные (рис. 2 б), требующие встройки подшипников во вращающейся детали.

Опорные части валов и осей называют цапфами или шейками.

Валы и оси имеют аналогичные формы и общую функцию – поддерживать вращающиеся детали.

Валы и оси вращаются в подшипниках.

Назначение подшипников – поддерживать вращающиеся валы и оси в пространстве, обеспечивая им возможность вращения или качения, и воспринимать действующие на них нагрузки. По виду трения подшипники разделяют на подшипники качения и скольжения.

Подшипники качения – это опоры вращающихся при касающихся деталей, использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе трения качения.

Классификация подшипников качения

1. По направлению воспринимаемой нагрузки.

б) Радиально – упорные;

в) Упорные (осевая нагрузка (осевая и небольшая радиальная нагрузка);

г) Упорно – радиальные.

2. По форме тел качения

а) Шариковые (рис. 3)

3. По числу рядов:

Подшипники скольжения – это опоры вращающихся деталей, работающие в условиях скольжения поверхностей цапфы по поверхности подшипника.

По направлению воспринимаемых нагрузок подшипники скольжения бывают:

Радиальные и упорные.

Для работ подшипников скольжения необходима смазка.

По виду применяемой смазки подшипники скольжения бывают:

1) С жидкостной смазкой

2) Из самосмазывающихся материалов

3) С газообразными смазочными материалами. Подшипник скольжения состоит из корпуса вкладышей, поддерживающих вал, смазочных и защитных устройств.

Рис. 3 Основные типы тел качения

Раздел 2. Соединения, их разновидности, конструктивные элементы, применение.

Тема: «Разъемные соединения. Неразъемные соединения».

Соединение – это узел, образованный соединительными деталями (заклепками, винтами и др.) и прилегающими частями соединяемых деталей (фланцами), форма которых подчинена задаче соединения.

Соединение позволяет составить (собрать) из отдельных деталей машину или агрегат – это их назначение.

По признаку разборки делятся на неразъемные – которые нельзя разобрать без разрушения или повреждения (заклепочные, сварные) и разъемные – которые позволяют повторную сборку и разборку (резьбовые, клиновые, шлицевые и др.).

1. Резьбовые соединения – это соединения, собранные с помощью крепежных деталей или резьбы, выполненной на соединяемых деталях.

Крепежные детали – винты, болты, чайки, шпильки. Болтовое соединение (рис. 1 а), винтовое соединение (рис. 1 б) и шпилечное соединение (рис. 1 в).

Основное преимущество резьбовых соединений: высокая несущая способность и надежность, простота сборки, разборки, замены, малая стоимость, возможность применения однотипных деталей в различных машинах и механизмах).

2. Шпоночные соединения – соединения с помощью шпонки, устанавливаемой в позах двух соприкасающихся деталей и препятствующей их повороту или сдвигу (рис. 2).

Шпонки могут быть разной формы: призматические, цилиндрические, клиновые, сегментные и др.

Преимущества: простота и надежность конструкции, низкая стоимость, удобство сборки и разборки.

3. Шлицевые соединения – соединения образуемые выступами – зубьями на валу, входящими во впадины – шлицы соответствующей формы в ступице.

По сравнению со шпоночными соединениями они имеют преимущества: большую нагрузочную способность (больше рабочая поверхность контакта), лучшую технологичность и точность (рис. 3).

Шлицы бывают прямобочные (рис. 4 а), эвольвентные (рис. 4 б) и треугольные (рис. 4 в).

1. Заклепочное соединение – соединение, полученное с помощью заклепки – стержня круглого сечения с головками на концах, одну из которых делают на заготовке заранее, другую формируют при крепки.

Соединение получают с помощью заклепок поставленных в совмещенные отверстия соединяемых элементов (рис. 5).

Преимущества этих соединений в стабильности, простоте и контролируемости качества.

Недостатки – большой расход металла, высокая стоимость. Они вытесняются сварными соединениями.

2. Паяные соединения – соединения, обеспечиваемые силами молекулярного взаимодействия между соединяемыми деталями и припоем. Паяные соединения бывают: впахлестину (рис. 6 а), телескопические (рис. 6 б) и втавр (рис. 6 в), вскос (рис. 6 г), соприкасающиеся (рис. 6 д).

Можно пайкой получать соединения разнородных материалов: черных и цветных металлов, стекла и др.

3. Клеевые соединения – соединение неметаллическим веществом посредством поверхностного схватывания и внутренней межмолекулярной связи в клеящем слое.

Достоинства: возможность соединять детали из разнопородных материалов, соединять тонкие листы, хорошее сопротивление усталости, герметичность, возможность получения гладкой поверхности.

Клеи бывают: термореактивные – эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые; и термопластичные – на основе полиэтилена, поливинилхлорида; и эластомеры – на основе каучуков.

Применяют комбинированные: клеесварные (клеи и точечная сварка), клеезаклепочные, клеерезьбовые.

4. Сварные соединения – это соединения, получаемые путем местного нагрева деталей до расплавленного состояния, основанные на использовании сил молекулярного сцепления.

Они являются наиболее совершенными неразъемными соединениями, так как лучше других приближают составные детали к целым и позволяют изготовлять детали неограниченных размеров. Их прочность доведена до прочности деталей из целого металла.

Виды соединений: нахлесточные, угловые, тавровые, становые.

Еще одно преимущество сварных соединений – это экономия металла по сравнению с клепочными и литыми конструкциями на 15 – 20%. Сварные конструкции легче литых чугунных до 50%, а стальных – 30%.

Заклепочное соединение Паяное соединение

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ

Г) О сварочной проволока

· Класс свариваемой стали — конструкционная углеродистая обыкновенного качества

· Марка стали — ВСт3пс3;

· Марка проволоки — Св-08 по ГОСТ 2246-70

· Свариваемая толщина — 12 мм

· Сварочная проволока Св-08 предназначена для сварки (наплавки) изделий из углеродистых сталей типа: ВСт.3пс3 в защитных газах, смесях под флюсом, а также для производства стержней электродов ручной сварки различных типов. Сварка ацетиленокислородным пламенем. ГОСТ 2246-70. Проволока изготовляется с омедненной и черной поверхностью.

Сварочная проволока Св-08, Св-08А соответствует ГОСТ 2246-70 . Данный вид проволоки используется для сварки (наплавки) и изготовления электродов. Толщина медного покрытия составляет 6 мкм. Есть 2 разновидности проволоки — омедненная и не омеднённая. Обязательное условие — чистота и не поврежденность поверхности. Трещины, расслоения, окалина, ржавчина и прочие повреждения не допускаются. Разрешены отдельные риски, царапины, местная рябизна, неглубокие вмятины. Область применения: автоматическая сварка под флюсом углеродистых сталей с пределом текучести 235-285 МПа, а также изготовление электродов, которые предназначены для сварки низкоуглеродистой и низколегированной стали.

Химический состав стальной сварочной проволоки марка

Марка Химический состав, %
C Si Mn Cr Ni Mo S P
Не более
Св-08 До 0,10 До 0,03 0,35-0,60 До 0,15 До 0,30 0,04 0,04

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ.

А)Технологический процесс- это часть производстенного процесса, содержащую действия по изменению предмета производстава.

Б) Последовательность и порядок выполнения каждой операции.

Металл проступает со склада, согласно чертежу. Производиться правка, зачистка металла так как в процессе хранения и транспортировки могут возникать дефекты. В данной операции используются зачистные щетки, зачистные круги, огневая зачистка, пескоструйка или лробеструйка. Молоток, кувалда, пассатижи, пресс, наковальник.

Разметка — это слесарная операция при которой на поверхности заготовки с помощью инструмента, изображается контур детали в натуральную величину или в масштабе. Для этого используется: разметочные стальные линейки, рулетки и др.

Существуют следующие методы резки металла:

-механическая резка — гелитиной, рычажные ножницы, различные по конструкции пилы, маталло-режущие станки.

-кислородная резка (ручная или машинная)-термическая резка (дуговая, воздушно дуговая, кислородно дуговая).

4. Подготовка свариваемых кромок.

Формы подготовки кромок выбираем по ГОСТ 5264-80 или ГОСТ 16037-80.

5. Слесарные операции.

Сверление — это вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращающегося режущего инструмента (сверла) получают отверстия различного диаметра и глубины, или многогранные отверстия различного сечения и глубины.

6. Комплектовка и маркировка.

В виду небольшого количества деталей в изделие не требуется.

Одна из самых ответственных операций при которой необходимо: собрать детали с помощью прихваток в соответствии со сборочным чертежом. Прихватка представляет собой короткий шов малого сечения, длина прихватки, в зависимости от длины шва должна составлять от 10 до 100 мм., ее сечение 1/3-1/2 сечения основного шва.

Выполняются прихватки теми же электродами, что основной шов и процесс его наложения.

Требования к сборке:

-обеспечить равномерность зазоров

-не допустить перекосов, несовпадений кромок и т.д.

-не допустить искажения формы конструкции из-за не правильного расположения деталей при сборке.

Различают следующие виды сборки:

-сборка и сварка конструкции в целом. Применяется, если конструкция состоит из 2-4 деталей.

-последовательная сборка и сварка или путем наращивания деталей при сборке. Используется при большом количестве деталей в конструкции.

-поузловая сборка и сварка, дает лучшее качество работ, уменьшает деформацию напряжения.

Для уменьшения деформации и напряжений при сварке данной конструкции рекомендуется использовать прерывистые швы.

9. Отбивка шлака и очистка.

Зачистка сварного шва от шлака производится с целью определения дефектов шва. Отбивать шлак острым шлакоотделителем в очках или от себя.

Добавить комментарий