ID: 48983

Название работы: Проект установки для наплавлення

Категория: Курсовая

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: ВИБІР СПОСОБУ НАПЛАВЛЕННЯ РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПРИСТРОЇВ ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ НАПЛАВЛЕННЯ Наплавлення це процес нанесення за допомогою зварювання шару металу на поверхню виробу. Шляхом наплавлення можна отримати вироби зі зносостійкими жароміцними антифрикційними властивостями.

Язык: Украинкский

Дата добавления: 2013-12-18

Размер файла: 844.5 KB

Работу скачали: 5 чел.

ЗМІСТ

ВСТУП ...............................................................................................................4

1.ВИБІР СПОСОБУ НАПЛАВЛЕННЯ ..........................................................5

2.ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ОБЛАДНАННЯ..........................................7

3.ТЕХНІЧНИЙ ОПИС ОБЛАДНАННЯ..........................................................8

4.РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПРИСТРОЇВ  ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ НАПЛАВЛЕННЯ..................................................................................................10

ВИСНОВОК.....................................................................................................15

ЛІТЕРАТУРА...................................................................................................17

ВСТУП

Наплавлення – це процес нанесення за допомогою зварювання шару металу на поверхню виробу. Шляхом наплавлення можна отримати вироби зі зносостійкими, жароміцними, антифрикційними  властивостями. Наплавлення застосовують при виготовленні нових та відновленні зношених деталей. В першому випадку технічний та економічний ефект досягається за рахунок отримання біметалічних сполук з оптимальним поєднанням властивостей металів основного і наплавленого. При ремонтному відновленні наплавлення ефективне завдяки тому, що відновлена деталь часто коштує в декілька разів менше нової деталі і при правильному виборі технології відновлення не поступається їй за працездатністю.

В даному випадку проводиться наплавлення при виготовленні нової деталі. Актуальність даної проблеми полягає в тому, що правильна розробка технологічного процесу (вибору матеріалів для наплавлення, режиму, обладнання) дозволяє зменшити витрати при виготовленні деталі: отримати необхідні властивості матеріалу на робочих ділянках (використання більш дорогих технологій), виготовивши саму деталь з недорогого матеріалу.

1.  
   ВИБІР СПОСОБУ НАПЛАВЛЕННЯ

На рис.1 наведений ескіз деталі.

Масо-габаритні показники наведені в таблиці 1.

Таблиця

Матеріал	Маса, кг	Довжина L, м	Висота h, м	Ширина b, м	Товщина поверхневого шару, мм
Сталь 65Г	300	3,0	0,4	1,5	8

Деталь працює в умовах абразивного зношування. Абразивне зношування зумовлене наявністю абразивних частинок в зоні тертя. Даному виду зношування підлягають робочі органи грунтооброблювальних машин та механізмів, зуби ковшів  екскаваторів і т.д.

Найбільшою зносостійкістю характеризуються високохромисті спеціальні чавуни. Ці матеріали цієї групи мають дуже високу абразивну та корозійну стійкість, але схильні до холодних тріщин (з’являються при температурах нижче 300°С, переважно при 25 – 250°С), які важко попередити навіть з підігрівом. Але ці тріщини в основний метал, як правило, не переходять і не впливають на абразивну стійкість наплавленого металу навіть в рідинних середовищах, тому вважається цілком допустимими дефектами.

Щоб обрати тип матеріалу для наплавлення (дріт, стрічку, порошковий  дріт тощо) потрібно обрати спосіб наплавлення, який би забезпечив потрібну товщину поверхневого шару (8мм) з мінімальними затратами трудомісткості, часу тощо.

Щоб забезпечити наплавлення шару товщиною 8 мм за один прохід (враховуючи також габаритні розміри деталі) можливе використання таких способів наплавлення:

Наплавлення під шаром флюсу є найбільш поширеним процесом, при цьому за один прохід наплавляють шар металу від 3 мм  вище.

Електрошлакове наплавлення для деталей великих об’ємів з великою товщиною наплавленого шару.

Зварювання відкритою дугою у нашому випадку є найбільш доцільним способом наплавлення, так як електрошлакове наплавлення є недорогим для нашої товщини наплавленого шару, а наплавлення під шаром флюсу буде ускладнене через значний діаметр виробу.

Щоб підвищити продуктивність наплавлення, потрібно обрати такий матеріал, що здатний забезпечити найбільшу ширину валика і значну висоту валика. Тому ми використовуємо стрічку типу ПЛ-Нп-300Х25С3Н2Г2 (ПЛ-АН101), яку наносимо на підшарок Пл.-Нп-10Г2СТ з підігрівом 4500С і охолодження сповільнене в термостаті. 

Таблиця 2

Хімічний склад стрічки ПЛ-Нп-300Х25С3Н2Г2 (ПЛ-АН101)

Марка (тип за ГОСТ 10051-75)	Спосіб наплавлення	С	Mn	Si	Cr	Ni	Ti	Мо	Інші	Твердість наплавленого металу
ПЛ-Нп-300Х25СЗН2М2 (ПЛ-АН101)	У	3,0	2,0	3,0	25,0	2,0	-	-	-	50-56 НRСE

Цю стрічку рекомендується наплавляти постійним струмом зворотної полярності під флюсами АН-20, АН-70, 48-ОФ-6.

Наплавлений метал має високу абразивну  стійкість та задовільний опір ударному навантаженню.

Режим наплавлення: постійний струм зворотної полярності I=800-1200А, напруга U=28-32В.

1.  ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ОБЛАДНАННЯ

Так як заданий виріб наплавляється відкритою дугою порошковою стрічкою ПЛ-Нп-300Х25С3Н2Г2 (ПЛ-АН101), то в якості основного обладнання можна вибрати апарат підвісного типу або ж наплавлювальну головку, що буде знаходиться на велосипедному візку.

Апарат підвісного типу або ж наплавлювальна головка повинні мати касету для порошкової стрічки, механізм подачі матеріалу для на плавки (порошкової стрічки), а також мундштук для порошкової стрічки.

Через те, що в якості матеріалу для наплавлення використовується порошкова стрічка товщиною 8 мм, то правильний механізм не потрібен.

Апарат для наплавлення в своєму складі  повинен мати для порошкової стрічки касету з не менше, ніж 60 кг матеріалу для наплавлення.

Апарат для наплавлення повинен забезпечувати постійний струм зворотної полярності величиною 800-1300 А.

Бажано, щоб апарат мав механізм імпульсного переміщення на заданий крок.

3. ТЕХНІЧНИЙ ОПИС ОБЛАДНАННЯ

   Виходячи з вимог, що були розглянути у попередньому пункті, вибираємо самохідний універсальний апарат для наплавлення, який призначений для на плавки виробів в стаціонарних умовах.

Автомат для наплавлення А-1412   можна використовувати наплавлення суцільною або порошковою стрічкою, передбачений механізм імпульсного переміщення апарату на заданий крок при наплавленні деталей.

Технічні дані апарата:

Технічна характеристика автомата.

Швидкість подачі електродної стрічки.....................53-532 м/г.

Швидкість зварювання..............................................24-240 м/г.

Кількість стрічок.................................................................2 шт.

Хід зварювальної голвки:

Горизонтальний...............................................................250 мм.

Вертикальний...................................................................75 мм.

Вміст люсобункера..............................................................0,055 мм3.

Масса електродної стрічки в котушці...........................2x80 кг.

Зварювальний струм при ПВ=100%......................2х1600А.
Габаритні розміри автомата ,мм .......................1388x845x1820x390

Масса, кг..................................................................390

Мундштук, який використовується для наплавлення заданого виробу, мундштук. мундштук складається з корпуса із спеціальним хомутом для кріплення до механізму подавання підвісного апарату. В копусі присутні два ролика для подавання стрічки: подаючий та притискний. Привод роликів здійснюється через циліндричну пару від механізму подачі.

Для наплавки на цьому автоматі використовуємо мундштук А – 348 – 70

Технічна характеристика:

Ширина ел. стрічки, мм.................................................................................20-100

Товщина ел.стрічки,мм..................................................................................0,2-1,2

Макс. зварювальний струм ,А.........................................................................1400

Габаритні розміри ,мм

Довжина.................................................................................................................240

Ширина..................................................................................................................230

Висота....................................................................................................................420

Вага,кг........................................................................................................................8

Для наплавлення плоскої поверхні деталь встановлюють у горизонтальній площині та закріплюють нерухомо, а головку переміщують паралельно осі деталі (рис. 2) після накладання першого валика головку зміщують на величину кроку наплавлення і наплавляють другий валик.

Рис. 2

4.РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПРИСТРОЇВ УСТАНОВКИ ДЛЯ НАПЛАВЛЕННЯ

 

Розрахунок механізму подачі стрічки.

1 - касета з бухтою дроту; 2 - направляючі; 3 - правильний механізм; 4 - вузол подачі; 5 - мундштук струмовідводу.

Вихідні дані для розрахунку:

•  діапазон зміни зварювального струму (800...1300А);
•  розміри електродної стрічки (80×8мм);
•  густина матеріалу стрічки (5,2 г/см3).

Максимальна та мінімальна швидкість подачі електродної стрічки, м/с:

м/c,

м/c,

де αр -   коефіцієнт розплавлення, αр=20 г/А∙год; αр=0,0000055кг/А с;

а, в – довжина та ширина стрічки, см

γе- густина матеріалу дроту, г/см3.

Максимальна, мінімальна та середня частота обертання ведучого ролика, 1/сек:

 c –1,

 c –1,

 c –1,

де dр – діаметр ролика, який подає стрічку, dр=0,005м.

Передаточне число редуктора механізму подачі:

ωд – частота обертання двигуна, ωд=150….300 рад/сек.

,

,

.

З урахуванням сил, діючих на касету з дротом, опір її змотуванню визначається із залежності:

де Pm – гальмуюча сила, Pm=1400Н;

Dmin, Dmax – мінімальний та максимальний діаметри бухти з дротом,      Dmin=0.45м, Dmax=0.65м;

µm – коефіцієнт тертя гальмуючої колодки, µm=0.2;

Gk, Gб – вага бухти з дротом і касети без дроту відповідно, Gk=150H, Gб=600Н;

dk – діаметр цапфи касети, dk=0.032м;

µk – коефіцієнт тертя цапфи касети, µk=0.12. Опір змотуванню Т дорівнює, Н:

         

Опір проходження стрічки крізь напрямні Т2=60Н;

Втрати у роликовому вузлі постачання, Н:

де Pn – зусилля притиску дроту, Pn=7000H;

f1 – коефіцієнт тертя у підшипнику притискую чого ролика, f1=0.03;

d – середній діаметр підшипника, d=0.03м;

f2 – коефіцієнт тертя кочення ролику по дроту, f2=0.007;

Dx – діаметр притискного ролика, Dx=0.05м;

Dв – діаметр ведучого ролика, Dв=0.05м;

nx – число холостих притискних роликів, nx=1;

nв – число ведучих роликів, nв=1;

К1 – коефіцієнт, що враховує додаткові опори, які залежать від типу роликів, К1=1.2;

К2 – коефіцієнт, що враховує точність виготовлення, К2=1.3. Значення Т3 дорівнює, Н:

Опір проходженню дроту крізь мундштук, Н:

Т4=К∙Р∙µ=1.8*1400*0.2=504 H,

де  К – коефіцієнт, що враховує нестабільність поверхні струмопідводних контактів, К=1.8;

Р – зусилля затиску дроту в струмопідводному контакті, Р=1400Н:

µ - коефіцієнт тертя між дротом і контактом, µ=0.2.

Тягове зусилля механізму постачання Т, Н:

Т³Т1+Т2+Т3+Т4=101.32+60+6311.8+504=6977.12Н

ККД роликового механізму:

,

Потужність приводу постачання

,

Npost=240 Вт.

Розрахунок механізму пересування апаратів.

Вихідні дані для розрахунку:

•  обрана конструктивні схема апарату;
•  вага апарату ( G = 2500Н);
•  положення центру обертання при обраній схемі.

Потужність приводу, Вт:

де Wпр – опір пересуванню апарату при розгоні, Н;

V – швидкість пересування апарату, V= 60 м/год = 0,017 м/с;

η – ККД механізму; η = 0,48 .

Опір пересування у період розгону:

Wпр=Wn+G∙а=7250+2500∙0.001=7252.5 Н,

де Wn – опір пересуванню ,

а – можливе прискорення, а=0.001м/с2.

Опір пересуванню:

,

де Кр – коефіцієнт, що враховує опір тертя ребер по рейкам, Кр=2.5;

Qk – навантаження на дане колесо, Qk=2500Н;

      

Навантаження на ходові колеса:

де G – вага апарату;

l1=0.4м;

Н=1м.

Реакція опори:

Q=G=2500 Н.

Висновок

В даному курсовому проекті необхідно було спроектувати установку для наплавлення, розрахувати її основні вузли та технічні засоби застосування, виходячи з аналізу заданого виробу.

Для виробу, що працює в умовах абразивного зношування, потрібно було підібрати матеріал для наплавлення поверхневого шару товщиною 8 мм, який би мав високу абразивну стійкість. В цьому проекті була обрана порошкова стрічка ПЛ-Нп-300Х25С3Н2Г2 (ПЛ-АН101), наплавлення якої відбувається відкритою дугою апаратом для наплавочних робіт, механізм подачі.

Було розроблено процес наплавлення матеріалу на поверхню виробу.

1 – велосипедний візок;

2 – котушка зі стрічкою;

3 – наплавлююча головка;

4 – виріб на який наносимо покриття;

5 – струбцини.

ЛІТЕРАТУРА

1.  Севбо  П.И. Конструирование и расчет механического сварочного оборудования – К.:Наук. думка, 1978. – 400с.
2.  Теоретические и технологические основы наплавки. Новые процессы механизированной наплавки. Под ред. И.И. Фрумина. К., Изд. ИЭС им. Е.О. Патона АН УССР, 1977. – 112с.
3.  Наплавочные материалы стран – членов СЭВ, И.И. Фрумин, Е.Б.Еремеев, Киев – Москва, 1979. – 396с.  

PAGE  13