48983

Проект установки для наплавлення

Курсовая

Производство и промышленные технологии

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.

Украинкский

2013-12-18

844.5 KB

2 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 Pmгальмуюча сила, Pm=1400Н;

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

µmкоефіцієнт тертя гальмуючої колодки, µm=0.2;

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

dkдіаметр цапфи касети, dk=0.032м;

µkкоефіцієнт 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 Pnзусилля притиску дроту, Pn=7000H;

f1коефіцієнт тертя у підшипнику притискую чого ролика, f1=0.03;

dсередній діаметр підшипника, d=0.03м;

f2коефіцієнт тертя кочення ролику по дроту, f2=0.007;

Dxдіаметр притискного ролика, Dx=0.05м;

Dв – діаметр ведучого ролика, Dв=0.05м;

nxчисло 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:

Т³Т1234=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;

Qkнавантаження 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


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5289. Общие понятия об устойчивости работы объектов экономики и жизнеобеспечения населения 167 KB
  Общие понятия об устойчивости работы объектов экономики и жизнеобеспечения населения. Факторы, влияющие на устойчивость этих объектов УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ: Довести до слушателей содержание, организацию подготовки отраслей и объектов к устойчивому функцио...
5290. Действия руководителей формирований ГО и РСЧС при организации и проведению АСДНР 109.5 KB
  Действия руководителей формирований ГО и РСЧС при организации и проведению АСДНР УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ: Совершенствовать знания и навыки руководителей формирований ГО и РСЧС по организации и проведению АСДНР. ВРЕМЯ...
5291. Защита населения путем эвакуации при чрезвычайных ситуациях 114 KB
  Защита населения путем эвакуации при чрезвычайных ситуациях 1 Изучить с требования руководящих документов по организации, планированию и проведению эвакуационных мероприятий в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени. Изучить виды о...
5292. Воздействие поражающих факторов ядерного оружия, обычных средств поражения и основных АХОВ на население и объекты 1.4 MB
  Изучить характеристику очага ядерного поражения. Изучить характеристику очагов поражения обычных средств поражения. Ознакомить с воздействием токсичных свойств основных АХОВ на население Место проведения занятия: класс инженерной защиты...
5293. Прогнозирование и оценка инженерной обстановки в интересах подготовки к защите и по защите населения, материальных и культурных ценностей 715 KB
  Изучить сущность прогнозирования обстановки в интересах защиты населения и территорий. Изучить метод прогнозирование инженерной обстановки на территории города при воздействии ядерных средств поражения. Ознакомить с методом прогнозирование...
5294. Организация строительного производства. Проектирование строительных. Генеральных планов 438.5 KB
  Введение Настоящие методические указания определяют состав, содержание, объем, последовательность и методику проектирования строительного генерального плана в курсовом и дипломном проектах по организации строительства. Предлагаемые методические указ...
5295. Эпоха Петра Великого 81 KB
  Задание №1 Что означают эти понятия. Адмиралтейство, ассамблеи, Берг-коллегия, великое посольство, всешутейший и всепьянейший собор, Генерал-прокурор, генералиссимус, Генеральный регламент, Главный магистрат, гражданская азбука, князь-кесарь...
5296. Комплексная оценка основных показателей качества бензина 310.88 KB
  Комплексная оценка основных показателей качества бензина. Цель работы, изучение технических норм на бензин, методик и приборов, выполнение испытания по определению плотности, фракционного состава, наличия водорастворимых кислот и щелочей, октанового...
5297. Машины для укладки рельсошпальной решетки 2.52 MB
  Введение Данная курсовая работа посвящена изучению путевых машин и механизированных комплексов выполняющих различные работы в путевом хозяйстве. Тема работы - машины для укладки рельсошпальной решётки. Целью работы является подробное изучение к...