ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Выбор материала и вида заготовки из "Принципы построения технологии тяжелого машиностроения " Особенно большие возможности снижения веса деталей приданием им рациональной формы имеются в условиях тяжелого машиностроения. Конструкторам и технологам более тщательно следует изучать действительные напряжения, возникающие в деталях при работе машин и на основании расчетов выбирать их рациональную форму, обеспечивающую повышение их жесткости и прочности. [c.183] Немалое значение в завышении веса машин имеет и то, что значительная часть допустимых напряжений и коэффициентов запасов прочности, рекомендуемых справочной литературой, устарела и не базируется на современных теориях прочности и на богатом опыте промышленности. Опыт, накопленный промышленными предприятиями, научно-исследовательскими институтами и конструкторскими бюро, не обобщен. [c.183] Правильный выбор материала также влияет на вес и стоимость. заготовок. Например, перевод изготовления пневматических цилиндров диаметром 400 мм с поковки на литье позволил уменьшить вес заготовки в 2 раза. Соответственно уменьшилась и ее стоимость. [c.184] Во многих случаях вес ведущей детали определяет габариты и вес машины. Применение легированных и низколегированных марок стали, титановых, алюминиевых и других легких сплавов дает возможность снизить вес, а иногда и габариты ведущей детали. Снижается и вес машины. [c.184] Иногда сталь можно заменять высокопрочным чугуном, а легированные стали сталями-заменителями, что обеспечивает снижение себестоимости выпускаемой продукции. Так, на одном из заводов применение только одной стали-заменителя 38ХГН взамен легированных сталей ОХНШ, 40Х и др. обеспечило получение экономии около 100 тыс. руб. в год. [c.184] Значительное снижение стоимости и расхода материалов дает применение неметаллических материалов, пластических масс, каменного литья, железобетона и др. Замена в кислотоупорном насосе металлического корпуса на пластмассовый разрешило уменьшить его вес на 35% и улучшить эксплуатационные качества. Расчеты, проведенные на Уралмашзаводе, показали, что применение каменного литья дает возможность сократить расход металла на 2—3 тыс. тонн в год. Применение в машиностроении железобетона также сокращает расход металла. Так, для четырехкубового экскаватора разработана конструкция железобетонного противовеса. Внедрение новой конструкции даст экономию металла по каждому противовесу в 16 раз. [c.184] Термическая обработка и поверхностное упрочнение ведущих деталей также приводит к сокращению веса машин. Примером влияния упрочняющей технологии на размеры детали и всей машины может служить использование накатки поверхности эксцентрикового вала механического пресса давлением 4000 т на НКМЗ. Накатка шеек эксцентрика и галтелей позволила уменьшить диаметры вала на 25%. [c.184] У деталей, обработанных накаткой роликом, значительно повышается сопротивление износу. Накатка шлифованных образцов из стали 40 повышает предел выносливости с 24,5 до 30,8 кг/мм , т. е. на 26%. Накатка роликом вагонных осей увеличивает срок их службы в 25 раз. Накатка роликом пальцев кривошипа паровоза увеличивает в 2 раза предел их выносливости. [c.184] Внедрение термообработки заготовок обеспечивает экономию металла, сокращение цикла производства и затрат труда. Например, при изготовлении вала диаметром 160 мм и длиной 4670 мм. с термообработкой в заготовке достигается сокращение расхода металла на 190 кг или на 17%, цикла производства на 6 суток или на 32%, затрат труда на 20%. [c.185] В целях повышения коэффициента использования металла надо критически подходить к выбору вида заготовок. Необходимо проверить фактические напряжения, возникающие в процессе эксплуатации в данном узле или детали, и только после этого вводить новый более прогрессивный вид заготовки. [c.185] Большую экономию дает применение комбинированных сварно-литых, сварно-кованых или сварно-штампованных конструкций. Так, перевод станины пресса мощностью 6300 т с литой на сварную конструкцию разрешил снизить ее вес с 180 до 140 т, цикл производства с 62 до 37 суток, трудоемкость механической обработки с 2120 до 1460 нормо-час. [c.185] На Харьковском турбинном заводе им. Кирова крупные литые конструкции турбин также были переведены на сварные и сварнолитые, что дало значительный экономический эффект. Так, литой корпус редуктора турбины ГВ-7 был переведен на сварно-литое исполнение. В результате длительность производственного цикла сократилась с 96 суток до 62 суток, а трудоемкость с 6597 нормо-час. до 5139 нормо-час. Вес уменьшился на 4600 кг. [c.185] На Уралмашзаводе перевод с литой на сварно-литую конструкцию нижней рамы трехкубового экскаватора дал снижение веса каждой рамы на 5,3 т, что составляет 32% от общего веса. Перевод на сварно-литую конструкцию рамы напольно-завалочной машины снизил ее вес на 3 m или на 25%. [c.185] Часто замена поковки литьем резко сокращает вес заготовки и обеспечивает необходимые механические свойства при эксплуатации изделий. Так, коленчатый вал грязевого насоса тяжелой буровой установки был запроектирован из поковки и по своим габаритным размерам не мог быть переведен на штамповку при чистом весе вала 120 кг кованая заготовка весила 400 кг, превышая чистый вес изделия в 3,3 раза. Механическая обработка кованого вала была очень трудоемкой. Дополнительные исследования и расчет возникающих напряжений в коленчатом вале при эксплуатации грязевого насоса выявили возможность замены заготовки вала с поковки на литье. [c.186] Если старая заготовка коленчатого вала из поковки (фиг. 74,а) весила 400 кг, то заготовка литого коленчатого вала (фиг. 74, б) весит всего 160 кг, т. е. расход металла на заготовку сократился в 2,5 раза. Кроме этого, изменился технологический процесс механической обработки вала. Он стал более производительным. По новой технологии ликвидированы высверливание и вырезка материала в колене коленчатого вала. Сократилось время обработки коренных и мотылевых шеек вала, а также объем обработки щек вала. Общее снижение затрат труда на один комплект буровой установки составляет 50%. Старая и новая технология механической обработки коленчатого вала приведены в табл. 22. [c.186] Разметка осевых и концевых торцов Строжка в размер концевых торцов двумя суппортами с установкой по 8 шт. [c.186] Усовершенствование конструкции заготовки и улучшение технологии литья также способствуют сокращению расхода материалов и затрат труда. Для примера можно рассмотреть изготовление бронзовых колец — сепараторов (фиг. 75). Предусматривались обточка колец кругом и сверление отверстий диаметром 54 мм. Так как кольца не имеют сопрягаемых поверхностей, за исключением опорного торца, и служат лишь обоймами для шариков, обработка кругом не нужна и проводится лишь из-за несовершенной технологии производства литых колец. После усовершенствования технологии кольца стали отливаться прямо по размерам путем применения секционных металлических моделей со стержнями для отверстий диаметром 54 мм. Механическая обработка сохранилась лишь для опорного торца. В результате расход материалов снизился на 250%, а затраты труда на 85%. [c.187] В машиностроении часто применяется цветное литье, в особенности бронзовые втулки. Перевод бронзовых втулок на биметаллические только по одной буровой установке дает 84,5% экономии бронзы на комплект. [c.187] Большую экономию металла и затрат труда дает перевод заготовок с поковки и литья на штамповку, но в этом случае должна быть определенная нартионность изготовляемых изделий. Примером такого перевода является изготовление заготовки малой конической шестерни ротора тяжелой буровой установки штамповкой вместо поковки (фиг. 76). Вес поковки 188 кг, вес штампованной заготовки 117 кг. Следовательно, перевод на штампованную заготовку дает экономию 71 кг или 60%. Одновременно затраты труда уменьшаются в 4 раза. [c.187] Вернуться к основной статье