Проектирование вала шестерни

В машиностроении достаточно часто встречаются трудоёмкие детали, обладающие высокими техническими требованиями на изготовление. Это влечёт за собой потребность в постоянной модернизаций технологии изготовления деталей, которые включают в себя не только постоянное расширение технологических возможностей металлорежущего оборудования, но и внедрение в машиностроение средств автоматизации для повышения эффективности работы производства.

Для достижения успеха в своей деятельности ремонтным предприятиям требуется вносить существенные коррективы в прежнюю систему управления производством. На помощь приходит научно-технический прогресс. Современные разработки позволяют автоматизировать производство. Люди при этом освобождаются от выполнения многих функций и те возлагаются на специальные приборы, устройства, информационные системы.

В связи с этим, целью работы является снижение трудоёмкости изготовления вал-шестерни шестеренного насоса НШ-32У в условиях ремонтного производства.

1        Технологическая часть

1.1 Анализ служебного назначения ПДМ Aramine L140B

Погрузочно-доставочная машина (ПДМ) Aramine L140B (рисунок 1.1) – самоходный полноприводный узкозахватный погрузчик на пневмоколесном шасси с шарнирно-сочлененной рамой, рабо­тающий от электродвигателей, питающихся от аккумуляторной батареи. Разработана специально для подземных горных работ на узкожильных месторождениях.

Рисунок 1.1 – Общий вид ПДМ Aramine L140B

ПДМ Aramine L140B предназначена для погрузки разрыхлённой горной массы и доставки её до места разгрузки на расстояние не более 160 м, при уклоне поверхности ±5 , при прохождении горно-подготовительных и нарезных выработок, когда нельзя использовать более мощные дизельные ПДМ, по условиям вентиляции, а также требуются маленькие габариты.

Основная особенность конструкции (рисунок 1.2) данной ПДМ — наличие ковшового рабочего органа нижнего черпания, фронтальной разгрузки, в ко­тором горная масса транспортируется к месту разгрузки или перегрузки в дру­гие транспортное средства.

1 – силовая рама; 2 – грузовая рама; 3 – поворотная шарнирная система;

4 – кабина; 5 – отсек для двигателя

Рисунок 1.2 – Конструкция ПДМ Aramine-140B

Данная машина состоит из: передней и задней шарнирно-сочлененными между собой рамами – грузовой и силовой, соответственно;  мостами (перед­ним – жесткий с планетарным элементом, тип блокировки дифференциала – самоблокирующийся и задним – с независимой подвеской и планетарным диф­ференциалом, установленным со стороны колес); силовой установки; ковшо­вого погрузочного органа и кабины управления.

На передней раме установлено навесное оборудование — погрузочный орган, состоящий из ковша, стрелы, рычажного механизма и силовых гидро­цилиндров; на задней — кабина, состоящая из приборной панели, сиденья и элементов управления; отсек для двигателя, состоящий из аккумулятора и электродвигателя; гидравлический бак; гидравлические элементы; трансмис­сия; мост с раздаточной коробкой; рама с независимой подвеской; цилиндры рулевого управления; охладитель.

Шарнирное сочленение полурам обеспечивает их поворот относительно друг друга на 36° в обе стороны с помощью гидроцилиндров. Люлька с неза­висимой подвеской позволяет двум рамам отклоняться относительно друг друга для перемещения погрузчика на неровных поверхностях.

Погрузчик рассчитан на ресурс работы не менее 15000 моточасов и требует минимального планового технического об­служивания; он характеризуется полным отсутствием гидростатики, упрощен­ной электрической трансмиссией и низким уровнем нагрева узлов.

Габариты ПДМ Aramine-140B приведены на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Габариты ПДМ Aramine-140B

В  таблице 1.1 приведены технические характеристики анализируемой ПДМ.

Таблица 1.1 – Технические характеристики ПДМ Aramine-140B

Продолжение таблицы 1.1

1.2 Анализ служебного назначения насоса НШ-32У, входящего в состав тройного насоса гидросистемы, и составление схемы сборки

Принцип действия шестеренного насоса состоит в следующем: при вра­щении вал-шестерни и шестерни на стороне входа создается разрежение, в ре­зультате чего жидкость под давлением атмосферы заполняет впадины между зубьями и в них перемещается со стороны входа на сторону выхода. На выходе при зацеплении зубьев происходит выдавливание жидкости в систему.

Насос НШ-32У (рисунок 1.4) служит для нагнетания масла в гидравлические системы приводов управления навесным оборудованием. Насос работает на минеральных маслах с вязкостью масла 55-70 мм²/с при температуре масла 50±2°С.

1 – корпус; 2,4,11,14 – втулки; 3,12 – зубчатые колеса; 5 – крышка;

6,8 – манжеты; 7,13 – стальные кольца; 9 – опорное кольцо;

10 – стопорное кольцо; 15 – уплотнение; 16 - вклады

Рисунок 1.4 – Устройство шестеренчатого насоса НШ-32 ПДМ Aramine-140B

Корпус насоса выполнен из алюминия и на валу установлены шестерни. В нем отсутствуют подшипники, а вместо них используются бронзовые втулки, которые работают в условиях жидкостного трения. Закрыт крышкой с резиновым уплотните­лем.

В насосе НШ-32У при увеличении износа трущихся поверхностей втулок и зубчатых колес происходит проседание верхних подвижных втулок. Если это проседание больше 0,1-0,15 мм, то увеличенный зазор между разгрузочной пластиной и деталями насоса вызывает разрушение резинового уплотнитель­ного кольца круглого сечения. Замена кольца без уменьшения образовавше­гося зазора не устраняет повторного его разрушения.

В насосе НШ-32У торцовый износ зубчатых колес и втулок не влияет на уплотняющие свойства резиновой манжеты 6, так как она зажата между крыш­кой и корпусом. Кроме того, в насосе бронзовые втулки заменены анти­фрикционными алюминиевыми. Применив алюминиевый сплав, рабочие по­верхности втулок свинцом не покрывают.

У шестеренных насосов КПД может достигать 0,8-0,95%. Этот параметр напрямую связан с протеканием рабочей жидкости (масла) через зазоры между корпусом и зубцовыми головками. Еще могут происходить протечки по самим зубьям. Можно добиться минимальных значений утечек путем занижения за­зоров между корпусом и шестеренками, а также при возникновении внутрен­него давления шестерни прижимаются к боковым стенкам корпуса.

В камере всаса размещена пластина для разгрузки, которая имеет резино­вую обтяжку. Пластина позволяет ликвидировать перекашивание втулок, ко­торое возникает вследствие разной нагрузки в камерах. Данная пластина акку­ратно стоит между втулками и верхней крышки. Для подачи и выхода жидко­сти устанавливаются патрубки с торцов корпуса. Как известно, НШ имеют две стороны вращения, которые можно изменить. Для этого потребуется поменять местами между собой ведомую и ведущую шестерни, а также втулки и развер­нуть крышку. Если поменять входное или выходное направление, то жидкость будет выдавливаться через сальник шестерни. Для отвода излишек жидкости в корпусе нарезано отверстие с резьбой. Отвод выполняется через трубопро­вод, который прикрепляется к штуцеру.

1. ГОСТ 7505 – 89. Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски. – Введ. 1990-07-01 – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 57с.
2. Выбор организационной формы сборки [Электронный ресурс]: URL: http://siteas.ru/referaty_po_kommunikacii_i_svyazi/kursovaya_rabota_proektirovanie_2.html. – Заглавие с экрана. – (дата обращения: 20.12.19 г.)
3. Сурина, Н.В. Сизова Е.И. «Технологические процессы в машино- строении»: электронное учебное пособие (Гриф УМК) / Н. В. Сурина, Е. И. Сизова. - М.: Издательский Дом МИСиС, 2017. – 162 с.
4. Шубина Н.Б., Белянкина О.В. «Материаловедение. Разработка технологического процесса термической обработки». Учебное пособие для выполнения курсовой работы. М.: МГГУ, 2007 - 85 с
5. Выбор и обоснование вида заготовки [Электронный ресурс]: URL: https://studopedia.net/14_9927_vibor-i-obosnovanie-vida-zagotovki.html. – Заглавие с экрана. – (дата обращения 15.07.2019)
6. Гузеев В.И, Батуев В.А, Сурков В.И. «Режимы резания для токарных и сверлильно – фрезерно – расточных станок с числовым программным управлением»: Справочник / Под редакцией В.И. Гузеева. М: Машиностроение, 2005 -368 с.
7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /Под ред. А. Г.Косиловой и Р. К. Мещерякова. — 4-е изд., перераб. и доп.— М.:Машиностроение, 1985.
8. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть 1. – М.: Экономика, 1990.
9. Сурина Н.В. «Технологические процессы в машинсотроении»: учеб. пособие / Н.В. Сурина, Е.И. Сизова. – М: Изд. Дом МИСиС, 2017 – 162с.
10. Статья [Электронный ресурс] // ОАО «ПервыйБит». – Заглавие с экрана – https://staryj-oskol.1cbit.ru/blog/avtomatizatsiya-proizvodstva-sistemy-i-ikh-naznachenie-i-raznovidnosti/. – (дата обращения 10.05.2020)
11. Веб-сайт компании разработчика устройства ПроЭмулятор: [Электронный ресурс] // ООО «Техтанко-21». – Заглавие с экрана. - proemulator.ru (25.05.2020).
12. Масляков, Н. С. Обоснование и разработка метода повышения технической готовности при эксплуатации погрузочно-доставочных машин: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.06 / Масляков Никита Сергеевич. - М., 2016. - 169 с.
13. Масляков, Н.С. Преимущества универсальных станков с компьютерной системой управления. / Н. С. Масляков // Сборник научных трудов, семинар «Современные технологии в горном машиностроении». – 2012. – с. 404 – 412.
14. Базров, Б. М. Модульная технология в машиностроении. / Б. М. Базров. – М.: Машиностроение, 2001. 368 с.
15. Радкевич, Я. М. Расчёт припусков и межпереходных размеров в машиностроении: Учеб. пособ. для машиностроит. спец. вузов – 2-е изд., стер. / Я.М. Радкевич, В.А. Тимирязев, А.Г. Схиртладзе, М.С. Островский – М.: Высш. шк., 2007. – 272 с.
16. Еленева, Ю.А. Экономика машиностроительного производства [Текст] : учеб. для вузов \ Ю.А. Еленева. – М. : Издательский центр «Академия», 2010. – 256 с.
17. Балабанов, А. Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя [Текст] : справ. изд. / А. Н. Балабанов. – М. : Издательство стандартов, 1992. – 464 с.
18. Шубина, Н.Б. Проектирование машиностроительного производства [Текст]: учеб. пособие \ Н. Б. Шубина, О. В. Белянкина. – М. : Горная книга: Издательство Московского государственного горного машиностроения, 2009. – 115 с.
19. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени на термическую обработку металла в печах, ваннах и установках ТВЧ. – М.: Экономика, 1988.