Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, МАШИНОСТРОЕНИЕ

Разработка технологии получения дорожек качения шарикового упорно-радиального подшипника методом сварки инфракрасным излучением

irina_krut2019 3025 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 121 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 14.01.2020
Цель выпускной квалификационной работы – усовершенствование конструкции и технологии изготовления упорно-радиального подшипника методом сварки ИК-излучением за счет определенных задач: 1. Разработка технологической схемы для сварки дорожек качения ИК-излучением 2. Разработка конструкции технологического оборудования для сварки ИК-излучением 3. Разработка автоматизированной структурно-функциональной схемы сварки ИК-излучением кольца упорно-радиального подшипника 4. Определение технологических режимов сварки ИК-излучением 5. Проведение анализа экономической эффективности, экологичности и безопасности проведения работ при изготовлении дорожек качения Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2010, количество страниц 119, формул 43, таблиц 21, рисунков 44. Графическая часть содержит 11 чертежей форматов А1, А2, А3, А4 и выполнена с помощью программы автоматизированного проектирования «Компас-3D V17».
Введение

С давних времен человек сталкивался с проблемой преодоления трения между двумя поверхностями и увеличением скорости движения, а также уменьшения усилий, прилагаемых для вращения. Трение всегда препятствовало свободному вращению деталей. Даже просто волочить какой-либо тяжелый предмет по сухой, шероховатой земле куда сложнее, чем по мокрой, скользкой глине, например. Если говорить на языке техники, то трение можно уменьшить заменив сухое трение жидкостным трением скольжения или качения. С одной стороны трение положительно сказывается на технике, ведь именно благодаря ему работают тормоза. Но трение имеет и отрицательные последствия - оно нагревает металл, вызывает его износ и может привести к поломке машины. Опорные участки вала - их называют шипами или шейками - протачивают, шлифуют и помещают в специальные опоры - подшипники, которые разделяются на 2 основные группы: подшипники качения и подшипники скольжения. Подшипники скольжения состоят из корпуса с отверстием и запрессованной в него втулки, а чаще - из разъемного корпуса и вкладышей. При сборке вал кладется отшлифованными шейками на нижние половинки вкладышей и накрывается верхними половинками. Благодаря тому, что трущиеся детали делают всегда из разных материалов (валы - из черных металлов, вкладыши - из бронзы или другого сплава), трение значительно снижается. Но этого мало. На внутренней поверхности вкладышей имеются бороздки, по которым растекается смазка. Как только вал начинает вращаться, он затягивает под шейки частицы масла. Постепенно между валом и вкладышами образуется масляная пленка, она приподнимает вал, и он вращается, уже не касаясь поверхности вкладышей. Так сухое трение заменяется жидкостным. При больших частотах вращения даже трение жидкостного скольжения вызывает сильный нагрев подшипника. Его надо охлаждать, и это обязанность также поручается маслу. В одних подшипниках устраивают масляную ванну, а на вал надевают кольца, которые, вращаясь, подают свежее масло из ванны на шейку вала. В другие подшипники непрерывно подают масло при помощи специальных насосов. Масло одновременно и смазывает трущиеся поверхности, и охлаждает их. Обеспечить надежную работу подшипников скольжения не просто: они требуют повседневного ухода. Значительно надежнее и удобнее в эксплуатации подшипники качения. В таких подшипниках стальные шарики (шариковые подшипники) или ролики (роликовые подшипники) катятся по канавкам колец, поставленных между вращающимися валом и неподвижной опорой. На преодоление трения в шариковых подшипниках тратится всего несколько тысячных долей общей нагрузки на вал. Смазывать их надо густым маслом только при очередных ремонтах машин. Решая вопрос о том, какому виду подшипников отдать предпочтение, надо учитывать, что подшипники скольжения плохо работают при трогании с места, пока не образовалась масляная пленка (к тому же при резких толчках на валу эта пленка легко нарушается). Подшипники качения, наоборот, хорошо работаю при трогании с места. Но и у них есть недостаток: они плохо переносят очень большие нагрузки, когда давление на шарики или ролики оказывается чрезмерно большим. Поэтому для каждого узла машины подбирается соответствующий тип подшипника.
Список литературы

1. Баранов М.С., Вощинский М.Л., Геннрихс И.Н. Лазерная сварка металлов. 2. Лазерная сварка металлов. / Малащенко А.А., Мезенов А.В. Машиностроение, 1984 г. 45 с. 3. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — Т. 2. — 912 с. 4. Ничипорчик С. Н., Корженцевский М. И., Калачев В. Ф. и др. Глава 13. Подшипники скольжения // Детали машин в примерах и задачах: [Учеб. пособие] / Под общ. ред. С. Н. Ничипорчика. — 2-е изд. — Мн.: Выш. школа, 1981. — 432 с. 5. Леликов О. П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин. Конспект лекций по курсу "Детали машин". — М.: Машиностроение, 2002. — 440 с. 6. Иосилевич Г. Б. Детали машин: Учебник для студентов машиностроит. спец. вузов. — М.: Машиностроение, 1988. — 368 с. 7. Куликов А.В., Попов И.А. - Лазерная сварка, "Сварочное Производство". 2010 г Журавлев Ю. Н. Активные магнитные подшипники: Теория, расчет, применение. - СПб.: Политехника, 2003 8. Орлов П.И. Основы конструирования/Справочно-методическое пособие в 2-х книгах. М.: Машиностроение, 1988 9. Черменский О.Н., Федотов Н.Н. Подшипники качения. Справочник-каталог. М: Машиностроение, 2003 10. Николаев Г. А. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. — М.: Машиностроение, 1978 (1-4 т). 11. В.Н. Петровкий, «Физические основы и технологические особенности лазерной сварки. Учебное пособие», Типография МИФИ, 2005г, с.12; 12. Малыш В. М., Сорока М. М. Электрическая сварка. — Киев: Техніка, 1986 13. С. А. Чернавский Подшипники скольжения. М., «МАШГИЗ», 1963., 243 с. 14. Информационный сайт компании «Сварка Плюс», научная статья «Сущность и основные преимущества сварки лазерным лучом», [Электронный ресурс], http://svarkaplus.pulscen.ru/news/150486, (дата обращения 2.05.2015); 15. Пат. RU №2440204 Установка для намотки тонкого проката в рулон 16. Информационный сайт компании «ТехноЛазер», научная статья «Лазерные технологии. Лазерная сварка», [Электронный ресурс], 17. http://www.technolaser.ru/russian/album_svar.html, (дата обращения 29.04.2015);ГОСТ 21996-76 Лента стальная холоднокатаная термообработанная 18. Пат. RU №283160 Подшипник 19. Пат. RU № 2391568 Подшипник и способ его изготовления 20. Пат. UA № 2100123 Способ изготовления колец подшипников 21. Пат. RU №581884 Упорно-радиальный подшипник качения 22. Пат. RU №501452 Способ стабилизации параметров колец шарикоподшипников 23. Пат. RU № 2581408 Способ стабилизации параметров подшипника 24. Пат. RU №2269687 Способ нанесения антифрикционного покрытия на стальные тонкостенные вкладыши подшипников качения 25. Пат. RU № 2477757 Устройство для поверхностной закалки кольца 26. Пат. RU № 2154752 Подшипник шариковый упорно-радиальный 27. Пат. RU №83565 Подшипник шариковый упорно-радиальный 28. Информационный портал weldzone.info, научная статья «Лазерная сварка», [Электронный ресурс],http://weldzone.info/technology/lazernaya-svarka/865-lazernaya-svarka, (дата обращения 2.05.2015); 29. ГОСТ 22233, Раздел 7. Методы контроля, п. 7.16 30. ГОСТ 1133-71Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент 31. А. Игнатов, статья по теме «Лазерная сварка сталей», [Электронный ресурс], http://laseris.ru/public/articles_pdf/article_2647_305.pdf, журнал «Фотоника», 2008г, с. 11,12,15, (дата обращения 29.04.2015); 32. А.Г. Григорьянц, «Технологические процессы лазерной обработки», Учебное пособие для вузов, Издастельство МГТУ им. Баумана, 2006г; 33. В.М. Таран, А.В. Лясникова/Учебное пособие/Автоматизированное оборудование для плазменного напыления порошковых покрытий 2007-32с 34. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. — Москва: Машиностроение, 1972. — С. 320. 35. H. Busch. Berechnung der Bahn von Kathodenstrahlen im axialsymmetrischen elektromagnetischen Felde // dans Annalen der Physik, vol. 386, no 25, 1926, p. 974—993 36. Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифшин Ф. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: в двух книгах. Пер. с англ. — М.: Мир, 1984. 303 с. 37. M. Knoll, E. Ruska. Das Elektronenmikroskop // dans Zeitschrift fur Physik A Hadrons and Nuclei, vol. 78, 1932, p. 318—339 38. Новый Политехнический Словарь, Москва, Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», Москва, 2000 г. 39. Фридман Я. Б. Механические свойства металлов. Изд. 3-е, в 2-х частях. — М.: «Машиностроение», 1974 40. http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stk/65G 41. Зотов О. Г., Кисельников В. В., Кондратьев С. Ю. Физическое металловедение. СПБГТУ, 2001 42. Раздорожный А. А. Охрана труда и производственная безопасность: Учебно-методическое пособие — Москва: Изд-во «Экзамен», 2005. — 512 с. 43. URL: https://www.autowelding.ru/index/0-44 44. Информационный сайт компании НТО «ИРЭ-Полис», раздел продукция «Промышленные волоконные лазеры. Основные характеристики промышленных волоконных лазеров», http://www.ntoire-polus.ru/HP%20fiber%20laser.pdf, (дата обращения 2.05.2015); 45. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений" (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 1 октября 1996 г. N 21) 46. Шуберт Ф. Е. Светодиоды. — М.: Физматлит, 2008. — С. 61, 77—79. — 496 с. 47. Годжелло М. Г. Взрывы промышленных пылей и их предупреждение — М.,1952 С. 100 48. URL: http://goodsvarka.ru/oborudovanie-i-materiali/ventiljacija/ 49. Габович Р.Д., Познанский С.С., Шахбазян Г.Х./ Гигиена./ 1981г.-320 стр. 50. СанПиН 2.2.4.548-96 и ГОСТ 12.1.005-88 51. ПРПЦ-ПГП: Федеральный закон об экологической экспертизе / Документы / Гражданская экспертиза 52. Безопасность жизнедеятельности на производстве: выполненное Учебник сварке для студентов вузов, исследований обучающихся по специальностям 311300, выполненные 311500, таблица 311900/ В.И. Курдюмов закрепить.- 2-издание, переработанное и прокат дополненное части. - М.: Колос, КолосС, кольца 2003.- 432 с. : ил. 53. http://www.provento-ventilation.ru/info/articles/ventilyatsiya-svarochnogo-tsekha/ 54. URL: http://www.dpioos.ru/eco/ru/noise 55. Суворов Г.А., Шкаринов Л.Н., Денисов Э.И. Гигиеническое нормирование производственных шумов и вибраций. — Москва: Медицина, 1984. — 240 с. 56. Информационный сайт компании «Марбо», раздел продукция «CW-7500EN. Чиллер для лазерного оборудования 57. URL: http://electrogazosvarka.ru/svarka2/glava1/svarochnye-shlak
Отрывок из работы

1 Аналитический обзор литературы Подшипник - сборочный узел, являющийся частью упора или опоры и поддерживающий ось, вал или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает линейное перемещение, вращение или качение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции. Если шейка вала в подшипнике скользит непосредственно по опорной поверхности, то он называется подшипником скольжения. Если между шейкой вала и опорной поверхностью имеются шарики или ролики, то такой подшипник называется подшипником качения. Назначение подшипника – увеличение скорости движения, а также уменьшения прилагаемых усилий, чтобы избежать нагрев металла, потери энергии и износ. Основные типы подшипников по принципу работы: • подшипники скольжения; • подшипники качения. 1.1 Подшипник скольжения Подшипник скольжения — опора или направляющая механизма, использующая трение скольжения по контактным поверхностям. Для таких подшипников специально подбирают материалы с минимальным коэффициентом трения, образующие пару трения. Для уменьшения тепловыделения, снижения трения в зону контакта обычно подается смазка. Рисунок 1 – Радиальный подшипник скольжения Самые распространенные подшипники скольжения конструкция, которых включает корпусную деталь 3 с установленным антифрикционным вкладышем 2. В отверстии вкладыша с зазором вращается шейка вала 5, либо линейно перемещается шток. Через систему отверстий 1 и распределяющих канавок в зазор подается смазка 4, разделяющая контактирующие поверхности. Смазка может подаваться специальным шприцем через масленку. Смазка является одним из основных условий надёжной работы подшипника и обеспечивает низкое трение, разделение подвижных частей, теплоотвод, защиту от вредного воздействия окружающей среды. Смазка бывает: • жидкой (минеральные и синтетические масла, вода для неметаллических подшипников); • пластичной (на основе литиевого мыла и кальция сульфоната); • твёрдой (графит, дисульфид молибдена и др.) ; • газообразной (различные инертные газы, азот и др.). Одним из факторов дающих возможность опорам скольжения эффективно конкурировать с шарикоподшипниками является конструктивное разнообразие, позволяющее успешно решать множество задач. Их классификация включает следующие виды подшипников скольжения: • по типу воспринимаемой нагрузки опоры для компенсации радиальных, осевых, комбинированных усилий; • разъемные и неразъемные; • в зависимости от типа движения для линейных перемещений или вращения; • по типу трения с сухим, полусухим, полужидким, жидким, граничным, газовым трением; • еще одна классификация, основанная на способе трения, выделяет гидростатические и гидродинамические, а также газостатические или газодинамические разновидности; • по материалам металлические и из неметаллов; • особые виды, например, сферические самоустанавливающиеся, самосмазывающиеся, сегментные. Таблица 1 – ГОСТ для подшипников скольжения Преимущества опор скольжения: • малые радиальные габариты; • стойкость к ударам, вибрациям; • повышенная работоспособность на больших скоростях; • возможность выдерживать значительные нагрузки; • точность установки; • невысокая стоимость, особенно, в случае больших диаметров валов; • возможность использования аналогичных конструкций, как для вращательного движения, так и для линейных перемещений (разница в геометрии смазочных канавок втулок); • простота изготовления; • точность установки вала; • для некоторых пар трения (капролон, зеламид, фторопласт со сталью) возможна работа без смазки; • возможность выполнения разъемных конструкций; • допустимость работы в воде, пищевых или агрессивных средах при соответственном подборе материалов. Недостатки: • значительные линейные размеры; • из-за малой номенклатуры покупных серийных изделий в большинстве случаев требуется самостоятельное изготовление; • больший чем в шарикоподшипниках коэффициент трения и соответственно меньший кпд; • необходимость в хорошей смазке для большинства пар трения; • значительное тепловыделение, нагрев, износ при недостаточности смазки; • необходимость в дорогостоящих антифрикционных материалах, например, оловянистой бронзе, фторопласте; • неравномерность износа втулок и цапф. 1.2 Подшипник качения Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба — дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения. Классификация подшипников качения: По виду тел качения: • Роликовые (игольчатые, если ролики тонкие и длинные); • Шариковые: Рисунок 2 – Упорный шариковый подшипник По типу воспринимаемой нагрузки: • Упорно-радиальные, • Радиально-упорные: Рисунок 3 – Шариковый радиально – упорный подшипник Сепаратор, как правило, центрирует тела качения, обеспечивает равномерное расстояние между ними и препятствует их соприкосновению. Стандартным материалом для штампованных сепараторов является сталь, для некоторых конструкций - латунь. Массивные сепараторы изготавливают из латуни, стали, твёрдых полимеров и прочих материалов. Сепараторы из термопластичных полимеров получили широкое распространение, особенно сепараторы из армированного полиамида. Кольца подшипников и тела качения преимущественно изготавливают из закалённой хромистой стали, но помимо неё применяется также цементованная сталь. Специальные подшипники для экстремальных условий эксплуатации - нагрузка, частота вращения, температура, коррозия - изготавливают из жаростойких или нержавеющих сталей, полимеров, керамики и прочих материалов. Таблица 2 – ГОСТ для подшипников качения По сравнению с подшипниками скольжения имеют следующие преимущества: • меньшие потери на трение, следовательно, выше КПД и меньше нагрев; • меньший момент трения при пуске; • экономия редких цветных материалов, которые чаще всего используются при изготовлении подшипников скольжения; • меньшие габаритные размеры в осевом направлении; • упрощенное обслуживание; • меньший расход смазочного материала; • невысокая стоимость вследствие массового производства стандартных подшипников; • простота ремонта машины, т.к. подшипники легко взаимозаменяемы. Недостатками подшипников качения являются: • ограниченная возможность применения при очень больших нагрузках и высоких скоростях; • непригодность для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания; • значительные габаритные размеры в радиальном направлении и масса; • шум во время работы, обусловленный погрешностями форм; • сложность установки и монтажа подшипниковых узлов; • повышенная чувствительность к неточности установки; • высокая стоимость при мелкосерийном производстве уникальных по размерам подшипников. 1.3 Отличие подшипников В данной работе используется упорно-радиальный подшипник. Нужно понимать разницу между двумя типами подшипников: упорно-радиальным и радиально-упорным. Первые распространены своих значительно меньше чем вторые и воспринимают являются токоведущей, по сути, разновидностью процессов упорных подшипников, целью воспринимая механизмах в первую очередь количество нагрузки осевые (аксиальные). Упорный подшипник – подшипник, воспринимающий нагрузку, действующую по оси вала, и компенсирующий его осевое смещение. Состоит он из двух колец и расположенных между ними тел качения, в нашем случае – это шарики, которые, как правило, закреплены на сепараторе. Упорный подшипник допускает меньшую частоту вращения, так как дорожки качения могут воспринимать только лимитные центробежные нагрузки, возникающие при движении тел качения. В случае если требуется более высокая частота, рекомендуется использовать упорно-радиальные подшипники. Упорно – радиальный подшипник – предназначен для восприятия осевых (70 – 80 %) и радиальных нагрузок (20 – 30%). Рисунок 4 – Упорно – радиальный подшипник Радиальный подшипник способен воспринимать преимущественно радиальные нагрузки (силы, направленные перпендикулярно оси вала) и, в меньшей степени, осевые нагрузки (силы, направленные параллельно оси). Радиально-упорные шарикоподшипники имеют дорожки качения на внутреннем и наружном кольцах, смещённые относительно друг друга вдоль оси подшипника. Такая конструкция позволяет подшипнику воспринимать комбинированные нагрузки, то есть нагрузки, действующие в радиальном (70-80%) и осевом направлениях (30-20). 1.4 Оборудование для изготовления дорожек качения Пат. RU № 2440204 Установка для намотки тонкого проката в рулон. Изобретение предназначено для повышения точности и плотности навивки в рулон металлической ленты, предназначенной для изготовления колец подшипника. Устройство для намотки ленты в рулон содержит привод, кинематически связанный с оправкой для намотки ленты, имеющей в середине щель для фиксации начала ленты. Получение рулона с точными наружным и внутренним диаметрами обеспечивается за счет того, что оправка выполнена в виде диска, имеющего кольцевую выточку с внутреннем и наружным диаметрами, выполненными большими требуемых диаметров рулона после его снятия с оправки на величину упругой деформации рулона, устройство снабжено упором, механизмом перемещения оправки вдоль оси до упора и механизмом натяжения ленты, упор снабжен пазом для подачи ленты в канавку оправки, а механизм натяжения ленты выполнен в виде неподвижной щели с изгибом, через которую подается лента.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Машиностроение, 92 страницы
350 руб.
Дипломная работа, Машиностроение, 104 страницы
2600 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg