Разработка процесса сборки узла подшипников ротора турбохолодильника

Перечень чертежей:

1. Чертеж выбора и обоснования метода получения заготовки корпуса подшипников (на формате А1) приведен с таблицей основных критерий выбора заготовки и техническими характеристиками:

• Материал детали: Сталь 14Х17Н2 - высоколегированная коррозионно-стойкая сталь.
• Легирующий элемент Хром повышает механические свойства при статической и ударной нагрузке.
• Обладает удовлетворительной пластичностью и неудовлетворительной жидкостекучестью.

В качестве метода получения заготовки выбран ГОШ в закрытых штампах с одной плоскостью разъема.

На чертеже представлены эскизы заготовки и эскизы технологии операции 010 «Многоцелевая с ЧПУ» для перехода 23 и 24. Указаны размеры, шероховатости, радиусы скруглений

2. Эскизы маршрутной технологии (А1) для базового маршрута обработки и предлагаемого маршрута обработки:

• Операция 005. Заготовительная. Заготовка: Поковка (получена ГОШ)
• Операция 010. Многоцелевая с ЧПУ. Оборудование: Обрабатывающий центр HAAS ST-10Y c вспомогательным шпинделем серии DS
• Операция 015. Слесарная. Оборудование: Верстак слесарный
• Операция 020 Внутришлифовальная с ЧПУ. Оборудование: Внутришлифовальный станок "Вулмард"
• Операция 025. Моечная. Оборудование: Моечная машина
• Операция 030. Контрольная. Оборудование: Верстак слесарный
• Операция 035. Гальваническая. Оборудование: Установка для нанесения покрытия

3. Эскизы операционной технологии (А1) операции 010 «Многоцелевой с ЧПУ» для переходов 1-22 с указанием технических условий:

• Выставленный размер обеспечивается инструментом;
• Указанная нумерация граничных точек программ ЧПУ для каждого перехода своя

4. Технологический процесс сборки (А1):

• Технологическая схема общей сборки узла подшипников;
• Технологическая схема узловой сборки втулки;
• Технологическая схема узловой сборки вала;
• Операция 025 Сборочная. Установка втулки в корпус. Приспособление: направляющая;
• Операция 030 Сборочная. Оборудование: пресс;
• Расчёт размерной цепи

Указаны посадки, допуски, позиции

5. Рабочие чертежи планировки рабочего места и схемы контроля (А1) с указанием габаритных размеров и обозначением позиций:

• колонна;
• приёсный стол;
• тара для заготовок;
• тара для готовых изделий;
• обрабатывающий центр HAAS ST-10Y;
• решётка под ноги;
• рабочее место;
• стул;
• инструментальная тумбочка
• резиновая прокладка для демфирования ударов;
• гибкий элемент (гофра);
• поршень тяжелый настолько, чтобы опустить конструкцию;
• подвод к пневмосети

Дополнительные материалы: приведена расчетно-пояснительная записка на 37 страницах, где выполнено проектирование технологического процесса сборки «Узла подшипников».

Узел подшипников является базовой сборочной единицей ротора турбохолодильника. Он воспринимает нагрузки, которые возникают в следствие работы колёс турбины и вентилятора под действием нагнетаемого воздуха.

Описание конструкции: основным узлом турбохолодильника является ротор. Ротор состоит из вала, установленного на двух радиально-упорных подшипниках, маслоотражательных втулок, уплотнителей, осевого колеса вентилятора и радиально-осевого колеса турбины. Подшипники опираются на кольца втулок, вставленных в корпус подшипников, который закрыт уплотнителями. Осевое положение регулируется пружиной, распирающей втулки. Соединение узла подшипников с корпусом осуществляется с помощью винтов и шайб. Стопорение соединения обеспечивается проволокой. В корпусе подшипников предусмотрены масляные каналы, а также каналы для прохождения охлаждающего воздуха, отбираемого из полости между колесом турбины и уплотнителем. В корпус ТХ через одно из отверстий, расположенных в верхней части корпуса заливается масло для смазки подшипников с помощью фитилей. Представлены схемы узла подшипников и ротора турбохолодильника.

Выполнен анализ основных технических требований на сборку. К основным техническим требованиям относятся: допуск радиального биения поверхности В корпуса подшипников относительно оси вала - 0,01 мм; допуск торцевого биения поверхности Б относительно оси вала - 0,008 мм; провести статическую балансировку узла; обеспечить совпадение торцев колец с торцевыми поверхностями корпуса в пределах 0,2 мм. Приведены посадки, применяемые при сборке узла подшипников, и схемы контроля.

Тип производства и метод работы: проектирование технологического процесса сборки узла подшипников осуществляется для условий серийного производства. Методом работы при сборке узла выбран непоточный метод.

Выполнен выбор метода достижения точности сборки. Выделена размерная цепь, которая получается в результате установки подшипников в корпус подшипников. Точность сборки достигается методом полной взаимозаменяемости. Недостаток метода - высокая стоимость изготовления изделия.

Разработана технологическая схема общей сборки корпуса подшипников. На общую сборку поступают корпус подшипников и втулка плавающая. В качестве базового элемента выделен корпус подшипника. Сборку начинают с установки в корпус упорной втулки, обеспечивая совмещение отверстий под стопор. Запрессовывают стопор в корпус подшипников. Шплинтуют соединение, отгибая шплинт в специально предусмотренное отверстие. Устанавливают штифты. Устанавливают втулку и укладывают пружину в предусмотренную для этого полость. Со стороны фланца корпуса подшипника заводят вал с напрессованным на него подшипником. Со стороны свободного конца вала в корпус подшипников устанавливают ещё одну втулку. На свободный конец вала напрессовывают подшипник. Продевают фитили через пазы, таким образом, чтобы они касались шеек вала. После сборки изделие подвергается контролю по основным техническим требованиям. Производится проверка радиального и торцевого биения поверхностей, а также статическая балансировка узла подшипников.

Вычислено усилие запрессовки подшипников, равное 5390 Н. По нему определено усилие пресса – 8085 Н.

Выполнена разработка технологического процесса сборки с выбором оборудования, сборочных инструментов, заполнением карт. Процесс сборки состоит из операций: 005 Комплектовочная; 010 Слесарная; 015 Сборочная; 020 Сборочная; 025 Сборочная; 030 Контрольная; 035 Балансировочная. Трудоёмкость сборки узла подшипников составит 6,72…8,72 мин.

Выполнено проектирование технологического процесса изготовления детали «Корпус подшипников».

Корпус подшипников предназначен для базирования деталей подшипникового узла. Деталь эксплуатируется при нагрузках, возникающих от передачи сил реакций от подшипников качения, в масле ЛЗ-240, которое вызывает коррозию. Испытывает нагрузки от соединения с натягом по внутренней поверхности. Имеют место вибрации. Давление воздуха в каналах - 100 кПа. Интервал температур: +20℃…+70℃.

Выполнен анализ технических требований (анализ требований к твердости; к размерной точности; к форме и взаимному расположению поверхностей; к шероховатости; к покрытию) и разработана схема контроля.

Принят вид заготовки – поковка. Выбран метод получения заготовки - ГОШ в закрытых штампах с одной плоскостью разъема. Две операции: штамповка в открытых штампах и прошивка перегородки.

Разработан маршрут основных поверхностей (для внешней цилиндрической поверхности ⌀80): заготовка, точение черновое, точение получистовое, точение чистовое, шлифование предварительное и окончательное.

Разработан маршрутный технологический процесс изготовления детали. В качестве оборудования выбран обрабатывающий центр с вспомогательным шпинделем. Операции:

• Операция 010: Токарно-фрезерно-сверлильная с ЧПУ Установ А (черновое и получистовое и чистовое точение поверхностей ∅80, ∅53, ∅48 и прилежащих торцевых поверхностей) и Установ Б (точить поверхность ∅53 и канавки на ней, прилегающий к ней торец, фаску 30º, наружный цилиндр ⌀75, фрезеровать наружный контур бобышек и обработать пазы 6,6х11,6 мм)
• Операция 015: Внутришлифовальная (подготовка внутренней цилиндрической поверхности ∅48 к сборочной операции)
• Операция 020: Моечная
• Операция 025: Сушильная
• Операция 030: Контрольная
• Операция 035: Гальваническая (нанесение покрытия М18…24 на внутреннюю цилиндрическую поверхность ∅48)
• Операция 040: Сборочная

Разработан операционный технологический процесс изготовления детали:

• Операция 010: Токарно-фрезерно-сверлильная с ЧПУ. Оборудование: Обрабатывающий центр HAAS ST-10Y c вспомогательным шпинделем серии DS. Установ А (точение и сверление. Для точения выбран упорный проходной резец. Материал режущей части - Т30К4. Для обработки отверстий принят быстрорежущий материал Р6М5). Установ Б (точение и фрезерование пазов. Для точения выбран упорный проходной резец с материалом режущей части - Т30К4. Фрезерование выполнять концевой фрезой с материалом Р6М5)
• Операция 015: Внутришлифовальная (Выбран станок 3К227В. Приспособление - патрон. По ГОСТ 2424-83 выбран Круг 1-32х32х10-25А-F46-М-7-V-50-А-2 ГОСТ Р 52587-2006).

Планировка рабочего места токаря для операции 010 выполнено в соответствии со стандартом ОСТ-0192-71. Основная рабочая поза – стоя. Габариты обрабатывающего центра 1300×3000 мм. Рабочий должен стоять возле компьютера станка и возле экрана. Расстояние от рабочего до приемного стола с заготовками и тумбочки с инструментами увеличено до 900 мм. Под ногами рабочего - решетка.

Проект состоит из двух независимых между собой частей. Первая часть включает в себя разработку технологического процесса сборки узла подшипников, входящего в состав ротора турбохолодильника; в ней рассмотрены требования, предъявляемые данному сборочному узлы, дано их обоснование исходя из условий эксплуатации, предложена последовательность осуществления сборки с расчетом норм времени. Вторая часть содержит анализ и последовательность изготовления корпуса подшипников с выбором заготовки, оборудования и режущих инструментов.

В программе: Компас 3Dv