Научная статья на тему 'Способ восстановления крестовины карданного вала'

Способ восстановления крестовины карданного вала Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
2503
212
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Агроинженерия
ВАК

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Апхудов Т. М.

Предложен новый способ восстановления изношенных крестовин карданных валов автомобилей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин. В технологический процесс восстановления дополнительно введено ультразвуковое упрочнение.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESTORATION METHOD FOR CARDAN SHAFT CROSSPIECE

There is suggested an innovative restoration method for cardan shaft crosspiece of automobile, tractors, harvesting combines and other farm machines. The technological process of restoration is supplemented with additional ultra-sound strengthening.

Текст научной работы на тему «Способ восстановления крестовины карданного вала»

УДК 631.3.004.5:629.3.014.2-585.862 Т.М. Апхудов, канд. техн. наук, доцент

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова»

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРЕСТОВИНЫ КАРДАННОГО ВАЛА

Среди деталей, подлежащих восстановлению, большую группу составляют крестовины карданных валов автомобилей, тракторов, комбайнов и сельскохозяйственных машин. Крестовины карданных валов изготовляют из малоуглеродистых низколегированных сталей марок 18ХГТ, 20Х4, 20ХГН, 20ХГНР и 15ХГН2ТА, подвергая их цементации и закалке с последующим низким отпуском до твердости 58...66 НЯС.

При эксплуатации возможны механические повреждения крестовин: трещины, риски, задиры, выкрашивания, поломки и обломы, скручивания и вмятины и т. п. Химические повреждения происходят значительно реже. К ним относятся коррозия, раковины, эрозионные разрушения.

Цапфы крестовин карданных валов работают в условиях больших контактных давлений со стороны игольчатых роликовых подшипников. Поэтому они одновременно подвержены механическому и усталостному изнашиванию. Цапфу крестовины можно рассматривать как внутреннее кольцо игольчатого подшипника.

Основными причинами выбраковки крестовин карданных валов являются износ цапф и образование на их поверхностях канавок, возникающих в результате микроскопических деформаций сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла под действием игольчатых роликовых подшипников, а также износ торцов цапф по высоте от трения их о донышко чашки подшипника.

Износ крестовин происходит в основном из-за длительной эксплуатации машин и несвоевременного смазывания сопряженных деталей — цапфы крестовины и игольчатого роликового подшипника. Из микрометражных исследований следует, что износы крестовин по диаметру цапф достигают 0,1__0,4 мм, вмятины на цапфах крестовин име-

ют те же значения, а износ крестовин по торцам составляет в основном 0,1_015 мм.

Различают следующие способы восстановления крестовин карданных валов: 1) с помощью дополнительного материала (напрессовкой втулок, наплавкой, гальваническим наращиванием и т. п.); 2) методом пластической деформации.

Ранее изношенные цапфы крестовин карданных валов восстанавливали преимущественно на-прессовкой втулок [3]. Однако этот способ дорог и недостаточно эффективен из-за быстрого ослабле-

ния натяга и проворачивания втулок. Обеспечить же большой натяг не всегда возможно из-за небольшой толщины втулок и самой цапфы крестовины.

Предлагаемый способ состоит в том, что с целью повышения усталостной прочности и износостойкости поверхности шипа крестовины карданного вала в технологический процесс ее восстановления введена дополнительно после чистового шлифования операция упрочнения ультразвуком. Ультразвуковое упрочнение состоит в том, что специальный инструмент — гладилка, вибрирующий с частотой ультразвука и определенной амплитудой смещения, осуществляет ударное воздействие на упрочняемую поверхность и подвергает ее пластическому деформированию.

Рабочий узел состоит из ультразвукового генератора, вибратора, конического концентратора и гладилки.

Гладилку изготовляют из твердого сплава Т-15К6 и придают радиусную форму (^ = 8 мм) и толщину (£ = 4 мм). Смазочно-охлаждающая жидкость — индустриальное масло.

Режимы ультразвуковой упрочняющей обработки следующие:

Статическое усилие 400.. .500 кН

Резонансная частота колебаний

инструмента 18.. .24 кГц

Амплитуда колебаний инструмента 20.25 мкм

Скорость вращения детали 0,9___1,0 м/с

Продольная подача инструмента 0,125 мм/об.

Источниками электрической энергии ультразвуковой частоты служат ламповые генераторы типа УЗМ-1,5; УЗГ5-1,6 или УМ1-4. Электрическая энергия ультразвуковой частоты преобразуется в энергию механических колебаний той же частоты акустической головкой, состоящей из трех частей: вибратора ПМС-1,5, конического концентратора и твердосплавной (Т15К6) пластинки.

Специального припуска под данную обработку не требуется, так как изменение размеров детали не превышает 0,02 мм.

Ультразвуковое упрочнение повышает микротвердость в 1,5.2 раза и обеспечивает равномерное ее распределение по глубине упрочненного слоя 0,3.. .0,4 мм, повышает чистоту поверхности и создает остаточные напряжения сжатия, обеспечивает большую по сравнению со шлифованием площадь

контакта поверхностей и более благоприятную форму неровностей.

Годовой экономический эффект от восстановления усредненной крестовины карданного вала по предлагаемому способу можно определить по формуле

2 2’

(1)

где Э — годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого способа восстановления усредненной крестовины карданного вала; N — число деталей, которое необходимо восстановить существующим способом; И2 — число деталей, которое необходимо восстановить предлагаемым способом; С1 — себестоимость восстановления деталей существующим способом; С2 — себестоимость восстановления деталей предлагаемым способом.

Число деталей, которое следует восстановить предлагаемым способом, можно определить из соотношения

N 2 = N1 ^ = МП,

где Тг — технический ресурс детали, восстановленной существующим способом; Т2 — технический ресурс детали, восстановленной предлагаемым способом; пн — коэффициент относительной износостойкости.

Тогда

эг,=ад - %С2).

(2)

Пример. Подсчитать годовую экономию средств при восстановлении крестовин карданного вала предлагаемым способом.

Число деталей, которое необходимо восстановить, примем 10 000 в год. Себестоимость восстановления детали существующим способом 85 р., а предлагаемым способом 95 р. Технический ресурс детали, восстановленной по предлагаемому способу, в 1,5 раза больше, чем восстановленной существующим способом, значит коэффициент относительной износостойкости

Пн = — = 0,67. н 1,5

Исходя из заданных значений, по формуле (2) рассчитаем годовую экономию от внедрения предлагаемого способа вместо существующего:

Эг = 10 000(85 - 0,67 ■ 95) = 930 000 р.

Предлагаемый способ можно применить на специализированных ремонтных предприятиях, занимающихся восстановлением изношенных крестовин карданных валов автомобилей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин.

Список литературы

1. Лившиц, Л.Г. Восстановление автотракторных деталей /Л.Г. Лившиц, А.В. Поляченко. — М.: Колос, 1966. — 310 с.

2. Левитский, И.С. Технология ремонта машин и оборудования / И.С. Левитский. — М.: Колос, 1975. — 560 с.

3. Ульман, И.Е. Ремонт машин / И.Е.Ульман, Г.А.Тонн, И.М. Герштейн. — М.: Колос, 1976. — 448 с.

4. Курчаткин, В.В. Надежность и ремонт машин / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов. — М.: Колос, 2000. — 776 с.

2

УДК 631.358.001.24:633.521

А.И. Паплевченков, аспирант

Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации льноводства»

определение жесткости пружин направляющих прутков подбирающе-оборачивающих аппаратов льноуборочных машин

Большинство подбирающе-оборачивающих аппаратов, используемых для подъема и оборачивания стеблей, оборудуют направляющими прутками [1], которые с перекрестным пальчатым ремнем образуют канал для транспортирования ленты льна.

В зависимости от толщины ленты (числа стеблей на 1 м длины) необходимо регулировать расстояние между направляющими прутками и перекрестным ремнем транспортера. Эту регулировку можно выполнять как вручную, так и автоматиче-

ски. В случае автоматической регулировки требуемая ширина канала для перемещения ленты льна обеспечивается сжатием и растяжением пружин, т. е. расстояние от направляющих прутков до рабочей поверхности пальчатого перекрестного ремня и сила уплотнения ленты льна регулируются автоматически.

Для достижения высоких эксплуатационно-технологических показателей подбирающе-оборачи-вающего аппарата необходимо правильно рассчитать жесткость пружин и отрегулировать их.

155

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.