- •Раздел 1. Заготовки из проката и специальных профилей. Проектирование заготовок из круглого стального проката.
- •Масса заготовки и норма расхода металла на деталь
- •Определение размеров заготовки из круглого проката
- •Выбор диаметра заготовки для деталей, изготавливаемых из
- •Допуски на длину заготовок
- •Определение стоимости заготовок из проката
- •Упрощенный метод расчета себестоимости заготовок и деталей
- •Проектирование заготовок из круглого стального проката
- •Порядок выполнения работы:
Раздел 1. Заготовки из проката и специальных профилей. Проектирование заготовок из круглого стального проката.
В машинах и механизмах нефтегазового машиностроения широко применяют валы, имеющие различные конструкции, размеры и материалы. К ним относятся: валы редукторов, буровых лебедок, роторов, турбобуров, стволы вертлюгов, оси талевых блоков и кронблоков, коленчатые валы компрессоров, штоки буровых насосов, насосные штанги и др.
Конструктивные особенности, материалы, технические условия на изготовления валов определяется их служебным назначением, в соответствии с которым валы можно подразделить на валы: общего назначения, специальные, оси и штоки. Объединяющим признаком этих деталей является то, что они образованы в основном наружными, внутренними и торцовыми поверхностями, имеющими общую ось вращения.
Самыми многочисленными являются валы общего назначения. По конструктивным особенностям различают: гладкие валы, не имеющие уступов; ступенчатые валы, имеющие одностороннее или двухстороннее расположение уступов; шлицевые валы с участками шлицевого профиля для установки неподвижно сидящих или скользящих вдоль оси деталей; фланцевые валы; валы-шестерни и валы-червяки.
Наиболее технологичными являются валы с возрастающими или убывающими диаметрами ступеней. Желательно, чтобы обрабатываемые участки имели равные или кратные длины, а перепады диаметров незначительны.
Шейки валов могут иметь шпоночные пазы, шлицы и резьбу. Наибольшее распространение в нефтегазовом машиностроении получили ступенчатые валы диаметром 50-150 мм, длиной 300-1200 мм и 7000-8000 мм.
Производительность механической обработки валов определяется маркой материалов, размерами и конфигурацией заготовки.
Валы в основном изготавливают из конструкционных и легированных сталей, обладающих высокой прочностью, хорошей обрабатываемостью, малой чувствительностью к концентрации напряжений, а для повышения износостойкости способностью подвергаться термической обработке. Этим требованиям отвечают стали 40, 45, 40Х, 40Г2 и другие. Валы, работающие в агрессивных средах, выполняют из коррозионно-стойких сталей и сплавов. [3]
В настоящее время технологичность детали с определенной степенью приближения может быть оценена следующими показателями [2]:
1) коэффициент выхода годного – отношение массы заготовки к массе исходного металла, характеризует расход металла в заготовительном цехе: размер брака, технологических отходов и т.п.:
Квг= Мз/ Мс ,
2) коэффициент весовой точности – отношение массы готовой детали к массе заготовки, отражает степень приближения формы и размеров заготовки к форме и размерам детали, т.е. характеризует объем механической обработки:
Квт = Мд / Мз,
3) коэффициент использования металла - отношение массы готовой детали к массе слитка, отражает общий расход металла на изготовление данной детали:
Ким = Квг Квт = Мд/ Мс
Наиболее часто для оценки рентабельности заготовки употребляется Кв.т.
Таблица 1
Коэффициент весовой точности для различных способов производства заготовок
Способ производства заготовок |
КВТ |
Литье в песчано-глинистые формы |
0,7 |
Центробежное литье |
0,85 |
Литье под давлением |
0,91 |
Литье в кокиль |
0,8 |
Литье в оболочковые формы |
0,9 |
Литье по выплавляемым моделям |
0,91 |
Свободная ковка |
0,6 |
Штамповка на молотах и прессах |
0,8 |
Штамповка на горизонтально-ковочных машинах |
0,85 |
Прокат |
0,4 |
Сварные заготовки |
0,95 |
Гладкие валы и оси, ступенчатые валы с небольшими (до 15…25%) перепадом между наибольшим и наименьшим диаметрами изготавливают из круглого проката независимо от типа производства. Однако если Ким ниже 0,65…0,75, прокат необходимо обрабатывать давлением, приближая конфигурацию заготовки к форме готовой детали.
Обобщенный критерий целесообразности использования проката в качестве заготовки для деталей переменного сечения имеет вид:
,
где Мд, Мпр, Мш – соответственно масса детали, масса заготовки из проката и масса штампованной заготовки.
Если указанное соотношение не выполняется, целесообразно применять штампованную заготовку.[2]