Изготовление деталей "Шпиндель" с наибольшей производительностью и наименьшей себестоимостью

2. Описание детали

1.  Материал детали

Материалом детали «Шпиндель» служит сталь 38ХН3МФ4 ГОСТ 4543-71 или материал заменитель сталь 38 ХА.

Заготовка – поковка на молотах.

2.  Назначения крана шарового

Кран шаровой с пневмогидравлическим приводом предназначен для применения его в качестве запорного устройства на трубопроводах, по которым транспортируется природный газ, и может эксплуатироваться в районах с умеренным и холодным климатом. Краны устанавливаются на горизонтальных подземных участках газопроводов приводом вверх.

Кран состоит из следующих основных сборочных единиц и деталей:

1. Корпуса

2. Запирающего элемента

3. Уплотнений

4. Шпинделя

         5. Фланцев

Модульная компоновка шаровых кранов приведена в приложении.

Корпус представляет собой неразъемную штампосварную конструкцию. Внутри корпуса в подшипниках установлен запирающий элемент сферической формы. Фланцы являются опорами для запирающего элемента.

С обеих сторон запирающего элемента в цилиндрических расточках корпуса расположены уплотнения. Уплотнение состоит из седла, кольца, уплотнительного кольца и болтов.

Уплотнения поджимаются к запирающему элементу пружинами. Дальнейшее поджатие уплотнений осуществляется давлением рабочей среды с помощью резиновых и защитных колец.

Крутящий момент от привода к запирающему элементу передается с помощью шпинделя и штифтов.

Фланец предназначен для крепления шпинделя к стойке и фиксируется к корпусу винтами и штифтами.

Кольцо служит для уменьшения сил трения между шпинделем и фланцем. В фланце имеется винт, предназначенный для фиксации запирающего элемента в определенном положении, и стопорится с помощью планки, болтов и шайб.

Герметичность крана относительно внешней среды обеспечивается манжетами, защитными кольцами. В конструкции крана предусмотрены 4 трубопровода для подачи уплотнительной смазки в затвор крана. К корпусу приварены опоры, на которые устанавливается кран.   

          3. Анализ детали на технологичность

Под технологичностью конструкции деталей понимают степень их соответствия производственным условиям, позволяющим применить технологические процессы, которые обеспечивают изготовление деталей с наибольшей производительностью и наименьшей себестоимостью для данного масштаба производства.

Предлагаемая деталь – шпиндель 1.2750.149.110.03 имеет форму тела вращения. Отношение длины к диаметру  450/256.

Деталь имеет 3 наружные цилиндрические поверхности, на одной из которых нарезаны зубья, имеются 2 центровые отверстия, 4 отверстия под резьбу М20 и 2 отверстия под штифты.

Наиболее точной поверхностью является цилиндрическая поверхность детали Ø90 h7-Ra  0,8. Она служит посадочным местом для фиксирования в корпусе.

Провожу анализ детали на технологичность.

Материал детали – сталь 38ХН3МФ4 ГОСТ 4543-71.

Таблица - химический состав стали 38ХН3МФ4, %

C	Mn	Si	Cr	Ni	Mo	R	S	Cu
0,33-0,4	0,25-0,5	0,17-0,37	0,8-1,2	2,75-3,25	0,2-0,3	0,025	0,025	0,3

Таблица - механические свойства

, МПа	, МПа	, %	, %	HB	KCU, Дж/см2
640	785	11	33	248-293	44

Требования по точности размеров:

на отдельных поверхностях  проставлены следующие квалитеты – 6g, 7Н (на резьбу), h9, h12, Н7. Неуказанные предельные отклонения размеров H14, h14,t2/2.

К детали предъявлены высокие требования по точности расположения поверхностей:

	- допуск торцевого биения поверхности относительно базы Н не более 0,05 мм.
	- допуск торцевого биения поверхности относительно базы Н не более 0,1 мм.
	- позиционный допуск на отверстие Ø 80Н7 (+0,03), зависимый.
	- допуск перпендикулярности цилиндрической поверхности относительно базы К не более 0,1 мм.

Допуск перпендикулярности цилиндрической поверхности относительно базы К достигается в результате наличия поверочной базы, а именно: торец К при установке заготовки будет выверяться индикатором, и таким образом поверхность торца будет являться поверочной базой. Все остальные допуски радиального и торцевого биений  относительно базы Н достигается при наличии двойной направляющей и опорной базы, так как база Н является осью детали, и все полученные поверхности будут зависеть от нее и обеспечивать допуски, проставленные на чертеже.

Шероховатость основных и вспомогательных и исполнительных поверхностей Ra=0,8, Ra=1,6, Ra=3,2. Остальные поверхности выполнены по Ra=6,3.

Конструктивные элементы:

Не технологичными элементами в детали являются такие, как:

·  наличие 4-х глухих отверстий под резьбу М20;

·  зубья;

·  конус;

·  центровые отверстия.

Таблица - характеристика поверхностей детали

Наименование поверхности	Количество поверхностей	Квалитет точности	Параметр шероховатости Ra
Наружные Æ165 Æ179 Æ190 Æ256	1 1 1 1	14 12 9 12	6,3 3,2 0,8 6,3
Внутренние Центр.отв. М10 М20 Æ80	2 4 2	14 7 7	6,3 6,3 6,3
Торцы l=113 l=450	1 1 1	01 01	3,2 1,6 6,3
Другие фаски конус зубья галтель	9 1 34 1	14 14 14 14	6,3 3,2 3,2 1,6