Анализ конструкторских особенностей детали "Втулка" и технических условий ее изготовления, страница 4

Зона работы заполнена на 2/3 свободного объема смазкой ИЛи 5/9-2.

Несмотря на благоприятные условия работы втулки, узел детали служит для передачи крутящего момента от электродвигателя к ротору через вал. И в процессе эксплуатации изделия деталь испытывает вибрации.

Требования к повышенной прочности отсутствуют, так как втулка выполняет центровочную функцию вала в подвеске ротора.

Шероховатость поверхностного слоя вспомогательных и основных базовых поверхностей выполняется с Ra = 0,8 мкм. К остальным требования к шероховатости не предъявляются.

2 Анализ технических требований на изготовление детали

Рабочий чертеж дает полное представление о детали (конфигурации, размерах всех поверхностей, материале и его свойствах, технических требованиях, шероховатости) и соответствует стандартам ЕСКД по оформлению чертежей:

ГОСТ 2.109-68. Основные требования к чертежам.

ГОСТ 2.305-68. Изображения, виды, разрезы сечения.

ГОСТ 2.307-68. Нанесение размеров и предельных отклонений.

ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхностей.

Существует несколько отклонений от ЕСКД. По рекомендациям из    [1, c. 11] радиальное биение равно удвоенному значению несоосности, если оно вызвано ею. На чертеже численное значение допуска расположения (соосности) относительно оси детали «Втулка» равняется 20 мкм. Из этого видно, что величина радиального биения должна быть равна 40 мкм. Это является специальным требованием конструктора. Так как предъявляется требования к уравновешенности изделия.

Кроме того, на чертеже есть требования, предъявляемые к твердости материала (Сталь 35 ГОСТ 1050-74), но для более полного анализа выбора материала нужно руководствоваться не только твердостью представленной на чертеже (III гр-НВ 156-187 ГОСТ 8479-70), но и механическими свойствами, химическим составом данного материала табл. 2.1 [2, с. 62].

Таблица 2.1 – Химический состав, % ГОСТ 1050-74

C	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	Ac
			не более
0,32-0,40	0,17-0,37	0,5-0,8	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Таблица 2.2 – Механические свойства

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	Gв, Мпа	d5, (dи)%	y, %	НВ не более
1050-74	Сталь горячекатанная, кованная, каллиброван­ная 2-й категории после нормализации	25	530	20	45	187

где     G_в, – временное сопротивление разрыва, МПа;

d₅, (d_и) – относительное удлинение, %;

y - относительное сужение, %;

НВ – твердость по Бринеллю.

Назначение – детали невысокой прочности испытывающее небольшое напряжение: оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, тяги, траверсы, диски, бандажи и др. детали.

Проанализируем поверхности детали «Втулка» 1.1630-410-05.

Поверхность 1 – наружная цилиндрическая (Æ190±0,575). Свободная (см. рис. 1.3). Является формообразующей поверхностью детали.

С экономических соображений (стремление к минимальной себестоимости втулки) её можно выполнять по IT14 и шероховатостью поверхности Ra = 12,5 мкм.

Поверхность 2 – наружная торцевая, посадочная поверхность. Выполнена по IT 14 квалитету, шероховатостью поверхности Ra = 0,8 мкм и требованием к торцевому биению 20 мкм. Она является упорной и ограничивает перемещение втулки в вертикальном направлении. Не рекомендуется изменять требование к торцевому биению на меньшее, потому что это будет более трудно выполнить, а следовательно повлечет за собой повышение себестоимости изготовления. Но при увеличении величины торцевого биения, возможна неполное прилегание торца радиального подшипника поз. 8 (см. рис. 1.2). Что отрицательно повлияет на срок службы подшипника, его более интенсивный износ и ,как следствие, поломку.

Поверхность 3 – канавка (Æ148±0,575). Предназначена для более технологичной обработки (шлифования) детали и лучшей посадки подшипников. Она является конструктивным элементом детали. Понижение ее точности и шероховатости не повлияет на качество втулки. Следовательно ее можно выполнить по наиболее грубому классу точности и шероховатости: IT 14, Ra = 12,5 мкм.

Поверхность 4, 8 – наружная цилиндрическая. Служит для посадки подшипников. Посадка L0/js6 нагрузка колец колебательная, режим работы разнообразен в соответствии с рекомендациями в [1, с. 7] применять посадку js6, что вполне соответствует выработанной конструктором. Изменять необходимую посадку js6 на посадку с гарантированным зазором (от g до b) нельзя. Потому что появятся дополнительные вибрации в изделии и износ втулки. Ужесточение в сторону гарантированных натягов (от к до 2с) будет ухудшать собираемость изделия, потому что придется прессовать с применением специального сборного приспособления, специальной оправки или методом тепловой сборки с нагревом подшипника в масляной ванне. Соответствие между точность обработки и шероховатостью поверхности необоснованно и завышено, что влияет на себестоимость изготовления детали. В данном случае можно применять шероховатость Ra = 1,25 мкм, а не Ra = 0,8 мкм [1, с.12].

Поверхность 5, 7 – наружная коническая. Свободная. Требования к точности и качеству поверхности не предъявляются. Служебного назначения не выполняет. Можно вообще не обрабатывать. Но так как деталь ответственная и должна быть отбалансирована, чтобы не нарушать уравновешенность конструкции. То можно обрабатывать по IT 14 с шероховатостью Ra = 1,25 мкм.

Поверхность 6 – наружная цилиндрическая (Æ139±0,5). Свободная. Выполняется по наиболее грубым параметрам IT 14 и шероховатостью поверхности Ra =12,5 мкм.

Поверхность 9 – канавка (Æ138±0,5). Свободная. Выполнена для выхода плашки или резьбонарезного резца. Её можно выполять по IT 14 и   Ra = 12,5 мкм.

Поверхность 10 – паз (14×48) служит для фиксации гайки, выполняется по IT 14 и шероховатости поверхности Ra = 12,5 мкм. Потому что повышение точности экономически не обосновано, а выполнять более грубо нет смысла, если есть возможность получить такие параметры при черновом фрезеровании.