Файл: Кабаков, М. Г. Технология производства гидроприводов учеб. пособие.pdf

Рис. 31. Колесо гидромуфты с винтовыми лопатками для отливки в кокиль

пользования стержней возможна, если имеется проволочный каркас. Благодаря пружинящему действию каркаса форма при выемке модели не нарушается. Чтобы литье в кокиль было воз­ можным, лопатки должны иметь винтовую поверхность. При такой форме поверхности, отливки легко при повороте вынимаются из кокиля. На рис. 31 показано колесо с винтовыми лопатками, а также сечения и развертки. Цифрами 1, 2, 3 и 4 обозначены се­ кущие плоскости, перпендикулярные оси гидромуфты, цифрами /, II, III — секущие цилиндры, оси которых совпадают с осью гидромуфты. Справа вверху изображены сечения по плоскостям 2, 3 и 4, снизу показаны развертки по цилиндрам /, II и III.

Способ изготовления рабочих колес со штампованными сбор­ ными элементами.

Штампованные детали рационально применять при массовом производстве, так как для штамповки нужна специальная, доро­ гостоящая оснастка (приспособления, штампы, специальные материалы и т. д.). Торы колеса получают глубокой вытяжкой, затем к ним крепят лопатки. Для этого используют сварку (в том числе точечную), твердую пайку, а также отгибаемые язычки, выполненные на лопатках.

Первый способ применяют при изготовлении рабочих колес гидромуфт, не имеющих внутреннего тора. Такие гидромуфты используют в машинах горной промышленности, в автомобилях. В штампованно-сварных гидромуфтах тор и лопатки обычно делают из малоуглеродистой стали, например стали СтЗ. Лопатки при

92

сварке устанавливают С помощью хвостовиков (для этого в торе должны быть пазы) или по кондуктору. В последнем случае при установке лопаток пользуются круговым шаблоном с делениями. В гидромуфтах с наклонными лопатками для соблюдения задан­ ного угла наклона и обеспечения радиального положения кромок используют поворотный «флажок». Лопатку сначала «прихваты­ вают» в двух или трех местах, а затем проваривают односторон­ ним швом, иногда ограничиваются точечной сваркой. Чтобы избежать коробления колеса, рекомендуется приваривать диа­ метрально расположенные лопатки. После сварки колесо подвер­ гают отпуску. Наиболее трудоемкой и нетехнологичной опера­ цией при изготовлении гидромуфт является приварка лопаток к тору. Поэтому при массовом производстве таких муфт следует уменьшать количество сварных операций. Так, при сварке колес с торами необходимо внедрять точечную сварку, как это делает фирма Крайслер (США) при изготовлении гидромуфт для автомо­ билей.

Второй способ'(твердую пайку) применяют ЗИЛ и ГАЗ, а также фирма Крайслер при массовом изготовлении автомобильных трансформаторов. При этом способе необходимы специальное обо­ рудование, а также холоднокатаная стальная лента высокого качества. ЗИЛ применяет следующий способ изготовления насос­ ного колеса и турбины (аналогичным способом пользуется фирма Крайслер). Лопатки z-образного сечения устанавливают входной и выходной кромками по прорезям в приспособлении на поверх­ ность внутреннего тора. Сверху надевают крышку с отверстиями, через которые могут проходить электроды. Лопатки плотно при­ жимают крышкой к внутреннему тору и приваривают к нему на автоматических многоточечных сварочных машинах. Внутрен­ ний тор с лопатками вынимают из приспособления и подготовляют для твердой пайки (брезинг-процесс) погружением в смесь мед­ ного припоя с пропиленгликолем, обрызгиванием или нанесением кистью этой смеси. Количество наносимого припоя должно быть строго ограничено. Внутренний тор с лопатками накрывают на­ ружным тором, устанавливают в другое приспособление, облицо­ ванное грдфитом или жаропрочной сталью, и помещают в печь с водородной средой. Время пребывания в печи 1 ч, температура пайки 1120° С. После пайки рабочие колеса правят по наружному диаметру на мощном прессе и подвергают 100%-ной проверке каждую лопатку при помощи специального приспособления. На рис. 32 показано насосное колесо гидротрансформатора ЗИЛ-111, полученное описанным способом.

На заводах США лопатки штампуют в «прогрессивных» штам­ пах за 12—16 переходов с промежуточной чеканкой. Ввиду слож­ ности контроля допуски на размеры лопаток не устанавливают, но все основные размеры штампов выполняют с точностью ±0,0125 мм. Отштампованные лопатки проходят через барабаны мокрой галтовки для затупления кромок и отжигаются в печах

9 3

ч

Рис. 33. Гидромуфта

должны плотно прилегать к тору, иначе в зазоры будет протекать жидкость и характеристика гидромуфты может ухудшиться.

При комбинированном способе производства рабочих колес

предполагают изготовление торов механической обработкой или литьем, лопаток — литьем или штамповкой и последующим их соединением одним из известных методов. Указанный способ применяют часто при мелкосерийном производстве, когда лопатки рабочих колес выполнены цилиндрическими (например, у гидро­ трансформаторов тепловозов, выпускаемых Калужским машино­ строительным заводом). Для цилиндрических лопаток можно использовать полосы специального профиля. Например, ло­ патки рабочих колес трехступенчатого гидротрансформатора типа Лисхольм—Смит (кроме лопаток насоса) фирма Твин-диск (США) изготовляла из латунного холоднокатаного профиля (рис. 34). Штыри, служащие для крепления лопатки в торах, обрабатывали полыми цековками на специальном станке одновременно с двух сторон после резки по длине, обточки или фрезерования лопаток. Плоские лопатки насоса штамповали из стального листа и обре­ зали по контуру. Контур лопатки протягивали и затем полиро­ вали.

Поворотные лопатки реактора (рис. 34, б) гидротрансформа­ тора фирма Бюик изготовляет из алюминиевой полосы специаль­ ного профиля, получаемой методом выдавливания (экстрюдингпроцессом). Отклонение по профилю не превышает ±0,05 мм. Полосу калибруют и разрезают по длине лопаток. Опорные кромки, прилегающие к торам, протягивают, что обеспечивает малую опор-

95

ную поверхность. Затем в каждой лопатке просверливают и раз­ вертывают отверстия под кривошип, который запрессовывают в определенном положении по отношению к выходной кромке лопатки. Кривошипы изготовляют из холоднотянутой проволоки, затем их подвергают гибке, накатке мелких шлиц (при помощи которых они закрепляются в лопатке) и термообработке.

Поворотные лопатки реактора (рис. 34, в) гидротрансформа­ тора «Турбоглайд» фирмы Шевроле (США) изготовляют из полосы магниевого сплава методом выдавливания. На специальном станке разрезают полосу, сгибают выходную кромку по винтовой линии, просверливают отверстие, и лопатку собирают с кривошипом.

После изготовления рабочих колес любым из перечисленных способов каждое колесо затем подвергается механической обра­ ботке, балансировке и техническому контролю.

При токарной обработке в колесе выполняют посадочные от­ верстия, поверхности лабиринтов рабочей полости, привалочные торцы, затем высверливают отверстия для крепления колеса, при операции протягивания выполняют шпоночные, пазы или шлицы

ит. д.

Втабл. 22 показан технологический процесс обработки реак­ тора гидротрансформатора типа ТР-325 (рис. 35). При выборе черновой базы на первой операции токарной обработки рабочих колес лучше всего для выполнения технических требований чер­ тежа по допуску на смещение межлопаточных каналов принимать за черновую базу поверхности межлопаточных каналов, которые не обрабатывают.

Обработанное колесо поступает на слесарную операцию, где запиливают входные и выходные кромки лопаток (это особенно необходимо делать после получения рабочих колес литьем). При этом входные кромки закругляют, выходные заостряют в соответ­ ствии с чертежом и утвержденным эталоном. Если необходимо, зачищают внутренние поверхности межлопаточных каналов.

Каждое рабочее колесо в сборе (литое или штампованное) подвергают статической или динамической балансировке. Авто­ мобильный гидротрансформатор балансируют в сборе на специаль-

96

ных машинах. Причем на время балансировки он заполняется рабочей жидкостью при помощи специального приспособления. Статическая балансировка применяется, когда радиальные раз­ меры колеса намного больше его осевых размеров. Цель статиче­ ской балансировки — совместить центр тяжести с осью вращения колеса. Такая балансировка применяется чаще всего.

К динамической балансировке прибегают, когда осевой раз­ мер детали значительно превышает ее радиальный размер. Цель динамической балансировки — уравновесить моменты инерции, устранить дисбаланс в осевом направлении. Динамическая балан­ сировка, например, применялась фирмой Крайслер для рабочих колес в сборе с коленчатым валом, при этом гидротрансформатор жестко крепился к маховику коленчатого вала. В СССР принято соединять маховик коленчатого вала и насосное колесо гидро­ трансформатора упругой муфтой. Обычно при статической балан­ сировке можно добиться точности (дисбаланса) 0,15 Н-см.

Применяют следующие способы статической балансировки рабочих колес.

1. На параллельных брусьях (рис. 36, а). Деталь поворачи вают и добавляют груз до безразличного равновесия. Точность

Таблица 22

Технологический процесс механической обработки реактора

98

балансировки зависит от силы трения в опорах. Дисбаланс М =

= Rmg,

где R — расстояние от оси до точки добавления (или удаления) груза;

т — масса добавляемого (или удаляемого) груза; g — ускорение свободного падения.

На чертеже рабочего колеса должны быть указаны допустимый дисбаланс, поверхности и радиусы поверхностей, с которых можно удалять (или добавлять) дополнительный груз.

2.На дисках (рис. 36, б). Точность балансировки получается несколько ниже, чем при предыдущем способе.

3.На сферической плите (рис. 36, в). Способ используется для

деталей массой т ^ 100т (например, для диагональных турбин).