Сверление — операция по образованию сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, выполняемая при помощи режущего инструмента — сверла. Сверление может осуществляться ручными пневматическими и электрическими машинами и на сверлильных станках.
Ручные сверлильные устройства применяют при необходимости получения отверстий диаметром до 12 мм в материалах небольшой твердости (пластические массы, цветные металлы и сплавы, конструкционные стали).
Для обработки отверстий большого диаметра, повышения производительности труда и качества обработанной поверхности используют настольные и стационарные (вертикально- и радиальносверлильные) станки.
Рассверливание является разновидностью сверления и применяется для увеличения диаметра ранее просверленного отверстия. В качестве инструмента, так же, как и для сверления, применяют сверло. Не рекомендуется рассверливать отверстия, полученные в заготовках методами литья, ковки или штамповки.
Обработка отверстий методами сверления и рассверливания позволяет получить точность размеров до 10-го квалитета и шероховатость обработанной поверхности до Rz 80 мкм.
Сверла применяют при обработке отверстий в сплошном материале и рассверливании предварительно обработанных отверстий. Классифицируют сверла в зависимости от их конструкции: спиральные, центровые, перовые, ружейные и кольцевые (трепанирующие головки). Выбор конструкции сверла зависит от характера выполняемых работ и от диаметра обрабатываемого отверстия и его глубины.
Спиральные сверла (рис. 1, а) изготавливают с цилиндрической (диаметром до 20 мм) и конической (диаметром свыше 5 мм) хвостовой частью. Сверла с коническим хвостовиком имеют лапку, которая облегчает извлечение сверла из шпинделя станка или переходной втулки.
Центровочные сверла (рис. 1, б) предназначены для выполнения центровых отверстий в торцевой поверхности заготовок, подлежащих токарной обработке.
Перовые сверла (рис. 1, в) применяют для обработки металлов низкой твердости, например баббитов, и неметаллических материалов.
Ружейные сверла (рис. 1, г) применяют для сверления глубоких и сверхглубоких отверстий диаметром 3…30 мм с соотношением глубины сверления к диаметру отверстия более 5.
Рис. 1. Сверла для обработки отверстий: а — спиральные; б — центровочные; в — перовые; г — ружейные для глубокого сверления
Кольцевые сверла (рис.2) применяют при обработке в сплошном материале отверстий диаметром более 50 мм.
Рис. 2. Кольцевые сверла: а — двурезцовые: 1 — корпус; 2, 3 — сменные резцы; 4 — 6 — направляющие пластины; б — трехрезцовые; в — многорезцовые: 1 — резцы; 2 — корпус; L — длина рабочей части
В процессе эксплуатации происходит износ рабочей (режущей) части сверл, что приводит к потере их режущей способности.
Поскольку в процессе выполнения слесарных и слесарно-сборочных работ наиболее часто применяют спиральные сверла, остановимся именно на их эксплуатации.
Износ спиральных сверл происходит преимущественно по задней поверхности на пересечении режущих кромок с ленточками (рис. 3). Восстановить режущие свойства сверла можно за счет его заточки.
Рис. 3. Износ спиральных сверл по задней поверхности.
Заточка спиральных сверл позволяет восстановить режущие свойства сверла. При заточке режущей части сверла придают различную форму, выбор которой зависит от характера выполняемых работ и обрабатываемого материала.
Одинарная заточка (рис. 4, а) применяется при сверлении отверстий диаметром до 12 мм в заготовках из стали или чугуна.
Одинарная заточка с подточкой перемычки (рис. 4, б) применяется при обработке отверстий диаметром 12…80 мм в заготовках из стального литья, покрытого коркой.
Одинарная заточка с подточкой перемычки и ленточки (рис. 4, в) применяется при обработке отверстий диаметром 12…80 мм в заготовках из стали и стального литья со снятой коркой.
Двойная заточка с подточкой перемычки (рис. 4, г) применяется при обработке отверстий диаметром 12…80 мм в заготовках из чугунного литья, покрытого коркой.
Двойная заточка с подточкой перемычки и ленточки (рис. 4, д) применяется при обработке отверстий диаметром 12…80 мм в заготовках из чугунного литья со снятой коркой.
Рис. 4. Форма заточки сверл: а — одинарная; б — одинарная с подточкой перемычки; в — одинарная с подточкой перемычки и ленточки; г — двойная с подточкой перемычки; д — двойная с подточкой перемычки и ленточки; 2φ — угол при вершине; 2φ0 — угол дополнительной заточки; l0— ширина дополнительной заточки
При обработке отверстий с применением ручного и стационарного оборудования применяют специальные приспособления для установки инструментов и заготовок.
Приспособления для установки инструментов служат для их соединения с устройствами, передающими вращательное движение инструменту.
Сверлильные патроны служат для установки инструмента с цилиндрической хвостовой частью. Сверлильные патроны изготавливают различных конструкций: кулачковые, цанговые и др.
Трехкулачковый сверлильный патрон (рис. 5, а) обеспечивает достаточно высокую точность центрирования инструмента относительно оси обрабатываемого отверстия.
Двухкулачковый сверлильный патрон аналогичен по конструкции трехкулачковому, однако точность центрирования обрабатывающего инструмента относительно оси отверстия у него менее точная.
Цанговый сверлильный патрон (рис. 5, б) предназначен для закрепления сверл с цилиндрическим хвостовиком небольшого диаметра и обеспечивает очень высокую точность центрирования обрабатывающего инструмента относительно оси отверстия.
Приспособления для установки заготовок служат для правильной установки и закрепления заготовок на столе станка. Выбор приспособлений в значительной степени зависит от того, какое оборудование применяют при обработке отверстий. Наиболее часто для закрепления заготовок применяют прихваты, призмы, угольники, машинные тиски различных конструкций, кондукторы и т.д.
Прихваты (рис. 6, а) и призмы (рис. 6, б) применяют для закрепления заготовок с плоскими и цилиндрическими поверхностями.
Жесткая (рис. 6, в) и регулируемая (рис. 6, г) угловые плиты предназначены для установки и закрепления на столе станка заготовок разной, иногда достаточно сложной формы, например рычагов.
Винтовые (рис. 6, д) и быстродействующие (рис. 6, е) машинные тиски применяют при обработке заготовок сложной формы.
Кондукторы обеспечивают правильное расположение режущего инструмента относительно обрабатываемого отверстия. Применение кондукторов экономически обосновано только в условиях серийного и массового производства.
Оборудование для обработки отверстий подразделяют на ручное, ручное механизированное и стационарное.
Ручное оборудование — оборудование, в котором в качестве привода используется мускульная энергия человека. К этому оборудованию относятся ручные дрели и трещотки.
ручная дрель предназначена для сверления отверстий вручную.
Трещотка применяется в тех случаях, когда для обработки отверстия невозможно использование ручной дрели и сверлильного станка.
Ручное механизированное оборудование может иметь как электрический, так и пневматический привод и отличается большим разнообразием конструктивных решений. Выбор конструкции ручного механизированного оборудования зависит от характера и условий выполнения работ.
Электрические дрели применяют для сверления отверстий диаметром до 10 мм (легкий тип), 15 мм (средний тип) и 32 мм (тяжелый тип).
Пневматические дрели изготавливают в двух вариантах: легкого и тяжелого типа.
Стационарное оборудование устанавливается на постоянном месте, при этом обрабатываемую заготовку доставляют к нему. К этому виду оборудования относят настольные, вертикальные и радиальные сверлильные станки.
Настольные сверлильные станки (рис. 7) отличаются большим разнообразием конструкций и обеспечивают получение отверстий диаметром до 25 мм.
Вертикально-сверлильный станок (рис. 8) — основной и наиболее распространенный тип сверлильных станков, применяемых для обработки отверстий в заготовках сравнительно небольшого размера. На вертикально-сверлильных станках возможно выполнение сверления, зенкерования, зенкования, цекования и развертывания. На вертикально-сверлильных станках выполняют обработку отверстий диаметром до 50 мм.
Радиально-сверлильные станки (рис. 9) обладают теми же технологическими возможностями, что и вертикально-сверлильные. Их отличительная особенность состоит в том, что шпиндельная головка станка может перемещаться относительно обрабатываемой заготовки в разных направлениях, обеспечивая обработку крупногабаритных заготовок без их переустановки, а следовательно, и без повторной выверки, относительно режущего инструмента.
Расчет режимов резания осуществляется в следующей последовательности:
выбирают по справочным таблицам величину подачи в зависимости от характера обработки, требований к качеству обработанной поверхности, материала сверла и других технологических данных;
определяют по справочным таблицам скорость инструмента с учетом технологических возможностей станка, режущих свойств материала инструмента и физико-механических свойств материала заготовки;
рассчитывают частоту вращения шпинделя в соответствии с выбранной скоростью резания. Полученную величину сравнивают с паспортными данными станка и принимают равной ближайшему наименьшему значению этой частоты;
рассчитывают действительную скорость резания, с которой будет производиться обработка.
По окончании сборки необходимо определить ее качество: точность сборки отдельных узлов, их взаимное положение и перемещение; жесткость отдельных узлов оборудования.
Виды испытания оборудования.
Испытания готового оборудования подразделяются на три вида: приемочные, контрольные и специальные.
Приемочные испытания проводятся в целях выявления правильности взаимодействия отдельных деталей и сборочных единиц, производительности, расходования масла и т. д. Показателями неудовлетворительной работы оборудования являются перерасход топлива, нагрев подшипников, стук и шум в отдельных сборочных единицах и быстрое изнашивание некоторых деталей.
Контрольные испытания (повторные испытания оборудования) проводят в том случае, когда в результате приемочных испытаний были выявлены недостатки в работе оборудования и проводились работы по их устранению.
Специальные испытания (проверка оборудования и отдельных его узлов) осуществляют на специальных стендах, которые оборудованы необходимыми приборами, нагрузочными устройствами и трубопроводами. Специальные испытания проводят в двух режимах: на холостом ходу и под нагрузкой.
Испытания на холостом ходу позволяют проверить взаимодействие частей оборудования и приработку отдельных его деталей. Оборудование устанавливают на стенде и приводят в движение сначала на малых скоростях, наблюдая за работой отдельных его частей, смазочной системы и состоянием трущихся деталей. Постепенно скорость перемещения исполнительных узлов оборудования увеличивают до номинальных значений. Если оборудование работает нормально, то испытания заканчивают.
Испытания под нагрузкой проводят в целях проверки эксплуатационных технических качеств оборудования. Во время испытаний наблюдают за температурой охлаждающей жидкости, давлением в смазочной системе, расходом топлива и т.д. Нагрузку в процессе испытаний изменяют при помощи тормозного устройства, доводя ее значение до номинального. Какие-либо незначительные дефекты, обнаруженные в процессе испытания под нагрузкой, по возможности устраняют непосредственно на стенде. Более существенные дефекты ликвидируют на специальном ремонтном стенде. После устранения дефектов оборудование возвращают на повторные испытания.
Испытания технологического оборудования (на примере токарного и консольно-фрезерного станков).
Начинают испытания с проверки оборудования на геометрическую точность и по результатам испытаний оценивают соответствие геометрической точности станка требованиям технической документации.
В узлах и механизмах токарного станка необходимо проверить следующие параметры: прямолинейность и параллельность направляющих, радиальное и осевое биение шпинделя, параллельность оси шпинделя направляющим станины, параллельность перемещения пиноли задней бабки направляющим станины, совпадение осей отверстий шпинделя и пиноли задней бабки.
Контроль прямолинейности направляющих в вертикальной плоскости и их параллельности осуществляют, устанавливая на них универсальный измерительный мостик.
Контроль радиального и осевого биения шпинделя выполняется при помощи индикатора часового типа, который устанавливают в индикаторной стойке, размещенной либо на направляющих станины, либо в резцедержателе станка. В шпинделе станка устанавливают эталонную деталь, в контакт с которой вводят измерительный наконечник индикатора. Затем шпиндель проворачивают вручную и по отклонению стрелки индикатора определяют величину радиального и осевого биения. В качестве эталонной детали может быть использован жесткий центр.
Проверка параллельности оси шпинделя направляющим станины осуществляется при помощи индикатора часового типа, установленного в стойке, закрепленной в резцедержателе станка. В коническое отверстие шпинделя устанавливают эталонный вал длиной 350 мм. Измерительный наконечник индикатора вводят в контакт с образующей эталонного вала и, перемещая суппорт станка, определяют отклонение от параллельности оси шпинделя направляющим станины. Измерения ведут в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной.
Параллельность перемещения пиноли задней бабки направляющим станины проверяют при помощи индикатора часового типа, установленного на стойке, закрепленной в резцедержателе станка. Пиноль задней бабки выдвигают из корпуса на 100 мм, предварительно введя в контакт с ее образующей поверхностью измерительную ножку индикатора, по разности показаний индикатора при перемещении пиноли определяют величину отклонения параллельности этого перемещения направляющим станины. Контроль осуществляется в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной.
Совпадение осей отверстий шпинделя и пиноли задней бабки проверяют устанавливая в эти отверстия жесткие центры, между которыми закрепляют эталонный вал. Величину отклонения определяют по индикатору, установленному на стойке, закрепленной в резцедержателе станка.
При контроле геометрической точности консольно-фрезерного станка проверке подлежат плоскостность рабочей поверхности стола, радиальное биение оси конического отверстия шпинделя, радиальное биение наружной цилиндрической посадочной поверхности переднего конца шпинделя, параллельность рабочей поверхности стола направлению его продольного перемещения, параллельность рабочей поверхности стола направлению его поперечного перемещения, параллельность оси вращения шпинделя рабочей поверхности стола (для горизонтальных консольнофрезерных станков), параллельность направляющих хобота оси вращения шпинделя (для горизонтальных консольно-фрезерных станков), перпендикулярность оси вращения шпинделя рабочей поверхности стола (для вертикальных консольно-фрезерных станков), перпендикулярность поверхности стола направлению вертикального перемещения консоли.
Плоскостность рабочей поверхности стола оценивают, размещая на ней две калиброванные плитки одинаковой высоты, на которые устанавливают поверочную линейку. Плитки, а соответственно, и линейку располагает в различных направлениях (не менее трех). Расстояние от линейки до поверхности стола в каждом ее положении измеряют не менее чем в трех точках при помощи блока концевых мер длины и щупа, определяя отклонение от плоскостности.
Радиальное биение оси конического отверстия шпинделя проверяют, устанавливая в отверстия шпинделя эталонную оправку длиной 300 мм. Контроль осуществляется при помощи индикатора часового типа, установленного в стойке, размещенной на столе станка. Измерения производят в двух точках: у торца шпинделя и у свободного конца оправки.
Радиальное биение наружной цилиндрической посадочной поверхности переднего конца шпинделя контролируют, устанавливая на столе станка индикаторную стойку с индикатором часового типа, вводя измерительный наконечник индикатора в контакт с проверяемой поверхностью. Шпиндель станка проворачивают и по разности предельных отклонений стрелки отсчетного устройства индикатора оценивают величину радиального биения.
Параллельность рабочей поверхности стола направлению его продольного и поперечного перемещения оценивают, устанавливая в шпинделе станка специальную оправку с индикатором часового типа, измерительный наконечник которого приводят в соприкосновение с рабочей поверхностью стола. Параллельность поверхности стола направлениям его перемещения определяют по отклонению стрелки индикатора. Перемещения стола при этом должны производится на всю длину его хода. При контроле параллельности при продольном перемещении стола необходимо застопорить перемещение консоли и салазок станка, а при контроле параллельности при поперечном перемещении стопорят перемещение консоли и стола станка.
Параллельность оси вращения шпинделя рабочей поверхности стола (для горизонтальных консольнофрезерных станков) проверяют при помощи индикатора часового типа, устанавливаемого в специальной оправке, размещенной в коническом отверстии шпинделя. Стопорят консоль на направляющих станины и перемещают стол в продольном и поперечном направлениях, оценивая по разности предельных отклонений стрелки отсчетного устройства индикатора параллельность оси вращения шпинделя рабочей поверхности стола. Измерения повторяют, поворачивая шпиндель с установленной в нем оправкой на 180°.
Параллельность направляющих хобота оси вращения шпинделя (для горизонтальных консольно-фрезерных станков) проверяется при помощи индикатора, размещенного в приспособлении, устанавливаемом на направляющих хобота. В коническое отверстие шпинделя устанавливают контрольную оправку, в контакт с которой вводят измерительный наконечник индикатора и, перемещая приспособление, по направляющим хобота по предельным отклонениям стрелки отсчетного устройства индикатора определяют отклонение от параллельности направляющих хобота оси вращения шпинделя. Измерения производят поочередно в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Перпендикулярность оси вращеия шпинделя и рабочей поверхности стола (для вертикальных консольно-фрезерных станков) контролируется индикатором, установленным в специальном приспособлении, которое закрепляется в шпинделе станка. Измерительный наконечник индикатора приводят в соприкосновение с поверхностью стола, который перемещают в продольном и поперечном направлениях на всю длину хода. При перемещении стола консоль и салазки должны быть застопорены. По предельным отклонениям стрелки измерительного устройства индикатора оценивают соответствие перпендикулярности оси вращения шпинделя относительно рабочей поверхности стола требованиям технических условий.
Перпендикулярность поверхности стола направлению вертикального перемещения консоли оценивается при помощи индикатора, устанавливаемого в специальной стойке, размещенной в шпинделе станка. На столе станка устанавливают угольник (сначала вдоль, а затем — поперек стола). В контакт с вертикальной полкой угольника вводят измерительный наконечник индикатора. Салазки и стол станка стопорят, а консоль перемещают по направляющим станины, фиксируя предельные отклонения стрелки отсчетного устройства индикатора, по которым определяют соответствие перпендикулярности поверхности стола направлению вертикального перемещения консоли требованиям технических условий.
Испытания оборудования на холостом ходу.
В ходе испытаний проверяют взаимодействие основных узлов и механизмов оборудования при его работе. При проведении этих испытаний скорости узлов и механизмов постепенно увеличивают до номинальных значений; контролируют состояние трущихся пар (подшипники, направляющие, зубчатые редукторы).
Рассмотрим последовательность выполнения работ на примере испытаний токарного станка.
Прежде чем приступить к проведению испытаний, необходимо залить масло в коробки скоростей и подач, фартук станка и масляный бак смазочной системы станка, а также заправить маслом точки ручного смазывания в соответствии с картой смазывания. После смазывания следует опробовать работу органов управления станком вручную, перемещая суппорт станка в продольном и поперечном направлениях. Затем на коробке скоростей устанавливают минимальную частоту вращения шпинделя, включают привод главного движения и производят обкатку коробки скоростей в течение 30…40 мин. Затем на коробке подач устанавливают минимальную подачу и, включив механизм автоматической подачи, перемещают суппорт станка в различных направлениях в течение 30…40 мин. После работы на холостом ходу привода главного движения и привода подач производят замену масла в смазочной системе станка.
На следующем этапе испытаний изменяют частоту вращения шпинделя, переключая зубчатые блоки коробки скоростей, и измеряют при помощи тахометра фактическую частоту вращения шпинделя. На максимальной частоте вращения шпинделя коробку скоростей обкатывают до тех пор, пока температура подшипников (измеряется при помощи термопары) не перестанет увеличиваться (время обкатки коробки скоростей должно быть не менее 30 мин).
После обкатки коробки скоростей переходят к определению фактических перемещений суппорта станка на всех диапазонах подач при минимальной частоте вращения шпинделя (отсчет перемещений ведется по лимбу станка, а времени — по секундомеру). Затем проверяют температуру подшипников (измеряется при помощи термопары). На заключительном этапе испытаний проверяют:
величину холостого хода ходовых винтов продольной и поперечной подач (по лимбам станка);
торцевое и радиальное биение шкивов ременной передачи (при помощи индикатора, установленного на стойке);
натяжение ремней и надежность работы фрикционной муфты реверса; работу системы охлаждения и смазочной системы;
Порядок проведения проверки оборудования на жесткость рассмотрим на примере токарного станка. Жесткость станка проверяют при помощи специального приспособления (рис. 1), которое устанавливают в суппорте станка, а в жестких центрах, размещенных в шпинделе станка и пиноле задней бабки, устанавливают оправку 5, размеры которой должны соответствовать данным, указанным в табл. 1.
Вращая нагрузочный винт 3, воздействуют на оправку 5 через динамометр 4 с усилием, указанным в табл. 1 (величина усилия пропорциональна отклонению стрелки индикатора 1). По индикаторам 6 и 2 определяют величину отжатия оправки и, сравнивая ее с допускаемыми величинами, указанными в табл. 1, делают заключение о жесткости станка.
Испытание оборудования под нагрузкой.
При испытаниях под нагрузкой контролю подлежат частота вращения, развиваемая мощность, расход энергии, давление масла в смазочной системе и системе гидравлического привода. В процессе испытаний ведется наблюдение за работой отдельных узлов оборудования. Все контролируемые параметры фиксируют.
Таблица 1. Параметры испытания станка на жесткость.
Прежде чем приступить к испытанию оборудования под нагрузкой, например, токарного станка, производят его проверку на точность обработки.
В патроне токарного станка закрепляют заготовку диаметром 50 мм и длиной 200 мм, обрабатывают ее в соответствии с чертежом и проверяют образец на отклонение от круглости и цилиндричности, отклонение от конусности не должно превышать 6 мкм, а отклонение от цилиндричности — 10 мкм на 100 мм длины обработанного образца. Затем в патрон токарного станка устанавливают заготовку диаметром 200 мм и длиной 50 мм, обрабатывают ее торец и проверяют отклонение от перпендикулярности относительно оси шпинделя, которое не должно превышать 10 мкм на длине 100 мм.
После проверки станка на точность приступают к испытаниям станка под нагрузкой, настраивая коробку скоростей станка на частоту вращения шпинделя 500 мин-1, а коробку подач — на подачу 0,5 мм/об. Затем в патроне станка закрепляют заготовку (материал — сталь 45) диаметром 60 мм и длиной 120 мм, а в резцедержатель устанавливают резец проходной отогнутый правый с углом в плане 45° (материал рабочей части — Т5К10). Включают привод главного движения и производят обработку цилиндрической поверхности заготовки с глубиной резания 5 мм вручную. Далее величину подачи увеличивают до 0,6 мм/об и вновь обрабатывают заготовку с глубиной резания 8 мм, после чего обработку вновь повторяют, но частоту вращения шпинделя увеличивают до 800 мин-1. При каждом режиме испытаний необходимо определять фактическую частоту вращения шпинделя, используя для этого тахометр, давление масла в смазочной системе и температуру жидкости, выходящей из зоны резания.
В процессе испытаний наблюдают за уровнем шума в узлах и механизмах, а после окончания испытаний определяют при помощи термопары температуру подшипников.
По результатам проведенных испытаний делают заключение о соответствии станка требованиям технических условий.
Выявленные в ходе испытаний дефекты по возможности следует устранить на месте испытаний. При обнаружении сложных неисправностей, устранение которых на месте испытаний не представляется возможным, оборудование следует передать на ремонтный стенд. После удаления всех выявленных неисправностей необходимо провести повторные испытания.
Испытание компрессоров.
Порядок испытания компрессоров зависит от их конструкции; поршневые или центробежные.
Испытание поршневых компрессоров следует начинать с обкатки компрессора в течение не менее 2 ч. После обкатки испытания проводят в два этапа: на холостом ходу и под нагрузкой. Под нагрузкой вместе с компрессором подвергают испытаниям системы контроля, сигнализации и защиты, автоматического управления.
Перед началом испытания проводят пробный пуск компрессора, как правило, со снятыми клапанами. Перед пробным пуском необходимо проверить уровень масла в смазочной системе и заполнить систему охлажденной компрессорной водой. Подачу масла ко всем точкам смазывания проверяют, включая масляные насосы.
При пробном пуске определяют направление вращения коленчатого вала компрессора, производя кратковременное (20…30 с) включение. После определения направления вращения коленчатого вала (при его совпадении с заданным) выполняют повторный пуск компрессора, доводя частоту вращения коленчатого вала до номинального значения и отслеживая по показаниям манометра давление в смазочной системе. При нормальной смазке и отсутствии неисправностей компрессор не отключают в течение 5 мин, а затем, после его остановки, проверяют степень нагрева подшипников коренных и шатунных шеек коленчатого вала, прочность крепления движущихся частей и сохранность резьбовых соединений в шатунном блоке. Если в период контрольного испытания компрессора не было отмечено резкого стука, шума и перегрева, его вновь включают сначала на 30 мин, затем на 1 ч.
При положительном результате проведенных испытаний осматривают масляный фильтр, очищают его от грязи, промывают керосином и после этого, установив фильтр на место, обкатывают компрессор в течение 8… 10 ч. После обкатки очищают маслосборники, фильтрующие элементы смазочной системы и выполняют продувку сжатым воздухом всех ступеней компрессора (время продувки каждой ступени не менее 2 ч). После очистки смазочной системы проводят замену масла.
Испытание компрессора под нагрузкой выполняется при рабочем давлении тех газов, для перекачки которых он предназначен (воздух, азот и др.). Нагрузку при испытании увеличивают поэтапно в соответствии с Инструкцией по эксплуатации компрессора. При поэтапном повышении нагрузки проводится контроль работы компрессора. Особого внимания при контроле требуют смазочная система, клапаны, штоки, сальниковое уплотнение. Наряду с этим контролируют температуру и давление газа на каждой из ступеней компрессора, температуру сопрягаемых поверхностей кривошипно-шатунного механизма, температуру и объем подаваемой воды в систему охлаждения, плотность трубопроводных соединений и температуру электрического двигателя привода компрессора. В процессе испытания компрессора под нагрузкой необходимо следить за появлением сверхнормативных шумов, стука, вибраций во всех его частях, своевременно выявлять и устранять причины данных отклонений.
Испытание центробежных компрессоров проводят только под нагрузкой. Перед началом испытания необходимо прокачать через компрессор масло в таком количестве, чтобы масло при поступлении в масляный бак не содержало посторонних примесей (наличие примесей определяют лабораторным путем). После прокачивания масла маслопровод присоединяют к подшипниковым узлам компрессора, устанавливая дроссельные устройства. Далее подключают масляный насос и проверяют поступление масла к зубчатому редуктору, муфтам и подшипниковым узлам.
Перед началом испытания закрывают линию всасывания, оставляя открытой линию нагнетания (для обеспечения выброса воздуха в окружающую среду). Включают вращение ротора и после достижения им проектной частоты постепенно открывают задвижку всасывающего трубопровода. При нормальной работе компрессора время его испытания под нагрузкой составляет приблизительно 8 ч. В процессе испытания особое внимание уделяют проверке системы противопомпажной защиты; осевого смещений редуктора; автоматического регулирования подачи воздуха; блокировки и сигнализации.
По окончании испытания нагрузку постепенно снижают, перекрывая задвижку на всасывающей магистрали. После включений вспомогательного маслонасоса и отключения основного электрического двигателя задвижку на всасывающей магистрали перекрывают полностью, одновременно открывая задвижку на линии сброса воздуха. Затем перекрывают подачу воды для охлаждения и после остановки ротора компрессора выключают вспомогательный масляный насос.
Испытание оборудования сталелитейных цехов.
Испытанием конвертеров начинают с проверки на холостом ходу (обкатки), а после футеровки переходят к испытанию конвертера под нагрузкой.
Испытания на холостом ходу начинают с контрольной проверки привода конвертера: корпус конвертера сначала поворачивают в разные стороны на 45° с минимальной скоростью, далее угол поворота в одну и другую сторону увеличивают до 360°. Такие повороты проводят не менее трех раз на минимальной и максимальной скоростях с остановкой привода. В процессе обкатки наблюдают за работой привода, редуктора, подшипниковых опор, тормозов и составных валов. Разность температуры нагрева подшипников и окружающей среды не должна превышать 65 °C. Продолжительность испытаний на холостом ходу составляет приблизительно 2 ч.
После испытания на холостом ходу конвертер передают на участок футеровки.
После завершения футеровки проверяют невозможность самопроизвольного возвращения конвертера в исходное положение, т.е. его уравновешенность. Контроль производится при отключенном и расторможенном приводе.
Испытание конвертера по нагрузкой осуществляется при заторможенном конвертере, при этом масса груза, находящегося в конвертере, должна соответствовать проектной емкости, т.е. массе жидкого металла.
В процессе испытания конвертер поворачивают в разные стороны на угол 120° не менее трех раз. При повороте конвертера в процессе испытания его периодически (каждые 7… 12°) останавливают, проверяя тем самым качество работы тормозной системы, которая должна обеспечивать надежное удерживание конвертера в любом положении.
При проведении испытания под нагрузкой необходимо обращать внимание на работу редукторов, реечного зацепления, звездочек, соединительных муфт, тормозных устройств и плавность перемещения подвижных частей установки.
Испытание миксеров осуществляется на холостом ходу, а после футеровки миксер испытывают под нагрузкой.
Испытание миксера на холостом ходу проводят путем десятикратного поворота его корпуса в одну и другую сторону в пределах полного угла наклона. Поворот осуществляется на пониженных и номинальных скоростях с краткими остановками в положениях, определенных техническими условиями.
После испытания на холостом ходу миксер футеруют и после этого проводят его испытание под нагрузкой.
Испытание миксера под нагрузкой сводится к его трех-, четырехкратному повороту в одну и другую сторону с остановками в промежуточных положениях. Углы поворота до возможных промежуточных положений миксера указываются в технических условиях. При испытании проверяют работу смазочной системы, соединений составных валов (муфт), тормозных устройств и реечной передачи.
Испытание электроплавильных и ферросплавных печей заключается в контроле работы механизмов наклона и вращения печи, подъема заслонок рабочих окон, подъема и поворота свода, зажима и перемещения электродов.
Испытание механизма наклона сводится к проверке правильности зацепления шипов на секторах люльки с отверстиями в фундаментных болтах (при этом одна из балок крепления не должна быть подлита бетонной смесью). Проверка заключается в трехкратном наклоне люльки на угол 45° в сторону слива и на угол 15° в обратную сторону. При удовлетворительном результате такой проверки балку подливают бетонной смесью и приступают к футеровке печи.
После футеровки печи и монтажа на люльке вспомогательного оборудования приступают к выполнению контрольных наклонов люльки в каждую сторону с регулированием при этом тормозных устройств и настраиванием командного аппарата на заданные проектом положения.
Испытание механизма поворота печи производят, поворачивая ее в каждую сторону от нейтрального положения на угол, заданный в технических условиях. Выполняют три контрольных поворота печи до ее футеровки и семь поворотов после создания футеровочного слоя.
Испытание механизма подъема свода проводят с одним и двумя приводами, поднимая и опуская свод печи в каждом случае пять раз, в процессе испытания сравнивают нагрузку, при раздельной и совместной работе двигателей.
Испытание механизма поворота свода печи сводится к пятикратному повороту тумбы на заданный угол с проверкой при этом прилегания роликов к рельсам, работы привода стопора, конечных выключателей. По результатам испытания проводят регулирование командоаппарата.
Испытание механизма зажима электродов заключается в проверке соответствия требованиям инструкции работы пневматического привода и надежности пружинных зажимных устройств.
Испытание механизма перемещения электродов сводится к отслеживанию соответствия требованиям инструкции; плавности перемещения электродов с одновременным регулированием положения конечных переключателей и настройкой командоаппарата.
Испытание вспомогательного оборудования механических и сборочных цехов.
Испытание ленточных конвейеров осуществляется на холостом ходу и под нагрузкой. Перед началом испытания все подвижные узлы должны быть ограждены защитными кожухами и сетками.
Первым этапом является испытание ленточных конвейеров без нагрузки — на холостом ходу, когда проверке подлежат точность установки роликовых опор; величина и плавность хода натяжной ленты; работа электрических двигателей и редукторов; положение конвейерной ленты на барабанах и роликах в процессе ее движения; работа тормоза и стопорного зажима разгрузочной тележки; герметичность уплотнений и соединений. Продолжительность испытания конвейера (обкатка) — не менее 4 ч. В течение этого времени привод должен работать плавно, без вибраций и шума, температура нагрева подшипниковых опор за время испытания не должна превышать 50 °C.
Испытание ленточных конвейеров под нагрузкой проводят после их монтажа на месте постоянной работы в процессе проведения пусконаладочных работ. Размещают на конвейере груз массой, соответствующей максимально допустимой по техническим условиям.
Испытание мостовых кранов.
Испытания осуществляются в полном объеме, предусмотренном Правилами технического освидетельствования подъемно-транспортного оборудования, которые заключаются в осмотре, статическом и динамическом испытании, проводимом в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.
Перед началом испытания проводят осмотр состояния металлоконструкций крана, проверяя сварные и заклепочные соединения на отсутствие трещин, деформаций, уменьшения толщины стенок вследствие коррозии. Выполняют регулирование механизмов, электрооборудования, приборов безопасности, тормозов, аппаратуры управления, сигнализации и освещения.
Испытание кранов начинают с проверки работы каждого механизма в отдельности.
Испытание механизмов подъемного крана проводят дважды: до закрепления каната и после установки механизма подъема. При испытании проверяют срабатывание концевых переключателей и блокировку механизма, а также срабатывание аварийного выключателя.
Испытание тележки мостового крана сводится к трехкратному ее перемещению, подъему и опусканию грузоподъемного крюка с минимальной и максимальной скоростями.
Испытание механизма передвижения крана проводят при двукратном его перемещении по участку, длина которого составляет не менее трех базовых расстояний между катками мостового крана.
Перемещение ходовых колес тележки и крана по направляющим рельсам должно происходить без перекоса и заедания.
Если по результатам испытаний мостовой кран соответствует требованиям, изложенным в Правилах эксплуатации, то приступают к регулированию его узлов.
Испытание тормозных устройств мостового крана тесно связано с их регулированием таким образом, чтобы при срабатывании устройства тормозной путь крана соответствовал скорости его передвижения.
Скорость передвижения
крана, м/мин………………………………………. 40 55 70 85 100
Тормозной путь крана, м…………………….. 0,4 0,7 1,2 1,75 2,5
После проведения испытаний отдельных механизмов крана и регулирования тормозных устройств переходят к испытанию крана на холостом ходу.
Испытание на холостом ходу начинают с проверки прочности крана и отдельных его элементов, для чего проводят статические и динамические испытания. Статические испытания проводят под нагрузкой, превышающей номинальную в 1,25 раза.
Кран устанавливают над опорами подкрановых путей, при этом его грузовая тележка должна находиться в положении, при котором прогиб моста крана будет наибольшим. Испытание заключается в том, что закрепляют на грузовом крюке груз номинальной массы и, поднимая его на высоту 200…300 мм, выдерживают в таком положении в течение 10 мин. После снятия груза определяют наличие или отсутствие остаточных деформаций моста крана. При наличии деформаций подкрановые пути заменяют профилем большего размера из нормального ряда размеров или устанавливают под них дополнительную опору. При отсутствии остаточных деформаций моста крана переходят к динамическим испытаниям.
При динамических испытаниях проверяют работу каждого механизма крана в отдельности при нагрузке, превышающей номинальную на 10%. При этом необходимо, чтобы за время испытания каждый механизм совершил три цикла движения.
На заключительном этапе испытания проверяют работу мостового крана при одновременном движении всех его механизмов.
Механизация грузоподъемных операций не только облегчает труд рабочих, но и делает его производительней. Детали массой: более 18 кг при выполнении слесарных и сборочных работ следует, как правило, перемещать и устанавливать с помощью подъемно-транспортных средств. Сборочные цеха и участки должны оснащаться подъемно-транспортным оборудованием в целях уменьшения ручных трудоемких работ.
Устройства для подъема, опускания и перемещения грузов.
Подъем, опускание и перемещение грузов называют такелажными работами. Для выполнения этих работ используют различное оборудование: подъемные краны, лебедки, тали, тельферы, домкраты, отводные блоки и блочные обоймы, полиспасты, приспособления для размещения грузоподъемных устройств.
Классификация и назначение подъемных кранов.
При выполнении сборочных работ наиболее часто применяют консольный настенный поворотный кран и электрическую кран-балку.
Консольный настенный поворотный кран (рис. 1) с переменным вылетом и ручным приводом монтируется на специальной стойке — штанге, которая крепится к стене и полу производственного помещения. Основным узлом такого устройства, обеспечивающим подъем груза, является лебедка 1 с ручным приводом. Изменение вылета стрелы крана достигается за счет перемещения тележки 3 по направляющим горизонтальной балки. Перемещение тележки 3 осуществляется вручную при помощи каната 4. Канат соединен с цепным колесом 2, которое поворачивается также вручную при помощи цепи.
Рис. 1. Консольный настенный поворотный кран с переменным вылетом и ручным приводом: 1 — лебедка; 2 — цепное колесо; 3 — тележка; 4 — канат
Электрический кран-балка (рис. 2) относится к межоперационному внутрицеховому транспорту и предназначен для перемещения деталей и сборочных единиц с одного рабочего места на другое. Кран-балка состоит из металлической фермы 2, в центре которой установлен электрический двигатель 3 с редуктором 4, который соединен с трансмиссионным валом 11. Вал через зубчатые передачи передает вращение на ведущие колеса 1, установленные па рельсы 12 межпролетных железобетонных балок. В нижней части фермы имеется три силовых электрических провода 5 и двутавровая балка 6, по которой на колесиках передвигается тельфер 10. Во внутреннюю часть тельфера установлен барабан, на котором намотан грузоподъемный трос 7 с грузовым крюком 8. При перемещении груза 9 управление кран-балкой осуществляется с дистанционного пульта (на рисунке не показан).
Лебедки (рис. 3), применяемые для перемещения грузов, могут быть с ручным и механическим приводом. Все лебедки снабжаются тормозными устройствами, предупреждающими самопроизвольное опускание груза.
Лебедка с ручным приводом (рис. 3, а) состоит из станины 1, скрепленной тягами 2. Вращение от рукоятки 5 передается барабану 3 через зубчатую передачу 4. Поднятый груз удерживается от самопроизвольного опускания при помощи храпового механизма 6.
Лебедка с механическим приводом (рис. 3, б), чаще всего электрическим, широко применяется в механизмах подъема грузов как самостоятельно, так и в паре с монтажными полиспастами, которые могут входить в комплект такелажных средств (мачт, порталов, шевров и др.). Монтажные лебедки снабжены электромагнитным тормозом, который включают в цепь электрического двигателя так, чтобы при его пуске тормозные колодки освобождали тормозной диск, а при остановке — затормаживали всю систему передач.
Такая лебедка состоит из барабана 7, редуктора 11, тормоза 10 и электрического двигателя 9. Все механизмы лебедки крепятся на общей несущей раме 8.
Классификация и назначение талей и тельферов.
Тали предназначены для подъема, опускания и перемещения деталей и узлов небольшой массы. Применяют тали в тех случаях, когда использование подъемных кранов или других грузоподъемных средств затруднено или невозможно. В зависимости от конструкции приводного механизма различают червячные, шестеренные и рычажные тали.
Червячная таль состоит из обоймы, в которой расположен механизм подъема, состоящий из чугунного червячного колеса, отлитого как единое целое с цепной звездочкой. Цепная звездочка обеспечивает вертикальное перемещение грузовой цепи. Движение цепной звездочке передается от червяка. Для талей применяют пластинчатые или сварные грузовые цепи, на которые подвешивают крюк для закрепления поднимаемого груза. Грузоподъемность таких талей составляет до 100кг. Высота подъема груза не превышает, как правило, 3 м.
Таль с червячным приводом (рис. 4) устроена следующим образом. Грузовая пластинчатая цепь 8 устанавливается на звездочке 2 червячного колеса 4. Таль снабжена дисковым или коническим тормозом 1, который срабатывает от осевого усилия червяка 7. Вращение червяка, а следовательно, и червячного колеса со звездочкой осуществляется приводной цепью 6 через цепное приводное колесо 5. Тали на месте работы подвешиваются при помощи крюка 3.
Шестеренная таль состоит из корпуса, в котором размещена звездочка грузовой цепи, планетарный шестеренный механизм привода и дисковый тормоз. На приводном валу установлена тяговая звездочка, а на втулке с винтовой нарезкой свободно посажена звездочка грузовой цепи и храповое колесо, обеспечивающее удерживание груза от самопроизвольного опускания.
При вращении тяговой звездочки в сторону подъема она смещается по винтовой нарезке, входит в зацепление с храповым колесом и заставляет его вращаться. Вращение приводного вала передается через планетарный редуктор на звездочку грузовой цепи. При опускании груза тяговая звездочка смещается по винтовой втулке в обратную сторону и выходит из зацепления с храповым колесом, освобождая его.
У шестеренных талей КПД выше, чем у червячных, они способны обеспечить большую скорость при подъеме груза.
Рычажная таль состоит из силового неподвижного узла, связанного с цепью, двух крюков и приводного рычага (рукоятки). Таль на рабочем месте подвешивают за верхний крюк. Подъем или опускание груза производится качанием рукоятки на угол 90°. Переключение тали с подъема на опускание груза осуществляется при помощи специального фиксатора, который смонтирован в корпусе рукоятки.
При необходимости перемещения груза в горизонтальном направлении ручную таль подвешивают за крюк (см. рис. 4) к траверсе 6 на монорельсовой тележке (рис. 5), которая перемещается по рельсу. Тележка снабжена колесами 2, установленными на осях 3, которые крепятся в боковых накладках 4, стянутых шпильками 5.
Тельферы (рис. 6) изготавливают с электрическим приводом. Тельфер состоит из грузового канатного барабана 3, редуктора и фланцевого электрического двигателя 6. Грузоподъемность тельфера обычно не превышает 5 т. Передвижные тельферы крепятся к механизированной тележке 1, которая имеет отдельный электрический привод. Тележка может перемещаться вдоль монорельсового пути 2. Управление работой тельфера осуществляется с дистанционного пульта 4, который подвешивают на гибком кабеле 5 к корпусу тельфера.
Домкраты относятся к группе простейших грузоподъемных механизмов и применяются для подъема на небольшую высоту, опускания и горизонтального перемещения деталей и узлов. В отличие от других грузоподъемных устройств домкраты поднимают груз снизу, что создает неустойчивое равновесие, требующее предохранения от опрокидывания.
По принципу действия и конструктивному исполнению домкраты подразделяются на винтовые, реечные и гидравлические.
Винтовые домкраты (рис. 7, а) надежно удерживают поднятый груз в любом положении и могут плавно его опускать. Угол подъема резьбы ходового винта домкрата составляет 4…5°, что обеспечивает его самоторможение в процессе поднятия и опускания груза. Винтовые домкраты просты по конструкции и надежны в работе. Домкрат состоит из винта 2 с головкой 4, гайки 3 и корпуса 1. Ниже головки на стержне винта находится рукоятка 5, которая обеспечивает вращение винта. Грузоподъемность винтовых домкратов составляет от 1 до 20 т.
Реечные домкраты (рис, 9.7, б) обеспечивают подъем груза за счет зубчатой рейки, которая перемещается внутри домкрата по направляющим. По конструкции различают рычажно-реечные и реечно-зубчатые домкраты. Грузоподъемность реечных домкратов достигает 15 т.
Реечный домкрат имеет корпус 7 из листовой стали, внутри которого находится зубчатая рейка 8, заканчивающаяся вверху вращающейся на пальце опорной головкой. При подъеме груза движение от рукоятки 10 передается через ведущий вал и зубчатое колесо 9 к зубчатому колесу 6, которое находится в зацеплении с зубчатой рейкой 8. Поднятый груз удерживается от самопроизвольного опускания при помощи храпового механизма (на рисунке не показан).
Гидравлические домкраты (рис. 7, в) работают по принципу нагнетания рабочей жидкости с помощью насоса (с малым диаметром поршня) в рабочий цилиндр. Воздействуя на большую площадь рабочего поршня, жидкость создает значительную силу, которая используется для подъема груза. Гидравлические домкраты отличаются большой грузоподъемностью, достигающей 750 т, относительно высоким КПД и плавностью работы.
Поршневой гидравлический домкрат состоит из цилиндра 15, поршня 14 и резервуара 13 для гидравлической жидкости, в который помещен плунжерный насос 12, приводимый в действие рычагом 11. При работе насоса жидкость подается в цилиндр и поднимает поршень с грузом.
Конструкция и назначение вспомогательных приспособлений для подъема и перемещения грузов.
К таким устройствам относятся отводные блоки, блочные обоймы и приспособления для размещения грузоподъемных устройств.
Отводные блоки и блочные обоймы используют в грузоподъемных устройствах для закрепления грузов при их подъеме и перемещении. Отводные блоки позволяют изменить направление движения каната за счет использования одного или двух блоков. Для удобства монтажа каната на блоки их выполняют с откидной щекой (рис. 8, а), со съемной серьгой (рис. 8, б) или со съемным крюком (рис. 8, в).
Рис. 8. Отводные блоки: а — с откидной щекой; б — со съемной серьгой; в — со съемным крюкам
Приспособления для размещения грузоподъемных устройств.
Приспособления применяют в тех случаях, когда при отсутствии стационарных подъемных устройств необходимо произвести работы по сборке крупногабаритного промышленного оборудования. Выбор таких приспособлений зависит от массы перемещаемых деталей и узлов. Наиболее простыми и распространенными приспособлениями, применяемым для этих целей, являются козлы, треноги и мачты.
Козлы применяют для подъема грузов массой до 12 т и изготавливают из деревянных бревен. Козлы состоят из четырех стоек, двух поперечин и четырех раскосов. На поперечины укладывают балку или рельс, на котором крепят грузоподъемный механизм. Размеры бревен и балок для изготовления козел выбирают по справочным таблицам в зависимости от массы поднимаемого груза.
Рис. 9. Тренога: 1 — штанга; 2 — крюк; 3 — опора
Треноги (рис. 9) используют для подъема грузов относительно небольшой массы, как правило, не превышающей 3 т, на высоту до 2,5 м. Чаще всего треноги изготавливают из металлических труб, реже — из древесины.
Мачты (рис. 10, а) служат для подъема грузов массой до 50 т. Используют мачты в тех случаях, когда при сборке промышленного оборудования невозможно или нецелесообразно применение кранов.
Рис. 10. Конструкция (а) и схема установки (б) мачты: 1 — фланец; 2 — колонна; 3 — ребро жесткости; 4 — двойные выбленочные узлы; 5 — беседочные узлы со сжимами
В вертикальном или в заданном наклонном положении мачты удерживают с помощью расчалок — вант (рис. 10, б). Число вант определяют исходя из условий работы, но оно не может быть менее трех.
