Комбайн очисний ГШ200Б

 

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

 

1. Опис конструкції, призначення деталі, принцип роботи машини

 

Задана деталь ГШ200Б.04.02.012 ВАЛ, входить до комбайна ГШ200Б.

Комбайн очисний ГШ200Б  призначений для механізованої  виїмки вугілля у складі очисних  комплексів 1МКД90, 2МКД90, 1КМТ, КМК98Д, КМ88, 1 МКД80, 2МКД80 і з індивідуальним кріпленням за наявності навісного устаткування з рейкою 1БСП.

Комбайн очисний ГШ200Б  працює в очисних забоях пологих і похилих пластів потужністю до 1,5 м, що посуваються по простяганню з кутами нахилу до 35°, а також по повстанню і падінню з кутами до 10°, при опірності вугілля різанню до 360 кН/м з номінальною напругою мережі 1100 В.

Комбайн ГШ200Б уніфікований з комбайном ГШ200В, РКУ.

 

Таблиця 1.1 – Технічні характеристики комбайна ГШ200Б

Параметр	Значення
Продуктивність, т/хв.	3,0-5,0
Сумарна номінальна потужність приводу комбайна, кВт у тому числі: приводу виконавчого  органу приводу подачі	226 220 26 (2*13)
Номінальна напруга, В	660; 1000
Виконавчий орган: номінальний діаметр шнеків, мм номінальне захоплення, мм	800 800;630
Максимальна робоча швидкість  подачі, м/мін	6
Тягове зусилля при  максимальній робочій швидкості  подачі, кН	250 (2; 125)
Максимальне зусилля подачі, кН	300 (2; 150)
Габаритні розміри, мм: довжина по різцях шнеків ширина з виконавчим органом  висота корпусу в зоні кріплення	6800 1870;2040 690
Маса комбайна, кг	12500

 

Задана деталь входить  до складу лівого приводу і служить для передачі обертального моменту, є тілом обертання. Виготовлена із сталі 40ХН ГОСТ 4543-71. Маса деталі складає 4,45 кг.

На деталі присутні:

• два шліцьових з’єднання d-6x28h8x34xd11x7d11
• поверхня з різьбою М16-8g

Деталь підвергається  термічній обробці покращення 241…285 НВ, а також на окремих ділянках присутня обробка СВЧ¹ 41…56 HRCэ h 7,1 мм.

Механічна обробка деталі виконується з шорсткістю поверхні Rz40, Rz20, Ra2.5, загальна точність обробки  деталі Rz40.

На деталі контролюється  биття:

• торцеве та радіальне – 0,04 мм відносно вісі «В»

Базою деталі являється вісь деталі, яка позначена літерою «В»

Деталь маркується шрифтом 6Пр-3 ГОСТ 26.020-80

 

2. Аналіз конструкції деталі на технологічність 

 

Одним з важливих етапів проектування є відпрацювання конструкції деталі на технологічність. Метою цього етапу є виявлення можливості зниження собівартості і трудомісткості виготовлення без збитку для службового призначення деталі, за рахунок незначних змін в її конструкції.

Зараз розглянемо задану деталь ГШ200Б.04.02.012 ВАЛ

Для виготовлення валу необхідно  вибрати матеріал, що має підвищену  зносостійкість і високу твердість. Для цих цілей вибираємо конструкційну  леговану сталь марки 40ХН з наступним  проведенням термічної обробки.

В результаті якісної оцінки деталі на технологічність, можна зробити  наступні висновки:

1. Матеріал деталі - сталь  40ХН ГОСТ 4543-71 повністю відповідає  умовам експлуатації і вимогам  по міцності, зносостійкості, поверхневим  деформаціям.

2. Конструкція деталі  забезпечує достатню жорсткість  при механічній обробці на  металорізальному устаткуванні.

3. Деталь має елементи, зручні для закріплення заготівлі  при обробці (центрові отвори, шийки валу)

4. Форми поверхонь, що  підлягають обробці, не представляють  складнощів (в основному це поверхні обертання діаметром Ø25h12, Ø42_-0,62); є можливість максимального використання стандартизованих і нормалізованих різальних і вимірювальних інструментів.

5. З точки зору забезпечення  заданої точності і шорсткості  поверхонь деталь не представляє складнощів в обробці (шорсткість обробки деталі Ra2.5, Rz20, а загальна шорсткість обробки Rz40).

 

На підставі якісного аналізу  на технологічність можна зробити  наступний висновок: деталь цілком технологічна, немає необхідності вносити  до її конструкції або використовуваного  матеріалу, які-небудь зміни.

 

3. Фізико-механічні властивості матеріалу деталі. Хімічний склад

 

Задана деталь, ГШ200Б.04.02.012 Вал, виготовлена зі сталі 40ХН.

Марка:  сталь 40ХН

Замінник:  сталь 45ХН, сталь 45ХН, сталь 50ХН, сталь 40Х,

сталь 35ХГФ, сталь 40ХНР, сталь 40ХНМ

 

Класифікація: Сталь конструкційна легована. Хромонікелева

Застосування: осі, вали, шатуни, зубчасті колеса, вали екскаваторів, муфти, вали-шестерні, шпинделі, болти, важелі, штоки, циліндри і інші відповідальні навантажені деталі, що піддаються вібраційним і динамічним навантаженням, до яких пред'являються вимоги підвищеної міцності і в'язкості.

Таблиця 1.2 – Хімічний склад в % матеріалу 40ХН

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0.36-0.44	0.17-0.37	0.5-0.8	1-1.4	до 0.035	до 0.035	0.45-0.75	до 0.3

 

Температура критичних точок матеріалу 40ХН.

Ac1 = 735 , Ac3(Acm) = 768 , Ar3(Arcm) = 700 , Ar1 = 660 , Mn = 305

Таблиця 1.3 – Механічні властивості при Т=20^oС матеріалу 40ХН .

Сортамент	Розмір	Напр.	sв2	sT3	d54	y5	KCU6	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Пруток	ø 25		980	785	11	45	690	Загартування

 

Твердість матеріалу   40ХН   після відпалу  HB 10^-1 = 207 МПа⁷

 

Таблиця 1.4 – Фізичні властивості матеріалу 40ХН .

Температура випробування, °С	20	100	200	300	400	500
Модуль нормальної пружності, Е, ГПа	200
Щільність, pn, кг/см3	7820	7800	7710	7840	7700
Коефіцієнт теплопровідності Вт/(м ·°С)		44	43	41	39	37

 

 

Таблиця 1.5 – Межа витривалості матеріалу 40ХН .

s-1, МПа	t-1, МПа	n	sB, МПа	s0,2, МПа	Термообробка, стан стали
490	294		980	780	НВ 300-320
441	274		880	690	НВ 270-300
392	235		780	570	НВ 200-240
314-392		1Е+7		790	Нормалізація. НВ 197.

 

 

 

 

 

Таблиця 1.6 – Прожарювання матеріалу 40ХН . Твердість HRCэ.

Відстань від торця, мм / HRC э
1.5	3	4.5		6	9	12	15	21		27	33
52.5-58.5	51.5-58.0	49.5-57		48-56	41.5-54.5	35.5-49	32.5-43.5	28-37.5		26.5-33.5	26-31.5
Кількість мартенсита %			Крит. диам. в воде мм			Крит. диам. в масле мм			Крит. твердость  HRCэ
50			60-112			37-76			44-47
90			40-89			18-56			50-53

 

Таблиця 1.7 – Технологические свойства материала 40ХН .

Зварюваність:	Важкозварювана8
Флокеночутливість:9	чутлива.
Схильність до відпускної крихкості:	схильна.

 

 

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

 

1. Визначення типу виробництва 

 

Тип виробництва по ГОСТ 3.1121-84 характеризується коефіцієнтом  закріплення операцій (К_З.О.)

 

1 < К_З.О. < 10  – масове і крупносерійне виробництво;

   10 < К_З.О. < 20  – середньо серійне виробництво;

    20 < К_З.О. < 40  – дрібносерійне виробництво;

         40 < К_З.О.   – одиничне виробництво.

 

          Для наближеного визначення типу виробництва скористаємося таблицею 2.1.

 

Таблиця 2.1 – Залежність типу виробництва від обсягу річного випуску і маси деталі

 

Маса деталі кг	Тип виробництва
	Одиничне	Дрібносерійне	Середньосерійне	Крупносерійне	Масове
	Обсяг річного випуску деталей (N) шт.
< 1,0	<50	50…500	500…5000	5000…50000	>50000
1,0…2,5	<40	40…400	400…4000	4000…40000	>40000
2,5…5,0	<30	30…300	300…3000	3000…30000	>30000
5,0…10,0	<20	20…200	200…2000	2000…20000	>20000
>10,0	<10	10…100	100…1000	1000…10000	>10000

 

Оскільки маса деталі близько  4,45 кг і обсяг річного випуску деталей    N = 5000 штук, то орієнтовно для подальших розрахунків можна прийняти тип виробництва - крупносерійне.

 

 

 

 

 

Таблиця 2.2 – Організаційно-технічні  характеристики типу виробництва

 

Характеристики	Тип виробництва
	Крупносерійне
Форма організації виробничого  процесу і КЗ.О.	Змінно потокова або групова, 1 < КЗ.О. < 10
Технологічні процеси: вид	Типові, групові і одиничні
Міра деталізації проектування	Операційні Автоматизоване або неавтоматизоване
Побудова операцій	Диференціальна
	Обробка багатомісна або  одномісна з безперервною або  роздільною установкою
Метод забезпечення точності	Базування без вивіряння  і з вивірянням, налаштування статичне по пробних деталях або комбіноване
Устаткування	Універсальне і спеціалізоване, верстати з ЧПУ, гнучкі модулі
Оснащення	Збірно-розбірні пристосування (СРП) Спеціалізовані налагоджувальні пристосування (СНП)