ВВЕДЕНИЕ 7
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ
НАПЛАВКИ И ПРИМЕНЕНИЯ ДИСКОВЫХ НОЖЕЙ 8
1.1 Результат изучения литературного обзора в области ручной дуговой
наплавки 9
1.2 Анализ производственного опыта. 12
1.3 Результаты патентного поиска в области ручной дуговой наплавки 16
1.4 Результаты патентного поиска в области применения дисковых ножей 22
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 32
2.1 Изготовление заготовок ножей 33
2.2 Токарные работы 34
2.3 Наплавка дуговая покрытым электродом 35
2.3.1 Подготовительные операции 35
2.3.2 Наплавка ножей 39
2.4 Визуально-измерительный контроль 40
2.5 Термообработка 40
2.6 Механическая постобработка. 41
3. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 42
3.1 План проведения экспериментов 43
3.2 Проведение эксперимента 46
3.3 Результаты исследований 48
4. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 50
4.1 Подбор диаметра болта 51
4.2 Выбор марки стали болта 52
4.3 Расчет болтового соединения, работающего на срез 53
4.4 Расчет вала дискового ножа на срез 56
4.5 Расчет вала дискового ножа на изгиб 57
4.6 Расчет максимального крутящего момента вала 58
4.7 Расчет соединения винтов на срез витков резьбы 58
4.8 Подбор посадки подшипника скольжения на вал редуктора 59
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 62
5.1 Изготовление изделия 63
5.2 Расчет затрат на резку 63
5.3 Расчет затрат на токарные работы 65
5.4 Расчет затрат на механическую шлифовку 66
5.5 Расчет затрат на наплавку 67
5.6 Расчет затрат на заточку 67
5.7 Сумма расходов на все виды услуг и затрат 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
В настоящее время такие биметаллические изделия, как металлорежущий и металлообрабатывающий инструменты, находят всё большее применение в промышленности. В процессе изготовления основную часть обычно выполняют из углеродистой стали, а рабочую часть, которая испытывает основные нагрузки, изготовляют из материалов, обладающих целым рядом механических свойств, удовлетворяющих условиям работы изделия. В результате возможности применения в качестве рабочей части износостойких сплавов достигается более высокий срок эксплуатации биметаллических изделий по сравнению с цельными, изготовленными из дорогостоящих материалов.
Такое металлорежущее изделие, как дисковый нож, широко применяется в технологии бестраншейной замены трубопроводов, которая позволяет проводить ремонтные работы коммуникаций водоснабжения и водоотведения без необходимости вскрывать грунт. Ввиду того, что в процессе разрушения старого трубопровода режущая кромка ножа подвергается интенсивному абразивному износу и ударным нагрузкам, происходит её затупление и разрушение, что приводит к скорому снижению режущей способности и, впоследствии, выходу из строя. Решением данной проблемы является использование дисковых ножей с наплавленным на режущую кромку износостойким покрытием, которое можно получить, используя технологию ручной дуговой наплавки специальными электродами. Данная технология обеспечивает не только увеличение срока эксплуатации изделия, но и предоставляет возможность неоднократного восстановления данного изделия в рабочее состояние.
В связи с вышеперечисленным, данная работа, посвященная повышению ресурса ножей с наплавляемой режущей кромкой для бестраншейного ремонта трубопроводов, является актуальной.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы были получены следующие результаты:
1) Проведен анализ состояния вопроса в области нанесения упрочняющих покрытий ручной дуговой наплавкой и в области применения дисковых ножей.
2) Предложена технология повышения износостойкости дисковых ножей рабочих механизмов ручной дуговой наплавкой электродами Т-590 и ОЗН-6 с поверхностной твердостью HRC 58 и HRC 60 соответственно, рассчитаны режимы наплавки.
3) Разработана методика и проведены эксперименты на износостойкость дисковых ножей с наплавленным на их поверхность слоем металла. Полученный износ ножей, наплавленных электродами Т-590, ниже
на 33 %, а наплавленных электродами ОЗН-6 ниже на 50 % по сравнению с базовыми ножами из стали ХВГ.
5) Произведены расчеты конструктивных элементов, входящих в состав стенда для исследований.
6) Рассчитаны экономические затраты на изготовление и испытание шести дисковых ножей, обладающих повышенной износостойкостью, равные 16220,59 руб.
