Разработка технологического процесса монтажа станка токарно-винторезного 16К20 в строгом соответствии с технологией завода-изготовителя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Народное хозяйство любой страны не сможет нормально существовать без машиностроения. Оно в полной мере размещает в себе самые ресурсоемкие предприятия, требующие серьезного научного потенциала. Плюс к этому каждая фабрика, завод и производство создает продукцию, примеры которой используются в реальной жизнедеятельности людей.

Машиностроение является основной отраслью народного хозяйства, которая определяет возможности развития других отраслей. Применение машин увеличивает производительность труда, повышает качество продукции, делает труд безопасным и привлекательным. Машиностроение обеспечивает изготовление новых и совершенствование имеющихся машин. Отличительной особенностью современного машиностроения является существенное изменение эксплуатационных характеристик машин - увеличение скорости и температуры, уменьшение массы, объема, вибрации, времени срабатывания механизмов и т. п. Поэтому машиностроители вынуждены быстрее решать конструкторские и технологические задачи. Это особенно важно в нынешних условиях рыночных отношений, где ускорение реализации принятых решений играет первостепенную роль. Первым машиностроительным предприятием Российской империи можно считать Санкт-Петербургский завод паровых двигателей, начавший работу к 1804 году. В дальнейшем на нём выпускались пароходы и оборудование для железных дорог. К окончанию XIX века отрасль бурно развивалась, запустив в работу 80 % мощностей на территории Санкт-Петербурга и в Прибалтике. За прошедшие два с лишним столетия, машиностроение России пережило немало взлётов. В 21 веке доля в промышленном производстве страны достигла 12 %, что составило 8 трлн. рублей или 128 млрд. долларов.

Одной из проблем в настоящее время машиностроения является монтаж и сборочный процесс промышленного оборудования. Монтаж оборудования является последним предэксплуатационным периодом, когда могут быть выявлены и устранены явные и частично скрытые дефекты изготовления и сборки оборудования. Монтажные работы должны быть выполнены таким образом, чтобы не увеличивать количество оставшихся в оборудовании скрытых дефектов. Для оборудования, монтаж которого должен производиться или заканчиваться только на месте применения, работы необходимо выполнять в соответствии со специальной инструкцией (предусмотренной ГОСТ 2.601-68 «Эксплуатационная и ремонтная документация») по монтажу, пуску, регулировке и обкатке изделия на месте применения. Выполнение указанной инструкции позволит предупредить возможность увеличения скрытых дефектов в оборудовании, а также выявить и устранить явные и частично скрытые дефекты изготовления и сборки оборудования.

Монтаж одна из самых трудных работ, так как от этого фактора зависит качество продукции, время продолжительности между ремонтами и продолжительность срока службы.

По данным Росстат, объемы промышленного производства в начале 2023 года выросли по сравнению с аналогичным периодом 2022 года на 1,2%, по сравнению с февралем 2023 года на 13,4%. В связи с ростом промышленного производства процент бракованных изделий от общего количества готовых деталей также повышается. Брак на производстве является причиной несоблюдения в строгом соответствии технологии наладки станка, изготовления фундамента и недостаточной прочности креплений. Именно по этим причинам появляются отклонения направляющих, перекос станины и другие дефекты промышленного оборудования.

Актуальность курсового проекта заключается в том, что разработка технологического процесса монтажа станка токарно-винторезного 16К20 в строгом соответствии с технологией завода-изготовителя, позволит минимизировать отклонения направляющих, перекос станины и других дефектов.

Цель исследования: разработать технологический процесс монтажа станка токарно-винторезного 16К20.

Задачи исследования:

- на основе теоретического анализа литературы разработать технологический процесс монтажа станка токарно-винторезного 16К20;

- подобрать грузоподъемное оборудование, применяемые в процессе монтажа станка токарно-винторезного 16К20;

- произвести расчеты фундамента.

Объект исследования: технологический процесс монтажа станка токарно-винторезного 16К20.

Предмет исследования: станок токарно-винторезный 16К20.

Методы исследования: анализ технических источников, обобщение, систематизация, классификация, расчёт.

Структура работы соответствует логике исследования и включает в себя введение, теоретическую часть, практическую часть, заключение, список литературы, 5 приложений.



1. Подготовительно-расчетные работы по монтажу станка токарно-винторезного 16К20

1.1 Технические характеристики станка токарно-винторезного 16К20

Станки токарной группы наиболее распространены в машиностроении и металлообработке по сравнению с металлорежущими станками других групп. Токарно-винторезные станки предназначены для наружной и внутренней обработки, включая нарезание резьбы, единичных и малых групп деталей.

Токарно-винторезный станок 16К20 используют для выполнения разнообразных токарных работ: обтачивания и растачивания цилиндрических и конических поверхностей, нарезания наружных и внутренних метрических, дюймовых, модульных резьб, а также сверления, зенкерования, развертывания и т.п.

Станки оснащены механическим фрикционным приводом быстрых перемещений суппорта. Задняя бабка имеет аэростатическую разгрузку, направляющие станины закалены HRCэ 49-57. Устройство станка токарной группы представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Устройство станка токарной группы

Техническими параметрами, по которым классифицируют токарно-винторезные станки, являются наибольший диаметр D обрабатываемой заготовки или высота центров над станиной 0,5 D, наибольшая длина L обрабатываемой заготовки и масса станка. Ряд наибольших диаметров обработки для токарно-винторезных станков имеет вид: D = 100-4000 мм.

Наибольшая длина L обрабатываемой детали определяется расстоянием между центрами станка. Выпускаемые станки при одном и том же значении D могут иметь различные значения L.

По массе токарные станки делятся на легкие - до 500 кг (D = 100-200 мм), средние - до 4 т (D = 250-500 мм), крупные - до 15 т (D = 630-1250 мм) и тяжелые до 400 т (D = 1600-4000 мм). Токарные станки средней группы такие как 16К20 применяются в металлургии, автомобилестроении, кораблестроении, самолётостроении, изготовлении деталей для промышленного оборудования. Эти станки выпускаются как с механической подачей, так и без нее. Характеристики станка токарно-винторезного 16К20 представлены на основании паспорта (Приложение А) в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики станка токарно-винторезного 16К20

Наименование параметров	Единицы изм.	Величины
Класс точности		Н
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной	мм	400
Наибольший диаметр точения	мм	220
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка	мм	50
Наибольшая длинна обрабатываемого изделия	мм	710
Мощность электродвигателя главного движения	кВт	11
Габариты станка
- длина	мм	2500
- ширина	мм	1190
- высота	мм	1500
Масса станка	кг	2835

Основными органами управления являются рукоятки: 2 - сблокированное управление; 3, 5, 6 - установки подачи или шага нарезаемой резьбы; 7, 12 - управления частотой вращения шпинделя; 10 - установки нормального и увеличенного шага резьбы и для нарезания многозаходных резьб; 11 - изменения направления нарезания .резьбы (левой или правой); 17 - перемения верхних салазок; 18 - фиксации .пиноли; 20 - фиксации задней бабки; 21 - штурвал перемещения пиноли; 23 - включения ускоренных перемещений суппорта; 24 - включения .и .выключения гайки ходового винта; 25 - управления изменением направления вращения шпинделя и его остановкой; 26 - включения. и выключения подачи; 28 - поперечного перемещения салазок;.29 - включения продольной автоматической подачи; 27 - кнопка включения и выключения главного электродвигателя; 31 - продольного перемещения салазок. Основные органы управления и узлы станка токарно-винторезного 16К20 представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема станка токарно-винторезного 16К20

Основными узлами станка обозначаются: 1 - станина; 4 - коробка подач; 8 - кожух ременной передачи главного привода; 9 - передняя бабка с главным приводом; 13 - электрошкаф; 14 - экран; 15 - защитный щиток; 16 - верхние салазки; 19 - задняя бабка; 22 - суппорт продольного перемещения; 30 - фартук; 32 - ходовой винт; 33 - направляющие станины.

Главный привод, механизм подач, коробка подач токарно-винторезного станка 16К20: в передней бабке размещены коробка скоростей и шпиндель, которые приводят во вращение обрабатываемую деталь при выбранных глубине резания и подаче. Заготовка зажимается в кулачковом патроне, который крепится к фланцу шпинделя 13. Вращение от электродвигателя 1 через ременную передачу 2 и муфту включения 3 передается на вал 5.

Шпиндель и все валы установлены на опорах качения. В передней опоре шпинделя находится радиальный двухрядный роликовый подшипник, в котором предварительный натяг создается благодаря посадке внутреннего кольца на коническую шейку шпинделя. Если надвигать гайкой кольцо на конус, то оно расширяется и давит на ролики. В задней опоре шпинделя установлены два радиально-упорных шарикоподшипника, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки; предварительный натяг регулируют гайкой, стягивающей внутренние кольца.

Подводя итоги данного раздела, можно сказать, станок токарно-винторезный 16К20 - предназначен для выполнения разнообразных токарных работ по металлу. Станок имеет габаритные размеры: длина 2500 мм, ширина 1190 мм, высота 1500 мм и масса 2835 кг. Деталь производится путем закрепления заготовки в тисках шпинделя, который вращается за счет электродвигателя и механических передач, благодаря чему подведя резец будет обрабатывать заготовку.

1.2 Основы монтажа станка токарно-винторезного 16К20

Под монтажом оборудования понимается комплекс работ, включающих сборку машин (агрегатов и др.), их установку в рабочее положение на предусмотренном проектном месте, сборку и соединение в технологические линии и установки, испытания на холостом ходу и под нагрузкой, а также вспомогательные, подготовительные и пригоночные операции, не выполненные по каким-либо причинам предприятием-изготовителем ГОСТ 23877-79.

Проект производства монтажных работ соответствует существующим условиям: возможности поступления оборудования, способам его транспортировки, наличию и мощности грузоподъемных механизмов, местным условиям на монтажной площадке, квалификации рабочих и технического персонала монтажной организации и т.д. Он увязывает между собой отдельные этапы монтажа оборудования, начиная от поставки оборудования заводом и кончая установкой станка на. месте. Выбор вида поставки оборудования, способов его доставки и установки на место определяется методом выполнения работ. Выбранный метод должен обеспечить максимальную производительность труда, соблюдение сроков монтажа, снижение стоимости и повышения качества монтажа, а также обеспечить безопасность выполнения работ.

Монтаж станка может производиться тремя методами: индустриальный метод, метод монтажа укрупненными блоками и метод монтажа по месту.

Индустриальный метод монтажа - наиболее передовой способ монтажа, позволяет резко уменьшить продолжительность монтажных работ. Сущность его заключается в том, что оборудование устанавливается в проектное положение в максимально готовом к эксплуатации виде (полная сборка оборудования, его испытание, нанесение тепловой изоляции, футеровка, установка запорной арматуры и монтаж обвязочного трубопровода).

Метод монтажа укрупненными блоками - метод во многом аналогичен индустриальному методу. При этом методе оборудование поступает на монтажную площадку в виде отдельных блоков, и монтаж ведется при максимальном использовании механизмов параллельно со строительством по своевременному графику. Монтаж укрупненными блоками позволяет сократить сроки монтажа, так как сборку отдельных блоков можно вести одновременно в разных местах.

Метод монтажа по месту - состоит в том, что оборудование собирают на месте установки из отдельных узлов и деталей, используя такелажное оборудование. Этот метод монтажа более длителен, требует высокой квалификации монтажников, так как подгонку и выверку частей оборудования выполняют в неудобных условиях.

Последовательность монтажа станков, станочных систем следующая:

- изучить чертеж;

- изучить план цеха, участка, провести разметку и изготовить фундамент;

- завезти оборудование;

- установить на фундамент (снятие антикоррозионного покрытия);

- выверка в горизонтальных и вертикальных плоскостях, установка четко на анкерные колодцы;

- монтаж оставшихся узлов и окончательная выверка окончательная;

- заливка бетоном фундаментных болтов ножек при необходимости;

- укладка в полу коммуникаций и подключение их к оборудованию;

- обкатка станка в холостую, проверка на прочность;

- смазка станка, пробный пуск;

- акт испытания и передача в эксплуатацию.

Установка станка требует высокой точности, для этого используют монтажные слесарные и контрольно-измерительные инструменты.

На основании вышеизложенного монтаж станка токарно-винторезного 16К20 будет производиться индустриальным методом, так как такой метод наиболее прогрессивен для данного станка, поскольку имеет малые габариты и транспортируется в собранном состоянии.



1.3 Транспортировка станка токарно-винторезного 16К20 от завода-изготовителя к месту монтажа

Транспортировка - процесс перемещения груза в место назначения, посредством тех или иных транспортных средств, обычно термин применяется по отношению к штучным доставкам крупногабаритных объектов. Транспортировка промышленного оборудования относится к категории наиболее сложных, учитывая негабаритные размеры, большой вес и тонкости ь настройки станков.

Груз может транспортироваться морским (речным), воздушным, автомобильным и железнодорожным транспортом. Каждый из них может выполнять поставленные задачи.

Авиатранспортировка ценных грузов - это наиболее оперативный метод для доставки дорогостоящих товаров или материалов в самые дальние регионы. Минусом авиатранспортировки является большая стоимость.

Транспортировка водным транспортом отличается малой стоимостью и большой грузоподъемностью, однако такой вид транспорта можно использовать только если на маршруте не встречаются водные преграды. Авиа- и водный транспорт чаще и выгодней использовать, когда есть необходимость перевезти большое количество оборудования между континентами.

При организации грузоперевозки железнодорожным транспортом принимают во внимание количество груза, которое необходимо доставить и расстояние. Выгоднее доставлять груз расстоянием от 1100 км.

Автомобильные грузоперевозки - услуга, подразумевающая использование дорог общего назначения для доставки и обеспечения товарооборота.

Станок токарно-винторезный 16К20 производится с 1973 года на Московском станкостроительном заводе «Красный пролетарий», по адресу улица Бутлерова 17, Москва. Длина пути от завода-изготовителя до места установки составляет 700 километров, поэтому наиболее выгодно выполнять перевозку грузовым автомобилем. Условия перевозки оборудования изложена в договоре № 1 (Приложение Б).

Упаковка станка: данный станок будет упакован целиком в пленку, которая защищает оборудование от внешних воздействий и деревянный ящик защищающий станок от механических воздействий. Станок расположен по центру ящика, так как размер ящика превосходит размеры станка. Для смягчения транспортировки пустое пространство между станком и ящиком заполняется листовым пенопластом. Деревянный ящик (ГОСТ 10198-91) имеет размеры 2600х1300х1600 мм и массу 200 кг. Деревянный ящик представлен на рисунке 3.

Рисунок 3. Деревянный ящик

Станок расположен по центру, так как размер ящика превосходит размеры станка. Для смягчения транспортировки пустое пространство заполняется листовым пенопластом.

Качественно правильное крепление ящика поможет доставить оборудование неповрежденным, плохой крепеж может стать причиной поломки автотранспортного средства и даже аварии на дороге. Для исключения неприятных ситуаций используют комбинации диагональных и вертикальных тросов и ремней; укладывают массивные брусья с резиновыми прокладками; изолируют ножки станины и применяют противооткатные упоры. При перевозке нескольких станков на одном транспортном средстве их обязательно закрепляют между собой.

Для деревянного ящика будут использоваться шесть крепежных строп, четыре из которых расположены по ширине, на равноценном друг от друга расстоянии и две аналогично по длине. В дне кузова грузового автомобиля имеются петли для крепления строп с крюками на концах. Чтобы обеспечить неподвижность груза необходимо использовать натяжитель.

Выбор грузового автомобиля зависит от габаритных размеров и массы станка. Станок токарно-винторезный 16К20 с ящиком имеет массу 3035 кг, один из подходящих по грузоподъемности автомобилей - ГАЗ-3302 (грузоподъемность 3500 кг), который представлен на рисунке 4. Проведем сравнение габаритных размеров кузова грузового транспорта и размеров ящика. Сравнение габаритных размеров представлено в таблице 2.

Рисунок 4. ГАЗ-3302

Таблица 2. Сравнение габаритных размеров

Наименование параметров	Габаритные размеры деревянного ящика со станком 16К20	Габаритные размеры ГАЗ-3302
Длина, мм	2600	3051
Ширина, мм	1300	2068
Высота, мм	1600	1810

Методом сравнения габаритных размеров и массы определили, что наиболее выгодно доставлять станок именно на ГАЗ-3302, так как данный автомобиль отечественный и в отличии от других моделей ГАЗ имеет повышенную грузоподъемность и все необходимо подходящие параметры.

Особенности конструкции ГАЗ-3302: по характеристике Газель является бортовым автомобилем с металлической кабиной, оборудованной двумя дверями и устройством, располагающимся на задней подвеске, служащим для уменьшения кренов на поворотах, кузов с откидным задним и боковым бортом и съемным тентом. В качестве материала для тентов используется поливинилхлорид (ПВХ). ПВХ - бесцветная, прозрачная пластмасса, термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. В чистом виде не поддерживает горение на воздухе, но огнестойкость пластмасс на его основе зависит от использованных добавок. Этот материал является влаго- и огнестойким, не выгорает на солнце и длительное время не теряет привлекательного внешнего вида.

Еще одним преимуществом такого типа Газели является низкий уровень пола, что не потребует при погрузке высокого поднятия груза, соответственно в некоторых случаях делает. использование машины более удобным по сравнению с обычными типами грузовых автомобилей.

По приезду выполняется в установленном порядке разборка: снимается верхний щит ящика, затем боковые стенки, удаляется пенопласт и снимается защитная пленка. Составляется акт о выявленных дефектах оборудования (Приложение В). Выполнив разборку, станок транспортируется на приобъектный склад, где соблюдаются условия при хранении в соответствии с ГОСТ Р 51908-2002.

На основании вышеизложенного станок токарно-винторезный 16К20 будет упакован в пленку и деревянный ящик ГОСТ 10198-91. Для перевозки станка выбран грузовой автомобиль ГАЗ-3302, грузоподъемность которого 3500 кг и особенность кузова - откидные борта и съемный тент. Выбранный грузовой автомобиль без особых усилий и лишних трат, сможет доставить станок до места монтажа, c соблюдением всех установленных для перевозки требований.

1.4 Установка станка токарно-винторезного 16К20 на фундамент

Фундамент - основание станка, обеспечивающее максимальное использование его возможностей по производительности и точности в течение заданного срока службы и исключающим влияние станка на работу соседнего оборудования. Для этого необходимо, чтобы это основание при удобном размещении и прочном закреплении станка отвечало требованиям обеспечения жесткости и виброустойчивости. При проектировании фундаментов машин с динамическими нагрузками следует учитывать требования СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.03-85, СНиП 2.03.01-84.

Станки нормальной точности массой до 2 т и достаточно жесткой станиной (при отношении ее длины к высоте не более 2) устанавливают непосредственно на бетонный пол или бетонные плиты площадью 4x4 м и толщиной до 300 мм и закрепляют фундаментными болтами.

Прецизионные станки устанавливают на отдельных фундаментах, которые выполняют в виде монолитных бетонных блоков высотой 0,5-0,6 м для станков массой до 10 т и 1-1,5 м для станков свыше 10 т.

Специальные станки, объединенные в линию, можно устанавливать на бетонных плитах шириной 1,5-3 м и длиной до 6 м. На бетонный пол толщиной не менее 150 мм можно устанавливать станки массой до 10-15 т с жесткими станинами.

Одиночный фундамент выполняют с размерами в плане, соответствующими габариту опорной поверхности станины.

Для многоцелевых станков и станков с ЧПУ величину следует увеличивать на 20 %. Для прецизионных станков высота фундаментного блока должна быть не менее 1 м, причем масса фундаментного блока в 2-3 раза и более должна превосходить массу станка.

Станок размещают на фундаменте по чертежу, который имеется в руководстве по эксплуатации станка. Фундамент предварительно рассчитывают, определяя его высоту и площадь основания. Для станка 16К20 используют групповой фундамент бесподвального типа.

Фундамент изготавливают из бетона различных марок с удельным весом, равным от 12 до 27 кН/м³. В паспорте станка 16К20 бетон класса В15 подходит по требованиям. Удельный вес бетона г = 2432 кг/м³. Бетону класса прочности В15 соответствует марка цемента М300 (по ГОСТ 26633-2012).

Очень важно использовать качественный цемент для подвального и бесподвального фундамента. Если будут устанавливаться легкие или средние агрегаты, то можно использовать марку М200 или М300. Если планируется монтаж тяжелого промышленного агрегата, то необходимо использовать марку М400.

К моменту пуска станка прочность бетона должна быть не ниже 70 %. Срок полного отвердевания 28 дней. Признаки, характеризующие прочность бетона: при ударе молотком, почти не остается следов и слышен звонкий звук.

Расчет фундамента состоит в определении его геометрических размеров, обеспечивающих нагрузку на грунт в пределах допустимого. максимального. давления, как при статических, так и при динамических нагрузках. При этом составляющая динамической нагрузки учитывается введением специального коэффициента в формулу для статического расчета давления подошвой фундамента на основание.

Расчет фундамента:

Р = 10^-3(G_m + G_ф)/(б + F) ? R_n, (1)

где Р - фактическое давление на грунт, МПа;

G_m - вес машины, кН;

G_ф - вес фундамента, кН;

F - площадь основания фундамента, м²;

б - коэффициент, учитывающий динамическую составляющую нагрузку на фундамент (для формовочных машин - б = 0,1-0,5; для молотов - б = 0,4; для токарных, горизонтально-протяжных, продольно-фрезерных и продольно-строгальных станков - б = 0,3);

R_n - допускаемое давление на грунт, МПа.

Господствующие породы, образующие почву, на территории Ленинградской области - это глина, суглинок, песок и торф, также встречаются супеси и скалистые грунты, характеризующиеся высокой несущей способностью.

На предприятии характерна почва «песок среднекрупный высокой плотности», допускаемое удельное давление которой R_n = 5 кг/см².

G_m = m·g, (2)

где m - масса станка без учета заготовки, кг;

g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

G_m = 2835·9,81 = 27811,35 Н = 27,8 кН.

При расчете веса фундамента необходимо определить его объем. Для этого площадь подошвы фундамента принимают в зависимости от габаритов рамы или станины с добавлением со всех сторон Д = 0,1-0,15 м.

F = (Д + 2 Д)·(Ш + 2Д), (3)

где Д - длина станка, мм;

Ш - ширина станка, мм.

Д = 0,1 м = 100 мм.

F = (2500 + 2·100) · (1190 + 2·100) = 3759950 мм² = 3,76 м².

Затем определим общую высоту фундамента (бесподвального типа):

Н = Н₁ + Н₂, (4)

где H₁ - высота надземной части фундамента, м;

H₂ - глубина заложения фундамента в землю, м.

Глубина заложения фундамента в землю в общем случае зависит от уровня грунтовых вод, состояния и глубины промерзания грунта и т.д. В зависимости от группы станка определяем Н₂ по формуле, указанной в таблице 3.

Таблица 3. Высота фундаментов под металлорежущие станки

Виды станков	Высота фундамента Н2, м (L - длина фундамента, м)
Токарные; горизонтальные протяжные; продольно-строгальные; продольно-фрезерные	0,3
Шлифовальные	0,2
Зуборезные; карусельные; вертикальные полуавтоматы и автоматы; консольно- и бесконсольнофрезерные; горизонтально-расточные	0,6
Вертикально- и радиально-сверлильные	0,6-1,0*
Поперечно-строгальные и долбежные	0,8-1,4*
* большие значения принимают для станков больших размеров

Н₂ = 0,3, (5)

Н₂ = 0,3 = 0,5 м.

L = Д + 2Д, (6)

L = 2500 + 2 · 100 = 2700 мм = 2,7 м.

Высота надземной части фундамента определяется в основном удобством эксплуатации данного вида оборудования и может приниматься равной 0,05-0,2 м.

Принимаем Н₁ = 0,1 м. Общую высоту фундамента определим из формулы 4:

Н = 0,1 + 0,5 = 0,6 м.

Для определения веса, необходимо найти объем фундамента:

V = F · Н, (7)

V = 3,76 · 0,6 = 2,25 м³.

Вес фундамента определяем по формуле:

G_ф = V · г, (8)

где г - удельный вес бетона, кН/м³.

Обычно фундамент изготавливают из бетона различных марок с удельным весом, равным от 12 до 27 кН/м³.

Из формулы 8 находим вес фундамента.

G_ф = 2,25 · 2432 = 5472 кг = 53,6 кН.

Исходя из формулы 1, получаем:

Р = 10^-3 (27,8 ₊ 53,6)/(0,3 + 3,76) ? 5 кг/см².

0,2 кг/см² ? 5 кг/см².

Расчет подтвердил, что фактическое давление на грунт не превышает допускаемое давление.

На основании проведенного расчета масса фундамента в 2-3 раза должна превосходить массу станка, масса станка токарно-винторезного 16К20 - 2835 кг, а масса фундамента - 5472 кг. Следовательно, необходимо произвести армирование фундамента. Это делают перед заливкой бетона. Используют прутья стальной арматуры сечением 6-8 мм. Из них делают сетку с ячейками 15х15 см. При этом расстояние от станины до арматуры должно быть около 5 см.

Станок токарно-винторезный 16К20 по данным завода-изготовителя устанавливается на анкерные болты, которые в свою очередь устанавливаются в анкерные колодцы и заливаются бетоном. Расстояние от края колодца для анкеров до края фундамента должно быть не менее 120 мм, от дна колодца до дна фундамента должно быть минимум 100-150 мм.

Для подробного изложения информации о фундаменте (длины фундамента, расстоянию между анкерными болтами и отклонениями эксцентриситетов) предоставляют план подошвы фундамента. План составляет инженер проектировщик на основании проведенных расчетов используя специальный калькулятор, чтобы исключить ошибки. План подошвы фундамента представлен на рисунке 5.

Отклонение оси станка токарно-винторезного 16К20 от оси фундамента - эксцентриситеты е и е₁, которые не должны превышать 5 % от соответствующей стороны фундамента. Из пропорций находим предельные эксцентриситеты е и е₁, мм.

е = 2430 • 5/100 = 121,5 мм.

е₁ = 735 • 5/100 = 36,75 мм.

Рисунок 5. План подошвы фундамента



Согласно техническому заданию на фундамент верхняя его часть должна быть ровной и гладкой без уклонов и неровностей. Допустимое отклонение фундамента следующее:

- по плоскости в любом направлении на 500 мм допустимое отклонение 0,2 мм;

- по высоте допустимо отклонение на 5 мм;

- по уклону на длину 1 метр допустимо отклонение на 1 мм.

В итоге для станка токарной группы 16К20 рассчитан групповой бесподвальный фундамент марки цемента М300, удельный вес бетона г = 2432 кг/м³, срок изготовления 28 дней, по окончанию составляется акт проверки установки оборудования на фундамент. Акт проверки установки оборудования на фундамент - это официальная бумага, подтверждающая, что объект смонтирован надёжно и соответствует всем стандартам техники безопасности. Процедура проверки всегда должна сопровождаться соответствующими документами. (форма № 1 в ВСН 478-86) (Приложение Г).



2. Выверка и наладка станка токарно-винторезного 16К20

монтаж станок токарно-винторезный

После того как фундамент изготовлен и принят, приступают к установке станины монтируемой мой машины.

Правильное положение машины в пространстве имеет большое значение для её нормальной работы. Точное расположение особенно важно для машин, связанных в технологическую линию различными транспортными устройствами. Наивысшая точность координирования машин в пространстве требуется в автоматических станочных линиях, где производственный процесс полностью автоматизирован.

Проверку положения машин в пространстве выполняют посредством контроля положения отдельных её деталей. Проверку ведут от так называемых контрольных баз. За контрольные базы обычно выбирают горизонтально, либо вертикально расположенные, точно и чисто обработанные плоские поверхности, а также наружные или внутренние цилиндрические поверхности. В технических условиях на монтаж любой машины обычно указаны величины предельных отклонений.

2.1 Организация такелажных работ при монтаже станка токарно-винторезного 16К20

Такелажные работы при монтаже станка - это комплекс мероприятий, целью которых является перемещение промышленного груза с установкой его на запланированное место. В перечень таких работ входит разгрузка прибывшего оборудования, машин, механизмов или отдельных узлов с транспортного средства, горизонтальное, вертикальное и наклонное перемещение отдельных элементов внутри периметра монтажной площадки, установка оборудования в проектное положение.

Для выполнения работ по перемещению, удержанию на весу, опусканию, подъему, переворачиванию грузов используются специальные приспособления, а именно различные виды кранов. Наиболее удобный вид крана для предприятия, где будет произведен монтаж станка - кран-балка.

Кран-балкой называется мостовое подъёмное устройство, которое обладает подвижной системой, концы которой опираются на специально оборудованные подкрановые пути. Кран-балки выполняются двух видов: опорные или подвесные. Главное различие между данными грузоподъемными механизмами состоит в том, что подвесной кран крепится прямо к перекрытию помещения - на горизонтальные балки, а наводящая рельса опорного крана - на колонах из металла или бетона. Это позволяет в полной мере использовать всю площадь в помещении.

Для оснащения кран-балок применяются крюковые захваты, электромагниты, грейферы, ковши для расплавленного металла, захваты для контейнеров, листового металла, бочек и барабанов. Для управления используются кнопочные пульты или радиоуправление. При транспортировке станка 16К20 в металлообрабатывающем участке будут использоваться стальные стропы.

Необходимо выбрать стальной канат для стропа, применяемого для подъема груза массой 2835 кг, угол наклона стропа к направлению действия веса груза б = 30°.

Для выбранного каната нужно рассчитать длину, необходимую для изготовления ветви стропа (заделка концов каната заплеткой).

Параметры строповки: h = 2 м, б = 30°. Длина петли ветви стропа L = 0,144 м.

Схема расчета двухветвевого стропа приведена на рисунке 6.



Рисунок 6. Схема к расчету двухветвевого стропа

Определим натяжение в одной ветви стропа по формуле:

P = m_гр·g / n · cos a, (9)

где m_гр - масса груза, кг;

n - количество ветвей стропа, n = 2.

P = 2835 • 9,81 / 2 • cos 30° = 12042,6 Н.

Разрывное усилие в ветви стропа определим по формуле:

S = P • z, (10)

где z - коэффициент запаса прочности для стропа. Запас прочности для канатов по отношению к разрывному усилию должен приниматься не менее 6, выбираем z = 6.

S = 12042,6 • 6 = 72255,6 Н.

По найденному разрывному усилию подбирается канат (ГОСТ 2688-80) и определяется его техническая характеристика: тип каната; диаметр каната; разрывное усилие каната.

По найденному разрывному усилию подобран канат (ГОСТ 2688-80) и определены его технические характеристики:

- тип каната ЛК-РО ГОСТ 7668-80;

- диаметр каната - 13,5 мм;

- разрывное усилие каната - 90650 Н.

Длина выбранного каната (рисунок 7) рассчитывается следующим образом.

Рисунок 7. Схема стропа облегченного УСК 1

Определим длину ветви стропа по формуле:

L_в = h / cos a, (11)

L_в = 2 / cos 30° = 2,31 м.

Определим длину каната, необходимую на образование петли ветви стропа по формуле:

L_п = 3??d_к + [4(1 - 3d_к)² + 36d_к²]^0,5, (12)

где d_к - диаметр каната, м;

L_п = 3 • 3,14 • 0,0135 + [4 • (1 ? 3 • 0,0135)² + 36 • 0,0135²]^0,5 = 2 м.

Определим длину каната, необходимую на заплетку по формуле:

??_з = 20d_к, (13)

??_з = 20 • 0,0135 = 0,27 м.

Определим длину каната, необходимого на крепление по формуле:



??_кр = ??_п + ??_з, (14)

??_кр = 2 + 0,27 = 2,27 м.

Определим минимальную длину каната ветви стропа по формуле:

??к = ??_в + 2??_кр + 2??, (15)

??_к = 2,31 + 2 • 2,27 + 2 • 0,144 = 7,138 м ? 7,1 м.

Итак, для изготовления ветви стропа при заделке концов каната заплеткой необходим отрезок каната типа ЛК-РО длиной не менее 7,1 м.

На практике к стропам предъявляются жесткие требования. Стальные канаты считаются непригодными к эксплуатации если:

- оборвана хотя бы одна прядь;

- число оборванных проволочек на шаге свивки равно или более 10 % их общего числа;

- поверхностный износ или коррозия проволочек каната составляет 40 % и более;

- имеется наличие заломов;

- имеется сильная деформация каната;

- имеют запас разрывного усилия менее 10 % указанного в паспорте;

- отсутствует бирка.

В металлообрабатывающем участке механического цеха, где будет производится монтаж станка токарно-винторезного 16К20 используется опорный вид кран-балки, так как этот вид обладает большей грузоподъемностью, подъем груза происходит, благодаря тельферу с пульта радиоуправления, а также опорные кран-балки являются более прочными и надёжными. Схема опорного крана балки представлена на рисунке 8.



Рисунок 8. Опорная кран-балка

Монтаж опорных кран-балок является одним из ключевых факторов, обеспечивающих их функциональность и эффективность.

Для обеспечения правильности монтажа, с необходимыми размерами и допусками установки кран-балки, от которых напрямую зависит их срок службы, необходимо произвести расчет параметров пролёта металлообрабатывающего участка, в котором установлен станок 16К20.

Каждый пролёт характеризуется основными размерами: шагом колонн t и шириной пролёта L, или иначе, сеткой колонн.

Шириной пролёта здания L называется расстояние между осями подкрановых стоек или колонн. Ширина пролёта здания находится в установленной размерной зависимости от пролёта мостового крана. Так как в металлообрабатывающем участке применяются только станки 16К20, то грузоподъемность крана выбирается относительно массы станка с запасом. Масса станка токарно-винторезного 16К20 - 2835 кг, для перемещения оборудования с такой массой подходит опорная кран-балка с грузоподъемностью 3,2 т (ГОСТ 22045-89).

Шаг колонн выбираем равным t = 6 м. Увеличение ширины здания приводит к плохой освещенности средней зоны и допускается в случае размещения вспомогательных и бытовых помещений в средних пролетах, а также при использовании комбинированного освещения - естественного у наружных стен и искусственного в средней части здания.

Ширина металлообрабатывающего участка определяется по формуле:

А = 2b + с₁ + с₂ + d; (16)

где b - расстояние от стен до станка на основании таблицы 4, b = 750 мм.

с₁ - наименьший габаритный размер станка в участке в зависимости от взаимного расположения в затылок на основании длины станка, с₁ = 2500 мм.

с₂ - наибольший габаритный размер станка в участке в зависимости от взаимного расположения в затылок на основании длины станка, с₂ = 2500 мм.

d - ширина цехового проезда (мм) следует выбирать из ряда чисел: 1400, 2000, 2200, 2600, 2800, 3000, 3200, 4000 (в зависимости от вида транспорта, передвигающегося по проезду).

Таблица 4. Нормы расстояний для размещения сборочных рабочих мест в мм

Расстояние	Рабочая зона с одной стороны	Рабочая зона вокруг объекта
	Габаритные размеры собираемого изделия, мм
	До 650Ч250	До 1250Ч750	До 2500Ч1000
От проезда до: - фронтальной стороны стола (а); - тыльной стороны стола (б); - боковых сторон столов (в)	1500/1000 500 1250/1000	2250/1000 1000/750 1000	2250/1500 1000/900 1000
Между сборочными местами при взаимном расположении: - «в затылок» (г); - тыльными сторонами (д); - боковыми сторонами (е); - боковыми сторонами (е1)	1750/1000 0 1500/750 0	2750/1700 1500/1000
		1500/750 1500/750	1500/1200 1500/1200
- фронтальными сторонами (ж)	2750/2000	3500/2500
От стен и колонн до: - фронтальной стороны стола (л);	1500/1300	1750/1500
- тыльной стороны стола (м);	0	1000/750	1000/900
- боковой стороны стола (н)	750

Ширина цехового проезда зависит от транспорта, используемого для перевозки деталей. В металлообрабатывающем участке проезд с двусторонним движением и для перевозки деталей будут использоваться электрокары шириной до 1200 мм. Ширина такого проезда ровняется 3000 мм.

А = 2 • 750 + 2500 + 2500 + 3000 = 9500 мм.

Минимальная длина крана по унифицированным размерам составляет 18 м, в связи с этим станки будут установлены в четыре ряда с двумя проездами, а также для более рационального использования свободного пространства, между станками будут установлены электрошкафы.

Высоту пролета цеха определяют исходя из размеров изготавливаемых изделий, габаритных размеров оборудования (по высоте), размеров и конструкции мостовых кранов, а также санитарно-гигиенических требований.

Высота производственного помещения зависит также от ширины пролетов: чем шире пролет, тем больше должна быть его высота. При малой высоте и большой ширине пролета получается недостаточная и неравномерная освещенность цеха. Основным размером, определяющим длину пролета, является длина технологической линии станков, расположенных вдоль пролета.

Общая высота здания (H) от пола до нижней выступающей части верхнего перекрытия или до нижней точки стропильной затяжки (рисунок 9) слагается из расстояния от пола до головки подкранового рельса (h₁) и расстояния от головки рельса до нижней выступающей части верхнего перекрытия или до нижней точки стропильной затяжки (h), которое зависит только от конструкции крана и его габаритного размера по высоте, т.е.



Рисунок 9. Схема для определения высоты и ширины пролета цеха с опорной кран-балкой

Н = Н₁+ h, (17)

Величина Н₁ слагается из следующих величин:

H₁ = k + z + e + f + c; (18)

где k - высота наиболее высокого станка (если станки невысокие, то этот размер принимается не менее 2,3 м, т.е. несколько выше роста человека);

z - промежуток между транспортируемым изделием, поднятым в крайнее верхнее положение, и верхней точкой наиболее высокого станка (оборудования) (этот промежуток принимается равным 0,5-1,0 м);

е - высота наибольшего по размеру изделия в положении транспортирования, м;

f - расстояние от верхней кромки наибольшего транспортируемого изделия до центра крюка крана в верхнем его положении, необходимое для захвата. изделия цепью или канатом и зависящее от размеров изделия (принимается не менее 1 м);

с - расстояние от предельного верхнего положения крюка до горизонтальной линии, проходящей через вершину головки рельса (принимается по стандартам электрических мостовых кранов; его значение колеблется в пределах от 0,5 до 1,6 м в зависимости от конструкции и грузоподъемности крана).

H₁ = 2300 + 1000 + 1500 + 1000 + 1000 = 6800 мм.

Для упрощения расчёта размера высоты и ширины пролета участка используют схему унифицированных размеров и грузоподъёмности транспортных средств. Размеры унифицированных пролетов представлены в таблице 5.

Таблица 5. Размеры унифицированных пролетов и грузоподъемность подъемно-транспортных средств

Ширина пролета, в м	Высота Н цеха до нижнего пояса ферм, м	Высота Н1 головки кранового рельса, м	Тип кранов	Грузоподъемность крана, т*
18	8,4; 9,6	6,15;6,95; 8,16	Электрические мостовые	10; 20/5
24	10,8
18	12,6; 14,4	9,65; 11,45	То же	10; 20/5; 30/5
24
30
30	16,2; 18	12,65;14,45; 12,0; 13,8	То же	30/5
36				50/10
30	16,2; 18,0	12,0; 13,8	То же	100/20
36	19,8	15,6	То же	150/30
30	19,8	11,2; 13,0; 14,8
* В числителе и знаменателе указаны значения грузоподъемности двухкрюковых кранов

Вторая часть высоты пролета (h) определяется в зависимости от конструкции и размеров крана: она равна сумме габаритной высоты крана А и расстояния m между верхней точкой крана и нижней точкой перекрытия или затяжки стропильной фермы, т.е.



h = A + m, (19)

где А - высота электрических мостовых кранов, установлена стандартами в зависимости от грузоподъемности кранов, колеблется в пределах от 2100 мм (для кранов грузоподъемностью 5 т) до 5200 мм (для кранов грузоподъемностью 250 т).

m - расстояние между верхней точкой крана и нижней точкой перекрытия для участка цеха должно быть минимум 400 мм.

h/= 2100 + 400 = 2500 мм.

Исходя из формулы 17, вычисляем:

Н = 6800 + 2500 = 9300 мм.

При проектировании нового цеха большое значение имеет выбор типа производственного здания, его компоновки, размеров в плане. Для цехов механосборочного производства применяют одноэтажные и многоэтажные здания со светоаэрационными фонарями и без них, крановые и бескрановые здания с использованием напольного и подвесного транспорта. Все оборудование предоставляют в плане и чертеже цеха (Приложение Е).

Обобщая вышеизложенное, станок токарно-винторезный 16К20 будет установлен в металлообрабатывающем участке цеха механического. Для металлообрабатывающего участка выбрано грузоподъемное транспортное средство - опорная кран-балка длиной 18 м, также был произведен расчет ширины и высоты участка, имеющий значения: А = 8190 мм, общая высота здания от пола до нижней выступающей части верхнего перекрытия H = 9300 мм.

2.2 Выверка и размерная наладка станка токарно-винторезного 16К20

Выверка - процедура размещения оборудования согласно проектному положению. Технология выверки станка зависит от способов их установки и закрепления, а также способа опирания. Эта операция реализуется с помощью выверочных опор, приспособлений для центровки и подъемных механизмов.

Правильное положение станка в пространстве имеет большое значение для его нормальной работы. Проверку положения станка в пространстве выполняют посредством контроля положения отдельных его деталей. Проверку ведут от так называемых контрольных баз, за контрольные базы обычно выбирают горизонтально, либо вертикально расположенные, точно и чисто обработанные плоские поверхности, а также наружные или внутренние цилиндрические поверхности.

Выверка станка происходит посредством регулирования уровня станины с помощью различных подкладок, клиньев, башмаков и анкерных болтов.

Наиболее часто встречающимися проверками при монтажных работах являются:

- проверка горизонтальности;

- проверка прямолинейности;

- проверка параллельности и перпендикулярности;

- проверка углов;

- проверка соосности.

Все вышеперечисленные проверки выполняют монтажными контрольно-измерительными инструментами и приспособлениями.

В зависимости от применения слесарно-сборочный инструмент делится на:

- универсальный, которым пользуются при сборке узлов механизма: молотки, отвертки, выколотки и шплинтодеры, а также специальный, употребляемый при сборке только одного вида соединений.

- контрольно-измерительными инструментами определяют длину, горизонтальность, вертикальность плоскости и угол. Более прогрессивными инструментами являются лазерные рулетки (дальномеры), электронные и электронные и лазерные уровни, гониометр и угловые инструменты.

Электронный уровень применяется при выверке прямолинейности направляющих станины. Уровень располагается вдоль поверхности направляющих и перемещается с движением задней бабки, так определяют отклонения в градусах.

Электронный уровень представлен на рисунке 10.

Рисунок 10. Электронный уровень

Наладкой называется подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции. Часть наладки, относящаяся к установке инструмента, рабочих элементов станка, установочных элементов приспособления в положение, которое обеспечивает получение размера в поле допуска, называется размерной наладкой станка.

Цель размерной наладки станка заключается в придании режущему инструменту оптимального положения относительно установочных элементов станка или приспособления, которое надежно обеспечит получение действительных размеров обрабатываемых деталей в заданных пределах при возможно большей продолжительности работы до подналадки.

Подналадкой называется дополнительная регулировка технологического оборудования и технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при наладке значений параметров.

Наладка станка токарно-винторезного 16К20 осуществляется согласно паспорту. Одной из главных задач наладки является центровка валов. В станке 16К20 нередкой проблемой наладки является центровка шпинделя передней бабки. Для сокращения срока наладки, необходимо использовать современное оборудование. Наиболее прогрессивным оборудованием являются индикаторные системы с основными методами центровки валов. Индикаторные системы представлены на рисунке 11.

Рисунок 11. Индикаторная система

Современная система оснащена цифровыми индикаторами, которые дополнены функцией автоматической установки на ноль и обладают возможностью переключения единиц измерения. Все расчёты автоматически выполняет карманный компьютер, который исключает ошибки при вычислении. Встроенная фотокамера помогает зафиксировать точное выставление валов агрегата.

На основании изложенного выверку и размерную наладку станка токарно-винторезного 16К20 необходимо производить согласно паспорту станка, используя монтажные слесарные и контрольно-измерительные инструменты, а также индикаторные системы для сокращения время процесса наладки.



2.3 Обкатка и испытания смонтированного оборудования

Обкаткой называют период работы машины сразу после монтажа, капитального ремонта или после сборки на заводе-изготовителе на месте эксплуатации, целью является улучшение качества поверхностей трения. К обкатке приступают, убедившись, что все сборочные единицы и механизмы закреплены и обеспечена их доброкачественная смазка и что все ограждающие устройства находятся на своих местах. Перед пуском станка проверяют нормальную работу механизмов, проворачивая соответствующие сборочные единицы вручную и переключая рукоятки скоростей и подач. Одновременно следят, как поступает масло к трущимся поверхностям.

Обкатку сначала ведут на самых малых скоростях, затем последовательно включают все рабочие скорости вплоть до наибольшей. На этой максимальной скорости станок должен работать не менее часа без перерыва. Точно так же, как механизмы вращения, проверяют работу механизмов привода подач.

В процессе обкатки определяют температуру нагрева подшипников, которая в станках должна быть не выше 50-60 °С, выявляют стук и шум. Все механизмы должны работать плавно, без толчков и вибраций; их пуск и реверсирование должны осуществляться легко и не сопровождаться рывками или ударами.

Все органы управления должны быть сблокированы (связаны между собой) таким образом, чтобы при включениях исполнительных органов перемещения и подачи происходили строго согласованно во времени и полностью исключалась возможность самопроизвольного движения даже на самые малые расстояния каких-либо деталей механизмов, частей агрегата. Упоры, кулачки и другие детали автоматически действующих устройств должны обеспечивать надежное выключение подач, а механизмы зажатых деталей и инструментов - многократное и безотказное их закрепление и раскрепление. Необходимо, чтобы системы смазки и охлаждения подавали к соответствующим местам достаточное количество масла и охлаждающей жидкости.

Длительность процесса обкатки зависит в основном от качества пригонки сопряженных поверхностей. Чем лучше произведена пригонка, тем меньше времени нужно на приработку.

К узлу шпинделя предъявляются высокие требования по точности вращения и жесткости опор, и поэтому этот узел обкатывают особо тщательно.

Инструкция по обкатке шпинделя:

- работа шпинделя на средней скорости (среднее значение между минимальным и максимально-возможным числом оборотов) в течение 30 секунд с остановками для охлаждения на 5 минут. Этот этап необходимо повторить пять раз;

- работа шпинделя на скорости выше средней (значение числа оборотов приблизительно на 70 % от максимальных) в течение 30 секунд с остановками для охлаждения на 5 минут. Этот этап необходимо также повторить около пяти раз;

- работа шпинделя на максимальных оборотах с остановками для охлаждения на 5 минут. Этот этап необходимо повторять 10-15 раз, с постепенным увеличением длительности работы шпинделя периодами по 20, 30, 40, 50, 60 секунд.

В период обкатки необходимо обеспечить постоянный контроль температуры корпуса шпинделя. Если температура корпуса шпинделя значительно превышает 70? С, то необходимо остановить обкатку и повторить предыдущий этап. Диаграмма отказов оборудования представлена на рисунке 12.



Рисунок 12. Диаграмма отказов оборудования

После обкатки проводят испытания станка 16К20 на изготовление детали. Оборудование проверяют при максимальных режимах резания. Оценку результатов испытаний проводят по внешнему виду обработанной поверхности, которая не должна иметь следов вибраций. Одним из важнейших критериев работоспособности станка является его виброустойчивость, которую можно понимать как способность станка сопротивляться возникновению автоколебаний при резании. Программой испытаний станков при работе предусмотрена оценка границ устойчивости процесса резания.

К испытаниям относят также: проверку работы смазочного насоса фартука. Проверку осуществляют по вытеканию масла из вертикального отверстия на правой верхней плоской направляющей каретки, которое открывается при установке поперечных салазок суппорта на расстоянии180-190 мм от передового торца каретки. Включение насоса производится одновременным нажатием кнопок. Для смазки направляющих станины и суппорта, поперечные салазки устанавливают у переднего торца каретки (приблизительно в 10 мм) и в течение 1 мин при нажатых кнопках производят подачу масла. При помощи выключателя проводится проверка работы электродвигателя насоса подачи охлаждающей жидкости. Количество подаваемой жидкости регулируется поворотом сопла. После выполнения указанных операций станок готов к пуску.

...