Разработка технологии восстановления гильз цилиндров ДВС (стр. 8 из 13)

– плотность металла, г/см³.

Необходимо выполнить хромирование гильзы гальваномеханическим способом и получить слой толщиной 0,3 мм. Из формулы (4.2) находим продолжительность осаждения t:

мин. (4.3)

Количество осаждаемого на катоде металла:

г. (4.4)

4.3.2 Определение усилия зажатия гильзы

При восстановлении внутренней поверхности гильзы гальваномеханическим способом, необходимо обеспечить прочность закрепления гильзы в призмах без возникновения проворачивания и вибраций.

Для этого необходимо выполнение следующего условия

, то есть момент от силы резания ( ) должен быть равен или больше момента силы резания ( ).

Для определения момента от силы резания находим тангенциальную составляющую усилия резания при расточке цилиндра [9]:

, (4.5)

где t – глубина резания, мм

S – подача

Сpz – коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала.

Для чугуна СЧ21–40 твердость 190 HB значение Сpz=92

H

Момент от тангенциальной составляющеей силы резания будет равен:

(4.6)

где

– радиус резания, мм

Н мм.

Момент от силы трения должен быть больше момента от силы резания (

).

, (4.7)

Значит

или H

Для определения момента от силы трения необходимо найти силу трения призм по внешней поверхности гильзы:

(4.8)

где

– сила нормального давления, создаваемая призмами на гильзу, будет действовать в направлении к центру окружности гильзы перпендикулярно поверхностям призм.

f – коэффициент трения призм о гильзу (f=0,2 – чугун по стали).

Из (4) можно найти нормальную силу:

H (4.9)

Тогда сила, действующая в направлении движения призм:

H (4.10)

где

– угол между направлением движения призм и силой нормального давления (30º).

4.3.3 Расчет валов

Основной расчет валов заключается в построении эпюр крутящих и изгибающих моментов методами сопротивлений материалов [10].

Расчет валов производился с использованием программы APM Beam. Графики построения изгибающего и крутящего моментов для наиболее загруженного вала (см. поз. 19, лист 4 графической части) представлены в приложении 2.

Далее по графикам определяем наиболее опасное сечение, то есть с наибольшими изгибающими моментами и рассчитываем изгибающий момент:

Н м, (4.11)

где

– изгибающий момент в вертикальной плоскости;

– изгибающий момент в горизонтальной плоскости.

Эквивалентный момент:

Н м (4.12)

Расчетный диаметр вала:

(4.13)

МПа,

где [

] – допускаемый предел прочности стали,

– предел прочности стали,

n – коэффициент запаса прочности.

мм

Принимаем диаметр вала d=18 мм, так как на валу необходима резьба стандартного диаметра.

4.3.. Расчет необходимого момента завинчивания резьбы

Необходимый момент завинчивания резьбы находится по формуле:

, (4.14)

где

– момент трения в резьбе;

– момент трения на торце гайки или болта. В нашем случае =0.

Тогда завинчивания находится по формуле:

, (4.15)

где

– осевая сила;

– средний диаметр резьбы;

– угол подъема резьбы;

– угол трения в резьбе.

H мм

4.3.5 Расчет болтов на растяжение

Так как на вал при зажатии гильзы будет действовать осевое усилие от призм, необходимо рассчитать диаметр винта, чтобы выдержать нагрузку от давления вала на крышку.

Из сопротивления материалов и деталей машин известно [10]:

(4.16)

где

– действующее напряжение, МПа;

– сила, действующая на деталь, Н;

– площадь действия нагрузки, мм².

Условие прочности болта при растяжении:

; (4.17)

МПа;

– предварительный затяг.

Тогда наименьший диаметр вала:

мм. (4.18)

По конструктивным соображениям принимаем диаметр болта 6 мм.

4.3.6 Расчет крышки на изгиб

1. Определяем опорные реакции

;

;

Н;

;

;

Н;

2. Проверка:

;

;

– реакции найдены верно.

3. 1 участок.

Н;

U	0	217
Mx	0	5,85

2 участок.

Н;

U	0	217
Mx	5,85	0

4. Строим эпюры от действия изгибающих сил и моментов (рис. 5.2).

5. Условие прочности при выборе размеров прямоугольного сечения:

, (4.19)

где

– моменты по оси x и y соответственно в наиболее опасном сечении,

– осевые моменты сопротивления изгибу.

Из условия прочности (5.19) определяем

:

; (4.20)

; . (4.21)