ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ВЕЛИКОГАБАРИТНИХ КОЛІНЧАТИХ ВАЛІВ

Анотація

Сучасне важке машинобудування характеризується значною часткою дрібносерійних і одиничних форм виробництва. Машини, вироблені для металургійної, енергетичної, гірничодобувної, хімічної промисловості, характеризуються високою металомісткістю і високою трудомісткістю їх виготовлення. Для виготовлення великогабаритних деталей використовується або універсальне обладнання та оснащення, або створюються технологічні комплекси, засновані на використанні унікального обладнання, великих приладів і провідників, а в деяких випадках – оригінальних інструментів. При складанні таких вузлів і верстатів широко використовується фітинговий спосіб. У зв'язку зі специфічними особливостями оброблення важких і великогабаритних деталей і низькою серійністю їх виробництва, при розробці технології неможливо механічно впроваджувати прогресивні методи і способи оброблення , а також організації роботи, широко застосовуються в великомасштабному і масовому виробництві галузей, не пов'язаних з важким машинобудуванням. При обробленні цих деталей часто виникає необхідність в оригінальних технічних рішеннях. Основними завданнями при обробленні важких і великогабаритних деталей є: досягнення необхідної геометрії точності, шорсткості поверхні і фізико-механічних властивостей поверхневого шару. Чистові та оздоблювальні операції, в процесі яких формуються фізико-механічні властивості поверхневого шару масивних деталей, а отже, і їх експлуатаційні якості, засновані на різанні матеріалів. В процесі різання поверхневі шари мають незначне зміцнення, а іноді навіть роз зміцнюються. У разі такого способу оброблення неможливо за допомогою режиму різання регулювати шорсткість поверхні, особливо форму мікро нерівностей, а також фізико-механічні властивості поверхневого шару. Оброблення великогабаритних деталей дуже трудомістке, пов'язане з великою витратою часу. Тому одним з основних питань, які доводиться вирішувати в важкому машинобудуванні, є підвищення продуктивності оброблення в результаті застосування передових технологічних рішень, подальше збільшення виробничого оснащення, його спеціалізації, механізації та часткової автоматизації, а також застосування сучасних великих верстатів з ЧПК. Основним способом виготовлення заготованок великих валів в умовах одиничного та дрібносерійного виробництва є вільне кування. Якість поковок з вуглецевої та легованої сталей регламентується стандартами. Вали, отримані вільним куванням, мають набагато більш високі характеристики міцності в порівнянні з іншими способами отримання заготованок. При виготовленні заготованок великих колінчастих валів широко застосовуються способи послідовного штампування та згинання з висадкою. При цьому використовують звичайні гідравлічні кувальні преси зусиллям 98 МН. Застосування цих способів дозволяє різко підвищити коефіцієнт використання матеріалу, знизити витрати на механічне оброблення валів та покращити експлуатаційні властивості колінчастих валів. Технологія обробки колінчатих валів для агрегатів великогабаритних машин у гірничо-рудній, металургійній, хімічній, автомобільній, енергетичній та інших галузях промисловості має специфічні особливості, що вимагає використання індивідуальних технологічних процесів, оснащення та інструментів (Bicash Burnwal, ( 2023); Jean-Paul Assie, (1999)). Великі колінчасті вали є відповідальними деталями потужних дизельних установок та різних енергетичних агрегатів. Вони виготовляються переважно зі сталі та високоміцного чавуну з кулястим графітом. При механічному обробленні великих колінчастих валів необхідно дотримуватися таких технічних умов: биття корінних шийок щодо осі не повинно перевищувати 0,03 мм; допустима овальність чи конусність корінних шийок – не більше 0,02 мм, а мотилевих – 0,03 мм; перекіс шатунних шийок щодо корінних не більше 0,02 мм; допустиме відхилення радіусу кривошипу не більше 0,01 мм на кожні 100 мм довжини; допустиме зміщення кутів між колінами кривошипу ± 15'; непаралельність мотилевих шийок щодо осі валу допускається ± 0,15 мм на 1000 мм довжини; не перпендикулярність торця фланця до осі валу допускається 0,01 мм на кожні 100 мм довжини; шорсткість оброблення шийок валу – Ra = 0,5 мкм. Технічні вимоги до якості обробки забезпечуються відповідними маршрутами обробки, обладнанням, інструментами та оснащенням (Pukhovsky E.S. , (2021)).