Методические рекомендации для студентов по выполнению практических занятий по МДК 02.01 «Организация и выполнение работ по эксплуатации промышленного оборудования»

Министерство образования и науки Пермского края

Государственное бюджетное профессиональное образовательное  учреждение

 «Нытвенский многопрофильный техникум»

Методические  рекомендации  для  студентов  по выполнению

практических занятий

Дисциплина: МДК 02.01 «Организация и выполнение работ

по эксплуатации промышленного  оборудования»

Нытва, 2021 г.

Методические рекомендации учебной дисциплины МДК 02.01 «Организация и выполнение работ по эксплуатации промышленного  оборудования»  по выполнению  практических работ разработаны на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) для специальности 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования  (по отраслям).

В данных методических указаниях представлены задания по выполнению практических работ по МДК 02.01 «Организация и выполнение работ по эксплуатации промышленного  оборудования», методические рекомендации по выполнению самостоятельных работ, критерий оценивания.

Утверждаю

зам.директора

___________ Мялицина Т.Г.

«___»______________2021г.

Рассмотрено и одобрено

на заседании П(Ц)К

Протокол №_____ от «___»__________2021г.

Председатель ______________

Организация разработчик:

ГБПОУ «Нытвенский многопрофильный техникум»

Разработчик: Мартемьянова Ольга Аркадьевна, преподаватель  ГБПОУ «Нытвенский многопрофильный техникум»

Пояснительная записка

Практические и лабораторные занятия – это форма учебных занятий, где на основе полученных знаний и сформулированных умений решают задачи, предоставляют результаты своей практической и творческой деятельности или осваивают сложные познавательные приемы необходимые для серьезного и активного изучения дисциплины «Организация и выполнение работ по эксплуатации промышленного           оборудования»

От всех учебных занятий, практикумы отличаются своей направленностью на обучение студентов, применяя получение знания и умения в конкретной жизненной ситуации.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности  15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования 

Методические рекомендации разработаны на основании рабочей программы.

Преподавание дисциплины осуществляется в едином комплекте дисциплин учебного плана и ведется в тесной взаимосвязи с другими дисциплинами, такими как:

- Техническая механика;

- Метрология, стандартизация и сертификация;

- Инженерная  графика;

- Технологическое оборудование

Лабораторно-практические занятия проводятся с целью углубления  и закрепления  теоретических знаний, совершенствования умений применять полученные знания на практике, реализации единства интеллектуальной и практической деятельности.

Согласно плану предусмотрено 66 часа практических занятий.

При выполнении практических занятий обучающимся предлагается производить поиск нужной информации с помощью информационных ресурсов сети Intertnet, производить расчеты и MS  Exel и составлять  в MS Word отчеты.

        Правила выполнения практических занятий.

Прежде чем приступить к выполнению задания, прочтите рекомендации к выполнению в данном методическом пособии. Ознакомьтесь с перечнем рекомендуемой литературы, повторите теоретический материал, относящийся к теме работы.

Закончив выполнение  практических занятий, должны сдать результат преподавателю. Если возникнут затруднения в процессе работы, обратитесь к преподавателю.

Критерии оценки за выполнение практических и лабораторных занятий

Оценка	Критерии
«Отлично»	Показал полное знание технологии выполнения задания. Продемонстрировал умение применять теоретические знания/правила выполнения/технологию при выполнении задания. Уверенно выполнил действия согласно условию задания.
«Хорошо»	Задание в целом выполнил, но допустил неточности. Показал знание технологии/алгоритма выполнения задания, но недостаточно уверенно применил их на практике. Выполнил норматив на положительную оценку.
«Удовлетворительно»	Показал знание общих положений, задание выполнил с ошибками. Задание выполнил на положительную оценку, но превысил время, отведенное на выполнение задания.
«Неудовлетворительно»	Не выполнил задание. Не продемонстрировал умения самостоятельного выполнения задания. Не знает технологию/алгоритм выполнения задания. Не выполнил норматив на положительную оценку.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Методы определения вязкости масел и рабочих жидкостей по гост 33-82

Цель работы:

1. Определить вискозиметром вязкость топлива при 20°С.

2. Определить вискозиметром вязкость масла при 0, 20, 50,100°С.

Теоретические сведения

Одной из наиболее характерных особенностей жидкостей является способность изменять свою форму под действием внешних сил. Это свойство жидкости объясняется лёгкой подвижностью (скольжением) ее молекул относительно друг друга.

Свойство жидкости оказывать сопротивление взаимному перемещению частиц под действием внешних сил называется вязкостью. Вязкость – внутреннее трение между, частицами жидкости, обусловленное молекулярным сцеплением и обменом количества движения. По закону Ньютона сила внутреннего трения жидкости F пропорциональна площади движущихся относительно друг друга слоев S и градиента скорости dυ/dx:

F = η * S* dυ/dx

Где η (эта) - коэффициент динамической вязкости, зависящий от свойств жидкости. За единицу динамической вязкости принята паскаль-секунда (Па*с).

Вязкостные свойства жидкости с точки зрения её подвижности характеризуются кинематической вязкостью ν (ню), равной отношению динамической вязкости и её плотности при той же температуре:

ν = υ/ρ

За единицу кинематической вязкости принят м²/с (мм²/с). Распространённая единица кинематической вязкости стокс (ст) =1см²/с= 10^-4м²/с = 100 сантистоксам (сст). 1 стокс – это вязкость жидкости, плотность которой равна 1г/мл и сила сопротивления которой при взаимном перемещении двух слоев площадью 1см² , находящихся на расстоянии 1см и перемещающихся один относительно другого со скоростью 1см/сек., равна 1дн.

Вязкостью топлив определяется величина гидравлического сопротивления и потери напора при перекачках. Вязкость оказывает влияние на тонкость распыления топлив в камере сгорания и на полноту испарения и сгорания топлив.

Вязкость смазочного масла является одним из важных его эксплуатационных свойств. От нее зависят надёжность работы двигателя, износ его деталей, потери мощности на трение, лёгкость запуска двигателя и прокачиваемость масла по системе смазки.

В технике применения нефтепродуктов, особенно смазочных масел, зависимость вязкости от температуры имеет громадное значение при оценке качеств нефтепродуктов. Так как в условиях применения нефтепродуктов температурный режим может заметно колебаться и вязкость нефтепродуктов может изменяться не пропорционально изменению температуры, то понятно, почему на практике изменению вязкости от температуры придают большое значение.

Общим для всех смазочных масел является уменьшение вязкости при повышении температуры и возрастание вязкости при понижении.

Температурную зависимость вязкости можно установить опытным путём, определяя вязкость масла при различных температурах. Найденные данные изображают графически и, таким образом, получают кривые, характеризующие зависимость вязкости от температуры.

Чем меньше масло меняет свою вязкость в зависимости от температуры, тем более высокими эксплуатационными качествами оно обладает.

Измерение кинематической вязкости проводится капиллярным вискозиметром по времени истечения определённого объёма жидкости из пузырька вискозиметра через капилляр под действием силы тяжести. Вязкость топлива определяется при температуре 20°С, а вязкость масел при 20,50,100°С. При выборе диаметра капилляра необходимо пользоваться таблицей 3.

Примерные диаметры капиллярных вискозиметров,

в которых рекомендуется определять кинематическую вязкость

Таблица 3

Наименование	Номинальный внутренний диаметр, мм
нефтепродукта	100ºС	50ºС	20ºС	0ºС	-20ºС	-40ºС	-50ºС
Топливо Т-1	-	-	0,4-0,6	0,6-0,8	0,8-1,0	1,0-1,2	1,0-1,2
Дизельное топливо	-	-	0,8-1,0	-	-	-	-
Масло АК-6 (Автол 6)	0,6-0,8	1,2-1,5	-	2,5-3,0	-	-	-
Масло АК-10 (Автол 10)	0,8-1,0	1,2-1,5	-	3,0-3,5	-	-	-
Масло АК-15 (Автол 18)	1,0-1,2	1,5-2,0	2,5-3,0	3,5-5,0	-	-	-

Аппаратура, реактивы и материалы

Вискозиметр капиллярный ВПЖТ-1, или ВПЖТ-2, или ВПЖТ-4 по ГОСТ 10028—81 (рис. 1).

Вискозиметр ВПЖ-1, или ВПЖ-2, или ВПЖ-4

Вискозиметр ВНЖТ или ВНЖ по ГОСТ

Термометр с пределом измерения, соответствующим температу­ре испытания

Глицерин , или глицерин, разбавленный дистиллированной водой в соотношении 1 : 1, или светлое нефтяное масло.

Штатив или другое устройство для закрепления вискозиметра.

Отвес для проверки расположения вискозиметра по вертикали.

Примечание. В качестве термостата или бани вискозиметра используют любой прозрачный сосуд такой глубины, чтобы топливо, находящееся в вискозиметре, было погружено не менее, чем на 20 мм ниже уровня жидкости _в бане и не менее, чем на 20 мм над дном бани. Баня должна быть снаб­жена устройством, позволяющим регулировать температуру жидкости в ней. Наибольшее изменение температуры жидкости по длине вискозиметров и между местом расположения отдельных вискозиметров и местом располо­жения термометра не должно превышать ±0 01 °С. Для наполнения термо­стата или бани используют дистиллированную воду по ГОСТ 6709—72.

Термометры 1-й группы № 5 с пределами измерения 16—20 °С, или № 6 с пределами измерения 20—24 °С или термометр ТИН-10 исполнения 1 с пределами измерения 18,6— 21,4 °С .

Секундомер

Сито с размером ячеек 75 мкм, воронки или 'Тигли фильтрую­щие (для темных нефтепродуктов)

Бумага фильтровальная лабораторная

Соль поваренная крупнокристаллическая или сульфат натрия безводный.

Растворители: бензин-растворитель для резиновой промышленности, нефрас - С 50/170, эфир петролейный, ацетон, толуол

спирт этиловый ректификованный технический высшей очистки

смесь хромовая

вода дистиллированная

Подготовка к испытанию

В термостате устанавливают температуру 20+0,01 °С и поддерживают ее в течение всего испытания.

Для определения кинематической вязкости топлив используют чистый сухой вискозиметр, числовое значение постоянной которого находится в пределах 0,003—0,005 мм²/с².

Отобранную пробу фильтруют через сито, стеклянный или бумажный фильтр. При наличии в топливе воды производят его осушку безводным сульфатом натрия или прока­ленной крупнокристаллической поваренной солью и фильтруют через бумажный фильтр.

Между последовательными определениями вискозиметр не­сколько раз промывают растворителем, полностью смешивающим­ся с исследуемым продуктом, с последующим промыванием полно­стью испаряющимся растворителем. Сушат вискозиметр, пропуская через него слабый поток чистого сухого воздуха до полного удале­ния следов растворителя.

Периодически вискозиметр очищают от отложений органиче­ских веществ и неорганических солей. Для этого его промывают соляной кислотой, затем хромовой смесью, тщательно прополаски­вают дистиллированной водой, затем ацетоном и сушат в сушиль­ном шкафу или пропуская через него поток чистого сухого воздуха.

Для проведения испытания следует подобрать вискозиметр. Для прозрачных масел применяют вискозиметры ВПЖТ-1, ВПЖТ-2, ВПЖТ-4 или ВПЖ-1, ВПЖ-2, ВПЖ-4 для непрозрачных масел — вискозиметры ВНЖТ и ВНЖ Диаметр капилляра выбирают в соответствии с предполагаемым значением вязкости так, чтобы время истечения испытуемого авиа­ционного масла или рабочей жидкости было не менее 200 с. Время истечения (t) в секундах (с) определяют по формуле

t=γ/C

где γ — предполагаемое значение вязкости, мм²/с;

С — постоянная вискозиметра.

Выбор вискозиметра производят в соответствии с данными таблицы 4.

Зависимость постоянной масел

вискозиметра от предполагаемого значения вязкости и рабочих жидкостей для выбора вискозиметра

Таблица 4

Предполагае­мое значение вязкости, мм2/с (сСт)	2—10	6—30	20—100	60—300	200—1000	500—3000	Более 2000
Максимальное значение постоян­ной вискозиметра, мм2/с2 (сСт/с)	0,01	0,03	0,1	0,3	1	3	10

Подготовка вискозиметра и пробы авиационного масла или рабочей жидкости к испытанию аналогична подготовке к испы­танию топлив.

Высоковязкие авиационные масла перед фильтрованием допус­кается подогревать в сушильном шкафу до температуры 50—80 °С.

Некоторые марки авиационных масел и рабочих жидкостей перед определением вязкости необходимо фильтровать в соответ­ствии с государственным стандартом или техническими условиями на исследуемую марку авиационного масла или рабочей жидкости.

В термостате устанавливают температуру 20, 50 или 100 °С в соответствии с государственным стандартом или техническими условиями на исследуемую марку авиационного масла или рабо­чей жидкости.

Проведение испытания

Вискозиметр заполняют исследуемым топливом и устанавли­вают в термостат так, чтобы уровень термостатирующей жидкости находился на несколько сантиметров выше верхнего расширения вискозиметра. Проверяют вертикальность расположения капилля­ра вискозиметра с помощью отвеса.

Чистый и сухой вискозиметр заполняют исследуемым топливом.

Для этого надеть на отводный конец 5 (рис.2) резиновую трубку с грушей. Зажав пальцами колено (В) и повернув вискозиметр, опускают колено (Л) в сосуд. Засасывают жидкость до метки в, следя за тем, чтобы в капиллярах и расширениях (3) и (4) не образовалось пузырьков воздуха, разрывов.

В тот момент, когда уровень жидкости достигнет метки, вискозиметр вынимают из сосуда и быстро перевертывают в нормальное положение. Вытирают внешнюю сторону конца колена (А) от избытка жидкости. Резиновую трубку снимают после того, как масло стечет в нижнее расширение (1). На колено (А) вискозиметра надевают резиновую трубку, вискозиметр погружают (примерно до середины расширения (4)) в термостат (или химический стакан) и закрепляют зажимом на штативе.

С помощью другого зажима укрепляют термометр так, чтобы его ртутный шарик находился на уровне, соответствующем середине капилляра вискозиметра. Проверяют вертикаль­ность вискозиметра по отвесу. Устанавливают в термостате температуру 20°±0,1°С и выдерживают вискозиметр при этой температуре 10 минут.

Затем засасывают жидкость в расширение (3) немного выше отметки а, следя за тем, чтобы в капилляре и расширении (3) не образовывалось пузырьков воздуха.

Сообщают колено (А) с атмосферой и определяют время опускания мениска жидкости от отметки а до в. Во время истечения жидкости из расширения (3) надо следить за постоянством температуры.

Заполненный вискозиметр выдерживают в термостате в течение 30 мин и затем определяют время истечения испытуемого топлива через капилляр вискозиметра от метки M₁ до метки М₂.

Определение вязкости масла при 20, 50, 100°С

Заполняют вискозиметр маслом аналогично п. 1 и погружают его в термостат. Устанавливают в термостате необходимую для испытания температуру с отклонением не более 0,1°С и выдерживают вискозиметр при этой температуре в течение времени, указанного в табл.2.

Засасывают масло в расширение (3) выше метки а, следя за тем, чтобы в капилляре и расширении (3) не образовывалось пузырьков воздуха.

Наблюдают за опусканием масла в колене (А) и замечают время в тот момент, когда масло пройдет метку а, и когда масло пройдет метку в. Повторяют опыт еще два раза. Отсчеты времени должны различаться не более, чем на 0,2%.

Проведение испытания при определении вязкости прозрачных авиационных масел и рабочих жидкостей аналогично проведению испытания при определении вязкости топлив.

Обработка результатов

Кинематическую вязкость исследуемого топлива (γ) в квадрат­ных миллиметрах в секунду или сантистоксах (мм²/с или сСт) вычисляют по формуле

υ= С ∙ τ,

где С — постоянная вискозиметра, мм²/с² (сСт/Ст);

τ —среднее арифметическое значение результатов измерения времени истечения топлива в вискозиметре (округляется до десятых долей), с.

τ = (τ₁ + τ₂ + τ₃)/3.

Результаты расчета вязкости округляют до десятитысячных до­лей.

Обработка результатов определе­ния вязкости авиационных масел и ра­бочих жидкостей проводится анало­гично обработке результатов опреде­ления вязкости топлив. Среднее время истечения авиационного масла опре­деляется по времени заполнения ре­зервуара 5

1. Кинематическую вязкость испытуемого масла (ν_t) в сантистоксах при температуре t вычислить по формуле:

ν_t = Сτ

где, С – постоянная вискозиметра – берётся из паспорта,

τ – среднее арифметическое отсчётов времени истечения масла, сек

ν_t — вязкость при соответствующей температуре.

2. Температурную зависимость вязкость масла представить графически.

График зависимости вязкости масла (марка) от температуры

Для получения правильных результатов необходимо проводить два заполнения вискозиметра. При каждом заполнении вискози­метра время истечения определяют не менее трех раз.

Для сокращения времени проведения испытания целесообразно проводить параллельные определения кинематической вязкости на двух вискозиметрах.

Для проведения испытаний при различных температурах целесообразно использовать два термостата: один заполненный водой, — для определения вязкости при температуре 20°С и 50°С, другой, заполненный водным раствором глицерина,— для определения вязкости при температуре 100°С. Допускается использовать вискозиметры со значениями их постоянных (С) меньшими, чем у тех, что приведены в таблице 4. При этом увеличивается время испытания. Следует иметь в виду, что повторению испытания должны предшествовать промывание и сушка вискозиметра. Все практические рекомендации для определения вязкости топ­лив применимы при определении вязкости авиационных масел и рабочих жидкостей.

Контрольные вопросы

1. Что называют вязкостью жидкости?

2. Чем характеризуется динамическая вязкость?

3. Дать понятие кинематической вязкости.

4. Метод определения вязкости.

5. Зависимость вязкости от температуры.

+6. Как устанавливается температурная зависимость вязкости?

7. Какой вывод об эксплуатационных свойствах масла можно сделать по виду кривой вязкости?

8. Как рассчитывается температурный коэффициент вязкости масла?

9. Как определяется индекс вязкости?

10. Как рассчитывается температурный коэффициент вязкости масла?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Виды СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель: Закрепить полученные знания о классификации смазочных материалов.

Задание :

1.     Изучить теоретический материал.
2.      Используя конспект заполнить схему (схема)
3.     Ответить на контрольные вопросы
4.     Сделать вывод

Теоретический материал

Смазочные материалы и виды смазки

Смазочные материалы широко применяются в современной технике, с целью уменьшения трения в движущихся механизмах (двигатели, подшипники, редукторы, и.т д), и с целью уменьшения трения при механической обработке конструкционных и других материалов на станках (точение, фрезерование, шлифование и т. д.).

В настоящее время применяются следующие виды смазочных материалов:

-     смазочные масла;

-     пластичные смазки;

-     металлоплакирующие смазки;

-     твердые смазки;

-     газовая смазка.

Виды смазки трущихся поверхностей классифицируются сле­дующим образом:

-     жидкостная смазка - смазка, при которой разделение поверхно­стей трения деталей, находящихся в относительном движении, осу­ществляется жидким смазочным материалом;

-     гидродинамическая смазка - жидкостная смазка, при которой полное разделение поверхностей трения осуществляется в результате давления, самовозникающего в слое жидкости при относительном движении поверхностей;

-     гидростатическая смазка - жидкостная смазка, при которой полное разделение поверхностей трения деталей, находящихся в, от­носительном движении или покое, осуществляются жидкостью, по­ступающей в зазор между поверхностями под внешнем давлением;

-     эластогидродинамическая смазка - смазка, при которой трение и толщина пленки жидкого смазочного материала между двумя по­верхностями, находящимися в относительном движении, определяет­ся упругими свойствами материалов, а также свойствами смазочного материала. При данном виде смазке в пленке жидкости, разделяющей тела трения, высокие давления вызывают упругие деформации кон­тактирующих тел и увеличивают вязкость смазочного материала;

-     граничная смазка - смазка, при которой трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, опреде­ляется свойствами поверхностей и свойствами смазочного материа­ла. Поверхности трения при этом не разделены слоем первоначаль­ного смазочного материала, а непосредственный металлический кон­такт, предотвращается (минимизируется) вследствие образования а рабочих поверхностях пар трения граничных слоев. Последние пред­ставляют собой продукт взаимодействия активных компонентов сма­зочного материала с поверхностным слоем твердого тела. Практически все тяжело нагруженные узлы трения современных машин и ме­ханизмов, смазанными жидкими или пластичными смазочными ма­териалами, в определенные моменты (при пуске и остановке, при вы­соких контактных нагрузках или температурах, при низких скоростях относительного перемещения трущихся деталей и т. д.) работают в основном в режиме граничной смазки;

-     полужидкостная (смешанная) смазка - смазка, при которой осу­ществляется частично гидродинамическая, частично граничная смаз­ка;

-     твердая смазка - смазка, при которой разделение тел трения де­талей, находящихся в относительном движении, осуществляется твердым смазочным материалом;

-     газовая смазка - смазка, при которой разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении, осуществ­ляется газовым смазочным материалом. Применяется в высокоскоро­стных механизмам (п> 10000 об/мин) и характеризуется минимальной величиной трения и износа.

Контрольные вопросы:

1.     Какие смазочные материалы называются  смазочные масла?
2.     Какие смазочные материалы называются пластичные смазки?
3.     Какие смазочные материалы называются твёрдые смазки?
4.     Какие смазочные материалы называются газовая смазка?
5.     Металлоплакирующие смазочные материалы это?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Выбор смазочных материалов по заданным условиям эксплуатации

Цель работы. Закрепить теоретический материал, полученный на лекционных занятиях, и приобрести навыки разработки и составления карты смазки.

1.   Типы смазок и их применение

Современные машины и агрегаты характеризуются конструктивной сложностью и повышенной точностью, работой узлов трения при высоких нагрузках, температурах и скоростях. В этих условиях их надежная работа может быть обеспечена только безотказно работающими смазочными устройствами и применением высококачественных смазочных материалов.

Основным руководящим материалом, обеспечивающим правильность и своевременность смазывания поверхностей трения, являются инструкции по эксплуатации оборудования.

Производство смазок и масел базируется на механизмах перегонки нефти, так как нефть – основной и наиболее часто используемый компонент смазок. Кроме неё для изготовления смазочных материалов могут использоваться синтетические или органические масла растительного происхождения. По показателям вязкости все смазки в соответствии с международной классификацией делят на твёрдые, полутвёрдые (пластичные), полужидкие, жидкие, газообразные.

На выбор смазочного материала влияют рабочие нагрузки, условия окружающей среды, тип механизма, скорость движения детали. Общие требования, предъявляемые к смазкам, сводятся к следующему:

•   иметь однородную структуру;

•   обладать хорошей смазывающей способностью;

•   не застывать при низких температурах;

•   не содержать влаги и механических примесей;

•   иметь хорошую механическую и химико-физическую стабильность;

•   создавать герметичную защиту детали;

•   обладать антиокислительными свойствами.

Смазка промышленных станков и механизмов производится согласно картам смазки, в которых обозначаются смазываемые места, временной интервал и наиболее подходящая марка смазки. Подшипники качения мо- гут нагреваться до высоких температур. В таких условиях масло не сможет удерживаться в узлах трения, поэтому не обеспечит необходимой защиты.

Пластичная смазка имеет стойкий коллоидный каркас, благодаря которому при нормальных температурах вещество остаётся полутвёрдым, а при более интенсивных нагрузках приобретает свойства жидких масел, сохраняя все защитные и антифрикционные свойства.

Система смазки станка предусматривает применение жидких минеральных масел и пластичных смазок с подходящими показателями вязкости и пенетрации (проникающей способности). Выбор конкретной марки смазки зависит от условий работы станка и скоростей эксплуатации узла. Чем выше скорость относительного скольжения и меньше удельное давление в узле трения, тем более жидким должен быть смазочный материал.

Смазка выполняет ряд важных функций в механизме: уменьшает коэффициент трения, благодаря образованию смазочной плёнки, способствует отводу тепла от детали, уменьшает удельную нагрузку.

Смазка станков должна проводиться с определённой периодичностью, ведь со временем смазка испаряется, стекает, загрязняется и начинает терять свои защитные свойства. Также из-за влияния рабочих вибраций может происходить разрыв масляной плёнки, которая восстанавливается только при повторном нанесении смазки. Квалифицированное обслуживание оборудования позволяет повысить КПД работы станка, увеличивает ресурс его деталей, гарантирует точное функционирование механизма и значительно снижает потери энергии при трении.

Необходимое количество смазочных материалов определяют, руководствуясь данными карты смазки и инструкцией по эксплуатации станка. Каждый механизм за год отрабатывает определённое количество дней и часов и имеет установленную норму часового расхода смазки.

Жидкая смазка применяется при высоких скоростях скольжения. Применение жидкой смазки позволяет создать режим жидкостного трения без соприкосновения металлических поверхностей, а, следовательно, при минимальном износе трущихся поверхностей.

Положительные свойства жидких смазок:

1)     низкий коэффициент внутреннего трения (малое сопротивление трению);

2)   охлаждающее действие;

3)   возможность смены без разборки узла;

4)   возможность повторного использования смазки (регенерации);

5)   возможность контролирования подачи смазки. Недостатки жидких смазок:

1)    легкое вытекание из корпуса, необходимость применения надежных уплотнительных устройств;

2)   чувствительность к повышению температуры (вязкость с увеличением температуры уменьшается).

В табл. 2 приведены некоторые марки индустриальных масел и области их применения. Цифры в обозначении масел указывают, как правило, кинематическую вязкость.

Таблица 2

Область применения жидких масел

Марка	Наименование	Область применения
И-5А	Дистиллятное масло из малосернистой нефти кислотно-щелочной очистки	Малонагруженные высокоскоростные меха- низмы (подшипники и шпиндели с частотой вращения 15-35 тыс. мин-1)
И-8А		То же, частота вращения 5-15 тыс. мин-1
И-12		То же, частота вращения до 5 тыс. мин-1
И-20А, И-30А, И-40А, И-50А	Дистиллятное масло из малосернистой нефти кислотно-щелочной очист- ки или из сернистой нефти селективной очистки	В качестве рабочей жидкости в гидравлических системах станков, автоматических линий, прес- сов, для мало - и средненагруженных зубчатых передач, направляющих качения и скольжения, где не требуются специальные масла
ИГП-4, ИГП-6, ИГП-8	Дистиллятное масло из сернистой нефти глубокой селективной очистки с антиокисли- тельными, противоиз- носными, антикоррози- онными, противопен- ными присадками	Для высокоскоростных механизмов. Могут заменять масла И-5А, И-8А при соответствии вязкости
ИГП-18, ИГП-30, ИГП-38, ИГП-49		В качестве рабочей жидкости в гидравлических системах станков, автоматических линий, прес- сов, для высокоскоростных коробок передач, мало - и средненагруженных редукторов и червячных передач, электромагнитных и зубчатых муфт, вариаторов, подшипниковых узлов, направляющих качения и скольжения, где требуются масла с улучшенными или противоизносными свойствами

Окончание таблицы 2

Марка	Наименование	Область применения
ИГП-72, ИГП-91, ИГП-114		В качестве рабочей жидкости в гидравлических системах тяжелого прессового оборудования. Для средненагруженных зубчатых и червячных редукторов. В циркуляционных системах смазки
ИГП-152, ИГП-182		Для нагруженных зубчатых и червячных передач, коробок скоростей и редукторов
ИГСп-18 (И-ГН-Д-32с), ИГСп-38 (И-ГН-Д-68с)	Дистиллятное масло из сернистой нефти глубокой селективной очистки с антиокисли- тельными, противоиз- носными, противоза- дирными, антикоррози- онными, противопен- ными присадками	В качестве рабочей жидкости в гидросистемах, работающих при высоком давлении, для смазывания направляющих скольжения, осуществляемого из гидравлической системы
ИСП-25, ИСП-40, ИСП-65, ИСП-110	Дистиллятное масло из сернистой нефти глубокой селективной очистки с антикоррозионными, противозадирными, противоизносными присадками	Масла индустриальные серии ИСП применяются для смазывания зубчатых передач и направляющих станков повышенной и высокой точности. Обеспечивают бесперебойную работу оборудования за счет высоких трибологических характеристик
ИРп-40 (ИТД-68), ИРп-75 (ИТД-100), ИРп-150 (ИТД-220)	Дистиллятные и остаточные (смеси) из сернистой нефти селективной очистки  с противозадирными, противоизносными, анти- окислительными, анти- фрикционными, противопенными присадками	Редукторные масла для смазывания зубчатых передач, работающих при средних и высоких нагрузках, в том числе при ударных нагрузках
ИНСп-20, ИНСп-40 (И-Н-Е-68), ИНСп-65 (И-Н-Е-100), ИНСп-110	Дистиллятные и оста- точные (смеси) из сернистой нефти селективной очистки, содержащие противоскачковую, противозадирную, адгезионную, солюбилизирующую, антипенную присадки	Применяют для смазывания направляющих скольжения и качения станков, передач «ходовой винт - гайка» станков особо высокой точности, с программным управлением, станков тяжелых и других, где требуются равномерность медленных перемещений, точность и чувствительность установочных перемещений, а также, где необходимо снизить уровень коэффициентов трения в статических и кинетических условиях

Для обслуживания узлов, находящихся в тяжелых условиях работы и испытывающих критические нагрузки, применяются специальные смазочные материалы – пластичные, или консистентные, смазки. Их главная особенность – способность менять агрегатное состояние и совмещать признаки твёрдого и жидкого тела в зависимости от окружающих условий и эксплуатационных  нагрузок. Пластичные смазки состоят из базового

масла, загущенного мылами, а также присадок и разнообразных добавок, которые улучшают рабочие характеристики продукта, позволяя увеличить срок службы смазки и КПД агрегатных узлов. Во многих случаях пластичная смазка наносится на весь срок службы детали и требует замены только при ремонте.

Для консистентных смазок основной характеристикой является температура каплепадения, при которой происходит падение первой капли смазки. Пластичные смазки условно можно разделить на две большие группы:

•    смазки общего назначения, применяемые в широком спектре узлов промышленных агрегатов, транспорта и строительной техники;

•     специальные смазки, предназначенные для применения в конкретных областях и рассчитанные на специфичные условия работы.

К смазкам общего назначения относят смазочные материалы, пригодные для применения в различных узлах трения, начиная от ступичных подшипников и заканчивая шарнирами равных угловых скоростей. Они водостойки, способны работать в широком диапазоне скоростей, имеют стабильные защитные свойства. Смазки общего назначения обычно используются для обслуживания узлов трения в станках на промышленных предприятиях, сельскохозяйственной техники, механического или ручного рабочего инструмента. Однако они не заменяют морозостойкие и другие виды отраслевых смазок. Наиболее известные продукты – Графитная смазка, Солидол, Консталин, Циатим, Литол-24.

Солидолы – кальциевые смазки, содержат свободную и связанную воду, в воде не растворяются. Применяются в условиях влажной среды при t не выше 55° С (без пополнения). При плавлении солидолы теряют воду и распадаются на масло и мыло, после охлаждения свойства не восстанавливаются. Работоспособны при частоте не более 1500 мин^-1.

Консталины - натриевые смазки, после расплавления могут застывать и вновь использоваться. Легко растворяются в воде, выделяют кислоты и щелочи, вызывающие коррозию металла. Целесообразно применять при высокой температуре и небольшой влажности.

Наиболее широко в настоящее время применяется универсальная литиевая смазка Литол-24. Это многоцелевая консистентная смазка с хорошими защитными свойствамия для узлов трения «металл - металл».

Многоцелевые смазки используются для обработки всех главных уз- лов механизмов. Они водостойки, обеспечивают хорошее антифрикционное и противозадирное покрытие, эффективно выполняют свои задачи при различном температурном режиме и степени нагрузки деталей. Отличительная особенность Литола-24 – характер дисперсной фазы и наличие антиокислительных и вязкостных присадок. Эта температурная смазка изготавливается путём загущения нефтяных масел литиевым мылом 12 – окси- стеариновой кислотой. Таким образом, Литол-24 является видом мыльной смазки с использованием катионов лития. Литиевые смазки совмещают достоинства натриевых и кальциевых смазок: обладают достаточно высокой температурой каплепадения для работы в напряжённых условиях и характеризуются сильными водоотталкивающими свойствами.

Основные эксплуатационные характеристики Литола-24:

-    внешний вид − однородное мазеобразное вещество от светло-жёлтого до коричневого цвета;

-   температура каплепадения − не ниже 185°С;

-   пенетрация при 25°С − 220-250 мм^-1;

-   испаряемость при 120°С − не более 6 %;

-   вязкость при 0°С и 10 с^-1, (Па•с) − не более 280;

-   предел прочности при +20°С, (Па) − 500-1000;

-   индекс задира − 28.

Литол-24 используется при обслуживании подшипников скольжения и качения всех типов, шарниров, зубчатых передач, поверхностей трения гусеничных и колёсных транспортных средств и других индустриальных механизмов. Кроме того, Литол-24 может использоваться как смазка общего назначения, так как обладает отличной водостойкостью, высокой прочностью и низким показателем испаряемости масла-основы. Несмотря на положительные характеристики, смазка Литол-24 во многом уступает новейшим продуктам, которые изготовлены на основе Литола-24 с добавлением различных присадок.

К специальным смазкам относятся:

-    смазки для электрических машин – используются для смазывания подшипников качения электродвигателей, судовых электрических машин. Должны обладать хорошими противоизносными и противозадирными свойствами, быть стойкими к окислительным процессам. Представите- ли по ГОСТу: ВНИИНП-242, ЛДС-1, ЛДС-3, СВЭМ;

-    автомобильные – обслуживают узлы трения автотранспорта. Легко удерживаются в узлах, где жидкое масло вытекает, и обеспечивают герметичность. Представители по ГОСТу: Литин-2, ШРУС-4, ДТ-1, ШРБ-4;

-      термостойкие смазки – могут работать при температурах до 150 - 200°С, а некоторые и выше. Используются, например, в узлах нанесения клея-расплава кромко облицовочных машин. Это дорогие смазки и использовать их в нормальных условиях работы не рационально.

Основные разновидности термостойкой смазки:

- комплексные кальциевые – смазки на основе загустителя из комплексных кальциевых мыл высших жирных кислот. Широко распространены благодаря своей невысокой цене и доступности. К этим смазкам от- носятся ЦИАТИМ-221С, Униол-1, ВНИИНП-207, ВНИИНП-214, ВНИ- ИНП-219, причём последние в качестве добавки содержат долю дисульфида молибдена, который повышает антифрикционные свойства смазки и увеличивает способность смазочного материала к адгезии;

-     натриевые – в настоящее время практически не используются в связи с увеличением средних рабочих температур и появлением новых современных продуктов, способных стабильно выдерживать экстремальные нагрузки;

-    силикагелевые – применяются в индустриальных механизмах раз- личных типов. Изготавливаются на нефтяном масле, поэтому несколько ниже в цене, чем аналогичные продукты с синтетическим сырьём;

-      полимерные – термостойкие смазки, в качестве загустителя ис- пользующие полиуретаны или фторопласт. Характеризуются высокими антифрикционными свойствами. Главные представители: ВНИИНП-233, ВНИИНП-269;

-      пигментные – слабоструктурированные смазки на основе пигментных загустителей, чаще всего применяемые в скоростных подшипниках электромашин. Наиболее широко применяются термостойкие смазки ВНИИНП-235 и ВНИИНП-234;

-    графитные – характеризуются высокими механическими и противозадирными свойствами, низкой испаряемостью. Стабильно работают при температуре +250…300°С. Применяются в тихоходных узлах трения.

Основные характеристики смазок

Внешний вид – цвет и агрегатное состояние. Традиционно пластичные смазки – это мазеобразное однородное вещество от светло-жёлтого до чёрного цвета.

Характер загустителя – показатель того, какая дисперсная фаза используется при производстве смазки. Загуститель имеет определяющее значение для свойств смазки.

Вязкость – определяет возможность использования смазки в условиях низких температур, а также стойкость продукта к нагрузкам. Измеряется с помощью вискозиметра и не должна превышать 2 кПа·с при скорости де- формации 10 с^-1.

Испаряемость – зависит от характеристик базового масла и служит показателем стабильности состава смазки.

Класс опасности – определяет опасность химического вещества для окружающей природы и людей. Обычно пластичные смазки имеют IV класс опасности (малоопасные).

Консервационные (защитные от коррозии) свойства – оценивают стойкость смазки к воздействию влажности, повышенной температуры, SO₂ и других агрессивных сред.

Механическая стабильность – её показатели основываются на реологических свойствах смазки, то есть способности восстанавливаться после воздействия нагрузок.

Пенетрация – показатель прочности и подвижности смазки, тесно связанных с вязкостными характеристиками.

Предел прочности на сдвиг – величина нагрузки, после которой смазка из пластичного состояния переходит в жидкое.

Содержание воды – пластичные смазки содержать влагу не должны. Температура каплепадения – условно показывает температуру плавления дисперсной фазы смазки.

Химическая стабильность – стойкость смазки к возникновению химических реакций с кислородом и другими веществами.

2.   Способы и системы смазки

Классификация способов смазки. Различают индивидуальный и централизованный способы смазки. При индивидуальном способе смазка подводится к каждой трущейся паре отдельным независимым устройством. При централизованном способе одно устройство обеспечивает смазку не- скольких трущихся пар.

По времени действия смазка бывает периодической и непрерывной. При периодической смазке смазка подается порциями через некоторые сравнительно длительные промежутки времени, устанавливаемые правилами эксплуатации или определяемые конструкцией устройства. Непрерывной называется смазка, подаваемая непрерывно или через короткие одинаковые промежутки времени.

Смазка может подаваться без принудительного давления за счет силы тяжести или капиллярных свойств специальных фитилей и с принудительным давлением, создаваемым насосом с механическим или ручным приводом.

Смазка может быть использована однократно или многократно. В последнем случае, пройдя через трущиеся поверхности, смазка снова возвращается к ним для повторного использования (это относится только к жидкой смазке). По характеру циркуляции масла в системе различают проточные и циркуляционные системы. При проточной системе масло после использования не возвращается к трущимся парам. В циркуляционной системе отработавшее масло многократно возвращается к трущимся парам, предварительно пройдя очистку.

3.   Подбор смазочных материалов и особенности их эксплуатации

Смазочные материалы для подшипников качения и скольжения

При выборе марки смазки нужно обращать внимание на рабочую температуру смазки. Чаще всего используется для смазки подшипниковых узлов в нормальных условиях литиевая консистентная смазка Литол-24.

Наиболее употребляемый способ смазывания подшипников качения мазями – набивка. Смазку закладывают в корпус подшипника примерно на 2/3 его объема. Ориентировочное количество смазки (Q, г) можно подсчитать по формуле

Q  3, 5d ,

где d – диаметр вала, мм.

Пополнение смазки выполняют через пресс-масленки или при снятой крышке подшипника. Широко распространилась практика использования

закрытых подшипников с заложенной в них смазкой на весь срок службы подшипников. Такие узлы не требуют пополнения смазки.

При высоких скоростях работы узла могут использоваться жидкие смазки, которые подаются в подшипник через масленки (фитильные, наливные, плунжерные и др.), или организуется непрерывная подача масла из резервуара.

Смазочные материалы для направляющих скольжения

Для смазки направляющих скольжения предпочтительней минеральные масла. Пластичные смазки используются только в тех случаях, когда в силу каких-либо обстоятельств невозможно или затруднено смазывание маслами. Смазки легко засоряются пылью, стружкой и, удерживая их в себе, создают неблагоприятные условия для работы направляющих. Масла смывают стружку и абразивы и предупреждают тем самым износ. Используется централизованная или индивидуальная система смазки.

Масла для зубчатых и червячных передач

Смазочные материалы для передач выбираются с учетом режима работы, нагрузок, скоростей и температуры. Для червячных передач масла должны содержать антифрикционную, а для гипоидальных – противозадирную присадки.

Зубчатые передачи при окружных скоростях шестерни до 15 м/с сма- зываются посредством масляных ванн. При циркуляционном смазывании давление масла из сопла не должно превышать 0,05…0,08 МПа.

Масла и масляные смазки для цепей

Масла дают лучшие результаты смазки, так как легче проникают в зазоры. Перед нанесением на цепь пластичные смазки следует слегка нагреть. Для предотвращения загрязнения цепи механическими примесями излишки смазочного материала снимаются.

При смазывании цепей вручную, капельницей или в масляной ванне масло подается на холостую ветвь в месте набегания ее на малую звездочку. Чем больше скорость цепи, тем более вязкое масло следует применять, так как при вращении центробежные силы стремятся сбросить смазку.

4.   Разработка карты смазки

Карта смазки включает в себя схему смазки, непосредственно карту смазки, рекомендации по совместимости и взаимозаменяемости смазочных материалов. При разработке карты смазки оборудования необходимо соблюдать следующие требования:

-   карта смазки должна состоять из схемы смазывания машины (схематический чертеж основных узлов машины или ее кинематическая схема);

-     таблица смазки должна включать информацию, необходимую эксплуатационным службам;

-    следует предусмотреть эффективные смазочные материалы, обеспечить их возможную унификацию и выполнение требований по совмести- мости смазочных материалов;

-     при указании периодичности замены и пополнения узлов трения свежими смазками следует учитывать технологические режимы и условия работы оборудования.

В качестве примера на рис. 7 и в табл. 3 даны схема и карта смазки четырехстороннего станка «Унимат 23».

Рис. 7. Схема смазки четырехстороннего станка «Унимат 23» (расшифровка позиций − в табл. 3)

Таблица 3

Карта смазки четырехстороннего станка «Унимат 23»

Пози- ция	Место смазки	Смазочный материал	Периодичность смазки, час	Кол-во смазки	Приме- чание
1	Шпиндели: аксиальные направляющие, ходовые винты и гайки	Литол-24	480 (4 раза в год при односменной работе)	Один выжим шприца	До вы- ступле- ния смазки
2	Шпиндели: направляющие «ласточкин хвост»	Литол-24	160 (12 раз в год)	Один выжим шприца	До вы- ступле- ния смазки
3	Карданные валы	Литол-24	160 (12 раз в год)	Один выжим шприца	–
4	Винт-гайка подаю- щей траверсы (подъем /опускание)	Литол-24	480 (4 раза в год)	Один выжим шприца	–
5	Установочные винты всех шпинделей	Литол-24	480 (4 раза в год)	Слегка смазать кистью	Предваритель- но очистить
6	Загрузочный стол: все перемещения	Литол-24	480 (4 раза в год)	Один выжим шприца	–
7	Направляющие подающей траверсы	Литол-24	480 (4 раза в год)	Один выжим шприца	–
8	Коробки передач механизма подачи	ИРп-150 (ИТД-220)	160 (12 раз в год)	До отметки  на стекле	Замена масла через 2 года
9	Прижимы верхнего шпинделя	Литол-24	480 (4 раза в год)	Один выжим шприца	–
10	Валы вариатора	Литол-24	160 (12 раз в год)	Два выжима шприца	–
11	Червячный редуктор подъема /опускания траверсы	ИРп-150 (ИТД-220)	160 (12 раз в год)	До уровня заливного отверстия	Замена масла через 2 года

5.   Порядок выполнения работы

1.   Изучить свойства смазочных материалов и условия их выбора.

2.   Составить схему или эскиз заданного преподавателем станка с указанием точек смазки, например, как это указано на рис. 7.

3.    Заполнить таблицу смазки на заданный станок, подобную табл. 3, пользуясь методическими указаниями по выбору смазки типовых трущихся частей станков и составленной схемой станка по пункту 2.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

 Выбор вида и способа смазывания по заданным условиям. Смазка станка 16К20

Цель работы:

1. Изучение способов смазки токарно-винторезного станка мод. 16К20.

2. Изучение схемы и карты смазки станка 16К20.

3. Получение практических навыков по смазке станка 16К20.

Смазка узлов станка модели 16К20

Исправная работа системы смазки повышает долговечность станка и его отдельных узлов, уменьшая потери на трение и снижая нагрев и износ трущихся деталей.

Смазку подбирают в зависимости от условий работы узлов. Смазкой служат индустриальные масла марок 12, 20, 30, 45, 50,      цилиндрическое легкое 11 и марок Л и Т, консистентные смазки.

Смазка станка осуществляется различным образом, например, вручную, разбрызгиванием, от отдельного гидронасоса, с помощью разнообразных масленок. Обычно в станке сочетаются несколько способов смазки.

Схема смазки и точки смазки токарно-винторезного станка мод. 16К20 показаны на рис. 4.

1. Смазку деталей шпиндельной бабки и коробки подач станка осуществляют от отдельного шестеренного насоса 5, а также разбрызгиванием масла вращающимися деталями. Насос засасывает масло из бака и подает его через сетчатый  фильтр 7 и трубопроводы к подшипникам шпинделя и маслораспределителям, установленным в шпиндельной бабке и коробке подач. Из маслораспределителей масло самотеком по трубкам поступает к различным местам смазки (зубчатым колесам, дисковой фрикционной муфте, подшипникам), стекая на дно корпуса передней бабки и коробки подач.

По трубопроводу, пройдя сетчатый фильтр 7 с магнитным улавливателем, масло сливается в бак. За работой системы смазки следят по крыльчатке -указателю 1, которая приводится во вращение потоком масла, поступающего из трубки. Если крыльчатка остановилась, значит сетчатый фильтр засорен.  В бак масло заливают через заливное отверстие 6 с сетчатым фильтром и магнитным улавливателем. Из бака масло сливается через отверстие 4 в дне бака, которое закрывают пробкой. За уровнем масла в баке следят по маслоуказателю 1.

2. Смазку деталей фартука осуществляют от плунжерного насоса 5, приводимого в действие эксцентриком, установленным на одном из валов механизма фартука. Кроме того, масло разбрызгивается вращающимися деталями фартука. Масло от насоса подается к маслораспределителю, а затем самотеком поступает к трущимся деталям и сливается на дно корпуса фартука. Заливают и сливают масло через отверстия 6 и 4. Уровень масла в корпусе устанавливают по маслоуказателю 1.

Рисунок 4.1 - Схема смазки токарно-винторезного станка мод. 16К20 а - схема; б - условные обозначения; 1 - маслоуказатель; 2 - кнопка плунжера смазки направляющих каретки, суппорта и опор ходового винта: 3 - точки для смазки вручную; 4 - слив масла; 5 - насос; 6 - отверстие для заливки; 7 - фильтр. Цифрами со штрихами обочначены аналогичные устройство в разных механизмах станка

3. Смазка направляющих каретки, поперечного суппорта и расположен-ных в фартуке опор ходового винта происходят от насоса фартука, но для этого надо нажать на кнопку плунжера 2, который, перемещаясь влево, от-крывает канал для поступления масла к точкам смазки. Возврат плунжера в исходное положение и перекрытие масляного канала осуществляется пружи-ной. Кнопку плунжера в левом положении удерживают до появления смазки на направляющих.

4. Для направляющих задней бабки и опор ходового винта и ходового валика в станке использована фитильная смазка. Масло заливают в соответ-ствующие масленки (3 и  6) и с помощью фитиля непрерывно подают к трущимся поверхностям.

5. Сменные зубчатые колеса гитары подач смазывают вручную консис-тентной смазкой. Вручную с помощью масленки смазывают продольные направляющие станины, ходовой винт, ходовой валик, поперечный винт суппорта и ось резцедержателя.

Таблица 1

Данные по смазке токарно-винторезного станка мод. I6K20

Узел и деталь	Способ смазки	Марка сма- зочного материала .	Периодичность смазки	Количество заливаемого масла, л
Шпиндельная бабка и коробка подач	Автоматическая Централизованная	И-20Л	Непрерывная	17
Фартук	То же	И-30 А	-"-	1,5
Каретка и попереч- ные салазки	Полуавтомати- ческая от насо- са фартука	И-30 А	2 раза в смену	Из резервуа- ра фартука
Задние опоры  ходового вала	Ручная	И-30 А	Еженедельная	0,03
Резцовые салазки суп- порта и опоры винта привода поперечных салазок	-"-	И-30 А	Один раз в смену	0,02
Задняя бабка	-"-	И-30 А	Еженедельная	0,2
Сменные шестерни	-"-	Солидол синтети-ческий	-"-	0,1 кг
Резцедержатель	-"-		Один раз в смену	0,01

Контрольные вопросы:

1. Как осуществляют смазку деталей шпиндельной бабки и коробки подач станка?

2. Какие устройства применяются для централизованной смазки узлов станка?

3. Как происходят смазка направляющих каретки, поперечного суппорта?

4. Как осуществляют смазку деталей фартука?

5. Какая марка смазочного материала применяется для смазки сменных шестерен?

6. Какая смазка использовано для направляющих задней бабки и опор ходового винта и ходового валика?

Задание №2

1. Изучить теоретическую часть практической работы.

2. Написать ответы на контрольные вопросы.

3. Вычертить схему и карту смазки станка 16К20.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

Конструкция лубрикаторов. Дозировка   масел.

Тема: проверка и регулировка лубрикаторов.

Цель:      приобрести    практические    навыки    по    проверке    и регулировке лубрикаторов цилиндровой смазки.

Оборудование: лубрикатор цилиндровой смазки

Порядок работы:

Общие сведения;

Регулировка количества подаваемого масла Регулировка момента подачи масла.

Ответить на контрольные вопросы

Общие сведения.

Система цилиндровой смазки предназначена для смазки цилиндров и поршней. Масло подается дозирующими смазывающими насосами — лубрикаторами, размещаемыми на дизеле. Фирмы используют различные варианты подвода масла на зеркало цилиндра (рис. 6.7).

Масло поступает к точкам смазки на зеркале втулки через особые штуцеры, ввернутые непосредственно в тело втулки (от 4 до 16, в зависимости от диаметра).

Для предотвращения попадания воздуха или газов в маслопровод штуцеры снабжены невозвратными шариковыми клапанами (рис. 6.8).

Лубрикатор — многоплунжерный насос высокого давления

— применяют для дозированной подачи масла в цилиндры двигателя под давлением 0,5—0,7 МПа. В корпусе лубрикатора обычно размещается 10—12 плунжерных насосов, каждый из которых подает масло к одной точке для смазывания.

Дозированную подачу масла можно осуществлять с помощью золотников, регулирующих количество масла, поступающего к насосному элементу, или путем изменения полезного хода плунжера.

В корпусе 7 лубрикатора двигателей БМЗ—МАН— Бурмейстер и Вайн размещаются плунжерные пары. Привод плунжеров осуществляется от кулачков 9, сидящих на общем валике 8 который приводится во вращение от вала топливных насосов. Масло к плунжерам 6 поступает из корпуса через нижние шариковые клапаны 5 и нагнетают его через верхние клапаны 3 в прозрачную пластмассовую ротаметрическую трубку 2, имеющую канал, с небольшой конусностью, внутри которого находится металлический шарик. Во время нагнетательного хода плунжера давлением масла шарик поднимается. Высота подъема шарика характеризует подачу цилиндрового масла. При попадании воздуха в корпус одного из плунжерных насосов подача масла прекращается, и шарик опускается.

Подачу масла дозируют изменением хода плунжера насоса. Обычно ход плунжера составляет 2 мм, но может быть увеличен до 6 мм. Для изменения подачи всех плунжеров поворачивают

эксцентричную        ось        10

рычагов, через которые кулачки воздействуют на плунжеры. Ход каждого плунжера можно регулировать винтом 1. Установкой эксцентричной оси в определенное положение и с помощью регулировочного винта  ограничивают перемещение нижнего конца рычага вправо и тем самым ход плунжера, Масло заливают в лубрикатор через сетчатый фильтр до верхнего уровня смотрового стекла. Для удаления воздуха из насосных элементов отвертывают винт 4, рукояткой вращают эксцентричную   ось   рычагов,

приводят действие плунжеры. Прокачивание прекращают после появления сплошной струи масла из воздушных отверстий. Для удаления воздуха из системы отсоединяют трубки у точек смазывания и прокачивают систему.

Регулировка количества подаваемого масла Различают статическую и динамическую регулировку подачи масла. Статическая выполняется на остановленном двигателе в некоторых случаях с демонтажѐм лубрикатора, динамически можно производить во время работы двигателя

Статическая регулировка

Независимо от конструкции лубрикатора его проверку и регулировку до постановки на двигатель необходимо выполнять в следующем порядке:

1.         Промыть масляную ванну и насосные элементы лубрикатора, заполнить лубрикатор рекомендованным цилиндровым маслом.

2.     Подсоединить приводной вал лубрикатора к шпинделю судового токарного станка и установить частоту вращения вала, равную частоте вращения на номинальной нагрузке двигателя.

3.        После удаления воздуха замерить подачу каждого насосного элемента за определенное время с помощью мерного цилиндра, произвести расчет удельного расхода масла и сопоставить с рекомендованным инструкцией завода- изготовителя.

4.   Отрегулировать подачу масла изменением полезного хода плунжера насосного элемента по каждому цилиндру.

Дозировка цилиндрового масла существенно зависит от его температуры. Установлено, что изменение температуры масла на 1 °С вызывает соответствующее изменение подачи на 1,0 ... 1,5 %. Температура масла в лубрикаторах в судовых условиях может изменяться от 45 до 15 °С при переходе судна из южных широт в северные. Такое снижение температуры без предварительной (или автоматической) регулировки приводит к уменьшению подачи масла в цилиндры до 30 ... 40 %. Для учета температурных изменений масла и контроля за его дозировкой необходимо во время проверки лубрикаторов на стенде построить графики зависимости удельного и часового расходов масла от его температуры при номинальной частоте вращения (нагрузке) двигателя.

Предлагается следующая формула для подсчета подачи насоса для одного цилиндра в день. Формула может быть использована для регулировки хода или подсчета требуемого хода базисного от изготовителя.

Q = 3,14 · d² / 4 · S · Е · N· n · 60(min/h) · 24(h/day) · (G /1000000);

где,

Q - теоретический расход масла для одного цилиндра(кг/цил/день) d - диаметр плунжера(мм);

S - ход плунжера(мм);

Е - объемный коэффициент лубрикатора(=0,9) ; N - обороты двигателя(об/мин)

n - количество точек смазки;

G - удельный вес цил. масла (для SAE - 50 цил .масло : 0,94 кг/литр).

На судне также необходимо иметь графики удельного расхода для всех рекомендованных сортов цилиндрового масла, построенные по результатам испытаний лубрикатора на стенде.

Ряд фирм рекомендует достаточно точный и простой способ регулировки цикловой подачи масла без демонтажа лубрикаторов. Для определения удельного расхода масла измеряется ход плунжера лубрикатора с помощью индикатора часового типа и сравнивается со значениями, рекомендованными инструкцией завода-изготовителя.

2. Динамическая регулировка лубрикатора.

Данная регулировка производится на основании анализа масла из подпоршневых полостей на предмет остаточной щѐлочности. Анализируется масло каждого цилиндра в отдельности. Подача масла увеличивается у тех цилиндров, где остаточная щѐлочность меньше 8 мг КОН/л.

Существует оценка подачи масла посредством непосредственного осмотра поверхностей цилиндровых втулок сразу после остановки двигателя через через продувочные окна. Недостаток этой оценка - еѐ субъективный характер.

В случае использования САРМ или БАРМ на малых нагрузках может прекратиться подача смазки на отдельных цилиндрах. Это недопустимо и требует немедленного увеличения подачи на этих цилиндрах.

Регулировка момента подачи масла.

Момент подачи смазки должен быть отрегулирован с помощью прибора, поставляемого заводом.

Специальная метка («А») отштампована на плите(57) для регулировки момента подачи масла.

1.    Поверните поршень цилиндра 1 в ВМТ.

2.    Приложите проверочный шаблон ко всем лубрикаторам подряд и проверьте, чтобы одна из двух меток А на шкале лубрикатора

была     напротив соответствующе го                        номера цилиндра              на проверочном шаблоне. Метка А          показывает завершение хода нагнетания лубрикатора цилиндра.

Во время движения поршня, подача масла заканчивается, нормально, перед тем, как поршневое кольцо проходит точки смазки цилиндра втулки.

Отчёт

1.      Опишите назначение лубрикаторов

2.      Поместите изображение лубрикатора и укажите элементы регулировки.

3.      Опишите способы регулировки

4.      Ответьте на контрольные вопросы

Контрольные вопросы

1. Какие существуют способы смазки ЦПГ?

2.   Преимущество лубрикаторной смазки?

3.   От чего зависит щелочность масла применяемого для смазки

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

Тема: Изучение ведомостей ЗИП различных изделий

Цель работы: Изучить общие положения ЕСКД. Изучить комплектность конструкторской документации.

Общие положения Единой системы конструкторской документации

К конструкторским документам относят графические (чертежи и схемы) и текстовые (спецификации, технические условия, пояснительные записки и т.п.) документы, которые в отдельности или в совокупности определяют состав и устройство изделия и содержат необходимые данные для его разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта. Документы в зависимости от стадии разработки подразделяются на проектные и рабочие. К первым относятся техническое предложение, эскизный и технический проекты. Рабочая документация составляется на детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты и предназначены непосредственно для изготовления, ремонта, эксплуатации изделия.

Комплектность конструкторских документов

Комплектность конструкторских документов для каждой стадии разработки конструкторской документации устанавливают ГОСТ 2.102—68, 2.118—73 ...2.120—73, 2.601—68 и техническое задание на разрабатываемое изделие. Так, на стадии разработки рабочей документации обязательными являются документы:

·                     чертеж детали, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля;

·                     сборочный чертеж (СБ), содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки и контроля;

·                     спецификация — документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта.

К обязательным проектным документам относятся следующие:

1.                  ведомости технического предложения (ПТ), эскизного проекта (ЭП), технического проекта (ТП) — перечни соответствующих документов;

2.                  пояснительная записка (ПЗ);

3.                  чертеж общего вида. Определяет конструкцию изделия, взаимодействие его основных составных частей и поясняет принцип работы изделия (включая форму деталей и характерные размеры, которые облегчают уяснение формы элементов деталей, например обозначение диаметра для деталей круглой формы); на нем указывают посадки — предельные отклонения сопрягаемых поверхностей; сопровождается техническими требованиями к изделию (например, по покрытию, пропитке обмоток, методам сварки); содержит технические характеристики (например, модуль зубчатого зацепления и числа зубьев колес), необходимые для разработки рабочих чертежей.

Чертеж должен содержать сведения о составных частях изделия в таблице, выполненной на том же листе или на отдельных листах формата А4, обозначаемых как последующие листы того же чертежа. Конструктор составляет таблицу по своему усмотрению; рекомендуется вести запись последовательно: изделия заимствованные, покупные, вновь разрабатываемые. Можно приводить соответствующие сведения на полках линий-выносок или оформлять их в виде спецификаций.

Чертеж общего вида является обязательным документом только на этапе «Технический проект» и необязателен на этапах «Техническое предложение» и «Эскизный проект».

По усмотрению заказчика при проектировании разрабатывают:

1.                  графические конструкторские документы и схемы (преимущественно на рабочей стадии и не обязательно на проектной):

o         габаритный чертеж (ГЧ) — контурное (упрощенное) изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами;

o         электромонтажный чертеж (МЭ) — документ, содержащий данные, необходимые для выполнения электрического монтажа изделий;

o         монтажный чертеж (МЧ) — контурное (упрощенное) изображение изделия с данными для его установки (монтажа) на месте применения;

o         упаковочный чертеж (УЧ) — документ, содержащий данные, необходимые для выполнения упаковывания изделия;

o         схемы — документы, на которых показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними;

2.                  текстовые документы:

o         технические условия (ТУ) — требования к изделию, его изготовлению, контролю, приемке и поставке (ГОСТ 2.114—70);

o         патентный формуляр (ПФ) — сведения о патентной чистоте изделия и отечественных изобретениях, использованных при его разработке (ГОСТ 15.012-84);

o         карта технического уровня и качества изделия (КУ) — данные, определяющие уровень качества изделия, соответствие его технических и экономических показателей достижениям науки и техники и потребностям народного хозяйства (ГОСТ 2.116—84);

o         инструкция (И) — документ, содержащий указания и правила, используемые при изготовлении изделия (сборке, регулировке, контроле, приемке и т.п.);

o         ведомости: спецификаций (ВС), ссылочных документов (ВД), покупных изделий (ВП), согласования применения изделий (ВИ), держателей подлинников (ДП), технического предложения (ПТ), эскизного проекта (ЭП), технического проекта (ТП);

o         таблицы (Т), расчеты (РР), документы прочие (Д ...), программа, методика испытаний (ПМ);

o         документы эксплуатационные (ГОСТ 2.601—68) для изучения изделия и правил его эксплуатации (применение, техническое обслуживание, транспортирование, хранение): техническое описание (ТО), инструкция по эксплуатации (ИЭ), инструкция по техническому обслуживанию (ИО); инструкция по монтажу, пуску, регулированию изделия на месте его применения (ИМ), формуляр (ФО), паспорт (ПС), этикетка (ЭТ), ведомость эксплуатационных документов (ЭД). Служат для сообщения потребителю гарантированных предприятием-изготовителем технических параметров и для ведения им учета технического состояния и эксплуатации изделия.

Ведомости ЗИП (комплекта запасных изделий и приборов) составляют по мере необходимости.

Общие требования к текстовым документам, формы и правила их выполнения содержатся в ГОСТ 2.105—79 (СТ СЭВ 2667—80), 2.106—68.

ГОСТ 19.101—77 «ЕСПД. Виды программ и программных документов» (СТ СЭВ 1626—79), а также РМ 11 091.901—79 «Система автоматизированного проектирования изделий электронной техники. Программное обеспечение вычислительных машин. Требования к программным документам» устанавливают виды программных документов, их содержание и требования к оформлению. Основные из них:

·                     спецификация — состав программы и документация на нее. Выполняется на каждую программу (форма спецификации приведена на рис. 1.4, а). Спецификация должна состоять из разделов: документа¬ция; входящие программы. Наименование каждого раздела указывают в виде заголовка в графе «Виды документов» и подчеркивают. В разделе «Документация» указывают программные документы на данную программу и входящие программы, кроме спецификации, в алфавитном порядке кодов предприятий-разработчиков и далее в порядке возрастания цифровой части обозначения. В разделе «Входящие программы» указывают данную программу и программы, непосредственно в нее входящие;

·                     текст программы — запись программы с необходимыми комментариями;

·                     описание программы — сведения о логической структуре и функционировании программы. Текст документа должен содержать разделы: вводная часть, функциональное назначение, описание логики программы;

·                     техническое задание, определяющее назначение и область применения программы, технические, технико-экономические и специальные требования, предъявляемые к программе, необходимые стадии и сроки разработки, виды испытаний;

·                     программа и методика испытаний — требования, подлежащие проверке при испытании программы, а также порядок и методы контроля выполнения этих требований;

·                     пояснительная записка — схема алгоритма, общее описание алгоритма и (или) функционирования программы, а также обоснование принятых технических и технико-экономических решений;

·                     ведомость эксплуатационных документов — перечень указанных документов на программу (форма ведомости приведена на рис. 1.4, б) — содержит разделы «Документация», «Перечень папок»;

·                     формуляр — основные характеристики программы, комплектность и сведения об эксплуатации программы. Содержит общие указания, общие сведения, основные характеристики, комплектность, периодический контроль основных характеристик при эксплуатации и хранении, свидетельство о приемке, свидетельство об упаковке и маркировке, сведения о рекламациях, хранении, об изменениях;

·                     руководство системного программиста—сведения для проверки, обеспечения функционирования и настройки программы на условия конкретного применения: общие сведения о программе, структура программы, настройка и проверка программы и др.;

·                     руководство программиста—сведения по эксплуатации программы: назначение и условия применения, характеристики, входные и выходные данные и др.;

·                     руководство оператора—сведения для обеспечения процедуры общения оператора с вычислительной системой в процессе выполнения программы: общие указания, требования к техническим средствам, описание функционирования и др.

Для рабочей документации обязательными из приведенных выше программных документов являются спецификация и текст программы. Необходимость остальных документов на соответствующих стадиях разработки проекта определяется при разработке и утверждении технического задания.

В состав конструкторской документации на программное изделие могут быть введены перечисленные программные документы, за исключением спецификации и технического задания.

Задание: Изучить основные требования следующих стандартов, определяющие построение системы, структуру конструкторских документов, их номенклатуру (комплектность), а также правила выполнения текстовых конструкторских документов:

1. ГОСТ 2.001-70 “ЕСКД. Общие положения”.
2. ГОСТ 2.101-68 “ЕСКД. Виды изделий».
3. ГОСТ 2.102-68 “ЕСКД . Виды и комплектность конструкторских документов”.
4. ГОСТ 2.103-68 “ЕСКД. Стадии разаботки”.
5. ГОСТ 2.104-68 “ЕСКД. Основные надписи”.
6. ГОСТ 2.105-68 “ЕСКД. Общие требования к текстовым документам”.
7. ГОСТ 2.106-68 “ЕСКД. Текстовые документы».
8. ГОСТ 2.107-68 “ЕСКД. Спецификация”.
9. ГОСТ 2.108-68 “ЕСКД. Ведомость держателей подлинников».
10. ГОСТ 2.109-68 “ЕСКД. Техническое условие”.

Содержание отчета:

1. Титульный лист.
2. Цель выполнения работы.
3. Полный комплект конструкторской документации.
4. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1.                  В каких случаях необходима разработка конструкторской документации (КД) на стандартные изделия?

2.                  Какими должны быть обозначения и наименования стандартных изделий, на которые разработаны рабочие чертежи? Как их записывать в спецификацию изделия?

3.                  Почему в КД основного производства запрещаются ссылки на стандарты предприятия?

4.                  Какой документ является первым при комплектовании – спецификация общей сборки или ведомость спецификации?

5.                  Чем отличаются эскизные конструкторские документы от рабочих конструкторских документов?

6.                  Можно ли в комплекте эскизных конструкторских документов применять рабочие конструкторские документы?

7.                  Может ли чертеж общего вида использоваться в рабочей конструкторской документации?

8.                  Возможно ли составление в необходимых случаях сборочного чертежа на комплекты?

9.                  Каким документом определяют содержание и объем конструкторской документации на комплекс?

10.              Допустимо ли составление монтажного чертежа в рабочей документации на комплекты?

11.              В чем смысл спецификации на сборочную единицу и ведомости спецификации? Когда конкретно на изделии надо составлять спецификацию, когда ведомость спецификации, а когда и то и другое?

12.              Какую литературу следует указывать на конструкторских документах на первом этапе разработки рабочей документации опытного образца (опытной партии)?

13.              Допускается ли присвоение конструкторской документации литеры «А» минуя литеры «О₁»?

14.              Можно ли располагать основную надпись вдоль длинной стороны формата А4?

15.              Чем нужно руководствоваться при определении необходимых подписей на документе?

16.              При подписании подлинника конструкторского документа может ли быть проставлена дата подписания оригинала?

17.              В каких случаях необходимо разбивать чертеж на зоны?

18.              Как нумеровать листы, если документ разбит на части?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7

Тема: Дефектация узлов и деталей. Анализ надежности.

Цель: Изучение дефектационной ведомости. Анализ надежности.

Следствием работы насоса в нерасчетных режимах является также значительное снижение его надежности, а именно возникновение таких механических проблем, как:

•  выход из строя подшипников;

•  выход из строя торцовых уплотнений;

•  поломка валов;

•  повышенная вибрация.

Наиболее частые причины выхода оборудования из строя и соответствующая кривая надежности насосов в зависимости от расположения рабочей точки показаны на рис. 1.

Вследствие работы насоса в режиме, находящемся вне пределов рабочего диапазона, происходит:

•  значительное повышение температуры (точка 1, рис. 1);

•  снижение ресурса работы подшипников и уплотнений (точка 2, рис. 1) из-за вибрации по причине: возможной кавитации (точка 2.1), возникновения рециркуляции потока на входе (точка 2.2) и выходе (точка 2.3) рабочего колеса;

•  снижение ресурса работы подшипников и уплотнений из-за вибрации, вызванной отрывом потока в проточной части (точка 3);

•  кавитация, перегрузка электродвигателя (точка 4).

В связи с возникновением указанных проблем у потребителей часто складывается ложное мнение о ненадежности и неэффективности насосов, при этом упускается из виду, что причина неполадок заключается в неверной эксплуатации на нерасчетных режимах, а поскольку значительную долю насосного оборудования, которое эксплуатируется на объектах водоснабжения составляют насосы отечественного производства, то плохая слава распространяется именно о них. В связи с этим еще раз подчеркнем, что одним из главных условий эффективной и надежной работы насоса является нахождение рабочей точки в пределах его допустимого рабочего диапазона.

РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ НАСОСА ПУТЕМ ДРОССЕЛИРОВАНИЯ

К сожалению, в настоящее время наиболее широко распространен самый энергозатратный способ регулирования режима работы насосов - с помощью дроссельной задвижки.

Преследуя цель снижения подачи или уменьшения напора насоса, потребитель при помощи задвижки, установленной на напорном патрубке насоса, создает дополнительное сопротивление. При этом суммарная характеристика системы переходит из положения 1 в положение 2. Одновременно потери мощности на задвижке составляют площадь,

пропорциональную произведению величины подачи и разницы напоров до и после задвижки. Таким образом, регулирование можно осуществлять с помощью задвижки, но только в качестве вынужденной меры для увеличения напора и смещения рабочей точки в диапазон рабочих режимов насоса.

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНОЙ СИСТЕМЫ

Снизить энергопотребление можно разными способами (табл. 1).

Как видно из таблицы, значительного снижения энергопотребления можно добиться даже малозатратными методами, например подрезкой рабочего колеса. Эффективность того или иного способа регулирования определяется характеристикой системы и ее изменением во времени. В каждом конкретном случае необходимо принимать решение в зависимости от условий эксплуатации и характеристики системы. При выборе способа регулирования весьма важно не попасть под влияние сложившихся в последнее время стереотипов. Так, согласно одному из них снизить энергопотребление помогает применение частотного преобразователя. Однако регулирование частоты вовсе не всегда приводит к снижению энергопотребления, а иногда даже дает обратный эффект.

Применение частотного регулирования целесообразно при работе насосов в той системе, где преобладают потери на трение (потери трения в трубопроводах и запорно- регулирующей арматуре). Это подтверждает график на рис. 3.

Как видно из графика, при уменьшении частоты вращения рабочая точка находится в зоне максимального КПД. В то же время при регулировании частоты вращения при работе насоса в системе с преобладанием статической составляющей в характеристике системы рабочая точка смещается влево от оптимальной при соответствующем значительном снижении КПД. Это можно проследить на рис. 2.

При большой статической составляющей рекомендуется применять каскадное регулирование, при котором расход насосной станции регулируется путем включения необходимого количества насосов. Характеристика насосной станции с тремя насосами показана на графике на рис. 4.

при проведении мероприятий по снижению энергопотребления основной отправной точкой является характеристика сети с учетом ее изменения во времени.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ОБЪЕКТАХ

Основная проблема при разработке энергосберегающих мероприятий связана с тем, что реальные параметры сети часто неизвестны либо даны не в полном объеме и сильно отличаются от проектных параметров. Различия, как правило, связаны с коррозией трубопроводов, изменением схем водоснабжения, объемов водопотребления и пр. Для определения реальных режимов работы насосов и параметров сети возникает необходимость в осуществлении замеров непосредственно на объекте с использованием специального контрольно-измерительного оборудования, т. е. технического аудита гидравлической системы. Для успешного проведения мероприятий, направленных на повышение энергоэффективности установленного оборудования, необходимо располагать как можно более полной информацией о работе насосов. В процессе аудита насосного оборудования можно выделить несколько последовательных этапов.

Этап 1. Сбор предварительной информации об установленном на объекте оборудовании, в частности, сведений о технологическом процессе, в котором оно задействовано.

Например, режимы работы насосов станций первого и второго подъема, как правило, значительно отличаются друг от друга.

Этап 2. Уточнение собранной информации и получение дополнительных данных, проверка наличия имеющихся на объекте средств проведения измерений, анализ системы управления и т. д. Предварительное планирование проведения испытаний.

Этап 3. Проведение испытаний на объекте.

Этап 4. Обработка и оценка результатов.

Этап 5. Подготовка технико-экономического обоснования для различных вариантов модернизации. При планировании мероприятий можно определить наиболее проблемные в части энергопотребления насосы.

В табл. 2 приведены основные признаки, свидетельствующие о неэффективной эксплуатации насосного оборудования, а также типовые мероприятия, которые помогут исправить положение с указанием ожидаемого срока их окупаемости.

Располагая результатами проведенных испытаний и характеристикой системы, зная ее изменения с течением времени (часовой, суточный, недельный и прочие графики), определив действительные рабочие характеристики насосов и режимы их работы для каждого из характерных видов нагрузки (наиболее продолжительный режим, максимальная/минимальная подача), можно разработать один или несколько вариантов модернизации насосного оборудования. Оценка различных вариантов модернизации проводится на основании расчета стоимости жизненного цикла оборудования LCC (от англ. life cycle cost). Данный критерий позволяет оценить затраты на начальном этапе и в течение определенного периода эксплуатации нового оборудования и сравнить их с установленными в последнее время. Описание расчета LCC подробно описано в соответствующей литературе, например, в Руководстве по анализу стоимости жизненного цикла насосных систем и Pump Life Cycle Costs: A Guide to LCC Analysis for Pumping Systems.

Основную долю в общих затратах жизненного цикла любой насосной системы составляют затраты на электроэнергию, поэтому на этапе предварительной оценки различных вариантов необходимо воспользоваться критерием удельной мощности, т. е. мощности, потребляемой насосным оборудованием, отнесенной к единице расхода перекачиваемой жидкости.

Задание.

На основе выше изложенного сделать выводы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №8

Установление соответствия перечня дефектов

Тема: Составление дефектной ведомости

 Цель работы: Получение практических навыков по составлению дефектной ведомости на ремонт оборудования и оформлению технической документации.

Общие сведения

Сведения о деталях подлежащих ремонту и замене заносят в ведомость дефектов на ремонт оборудования.

В ведомости дефектов подробно перечисляются дефекты станка в целом, каждого узла в отдельности и каждой детали, подлежащей восстановлению и упрочнению.

Правильно составленная и достаточно подробная ведомость дефектов является существенным дополнением к технологическим процессам ремонта. Поэтому этот весьма ответственный технический документ обычно составляет технолог по ремонту оборудования с участием бригадира ремонтной бригады, мастера ремонтного цеха, представителей ОТК и цеха-заказчика.

После составления ведомости дефектов начинается ее конструкторская проработка и выдача чертежей для проведения капитального или среднего ремонта. Ведомость дефектов является исходным техническим и финансовым документом.

Имеется два вида дефектных ведомостей: предварительная и окончательная рабочая дефектная ведомость.

Предварительная дефектная ведомость составляется за 2 - 3 месяца до начала работы на основе планового осмотра и опроса обслуживающего персонала.

После разборки оборудования и дефектации, предварительная дефектная ведомость уточняется, дополняется и составляется окончательная дефектная ведомость.

В предварительную дефектную ведомость должны быть записаны детали, которые будут заменяться при ремонте новыми, а также детали, которые хотя и не заменяются, но ремонт их потребует разработки технологии, изготовления чертежей, специального инструмента, приспособлений, переделки чертежей на отдельные узлы и т. д. В предварительную дефектную ведомость вносится все то, что можно сделать до начала ремонта, чтобы сократить его продолжительность и не создавать каких-либо затруднений при ремонте. Также записываются все детали, имеющиеся на центральном складе запасных частей. В этом случае в дефектной ведомости указывается, где взять запасную деталь.

Подготовку к составлению предварительной дефектной ведомости проводит конструкторское бюро, которое должно иметь план подготовок на каждый месяц года, а на данный месяц график остановки каждого станка. Конструктор к этим срокам подбирает альбом чертежей, восстанавливает

недостающие чертежи и производит изменения, если это требуется, в существующих конструкциях отдельных деталей и узлов.

Составление предварительной дефектной ведомости производит инспектор по оборудованию совместно с механиком цеха и конструкторами.

Дефектная ведомость с подобранными чертежами поступает в плановое бюро, которое выдает заказы на изготовление заготовок и деталей, а затем в технологическое бюро, которое разрабатывает технологические процессы, конструкции специального инструмента и необходимых приспо-соблений, и передает дефектные ведомости с разработанной технологической документацией на участок ремонтного цеха.

Во время разборки станка для ремонта предварительная дефектная ведомость уточняется, отчасти изменяется и, главным образом, дополняется. После этого предварительная дефектная ведомость становится рабочей дефектной ведомостью, которой предусмотрено уже все до мелочей, не включенных в предварительную дефектную ведомость.

Рабочая дефектная ведомость должна ясно показывать, какие детали и в какой последовательности по узлам заменяются новыми: Указываются способы сочленения старых деталей с новыми. В ней должны быть перечислены все работы вплоть до снятия станка с фундамента, разборки, транспортировки в ремонтный цех и всех сопутствующих работ, ремонта всех ограждений и кожухов, испытания на стенде и на производстве, монтажа на месте после ремонта с установкой электропроводки и сдачей станка ОТК и цеху.

Подпись механика цеха-заказчика на дефектной ведомости обязательна. Это необходимо потому, что механик изучает станок в процессе его эксплуатации и может дать ряд ценных указаний, которые можно использовать при ремонте.

Контрольные вопросы:

1. Какие сведения заносят в ведомость дефектов?

2. Кто участвует в составлении дефектной ведомости?

3. Какая работа ведется после составления ведомости дефектов?

4. Как составляется предварительная дефектная ведомость?

5. Как составляется окончательная дефектная ведомость?

Задание №8

1. Изучить пример составления дефектной ведомости на ремонт оборудования (Таблица 8.1).

2. Составить  дефектную ведомость для ремонта токарно-винторезного станка 1К62Д.

Дефектная ведомость

Наименование оборудования: Станок токарно-винторезный 16К20

Изготовитель: Московский станкостроительный завод

Категория ремонтной сложности: 12

Вид ремонта: Капитальный ремонт

Таблица 8.1 Дефектная ведомость для ремонта токарно-винторезного станка

№ п/п	Наименование детали сборочной единицы	Но-мер чер-тежа	Наименование дефекта, величина износа	Перечень работ при ремонте	Приме-чание
1	Зубчатое колесо		износ зубьев > 25%	изготовить
2	Блок-шестерня		Скол зуба 65%	изготовить венец
3	Вал		Износ шлицев более чем на 10%	наплавка шлиц, мехоб-работка
4	Втулка		износ отверстия	наплавить, расточить
5	Подшипник		износ беговой дорожки внутри кольца	заменить
6	Станина		Износ направ-ляющих до 10%	шабрить
7	Ходовой винт		Разбивка шпоночного паза	заварить, мехобработ-ка
8	Муфта		Износ отверстия под штифты	изготовить

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9

Расчет температурных деформаций

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ НА ТЕМПЕРАТУРУ РЕЗАНИЯ

Цель работы – исследование влияния скорости резания, подачи и глубины резания на температуру резания при токарной обработке..

1. Тепловые явления при резании металлов

Процесс резания металлов сопровождается значительным тепловыделением в результате того, что механическая работа резания переходит в тепловую энергию. Основными источниками возникновения тепла в зоне резания являются:

1.      внутреннее трение между частицами срезаемого слоя в результате его пластической деформации при образовании стружки ( ₁);

2.  трение стружки о переднюю поверхность инструмента ( ₂);

3.  трение обработанной поверхности по задним поверхностям инструмента ( ₃).

Схема расположения источников тепла и распределения его в зоне представлена на рис. 1.

Рис. 1. Источники тепла в зоне резания.

Наиболее интенсивное выделение тепла происходит в области стружкообразования, прилегающей к плоскости скалывания. В этой области теплота выделяется в результате пластической деформации сдвига элементов образующейся стружки по плоскости скалывания.

Общее количество выделяющегося при резании тепла равно сумме тепла, выделяющегося во всех зонах

 _общ. =   ₁+   ₂+   ₃.

Тепло, образующееся в процессе резания, не аккумулируется в местах его образования, а распределяется следующим образом:

-  уносится стружкой – q₁;

-  передаётся в заготовку - q₂;

-  передаётся в инструмент - q₃;

-  распространяется в окружающую среду - q₄.

Тепловой баланс процесса резания выражается уравнением

 ₁+ ₂+   ₃ = q₁+q₂+q₃+q₄

Соотношение количества тепла, отводимого со стружкой в деталь, в инструмент и окружающую среду, зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, режима резания, геометрии режущего инструмента и внешних условий.

В начале обработки температура в зоне резания растёт до какого-то определённого значения и устанавливается постоянной, соответствующей стационарному тепловому режиму, при котором выделение тепла равняется отводу его по перечисленным направлениям. Для практических целей наибольший интерес представляет температура рабочей части инструмента и обрабатываемой заготовки. Тепло, переходящее в заготовку, увеличивает ещё температуру и вызывает температурное изменение её размеров и коробление.

Теплота, переходящая в инструмент, при всей своей относительной незначительности, концентрируясь в малых объёмах материала инструмента, вызывает сильный разогрев его и снижение режущих свойств и износостойкости инструмента. Наибольшая температура развивается на передней поверхности резца вблизи главного режущего лезвия ( ^оС).

Исследования зависимости температуры от различных факторов показывают, что температура в зоне резания зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, режима резания, геометрии режущего инструмента и многих других условий. Наибольшее влияние на температуру в зоне резания оказывает скорость резания, в меньшей степени влияет подача, а влияние глубины резания почти не обнаруживается. Из геометрических параметров режущей части инструмента наиболее сильно на температуру резания влияют передний угол, главный угол в плане и радиус закругления при вершине, сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок на вершине режущего лезвия инструмента.

Различными исследованиями предложен ряд аналитических и эмпирических формул расчёта для температуры в зоне резания. Аналитические формулы сложны и включают в себя большое число не всегда известных величин. Эмпирические же формулы просты, но справедливы лишь в пределах условий проведения эксперимента.

 Методы измерения температуры в зоне резания

Существует несколько методов измерения температуры в зоне резания:

-  калориметрический (рис. 2);

-  с помощью термочувствительных красок;

-  метод искусственной термопары (рис. 3а);

-  метод полуискусственной термопары (рис. 3б);

-  метод естественной термопары (рис. 3г);

-  двумя резцами (рис. 3в).

Калориметрический метод заключается в том, что стружка собирается в калориметре с водой. Зная количество воды в калориметре, вес стружки и её теплоёмкость, можно определить среднюю температуру стружки по разности температуры воды в калориметре до, и после резания.

Этот метод очень трудоёмок по исполнению, неточен и в настоящее время практически не применяется.

Рис.2. Калориметрический метод измерения температуры в зоне резания.

Температуру поверхности инструмента за пределами зоны его контакта с обрабатываемым изделием или стружкой можно определить с помощью термочувствительных красок, которые изменяют свой цвет при нагревании до определённой температуры. Но это температура не в зоне резания.

При использовании методов искусственной и полуискусственной термопар очень сложная и дорогостоящая подготовка режущего инструмента.

Метод измерения температуры с помощью естественной термопары является наиболее удобным и более широко применяется в современных исследованиях.

Рис. 3. Схемы измерения температуры в зоне резания с помощью термопар.

Он наиболее прост по осуществлению. Для получения абсолютных значений температур требуется проведение трудоёмкой операции градуирования (тарирования) термопары «инструмент – обрабатываемый материал» (рис. 4).

Разновидностью метода естественной термопары является «метод двух резцов», который сводится к резанию одновременно двумя резцами, изготовленными из разных материалов. Этот метод по осуществлению сложнее метода естественной термопары.

Рис. 4. Схема тарировки термопары а) и тарировочный график б).

Для получения наилучшего результата целесообразно первоначально добиться снижения общего тепловыделения путём, например, улучшения геометрических параметров инструмента, а лишь затем осуществлять мероприятия по перераспределению количества тепла, отводимого из зоны резания в заготовку и инструмент, например, за счёт использования СОЖ и СОТС.

Смазывающе-охлаждающие технологические средства (СОТС).

Требования к СОТС:

1.  Уменьшать температуру в зоне резания.

2.  Не вызывать коррозию.

3.  Не вредить здоровью человека.

4.  Не разлагаться с течением времени.

5.  Обладать пожарной безопасностью.

Виды СОТС:

1.  Твёрдые (тальк, график, дисульфид молибдена…).

2.  Жидкие (СОЖ – водные растворы и эмульсии, масла, керосин…).

3.  Пластичные (консистентные смазки – солидол, ЦИАТИМ-201).

4.  Газообразные (инертные газы – He, Ar, CO₂).

5.  Смешанные (жидкость+твёрдое вещество; жидкость+газ).

Способы подачи СОТС:

1.  Поливом свободной струёй.

2.  Струйно-напорное охлаждение.

3.  Подача охлаждения изнутри (шлифовального круга, резца, сверла).

4.  Охлаждение распылённой струёй жидкости.

3.  Проведение эксперимента и обработка полученных данных

Оставляя постоянными два из трёх элементов резания, изменяют третий и, обтачивая заготовку при различных значениях этого переменного фактора, находят соответствующие значения температур.

При исследовании влияния каждого из трёх элементов рекомендуется определить не менее трёх-четырёх значений температуры для каждого из принятых элементов процесса резания. Результаты экспериментов заносят в таблицу и строят графики, определяющие частные зависимости температур резания от каждого из трёх исследуемых элементов резания.

Сопоставление графиков позволяет сделать заключение о степени влияния отдельных элементов резания на температуру резания.

4.  Аппаратура, применяемая при исследовании

Для измерения температуры резания в лабораторной работе применяется естественная термопара, элементами которой являются металл обрабатываемой заготовки и материал режущей части инструмента (рис. 3г). Как известно из физики, между свободными концами двух разнородных металлов, имеющих общую точку спая, возникает разность электрических потенциалов, когда температура спая превышает температуру свободных концов. Если к свободным концам проводников подключить милливольтметр, то через него при нагревании спая пойдёт электрический ток, о чём можно судить по отклонению милливольтметра. Отклонение стрелки будет тем сильнее, чем больше разность температур нагретого спая и свободных концов металлов.

Система двух разнородных металлов, имеющих общую точку контакта, получила название термопары. Общая точка контакта называется спаем или головкой термопары. Помещая спай термопары в среду, температуру которой требуется определить, по показаниям включённого в цепь этой термопары милливольтметра можно судить о температуре среды.

Зависимость между температурой и показаниями милливольтметра прямо пропорциональна, поэтому для определения степени влияния элементов резания на температуру в зоне резания достаточно знать влияние элементов резания на термоЭДС (U), измеряемую милливольтметром.

5.  Порядок выполнения работы.

5.1.  Ознакомиться с описанием работы.

5.2.  Измерить диаметр заготовки D, мм.

5.3.  Установить расчётным путём частоту вращения шпинделя по формуле

1000·𝑣𝑝

n_p =   𝜋𝐷     ,

где n_p – расчётная частота вращения шпинделя, об/мин;

V_p – скорость резания, рекомендуемая для эксперимента (приведена в таблице), м/мин.

5.4.    Установить имеющиеся на станке ближайшие меньшие частоты вращения шпинделя n_д, об/мин).

5.5.  Расчётным путём найти действительные скорости резания по формуле

д                    д

V  = ^𝜋·𝐷 ∙ n .

1000

5.6.    Провести эксперимент с определением термоЭДС по милливольтметру с занесением данных в таблицу.

№ опыта	Vp, м/мин	np, об/мин	nд, об/мин	Vд. м/мин	t, мм	S, мм/об	U, мВ
1	75				1,0	0,097
2	75				1,0	0,21
3	75				1,0	0,30
4	75				1,0	0,39
5	75				0,5	0,21
6	75				1,0	0,21
7	75				1,5	0,21
8	75				2,0	0,21
9	30				1,0	0,21
10	60				1,0	0,21
11	90				1,0	0,21
12	120				1,0	0,21

Примечание.  Опыты 1-4  проводятся для  определения U=f(S);опыты        5-8 проводятся для определения U=f(t); опыты 9-12 проводятся для определения U=f(V_д).

5.7.   Построить графики, показывающие влияние параметров режима резания на величину термоЭДС: U=f(t); U=f(S); U=f(V_д).

6.  Содержание отчёта

6.1.   Основные теоретические положения о тепловых явлениях при резании и об измерении температуры в зоне резания.

6.2.  Схема измерения термоЭДС с помощью естественной термопары.

6.3.  Таблица условий (параметров) и результатов проведения эксперимента.

6.4.   Графики, показывающие влияние параметров режима резания на величину термоЭДС, а, следовательно, и на температуру в зоне резания.

7.  Контрольные вопросы

7.1.   От каких факторов зависит количество выделяющейся теплоты при резании металлов?

7.2.  Куда расходуется теплота, выделяющаяся при резании?

7.3.  Как влияет нагрев на свойства инструмента?

7.4.  Как влияют параметры режима резания на температуру резания?

7.5.  Что такое термопара?

Основные источники, интернет-ресурсы:

1.     Семакина, O.K. Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования отрасли : учеб. пособие / O.K. Семакина ; Томский политехнический университет. - Томск : Изд- во Томского политехнического университета, 2018. - 184 с. - ISBN 978-5-4387- 0812-4. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1043848 – Режим доступа: по подписке.

2.     Чиченев, Н. А. Надежность, эксплуатация и ремонт металлургических машин и оборудования : курс лекций / Н. А. Чиченев, А. Ю. Зарапин, С. М. Горбатюк. - Москва : Изд. Дом МИСиС, 2008. - 102 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1244259 – Режим доступа: по подписке.

3.     Техническое обслуживание и ремонты оборудования. Решения НКМК-НТМК- ЕВРАЗ : учебное пособие / под ред. В. В. Кондратьева, Н. Х. Мухатдинова, А. Б. Юрьева. — Москва : ИНФРА-М, 2017. — 128 с. — (Управление производством). - ISBN 978-5-16-004039-4. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1002093 – Режим доступа: по подписке.

Дополнительные источники:

1.      Воронкин, Ю.Н. Методы профилактики и ремонта промышленного оборудования: учеб. для сред. проф.образования / Ю.Н. Воронкин, Н.В.Поздняков. – М.: Академия, 2007.—240с. – ISBN 5-94231-092-0. Гриф Минобр.

2.      Новиков, В.Ю. Слесарь-ремонтник: учебник для нач. проф. образования / В.Ю. Новиков. – 5-е изд., стер. – М.: Академия, 2009. – 304с. – ISBN 978-5-7695- 6200-6. Гриф Минобр.

3.      Покровский, Б.С. Справочник слесаря: учеб. пособие для нач. проф. образования / Б.С. Покровский, В.А. Скакун. – М.: Академия, 2007. – 384с. – ISBN 5-7695-1096-Х. Гриф Минобр.

4.      Покровский, Б.С. Сборник заданий по специальной технологии для слесарей: учеб. пособие для нач. проф. образования / Б.С. Покровский, В.А. Скакун. – М.: Академия, 2008. – 176с. – ISBN 5-7695-1833-2. Гриф Минобр.