Глава 9

ОБРАБОТКА ТЯЖЕЛЫХ ВАЛОВ

РАЗНОВИДНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ и ОСОБЕННОСТИ ИХ ОБРАБОТКИ

К тяжелым относят валы массой более 1 т и диаметром более 200 мм. Такие валы применяются в паровых и гидравлических турбинах, крупных осевых насосах, в тяжелом и в судовом машиностроении. Разновидности тяжелых валов приведены в табл. 1.

Валы гидротурбин, осевых насосов и судовые валопроводы выполняют полыми и собирают из двух-четырех секций. Соединение секций осуществляется посредством точных болтов, а центрирование по точно обработанным выточкам и выступам на торцах фланцев.

Характерной особенностью таких валов является сварная защитная рубашка из двух листов коррозионно-стойкой стали на шейках. Вместо облицовки из листовой стали делают наплавку шеек электродами из коррозионно-стойкой стали или применяют металлизацию. Облицовка металлизацией сокра-

1. Разновидности тяжелых валов

Наименование

Ориентировочные габаритные размеры

Материал, вид заготовок

Колонны гидропрессов (П, Q и плунжеры

Валы гидротурбин, крупных насосов и судовых валопроводов Прокатные валки цельные и сборные

Валы паровых и газовых турбин (П) Коленчатые валы дизелей и компрессоров

(300-s-2000)x(5-25)

(250 ч-3000) X (5-15)

(300 -=-1000)х(2-г5)

(200500) X (2 5) (100-300)х(2-=-6)

Стальные поковки, стальные и чугунные отливки

Стальные поковки и отливки

Стальные поковки, стальные и чугунные отливки

Стальные поковки

Стальные поковки, отливки из специального чугуна

* D дано в миллиметрах, L - в метрах.

Примечавие. Принятые обозначения валов: П - полые, С - сплошные.

щает трудоемкость операции и упрощает обработку вала. Различные виды упрочнения поверхности применяются также при изготовлении прокатных валов, гребных валов, коленчатых валов дизелей.

Надежная и спокойная работа агрегата в значительной степени определяется отсутствием существенных эксцентриситетов между сопрягаемыми секциями валов, а также величинами зазоров между шейками вала и подшипниками.

На величину эксцентриситетов валов влияют: смещения во фланцевых соединениях в пределах радиального зазора между буртиком и выточкой; разноосность буртика и выточки сопрягаемых валов; эксцентричность цилиндрической поверхности фланцев вала относительно цеетрирующих буртиков и выточек; отклонения от перпендикулярности внешних торцовых поверхностей фланцев их геометрической оси и отклонения от шюскостпости торцов, наличие эксцентриситета подшипниковой шейки вала по отношению к центрирующему буртику и выточке фланца.

Тяжелые валы обычно изготовляют из поковок и отливок.

Для получистовой обработки валов оставляют припуски, указанные в табл. 2, а для чистовой обработки и под шлифование - в табл. 3 и 4.

2. Припуски (мм) на диаметр дли получистового точения заготовок типа осей, валов, бандажей, цилиндров

Диаметр, мм, обрабатываемой заготовки

Примечания: I. Припуски на шейки назначаются из расчета общей длины. 2. На валах припуск иа бочкообразность дается из расчета длины бочкообразной поверхности. 3. Валы диаметром до 280 мм проходят правку. 4. Припуски на торцы составляют 30 % от значений, указанных в таблице. 5. В числителе даны припуски для незакаленных заготовок, в знаменателе - для закаленных.

3. Припуски (мм) па диаметр для чистового обтачивашя заготовок

Примечание. Припуск на торец равен половине припуска на диаметр.

4. Првпуски (мм) иа диаметр для наружного шлифования заготовок

Сплошная закалка крупногабаритных валов производится до невысокой твердости. Это позволяет после термообработки проговести обтачивание части припуска подлежащих шлифованию поверхностей для сокращения времени шлифования.

Высокую твердость рабочих поверхностей валов получают путем поверхностной закалки, электроискровой обработки и накатки (пластической деформации). В случае отсутствия крупных шлифовальных станков проводится полирование валов на токарных станках. Припуски на эту операцию составляют 0,3-0,5 мм.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ

Поковки и отливки после отрезки прибылей и отжига, как правило, подвергаются предварительной обработке - обдирке на заводе - поставщике заготовок. У полых валов выполняется также расточка прошитого или отлитого отверстия. При этом выявляются и устраняются обнаруженные дефекты: трещины, раковины, шлаковые включения и др.

Типовая механическая обработка тяжелых валов предусматривает следующие операции: разметку, подрезание торцов, цен-