Разработка технологии восстановления гильз цилиндров ДВС

Введение
 
О надежностии долговечности машины судят обычно по стабильности рабочих характеристик,заложенных в ней при изготовлении. В условиях эксплуатации стабильность рабочиххарактеристик двигателя может нарушаться вследствие многих причин, вызывающихнеисправности его механизмов и систем. Неисправности могут возникнуть врезультате нарушения регулировок, устранимых в процессе эксплуатации, иливследствие естественного износа деталей сопряжений, не устранимого простойрегулировкой.
Долговечность,как правило, определяется естественным износом сопрягаемых деталей, в основномизносостойкостью таких сопряжений, как гильза цилиндра – поршень, поршневоекольцо – канавка поршня, поршневой палец – бабышка поршня, поршневой палец –втулка шатуна, шейки коленчатого вала – подшипники, клапан – гнездо клапана вголовке цилиндров.
Поддержаниекоэффициента технической готовности на высоком уровне в значительной мереопределяется степенью удовлетворения их потребностей в запасных частях.
Обеспечениепотребностей предприятий по эксплуатации и ремонту техники в запасных частяхосуществляется за счет изготовления и восстановления деталей. В этих условияхбольшое внимание должно уделяться экономному использованию материальныхсредств, развитию работ по восстановлению деталей. При этом в 5 – 8 разсокращается объем технологических операций по сравнению с изготовлением новыходноименных изделий. Стоимость восстановления, как правило, на 30 – 50% нижезатрат на производство новых аналогичных изделий.
На различныхтипах предприятий разработаны и усовершенствованы технологические процессы иоборудование, которые позволяют восстанавливать многие детали автомобилейпрогрессивными методами, обеспечивающими их послеремонтные ресурсы на уровне,близком к доремонтным.
Научно-исследовательскиеи учебные институты проводят различные исследования в области совершенствованияорганизации ремонта и восстановления деталей.
Соединениегильза цилиндра – поршень является одним из соединений, подвергающихсянаибольшему износу в двигателях внутреннего сгорания. Поэтому разработкатехнологии ремонта гильз является важной задачей для улучшения качества ремонтадвигателей.

1. Особенностиконструкции гильз цилиндров
 
Блокцилиндров или блок-картер является остовом двигателя. На нем и внутри негорасположены основные механизмы и детали систем двигателя. Блок цилиндров – этосложная отливка коробчатой формы. Он может быть отлит из легированного серогочугуна (двигатели автомобилей ЗИЛ-130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320) или изалюминиевого сплава (двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-3102«Волга», ГАЗ-53–12 и др.). После литья блок цилиндров подвергают искусственномустарению, что уменьшает его коробление в процессе эксплуатации и обеспечиваетсохранность правильной геометрической формы.
Поверхность блока цилиндров используется в качестве рабочей тольков некоторых автомобильных и тракторных двигателях с небольшим диаметромцилиндра. У большинства современных двигателей жидкостного охлаждения цилиндр,где перемещается поршень, выполняется в виде мокрой гильзы, омываемой снаружиохлаждающей жидкостью, либо в виде сухой гильзы, устанавливаемой по всей длинецилиндра или в верхней его части, где наблюдается максимальный износ (рис. 1.1).
/>/>/>/>
а)                             б)                              в) г)
Рис. 1.1. Гильзы блока цилиндров
а, б-мокрые; в, г – сухие

Гильза занимает среди теплонапряженных деталей двигателя особоеместо как по выполняемым функциям, так и по предъявляемым к ней требованиям.Обеспечение только одной прочности гильзы, несмотря
на всю важность этого требования, недостаточно для длительной и надежной работыдвигателя. [3]
Сухие гильзы толщиной 2–4 мм (рис. 1.1, в, г) запрессовываютили устанавливают с зазором 0,01–0,04 мм. Небольшая толщина сухих гильзобусловливает при их применении экономию качественных материалов, однакоповышенное термическое сопротивление контактной поверхности между гильзой иблоком ухудшает теплоотвод от цилиндра в охлаждающую жидкость. Вследствие этогов форсированных двигателях, как правило, применяют мокрые гильзы-втулки,обеспечивающие лучшую теплопередачу и легко заменяемые в случае повреждения.Кроме того, при их использовании упрощается литье блока цилиндров. Однакожесткость блока уменьшается, появляется дополнительная возможность для развитиякавитационных явлений в полости охлаждения в результате повышенных вибрациймокрых гильз.
В зависимости от способа установки в блоке цилиндров можновыделить гильзы, опирающиеся буртом на верхнюю плиту блока, и так называемыеподвесные, когда гильза, соединенная с крышкой цилиндра относительно тонкимишпильками, образует с последней узел, закрепляемый в корпусе основными силовымишпильками.
Первый вид гильз наиболее распространен и применяется в двигателяхвсех типов. Конструкция гильзы должна обеспечить, с одной стороны, невысокийуровень напряжений от монтажных усилий и газовой нагрузки, а с другой – умеренныйуровень температур и температурных напряжений.
В автомобильных и тракторных дизеляхприменяют мокрые гильзы,отливаемые из чугуна, с верхним опорным фланцем (см. рис. 1.1, а, б ирис. 1.2). Опорная площадь фланца, ограниченная диаметрами D1и D2, составляет 8–15% площадипоршня. При этом давление от сил затяжки шпилек, крепящих головку цилиндра кблоку, на кольцевой поверхности (Dt– D2) не должно превышать 380–420МПа для чугунных и 140–180 МПа для алюминиевых блоков. С увеличением разности D2– D1повышается напряжениеизгиба в верхнем поясе. Высота hфланца составляет 7–10%диаметра цилиндра D.
 
/>/>/>
а)                               б)                   в)
Рис. 1.2. Способы опирания гильзы цилиндра в блоке:
а – верхним опорным поясом; б, в-нижним опорным поясом
Для повышения герметичности газового стыка на фланце втулкивыполняют кольцевой буртик шириной 2–5 мм, выступающий над плоскостьюблока на величину S, достигающую 0,15 мм и зависящую от типа уплотняющейпрокладки и диаметра цилиндра. Основное усилие приходится на зону выступающегобуртика, где контактное давление достигает 145–200 МПа и часто неравномернораспределено по окружности. В результате этого искажается форма рабочейповерхности цилиндра и снижается работоспособность цилиндро-поршневой группы,увеличивается расход масла. [1]
В некоторых карбюраторных двигателях, где меньше усилия,действующие на втулку, ее опорный фланец иногда значительно смещают от верхнейплоскости блока (рис. 1.2, б, в). При этом уменьшаетсятемпература верхней части втулки и соответственно поршневых колец.
Внутреннююповерхность цилиндра, внутри которой перемещается поршень, называют зеркаломцилиндра. Эту поверхность подвергают закалке с нагревом токами высокой частотыдля повышения износостойкости и долговечности и тщательно обрабатывают дляуменьшения трения при движении в цилиндре поршня с кольцами. Гильзы в блокцилиндров устанавливают так, чтобы охлаждающая жидкость не проникала в них и вподдон, а газы не прорывались из цилиндра. Предусмотрена возможность изменениядлины гильз в зависимости от температуры двигателя. Для фиксации вертикальногоположения гильзы имеют специальный бурт для упора в блок цилиндров иустановочные пояса. Мокрые гильзы в нижней части уплотняют резиновыми кольцами,размещаемыми в канавках блока цилиндров (двигатели автомобиля КамАЗ-5320), вканавках гильз (двигатели автомобилей МАЗ-5335, ЗИЛ-130 и др.), или меднымикольцевыми прокладками, устанавливаемыми между блоком и опорной поверхностьюнижнего пояса гильзы (рис. 1.1, г). Для правильной установки вблоке и сохранения формы при работе гильзу центрируют по двум направляющимпоясам, при этом диаметр верхнего пояса несколько больше, чем нижнего, вкотором для обеспечения удлинения гильзы при работе предусматривается зазор0,05–0,13 мм по свободной посадке. Верхний торец гильзы выступает надплоскостью блока цилиндров на 0,02 – 0,15 мм, что способствует лучшемуобжатию прокладки головки блока и надежному уплотнению гильзы, блока и головкиблока. [3]
Интенсивность кавитации, приводящей к разрушению цилиндров,снижают при помощи ряда мероприятий: уменьшают зазоры между поршнем и втулкой;специально профилируют юбку поршня; используют замкнутую систему охлаждения;повышают стойкость поверхностей путем их химико-термической обработки;увеличивают проходные сечения охлаждающей полости, а также используютэмульсионные присадки, и, наконец, повышают жесткость гильзы и закрепляют ееболее прочно. Повышение жесткости достигается применением упрочняющих ребер нанаружной поверхности гильзы, так как при увеличении толщины ее стенкиповышается тепловая напряженность.
Распространенная продольно-диагональная схема (рис. 1.3, а)обтекания имеет ряд недостатков, выражающихся в снижении интенсивноститеплоотдачи в верхней наиболее нагретой части гильзы, большой неравномерноститемпературного поля гильзы и опасности возникновения объемного кипения взастойных зонах.
/>/>
а) б)
Рис. 1.3. Схемы охлаждения гильз блока цилиндров:
а – продольно-диагональная; б – с поперечным обтеканием
На рис. 1.3, б представлена исследованная в НАТИ схемас верхним подводом охлаждающей жидкости и поперечным обтеканием.
Основное отличие этой схемы заключается в наличии кольцевой щели срадиальной шириной (0,03–0,04) D, которая является верхней частью полостиохлаждения. Данная схема обеспечивает допустимый уровень температур во втулке(150–160 °С) при форсировании дизелей до 22,5 кВт/л, а также болееравномерное распределение температур по длине и периметру гильзы.
Для гильз используют серые чугуны, например СЧ 30, СЧ 35,легированные хромом, никелем, молибденом, которые имеют перлитную структуру сдостаточным количеством графита в виде пересекающихся пластин. Легированиечугуна повышает его прочностные свойства, износостойкость и жаростойкость.Применение пористого хромирования позволяет получить значительную поверхностнуютвердость и уменьшить износ чугунных гильз (в 2,5–4,5 раза в зависимости отвида топлива). [2]
Двигатели,имеющие цилиндры, изготовленные в виде сменных мокрых гильз (двигателиавтомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-55–12, ЗИЛ-130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320 и др.), прощеремонтировать и эксплуатировать. Блок цилиндров, отлитый вместе с цилиндрами,сложнее ремонтировать, так как если вышел из строя хотя бы один цилиндр(например, в результате задира зеркала цилиндра), то нужно растачивать ишлифовать все цилиндры.
Материал гильз должен обеспечивать наряду с износостойкостьювысокую плотность, определяемую гидравлическим испытанием гильз при давленииводы, превосходящим рабочее давление газов. В форсированных двигателяхприменяют гильзы из легированных высокопрочных чугунов с азотированнойповерхностью, имеющие повышенные прочностные характеристики. В этом случаеособое внимание обращают на улучшение антифрикционных свойств рабочихповерхностей поршней и колец.
В форсированных высокооборотных двигателях для изготовления гильзприменяют сталь типа 45Х, а также азотируемые стали типа 38ХМЮА,обусловливающие получение легкой тонкостенной конструкции [3].
Изображения гильз различных марок, а также в каких двигателяхприменяются те или иные гильзы можно посмотреть в приложении 1.
 

2. Основные дефекты и причины возникновения
2.1 Износвнутренней поверхности цилиндров
Во времяработы двигателя в верхней части цилиндров сгорает рабочая смесь. Горениесопровождается выделением продуктов окисления – окиси углерода и азота,углекислого газа, сернистого газа, паров воды и других веществ.
При работедвигателя с пониженными температурами (50 – 60 °С) охлаждающей жидкости имасла часть продуктов окисления и особенно пары воды конденсируются на стенкахцилиндров. Они растворяют продукты окисления (двуокиси) и образуют кислоты,вызывающие коррозию цилиндров. Кроме того, разрушается масляная пленка иувеличивается износ цилиндров и поршневых колец. Для повышения износостойкостицилиндров в некоторых двигателях применяют вставки 3 (рис. 2.1),изготовленные из коррозионно-стойкого чугуна. Их запрессовывают в блокцилиндров (двигатели автомобилей ГАЗ-52–04, ЗИЛ-157КД) или в гильзу цилиндра(двигатели автомобилей ГАЗ-24 «Волга» и ЗИЛ-130). Использование таких вставок(например, в двигателе автомобиля ГАЗ-53А) повышает стоимость и усложняеттехнологию изготовления двигателя.
/>
Рис. 2.1.Вставка в блоке цилиндров:
1 – блокцилиндров; 2 – водяная рубашка; 3 – вставка

На двигателяхавтомобилей ГАЗ-3102 «Волга» и ГАЗ-53–12 гильзы цилиндров отливают монолитнымииз высокопрочного чугуна без вставки и крепят по верхнему бурту.
Во времяработы двигателя зеркало цилиндров, кроме указанной выше коррозии, подвергаетсятакже абразивному и механическому изнашиванию вследствие проникновения вдвигатель пыли. Много пыли попадает в цилиндры с воздухом через впускнойтрубопровод, если имеются неплотности в месте его крепления, или с топливом имаслом при их небрежном хранении.
Пыль, попавшаяв масло, образует своеобразную притирочную пасту, вызывающую изнашиваниепоршневых колец, цилиндра, поршня и других деталей. Для уменьшения абразивногоизноса необходимы хорошая герметизация воздухоочистителя (воздушного фильтра) ивпускного коллектора: заправка двигателя чистым маслом и работа его на чистомтопливе; заливка в баки дизелей топлива, которое отстаивалось не менее 48 ч,и своевременная замена (или очистка) фильтров систем питания и смазочной.
Механическоеизнашивание зеркала цилиндра больше в верхней части, чем в нижней, так как впервой значительно выше давление. Когда в конце такта сжатия в цилиндре сгораетрабочая смесь, то резко повышается давление образовавшихся горячих газов, ипервое компрессионное кольцо сильно прижимается к зеркалу цилиндра. В ВМТскорость поршня снижается до нуля, масляная пленка выгорает, и первое поршневоекольцо вступает непосредственно в контакт с зеркалом цилиндра. При движениипоршня вниз (в первый момент) происходит интенсивное изнашивание зеркала цилиндраи поршневого кольца. Для снижения износа цилиндров не следует допускатьперегрева двигателя, нарушения момента начала подачи топлива (дизели) иприменять для смазывания двигателя масла, не рекомендуемые заводскойинструкцией. Абразивное и механическое изнашивание деталей происходит не тольков механизмах двигателя, но и в различных механизмах автомобиля.
Кроме износа по длине также наблюдается износ в направлении,перпендикулярном оси коленчатого вала, т.е. овализация гильз. Овализация гильзцилиндров вызывается как неравномерностью изнашивания, так и остаточнымидеформациями, возникающими от сил давления газов и бокового усилия поршня.Наибольшая овальность гильзы происходит в верхнем поясе в зоне расположенияверхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке.
Долговечность гильзы цилиндра зависит от качества ремонта итехнической культуры эксплуатации двигателя. В процессе ремонта очень важноправильно произвести установку гильзы и сборку всего кривошипно-шатунногомеханизма, обеспечив при этом точное выполнение технических условий на сборкудвигателя. Всякое отклонение от этих условий вызывает деформацию гильзы иперекос поршней, что приводит к повышенному износу гильзы цилиндра. Приэксплуатации двигателя срок службы гильзы находится в прямой зависимости откачества смазки, ухода за воздухоочистителем, а также от выполнения правилзапуска и прогрева холодного двигателя.
2.2Кавитационное изнашивание
В дизеляхнаблюдаются случаи вибрации гильз цилиндров. Она возникает при переходе поршнядвигателя через ВМТ, т.е. при перемещении («перекладке») его от одной стороныцилиндра к другой. Между поршнем и зеркалом цилиндра есть зазор, и перемещениепоршня происходит с ударом. При этом изменяется давление на стенки цилиндра.Вибрация цилиндра вызывает его кавитационное изнашивание.
В переводе слатинского языка слово «кавитация» означает пустота. В потоке охлаждающейжидкости при вибрации гильз цилиндров образуются пузырьки воздуха (пустоты),которые под действием высокого давления разрушаются (замыкаются) с выделениембольшой энергии. Внешняя поверхность гильзы цилиндра, а также часть блокацилиндров, где замыкаются кавитационные пузырьки системы охлаждения,подвергаются разрушению. Для предотвращения кавитационного разрушения в гильзахдвигателей (например, ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238) протачивают специальную канавку, вкоторую вставляют антикавитационное кольцо прямоугольного сечения (рис. 2.2).
1
/>2
3
Рис. 2.2.Схема цилиндра с антикавитационным кольцом:
1 – гильзацилиндров; 2 – уплотнительные кольца (резиновые или медные, устанавливаемые подбурт); 3 – антикавитаиионное кольцо
Онорасположено между гильзой и отверстием в блоке цилиндров, и, кроме того, черезнего нижний пояс гильзы опирается на кромку отверстия блока. В сборе с гильзойкольцо устанавливают в блок с натягом, что значительно уменьшает амплитудуколебаний гильзы цилиндра, а следовательно, и кавитационные разрушения ее иблока. Избежать кавитационного разрушения можно уменьшением вибрации гильзцилиндров, поддержанием нормального температурного режима двигателя и т.д. [2]
Вкарбюраторных двигателях кавитационное разрушение гильз цилиндров почти невстречается. Эти двигатели работают, как правило, с малыми степенями сжатия, аследовательно, давление на поршень в конце сгорания рабочей смеси в нихзначительно меньше, чем в дизеле. Зазор между поршнем и гильзой цилиндра вкарбюраторном двигателе также меньше, и при работе он уменьшается. Поэтому приперекладке поршня в ВМТ не происходит сильного удара и значительной вибрациигильзы. [1]
 
2.3 Изломбурта гильзы
В блокецилиндров двигателя имеется округлое гладкое углубление, так называемое седлобуртика. Оно аксиально фиксирует гильзу в блоке. Буртик должен сидеть точно вуглублении таким образом, чтобы гильза полностью прилегала по всему периметруседла. Затем в блоке цилиндров устанавливается прокладка головки блокацилиндров. Уплотнение камеры сгорания (в прокладках старших поколенийметаллическая окантовка, в более современных металлических прокладках – профиль)должно при этом прилегать точно к верхней стороне седла буртика. [2]
При затяжкеболтов головка блока сильно прижимается к блоку цилиндров. При этом болтыкрепления головки блока и правила затяжки разработаны таким образом, что связьголовки блока цилиндров с блоком выдерживает максимальное давление цикла вплотьдо 200 бар. В результате через болты и прокладку передается гигантское усилиена седло буртика. Поэтому очень важно, чтобы усилие передавалось через прокладкуна седло строго вертикально.
Причиныизлома бурта гильзы
1.  Посторонние частицы.
При монтажеочень важно соблюдать чистоту, чтобы между буртиком и седлом не попала грязь(стружка, уплотняющие средства, остатки прокладки и др.).
2. Неровностии перекосы в области седла буртика в блоке цилиндров.
Важно, чтобыповерхность была строго горизонтальна (см. рис. 2.3, а, б), аострая кромка поверхности седла срезана (под углом около 1х45°, см. рис. 2.3,в). В противном случае велика опасность излома.

/> /> /> />
а)              б)                          в)                          г)
Рис. 2.3.Причины излома бурта гильзы
а, б – наклон в областиседла; в, г – возможность излома при отсутствии фаски седла буртика
3.Неподходящая прокладка головки блока цилиндров.
Также можетстать причиной неправильного распределения сил в области буртика (рис 2.4)из-за слишком маленького диаметра либо неверно выбранной высоты прокладки.
/>
Рис. 2.4.Излом в результате неподходящей прокладки
 
4.Неправильная обработка
Иногдаголовка блока цилиндров имеет канавку по всему периметру, в которую входитпротивопожарный борт, причем головка и гильза цилиндра не должны соприкасаться.Если вследствие перекоса или повреждения головка блока требует выравнивания,канавка должна быть пропорционально увеличена. В противном случае естьопасность того, что усилие будет направлены не на прокладку, как должно быть, ана противопожарный борт гильзы цилиндра (рис. 2.5).

/>
Рис. 2.5.Излом в результате уменьшения глубины канавки
Если данныйдефект гильзы не будет вовремя обнаружен, то после пуска двигателя сломаннаягильза сдвинется в направлении коленчатого вала, и как только место изломаокажется на высоте первого поршневого кольца, поршневое кольцо выскочит вышеместа излома. При обратном ходе поршня он вдавит гильзу цилиндра. Вращающийсяколенчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены.
 
2.4Трещины на поверхности гильзы
Причинойпоявления трещин в деталях являются, в первую очередь, ненормальные условия ихработы, а именно, сильный перегрев, быстрое охлаждение, ударные нагрузки и т.д.Трещины могут возникнуть также вследствие нарушения технологии ремонта.Перетяжка болтов головки блока на некоторых двигателях может стать причинойобразования трещин на поверхности гильз. Эксплуатация двигателя в холодноевремя года на воде в системе охлаждения – также достаточно распространеннаяпричина появления трещин в блоке и гильзах цилиндров после замерзания воды.
Трещина,возникшая в той или иной детали, редко локализуется, т.е. остается неизменнойдлительное время. В большинстве случаев, испытывая циклические рабочие нагрузкии циклы нагрева-охлаждения, трещина развивается дальше до поломки детали.Последствия и скорость развития трещины зависят от типа детали, материала исечения, по которому проходит трещина. Для ответственных деталей КШМ и поршневойгруппы, включая коленчатый вал, шатуны и поршневые пальцы, трещина, независимоот места ее образования, практически всегда приводит к разрушению детали ивыходу двигателя из строя.
В корпусныхдеталях типа блока цилиндров и головки блока, а также гильзах трещины, какправило, проходят в полость системы охлаждения, соединяя ее с каналами системсмазки, вентиляции картера, цилиндрами, либо с окружающей средой, вызывая течии / или перемешивание рабочих жидкостей. Помимо этого, через трещиныв стенке цилиндра или камеры сгорания в систему охлаждения при работе двигателяпоступают отработавшие газы, которые вытесняют охлаждающую жидкость, резкоснижая эффективность охлаждения двигателя.
Трещины внижней части гильзы обычно связаны с ударами разрушенного шатуна и, какправило, располагаются вертикально.
Установка надвигатель детали с трещиной приводит обычно к его неработоспособности (выходуиз строя) сразу после первого запуска или через определенное время, т.е. кнеобходимости повторного ремонта. Кроме того, традиционные виды ремонта рабочихповерхностей детали с трещиной (шлифование, хонингование и т.д.) иногдаприносят убытки ремонтному предприятию, так как деталь с трещиной заведомонеремонтопригодна и требует замены. Учитывая это, обнаружению трещин в деталяхперед ремонтом должно быть уделено самое серьезное внимание. [4]
2.5 Износпосадочных поясков гильзы
Износпосадочных поясков частично связан с кавитационным изнашиванием. Признакомдефекта гильз являются глубокие раковины на поверхности поясков, что являетсяследствием явления кавитации или коррозии.
В процессеработы возникает вибрация гильзы, что также вызывает износ посадочных поясковгильзы.
В реальныхусловиях эксплуатации двигателей возможно появление овальности посадочныхпоясков гильзы, вызванное кавитационным разрушением или отложением накипи взазорах посадочных поясков гильзы в блоке.

3. Выборспособа восстановления гильз
 
В ремонтнойпрактике восстановление изношенных автотракторных деталей производится разнымиспособами и выбор того или иного способа в конкретных условиях определяется илиэкономическими соображениями или производственными возможностями ремонтныхмастерских (наличием соответствующего технологического оборудования).
Для гильзпринята следующая схема технологического процесса ремонта [4]:
1) правка;
2) восстановлениеразмеров посадочных поясков;
3) устранениенеисправностей опорного буртика;
4)восстановление внутренней рабочей поверхности;
5) цинкованиенаружной поверхности;
6) контроль.
3.1 Правкагильзы
Придефектовке гильз проверяют овальность центрирующих посадочных поясков. Приовальности поясков больше допустимого размера гильзу подвергают правке.Нагрузку прилагают по максимальной оси овала. В процессе правки упругаядеформация гильзы не должна превышать 20 мм. После правки каждую гильзупроверяют на магнитном дефектоскопе для обнаружения возможных трещин.
Гильзы правятна специальном гидравлическом прессе (рис. 3.1) с приводом от топливногонасоса. Насосная установка смонтирована под столом и управляется педалью. Гильзуставят на нижнюю алюминиевую подушку 7 с войлочной прокладкой 1.
Подушка 7закреплена на сварной станине 6 пресса. Нагрузку на деталь прикладывают черезверхнюю подушку 3 с войлочной прокладкой 2, которая подвешена при помощиТ-образного паза к грибку плунжера 4 так, что может
/>
Рис. 3.1.Пресс для правки гильзы
самоустанавливатьсяпо гильзе в процессе правки. Верхняя подушка для облегчения выполнена изалюминиевого сплава с тем, чтобы по возможности разгрузить возвратные пружины,скрытые в защитных колпачках 5. Предохранительный клапан гидравлического прессаограничивает усилие правки в пределах 2500 кг. При большем усилии возможновозникновение трещин.
3.2Восстановление размеров посадочных поясков
Для гильз, взависимости от величины износа центрирующих поясков, установлено три маршрутаих ремонта.
К первомумаршруту относят детали с незначительным (до 0,09 мм) износом поясков. Этидетали не требуют наращивания поясков.
По второмумаршруту ремонтируют детали с износом центрирующих поясков не более 0,2 мм.Пояски с таким износом наращивают способом хромирования.
В третиймаршрут включают гильзы с износом центрирующих поясков более 0,2 мм. Дляэтих деталей рекомендуется наращивание поясков виброконтактной наплавкой.
Признаком длябракования гильзы являются глубокие раковины на рабочей поверхности и напоясках, возникающие вследствие коррозии, которые нельзя устранить шлифованием.[3]
Если наповерхности центрирующих поясков нет коррозии и не требуется их наращивания, топри их ремонте ограничиваются слесарной обработкой. Напильником зачищаютвыступающие неровности металла на кромках поясков. Поверхность поясковрекомендуется полировать наждачным полотном зернистостью 18–140. При наличиикоррозии и износе до 0,2 мм пояски гильзы шлифуют, хромируют и вторичношлифуют до нормальных размеров. Для шлифования посадочных поясков накруглошлифовальном станке деталь устанавливают на центровую оправку (рис. 3.2)с двумя соосными коническими грибками. Обрабатываемую гильзу базируют понеизношенным нерабочим фаскам, расположенным по концам отверстия.
/>
Рис. 3.2.Центровая оправка для шлифования поясков гильзы:
1 – втулка; 2– гайка; 3 – оправка
Дляхромирования поясков гильз применяют индивидуальные подвесные приспособления.Поверхности, не подлежащие хромированию, изолируют перхлорвиниловымпластикатом. После обезжиривания и анодной обработки пояски гильз хромируют всернокислом электролите. Для получения блестящего осадка принимают плотностьтока 45–50 а/дм2, температуру электролита 55–60° С. Толщинаслоя хрома должна быть 0,15–0,2 мм.
Хромированныепояски шлифуют корундовым кругом зернистостью 46–60, твердостью СТ1 – СТ2.
Овальностьпоясков должна быть не более 0,05 мм; разностенность детали в зоне поясковдопускается не более 0,08 мм.
Наповерхности поясков допускаются мелкие углубления (сыпь), площадью не более 20%поверхности обоих поясков.
Длявиброконтактной наплавки изношенных центрирующих поясков гильз применяютмалоуглеродистую сварочную проволоку диаметром 1,4–1,6 мм. Рекомендуетсяследующий режим наплавки: напряжение сварочного тока 16–18 В, индуктивность 8витков, амплитуда вибрации электрода 1,5 мм; скорость подачи проволоки 48–60 м/мин;число оборотов гильзы 0,75 в минуту (окружная скорость 48 м/мин); скоростьперемещения электрода вдоль оси детали 2 мм за один оборот. Охлаждающуюжидкость подводят к внутренней поверхности гильзы. Поверхность буртика ипереходной канавки от наплавки и брызг металла предохраняют тонким слоемобмазки состава (в г): мел – 600, декстин – 50 и вода – 340.
Наплавленныепосадочные пояски шлифуют под ремонтные размеры. Для обработки применяюткорундовый круг зернистостью 45–60, твердостью С1 – С2.
3.3 Устранениенеисправностей опорного буртика
Поврежденные уплотнительныеканавки на верхнем торце буртика восстанавливают прокатыванием стальныхзакаленных роликов. Металл, вытесненный из канавок, увеличивает высотугребешков примерно на 0,25 мм. После обработки канавок накруглошлифовальном станке шлифуют обе плоскости бурта. В результатеувеличивается высота бурта на 0,15 мм, что вполне достаточно длявосстановления размеров бурта гильзы. Для шлифования буртов гильзу закрепляютна оправке.
Чтобы прокататьканавки на торце буртика гильзы, применяют специальный станок, похожий навертикальный гидравлический пресс, в плунжере которого на шарикоподшипникахсмонтирован шпиндель, несущий накатную головку. Гильзу устанавливают в гнездомассивной выдвижной плиты, соосно со шпинделем. Накатная головка закреплена нашпинделе и несет три коромысла, каждое из которых свободно качается нагоризонтальной оси, установленной вдоль радиуса головки. Угол между осямикоромысел накатной головки равен 120°. На концах каждого коромысла свободновращаются накатные ролики. Благодаря такому устройству накатная головкапредставляет собой статически определимую систему, в которой усилие прессараспределяется между роликами равномерно.
Профилироликов показаны на рис. 5.3. На первом коромысле установлены два ролика:ролик 1 обкатывает внутреннюю и наружную кромки гильзы, ролик 2 выдавливаетметалл из галтели. Остальные ролики, попарно установленные на втором и третьемкоромыслах, вытесняют металл из канавок.
Ролики в пазукоромысла закреплены с некоторым осевым зазором f. Благодаря этому каждыйролик самоустанавливается в канавке, даже при наличии значительныхпогрешностей, допущенных в процессе первоначальной обработки канавок.
Наружныйдиаметр роликов равен 40 мм; изготовлены они из стали Р18 и закалены дотвердости НRС62–65. Число оборотов шпинделя 20 в минуту. Необходимое усилие гидравлического прессаустанавливают при наладке станка путем регулировки предохранительного клапана.

/>
Рис. 3.3.Схема обработки канавок на буртике гильзы
 
3.4Восстановление внутренней поверхности
При всеммногообразии применяемых в производстве ремонтных операций все же многие из нихможно сгруппировать в типовые группы с одинаковым технологическим процессом ииз общей технологии ремонта выделить наиболее часто встречающиеся способывосстановления деталей. [3]
Технологическаяоднородность ремонтных операций является основным классифицирующим признаком,по которому можно разделять все способы ремонта следующим образом:
1).восстановление изношенных деталей способом ремонтных размеров;
2).восстановление изношенных деталей наплавкой;
3).восстановление изношенных деталей металлизацией;
4).восстановление изношенных деталей гальваническим способом;
5).восстановление изношенных деталей путем раздачи и осадки их;
6).восстановление изношенных деталей путем поворачивания их другой, нерабочейстороной;
7).восстановление изношенных деталей при помощи добавочных деталей, имеющих формувтулок, гильз или колец;
8).восстановление изношенных деталей путем замены изношенной части новой.
3.4.1 Растачивание под ремонтный размер
Растачивание и хонингование гильз цилиндров производятся приизносе внутренней поверхности (в месте наибольшего износа) до диаметра,превышающего предельный, при овальности и конусности на рабочем участке болеедопустимых размеров.
В зависимости от величины износа гильзы ремонтируют растачиваниемили шлифованием с последующим хонингованием или только хонингованием подремонтные размеры.
Перед устранением дефектов гильзы промывают и очищают от грязи,коррозии и накипи, а посадочные пояски и опорные поверхности буртиков зачищаютдо металлического блеска.
По величине износа внутренней поверхности гильзы сортируют на тригруппы. Первая группа гильз – с внутренним диаметром в пределах допуска нановую гильзу; вторая группа – с внутренним диаметром, превышающим номинальныйне более чем на 0,2 мм, и третья группа – с внутренним диаметром,превышающим номинальный на 0,15–0,2 мм, но не более чем на 0,4 мм.
Гильзы первой группы могут быть использованы без ремонта или послехонингования внутренней поверхности до удаления неровностей и следов коррозии.Хонингование гильз производят на хонинговальном станке ЗБ833 головками ПТ-1085Ас шлифовальными брусками К36–5 СМ1-С1К и КЗЗ-М20 СМ1-С1К.
В качестве охлаждающей жидкости рекомендуется применять керосин.Иногда к нему добавляют 10–20% веретенного масла.
Также для хонингования цилиндров применяют бруски из синтетическихалмазов, обеспечивающие значительное повышение производительности процесса,точности обработки, уменьшение шероховатости поверхности. Стойкость брусков изсинтетических алмазов в десятки раз выше стойкости обычных брусков. Дляпредварительного хонингования могут быть использованы бруски АС12М1, а дляокончательного АСМ40М1.
Гильзы второй группы ремонтируют хонингованием или шлифованием навнутришлифовальном станке с последующим окончательным хонингованием. Приобработке гильз только хонингованием сначала производят предварительное хонингованиешлифовальными брусками К316–8 СМ1-С1К или (с целью повышенияпроизводительности) более крупнозернистыми брусками К340МЗК. Для окончательногохонингования применяют бруски КЗЗ-М20 СМ1-С1К.
Гильзы третьей группы ремонтируют растачиванием внутреннейповерхности с последующим предварительным и окончательным хонингованием доремонтного размера. В процессе растачивания и хонингования нагрев гильзыдопускается не более 50–60° С [4].
Гильзы растачивают на вертикальном алмазно-расточном станке –278Нрасточными резцами с пластинками из твердого сплава ВК2 или ВКЗМ.
Гильзы на станке центрируют при помощи оправки, вставленной вшпиндель станка (рис. 3.4). Шаровой конец оправки должен входить в цилиндрна глубину 3 – 4 мм. Вылет шарового конца оправки подсчитывают поформуле:
/>,
где D – диаметр гильзы, под который производится растачивание;
d – диаметр шпинделя (оправки).

/>
Рис. 3.4. Центрирование гильзы (а) и установка резца (б) прирастачивании гильзы цилиндра
 
При установке резца для растачивания необходимо учесть припуск нахонингование в пределах 0,06–0,12 мм на диаметр. Внутренняя рабочаяповерхность расточенной гильзы может иметь овальность не более 0,04 мм,конусность не более 0,05 мм, шероховатость поверхности должна быть не ниже6-го класса чистоты.
Для того чтобы получить высокую чистоту рабочей поверхности,гильзу хонингуют. После хонингования на рабочей поверхности гильзы не должнобыть рисок и следов. Геометрия отверстия должна отвечать техническимтребованиям. Для хонингования гильзы применяют пружинящую хону (рис. 3.5),которая отличается от обычной хоны тем, что каждый брусок прижимается кповерхности гильзы отдельной пружиной. Такая хона не исправляет геометрическойформы гильзы, а лишь повышает класс чистоты ее поверхности.

/>
Рис. 3.5. Хона:
1 – нижний диск; 2 – пружина; 3 – стержень; 4 – державка; 5 – абразивныебруски; 6 – тяга; 7 – пружинящая коронка; 8 – натяжная гайка; 9 – верхний диск
При предварительном хонинговании расточенной гильзы до ремонтногоразмера оставляют припуск на окончательное хонингование в пределах 0,01–0,03 ммна диаметр. После предварительного хонингования на внутренней поверхностигильзы не должно быть следов износа, неровностей. Овальность не должнапревышать 0,04 мм, а конусность – 0,05 мм (при температуре гильзы,равной температуре окружающего воздуха). Шероховатость поверхности должна бытьне ниже 7-го класса чистоты.
После окончательного хонингования диаметр внутренней поверхностигильзы должен находиться в пределах допуска на ремонтный размер, а овальность иконусность не должны превышать 0,03 мм. Шероховатость поверхности должнабыть не ниже 9-го класса чистоты.
Данный способ широко применяют при ремонте цилиндро-поршневойгруппы двигателей, однако износе внутренней поверхности гильз больше последнегоремонтного размера деталь выбраковывают, тем самым увеличиваются затраты наприобретение новой детали.
3.4.2Шлифование внутренней поверхности
Растачивание часто заменяют шлифованием. Внутреннюю рабочуюповерхность гильзы шлифуют до выведения следов износа. Овальностьрабочей поверхности гильзы в нижнем и верхнем поясах, а также конусностьповерхности на длине гильзы допускается не более 0,06 мм. Разрешаетсяналичие нетронутой шлифовальным камнем выработки от верхнего поршневого кольца.Кроме того, допускается наличие нетронутых камнем площадок на высоте неболее 50 мм от нижнего края гильзы, общей площадью не более 20 см2.
Опыт показывает, что при шлифовании гильз ремонтного фондавбольшинстве случаев не удается выполнить эти технические требования. Поэтомутакие гильзы обычно бракуют.
Для шлифования отверстия гильзу устанавливают в приспособлении(рис. 3.6), закрепленном на планшайбе шпинделя внутришлифовального станка.Приспособление состоит из чугунного стакана 5, прижимного кольца 8ивыталкивателя 3. В стакан запрессованы базовые стальные закаленныекольца 1, и 6. Для того чтобы обеспечить соосность отверстия гильзы сошпинделем станка, отверстия колец и торец кольца 1 шлифуют после закрепленияприспособления на планшайбе. Поэтому на крупных ремонтных предприятиях один изстанков налаживают для обработки гильз с поясками ремонтного размера, аостальные станки – для обработки гильз нормального размера.

/>
Рис. 3.6. Приспособление для установки гильзы при шилифованиирабочей поверхности
Выталкиватель представляет собой стальную тарелку, шарнирносоединенную с тягой 4пневматического цилиндра, закрепленного на заднемконце шпинделя. С тарелкой также шарнирно соединены три тяги 7, в каждую изкоторых ввернут винт 9с конической головкой. В нажимном кольце имеетсятри паза, образующие с этими винтами штыковой замок.
Чтобы установить гильзу в приспособлении, тягу пневматическогоцилиндра подают вправо, нажимное кольцо поворачивают против часовой стрелки иснимают с приспособления. Затем вкладывают в стакан гильзу, надевают нажимноекольцо, поворачивают его до упора по часовой стрелке, а тягу пневматическогоцилиндра подают влево. Благодаря шарнирным соединениям тяг с выталкивателем,усилие пневматического цилиндра распределяется равномерно между тремя тягами 7.Это сохраняет гильзу от коробления при шлифовании. Для снятия гильзы со станкатягу пневматического цилиндра подают вправо. При этом нажимное кольцоосвобождается, а выталкиватель выдвигает гильзу из базирующих ее колец.
Внутри тяги пневматического цилиндра проходит труба 2, покоторой подается охлаждающая эмульсия.
Для шлифования гильзы применяют круг ПП-125–50–50 на керамическойсвязке СМ1, зернистостью 12–16.
После шлифования рабочей поверхности гильзы наружную поверхностьподвергают пескоструйной очистке и цинкованию.
Такая последовательность выполнения операций принята потому, чтона некоторых гильзах в процессе шлифования не удается устранить следы износа.Эти гильзы бракуют. Следовательно, цинкование наружной поверхности гильз дошлифования рабочей поверхности нецелесообразно.
Толщина слоя цинкового покрытия должна быть равна 0,03–0,05 мм.Осадок металла должен быть мелкокристаллический светло-серебристого цвета.Цинком покрывают только поверхность между посадочными поясками. Центрирующиепояски изолируют цапон-лаком, а нижнюю часть гильзы – экраном из целлулоида.
3.4.3 Электроимпульсное нанесение покрытий
При восстановлении гильз возможно использование способа электроимпульсногонанесения покрытитий [5].
Электроимпульсное нанесение покрытий основано на импульсномразряде конденсатора через проволоку напыляемого металла. При этом происходитвзрывное плавление проволоки и осаждение расплавленных мелких частиц металла навнутренней поверхности гильзы (рис. 3.7).
Используемая для нанесения покрытий электроразрядная цепьпредставляет собой колебательный контур и характеризуется следующими данными:емкость конденсатора 100 мкФ, максимальное напряжение зарядного тока 30 кВ,собственная частота колебаний электроразрядной цепи 25 кГц. Для напыленияиспользуют металлическую, например вольфрамовую, проволоку диаметром 0,5– 1 мми длиной 20–150 мм. Режим напыления, выбираемый в зависимости от размера иформы изделия, согласно многочисленным экспериментальным данным рассчитывают последующим уравнениям [5]:
/>; />,
/>
Рис. 3.7. Схема электроимпульсного напыления:
СH– источник питания для зарядки конденсатора; R – резистор; C – конденсатор; SW – выключатель; EW – металлическаяпроволока; B– напыляемая гильза
где S – площадь сечения металлической проволоки, мм2; l – длина металлическойпроволоки, мм; С – емкость конденсатора, Ф; U – напряжение зарядноготока, В; f – собственная частота колебаний электроразрядной цепи, Гц; K1, K2 – постоянные,определяемые материалом проволоки; K1=(1…3) 10-3; K2=4.
Расстояние l от поверхности изделия до расплавляемого концаметаллической проволоки определяется через ее диаметр d и выражается в следующемвиде: l=30d.
При разряде в оптимальном режиме около 40% массы проволокипревращается в газ, а остальные 60% – в капли расплавленного металла,сталкивающиеся с поверхностью основного материала. Образующиеся при взрывномразряде капли напыляемого металла можно разделить на две группы, к одной изкоторых относятся частицы размером несколько микрометров, а к другой – размеромнесколько сотых долей микрометра. Покрытие образуется за счет осаждения наповерхности частиц первой группы, тогда как частицы второй группыулетучиваются, превращаясь в аэрозоли. При недостаточном уровне энергии разрядаметаллическая проволока расплавляется без взрыва, а при чрезмерном уровнеэнергии – полностью переходит в газообразное состояние. И в том и в другомслучае напыление невозможно.
Своеобразие электроимпульсного нанесения покрытий связано с особомалым размером частиц в мелкораспыленном состоянии напыляемого материала. Притемпературе распылений, которая, как считают, близка к точке кипения металлапроволоки, все частицы в мелкораспыленном состоянии нагреваются равномерно. Пристолкновении с поверхностью основного материала скорость движения частицдостигает нескольких сотен метров в секунду. Движение частиц к основномуматериалу происходит за счет резкого расширения газа при взрыве и вытеснениявоздуха из зоны взрыва, что почти полностью исключает окисление частиц, аследовательно, обеспечивает получение плотного покрытия с высокой прочностьюсцепления с основным материалом. Недостаток электроимпульсного напылениясостоит в том, что этот способ непригоден для восстановления гильз с большойвеличиной износа, так как данным способом невозможно получение покрытий большойтолщины.
3.4.4 Восстановление электролитическими покрытиями
Сущность способа состоит в том, что при прохождении постоянногоэлектрического тока через раствор-электролит в нем образуются положительно иотрицательно заряженные ионы. Положительно заряженные ионы перемещаются к отрицательномуэлектроду-катоду, которым является металлическая деталь, и осаждаются на ееповерхности, прочно с ней сцепляясь. Отрицательно заряженные ионы перемещаютсяк положительному электроду-аноду и выделяются на нем. В качестве электролитов,как правило, применяются водные растворы солей, кислот и щелочей. [8]
Количество веществ, выделившихся при электролизе, пропорциональноколичеству электричества, прошедшего через раствор. Количество вещества вграммах, выделяемого из электролита при прохождении через, него тока в 1 амперв течение часа, называется электрохимическим эквивалентом данного вещества (с,г/A-ч). Плотность тока (DK, A/дм2) называютотношение силы тока к покрываемой или обрабатываемой поверхности детали.
Осажденные при электролизе металлы отличаются по своим свойствамот литых металлов тем, что кристаллическая решетка их искажена вследствиеразличных условий кристаллизации. Изменяя режим электролиза (плотность тока,температуру и состав ванны), можно в значительной степени изменить и механическиесвойства осажденных металлов.
Образование покрытий высокого качества во многом зависит отрассеивающей и кроющей способности гальванической ванны. Под рассеивающейспособностью понимают степень равномерности металлического осадка на различныхчастях покрываемой детали, имеющей неправильную форму. Под кроющей способностьюпонимают возможность ванны покрывать имеющиеся на катоде углубления. Улучшитьрассеивающую и кроющую способность ванны можно конструкцией подвески длядеталей и формой анодов, а также применением экранов.
Наибольшее распространение при восстановлении деталей нашлиэлектролитические (гальванические) процессы хромирования и осталивания.
Хромирование. Применяется в тех случаях, когда покрытие должно иметь оченьвысокую твердость и износостойкость. Электролитический хром обладает твердостьюот НВ 400 до НВ 1200, а также высокой износостойкостью, низким коэффициентомтрения (0,13 при трении по баббиту и 0,16 при трении по стали), высокойтеплопроводностью, низким коэффициентом линейного расширения. Электрохимическийэквивалент хрома равен 0,324 г./A – ч.
Хромовые электролиты представляют собой растворы хромовой кислотыН2СrO4, образующейся при растворении хромового ангидрида СгО3в воде. Для осаждения хрома на катоде-детали, в раствор нужно добавить сернуюкислоту Н2SО4. При этом наилучшие по качеству осадки инаибольший выход хрома по току получаются при соотношении СгО3: Н2SО4= 100. Выходхрома по току очень мал – всего 13–15%. Установлено, что нормальный процессхромирования обеспечивается, если трехвалентный хром содержится в пределах от 5до 20 г./л. Это может быть обеспечено, если площадь анодов будет в 1,8–2 разабольше площади катодов-деталей.
В качестве анода при хромировании применяют рольный свинец сдобавлением 6–12% сурьмы. В процессе работы ванны аноды окисляются, и ихследует периодически очищать. [5]
Технологический процесс износостойкого хромирования деталейсостоит из следующих операций [8]:
1. Очистка деталей от масла и грязи.
2. Предварительное шлифование для придания деталям правильнойгеометрической формы и получения необходимой шероховатости.
3. Промывка. Детали промывают в горячем щелочном растворе,протирают венской известью, промывают в проточной воде.
4. Изоляция подвески и поверхностей деталей, не подлежащиххромированию. Изолируют обычно цапон-лаком (раствором целлулоида в ацетоне),перхлорвиниловым лаком 9–32 или клеями АК-20 и БФ, которые наносят в 2–3 слоя.
5. Навешивание (установка) деталей на подвеску.
6. Обезжиривание. При химическом обезжиривании детали промывают вбензине или в водном растворе, нагретом до 60–70° С в течение 3–5 мин.
При электрохимическом обезжиривании детали навешивают на подвескуи погружают в ванну с горячим водным раствором. Раствор подогревают до 70–75° Си выдерживают в нем детали в течение 5–8 мин при плотности тока 3–10 A/дм2 инапряжении 8–10 B.
7. Анодное декапирование. Производится в целью удаления споверхности обезжиренных деталей, окисных пленок и выявления структуры детали.Для этого подвеску с деталями загружают в специальную ванну со слабым растворомсерной кислоты в воде (3–5 г./л) и выдерживают в течение 1–2 мин. Послеэтого детали промывают в дистиллированной воде.
8. Хромирование. Для получения твердых износостойких покрытий чащевсего применяют следующий состав ванны и режим хромирования: 150–200 г./лхромового ангидрида и 1,5–2,0 г/л серной кислоты; плотность тока 35–45 А/дм2и температура электролита 56–58° С.
9. Промывка. По окончании процесса хромирования подвески спокрытыми деталями промывают в дистиллированной воде для сбора электролита, азатем последовательно в проточной воде, в 3–5%-ном растворе щелочи длянейтрализации, снова в проточной воде и наконец в подогретой до 70–80° С воде.
10. Демонтаж (снятие) деталей с подвески и удаление изоляции.
11. Термообработка деталей для устранения их водородной хрупкости.Детали обычно нагревают в сушильных шкафах или в масляной ванне до температуры 150–220°С и выдерживают в течение 1,5–2,0 ч.
Реверсивное хромирование позволяет в 2 раза увеличить скоростьотложения хрома, повысить на 1 – 2 класса чистоту покрытия по сравнению собычным хромированием. При реверсивном хромировании периодически меняютполярность тока: продолжительность катодного периода 10–15 мин, а анодного– 10 – 15 сек. Состав электролита обычный (СгО3 – 200 – 250 г./ли Н2SO4 – 2,0 – 2,5 г/л) при повышении плотности тока до 60 – 150 A/дм2.
Струйное хромирование цилиндрических поверхностей валов и осейдает возможность в 4–8 раз повысить производительность процесса, не снижаякачества покрытия. При струйном хромировании деталей на специальных установкахэлектролит интенсивно перемешивается и постоянно обновляется в зоне,непосредственно прилегающей к покрываемой поверхности катода.
Осталивание. Выход металла по току при осталивании в 5– 7 раз выше, чемпри хромировании, и равен 75–95%, а скорость отложения осадка в 10 раз больше(0,4 мм за час). При осталивании можно получить покрытия толщиной до 2 мм.
Для твердого и износостойкого осталивания обычно применяютхлористые электролиты следующего состава: хлористое железо FеС12 – 200–500 г./л,хлористый натрий NaС1 – 100 г./л, соляная кислота НС1 – 0,5–0,9 г/л, хлористыймарганец MnCl2 –10 г./л. Аноды изготавливают из малоуглеродистой стали.Общая площадь анодов должна быть в 2 раза больше покрываемой поверхности деталей[8].
Твердость, вязкость и износостойкость покрытий при осталиванииможно изменять в широких пределах, изменяя состав электролита, его температуруи плотность тока. При малой плотности тока и высоких температурах электролитаполучают мелкозернистые вязкие покрытия. С повышением плотности токаувеличивается твердость покрытий.
Технологический процесс осталивания анологичен хромированию.
Недостатком восстановления гильз электролитическими покрытиямиявляется небольшая толщина наносимого покрытия, большая продолжительностьнанесения покрытия и неравномерность наносимого слоя.
 
3.4.5 Гальваномеханический способ восстановления
Проведенные исследования показали, что применение гальваномеханическогоспособа при восстановлении деталей машин наиболее полно удовлетворяеттребованиям ремонтного производства. Отличительной его особенностью являетсято, что в процессе электролиза покрываемая поверхность подвергается механическомуактивированию (царапанию) абразивными или алмазными инструментами в виде лентили брусков, которые перемещаются в межэлектродном пространстве. [6]
Механическое активирование способствует снижению перенапряженияразряда оседаемого металла за счет уменьшения концентрационных ограничений,интенсивного удаления с поверхности катода адсорбировавшихся гидридов,гидроокисей и газообразного водорода. Все это позволяет в десятки разувеличивать рабочие плотности тока при нанесении хрома, никеля, кобальта, медии существенно повышать скорость их осаждения.
Данный способ представляет собой разновидность электрохимическогохонингования, где в качестве СОЖ используется электролит для нанесениясоответствующего металла, и сводится к предварительному хонингованию,электроосаждению металла с одновременным хонингованием при незначительномдавлении брусков и к окончательному хонингованию для получения необходимойгеометрии обрабатываемой поверхности. Таким образом, весь технологическийпроцесс осуществляется с одной установки на одном и том же оборудовании.
Постоянное хонингование обрабатываемой поверхности во время электроосаждения,высокая скорость циркуляции электролита при малом межэлектродном зазореобеспечивают высокую скорость осаждения металла, которая в 20 – 50 раз выше,чем при стационарных условиях нанесения покрытий.
Технологический процесс сводится к обезжириванию, промывке в воде,гальваномеханическому процессу нанесения покрытий (декапирование 15…85 с,нанесение покрытия с выходом на режим в течение 8…10 мин, с плавнымувеличением Dк и Ра до оптимального), последующей промывке детали впроточной воде, их нейтрализации и ополаскиванию.
Разработана и изготовлена технологическая оснастка длявосстановления зеркала гильзы цилиндра ЯМЗ-238, 236, Д-50 (Д-240). Прошлиапробацию в условиях опытного производства технологический процесс и установкадля восстановления зеркала гильз цилиндров Д-50 (Д-240), а также произведеныстендовые испытания трех серий гильз, восстановленных по разработаннойтехнологии, которые показали высокую работоспособность деталей [7].
Недостатком данного способа является сложность приобретения
необходимого оборудования, сравнительно высокая стоимостьматериалов, используемых при восстановлении.
3.4.6 Восстановление термопластическим деформированием
Способ заключается в нагреве наружней поверхности гильзы виндукторе в течение нескольких секунд до температуры 700…7500С ипоследующем быстром охлаждении в масле. При этом рабочая часть гильзысокращается на величину до 0,1 мм, что позволяет дальнейшей механическойобработкой восстановить требуемый размер.
Градиент температур создают в стенке деталинепрерывно-последовательно вдоль оси детали.
При создании градиента температур деталь нагревают, например,током высокой частоты, а охлаждают струями воды.
Нагрев и охлаждение детали ведут в процессе перемещения детали,относительно источников со скоростью не более 3–4 мм/с, при этомтемпературу нагрева устанавливают не более 870–920 °С.
На рис. 3.8 показана установка для осуществления способа.

/>/>/>
Рис. 3.8. Схема обработки детали ТВЧ:
а – при расположении источников нагрева и охлаждения внутри детали;б – при расположении источника нагрева снаружи детали, а источникаохлаждения внутри ее; в-при расположении источников нагрева и охлажденияснаружи детали; 1 – восстанавливаемая деталь; 2 – источник нагрева; 3 –источник охлаждения.
Способ восстановления изношенной внутренней цилиндрическойповерхности преимущественно стальных и чугунных деталей типа гильз цилиндровдвигателей внутреннего сгорания осуществляется путем создания градиентатемператур посредством воздействия на деталь 1 источника 2 нагрева и источника3 охлаждения (рис. 3.8), при этом градиент температур создают в стенкедетали непрерывно – последовательно вдоль оси детали, нагрев осуществляют,например, током высокой частоты (ТВЧ), а охлаждают, например, струями воды.
При нагреве и охлаждении деталь перемещают относительно источниковна грева ТВЧ и охлаждения со скоростью не более 3 – 4 мм/с, а температурунагрева устанавливают при этом не более 870–920° С.
В результате создания температурного градиента возникают резко изменяющиеся(как от точки к точке тела, так и в каждой точке во времени) тепловые(термические) напряжения. При этом в нагретых участках возникают окружныенапряжения сжатия, а в холодных – напряжения-растяжения. Нагретые участкиметалла стремятся расшириться, но этому препятствуют более холодные участкицилиндра, поэтому нагретые участки оказываются сжатыми, и, в свою очередь,действуют на холодную часть цилиндра как симметрично приложенная силарастяжения. Поскольку предел прочности металла с повышением температуры падает,то будет происходить деформация в сторону сжатия, т.е. вовнутрь цилиндра.
Результаты исследования показывают, что при создании в полойдетали осевого температурного градиента ней появляется пластическая деформация(уменьшение внутреннего диаметра).
Пластическая деформация наблюдается как у детали, изготовленной изчугуна, так и из стали.
Величина деформации зависит от целого ряда факторов, основными изкоторых являются максимальная температура нагрева и форма температурного поля вдетали, физико-механические свойства материала детали, скорость перемещенияисточников нагрева и охлаждения относительно детали, геометрические размерыдетали, интенсивность охлаждения.
Процесс осуществляется следующим образом. Чугунная деталь – гильзадвигателя устанавливается на стол устройства. Затем со скоростью 1,5 мм/сотносительно индуктора гильза перемещается с непрерывно-последовательнымнагревом внутренней поверхности до 870 °С и охлаждением струями воды стемпературой 200С и расходом 15 л/мин. При этом величинарадиальной деформации Е составляет в среднем 0,7 мм. Затратаподготовительного, основного и заключительного времени на восстановление однойгильзы составляет 2 мин.
3.4.7 Способ постановки ремонтных втулок
Данный способ восстановления внутренней поверхности гильзцилиндров внутреннего сгорания позволяет увеличить процент повторноиспользуемых гильз, так как появляется возможность ремонтировать гильзы приизносе внутренней поверхности, превышающем 0,4 мм,
Способ осуществляется следующим образом. Измеряют зону износов 1внутренней рабочей поверхности гильзы 2, на наружной поверхности которой отверхней кромки делают проточку 3 на длину, на 5… 10 мм превышающую зонуизносов внутренней рабочей поверхности гильзы. Глубина проточки не должнапревышать 0,5 толщины стенки гильзы. Вычитают ремонтную стальную втулку 4,конфигурация которой соответствует удаляемому участку гильзы. Внутреннийдиаметр втулки 4 и наружный диаметр проточенной части гильзы 2 подбирают сучетом допуска на прессовую посадку.
На рис. 3.9 а, б представлены соответственно гильза иремонтная втулка на подготовительной стадии; на рис. 3.9 в-гильза,прошедшая восстановительный ремонт.
Наружную поверхность втулки вытачивают с допусками на последующую доводкудо номинальных размеров гильзы после операции напрессовки. Изготовленную втулку4 нагревают до 300…400 °С и насаживают на подготовленный участок гильзы.При охлаждении втулки происходит обжим гильзы, за счет чего восстанавливаетсявнутренний диаметр гильзы. В заключение обрабатывают внутреннюю и наружнуюповерхности гильзы под номинальные размеры.
/>/>/>
а) б)   в)
Рис. 3.9. Способ восстановления постановкой втулки:
а – гильза; б – ремонтная втулка; в-гильза с напрессованнойвтулкой.
Данный способ прост в изготовлении, не требует приобретениядополнительного оборудования, но имеет ряд недостатков: ухудшается охлаждениегильзы за счет ухудшения теплоотвода, так как нарушена однородность материала;для различных гильз необходимо изготавливать различные втулки, что удорожаетпроизводство и усложняет технологический процесс.

4.Конструктивная разработка
4.1Устройство и работа приспособления для восстановления гильзгальваномеханическим способом
Особенностьювосстановления внутренней поверхности гильз гальваномеханическим способомявляется то, что в процессе электролитического наращивания покрываемаяповерхность подвергается механическому активированию режущим инструментом ввиде брусков, которые перемещаются в межэлектродном пространстве. Также высокаяскорость циркуляции электролита при малом межэлектродном зазоре обеспечиваетвысокую скорость осаждения металла, а за счет постоянного хонингования впроцессе осаждения – высокую точность и качество восстанавливаемой поверхности.
Существуютустановки для нанесения покрытий гальваномеханическим способом. Но появляетсянеобходимость в их приобретении, что повышает затраты на восстановления гильзы.Предлагаемое приспособление предназначено для закрепления гильз нахонинговальном станке 3Б833 для восстановления гильз гальваномеханическимспособом. Так как этот станок широко распространен, то нет необходимости покупатьдорогостоящее оборудование [5].
Приспособлениесостоит из корпуса (8, рис. 5.1), установленного на опорной плите (7),которая крепится на столе хонинговального станка 8Б833. Закрепление гильзы (11)происходит за счет призм (9), которые перемещаются по резьбе за счет вращениявала, на котором они расположены. На опорный бурт гильзы устанавливается кожух(10) для отвода электролита в ванну и защиты деталей приспособления. Рядом состанком устанавливаются две ванны с электролитом и водой. Ванны черезтрубопроводами связаны с насосами для подачи электролита (2) и воды (17) соответственно.Ванны снабжены датчиками контроля температуры и нагревательными элементами дляподдержания постоянной температуры.
/>
Рис. 4.1.Схема гальваномеханического способа нанесения покрытий:
1 – ванна сэлектролитом; 2, 17 – насосы; 3, 6 – кран-распределитель; 4 – нагнетательныйтрубопровод; 5 – трубопровод отвода электролита; 7 – монтажная плита; 8 –корпус; 9 – призмы; 10 – защитный кожух; 11 – восстанавливаемая гильза; 12 –токосъемное устройство; 13 – электрод-инструмент; 14 – электрод; 15 –хонинговальные бруски; 16 – ванна с водой
Далее трубопроводысоединяются через кран-распределитель (3), который связан через нагнетательныйтрубопровод (4) с корпусом приспособления. К режущему инструменту(электрод-инструмент) (13) прикреплены электроды (14), которые подсоединены кисточнику питания через токосъемное устройство (12). На гильзу (электрод-деталь)также подается напряжение через призмы.
Для хромироованиия был выбран универсальный электролит (состав,г/л: CrO3 – 250, H2SO4 – 2,5) как наиболее стабильный ивысокопроизводительный, обеспечивающий нанесение качественных покрытий вдиапазоне катодной плотности тока Dk = 50…1000 А/дм2и температуры электролита tэл= 35…55ºC.
Для гальваномеханического железнения были выбраны электролитыследующего состава, г/л: FeCl2∙4H2O – 500, NiSO4∙7H2O – 40, виннокислый натрий – 3, смешанный – FeSO4∙7H2O – 200, FeCl2∙4H2O – 200. Данныеэлектролиты наиболее стабильны по ионному составу при гальваномеханическомжелезнении и обеспечивают нанесение качественных покрытий толщиной более 1 ммпри Dk = 50…300 А/дм2 и tэл= 20…50 °C [6].
При исследованиях по определению химической стойкости абразивных иалмазных брусков на керамической, бакелитовой, каучуксодержащей, эпоксидной ититановых связках было установлено, что наивысшей химической стойкостью ввыбранных электролитах хромирования и железнения обладают абразивные бруски изэлектрокорунда белого, карбида кремния зеленого, а также алмазные на титановойи каучукосодержащей связках Р9 и PI4. Однако дальнейшее использование выбранныхинструментов при гальваномеханичеоком хромировании и железнении показало, чтоалмазные бруски на титановой связке в процессе электролиза поляризуются ипроисходит их активное электрохимическое растворение, а также водородноеохрупчивание, вследствие чего их использование становится нецелесообразным.
Так, лучшее качество покрытий достигается при гальваномеханическомхромировании при использовании абразивных (24AM40IIC2KII, 64СМ4СПСМ210Б),минералокерамических ВОК-60 и алмазных брусков (ACM 40/28-PI4E – 100%), а прижелезнении данным способом – соответственно абразивных (63С40ПСТ1Б,64СМ40ПСМ2К10) и алмазных (КАБХ ACBI25/I00 BС-2, АББХ АСО 80/63 PI8T 100%) [7].
Варьируя катодной плотностью тока Dk и величиной давленияинструмента Ра можно управлять формированием структуры покрытий ивеличин пористости.
Выявлено, что увеличение Dk, Pa и снижение tэл способствуют увеличениюмаслоемкости и смачивающейся способности покрытий хрома и железа, которая вышеу аналогичных покрытий, полученных другими способами.
Наиболее существенное влияние на производительностьгальваномеханического способа нанесения покрытий оказывают температураэлектролита, катодная плотность тока и тип применяемого инструмента. Замечено,что при гальваномеханическом хромировании производительность увеличивается в 20…50раз, а при железнении по сравнению со стационарными условиями электролиза – в 5…10раз.
4.2Принцип действия приспособления
В процессеработы электролит из ванны (1) за счет действия насоса (2) поступает черезкран-распределитель (3) по нагнетательному трубопроводу (4) в корпусприспособления. Подача воды осуществляется одновременно с электролитом.Кран-распределитель (3) настраивается на подачу воды в количестве, равномколичеству испарившейся воды в процессе нанесения покрытия. Электролит попадаетв корпус, где затем под действием электрического тока соприкасается с внутреннейповерхностью гильзы. Далее через кожух по трубопроводу электролит поступаетобратно в ванну. Процесс циркуляции электролита непрерывен на протяжении всейстадии нанесения покрытия.
4.3 Расчетприспособления
 
4.3.1Расчет времени осаждения металла
Определимвремя, которое понадобится для восстановления внутренней поверхности гильзыдвигателя Д-240.
Необходимовычислить площадь покрываемой поверхности. У гильзы она представляет собойцилиндр:

/>мм2                                                                                                 (4.1)
Толщина слояпокрытия:
/>,                                                                                   (4.2)
где Dk– плотность тока на катоде,А/дм2;
/> – выход по току, %;
с –электрохимический эквивалент, г / Ач;
/> – плотность металла,г/см3.
Необходимовыполнить хромирование гильзы гальваномеханическим способом и получить слойтолщиной 0,3 мм. Из формулы (4.2) находим продолжительность осаждения t:
/>мин.                         (4.3)
Количествоосаждаемого на катоде металла:
/>г.                                                             (4.4)4.3.2 Определение усилиязажатия гильзы
Привосстановлении внутренней поверхности гильзы гальваномеханическим способом,необходимо обеспечить прочность закрепления гильзы в призмах без возникновенияпроворачивания и вибраций.
Для этогонеобходимо выполнение следующего условия />,то есть момент от силы резания (/>) долженбыть равен или больше момента силы резания (/>).
Дляопределения момента от силы резания находим тангенциальную составляющую усилиярезания при расточке цилиндра [9]:
/>,                               (4.5)
где t – глубина резания, мм
S – подача
Сpz – коэффициент, зависящийот свойств обрабатываемого материала.
Для чугунаСЧ21–40 твердость 190 HB значение Сpz=92
/>H
Момент оттангенциальной составляющеей силы резания будет равен:
/> (4.6)
где /> – радиус резания, мм
/>Н мм.
Момент отсилы трения должен быть больше момента от силы резания (/>).
/>,                                  (4.7)
Значит
/> или />H

Дляопределения момента от силы трения необходимо найти силу трения призм повнешней поверхности гильзы:
/> (4.8)
где /> – сила нормальногодавления, создаваемая призмами на гильзу, будет действовать в направлении кцентру окружности гильзы перпендикулярно поверхностям призм.
f – коэффициент тренияпризм о гильзу (f=0,2 – чугун по стали).
Из (4) можнонайти нормальную силу:
/>H        (4.9)
Тогда сила,действующая в направлении движения призм:
/>H           (4.10)
где /> – угол между направлениемдвижения призм и силой нормального давления (30º).
4.3.3Расчет валов
Основнойрасчет валов заключается в построении эпюр крутящих и изгибающих моментовметодами сопротивлений материалов [10].
Расчет валовпроизводился с использованием программы APM Beam. Графики построенияизгибающего и крутящего моментов для наиболее загруженного вала (см. поз. 19,лист 4 графической части) представлены в приложении 2.
Далее пографикам определяем наиболее опасное сечение, то есть с наибольшими изгибающимимоментами и рассчитываем изгибающий момент:
/>Н м,                                                             (4.11)
где /> – изгибающий момент ввертикальной плоскости;
/> – изгибающий момент вгоризонтальной плоскости.
Эквивалентныймомент:
/>Н м                                           (4.12)
Расчетныйдиаметр вала:
/>(4.13)
/>МПа,
где [/>] – допускаемый пределпрочности стали,
/> – предел прочности стали,
n – коэффициент запасапрочности.
/>мм
Принимаемдиаметр вала d=18 мм,так как на валу необходима резьба стандартного диаметра.
 
4.3…Расчет необходимого момента завинчивания резьбы
Необходимыймомент завинчивания резьбы находится по формуле:
/>,                                 (4.14)

где /> – момент трения в резьбе;
/> – момент трения на торцегайки или болта. В нашем случае />=0.
Тогдазавинчивания находится по формуле:
/>,                     (4.15)
где /> – осевая сила;
/> – средний диаметр резьбы;
/> – угол подъема резьбы;
/> – угол трения в резьбе.
/> H мм
4.3.5Расчет болтов на растяжение
Так как навал при зажатии гильзы будет действовать осевое усилие от призм, необходиморассчитать диаметр винта, чтобы выдержать нагрузку от давления вала на крышку.
Изсопротивления материалов и деталей машин известно [10]:
/>(4.16)
где /> – действующее напряжение,МПа;
/> – сила, действующая надеталь, Н;
/> – площадь действиянагрузки, мм2.
Условиепрочности болта при растяжении:
/>;                               (4.17)

/>МПа;
/> – предварительный затяг.
Тогданаименьший диаметр вала:
/>мм.                                                  (4.18)
Поконструктивным соображениям принимаем диаметр болта 6 мм.
4.3.6Расчет крышки на изгиб
1. Определяемопорные реакции
/>;
/>;
/> Н;
/>;
/>;
/> Н;
2. Проверка:
/>;
/>;
/> – реакции найдены верно.
3. 1 участок.
/> Н;
/>U 217
Mx 5,85
2 участок.
/> Н;
/>U 217
Mx 5,85
4. Строимэпюры от действия изгибающих сил и моментов (рис. 5.2).
5. Условие прочностипри выборе размеров прямоугольного сечения:
/>,                                                              (4.19)
где /> – моменты по оси x и yсоответственно в наиболееопасном сечении,
/> – осевые моментысопротивления изгибу.
Из условияпрочности (5.19) определяем />:
/>;                                                                                    (4.20)
/>; />.                                                                                 (4.21)
Так как внашем случае вид нагружения – прямой поперечный изгиб, то />, т.е.:

/>;
/>мм.
/>
Рис. 5.2.Эпюра сил и моментов от действия сил
Минимальнонеобходимая толщина крышки, которая необходима для выполнения условия прочности1,95 мм. Из конструктивных соображений принимаем окончательную толщину 10 мм.


5. Разработкатехнологической карты
 
Технологический процесс восстановления гильзы сводится к растачиваниюгильзы (для восстановления геометрии внутренней поверхности цилиндра),гальваномеханическому процессу нанесения покрытий (декапирование 15…85 с,нанесение покрытия с выходом на режим в течение 8…10 мин, с плавнымувеличением плотности тока до оптимального), последующей промывке детали впроточной воде, их нейтрализации и ополаскиванию.
Таким образом для восстановления внутренней поверхности гильзы Д-240необходимо провести операции:
– растачивание на станке 278Н;
– электрохимическое хонингование на станке 3Б833;
– промывка детали.
 
5.1 Расточка гильзы
Число проходов [11]:
/>, (5.1)
где h – припуск на обработку, мм(h = 0,2);
t – глубина резания, мм (t = 0,2);
/>.
Выбираем значение подачи [11]:
S = 0,3 мм/об.
Скорость резания [11]:
Vp = 65 м/мин.
Определяем число оборотов, об/мин [11]:

/>, (5.2)
где D – диаметр детали, мм;
/>
Из технического паспорта станка выбираем обороты меньшие расчетных nф = 160 об/мин.
Фактическая скорость резания с учетом выбранной частоты вращения:
/>м/мин (5.3)
Основное время, мин [10]:
/> (5.4)
где l – длина обрабатываемой поверхности детали, мм;
у – величина врезания и перебега режущего инструмента,мм.
/>мин
Вспомогательное время [11]:
Твсп = 2,9 + 0,5 = 3,4 мин (5.5)
Дополнительное время [11]:
/> (5.6)
где Топ = То + Твсп – оперативное время,мин;
Кдоп – процентное отношение дополнительного времени коперативному (для расточки Кдоп = 7)
/>
Штучное время, мин [11]:
Тшт = То + Твсп +Тдоп = 5,21+ 3,4 + 0,6 =9,21 (5.7)
Подготовительно-заключительное время [10]:
Тпз = 9 мин
Норма времени, мин [11]:
/> (5.8)
где />– количество деталей впартии, шт. [11].
где К= 0,04…0,25 – показатель эффективности использованияоборудования. Принимаем К = 0,2.
5.2Гальваномеханическое хромирование гильзы
Гальваномеханическоехромирование представляет собой разновидность электрохимического хонингования.
Параметры хонингования выбираются экспериментально [7]:
i = 1;
значение подачи: S =10 мм/об;
число оборотов: n =400 об/мин.
Фактическая скорость резания с учетом выбранной частоты вращения:

/> м/мин
Основное время будет равно продолжительности осаждения покрытия, котороеуже определялось в пункте 4.3. Для толщины покрытия 0,3 ммпродолжительность осаждения 32,5 мин
То = 32,5 мин
Вспомогательное время:
Твсп = 1 + 0,6 = 1,6 мин.
Дополнительное время:
Для хонингования Кдоп = 9
/> мин.
Штучное время:
Тшт = 32,5 + 1,6 + 3,07 = 37,17 мин.
Подготовительно-заключительное время:
Тпз = 7 мин
/> шт.
Принимаем nшт = 2шт.
Норма времени для расточки, мин:
/> мин.
Норма времени для хонингования, мин:
/> мин.
5.3Промывка гильзы
Промываютгильзы в проточной воде, затем сушат в сушильном шкафу (t = 200С, /> = 10 мин).
Технологическаякарта восстановления гильзы цилиндра двигателя Д-240 представлена 8-ым листомграфической части.
/>/>6. Охрана труда
/>/>гильза цилиндр гальваномеханическийвосстановление6.1 Меры безопасности при ремонте гильз ДВС
Безопасностьжизнедеятельности – это комплекс мероприятий по обеспечению по обеспечениюбезопасности жизненной деятельности человека в условиях производства. Охранатруда, является важнейшим разделом в безопасности жизнедеятельности. Охранатруда – это система законодательных актов, социально-экономических,организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактическихмероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья иработоспособность человека в процессе труда [13]
При работе настанках рабочие подвергаются различным опасным и вредным факторам. Так как этифакторы непосредственно влияют на безопасность жизнедеятельности привосстановлении гильз двигателей, то необходимо разработать ряд мероприятий попредотвращению их вредного воздействия./>/>6.1.1 Общие вопросы безопасности труда
Созданиебезопасных и здоровых условий труда на каждом рабочем месте является главнойзадачей всех руководящих и инженерно-технических работниковсельскохозяйственных предприятий. Администрация обязана соблюдать требованиягосударственных стандартов, норм и правил по охране труда, осуществлятьмероприятия по технике безопасности и производственной санитарии, принимать необходимыемеры по предупреждению несчастных случаев.
Важнейшеезначение имеет обучение работающих безопасности труда, которое осуществляется всоответствии с ГОСТ 12.0.004–90 на всех предприятиях и в организациях,независимо от степени опасности. Вновь принятых или меняющих работу рабочихдолжны обучать в учебных мастерских (в цехах, на участках) безопасным приёмамработы инструкторы, на рабочем месте – высококвалифицированный рабочий,бригадир, мастер, имеющий соответствующую подготовку. Производственное обучениепроизводится с помощью инструктажей.
Различаютследующие виды инструктажа:
1) вводнойинструктаж (его проводит инженер по охране труда со всеми приглашаемыми наработу);
2) первичныйинструктаж (на рабочем месте до начала производственной деятельности);
3) повторныйинструктаж (со всеми рабочими по безопасным приёмам и методам работы);
4) внеплановыйинструктаж (в случаях введения новых или переработки стандартов, правил,инструкций, замены оборудования инструмента и т.п., при аварии, травме, пожаре,перерыве в работе более 30 календарных дней;
5) целевойинструктаж (при выполнении разовых работ, ликвидации аварий, бедствий,катастроф) [13]./>/>6.1.2 Мероприятия по обеспечению нормальных санитарно-техническихусловий
В процессетруда человек вступает во взаимодействие с предметами, орудиями труда и другимилюдьми. Кроме того, на него воздействуют различные факторы производственнойобстановки, в которой протекает труд. Все это в совокупности характеризуетопределенные условия труда человека. От условий труда в большей степени зависятздоровье и работоспособность человека, его отношение к труду и его результаты,поэтому улучшение условий труда придает очень большое значение.
Если системами,противодействующими воздействиям вредных факторов на организм, необеспечиваются нормативные параметры вредных выделений в рабочей зоне, тонеобходимо выдавать рабочим средства индивидуальной защиты.
Многиепроизводственные процессы сопровождаются выделением в воздух рабочей зоныразличного рода загрязнений и тепловых излучений. Вредные вещества проникают ворганизм человека главным образом через дыхательные пути, а также через кожныепокровы и слизистые оболочки.
Для защитыорганов дыхания от вредных газов и паров, присутствующих в воздухе вконцентрациях, не превышающих ПДК более чем в 15 раз, рекомендуетсяпротивогазовый респиратор РПГ-67.
Глазанеобходимо защищать при работе с концентрированными химическими веществами, атакже при эксплуатации шлифовального и полировального оборудования. Для защитыглаз пригодны полузакрытые или герметичные очки с обыкновенными иликоррегирующими бесцветными безосколочными стеклами. Для защиты глаз от пыли ибрызг едких жидкостей рекомендуются очки типа ЗПС-80, ЗП2–80, ЗПЗ-80. [15]
Огромноезначение для нормализации воздушной среды при восстановлении гильз имеетвентиляция, с помощью которой можно достичь удаления загрязненного илинагретого воздуха из помещений и подачей в него свежего воздуха.
В зависимостиот способа перемещения воздуха различают вентиляцию естественную имеханическую.
Приестественной вентиляции воздух поступает и удаляется через щели, окна, двери ит.п. Если перемещение воздуха производят с помощью вентиляторов, то такуювентиляцию называют механической. В зависимости от направления потока воздухавентиляция бывает приточной и вытяжной. По зоне действия различаютобщеобменную, местную и смешанную вентиляции.
Местнуюмеханическую вентиляцию проектируют в случае фиксированных мест вредныхвыделений в конструкции оборудования или технологического процесса. Угальванических ванн, абразивно-заточного и другого оборудования, имеющего местаинтенсивного вредного выделения, проектируют зонты, бортовые, щелевые и другиеустройства для их местного удаления. Кроме того, в помещениях с такимоборудованием проектируют общеобменную вентиляцию, чтобы уменьшить концентрациюзагрязнений в окружающем воздухе.
Правильноепроектирование и рационально выполненное освещение помещений на предприятииоказывает положительное влияние на работающих, способствует повышению качествапродукции, благоприятствует более высокой производительности труда, обеспечениюего безопасности, снижает утомляемость и травматизм на производстве, сохраняетвысокую трудоспособность в процессе труда.
Учитывая это,рационально использовать смешанное освещение, в котором будет сочетатьсяестественное, а именно боковое односторонне освещение и искусственное (рабочее)освещение.
Крациональному освещению будут предъявляться следующие требования: соблюдениенорматива освещенности, равномерное распределение светильников; в поле зренияне должна быть прямой и отраженной блеклости. Нормы освещенности для различныхпомещений ремонтных предприятий указаны в справочной литературе [14].
Большоевлияние на самочувствие работающих оказывает шум, создаваемый оборудованием.Сильный шум вызывает перегрузку слухового аппарата, слуховое утомление,понижает внимание, воздействует на элемент центральной нервной системы, чтоможет содействовать возникновению несчастного случая.
Причинойвозникновения шума является вибрация. Для снижения вибрации, воздействующей наработающих, применяют следующие методы: ослабление вибрации в источнике,применение средств виброзащиты; расположение станков на 1-м этаже помещения, наотдельных фундаментальных плитах; применение амортизаторов (резиновойпрокладки).
Одним изважнейших мероприятий является соблюдение требований техники безопасностирабочими при работе на станках: чистку, смазку, регулировку механизмов иустановку деталей производить при остановленном станке с выключеннымэлектродвигателем; измерения и другие рабочие приемы производить только приостановленном станке; запрещается работать на неисправном станке и т.д./>6.1.3 Мероприятия по обеспечению безопасностиоборудования
Основнымитехническими средствами охраны труда являются защитные устройства.
Дляпредотвращения захвата, удара рабочими механизмами все виды передач различныхстанков и установок, используемых при восстановлении гильз должны иметьоградительные устройства – кожухи, щиты, экраны, козырьки, планки, барьеры(сплошные и сетчатые). Кроме того применяют: блокировочные устройства(механические, электронные, электрические, пневматические, гидравлические),устройства, к которым относятся системы защиты от поражения электрическимтоком, устройства сигнализации.
Длябезопасности эксплуатации при нормальном режиме работы электроустановокнеобходимо обеспечить защитное заземление.
Приобнаружении нагрева трущихся деталей, появлении гари или дыма станок нужнонемедленно остановить и приступить к тушению пожара имеющимися средствами,вызвать пожарную команду. Загоревшийся двигатель или электропроводку необходимотушить сухим песком или огнетушителем (углекислотным или порошковым). Призначительном распространении пожара, когда его нельзя ликвидировать имеющимисяна участке средствами, рабочие будут эвакуироваться через заранеепредусмотренное необходимое количество дверей [14].

6.2Безопасность труда при восстановлении гильз гальваномеханическим способом,предложенным в конструктивной разработке
Вконструктивной разработке данного дипломного проекта предложено приспособлениедля восстановления внутренней поверхности гильз цилиндров двигателейгальваномеханическим способом. Характерной особенностью является использованиеразнообразных химических веществ. Работа с такими веществами создает опасностьотравлений, ожогов и профессиональных заболеваний.
Вдыханиевредных веществ приводит к поражению верхних дыхательных путей и общетоксичномувоздействию. Попадание кислот и щелочей на кожу может вызвать раздражение илиожог.
Наряду схимическими опасными и вредными факторами технологический процессгальваномеханического железнения характеризуется и физическими факторами:шумом, вибрацией и др.
Привосстановлении гильз гальваническими покрытиями одним из основных факторовявляется локальное выделение вредных веществ. Поэтому для вентиляции необходимоприменять систему местной вытяжной вентиляции, не объединенной с вентиляционными системамидругих помещений.
Для местнойвентиляции будем использовать вытяжной зонт. Размеры зонта:
/>/>м;
/>м;
/>м;
/>;
/>мм.

Размеры />, />, Н назначаются изконструктивных соображений.
Требуемуюпроизводительность отсоса, обеспечивающая оптимальную эффективностьулавливания, находим по формуле:
/>,
где /> – предельнаяпроизводительность отсоса, характеризующая полное улавливание струи;
/> – коэффициент,характеризующий улавливание вредных веществ. Находят по графику в зависимостиот содержания вредных веществ в приточном и вытяжном воздухе (/>=1,3).
Относительныйпредельный расход отсоса [15]:
/>;
где /> – расход воздуха в струе.
/>м3/с;
/>м3/с.
Скоростьистечения загрязненной приточной струи:
/>м/с,
где Q– производительностьисточника по теплоте, Вт.

/>м3/с
Производительностьотсоса:
/>м3/с=3664,44 м3/ч
Принимаемвентилятор ВОК – 4,0 производительностью 4500 м3/ч,мощность электродвигателя 180 Вт.
Схема местнойвытяжной вентиляции представлена в приложении 3.
Отсасываемыйот оборудования и помещений загрязненный воздух должен компенсироватьсяпоступлением такого же количества чистого воздуха. По объему отсасываемого инагнетаемого воздуха и по производительности выпускаемых вентилятороврассчитывают необходимое количество вентиляционных агрегатов.
Для очисткизагрязненного воздуха, удаляемого вентиляторами, предусматривают специальныеочистные устройства.
6.3Обеспечение пожарной безопасности при восстановлении гильз
 
При восстановлении гильз могут возникнуть различныеопасности в пожарном отношении. По технологии ремонта здесь используетсяоткрытый огонь при сварке; электрооборудование, склонное к воспламенению; легковоспламеняющиеся жидкости.
Опасными и вредными факторами пожара (ОФП), воздействующими на людей,являются: открытый огонь, повышенная температура окружающей среды и предметов,токсические продукты горения, дым, пониженная концентрация кислорода, падающиечасти строительных конструкций; при взрыве – ударная волна, разлетающиеся частии вредные вещества.
Участки, цехи, склады группируют по признакам пожарной опасности.Кузнечные, сварочные, термические, окрасочные разделяют несгораемыми стенами,перегородками и перекрытиями.
В ремонтных мастерских необходим один пожарный щит типа ЩП-СХ возленаиболее пожароопасного места где производятся сварочные работы. В других менееопасных местах устанавливается по одному порошковому огнетушителю вместимостью 5 л[13].

/>/>Вывод
В разделебезопасности жизнедеятельности дипломного проекта представлен анализ общихвопросов охраны труда, рассмотрены основные вредные факторы, возникающие впроцессе ремонта и их влияние на организм человека, предложены мероприятия дляобеспечения нормальных условий труда.
Дляобеспечения безопасности оборудования предложены защитные и огорадительныеустройства, чтобы исключить поражение электрическим током необходимо применениезаземляющих устройств.
Присоблюдении правил безопасности возникновение несчастных случаев на производствебудет минимальным.

7. Экономическоеобоснование проекта
 
7.1Определение экономической эффективности конструкторской разработки
 
Для оценки экономической эффективности конструкторской разработки необходиморассчитать затраты на изготовление конструкции и ее балансовую стоимость,себестоимость единицы ремонтной продукции, удельные капитальные вложения иудельные приведенные затраты, коэффициент потенциального резерва эффективностиконструкции, показатели снижения трудоемкости и роста производительности труда,срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, годовую экономию илидополнительную прибыль.
7.1.1Затраты на изготовление приспособления [16]
Ск =См + Сп.л. + Сз.п. + Со.п. (7.1)
где См– стоимость материалов (основных и вспомогательных), применяемых приизготовлении конструкции, руб.;
Сп.д.– стоимость покупных деталей, узлов, агрегатов, руб.;
Сз.п.– заработная плата с отчислениями производственных рабочих, занятыхизготовлением и сборкой конструкции, руб.;
Со.п.– общепроизводственные (цеховые) накладные расходы, руб.
1.Стоимость основных материалов определяется по выражению [7]:
См=/>, (7.2)
где Mi– масса израсходованного материала i – го вида, руб.;
Цi – цена одного килограмма материала 1-го вида, руб.;
Масса материала М (по видам) определяется по формуле [16];
/> (7.3)
где Мг – масса готовой детали, кг;
А и n – постоянные зависящие от вида материала детали, способов иметодов ее изготовления, наличия механической обработки и т.д. ([16],приложение 1, 2).
Уровень цен принимается по фактическим затратам на их приобретениеи доставку на ремонтное предприятие.
М1 – масса двух ванн, кг;
М2 – масса опорной плиты, кг;
М3 – масса корпуса, кг;
М4 – масса двух призм, кг;
М5 – масса валов, кг;
М6 – масса крышки шестерен, кг;
М1 = 1,68 ∙ 340,94 = 46,23 кг.
М2 = 1,18 ∙ 150,96 = 15,88 кг.
М3 = 1,68 ∙ 70,94 = 10,46 кг.
М4 = 1,68 ∙ 4,80,94 = 7,34 кг.
М5 = 1,2 ∙ 2,60,98 = 3,06 кг.
М6 = 1,18 ∙ 1,320,96 = 1,54 кг.
ΣМi = М1 + М2 + М3+ М4 + М5 + М6 (7.4)
ΣMi = 46,23 + 15,88 + 10,46 + 7,34 + 1,54 =81,45 кг.
Все детали конструкции кроме валов изготовлены из стали Ст3. Ценастали Ст 3 – 15 руб./кг. Валы изготовлены из стали 20. Цена – 18 руб./кг.
См = 81,45 ∙ 15 + 3,06 ∙ 18 = 1276,83 руб.
2. Стоимость покупных деталей (Сп.д.) узлов и агрегатов поценам их приобретения с учетом затрат на их доставку составляет 3670 руб.
Покупные детали: Насос НШ-10 – 495 руб.
Насос НШ-50 – 850 руб.
Трубопровод – 320 руб.
Регулятор температуры – 1905 руб.
Доставка: 100 руб.
3. Заработная плата производственных рабочих, занятых на сборкеконструкции и изготовлении деталей к ней (Сз.п.), рассчитывается поформуле [16]:
Сз.п.= Со.з.п. + Сд.з.п + Ссоц        (7.5)
где Со.з.п. — основная заработная плата, руб.;
Сд.з.п. — дополнительная заработная плата, руб.,
Ссоц– отчисления на социальные нужды, руб.
Основнаязаработная плата определяется произведением:
Со.з.п. =(Тиз + Тсб) ∙ Сч (7.6)
где Тиз– трудоемкость изготовления элементов изделия, чел.-ч;
Тсб– трудоемкость сборки, чел.-ч:
Сч – часовая тарифная ставка рабочих, исчисляемая по   среднему
разряду, руб.Сч = 50 руб.
Трудоемкость изготовления элементов изделия определяется на основепооперационных расчетов. Примерная трудоемкость изготовления некоторых деталейприведена в приложениях 3 [16].
Тиз=10,2 ч.
Трудоемкостьсборки конструкции (Тсб) определяется по выражению:

Тсб= Кс ∙/> (7.7)
где Кс– коэффициент, учитывающий соотношения между полным и оперативным временемсборки (принимаем равным 1,08):
/> – трудоемкость сборкиотдельных элементов конструкции.
(Приложение 4) [16].
Σtc6 = 6t1 + 14t2 + 2t3 +2t4 + 3t5 (7.8)
где t1 – трудоемкость завертывания винта, чел.-ч.;
t2 – трудоемкость завертывания болта, чел.-ч.;
t3 – запрессовка втулки, чел.-ч.;
t4 – пригонка шпонки к валу, чел.-ч.;
t5 – установка шестерни и муфты на вал, чел.-ч.;
Σt сб = 6 ∙ 0,008 + 14 ∙ 0,01 + 2 ∙ 0,03 + 2 ∙0,45 + 3 ∙ 0,033 = 1,247 чел.-ч.
Тсб = 1,08 ∙ 1,247 = 1,35 чел.-ч.
Со.з.п. = (1,35+10,2) ∙ 50 = 577,5 руб.
Дополнительную заработную плату можно принять в размере 5… 12% отосновной [16]:
/> (7.9)
/> руб.
Отчисления насоциальные нужды определяются по формуле [7]:
Ссоц = Кот ∙ (Со.з.п. + Сд.з.п.)(7.10)
где Кот – коэффициент отчислений. Кот=0,395.
Ссоц = 0,395 ∙ (577,5 + 57,5) = 250,83 руб.
Сз.п. = 577,5 + 57,5 + 250,83 = 885,83 руб.
4. Общепроизводственные расходы определяем по формуле [16]:
/> (7.11)
где Roп– процент общепроизводственных расходов, Roп = 3,8%.
/> руб.
Ск= 1276,83 + 3670 + 885,83 + 21,95 = 5854,61 руб.
7.1.2 Балансовая стоимость конструкции
Для определения балансовой стоимости конструкции (Бк) кзатратам на ее изготовление добавляются расходы на транспортировку, доставку имонтаж в размере 10… 12% при предположении этих расходов [16].
/> руб. (7.12)
Бк = Ск + Соп =5854,61 + 644 =6498,61 руб.
 
7.1.3 Себестоимость ремонта единицы ремонтной продукции
По сравнительным вариантам (базовому и проектируемому) определяемсебестоимость ремонта единицы ремонтной продукции.
1. Полная заработная плата, рабочих занятых на этой конструкции рассчитывается по формуле[16]:
Сз.п. =Со.з.п. + Сд.з.п. + Ссоц (7.13)
где Со.з.п.– основная заработная плата, руб.
Сд.з.п.– дополнительная заработная плата, руб.:
Ссоц –отчисления на социальные нужды, руб.
Основнаязаработная плата определяется по формуле [16]:
/> (7.14)
где Счi – часовая тарифная ставка i – го разряда, pуб. Счi= 34 руб. (3 разряд);
Лi– количество работников, оплачиваемых по i-му разряду, чел.
Лi =1.
γ – ритмвыполнения операции, шт./ч.
Величина γрассчитывается по формуле [16]:
/> (7.15)
где Л –количество рабочих в операции; чел.;
Туд –трудоемкость единицы ремонтной продукции (работы.), чел.-ч/шт.
Туд п=1,132 чел.-ч/шт. – для проектируемого варианта
Туд б= 2,218 чел. ч/шт. – для базового варианта
/>
/>
/> руб.
/> руб.
Дополнительную оплату труда (Сд.з.п.) и отчисления насоциальные нужды (Ссоц) рассчитываем по методике, изложенной впункте 7.1.1.
/> руб.
/> руб.
Ссоц п = 0,395 ∙ (38,5 + 3,85) = 16,73 руб.
Ссоц б = 0,395 ∙ (73,4 + 7,34) = 31,89 руб.
Сз.п. п = 38,5 + 3,85 + 16,73 = 59,08 руб.
Сз.п. б = 73,4 + 7,34 + 26,39 = 107,13 руб.
2.Амортизационные отчисления определяются по формуле [16]:
/> (7.16)
где Бк– балансовая стоимость конструкции (оборудования), руб.;
а – нормаамортизации, %;
Q – годовойобъем работ на данной операции, шт.
/> руб./шт.
3.Затраты на ремонт и техническое обслуживание подсчитываем аналогичноамортизационным отчислениям [16]:
/> (7.17)
где r – норма отчислений наремонт и техническое обслуживание, %
(r = 6,5…10%) [9].
/> руб./шт.
4. Стоимость ремонтных материалов (Ср), электроэнергии(Сэ), вспомогательных материалов (Св) определяют исходя изсуществующих на них цен и норм расхода на единицу объема ремонтной продукции.
Стоимость электроэнергии [16]:

/> (7.18)
где Кс – коэффициент спроса. Кс = 0,6;
Ру – мощность установки по электродвигателю. Ру= 2,8 кВт;
С – стоимость 1 кВт∙ч. С = 0,8 руб.;
Фоб – годовой фонд времени оборудования, ч. Фоб= 1706 ч.
/> руб./шт.
При ремонте используются ремонтный и вспомогательный материалстоимостью: Ср = 15 и Св = 30.
Себестоимость единицы ремонтных работ определяем, как суммунайденных слагаемых по вариантам [16]:
И = Сз.п. + А + Р + Сэ + Ср + Св (7.19)
Ип = 59,08 + 0,26 + 0,394 + 1,638 + 15 + 30 = 106,372руб.
Иб = 107,13 + 0,26 + 0,394 + 1,638 + 15 + 30 = 154,422руб.
7.1.4 Удельные капитальные вложения
Удельные капитальные вложения определяются по сравнительнымвариантам удельных капитальных вложений [16]:
/> (7.20)
/> руб./шт.
/>
7.1.5 Удельные приведенные затраты
Удельные приведенные затраты рассчитываются по формуле [9]:

/> (7.21)
где Ен – нормативный коэффициент эффективностикапиталовложений
(Ен = 0,12)[16].
/>руб./шт.
/> руб./шт.
7.1.6 Показатель снижения трудоемкости, % [16]:
/> (7.22)
/>%
7.1.7 Показатель роста производительности труда, в разах [16]:
/> (7.23)
/>
7.1.8 Срококупаемости дополнительных капитальных вложений, лет [16]:
/> (7.24)
где Цпн Цб – новая и старая отпускная цена. В нашем случае равны.
/> г.
 

7.1.9 Дополнительная прибыль рассчитывается по формуле [16]:
/>П = [(Иб – Ип)– (Цп – Цб)/m] ∙ Qп (7.25)
/>П = (154,422 – 106,372) ∙ 1400 = 67270 руб.
Результаты расчетазаносятся в таблицу 7.1.
Внедрение даннойконструкторской разработки возможно и целесообразно, так как трудоемкостьвосстановления внутренней поверхности гильзы снизится на 48,9%, что являетсяочень высоким показателем. Производительность труда возрастает почти в 2 раза.Дополнительная прибыль в год составит 67270 руб.
Показателиэкономической эффективности разработкиНаименование показателя Исходный вариант Проектируемый вариант Балансовая стоимость, руб. - 6498,61 Годовой объем ремонтных работ, шт.
1400 / J 1400 Трудоемкость единицы объема работ, чел.-ч/шт. 2,218 1,132 Показатель снижения трудоемкости, % - 48,9 Показатель роста производительности труда, раз. - 1,96 Себестоимость единицы объема работ, руб./шт. 154,42 106,37 Удельные капитальные вложения, руб./шт. - 4,64 Годовая экономия от снижения себестоимости (или дополнительная прибыль), руб. - 67270 Удельные приведенные затраты, руб./шт. 154,42 106,93 Ритм операции, шт./ч. 0,451 0,833 Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, лет. - 0,1
7.2 Технико-экономическаяоценка проекта
Экономическаяоценка проектных решений по совершенствованию технологии и организации производственногопроцесса проводится на основе сравнения показателей стоимости восстановлениявнутренней поверхности гильзы цилиндра двигателя Д-240 гальваномеханическимспособом в случае износа гильзы до размеров, превышающих ремонтные и стоимостьюновой гильзы.
 
7.2.1 Себестоимость восстановления гильзы
Себестоимость расточки гильзы
Себестоимостьвосстановления гильзы с учетом балансовой стоимости конструктивной разработкибыла посчитана в пункте 7.1.3. Но для анализа экономической эффективностинеобходимо знать себестоимость ремонта с учетом балансовых стоимостей всегооборудования, поэтому к себестоимости восстановления из пункта 7.1.3.прибавляются амортизационные отчисления и затраты на ремонт расточного станкамодели 278.
1.Амортизационные отчисления определяются по формуле [16]:
/> (7.26)
где Бк– балансовая стоимость станка модели 278, руб.;
а – нормаамортизации, %;
Q – годовойобъем работ на данной операции, шт.
/> руб./шт.
2.Затраты на ремонт и техническое обслуживание подсчитываем аналогичноамортизационным отчислениям [16]:
/> (7.27)
где r – норма отчислений наремонт и техническое обслуживание, %
(r = 6,5…10%) [16].
/> руб./шт.
7.2.2 Себестоимость гальваномеханического нанесения покрытиягильзы
1. Полная заработная плата, рабочих занятых на восстановлении гильзы[16]:
Сз.п. =Со.з.п. + Сд.з.п. + Ссоц (7.28)
где Со.з.п.– основная заработная плата, руб.
Сд.з.п.– дополнительная заработная плата, руб.:
Ссоц –отчисления на социальные нужды, руб.
Основнаязаработная плата определяется по формуле [16]:
/> (7.29)
где Счi – часовая тарифная ставка i – го разряда, pуб. Счi= 34 руб. (3 разряд);
Лi– количество работников, оплачиваемых по i-му разряду, чел.
Лi =1.
γ – ритмвыполнения операции, шт./ч.
Величина γрассчитывается по формуле [16]:
/> (7.30)
где Л –количество рабочих в операции; чел.;
Туд –трудоемкость единицы ремонтной продукции (работы.), чел.-ч/шт.
Туд п=1,132 чел.-ч/шт.
/>
/> руб.
Дополнительную оплату труда (Сд.з.п.) и отчисления насоциальные нужды (Ссоц) рассчитываем по методике, изложенной впункте 4.5.1.
/> руб.
Ссоц = 0,395 ∙ (38,5 + 3,85) = 16,73 руб.
Сз.п. = 38,5 + 3,85 + 16,73 = 59,08 руб.
2.Амортизационные отчисления определяются по формуле [16]:
/> (7.31)
где Бк– балансовая стоимость хонинговального станка 3Б833, руб.;
а – нормаамортизации, %;
Q – годовойобъем работ на данной операции, шт.
/> руб./шт.
3.Затраты на ремонт и техническое обслуживание подсчитываем аналогичноамортизационным отчислениям [16]:
/> (7.32)
где r – норма отчислений наремонт и техническое обслуживание, %
(r = 6,5…10%) [7].
/> руб./шт.
Стоимость ремонтных материалов (Ср), электроэнергии (Сэ),вспомогательных материалов (Св) определяют исходя из существующих наних цен и норм расхода на единицу объема ремонтной продукции.
Стоимость электроэнергии [16]:
/> (7.33)
где Кс – коэффициент спроса. Кс = 0,6;
Ру – мощность установки по электродвигателю. Ру= 2,8 кВт;
С – стоимость 1 кВт∙ч. С = 0,8 руб.;
Фоб – годовой фонд времени оборудования, ч. Фоб= 1706 ч.
/> руб./шт.
При ремонте используются ремонтный и вспомогательный материалстоимостью: Ср = 15 и Св = 30.
Таким образом полная себестоимость восстановления гильзы будетнаходиться по формуле [16]:
И = Сз.п. + А + Р + Сэ + Ср + Св (7.34)
И = 59,08 + 11,08 + 16,28 + 1,64 + 30 + 15 = 133,08 руб.
 
7.3 Анализ экономической эффективности проекта
Для того чтобы оценить эффективность восстановления необходимознать стоимость гильзы. Гильза двигателя Д-240 стоит в среднем 250 руб. Тогдаможно сравнить стоимость новой гильзы и затраты на восстановление и определить,имеет ли смысл восстанавливать гильзы гальваномеханическим способом.

Прибыль от восстановления одной гильзы составляет:
Пц = Инц – Иц = 300 – 133,08 =116,92 руб. (7.35)
Следовательно, годовая прибыль составляет:
Пгц = Пц ∙ Q = 116,92 ∙ 1400 =163688 руб. (7.36)
Сделав расчеты по нахождению себестоимостей ремонта гильзы припрограмме 1400 штук в год и сравнив их с ценами новых можно сделать вывод, чтопредложенная технология восстановления гильз с внедрением конструкторскойразработки будет выгодной. Прибыль в этом случае будет составлять 163688 руб. вгод.

Заключение
 
В дипломномпроекте рассмотрены различные виды гильз, рассмотрены их особенности, их роль вцилиндре двигателя. Указаны основные дефекты гильз, факторы, влияющие напоявление различных дефектов.
Рассмотреныразличные технологии восстановления гильз двигателей. Из них была выбрана технологиявосстановления гильз гальваномеханическим способом, как наиболее простой иэкономически эффективный способ ремонта гильз.
Былопредложено приспособление для восстановления гильз гальваномеханическимспособом на хонинговальном станке 3Б833, что позволит восстанавливать гильзыбез приобретения дорогостоящего оборудования.
Привыполнении дипломного проекта также уделено внимание вопросам охраны труда. Былсделан анализ основных вредных факторов, которые могут возникнуть привосстановлении гильз двигателей, а также проведен расчет местной вытяжнойвентиляции для удаления вредных газов при гальваномеханическом нанесениипокрытий.
Приэкономическом анализе было подтверждено, что применение приспособленияэкономически оправдано, так как себестоимость восстановления гильзы намногониже цены новой гильзы. Годовая прибыль при восстановлении составит 163688рублей в год.

Списокиспользованной литературы
 
1.  Хрулев А.Э. Ремонтдвигателей зарубежных автомобилей. Производственно-практ. издание – М.:Издательство «За рулем», 2005.
2.  spb.motor.ru – Мотор технологии
3.  Н.С. Ждановский, А.В. Николаенко.Надежность и долговечность автотракторных двигателей. – М.: КолосС, 2001.
4.  Дюмин, И.Е. Повышениеэффективности ремонта автомобильных двигателей. – М.: Транспорт, 1999.
5.  А. Хасуи, О. Моригаки.Наплавка и напыление. Пер. с яп. В.Н. Попова, под ред. В.С. Степина, Н.Г. Шестеркина.– М.: Машиностроение, 1985.
6.  Черемпей В.А., Петров Ю.Н.,Корнейчук Н.И. Особенности гальваномеханического хромирования. – М.:МДНТП, 2001.
7.  Яниогло Ф.П. Конструктивныеособенности установки для гальваномеханического осаждения покрытий. Кишинев:изд. КСХИ, 1983.
8.  Гальванические покрытия вмашиностроении. Справочник. В 2-х томах. Под ред. М.А. Шлугера. – М.:Машиностроение, 2003.
9.  Некрасов С.С. Обработкаматериалов резанием. – М.: Агропромиздат, 1998.
10. Дарко А.В.,Шпиро Р.С. Сопротивление материалов: 5-ое издание. М.: Высшая школа,1989.
11. Матвеев В.А.,Пустовалов И.И. Техническое нормирование ремонтных работ в сельскомхозяйстве. – М.: Колос, 1979.
12. Основытехнологии производства и ремонта автомобилей: Метод. указания. Сост. А.Д. Полканов,Вологда: ВоГТУ, 2003 г.
13. Шкрабак В.С.,Луковников А.В., Тургиев А.К. Безопасность жизнедеятельности всельскохозяйственном производстве. – М.: КолосС, 2004.
14. Северный А.Е.,Колчин А.В., Буренко Л.А., Валяев В.М. Обеспечениебезопасности при техническом сервисе сельскохозяйственной техники. – М.: ФГНУ«Росинформагротех», 2001.
15. Зотов Б.И.,Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве. – 2-еизд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2004.
16. В.В. Лебедянцев.Экономическая оценка эффективности мероприятий по совершенствованиюремонтно-обслуживающего производства в агропромышленном комплексе. –Издательский центр ОГАУ, 2002.