Министерство образования и науки РоссийскойФедерации
Федеральное государственное образовательноеучреждение
среднего профессионального образования
«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
(ФГОУ СПО «ИГПК»)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту КП-Т41.190604-ПЗ
Специальность 190604 «Ремонт автомобилей идвигателей»
Тема проекта: «Разработка технологического процесса
восстановления коленчатого вала компрессора КаМАЗ»
Выполнилстудент
4курс, ТОРА-41 Иванов С.Д.
Проверилпреподаватель
КирилловВ.И.
ИЖЕВСК 2011
Содержание
1.Введение
2.Описание детали, условия работы коленчатого вала
3. Дефектация деталей
4. Обоснование способа восстановлениядетали
5. План технологических операций наустранение дефекта
6. Расчеты режимов резания и нормывремени по операциям
7. Расчет приспособления
8. Проект производственного участка
9. Список литературы
1.Введение
Впроцессе эксплуатации автомобиля в результате воздействия на него целого рядафакторов (воздействие нагрузок, вибраций, влаги, воздушных потоков, абразивныхчастиц при попадании на автомобиль пыли и грязи, температурных воздействий и т.п.) происходит необратимое ухудшение его технического состояния, связанное сизнашиванием и повреждением его деталей, а также изменением ряда их свойств(упругости, пластичности и др.).
Изменениетехнического состояния автомобиля обусловлено работой его узлов и механизмов,воздействием внешних условий и хранения автомобиля, а также случайнымифакторами. К случайным факторам относятся скрытые дефекты деталей автомобиля,перегрузки конструкции и т. п. Основными постоянно действующими причинамиизменения технического состояния автомобиля при его эксплуатации являетсяизнашивание, пластические деформации, усталостные разрушения, коррозия, а такжефизико-химические изменения материала деталей (старение).
Восстановление изношенных и поврежденныхдеталей является важным резервом экономии трудовых и материальных ресурсов.Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления.Так, например, при производстве автомобильных деталей расходы на материалы иизготовление заготовок (отливок, поковок, штамповок) составляют 70...75 % ихстоимости, а при восстановлении деталей в зависимости от способа восстановленияэти затраты составляют 6...8 %, так как заготовкой является сама деталь и приэтом обрабатываются только те поверхности, которые имеют дефекты. Затраты навосстановление деталей в зависимости от их конструктивных особенностей истепени изношенности составляют 10...50 % стоимости новых деталей. При этом чемсложнее деталь и, следовательно чем дороже она в изготовлении, тем нижеотносительные затраты на ее восстановление.
Восстановление деталей является крупнымрезервом обеспечения автомобильной техники запасными частями, расходы накоторые в настоящее время составляют 40...60 % себестоимости КР автомобилей.Расширение номенклатуры восстановления деталей позволяет уменьшить потребностьв производстве запасных частей.
Повышение надежности отремонтированныхавтомобилей (агрегатов) зависит от качества восстановления деталей. В настоящеевремя авторемонтное производство располагает современными способамивосстановления, обеспечивающими послеремонтные ресурсы деталей на уровне,близком к ресурсам новых. Для восстановления работоспособного состояния узлов иагрегатов необходимо восстановление первоначальной посадки в сопряжениях.
2.Описание детали, условия работы коленчатого вала
автомобиль коленчатый валкомпрессор
Назначениеи условия работы компрессора
Компрессорвходит в состав пневматической тормозной системы автомобиля и предназначен длянагнетания воздуха в ресиверы, откуда через тормозной кран сжатый воздухподается к тормозным камерам колесных механизмов. Компрессор работает в жесткомтемпературном режиме, который выражается в нагревании его как в процессе работыпо сжиманию воздуха, так и со стороны работающего двигателя. Детали компрессораработают в условиях повышенного трения, воспринимают знакопеременныединамические нагрузки, нагрузки от сил давления воздуха при его сжатии. Такжекомпрессор подвергается воздействию внешней агрессивной среды: пыли, влаги, ит.д.
Устройствоавтомобильного компрессора во многом подобно устройству двигателя (заисключением самого процесса внутреннего сгорания) и по аналогии с двигателемкомпрессор имеет шатунно-поршневой и клапанный механизмы, систему охлаждения,смазки и питания атмосферным воздухом, устройства привода и регулированиядавления.
Шатунно-поршневоймеханизм компрессора включает следующие основные детали: один или несколькоцилиндров; поршень с поршневыми кольцами и шатун, соединенные поршневымпальцем; коленчатый вал, подшипники которого установлены в картере компрессора.
Клапанныймеханизм состоит обычно из автоматических клапанов, перемещающихся под действиемдавления воздуха в цилиндре, и их пружин. В компрессорах обычно применяютсяплоские пластинчатые металлические клапаны: впускной и выпускной(нагнетательный). Седло впускного клапана бывает расположено в цилиндре или вголовке, седло выпускного — в головке.
Вседетали указанных механизмов компрессора, как правило, металлические: цилиндризготавливается из чугуна; головка, картер, поршень — чугунные или алюминиевые;шатун — стальной или алюминиевый; коленчатый вал — стальной или чугунный;клапаны, их пружины и седла, поршневой палец — стальные.
Питаниекомпрессора атмосферным воздухом обязательно производится с очисткой черезфильтр. Для этой цели используется воздушный фильтр двигателя или собственныйавтономный фильтр компрессора.
Охлаждениемкомпрессора решаются три задачи:
–улучшение параметров рабочего цикла и повышение производительности компрессора,так как снижение температуры воздуха в цилиндре повышает его наполнение;
–снижение термонагруженности деталей компрессора, находящихся в контакте с нагретымсжатым воздухом (цилиндр, поршень, головка цилиндров, клапаны и их пружины и т.п.), и тем самым повышение долговечности этих деталей;
–уменьшение температуры находящегося на стенках цилиндра смазочного масла,вследствие чего улучшаются физико-химические характеристики масла и предотвращаетсяобразование нагара.
Системаохлаждения компрессора может быть воздушной, водяной или смешанной. В первомслучае охлаждение наиболее нагреваемых деталей компрессора (цилиндра и головки)осуществляется за счет наличия на их поверхности большого числа ребер. Вовтором случае головка и верхняя часть цилиндра имеют водяные рубашки, в которыеподается вода от системы охлаждения двигателя. При смешанном охлаждении головкаохлаждается водой, а цилиндр имеет ребра для воздушного охлаждения.
Эффективностьводяного охлаждения значительно выше, чем воздушного. Вследствие этогоповерхность теплоотдачи при воздушном охлаждении должна быть в 20-30 разбольше, чем при водяном. Так как достичь этого при существующих конструктивныхограничениях практически невозможно, нагрев компрессора с воздушным охлаждениемна 20-50 °С выше, чем с водяным. Разница в температуре сжатого воздуха при этомдостигает 35-70 °С.
Смазкойкомпрессора решаются следующие функции:
–уменьшение трения между движущимися деталями и тем самым снижение потребляемойкомпрессором мощности двигателя;
–уменьшение температуры деталей компрессора, что особенно важно для цилиндра,поршня и поршневых колец;
–повышение (за счет масляной пленки) уплотнения между поршнем и цилиндром;
–защита деталей компрессора от коррозии.
Вавтомобильном компрессоре имеются различные виды трущихся подвижных соединений.Для них используют смазку разбрызгиванием из масляной ванны в картере илипринудительную смазку от системы смазки двигателя.
Длярегулирования давления в приводе после повышения его до заданного уровня подачасжатого воздуха от компрессора отключается.
Ранеенекоторое распространение имели компрессоры, не отключаемые совсем. У этихкомпрессоров степень сжатия была выбрана такой, что давление в цилиндреравнялось максимальному давлению в приводе и при его достижении подача сжатоговоздуха в привод прекращалась (один и тот же объем воздуха многократносжимается, «мнется» в цилиндре). В этом случае не было необходимости в регуляторе,но компрессор работал постоянно в режиме нагрузки, что значительно снижало егодолговечность и увеличивало расходы на техническое обслуживание.
/>
Компрессоравтомобиля КамАЗ — двухцилиндровый, с рядным расположением цилиндров, питаниеатмосферным воздухом осуществляется от воздушного фильтра двигателя, охлаждениеводяное, смазка принудительная от системы смазки двигателя, привод –шестеренный от распределительных шестерен двигателя. Компрессор установлен вразвале цилиндров двигателя и крепится на переднем торце блока распределительныхшестерен.
Компрессоримеет блок цилиндров 19, головку 17, крепящуюся к блоку с помощью восьмишпилек, и картер 9, закрытый снизу нижней крышкой 25, а сзади — крышкой 23. Вкартере 9 на двух шарикоподшипниках 8 вращается коленчатый вал 7. В переднемторце коленчатого вала установлен уплотнитель 4, поджимаемый пружиной 5 кштуцеру, по которому по трубке подводится масло от системы смазки двигателя поддавлением 1-5 кгс/см. На коленчатом валу 7 установлены шатуны 11, связанные споршнем 16 при помощи плавающих пальцев 14. От осевого перемещения пальцы вбобышках поршня фиксируются упорными кольцами. На головке поршня установленыдва компрессионных кольца, на юбке одно маслосъемное. В верхней части блока 19расположены седла пластинчатых впускных клапанов. Впускные клапаны толщиной 1 мм прижимаются к седлам пружинами и удерживаются от бокового смещения направляющими. В головкеблока 17 установлены пластинчатые нагнетательные клапаны толщиной 1,4 мм, которые прижимаются к своим седлам пружинами.
Верхняячасть блока и головка компрессора имеют водяную рубашку и охлаждаются водой илиантифризом, подводимыми к блоку из системы охлаждения двигателя.
Маслок шатунным подшипникам компрессора, имеющим сталебаббитовые съемные вкладыши,поступает через уплотнитель 4 по каналам, выполненным в щеках коленчатого вала7. Коренные шарикоподшипники 8, поршневые пальцы 14 и стенки цилиндровсмазываются разбрызгиванием. Избыток масла через сливное отверстие в нижнейкрышке картера 9 компрессора стекает по трубке в масляный картер двигателя.
Компрессорздесь не имеет разгрузочного устройства, его отключение происходит при открытииатмосферного клапана регулятора давления, который соединяет нагнетательнуюмагистраль компрессора с атмосферой.
Основныетребования к компрессорам — это достаточная производительность, а такжеминимальная потребляемая мощность, минимальное количество масла в сжатомвоздухе, малые габариты и масса, бесшумность работы, достаточная долговечностьи минимальная трудоемкость технического обслуживания.
Производительностькомпрессора (количество сжатого воздуха, подаваемое компрессором в тормознойпривод за 1 мин и приведенное к атмосферному давлению) и потребляемая иммощность зависят от рабочего объема компрессора, давления в приводе и частотыколенчатого вала. Производительность компрессора прямо пропорциональна частотеколенчатого вала и обратно пропорциональна давлению в приводе, а потребляемаямощность прямо пропорциональна обоим этим параметрам. Следует отметить, что впрактике эксплуатации компрессор проверяется обычно только на производительность.В качестве критерия оценки производительности применяется давление сжатоговоздуха, создаваемое компрессором в сосуде, из которого воздух выпускается ватмосферу через тарированное отверстие (дроссель). Компрессор должен создаватьв воздушном баллоне, имеющем сообщение с атмосферой через дроссель диаметром 1,6 мм и длиной 3 мм, давление не ниже 6 кгс/см .
Количествомасла в воздухе, подаваемом компрессором, определяется следующим образом: нарасстоянии 50 мм от торца выпускного штуцера устанавливается экран из бумаги,не поглощающей масло (например, калька). При частоте коленчатого вала, близкойк максимальной, определяется создаваемое на этом экране за 10 с масляное пятно.Его диаметр не должен превышать 20 мм.
Припроверке компрессора не допускается наличие посторонних шумов, скрежета идругих звуков, свидетельствующих о неисправности. Показателем нормальной работыкомпрессора является также маслопропускная способность — количество масла,проходящего через компрессор с принудительной смазкой. Для компрессора КамАЗэто количество не должно превышать 750 см /мин при давлении масла 5 кгс/см и температуре его 80 °С.
КоленчатыйВал
Коленчатыйвал —деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейкидля крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует ихв крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунногомеханизма (КШМ).
Основныеэлементы коленчатого вала
— Коренная шейка — опоравала, лежащая в коренном подшипнике, размещённомв картере двигателя.
— Шатунная шейка — опора,при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунныхподшипников имеются масляные каналы).
— Щёки — связываюткоренные и шатунные шейки.
— Передняя выходная часть вала (носок)— часть вала на которой крепится зубчатоеколесо или шкив отбора мощности дляпривода газораспределительного механизма (ГРМ) и различныхвспомогательных узлов, систем и агрегатов.
— Задняя выходная часть вала (хвостовик)— часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбораосновной части мощности.
— Противовесы — обеспечиваютразгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядканеуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.
Материали способы получения заготовок для коленчатых валов
Коленчатыевалы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, идругих сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшееприменение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженныхколенчатых валов дизелей-40ХНМА, 18ХНВА и др.
Заготовкистальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовомпроизводстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах приэтом процесс получения заготовки проходит несколько операций. Послепредварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производятобрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.
Всвязи с высокими требованиями механической прочности вала большое значениеимеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание ихперерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы соспециальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой,заготовки валов подвергают термической обработке — нормализация — и затемочистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.
Литыезаготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна,модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (воболочковых формах) валы по сравнению со “штампованными” имеют ряд преимуществ,в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можнополучить ряд внутренних полостей при отливке.
Припускна обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону приотклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшаяначальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатацииинструмента и “оборудования” особенно в автоматизированном производстве.
Коленчатыевалы отливают в оболочковые формы в горизонтальном положении. Если в однойформе отливают два вала, заливку металла производят через общий литник.
Правкувалов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессепосле выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.
Характеристикаусловия работы коленчатых валов
Коленчатыйвал испытывает большие нагрузки и подвергается скручиванию, изгибу имеханическому изнашиванию Крутящий момент, развиваемый на коленчатом валу,передается на трансмиссию автомобиля, а также используется для привода вдействие различных механизмов двигателя. Силы, действующие на коленчатый вал, складываютсяиз сил давления газов и инерционных сил движущихся масс. Особенно большие силывозникают в момент выключения сцепления. Основными неисправностями валовявляются износ опорных шеек из-за повреждения вкладышей или деформация — искривление вала из-за перегрева. В результате этого увеличиваются зазоры вподшипниках, в то время как условия смазки ухудшаются, естественный износ шеекнаблюдается при больших нагрузках на двигатель автомобиля. Кроме износа шеекпод подшипники коленчатые валы поступают в ремонт, имеют обычно износ резьбыпод храповик-(в зависимости от конструкции вала), износы отверстий во фланцепод болты крепления маховика, под установочные пальцы или направляющие шпильки,отверстия под шарикоподшипник ведущего вала. Все эти нагрузки и силы,действующие, на коленчатый вал приводят к проявлению дефектов и возникновениюизнашивания.
Нарисунке приведены виды изнашивания, способствующие разрушению поверхностиколенчатых валов и других немаловажных деталей и агрегатов в автомобилях.
/>
Видыизнашивания
Процессизнашивания деталей сопровождается сложными физико-химическими явлениями имногообразием влияющих на него факторов. В зависимости от материала и качестваповерхности сопряженных деталей, характера контакта, нагрузки скоростиотносительно перемещения процесс изнашивания протекает различно. Ведущимпроцессом разрушения является механическое изнашивание, в которое входитабразивный и усталостный износ. Сопутствующими видами износа являютсямолекулярно — механический и коррозионно-механические износы со всеми своимиразновидностями, которые в зависимости от условий работы влияют на износ и приопределенных условиях могут стать ведущими процессами износа.
ГОСТ16429-70 установлены три группы изнашивания в машинах: механическое,малекулярно-механическое и каррзионно-механическое. Рассмотрим механическоеизнашивание и его подвиды, потому, что анализируемая нами деталь больше всегоподвергается факторам присущих для механического износа. Из приведенных видовизнашивания коленчатым валам характерно абразивное изнашивание схватывание икоррозионно-механическое и усталостный износ. Например, абразивное изнашиваниеявляется подвидом механического износа. Абразивное изнашивание получается врезультате режущего или царапающего действия твердых тел и частиц. При этомпротекание изнашивания не зависит от проникновения абразивных частиц наповерхности трения. Изменение размеров деталей при абразивном изнашиваниизависит от ряда факторов: материала и механического свойства деталей, режущихсвойств абразивных частиц, удельного давления и скорости скольжения при трении.По своей природе и механизму протекание абразивного изнашивания близко подходитк явлениям, имеющим место при резании металлов, отличаясь специфическимиособенностями- геометрией абразивных частиц и малым сечением стружки.Абразивное изнашивание широко распространено при трении деталей машин, особенноработающих в абразивной среде, а также при трении деталей, восстановленныхразличными способами наплавки, металлизация, хромирование, железнения. Наразрушение поверхности коленчатого вала очень сильно влияет усталостное изнашивание,которое возникает при трении, качении, и отчетливо проявляется на рабочихплоскостях. Разрушение поверхностных слоев происходит вследствие возникшихмикроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные игрупповые трещины и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механическихсвойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размераконтактных поверхностей. Абразивному изнашиванию на коленчатых валах, преждевсего, подвергаются шатунные и коренные шейки и вкладыши подшипниковскольжения. Также на износ поверхности коленчатого вала очень сильно влияетусталостный износ.
Усталостныйизнос- особый тип разрушения поверхности вызванный повторно действующимициклами напряжения, амплитудное значение которого не превышает пределаупругости материала. При усталостном изнашивании трущихся деталей возникаетмикропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла. Врезультате упрочнения возникают остаточные напряжения сжатия.Повторно-переменные нагрузки превышающие предел текучести металла при трениикачения, вызывают явления усталости, разрушающие поверхностные слои. Разрушениеповерхностных слоев происходит в следствии возникших микро и макроскопическихтрещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые углубления ивпадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металладеталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактныхповерхностей. Рассмотрим молекулярно-механическое и коррозионно-механическоеизнашивание которые играют не маловажную роль при износе вала.
Молекулярно-механическоеизнашивание в результате одновременного механического воздействия имолекулярных или атомарных сил. В число этого изнашивания относится изнашиваниепри заедании в результате схватывания глубинного вырывания материала, переносаего с одной поверхности трения на другую и воздействия возникших неровностей насопряженную поверхность.
Коррозионно-механическоеизнашивание происходит при трении материала вступившего в химическое взаимодействиесо средой. Коррозионно-механическим видам изнашивания относятся окислительноеизнашивание и изнашивание при фретинг-коррозии.
Приэксплуатации коленчатого вала очень часто происходит возникновение износасхватыванием. Износ схватыванием первого рода возникает при отсутствии смазки изащитной пленки окислов при трении с малыми скоростями и удельными давлениями,превышающими предел текучести металла в местах действительного контакта.Схватывание происходит в результате большой пластической деформацииповерхностных слоев металла и образования металлических связей междуконтактными участками поверхностей.
Схватываниевторого рода возникает при трении скольжения с большими скоростямиотносительного перемещения и значительными удельными давлениями, при интенсивномповышении температуры в поверхностных слоях трущихся металлов и ихпластичности. При схватывании происходят не допустимые повреждения трущихсяповерхностей в результате возникновения металлических связей их деформации иразрушения с отделением частиц налипания и намазывания поверхности контактов.
3. Дефектация деталей
Видыдефектации
Деталипосле мойки и очистки подвергаются дефектации и сортировке на годные безвосстановления, подлежащие восстановлению и подлежащие выбраковке из-заневозможности их восстановления. К годным без восстановления относятся детали,износ которых лежит в пределах установленных допускаемых величин. Детали сизносом выше допустимого, но не относящиеся к группе негодных, а также детали сповреждениями, поддающимися устранению, подлежат восстановлению и дальнейшемуиспользованию. Детали, которые по техническим условиям на ремонт автомобиля всвязи со сложностью повреждений не подлежат восстановлению, бракуются инаправляются в утиль. Работы по дефектации сортировке деталей оказывают большоевлияние на эффективность авторемонтного производства, а также на качество инадежность отремонтированных автомобилей.
Дефектациюначинают с внешнего осмотра детали. При внешнем осмотре обнаруживаютзначительный износ, задиры, трещины, обломы, пробоины, коррозию, вмятины и т.п. Для выявления скрытых трещин в корпусных деталях (блок цилиндров, головкаблока и пр.) их подвергают гидравлическому или пневматическому испытанию.
Пригидравлическом испытании корпусную деталь устанавливают на стенд игерметизируют заглушками наружные отверстия, после чего во внутренние полостидетали насосом нагнетают воду до давления 0,3— 0,4 МПа. Течь воды показываетместонахождение трещины. При пневматическом испытании внутрь детали подаютвоздух под давлением 0,10—0,15 МПа и погружают ее в ванну с водой. Пузырькивыходящего воздуха указывают место расположения трещины. Пневматическоеиспытание применяют при проверке на герметичность топливных баков,трубопроводов и др.
Длявыявления скрытых дефектов в деталях, изготовленных из стали (например валов),наиболее широкое применение нашел метод магнитной дефектоскопии. Дляобнаружения дефектов этим методом деталь сначала намагничивают, затем посыпаютсухим магнитным порошком или поливают суспензией, состоящей из смеси керосина итрансформаторного масла (1:1). При наличии на детали трещины магнитный порошокбудет притягиваться ее краями и границы трещины обрисуются. После контролядетали размагничивают.
Наибольшеевнимание при контроле и сортировке деталей уделяется определению геометрическихразмеров и формы их рабочих поверхностей. При этом используют как универсальныйизмерительный инструмент (штангенциркули, микрометры, индикаторные нутромеры,микрометрические штихмасы и др.), так и калибры.
Калибрыизготавливают в виде скоб, пробок, пластин, колец. Размер детали назначаютвсегда с двумя предельными отклонениями. Поэтому калибры имеют обычно проходнуюи непроходную стороны. Ими проверяют наружные и внутренние цилиндры, конусы,другие элементы деталей.
Важноезначение для авторемонтного производства имеет своевременная отправкапродефектованных деталей в комплектовочные отделения (куда направляются годныебез ремонта детали) и на участки восстановления (куда направляются детали,подлежащие восстановлению). От этого зависит и культура производства, исохранность деталей, и нормальный ритм всего производственного процесса.
Картадефектации вала коленчатого компрессора№ по каталогу Наименование Материал Твердость 5320-3509110 Вал коленчатый Саль 40 HB 179-229 № дефекта Обозначение Возможный дефект Размеры, мм Способ Ремонта номинальный Предельно допустимый без ремонта 1 Трещины, сколы Браковать 2 А Задиры, риски на шейках Обрабатывать в ремонтный размер 3 А Износ шатунных шеек 28,5 – 0,021 28,47
1. Обрабатывать в ремонтный размер
2.Осталивать 1-й ремонтный 28,2 – 0,021 28,17 2-й ремонтный 27,9 – 0,021 27,87 4 Б Износ посадочных поверхностей под шарикоподшипники и шестерню
/> 35,00
1.Наплавить
2.Осталивать 5 В Износ поверхностей под уплотнитель
/> 25,05
1. Обрабатывать в ремонтный размер
2.Осталивать 6 Г Износ шпоночного паза по ширине
/> 5,02 Фрезеровать новый паз 7 Д Износ торцов шеек Размер И: Обработать до выведения дефекта
27+0,084 27,4 8 Е
Повреждение резьбы /> Не более 2-х ниток Браковать
4. Обоснование способа восстановлениядетали
Шатуннуюшейку можно восстановить тремя способами: обработка в ремонтный размер,осталивание и наплавка (приварка).
Электроконтактнаяприварка ленты:
Сущность прoцессa — тoчечнaя привaркa стaльнoй ленты (прoвoлoки) кпoверхнoсти детaли в результате воздействия мoщнoгo импульса тoкa. В точкесварки прoисхoдит рaсплaвление метaллa ленты (прoвoлoки) и детали. Детальустaнaвливaют в центрах или пaтрoне, a свaрoчнaя гoлoвкa с рoликaми плотноприжимает ленту (прoвoлoку) пoсредствoм пневмoцилиндрoв. Пoдвoд тoкa к рoликaмпрoизвoдится oт трaнсфoрмaтoрa. Требуемaя длительнoсть циклa oбеспечивaетсяпрерывaтелем тoкa.
Ленту привaривaют кo всей изнoшеннoй пoверхнoсти или пo винтoвoй линии впрoцессе врaщения детaли. Скoрoсть врaщения Детaли прoпoрциoнaльнa чaстoтеимпульсoв и прoдoльнoму перемещению свaрoчнoй гoлoвки.
Преимуществa спoсoбa: высoкaя прoизвoдительнoсть прoцессa (в 2,5 рaзa превoсхoдитвибрoдугoвую нaплaвку); мaлoе теплoвoе вoздействие нa детaль (не бoлее 0,3 мм);небoльшaя глубинa дaвления; незнaчительный рaсхoд мaтериaлa (в 4...5 рaзпревoсхoдит вибрoдугoвую нaплaвку); вoзмoжнoсть пoлучения не-Ялaвленнoгoметaллa с любыми свoйствaми; блaгoприятные сa-нитaрнo-прoизвoдственные услoвиярaбoты свaрщикa, a недoстaтoк — oгрaниченнoсть тoлщины нaплaвленнoгo слoя ислoжнoсть устaнoвки.
Спoсoб электрoкoнтaктнoй привaрки ленты испoльзуется для вoсстaнoвлениипoверхнoстей вaлoв, a тaкже oтверстий в чугунных и стaльных детaлях, в тoмчисле кoрпусных.
Твердoсть, изнoсoстoйкoсть и прoчнoсть сцепления ленты с детaлью зaвисятoт мaрки стaли ленты. Высoкую твердoсть oбеспечивaют ленты из хрoмистых имaргaнцевых стaлей. Тoлщинaленты берется в пределaх 0,3… 1,5 мм. Усилие прижaтия рoликoв при привaркиленты 1,3… 1,6 кН.
Железнение — процесс электролитического осаждения железа из водных растворовего закисных солей. Железо осаждают на катоде; анодом служатпрутки или полосы малоуглеродистой стали.
Электролитически осаждённое железоотличается высокой химической чистотой, благодаря чему его коррозионнаястойкость выше, чем у малоуглеродистой стали.
По структуре состоит из вытянутых понаправлению к покрываемой поверхности зёрен.
Предел прочности 350—450Мпа, относительное удлинение 5-10 %, твердость НВ 100—240 (в зависимостиот состава электролита иусловий электролиза).
Применяется как средство наращиванияметалла на изношенную поверхность стальных и чугунных деталей при восстановлении ихразмеров.
Обработкаповерхностей детали под ремонтный размер эффективна вслучае, если механическая обработка при изменении размера не приведет кликвидации термически обработанного поверхностного слоя детали. Тогда удорогостоящей детали соединения дефекты поверхности устраняются механическойобработкой до заранее заданного ремонтного размера (например, шейки коленчатоговала), а другую (более простую и менее дорогостоящую деталь) заменяют новойсоответствующего размера (вкладыши). В этом случае соединению будет возвращенапервоначальная посадка (зазор или натяг), но поверхности детали, образующиепосадку, будут иметь размеры, отличные от первоначальных. Применение вкладышейремонтного размера (увеличенных на 0,5 мм) позволит снизить трудоемкость истоимость ремонта при одновременном сохранении качества отремонтированных блоковцилиндров и шатунов.
Ремонтные размеры и допуски на них устанавливает завод-изготовитель.Восстановление деталей под ремонтные размеры характеризуется простотой идоступностью, низкой трудоемкостью (в 1,5...2,0 раза меньше, чем при сварке инаплавке) и высокой экономической эффективностью, сохранениемвзаимозаменяемости деталей в пределах ремонтного размера. Недостатки способа —увеличение номенклатуры запасных частей и усложнение организации процессовхранения деталей на складе, комплектования и сборки.
5. План технологических операций наустранение дефекта
№
операции
Наименование
Содержание
операции Оборудование Приспособления Инструмент Рабочий Измерительный 005
Моечная
Промыть коленчатый вал, высушить Ванна моечная, шкаф сушильный 010
Расточная,
Обработка коленчатого вала Круглошлифо-вальный станок 3Б161 центра Шлифовальный круг э46 6ОСТ1СТ2К Микрометр 015
Моечная
Промыть коленчатый вал после расточки, высушить Ванна моечная, шкаф сушильный 5 % раствор соды, 60 С 020
Приварочная
Приварить ленту к шейке
Токарный станок 1К62 с
наплавляющей головкой А-580М центра 025
Шлифовальная
Доводка точных размеров Круглошлифо-вальный станок 3Б161 центра Шлифовальный круг э46 6ОСТ1СТ2К 030
Контрольная
Произвести замеры Стол контролера центра микрометр
6.Расчет режимов обработки и норм времени по операциям
Расчетрежимов обработки и норм времени
ОперацияШлифования
/>
гдеLp – длина хода стола
z– припуск на обработку
к– коэффициент, учитывающий износ круга и точность шлифования
nи– частота вращения обрабатываемого изделия, об/мин
Sпр– продольная подача
St– глубина шлифования
Lp=l+B
гдеl – длина обрабатываемой поверхности
В– ширина шлифовального круга
Lp= 27+8 = 35
nи= 1000*0.006*(3.14*28.5) = 537 об/мин
To= 70*0.3*1.5 / (537*8*0.015) = 0.5 мин
Дополнительноевремя
/> мин
Т= 1,35 (2,65 + 0,15) +0,56 / 0,9 = 4,82
ОперацияШлифования
Tн= То + Тв + Тд + Тп.з.
гдеТд – дополнительное время, мин.
Тв– вспомогательное время, мин
То– основное время
/>
гдеL – расчётная длина обработки, мм.
i– число проходов или число отверстий на одной детали;
/> – паспортноезначение подачи, мм/об.
Тд= К(Т0+ Тв)/100
ГдеК – процент дополнительного времени.
То= 27*2 = 54 / 162= 0,33
Тд= 8*(0,33+4,82) / 100 = 0,41
Тн= 0,33+4,82+0,41+0,56 = 6,12
ОперацияНаплавочная
/>
гдеG – масса наплавленного металла, г;
αн– коэффициент наплавки, т.е. масса наплавленного металла в граммах,наплавляемого в течение часа при силе тока в 1А, г/А·ч;
J– сила тока;
А– коэффициент, учитывающий ширину шва;
m– коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве.
/> мин
ОперацияМоечная
Принимаемосновное время мойки деталей с трехразовым погружением и промывкой вручную примассе корзины с деталями до 12 кг – 2,39 мин и основное время сушки в шкафу –10 мин.
Тосн= 12,39мин.
Определяемвспомогательное время:
— время передвижения рабочего и перемещение деталей в процессе работы на тележкена расстоянии до 4м – 0,20 мин
— время на разгрузку тележки и укладку деталей в корзину – 0,18 мин
— время на загрузку корзины в ванну и выгрузку – 0,19 мин
— время на загрузку деталей в сушильный шкаф и выгрузку – 0,65 мин
Полноезначение вспомогательного времени составит:
Твсп= 0,20 + 0,18 + 0,19 + 0,65 = 1,22 мин.
Оперативноевремя составит:
Tоп= Тосн + Твсп
Tоп= 12,39 + 1,22 = 13,61 мин
Прибавочноевремя 7% от оперативного:
Тпр= 0,07 × 13,61 = 0,95 мин
Подготовительно-заключительноевремя Тпз = 4 мин
Т= 0,5 + 4,82 + 6,12 + 0,6 + 4 = 16,04 мин
7.Расчёт приспособления
/> МПа
/> МПа
/> МПа
гдеP – необходимая сила
N– усилие расспрессовки
А– длина детали
Расчетусилия на запрессовку и расспрессовку
Запрессовка
/>
ГдеP – усилие запрессовки
Fзап– коэффициент трения при запрессовке
D– номинальный диаметр отверстия
L– длина отверстия
Р– удельное давление на поверхность
/>
где/> – расчетный натяг
Е1и Е2 – модули упругости материала
С1и С2 – коэффициенты
/> ;/>
гдеМ1 и М2 — коэффициенты
С1= 0,70
С2= 1,97
/> кгс/мм2
P= 0.1*3.14*36.5*18.11.23 = 2316.73 кгс = 23167,3 Н
Расспрессовка
/>
23167,3+ 25% = 28970,4 Н
8.Проект производственного участка
На производстве и в строительстве возникают проблемы, связанные сдемонтажем деталей, плотно насаженных на вал или вмонтированных в поверхность.При демонтаже посаженных с натягом деталей необходимо избежать повреждения каксамих этих деталей, так и других частей механизма, т.к. это может привести кснижению эффективности его работы, сокращению срока службы и невозможностиповторного использования демонтируемой детали.
Дляэтого как правило используют съемники. Существует множество различных типов ивидов съемников. Они предназначены дляэффективного демонтажа деталей, установленных с натягом, когда для снятиядеталей требуются незначительные усилия. Изготовлены из высококачественнойзакаленной стали. Съемники отвечают всем условиям техники безопасности приработе с подшипниками и зубчатыми передачами. Высококачественные деталиобеспечивают высокую надежность. В результате перестановки захватов отдельныемодели могут работать с двумя или тремя захватами.
Обратные съёмники
Когда стоит главной задачей осуществление трудоёмкого демонтажа, то, какнельзя кстати, в таких случаях подойдут обратные съёмники, которые являютсячастью комплекта остальных нужных инструментов. Обратные съёмники представляютсобой двух или трёхэлементный хомут, который можно отделять. При осуществлениидемонтажа необходимо установить такой хомут за подшипник (шестерню), амеханический винт, гидроцилиндр или гидровинт позволит осуществить съёмноеусилие.
Внутренниесъёмники и съёмники для глухих отверстий
Специально фирмой SKF был разработан комплект съёмников для осуществлениябыстрого и простого демонтажа. С помощью съёмников, которые обладают шарнирнымирычагами можно осуществлять необходимый демонтаж радиальных шариковыхподшипников различных размеров. С лёгкостью извлекать подшипник из корпусаможно благодаря специальной обработке инструмента.
Распорные цанги — главные составляющие внутренних съёмников. Раствор цангможно регулировать под необходимую величину согласно зажиму плоскости отверстияподшипника. Большие усилия к подшипнику, чтобы его извлечь из корпуса, Выможете произвести при помощи ударов.
Гидравлический съемник
Когда демонтируется подшипникбольшого размера, то использование механического съемника малоэффективно.Гидравлический съемник используется для демонтажа подшипниковых узлов (роликов,зубчатых колес и т.д.) и для подшипников установленных с натягом. Подшипникидемонтируются при приложении усилия на внутреннее кольцо, или изменив положениезажимов, на внешнее кольцо. Благодаря встроенному насосу, гидравлическийсъемник прост в использовании и очень надежен. Более того, он не поворачиваетсяво время процесса демонтажа, что делает гидравлический съемник еще болееудобным инструментом, по сравнению с механическим съемником.
Оборудование и оснасткаНаименование Тип, модель Кол-во Размер в плане (мм)
Общая площадь(м2) 1. Круглошлифовальный станок 3Б161 1 4000х2100 8,4 2. Вертикально-фрезерный станок 6м13П 1 2565х2135 5,48 3. Ванна для мойки деталей 1 600×600 0,36 4. Шкаф сушильный 1 1600×800 1,28 5. Токарный станок 1К62 1 3212х1181 3,79 6. Верстак слесарный 1 1000×800 0,8 7. Шкаф для инструмента 1 600×600 0,36 8. Стеллаж для деталей 1 1200×600 0,72 Итого, площадь занимаемая оборудованием 21,19
Fу= 21,19×(4,0…5,0) = 84,76…105,95 кв.м
Отсюдаширина помещения = 12м, длина = 6м, общая площадь участка составит 72 м2.
Порядоксборки компрессора КаМАЗ
Длясборки необходимо:
o Установитьблок цилиндров на картер с пластинами отражателя, навернуть гайки с пружиннымишайбами (затянуть с моментом 2.2-3.2 кгс*м). Головка сменная, вороток
o Продутьсжатым воздухом цилиндры и шейки коленчатого вала
o Установитьна шатун и в крышку шатуна вкладыши одного ремонтного размера по маркировке:Размер Маркировка Номинальный - 1-й ремонтный -0,3 2-й ремонтный -0,6
o Установитьпоршень с шатуном в сборе в цилиндр. Смазать поверхности цилиндра, поршней,шатунов и шеек коленчатого вала моторным маслом М10Г2и
o Установитькрышку в сборе с вкладышем на шейку коленчатого вала, предварительно смазавмоторным маслом М10Г2и
o Завернутьгайки с номиналом 15,6-17,6 Н*м, установить шатуны, при несовпадении отверстияпод шплинт – с усилием 19.68 Н*м. Головка съемная, рукоятка динамометрическая,плоскогубцы, молоток
o Передустановкой отражательных пластин, смазать нижнюю плоскость блока цилиндров иотражательных пластин смазать эмалью НЦ5123 ГОСТ 7462 – 73
o Проверитьлёгкость вращения коленчатого вала,, момент не должен превышать 7,85 Н*м
o Установитьна картер компрессора нижнюю крышку с прокладкой и ввернуть болты крепления спружинными шайбами, смазать прилегающие плоскости нитроэмалью. Головка сменная,вороток
o Запрессоватьв блок седла впускных клапанов, установить направляющие клапанов, впускныеклапана. Молоток, плоскогубцы, оправка
o Установитьна блок цилиндров головку в сборе с нагнетательными клапанами, прокладкуголовки, пружины впускных клапанов
o Навернутьна шпильки гайки крепления головки и затянуть их. Затягивать в два приёма сокончательным моментом в 11,6-17,5 Н*м. Головка сменная, рукояткадинамометрическая
Провестииспытания на работоспособность и герметичность
9.Список литературы
1. Румянцев,С.И. Ремонт автомобилей. – М.: Транспорт, 1981.
2. Клебанов,В.В. Ремонт автомобилей. – М.: Транспорт, 1974.
3. БодневА.Г., Шаверин Н.Н. Лабораторный практикум по ремонту автомобилей. – М.:Транспорт, 1984.
4. МатвеевН.А., Пустовалов И.И. Техническое нормирование ремонтных работ в сельскомхозяйстве. – М.: Колос, 1979.
5. ДехтеринекийЛ.В. и др. Технология ремонта автомобилей. – М.: Транспорт, 1979.
6. Малышев,А.Г. Справочник технолога авторемонтного производства. Под ред. Малышева А.Г. –М., Транспорт, 1977.
7. ВерещакФ.П… Абелевич ША. Проектирование авторемонтных предприятий. – М., Транспорт,1973.
8. РК-200-РСФСР-1/1-2035-80.Автомобиль ЗИЛ-130 и его модификации (без двигателя). Руководство покапитальному ремонту. – М.: Минавтотранс РСФСР, техническое управление, 1981.
9. РК-200-РСФСР-1/1-2036-80.Автомобиль ГАЗ-53А (без двигателя). Руководство по капитальному ремонту. – М.:Минавтотранс РСФСР, техническое управление, 1981.
10. РК-200-РСФСР-1/1-2056-80.Двигатели ЗМЗ-53 и ЗМЗ-672. Руководство по капитальному ремонту. – М.:Минавтотранс РСФСР, техническое управление, 1981.
11. РК-200-РСФСР-1/1-2025-80.Автомобиль ГАЗ-24 «Волга». Руководство по капитальному ремонту. – М.:Транспорт, 1976.
12. КарагодинВ.И., Карагодин Д.В. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилейКамАЗ. – М.: Транспорт, 1997.
13. ДюминИ.Е., Трегуб Г.Г. Ремонт автомобилей. – М.: Транспорт, 1998.
14. Румянцев,С.И. Ремонт автомобилей. Под ред. С.И.Румянцева. – М.: Транспорт, 1988.
15. КарагодинВ.И., Митрохин Н.Н. Ремонт автомобилей и двигателей. – М.: Мастерство;Высш.шк., 2001.