Разработка технологической карты на восстановление вилки кардана неравных угловых скоростей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка технологической карты на восстановление вилки кардана неравных угловых скоростей



Исходные данные для разработки технологического процесса восстановления вилки шлицевого вала:

а) номер по каталогу 130 - 3401444 - Б;

б) материал - Сталь 40 ГОСТ 1050 - 88;

в) твёрдость - 43…58 НРСэ;

г) масса детали 0,7 кг.

Возможные дефекты приведены в таблице 3.1. [17]

Таблица 1 - Основные дефекты вилки карданной передачи ЗИЛ-130

№ п/п	Возможный дефект	Способ установления дефекта и средства контроля	Размер, мм	Заключение
			по рабочему чертежу	допусти-мый без ремонта
1	Обломы или трещины	Осмотр, лупа ГОСТ 8300- 57			Браковать
2	Износ шлицев по толщине	Осмотр, калибр НЕ 4,38 мм		4,38	Наплавить
3	Износ отверстий в вилке под подшипник	Калибр пробка НЕ 24,2 Н га ГОСТ 2015-84		24,2	Наплавить
4	Срыв или износ резьбы в отверстиях под болты крепления опорных пластин	Осмотр, проверка целостности резьбы вворачиванием болта М6Ч1,0	М6Ч1,0	М6Ч1,0	Наплавка или нарезание резьбы ремонтного размера

Проведём расчёт режимов и норм времени на каждую операцию.

При расчете норм времени на разборку (сборку) машины (узла, агрегата) весь технологический процесс расчленяется на элементарные приёмы, его составляющие (расшплинтовка, отвертывание гаек, болтов, снятие крышки и т.п.). Время на выполнение каждого приёма определяют по таблицам нормативов, корректируют в соответствии с условиями работы и суммируют на всю операцию.

Таблицы штучно-калькуляционного времени включают только часть времени, фактически затрачиваемого рабочим в процессе разборки (сборки) машины. Другая часть времени не поддается прямому учету. Это так называемые технологические перерывы при сборке и разборке, включающие затраты времени на продумывание рабочим предстоящей работы, трудно учитываемые заранее перерывы и неполадки, вызываемые ненормальным состоянием сопряжений вследствие износа и деформации, а также замедления темпа работы между смежными приемами и операциями, снижение интенсивности труда при переходе от одной операции к другой.

При сборочных операциях, кроме того, имеют место затраты времени на регулировочные и подгоночные работы. Величина этих затрат зависит от степени сложности машины и также не поддаётся прямому замеру.

Сумму времени на выполнение операции корректируют при помощи поправочных коэффициентов, учитывающих технологические перерывы и сложность конструкции.

Нормы времени на разборочные работы определяют по формуле

, [19]

где Т_Р - время на выполнение разборочной операции, мин;

- сумма времени на выполнение разборочных приемов, мин;

- коэффициент, учитывающий время на технологические перерывы при разборке.

Нормы времени на разборочные работы определяют по формуле

, [19]

где ТС - время на выполнение разборочной операции, мин;

С - сумма времени на выполнение сборочных приёмов, мин;

- коэффициент учитывающий время на технологические перерывы при сборке.

Норма времени на разборку вилки карданной передачи определится по формуле (3.1), подставив значение ?Тр, получаем

Т_Н.Р.= 1,5 • 1,8 = 2,7 мин.

Норма времени на сборку вилки карданной передачи определится по формуле (3.2), подставив значение ?Тс, получаем

Т_Н.С.= 1,5 • 1,8 = 2,7 мин.

Норма времени определяется

Т_Н = Т_О + Т_В + Т_ДОП +, [19]

где Т_О - основное технологическое время, мин;

Т_В - вспомогательное время, мин;

Т_ДОП - дополнительное время (время на организационно-техническое обслуживание, на отдых, на физиологические надобности) определяется по формуле

Т_ДОП = , [19]

где Т_ОП - оперативное время, рассчитывается по формуле

Т_ОП = Т_О + Т_В, мин;

К - коэффициент дополнительного времени от оперативного, %;

Т_ПЗ - подготовительно-заключительное время.

Наплавка шлицевого вала длиной 20 см для восстановления шлиц по ширине.

Наплавку производим на переоборудованном станке 1К62Б с применением специально установленной головки ПДШМ - 500 и проволокой Св - 18ХГСА под слоем флюса АН-348-А. Для наплавки принимаем: диаметр электродной проволоки 1,2 мм, ток 140 А, напряжение 26 В, скорость наплавки 18,3 м/ч, скорость подачи проволоки 104 м/ч, число оборотов детали в минуту 2,5, продольную подачу сварочной головки 4,2 мм/об.

Основное время на наплавку составит

Т_О = 3,83 мин. [18]

Вспомогательное время на наплавку складывается из вспомогательного времени на возбуждение дуги, очистку осмотр и обмер, вспомогательного времени на перемещение сварщика и вспомогательного времени на установку и снятия детали.

Вспомогательное время на наплавку Т_В= 1,7 мин; [18]

Вспомогательное время на перемещение сварщика Тв = 0,3 мин; [18]

Общее вспомогательное время составит

Т_В = 1,7 + 0,3 = 2,0 мин.

Оперативное время по формуле (3.5)

Т_ОП = 3,83 + 2,0 = 5,83 мин.

Дополнительное время составляет 9% от оперативного времени (3.4) [18]

Т_ДОП = = 0,52 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_ПЗ = 10 мин. [18]

Рассчитываем норму времени по формуле (3.3)

Тн =5,83+0,52+10=16,35 мин.

После наплавки производим токарную обработку поверхности на станке 16К20 до диаметра 33 мм. Обработку производим на токарном станке при следующих условиях:

а) черновая - материал режущего инструмента Т15К6, скорость резания 60 м/мин, глубина резания 2 мм, подача 0,3 мм/об;

б) чистовая - материал режущего инструмента Т30К4, скорость резания 80 м/мин, глубина резания 0,5 мм в 2 прохода, подача 0,1 мм/об;

При черновой обработке основное время принимаем

T_О1= 0,35 мин. [18]

Вспомогательное время на один проход составляет Т_В1= 0,38 мин, [18] следовательно

Т_В1 = 0,35 + 0,38 = 0,73 мин;

При чистовой обработке основное время принимаем

Т_О2 = 0,35 мин.

Вспомогательное время на один проход составляет Т_В2= 0,38 мин, следовательно

Т_В2 = 0,35+0,38•2 = 1,11 мин;

Дополнительное время составляет 9% от оперативного

Т_ДОП1= = 0,1 мин;

Т_ДОП2= = 0,13 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_ПЗ = 15 мин.

Рассчитываем норму времени по формуле (3.3)

Т_Н = 0,70+1,84+0,23+15 = 17,77 мин.

Производим нарезку шести шлицевых канавок на длине 200 мм, глубиной 2,5 мм.

Выбираем фрезеровальный станок 6Н80Г, фрезу 1 200x5 АА ГОСТ 2679 -61, с делительной головкой 7036 ГОСТ 8615-69. Для нарезания принимаем: подачу 25 мм/мин., частоту вращения шпинделя 75 об/мин.

При обработке основное время на один проход принимаем Т_О =1,75 мин. [18]

Т_О = 1,75•6 = 10,5 мин.

Вспомогательное время на проход составляет Т_В = 1,0 мин, следовательно

Т_В = 10,5+6•1 = 16,5 мин;

Дополнительное время составляет 9% от оперативного

Т_ДОП = = 2,43 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_ПЗ = 15 мин.

Рассчитываем норму времени по формуле (3.3)

Т_Н = 10,5+16,5+2,43+15 = 44,43 мин.

Восстанавливаем износ отверстий в вилке под подшипник.

Производим ручную наплавку с диаметра 24,2 до 22,4 мм на длине 14 мм.

Принимаем тип электрода и марка покрытия Э42, марка стали электрода св - 15, диаметр стержня электрода 4 мм, толщина покрытия 1,8 мм, сварочный ток 200 А, напряжение на дуге 18-22 В.

Основное время на заварку одного отверстия принимаем Т_О =0,8 мин. [18]

Т_О = 0,8•2 = 1,6 мин.

Вспомогательное время на заварку одного отверстия составляет Т_В = 0,8 мин, следовательно

Т_В = 1,6+0,3•2 = 2,2 мин;

Дополнительное время составляет 9% от оперативного

Т_ДОП = = 0,34 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_ПЗ = 10 мин.

Рассчитываем норму времени по формуле (3.3)

Т_Н = 1,6+2,2+0,34+10 = 14,14 мин.

Развертываем 2 отверстия до диаметра 24,3 мм.

Выбираем станок 2Н118, развертка 24АЧ15є || Т15К6 ГОСТ 11175-71, частота вращения шпинделя 210 об/мин., пода 0,2 мм/об.

Основное время на развертку одного отверстия принимаем Т_О =0,48 мин. [18]

Т_О = 0,48•2 = 0,96 мин.

Вспомогательное время на развертку одного отверстия составляет Т_В = 0,3 мин, следовательно

Т_В = 0,96+0,3•2 = 1,56 мин;

Дополнительное время составляет 9% от оперативного

Т_ДОП = = 0,23 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_ПЗ = 12 мин.

Рассчитываем норму времени по формуле (3.3)

Т_Н = 0,96+1,56+0,23+12 = 14,75 мин.

Шлифование производится на бесцентрово-шлифовальном станке 3В182, кругом ПП500Ч50Ч305-Э5-К, 24А10ПС2 7К ГОСТ 4785-65, деталь крепят в специальном приспособлении. Частота вращения круга 150 мин^-1, подача 0,2 мм/мин, глубина шлифования 0,1 мм, длина поверхности шлифования 14 мм.

Основное время на шлифование одного отверстия принимаем Т_О = 0,72 мин. [18]

Т_О = 0,72•2 = 1,44 мин.

Вспомогательное время на шлифование одного отверстия составляет Т_В = 0,55 мин, следовательно

Т_В = 1,44+0,55•2 = 2,54 мин;

Дополнительное время составляет 9% от оперативного

Т_ДОП = = 0,36 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_ПЗ = 10 мин. [18]

Рассчитываем норму времени по формуле (3.3)

Т_Н = 1,44+2,54+0,36+10 = 14,34 мин.

Восстанавливаем четыре отверстия под болты крепления опорных пластин.

Производим ручную заварку отверстий диаметром 6 мм и длиной 14 мм. Принимаем тип электрода и марка покрытия Э42, марка стали электрода св - 15, диаметр стержня электрода 3 мм, сварочный ток 180 А, напряжение на дуге 18-22 В.

Основное время на заварку одного отверстия принимаем Т_О = 0,19 мин. [18]

Т_О = 0,19•4 = 0,76 мин.

Вспомогательное время на заварку одного отверстия составляет Т_В = 0,8 мин, следовательно

Т_В = 0,76+0,8•4 = 3,96 мин;

Дополнительное время составляет 9% от оперативного

Т_ДОП = = 0,42 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_ПЗ = 10 мин.

Рассчитываем норму времени по формуле (3.3)

Т_Н = 0,76+3,96+0,42+10 = 15,14 мин.

Сверлим четыре отверстия диаметром 6 мм.

Выбираем вертикально-сверлильный станок 2Н118, 1-Н-Р18 ГОСТ 10902-64, d=5,8 мм, частота вращения шпинделя 510 об/мин, подача 0,2 мм/об.

Основное время на сверление одного отверстия принимаем Т_О = 0,09 мин. [18]

Т_О = 0,09•4 = 0,36 мин.

Вспомогательное время на сверление одного отверстия составляет Т_В = 0,6 мин, следовательно

Т_В = 0,36+0,6•4 = 2,76 мин;

Дополнительное время составляет 9% от оперативного

Т_ДОП = = 0,28 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_ПЗ = 12 мин.

Рассчитываем норму времени по формуле (3.3)

Т_Н = 0,36+2,76+0,28+12 = 15,4 мин.

Производим ручное нарезание резьбы М6Ч1,0 метчиком М6Ч1Д ГОСТ 3266-71 исполнение ||.

Т_Н = 1,7•4 = 6,8 мин.

Конструкторская разработка

Анализ существующих конструкций

Надёжность и долговечность автомобиля в значительной мере зависит от величины вибрации быстровращающихся деталей в следствии их неуравновешенности. Вибрация деталей создаёт дополнительную нагрузку как на эти детали, так и на подшипники.

Устранение неуравновешенности может производиться с помощью балансировки. Различают статическую и динамическую балансировку.

Статической балансировкой устраняют неуравновешенность, вызываемую несовпадением центра тяжести с осью вращения детали. Статическая балансировка производится на призмах или роликах.

При балансировке деталей больших диаметров целесообразнее производить статическую балансировку, а для деталей большой длины динамическую, т.к. она имеет большее значение. Динамическая неуравновешенность включает статическую неуравновешенность, а не наоборот.

Динамическую балансировку производят при вращении детали, помещая её на упругие опоры, которые будут колебаться под действием центробежных сил.

На данном предприятии производят только статическую балансировку, что не в полной мере исправляет дисбаланс.

В дипломном проекте предлагается освоить динамическую балансировку карданного вала. Это позволит увеличить срок службы и сократить время и затраты на ремонт.

Описание предлагаемой конструкции

Стенд, изображённый на чертеже ВГСХА 003.01.00.000 ВО предназначен для динамической балансировки карданных валов в условиях АПК. Стенд содержит станину 1, на которую установлены блок управления 2 и задняя бабка 4. Между блоком управления и задней бабкой расположены ползуны по которым перемещается стойка 3 для регулирования длины, зависящей от типа карданного вала.

Перед проведением балансировки к карданному валу присоединяем крепёжное ухо с опорным валом и устанавливаем в постель.

Для предотвращения вылетания карданного вала из постели служит крышка, которая крепится к опоре двумя болтовыми соединениями. Крутящий момент к карданному валу передаётся через муфту, которая служит предохранительным устройством на случай заедания.

В процессе проведения балансировки определяется величина дисбаланса, который устраняется путём установления дополнительных пластин изменяющих центр масс карданного вала.

Плоскости коррекции в пределах длины балансируемого вала могут быть выбраны в наиболее удобной его части, причем взаимное влияние плоскостей коррекции отсутствует.

Количество корректирующей массы определяется по показанию стрелочного индикатора значения дисбаланса. Угол коррекции определяется стробоскопическим индикатором угла дисбаланса.

4.3 Расчёт сварного соединения опорного вала и крепёжного уха

Производим расчёт сварного соединения на действующие в нём напряжения и проверяем соединение на срез.

Напряжение в шве от крутящего момента

, МПа;

где Т - крутящий момент, МПа;

d - наружный диаметр, м.

= 40,1 МПа;

Напряжение в шве от изгибающего момента

, МПа;

где М - изгибающий момент, МПа.

= 40,1 МПа.

Напряжения и в сечении шва взаимно перпендикулярны. Поэтому суммарные напряжения определяются по формуле

где - допустимое суммарное напряжение, МПа;

, МПа;

где - допустимое напряжение, МПа.

, МПа;

где R - расчетное сопротивление разрушению, МПа;

m - коэффициент условий работы;

- коэффициент надежности.

R=0,9•320=288 МПа; [15]

Принимаем m=0,9; К_Н=1,1; [15]

МПа;

МПа;

=56,71 МПа МПа.

Условия прочности выполняются, следовательно при данной нагрузке сварное соединение будет надежно работать.

Производим расчет крепления постели болтовым соединением

Определяем нормальное напряжение от действия отрывающей силы N

, МПа

где N - отрывающая сила, МН•м;

- коэффициент основной нагрузки, задается в пределах =0,2…0.3. [8]

А_СТ - отрывающий момент сопротивления стыка, МН•м³.

Определяем нормальное напряжение от действия опрокидывающего момента М

, МПа

где М - опрокидывающий момент, МН•м;

- опрокидывающий момент сопротивления стыка, МН•м.

МПа;

= 7 МПа.

Определяем требуемое напряжение затяжки из условия нераскрытия стыка

_ЗАТ = К_СТ•, МПа;

где К_СТ - коэффициент запаса по нераскрытию стыка, К_СТ=1,3…2. [15]

_ЗАТ = 1,5•(0,35±7)=11 МПа.

Определяем силу затяжки из условия нераскрытия стыка

, МН;

МН.

Определяем силу затяжки из условия отсутствия сдвига

, МН;

где К_СД - коэффициент запаса по отсутствию сдвига, К_СД=1,3…2; [15]

f_CT - коэффициент трения в стыке, f_CT=0,15…0,2. [15]

МН.

Определяем расчетную нагрузку на болт

F_P=1,3•F_ЗАТ(MAX)+??(F_M ± F_N);

где F_ЗАТ(MAX) - максимальная сила затяжки, МН;

F_N - нагрузка, приходящаяся на болт от силы N, (F_N=);

F_M - нагрузка, приходящаяся на болт от действия опрокидывающего момента М, (F_M =);

F_N = МН;

F_M = МН.

F_P=1,3• 0,0096+0,3 (0,002+0,0005)=0,013 МН.

При нагрузке прочность болта оценивается по формуле

, МПа;

где - допустимое напряжение, МПа;



=, МПа

где - предел текучести, МПа; =900 МПа; [15]

S - коэффициент запаса прочности, S = 1,5…2,5. [15]

= МПа.

МПа ? =600 МПа.

Условие прочности удовлетворено, из этого следует, что болтовое соединение будет надежно работать в заданных условиях.

Сборочные чертежи приспособления представлены в графической части.

Расчетная схема болтового соединения



Литература

карданный передача ремонт вибрация

1 СТП ВГСХА 2-00 2007. Стандарт предприятия под редакцией Ю.А. Савченко. - Киров: ВГСХА, 2007. - 72 с.

2 Бабусенко СМ. Проектирование ремонтно-обслуживающих предприятий. - М.: Агропромиздат, 1990.

3 Оборудование для текущего ремонта сельскохозяйственной техники. Справочник. М.: Колос. - 1981.

4 Надежность и ремонт машин. В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ач-касов и др.; Под. ред. В.В. Курчаткина. - М.: Колос, 2000. - 776 с.

5 Курсовое и дипломное проектирование по ремонту машин. А.П. Сме-лов, И.С. Серый, И.П. Удалов, В.Е. Черкун; под общей ред. А.П. Смелова -3-е изд., переработанное и дополненное. - М.: Колос, 1984* - 192 с.

6 Инженерная экология и экологический менеджмент: Учебник М.В. Буторина, Л.Ф. Дроздова, Н.И. Иванов и др. Под ред. Н.И. Иванова, И.М. Фалина. - М.: Логос, 2004. - 520 с: ил.

7 Лиханов В.А., Лопатин О.П., Вылегжанин П.Н., Зяблых Р.Ю. Учебное пособие для дипломного проектирования по разделу «Экологическая безопасность». - Киров: Вятская ГСХА, 2005. - 84 с.

8 Черемисинов В.И. Курсовое проектирование деталей машин. - 3-е изд., переработанное и дополненное. - Киров: РИО ВГСХА, 2002. - 163 с., ил.

9 Черемисинов В.И. Расчет деталей машин. - Киров: РИО ВГСХА, 2001. - 233 с, ил.

10 Отчеты о финансово-хозяйственной деятельности ООО «Первое Мая» за последние 5 лет.

11 Щинов П.Е. Проектирование автотранспортных предприятий: Учебное пособие для студентов инженерного факультета. - 2-е изд., переработанное и дополненное. Киров: ВГСХА, 2004 - 72 с.

12 Шкрабак B.C., Луковников А.В., Тургиев А.К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. - М.: Колос, 2003. - 512 с: ил.

13 Трудовой Кодекс Российской Федерации. - М: 2002 - 168 с.

14 Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. - М.: Машиностроение, 1980.-Т. 1-3

15 Писаренко Т.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В Справочник по сопротивлению материалов. - Киев: Науковадумка, 1975.

16 Справочник технолога авторемонтного производства. Под ред. Малышева А.Г. - М.: Транспорт, 1977. - 476 с.

17 Липкинд В.И. Ремонт автомобиля ЗиЛ - 130. - М.: 1978. - 377 с.

18 Есенберлин Р.Е. Восстановление автомобильных деталей сваркой, наплавкой и пайкой. - М.: Транспорт, 1994.

19 В.А. Матвеев, И.И. Пустовалов, А.Л. Явзловский Нормативы для расчета норм времени на ремонтных предприятиях. - М.: ГОСНИТИ, 1982 - 284 с.

20 Обработка металлов резанием. Справочник технолога под редакцией Г.А. Монахова - 3-е изд., переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1974. - 598 с.

Размещено на Allbest.ru