Размещено на http://www.allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Постоянная необеспеченность ремонтного производства запасными частями является серьезным фактором снижения технической готовности автомобильного парка. Расширение их производства, новых запасных частей связано с увеличением материальных и трудовых затрат. Вместе с тем около 75% деталей, выброшенных при первом капитальном ремонте автомобилей, являются ремонтно-пригодными, либо могут быть использованы вообще без восстановления. Поэтому целесообразной альтернативой расширению производства запасных частей являются вторичное использование изношенных деталей, восстанавливаемых в процессе ремонта автомобиля и его агрегатов.

Из ремонтной практики известно, что большинство выбракованных на износ деталей теряют не более 1-2% исходной массы, при этом прочность деталей практически сохраняется.

С позиции воспроизводства машин экономическая целесообразность ремонта обусловлена возможностью повторного использования большинства деталей как годных, так и предельно изношенных после восстановления. Это позволяет осуществить ремонт в более короткие сроки с меньшими затратами металла по сравнению с затратами при изготовлению новых деталей.

Высокое качество отремонтированных автомобилей и агрегатов предъявляет повышение требования к ресурсу восстановленных деталей. Известно, что в автомобилях и агрегатах после капитального ремонта детали работают, как правило в значительно худших условиях, чем в новых, что связано с изменением базисных размеров, смещением осей в корпусных деталях, изменение условий задачи смазки и пр. В этой связи технология восстановления деталей должна базироваться на таких способах нанесения покрытий и последующей обработки, которые позволили бы не только сохранить, но и увеличить ресурс отремонтированных деталей.

Целью данного курсового проекта по дисциплине «Технология ремонта машин» является разработка технологического процесса восстановления крестовины карданного вала (701.22.08.013) с имеющимся дефектом путём применения наиболее рационального способа восстановления.

крестовина карданный вал ремонт деталь

ОПИСАНИЕ ДЕТАЛИ, ПРИНЦИП РАБОТЫ И ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ. РАЗБОРКА ИЗДЕЛИЯ

Крестовина вала карданного является одной из наиболее простых, надежных и самых долговечных элементов любого транспортного средства. Это - часть карданного соединения, которое назвали в честь известного изобретателя из Италии Джироламо Кардано. Это он впервые применил его в креплении корабельного компаса. Но, выбирая карданную крестовину, необходимо учитывать качество материала, из которого она изготовлена, также соответствие размеров и вида фиксации соединения крестовины вала карданного.

Кроме этого, важным элементом крестовины считается подшипник, потому что именно он дает прекрасную возможность крестовине кардана поворачиваться. Фиксация подшипника крестовины в «ушах» вилок фланцев выполняется с помощью стопорных колец, болтами или шпонкой. Если заклинит подшипник карданной крестовины, то это может привести к тяжелым последствиям. А именно, может поломаться редуктор заднего моста, произойти искривление и излом вала, обрыв вилки шарнира.

Крестовина (701.22.08.013) трактора К-701. Цапфы располагаются в игольчатых подшипниках. В крестовину ввернута закрываемая резиновым защитным колпачком пресс масленка, через которую по имеющимся в крестовине сверлениям и канавкам на цапфах производится смазка подшипников и торцев цапф.

Корпуса подшипников фиксируются в ушках стопорными кольцами, которые при вставленной крестовине плотно прилегают к внутренней точно обработанной поверхности ушков. Поскольку зазор между торцами крестовины и донышками корпусов крайне мал, крестовина не может перемещаться вдоль подшипников и точно центрируется относительно вилок.

Крестовины карданных шарниров и сателлитов дифференциала автомобилей и тракторов работают в тяжелых условиях абразивной среды и сравнительно быстро выходят из строя.

В зависимости от характера износа крестовины распределяются по следующим дефектам: крестовины, имеющие только размерный износ - 30%; крестовины, имеющие размерный износ в сочетании со смятием шипов - 52%; крестовины, имеющие размерный износ в сочетании со смятием и объемной деформацией (овальность, конусность) - 6%; крестовины, не подлежащие восстановлению - 12%.

Размерный износ составляет 0,05-0,15 мм, глубина вмятин - 0,1-0,6 мм. Поскольку крестовины установлены в вилках шарниров карданного вала на игольчатых подшипниках, то вмятины на поверхности образуются от игольчатых роликов.

Крестовины не принимаются в ремонт при наличии одного из следующих дефектов: трещин; выкрашивания; овальности и конусности свыше 1 мм; при износе шипов более 1,3 мм на диаметр.

Разборка карданной передачи

Демонтировать навесное устройство. Установить трактор на подставки и снять с ведущих мостов колеса. Отсоединить и снять карданный вал от двигателя к коробке передач. Перед началом разборки подшипниковой сборочной единицы на карданном валу переднего моста необходимо отвернуть круглую гайку и снять скользящую вилку со шлицев карданного вала, снять шайбу, сальник и гайку. Расконтрить и отвернуть болты крепления крышек игольчатых роликоподшипников. Снять балансировочные пластины и крышки подшипников. Выпрессовать игольчатые подшипники из отверстий вилок и фланцев-вилок. Вынуть крестовины. Снять с крестовин уплотнительные кольца и обоймы. Перед началом разборки карданных валов промаркировать все детали для установки их на прежние места в процессе сборки.

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Выбираем рациональный способ восстановления поверхностей, руководствуясь тремя критериями:

- технологическим критерием или критерием применимости;

- критерием долговечности;

- технико-экономическим критерием (отношением себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности).

Согласно технологическому критерию устанавливаем, что износ поверхности под подшипник может быть устранен следующими способами: вибродуговой наплавкой; плазменной наплавкой; наплавкой в среде СО₂.

При выборе рационального метода восстановления по критерию долговечности пользуемся коэффициентом долговечности К_Д

(1)

где К_И - коэффициент износостойкости;

К_В - коэффициент выносливости;

К_СЦ - коэффициент сцепляемости.

Определяем коэффициент долговечности для всех выбранных ранее способов:

Вибродуговая наплавка:

К_Д = f(0,8;0,6;0,9) = 0,6 (2)

Плазменная наплавка:

К_Д = f(1,2; 1,0; 0,4) = 0,4 (3)

Наплавка в среде СО₂:

К_Д = f(1,0; 0,9; 1,0) = 0,9 (4)

Наибольший коэффициент долговечности у автоматической наплавки в среде CO₂, К_Д = 0,9.

По технико-экономическому критерию окончательно принимаем способ восстановления износа поверхности под подшипник - наплавку в среде углекислого газа.

Полуавтоматической наплавкой в среде углекислого газа можно восстанавливать детали с небольшими диаметральными размерами (10 мм), с нанесением слоя небольшой толщины от 0,8 до 1,0 мм, а также внутренние поверхности. Наплавка производится как наложением валиков по винтовой линии (в случае восстановления цилиндрических поверхностей), так и продольными валиками (при восстановлении плоскостей и шлицев). Для наплавки используются полуавтомат А-547р или наплавочные головки, применяемые для наплавки под слоем флюса. Источниками тока и газовой аппаратурой может служить то же оборудование, что и для сварки в среде углекислого газа.

Наплавка деталей небольших диаметральных размеров ведется на постоянном токе обычно при обратной полярности. Если необходимо получить наплавленный металл с более высокой износостойкостью по сравнению с основным металлом, целесообразно наплавку вести на постоянном токе прямой полярности. В этом случае глубина проплавления основного металла является меньшей, следовательно, и доля основного металла в формировании валика будет меньшей по сравнению с долей элект -

родного металла, которым может быть легированная проволока. В зависимости от назначения детали, материала и термической обработки для наплавки могут применяться следующие марки электродной проволоки: Св-08ГС, Св-ЮГС, Св-08Г2СА, Св-ЗОХГСА, Св-10Х13. Применяемая проволока должна иметь повышенное содержание раскислителей. Может использоваться как сплошная, так и порошковая проволока. Так, применение проволоки Св-2Х13 позволяет получать твердость наплавленного металла до HRC 55.

Наплавка в среде углекислого газа производительнее ручной дуговой наплавки в 3-5 раз и позволяет получать наплавленный металл более высокого качества. По сравнению с электроимпульсной наплавкой рассматриваемый способ также имеет преимущество, так как наплавленный металл получается без трещин и отличается высокой твердостью и износостойкостью.

Рис. 2.1. Схема установки для полуавтоматической наплавки в среде защитного газа:

1 - баллон с газом CO2; 2 - осушитель; 3 - подогреватель; 4 - редуктор; 5 - аппаратный ящик; 6 - расходомер; 7 - регулятор давления; 8 - электромагнитный клапан; 9 - механизм подачи проволоки; 10 - наплавочная головка; 11 - восстанавливаемая деталь; 12 - водяной насос с регулятором давления; 13 - электрод; 14 - сварочная ванна; 15 - слой защитного газа (СО2); 16 - источник сварочного тока (сварочный генератор)

МАРШРУТЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

При разработке технологического процесса восстановления детали в первую очередь следуют операции по устранению механических повреждений, так как применяемые для этой цели наплавочные процессы вызывают возникновение остаточных напряжений приводящих в итоге к короблению восстановленных деталей.

Следующим этапом является устранение коробления привалочных поверхностей обработкой шлифованием (правка абразивным инструментом). Обработку начинаем с установочной плоскости, если она имеет коробления. Центрирующими поверхностями в данном случае будет отверстие для смазки игольчатых подшипников, которые, как правило, не изнашиваются, вследствие этого обработка остальных привалочных поверхностей ведется при базировании по установочной поверхности.

При определении маршрутов восстановления деталей руководствуемся следующими принципами:

- сочетание дефектов в каждом маршруте должно быть действительным;

- количество маршрутов восстановления каждой детали должно быть минимальным;

- при формировании маршрутов необходимо учитывать применяемый способ восстановления;

- восстановление детали по данному маршруту должно быть экономически целесообразным.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОПЕРАЦИЙ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Производим вначале правку крестовины, затем шлифовальную операцию, наплавочную, термическую, заканчиваем шлифованием и производим контроль поверхностей.

Правильно выбранные величины операционных припусков влияют на качество обработки и себестоимость ремонта и изготовления деталей.

Наплавку плавящимся электродом производим постоянным током обратной полярности. Сварочный ток и диаметр электродной проволоки определяем в зависимости от химического состава и толщины свариваемого металла, числа слоев шва и применяемого сварочного оборудования.

Наплавляемую деталь закрепляем в патроне станка, на суппорт станка устанавливаем наплавочный аппарат, к которому подводим мундштук для подачи углекислого газа в зону наплавки. Для наплавки деталей используем любую автоматическую головку со специальным мундштуком.

Скорость наплавки (V_н), частота вращения (n), скорость подачи электродной проволоки (V_пр), шаг наплавки (S), смещение электрода с зенита (e), а также и техническое нормирование операций определяем по тем же расчетам, что и при наплавке под слоем флюса.

Коэффициент наплавки на обратной полярности б_н = 10…12 г/А*ч. Вылет электрода равен 8…15 мм. Расход углекислого газа составляет 8…20 л/мин.

Скорость подачи проволоки:

V_{пр =} = = 140 м/ч (5)

где I_св сила тока, А (I_св = 200);

- диаметр электродной проволоки, мм;

г - плотность электродной проволоки, г/см³ (г = 7,8).

Шаг наплавки:

S = (2…2,5) * d_пр = 2,5 * 1,6 = 4 мм/об (6)

Вылет электрода:

у = (8…15) * d_пр = 16 мм (7)

Смещение электрода:

e = (0,05…0,07) * d = 0,06 * 33,65 = 2 мм (8)

Скорость наплавки:

V_н = = ₌ = 16,4 м/ч (9)

Частота вращения детали:

n_д = = = 2,6 мин.^-1 (10)

Основное время (мин) при шлифовании с поперечной передачей (врезанием):

T_o = = = 0,06 мин (11)

где Z₂ - припуск на механическую обработку после нанесения покрытия, мм;

S_ПП - поперечная подача круга на один оборот детали, мм/об. (S=0,002...0,02).

Определение нормы времени выполнения технологической операции

Поскольку наплавка осуществляется на токарно-винторезном станке, основное время, связанное с выполнением таких операций, является машинным временем, которое определяется по формуле:

/1000*V_н*S = 1,07 мин (12)

где L - длина обрабатываемой поверхности, мм; L = 50 мм;

i - число проходов; i=1.

Оперативное время:

= 1,07+2 = 3,07 мин (13)

где - вспомогательное время (время на закрепление детали, время на подвод и отвод инструмента; время на снятие детали со станка, мин ( = 2).

Дополнительное время:

) * К / 100 = (1,07 + 2) * 12 / 100 = 0,37 мин (14)

где К - коэффициент, учитывающий долю дополнительного времени в % от оперативного (К=12% ).

Штучное время:

= = 1,07 + 2 + 0,37 = 3,44 мин (15)

Нормированное время:

= 1,07+2+0,37 +15/15 = 4,44 мин (16)

где - время на получение наряда; на подготовку станка к работе; время на ознакомление с технологической документацией; время на уборку станка, мин ( = 13…20);

n - число деталей в партии, (n = 10…20)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе рассмотрены особенности крестовины вала карданного (каталожный номер 701.22.08.013), её роль в работе машины. Указаны основные дефекты крестовины, факторы, влияющие на появление дефектов.

Рассмотрены технологии восстановления крестовины. Из них была выбрана технология восстановления крестовины способом наплавки в среде СО₂, как наиболее простой и экономически эффективный способ ремонта.

Размещено на Allbest.ru