Проектирование участка восстановления деталей и сборки двигателей ВАЗ-2112

Общая характеристика легкового автомобиля ВАЗ-2112, его технические данные и основные детали. Предназначение и принцип работы коленчатого вала. Технические условия на дефектацию и ремонт вала. Разработка технологического процесса восстановления детали.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 18.03.2009
Размер файла 320,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

ВАЗ-2112 - пятиместный легковой автомобиль с передним расположением двигателя, приводом на передние колеса и цельнометаллическим сварным кузовом несущей конструкции. Тип кузова - «хэтчбек».

Двигатель ВАЗ-2112 бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, с поперечным расположением, шестнадцатиклапанный, с двумя распределительными валами. Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2, отсчет - от шкива коленчатого вала. Система питания - фазированный распределенный впрыск. Управление двигателем - контроллер (Bosch, «Январь» или GM). Оснащается нейтрализатором отработавших газов. Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат, закрепленный в моторном отсеке на четырех эластичных резинометаллических опорах. Справа на двигателе (по ходу автомобиля) расположены: приводы распределительных валов и насоса охлаждающей жидкости (зубчатым ремнем) и генератора (поликлиновым ремнем). Слева расположены: термостат, датчики температуры охлаждающей жидкости, датчик давления масла, стартер (на картере сцепления). Спереди: впускной коллектор, топливная рампа с форсунками, датчик детонации, масляный щуп, шланг вентиляции картера, генератор (внизу справа), датчик фаз (вверху справа). Сзади: выпускной коллектор, масляный фильтр, датчик положения коленчатого вала (внизу справа). Сверху (под пластиковой крышкой) расположены ресивер, свечи (в направляющих трубах, уплотненных резиновыми кольцами) и высоковольтные провода.

Блок цилиндров отлит из чугуна и имеет индекс «21083» - как и у двигателей 2110 и 2111, однако они невзаимозаменяемые: отверстия под винты головки цилиндров имеют резьбу М10х1,25 (в отличие от М12х1,25 для блоков двигателей 2110 и 2111) и меньшую глубину. В настоящее время двигатель 21083-80 не производится. Другое отличие связано с более напряженным тепловым режимом двигателя 2112 по сравнению с двигателями 2110 и 2111. Для охлаждения поршней во время работы двигателя их днища омываются снизу маслом через специальные форсунки, запрессованные во вторую, третью, четвертую и пятую опоры коренных подшипников.

Цилиндры расточены непосредственно в блоке. Номинальный диаметр 82 мм при ремонте может быть увеличен на 0,4 или 0,8 мм. Класс цилиндра маркируется на нижней плоскости блока латинскими буквами в соответствии с диаметром цилиндра в мм: А - 82,00-82,01 В - 82,01-82,02 С - 82,02-82,03 D - 82,03-82,04 Е - 82,04-82,05. Максимально допустимый износ цилиндра составляет 0,15 мм на диаметр.

В нижней части блока цилиндров имеется пять опор коренных подшипников со съемными крышками, которые крепятся к блоку специальными болтами. Крышки невзаимозаменяемые (отверстия под подшипники обрабатываются в сборе с крышками) и маркированы для отличия рисками на наружной поверхности. В средней опоре имеются гнезда для упорных полуколец, препятствующих осевому перемещению коленчатого вала. Спереди (со стороны шкива коленчатого вала) ставится сталеалюминевое полукольцо, сзади - металлокерамическое. Кольца изготовляются с номинальной и увеличенной на 0,127 мм толщиной. При превышении осевого зазора коленчатого вала 0,35 мм меняются одно или оба полукольца (номинальный зазор - 0,06-0,26 мм).

Вкладыши коренных и шатунных подшипников - тонкостенные сталеалюминевые. Верхние коренные вкладыши первой, второй, четвертой и пятой опор, устанавливаемые в блоке цилиндров, снабжены канавкой на внутренней поверхности. У нижних коренных вкладышей, верхнего вкладыша третьей опоры и шатунных вкладышей канавки отсутствуют. Ремонтные вкладыши выпускаются под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0,25, 0,50, 0,75 и 1,00 мм.

Коленчатый вал изготовлен из высокопрочного чугуна. Он имеет пять коренных и четыре шатунных шейки и снабжен восемью противовесами, отлитыми заодно с валом. Коленчатый вал двигателя 2112 отличается от коленчатого вала двигателей 2110 и 2111 формой противовесов и повышенной прочностью. Поэтому не допускается установка коленчатого вала от двигателей 2110 и 2111 в двигатель 2112. Для подачи масла от коренных шеек к шатунным в коленчатом вале просверлены каналы, выходные отверстия которых закрыты запрессованными заглушками.

На переднем конце коленчатого вала на сегментной шпонке установлен зубчатый шкив привода распределительного вала, к нему крепится шкив привода генератора, который также является демпфером крутильных колебаний коленчатого вала. На зубчатом венце шкива два зуба из 60 отсутствуют - впадины служат для работы датчика положения коленчатого вала.

К заднему концу коленчатого вала шестью самоконтрящимися болтами через общую шайбу крепится маховик (индекс 2110), отлитый из чугуна, с напрессованным стальным зубчатым венцом, служащим для пуска двигателя стартером. Конусообразная лунка около венца маховика должна находиться напротив шатунной шейки четвертого цилиндра (это необходимо для определения ВМТ после сборки двигателя).

Шатуны - стальные, двутаврового сечения, обрабатываются вместе с крышками. На крышках, как и на шатунах, клеймится номер цилиндра (он должен находиться по одну сторону шатуна и крышки). Шатуны по диаметру сталебронзовой втулки, запрессованной в верхнюю головку, подразделяются на три класса с шагом 0,004 мм. Номер класса клеймится на крышке шатуна. Также шатуны подразделяются на классы по массе - они маркируются краской или буквой на крышке шатуна.

Поршневой палец - стальной, трубчатого сечения, плавающего типа (свободно вращается в верхней головке шатуна и в бобышках поршня). От выпадения он зафиксирован двумя стопорными пружинными кольцами, которые располагаются в проточках бобышек поршня. Различают три класса пальцев по наружному диаметру (через 0,004 мм): 1 - с синей, 2 - зеленой, 3 - красной (наименьшего диаметра) метками.

Поршень - из алюминиевого сплава. Юбка поршня в продольном сечении - коническая, в поперечном - овальная. В верхней части поршня проточены три канавки под поршневые кольца. Канавка маслосъемного кольца имеет выходящие в бобышки сверления, по которым масло, собранное кольцом со стенок цилиндра, поступает к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец смещено от диаметральной плоскости поршня на 1 мм. При установке поршня необходимо ориентироваться по стрелке, выбитой на днище (она должна быть направлена в сторону шкива коленчатого вала). У поршней двигателя 2112 днище плоское, с четырьмя углублениями под клапаны (у поршней двигателей 2110 и 2111 днище имеет овальную выемку). Поршни по наружному диаметру (измеряется в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня), как и цилиндры, подразделяются на пять классов (маркировка - на днище). Диаметр поршня (для номинального размера, мм): А - 81,965-81,975 В - 81,975-81,985 С - 81,985-81,995 D - 81,995-82,005 Е - 82,005-82,015

В продажу поступают поршни классов А, С и Е (номинального и ремонтных размеров): расчетный зазор между ними - 0,025-0,045 мм, а максимально допустимый зазор при износе - 0,15 мм. Не рекомендуется устанавливать новый поршень в изношенный цилиндр без его расточки: проточка под верхнее поршневое кольцо в новом поршне может оказаться чуть выше, чем в старом, и кольцо может сломаться о «ступеньку», образующуюся в верхней части цилиндра при его износе. У поршней ремонтных размеров на днище выбивается треугольник (+ 0,4 мм) или квадрат (+ 0,8 мм).

По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса: 1 - 21,978-21,982 2 - 21,982-21,986 3 - 21,986-21,990. Класс поршня также выбивается на его днище. Поршень и палец должны быть одного класса. Поршни одного двигателя подбирают по массе (разброс не должен превышать 5 г) - это делается для уменьшения дисбаланса кривошипно-шатунного механизма.

Верхние два поршневых кольца - компрессионные, препятствующие прорыву газов в картер двигателя. Также они способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Нижнее кольцо - маслосъемное.

Головка цилиндров - общая для всех четырех цилиндров - из алюминиевого сплава. Центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью винтами. Между блоком и головкой (их поверхности должны быть сухими) устанавливается безусадочная металлоармированная прокладка (ее повторное использование не допускается). В верхней части головки цилиндров расположены опоры распределительных валов - по пять с каждой стороны головки. Отверстия в опорах, выполненных разъемными, обрабатываются в сборе с корпусом подшипников. Заменять корпус необходимо в сборе с головкой цилиндров. На поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусом подшипников, наносят герметик Локтайт №574.

Распределительные валы - литые, чугунные, пятиопорные, у каждого - восемь кулачков (пара соседних кулачков открывает одновременно два клапана в цилиндре). Распределительные валы приводятся во вращение зубчатым ремнем от коленчатого вала. В связи с повышенными нагрузками на зубчатый ремень его ширина в двигателе 2112, по сравнению с 2110 и 2111, увеличена с 19,0 до 25,4 мм (соответственно, увеличена ширина зубчатых шкивов и роликов). Под шкивом впускного распределительного вала находится опорный ролик, под выпускным - натяжной. Для работы датчика фаз к зубчатому шкиву впускного распределительного вала приварен диск. На приводных шестернях имеются установочные метки: если метка на шкиве коленчатого вала совпадает с меткой на корпусе масляного насоса (метка на маховике находится против среднего деления шкалы на картере сцепления), то метки на шкивах распределительных валов должны совпадать с метками на задней крышке привода распределительных валов.

Седла (изготовленные из металлокерамики) и направляющие втулки клапанов (латунные) запрессованы в головку цилиндров. Отверстия во втулках обрабатываются после запрессовки. Внутренний диаметр втулок уменьшен, по сравнению с двигателями 2110 и 2111, с 8 до 7 мм. В комплекте запасных частей поставляются также ремонтные втулки с наружным диаметром 12,279-12,290 мм (увеличенным на 0,2 мм по сравнению с номинальным). На внутренней поверхности втулок для смазки выполнены канавки, похожие на резьбу: у втулок впускных клапанов - на всю длину, у выпускных - до половины длины отверстия. Сверху на втулки надеты маслоотражательные колпачки, изготовленные из маслостойкой резины.

Клапаны - стальные. Выпускные - с головкой из жаропрочной стали с наплавленной фаской. Площадь тарелки впускного клапана больше, чем выпускного. Клапаны расположены в два ряда, V_образно. Приводятся в действие от кулачков распределительных валов через гидротолкатели. Ось кулачка смещена относительно оси гидротолкателя на 1 мм. За счет этого при работе двигателя корпус толкателя поворачивается вокруг своей оси, что способствует его более равномерному износу.

Гидротолкатели выбирают зазор между кулачком и корпусом толкателя при работе двигателя, что уменьшает шум газораспределительного механизма, а также исключает его обслуживание (регулировка зазора не требуется). Для работы гидротолкателей необходима постоянная подача масла под давлением. Для этого в головке цилиндров имеется канал с обратным шариковым клапаном (он предотвращает слив масла из каналов после остановки двигателя), а также каналы на нижней плоскости корпуса подшипников (они же подводят масло и к шейкам распределительных валов). Гидротолкатели весьма чувствительны к качеству масла и его чистоте. При наличии в масле механических примесей возможен быстрый выход из строя плунжерной пары гидротолкателя, что сопровождается повышенным шумом в газораспределительном механизме и интенсивным износом кулачков распределительного вала. Неисправный гидротолкатель ремонту не подлежит, его следует заменить.

Клапан закрывается под действием одной пружины. Нижним концом она опирается на шайбу, а верхним - на тарелку, удерживаемую двумя сухарями. Сложенные сухари снаружи имеют форму усеченного конуса, а на внутренней поверхности - три упорных буртика, входящие в проточки на стержне клапана.

Смазка двигателя - комбинированная. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники, пары «опора - шейка распредвала», гидротолкатели. Разбрызгиванием масло подается на стенки цилиндров (далее к поршневым кольцам и пальцам), на днище поршней, к паре «кулачок распределительного вала - толкатель» и стержням клапанов. Остальные узлы смазываются самотеком.

Масляный насос - с шестернями внутреннего зацепления и редукционным клапаном - установлен на передней стенке блока цилиндров. Ведущая шестерня установлена на двух лысках на переднем конце коленчатого вала. Предельный диаметр гнезда под ведомую (большую) шестерню при износе не должен превышать 75,10 мм, минимальная ширина сегмента на корпусе, разделяющего ведущую и ведомую шестерни, - 3,40 мм. Осевой зазор для ведущей шестерни не должен превышать 0,12 мм, для ведомой - 0,15 мм. К крышке второго коренного подшипника и корпусу насоса болтами крепится маслоприемник.

Масляный фильтр - полнопоточный, неразборный, снабжен перепускным и противодренажным клапанами.

Система вентиляции картера - закрытая, принудительная, отсос газов происходит через маслоотделитель, расположенный в крышке головки цилиндров.

Техническая характеристика двигателей автомобиля ВАЗ-2112

Обозначение двигателя

2112

21124

Тип двигателя

Бензиновый, четырехтактный, с искровым зажиганием

Число и расположение цилиндров

Четырехцилиндровый, рядный

Диаметр цилиндра, мм

82,0

Ход поршня, мм

71,0

75,6

Рабочий объем, л

1,499

1,596

Система зажигания

Бесконтактная

Выполнена как часть электронной системы управления двигателем

Система питания

Карбюратор с полуавтоматом пуска

Распределенный впрыск топлива

Кол - во распределительных валов, шт.

2

Кол - во клапанов на цилиндр, шт.

4

Степень сжатия

10,5

10,3

Нормы токсичности отработавших газов

R83 / Евро_2/3

Евро_2/3

Нейтрализатор

нет/есть

катколлектор

Марка бензина, ГОСТ 51105-97

АИ_91

АИ_95, неэтилированный

Номинальная мощность по ГОСТ 14846-81 нетто, кВт

66,7

65,5

Номинальная частота вращения коленвала, мин -1

5600

5000

Максимальный крутящий момент по ГОСТ 14846-81 нетто, Н*м

127,5

131,0

Частота вращения коленвала, соответствующая максимальному крутящему моменту, мин -1

3700

3700

Минимальная частота вращения коленвала на холостом ходу, мин -1

750+50

800+50

1. Назначение, конструктивные особенности, условия работы коленчатого вала, технические условия на дефектацию и ремонт коленчатого вала, расчет ремонтных размеров

Коленчатый вал предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное. Коленчатый вал является основной деталью Д.В.С.

Класс детали: Вал (стержень с фасонной поверхностью). Твёрдость поверхности подвержена термической обработке. Шероховатость обозначается RA и RZ.

RA = 0,2 - 0,4 мкн

Овальность вала должна быть не более 0,05 мм. Базовой поверхностью для коленчатого вала является ось вращения. На заводе ? изготовителе с очень большой точностью устанавливают центровочные фаски, совмещённые с этой осью на торцевых поверхностях вала. При восстановлении вала ремонт производится относительно базовой поверхности.

Условия работы детали при эксплуатации

- наличие трения на рабочих поверхностях детали, изнашивание;

- характер износа детали: овальность, конусность, задиры шеек коленчатого вала;

- характер нагрузок: ударные;

- характер деформаций: скручивание, изгиб; температурный режим: 100оС

Определить ремонтные размеры, по формуле:

n = (dном-dмин)/2 (Имах + Z),

где: dном - нормальный диаметр вала;

dмин - минимальный допустимый диаметр вала;

Имах - максимальный износ детали на сторону;

Z - припуск на механическую обработку.

Ремонтные размеры шеек коленчатого вала ВАЗ-2112, мм

dном

-0,25

-0,50

-0,75

-1,00

Шатунные шейки

47,83-47,85

47,58-47,60

47,33-47,35

47,08-47,10

46,83-46,85

Коренные шейки

50,799-50,819

50,549-50,569

50,299-50,319

50,049-50,069

49,799-49,819

Таблица 1.1 Технологическая карта на дефектацию коленчатого вала

Деталь:

Материал: Высокопрочный чугун

Твердость шеек:

Возможные дефекты

Способ установления дефекта и средства контроля

Размер, мм

Рекомендации по устранению дефекта

По рабочему

чертежу

(dном)

Допустимый без ремонта

(dмин)

1

Обломы и трещины

Визуальный осмотр

-

-

Брак

2

Изгиб вала

Стенд контроля прогиба

Биение средней

коренной шейки не более 0,03 мм

0,05

Править

3

Увеличение длины шатунных шеек

Калибр

-

-

-

4

Износ шатунных шеек

Скоба

47,83-47,85

46,83-46,85

Шлифовать под ремонтный размер

5

Износ коренных шеек

Скоба

50,799-50,819

49,799-49,81

Шлифовать под ремонтный размер

2. Технологическая часть

2.1 Разработка технологического процесса восстановления детали

В настоящее время чугунные коленчатые валы используются в двигателях современных автомобилей отечественного производства: «Волга», «Газель», «Ваз» и т.д. В некоторых автохозяйствах парк этих машин составляет до 80% от всего количества машин. Перестройка народного хозяйства и структурные изменения в нашей стране привели к разукрупнению автохозяйств, появлению мелких парков машин со смешанной формой собственности. Одной из задач, вставшей перед этими автохозяйствами, становится поддержание машин в рабочем состоянии при ограниченных финансовых ресурсах. Поэтому процесс восстановления изношенных деталей является на сегодняшний день актуальной задачей. Существует несколько технологий восстановления чугунных коленчатых валов:

1. Шлифовка под ремонтные размеры

Один из часто применяемых способов восстановления работоспособности коленчатых валов. Преимущества этого способа в его технологической простоте. Из оборудования требуется наличие кругло-шлифовального станка и типовой оснастки к нему. Но у этого способа имеется и ряд недостатков. Потеря взаимозаменяемости деталей, потребность в деталях (вкладыши) с ремонтными размерами, наличие складских площадей под них.

2. Вибродуговая наплавка в жидкости

При этом способе качество наплавленного металла зависит от многих факторов и резко ухудшается при изменении режимов наплавки и химического состава электродной проволоки. Поэтому даже при хорошо отлаженном процессе восстановления на шейках чугунных коленчатых валов часто встречаются поры и трещины. Количество пор увеличивается по глубине слоя, поэтому восстановленные чугунные коленчатые валы шлифуют лишь до третьего ремонтного размера, а затем выбраковывают. Усталостная прочность чугунных коленчатых валов, восстановленных вибродуговой наплавкой в жидкости, снижается на 35-40%. Однако благодаря двукратному запасу прочности в эксплуатации наблюдается незначительное количество их поломок. Но применение этого способа наплавки для восстановления чугунных коленчатых валов двигателей грузовых автомобилей из-за значительного снижения усталостной прочности становиться не приемлемым.

3. Вибродуговая наплавка в водокислородной среде

При этом способе восстановления наплавленный металл имеет структуру троостита, переходящую в сорбитообразный перлит с твердостью слоя HRC 42-48. Такой металл по износостойкости уступает высокопрочному чугуну, тем не менее, коленчатые валы, восстановленные этим способом, обеспечивают срок службы двигателей соответствующий пробегу автомобиля 50-60 тыс. км. Сведений об усталостной прочности чугунных коленчатых валов, восстановленных наплавкой в водокислородной среде, не имеется. В целом эксплуатационные свойства таких валов изучены не достаточно, но из-за низкой в сравнении с высокопрочным чугуном износостойкости наплавленного металла этот способ наплавки не может быть рекомендован к повсеместному использованию.

4. Однослойная наплавка под флюсом

Для наплавки применяли проволоку разных марок, в том числе пружинную 2 класса ГОСТ 1071-81, ОВС, НП_30ХГСА, Св_08, Св_10Х13, Св_12ГС ГОСТ 792-67 и другие. Наплавку производили под флюсами АН_348А, ОСЦ_45, АН_15, АН_20 ГОСТ 9087-81 без примешивания и с примешиванием к флюсу графита, феррохрома, ферромарганца, ферромолибдена, алюминиевого порошка и других компонентов для получения наплавленного металла мартенситной структуры с твердостью HCR 56-62 без пор и трещин. Наплавку производили при разном шаге, прямой и обратной полярности, разных напряжений дуги и индуктивности сварочной цепи, скорости подачи электродной проволоки и вращения детали. Все разновидности однослойной наплавки под флюсом не дали положительных результатов. Наплавленный металл имел неоднородную структуру и твердость, содержал поры, трещины и шлаковые включения.

5. Двухслойная наплавка проволокой Св_08 под легирующим слоем флюса

Этот способ наплавки разработан в НИИАТ. Лучшие результаты из многочисленных вариантов двухслойной наплавки получаются при использовании малоуглеродистой проволоки Св_08 диаметром 1,6 мм и легирующего флюса АН_348А (2,5 части графита, 2 части феррохрома №6 и 0,25 частей жидкого стекла). Металл первого слоя имеет аустенитное строение и твердость HRC 35-38. Второй слой имеет мартенситное строение и твердость HRC 56-62 и содержит небольшое количество пор. Недостатком этого способа наплавки является образование большого количества трещин в наплавленном слое, вызывающих повышенный износ сопряженных вкладышей. Усталостная прочность чугунных коленчатых валов двигателей ЗМЗ 53_А, восстановленных двухслойной наплавкой под легирующим флюсом, снижается на 26-28%, т.е. меньше, чем при вибродуговой наплавке в жидкости. Наличие на поверхности шеек большого количества трещин не позволяет рекомендовать этот способ для широкого применения.

6. Двухслойная наплавка порошковой проволокой

Наплавленный металл второго слоя имеет структуру мартенсита и твердость HRC 56-60. Существенным недостатком этого способа наплавки является образование пор, раковин и трещин в наплавленном слое. Износостойкость наплавленных шеек находится на уровне не наплавленных. Усталостная прочность восстановленных чугунных коленчатых валов снижается на 44%. В связи с выше перечисленными недостатками этот способ восстановления чугунных коленчатых валов рекомендовать нельзя.

7. Наплавка в среде углекислого газа

Шейки чугунных коленчатых валов наплавляются проволокой разных марок, в том числе Нп_2Х13, ОВС, Св_12ГС, Нп_30ХГСА, Св_08 и другими. Во всех случаях структура наплавленного металла была неудовлетворительной, в слое имелись поры и трещины. Наименьшее количество дефектов на поверхности шеек получается при наплавке проволокой Нп_2Х13, наплавленный металл при этом имеет структуру аустенита с карбидной сеткой и неравномерную по длине твердость, колеблющуюся от HRC 51-60. Износ шеек чугунных коленчатых валов, наплавленных в углекислом газе проволокой Нп_2Х13, был больше не наплавленных шеек. Усталостная прочность при этом способе снижается на 45-50%. Из-за указанных недостатков такую наплавку применять нецелесообразно.

8. Плазменная металлизация

Среди новых технологических процессов большой интерес для процесса восстановления деталей автомобилей представляет способы нанесения металлопокрытий с использованием плазменной струи в качестве источника тепловой энергии. Наиболее перспективным способом восстановления деталей нанесением износостойких металлопокрытий является плазменное напыление с последующим оплавлением покрытия. При этом в металле оплавленного покрытия доля основного металла минимальна. Покрытие обладает высокой износостойкостью, без пор и трещин. Процесс является высокопроизводительным. Недостатком этого способа является высокие начальные капиталовложения в оборудование. В нынешних условиях при отсутствии оборотных средств у предприятий этот недостаток не позволяет рекомендовать способ к повсеместному использованию.

9. Наплавка под легирующим флюсом по оболочке

Этот способ восстановления чугунных коленчатых валов позволяет получить наплавленный металл без пор и трещин при более высокой, по сравнению с другими способами, усталостной прочности восстановленных чугунных коленчатых валов. Достоинством этого способа является отсутствие пор и трещин, высокие прочностные характеристики и простое, доступное по цене, оборудование. Сущность способа заключается в следующем. Деталь обертывают металлической оболочкой из листовой стали, плотно прижимают оболочку к поверхности детали с помощью специального приспособления и сваркой в среде углекислого газа прихватывают ее в стыке. После удаления приспособления производят автоматическую наплавку детали под флюсом по металлической оболочке непосредственно.

2.1.1 Выбор рационального способа восстановления детали

1. Износ шеек коленчатого вала устраняют восстановлением покрытий наплавкой под легирующим флюсом по оболочке с последующей слесарно-механической обработкой.

2. Биение коленчатого вала устраняют с помощью правки методом статического изгиба с последующей слесарно-механической обработкой.

2.1.2 Определение последовательности выполнения операций

Износ шеек коленчатого вала

1. Обрабатывают изношенные шейки коленчатого вала (с начала коренные, затем шатунные) для устранения овальности шеек и удаления поверхностных слоев шеек с накопившимися усталостными повреждениями.

2. Наращивают шейки коленчатого вала с помощью нанесения покрытий наплавкой под легирующим флюсом по оболочке.

3. Шлифуют восстановленные шейки коленчатого вала до номинального размера - 50,799-50,819 мм (коренные) и 47,83-47,85 мм (шатунные).

4. Полируют шейки коленчатого вала.

Биение коленчатого вала

Устраняют радиальное биение вала с помощью статического изгиба. Правку проводят на гидравлических прессах путём нагружения и разгружения вала. В зависимости от прогиба зависит число нагружений, их величина и направление. Процесс нагружения повторяют до тех пор, пока прогиб оси вала не станет меньше допустимого.

Таблица 2.1.2 Технологический процесс устранения группы дефектов коленчатого вала

Дефект

Способ устранения

№ операции

Наименование и содержание операции

Установочная база

Биение вала

Способ статического изгиба

№1

Правку проводят на гидравлических прессах путём нагружения и разгружения вала. В зависимости от прогиба зависит число нагружений, их величина и направление. Процесс нагружения повторяют до тех пор, пока прогиб оси вала не станет меньше допустимого.

Коленчатый вал

Износ шатунных и коренных шеек

Наплавка под легирующим флюсом по оболочке

№1

№2

№3

Токарная

Шлифование шатунных и коренных шеек под наплавку

Наплавка

Наплавить оболочку к шейкам

Токарная

Проточить шейк

Коленчатый вал

2.1.3 Разработка операций технологического процесса

Таблица 2.1.3 ч. 1 Последовательность выполнения операций

Наименование и содержание операций

Оборудование

Приспособления

Инструмент

Рабочий

Измерительный

1. Установить вал в электропечь и нагреть до 400оС

Электропечь

-

-

-

2. Вынуть вал из печи и установить вал первой и пятой коренными шейками на призмы пресса

Призмы пресса 2154

-

-

Индикатор

часового типа

3. Проверить биение третьей коренной шейки и выправить вал до биения, не превышающего 0,03 мм

Пресс 2154

-

-

Индикатор

часового типа

4. Снять деталь

-

-

-

Устранение износа шеек коленчатого вала

Таблица 2.1.3 ч. 2 Последовательность выполнения операций

Наименование и содержание операций

Оборудование

Приспособления

Инструмент

Рабочий

Измерительный

1. Перешлифовка коренных шеек под наплавку с оболочкой

Шлифовальный станок коленвалов

3423

Поводковый патрон с поводком и центрами

Шлифовальный круг

ПП60х40х305

Микрометр

2. Перешлифовка шатунных шеек под наплавку с оболочкой

Шлифовальный станок коленвалов

3423

Поводковый патрон с поводком и центрами

Шлифовальный круг

ПП60х40х305

Микрометр

3. Обернуть металлическими оболочками все коренные шейки и прихватить их

Полуавтомат А580М

Стенд для зажима, флюс АН_348А

-

-

4. Проконтролировать плотность прилегания оболочки к шейкам путем постукивания стержнем. В случае неплотного прилегания зубилом удалить оболочку и надеть новую

-

Металлический стержень

-

-

5. Проварить стыки оболочек флюсом АН_348А

Полуавтомат А580М

Стенд для зажима, флюс АН_348А

-

-

6. Обернуть металлическими оболочками все шатунные шейки и прихватить их

Полуавтомат А580М

Стенд для зажима, флюс АН_348А

-

-

7. Проконтролировать плотность прилегания оболочки к шейкам

-

Металлический стержень

-

-

8. Проварить стыки оболочек флюсом АН_348А

Полуавтомат А580М

Стенд для зажима, флюс АН_348А

-

-

9. Шлифовать коренные шейки до диаметра 50,799 мм

Шлифовальный станок коленвалов

3423

Поводковый патрон с поводком и центрами

Шлифовальный круг

ПП60х40х305

Микрометр

10. Проверить качество наплавленного слоя; поры, раковины, трещины и шлаковые включения не допускаются; на бракованных шейках отшлифовать металл и наплавить новый

-

-

-

-

11. Шлифовать шатунные шейки до диаметра 47,83 мм

Шлифовальный станок коленвалов

3423

Поводковый патрон с поводком и центрами

Шлифовальный круг

ПП60х40х305

Микрометр

12. Проверить качество наплавленного слоя; поры, раковины, трещины и шлаковые включения не допускаются; на бракованных шейках отшлифовать металл и наплавить новый

-

-

-

-

13. Полировать шейки вала

-

Приспособление для полировки

-

-

14. Продуть и промыть коленчатый вал

Ванна с содовым раствором

Компрессор

-

-

2.1.4 Расчет режимов обработки

Режим правки

Правку проводят на гидравлических прессах путём нагружения и разгружения вала. В зависимости от прогиба зависит число нагружений, их величина и направление. Процесс нагружения повторяют до тех пор, пока прогиб оси вала не станет меньше допустимого.

Режим шлифования

Окружная скорость:

Шлифовального круга, м/с____________________25-35

Шлифуемой поверхности, м/мин_____________18-25 (коренные шейки)

7-12 (шатунные шейки)

Поперечная подача круга, м/м:

Черновое шлифование__________________________0,02-0,03

Чистое шлифование_____________________________0,003-0,06

Продольная подача, мм/об______________________7-11

Режим наплавки

Марка сварочной проволоки ____________________ Св_08ГС

Диаметр проволоки, мм ________________________1,6-2,5

Сила тока, А_______________________________________150-200

Напряжение, В ___________________________________25-35

Скорость подачи проволоки, м/ч______________75-180

Скорость наплавки, м/ч ________________________10-30

3. Расчет проектируемого участка

3.1 Характеристика проектируемого участка

В этом разделе рассматриваются назначение участка, цеха и выполняемая работа, наличие оборудования и оснастки, технологическая связь с другими цехами и участками (схема технологического процесса). Моторный участок предназначен для ремонта двигателя. Характерными работами при ремонте двигателя являются: замена поршневых колец, поршней, поршневых пальцев, замена вкладышей шатунных и поршневых подшипников на вкладыши эксплуатационных размеров, замена прокладки головки блока, устранение трещин и пробоев (в сварочном отделении), притирка и шлифовка клапанов. После выполнения ремонта двигателя необходимо проводить холодную и горячую обкатку с целью обеспечения надежной притирки узлов и деталей после ремонта без нагрузки, что обеспечивает большую их долговечность в эксплуатационных условиях. Выбор технологического оборудования обуславливается видами выполняемых работ и техническими характеристиками подвижного состава.

3.1.1 Расчет численности производственных рабочих

Годовой производственный фонд времени рассчитывается по календарю и режиму работы конкретного предприятия (участка) на планируемый период.

В общем случае годовой производственный фонд времени рабочего места:

- при пятидневной рабочей неделе

Фрм = Тсм*(Дкг - Дв - Дпр)

где Тсм - продолжительность рабочей смены (8 часов)

Дкг - число календарных дней в году (365 дней)

Дв - число выходных дней в году (104 дня)

Дпр - число праздничных дней в году (12 дней)

Фрм = 8* (365 - 104 - 12)=1992 ч.

Действительный производственный фонд времени:

Фпр = [Т см*(Дк - Двых - Дпр - Дотп)]*Кп

Где - Дотп - дни отпуска (24 дня)

Кп - коэффициент пропуска рабочих дней по уважительной причине (0,9)

Фпр = [8*(365 - 104 - 12 - 24)]*0,9 = 1620 ч.

Принимаем: фонд рабочего места - 1992 ч.

Фонд производственного рабочего - 1620 ч.

Годовой объем работ

Тг = t · Nr

t = tэ*k1*k2*k3*k4*k5

Где - Nr - годовая производственная программа (2500 шт.)

t - трудоемкость на единицу продукции

t = 45*1,0*0,9*1,05*0,97*0,56=23,09 чел.*час.

Тг = 23,09*2500=57725 час.

Таблица 3.1.1 Годовые фонды времени производственных рабочих (по ОНТП_01-86)

Профессия рабочих

Число дней основного отпуска в году

Годовой фонд времени при односменной работе, ч

Фрм

Фпр

Уборщик и мойщик подвижного состава, грузчик, комплектовщик, водитель легкового автомобиля.

15

2070

1860

Слесарь по ТО и ремонту, слесарь по ремонту агрегатов и узлов, моторист, электрик, шиномонтажник, станочник по металлообработке, столяр, обойщик, арматурщик, жестянщик, слесарь по ремонту оборудования и инструмента, кладовщик, смазчик-заправщик, водитель грузового автомобиля грузоподъемностью до Зт, водитель электропогрузчика.

18

1992

1620

Слесарь по ремонту приборов системы питания двигателей, работающих на этилированном бензине, кузнец, медник, газоэлекгросварщик, вулканизаторщик, аккумуляторщик, водитель автобуса, грузового автомобиля грузоподъемностью Зт и более

24

2070

1820

Маляр

24

1830

1610

Число штатных рабочих определяется по формуле:

Ршт = Тг / (фпр * Кпл)

Где - Тг - годовой объем работ (57725 час.)

Фпр - годовой фонд времени одного производственного рабочего (1620 час.)

Кпл - коэффициент учитывающий повышение производительности труда (1,20)

Ршт = 57725 / (1620 * 1,20)= 29,69 ? 30 чел.

Число явочных рабочих определяется по формуле:

Ряв = Тг / (фрм * Кпл)

Где - Фрм - годовой фонд рабочего места (1992 час.)

Ряв = 57725 / (1992 * 1,20)=24 чел.

Число вспомогательных рабочих:

Рвсп = Рмт * Пвсп

Где - Пвсп - процент вспомогательных рабочих (0,25)

Рвсп = 30 * 0,25 ? 8 чел.

Число инженерно-технических работников:

Ритр = (Ршт + Рвсп) * Питр

Где - Питр - процент инженерно-технических работников (0,10)

Ритр = (30 + 8) * 0,10 = 3,8 ? 4 чел.

3.2 Подбор технологического оборудования

К основному оборудование ремонтного предприятия относится оборудование, на котором выполняются основные, наиболее сложные и трудоемкие технологические операции. Это моечные машины, металлорежущие станки, гальванические ванны, стенды для разборки и сборки агрегатов и пр.

По трудоемкости технологических операций рассчитывается число единиц технологического оборудования для разборки-сборки агрегатов и механической обработки:

Хобр = Тг / (Фдоб * Кпп)

Где - Тг - годовой объем работ (57725 час.)

Фдоб - годовой действительный фонд времени работы оборудования (1992 час.)

Кпп - коэффициент учитывающий повышение производительности труда (1,20)

Хобр = 57725 / (1992 * 1,20) = 24 единицы

Таблица 3.2 Технологическое оборудование

Наименование

Количество

1

Стенд для разборки двигателя

2

2

Стенд для сборки

5

3

Верстак

5

4

Навесной стеллаж

5

5

Стеллаж

4

6

Автоматизированная моечная установка

1

7

Ручная мойка

1

8

Шлифовальный станок

1

9

Вертикально-расточной станок

1

10

Вертикально - хонинговальный станок

1

11

Горизонтально - хонинговальный станок

1

12

Токарный станок

1

13

Вертикально-фрезерный станок

1

14

Заточной станок

1

15

Вертикально-сверлильный станок

1

16

Прочее вспомогательное оборудование

1

Таблица 3.2.1 Технологическая оснастка

Наименование

Тип и модель

Количество

Универсальный комплект приспособлений для разборки и сборки узлов автомобиля

ПНМ - 192

1 комплект

Приспособление для сборки шатунов с поршнем

-

1

Приспособления для установки поршня

-

1

Приспособления для снятия и постановки поршневых колец

ПИМ - 1357-05Б

1

Щипцы для снятия и постановки стопорных колец

-

1

Съёмник для выпрессовки гильз цилиндров

-

1

Приспособление для очистки канавок от нагара

-

1

Приспособление для снятия кромки в верхней части цилиндров двигателя

-

1

Приспособление для выпрессовки и установки втулок верхней головке шатунов

-

1

Контрольные пластины подгонки вкладышей коленчатого вала

-

1 комплект

Захват для подъёма коленчатых валов

-

1

Съёмник для клапанных пружин с нижним расположением клапанов

-

1

Захват для подъёма и снятия головки цилиндров

ПИМ - 1337-02

1

Таблица 3.2.2 Организационная оснастка

Наименование

Тип или модель

Габаритные размеры, мм.

Количество

Слесарный верстак

СД_3701-04

1250x800

1

Стеллаж для деталей

ОРГ_1468-05-230А

1400x500

1

Ларь для обтирочных материалов.

ОРГ_1468-07-090А

800x400

1

Стеллаж для инструментов

ОРГ_1468-05-280

1400x500

1

Шкаф настенный для приборов и инструментов

ОРГ_1468-07-010А

500x400

1

Ларь для отходов

ОРГ_1468-07-090А

800x400

1

Стул

-

400

1

Стеллаж для хранения двигателей

-

1300x1200

1

Конторский стол

-

1100x670

1

Умывальник

-

500x400

1

3.3 Расчет производственных площадей

Расчет производственной площади определяется по суммарной площади пола, занятой оборудованием, с использованием коэффициента плотности расстановки оборудования:

Fц = Коб * ?Fоб

?Fоб = 24 * 2 = 48 м2

где - Коб - коэффициент плотности расстановки оборудования (4,5)

?Fоб - суммарная габаритная площадь оборудования (48 м2)

Fц = 4,5 * 48 = 216 м2

Принимаем размер участка, равный 12 x 18 м

Коэффициенты плотности расстановки оборудования, принимаемые при расчете:

Участок разборки и мойки автомобиля, агрегатов, деталей…… 3,5

Участок ремонта рам с участком окраски……………………… 4,0

Участок сборки

автомобилей………………………………………………………… 4,5

Участок ремонта

двигателей………………………………………………………… 4,5

Слесарно-механический участок……………………………………3,5

Сварочный участок………………………………………………… 4,5

Участок окраски кабин…………………………………………… 5,0

4. Конструкторская часть

4.1 Обоснование выбора приспособления

Удобней всего проводить работы по разборке и сборке двигателя, который приходится постоянно поворачивать, на специальном стенде, который можно изготовить собственными силами при помощи специалиста по сварке. Выполнение этих операций с тяжелыми узлами на верстаке не только неудобно, но и небезопасно. Все проблемы решаются при использовании такого стенда. Этот стенд, можно сказать, универсальный, т. к. при оснащении его дополнительным оборудованием может быть использован при разборке и сборке двигателя, коробок передач и задних мостов всех отечественных легковых автомобилей и иномарок. Его можно перемещать по мастерской (гаражу), а это позволяет более рационально использовать производственные площади. Что же касается более легких головок блоков цилиндров из алюминиевых сплавов, то ремонт их достаточно сложен и также желательно использование стенда.

4.2. Устройство и работа приспособления

Стойки изготавливаются из швеллера №10. При сварке стенда необходимо выдержать размер 755-5 мм. При установке на стенде двигателей используются поворотные лапы или траверсы. Для того чтобы установить двигатель на стенд, нужно снять с него кронштейны, опирающиеся на подушки опор поперечины. На четыре освободившиеся шпильки с каждой стороны прикрепить поворотные лапы (9) с шипами (7) дисками (6) через отверстие во фланце (5).

Двигатель с лапами установить в нижние крышки подшипников (4), приваренные на стойках (2). В случае несоосности шипов (7) левой и правой лапы, подогнать их посредством изгиба той ее части, где приварен диск (6), предварительно сняв лапы с двигателя.

Двигатель на стенде можно поворачивать на 360о, фиксируемый шаг поворота - 45о. Болты М16х55 крышек (3) подшипников стоек (2) затянуть усилием, обеспечивающим легкое вращение двигателя на стенде. При разборке и сборке двигателя установить фиксаторы (10) и при необходимости затянуть болты подшипников.

Стойки (2) стенда посредством приваренных к ним плит (1) крепятся к полу анкерными болтами.

5. Техника безопасности на проектируемом объекте и охрана окружающей среды

Гараж или бокс, где проводятся ремонтные работы, должен хорошо проветриваться, дверь - легко открываться как изнутри, так и снаружи. Проход к двери всегда держите свободным.

При работе двигателя (особенно на пусковых режимах) выделяется оксид углерода (угарный газ) - ядовитый газ без цвета и запаха. Опасная для жизни концентрация оксида углерода может образоваться даже в открытом гараже, поэтому перед запуском двигателя обеспечьте принудительный отсос отработавших газов за пределы гаража. При отсутствии принудительной вытяжки можно запускать двигатель на короткое время, надев на выпускную трубу отрезок шланга и вынув его наружу. При этом система выпуска и ее соединение со шлангом должны быть герметичны.

При ремонте системы питания впрысковых двигателей необходимо отсоединять «отрицательную» клемму аккумуляторной батареи от «массы» и сбрасывать давление в системе.

На время сварочных работ запаситесь огнетушителем (лучше углекислотным). Перед этим отсоедините провода от всех клемм генератора и аккумуляторной батареи, отключите все электронные блоки управления от бортовой сети автомобиля, а контакт «массы» сварочного провода располагайте как можно ближе к месту сварки. Проследите за тем, чтобы электрический ток не проходил через подвижные (подшипники, шаровые опоры) или резьбовые соединения - иначе они могут быть повреждены.

При ремонте цепей электрооборудования или при риске их повреждения (сварка, рихтовка вблизи жгутов проводов) отключайте «отрицательную» клемму аккумулятора.

Для защиты рук от порезов и ушибов во время «силовых» операций надевайте перчатки (лучше кожаные). Для защиты глаз надевайте очки (лучше специальные, с боковыми щитками). При работе с электролитом очки обязательны.

При возможности пользуйтесь ромбическим или гидравлическим домкратами взамен штатного - они более устойчивы и надежны. Не применяйте неисправный инструмент: рожковые ключи с «раскрывшимся» зевом или смятыми губками, отвертки со скругленным, скрученным шлицем или неправильно заточенные, пассатижи с плохо закрепленными пластмассовыми ручками, молотки с незафиксированной ручкой и т.п.

При вывешивании автомобиля (с помощью домкрата или подъемника) никогда не находитесь под ним. Предварительно убедитесь, что соответствующие силовые элементы кузова (усилители пола, пороги) достаточно прочны. Используйте для подъема автомобиля только штатные точки опоры. Запрещается вывешивать автомобиль на двух или более домкратах - используйте подставки промышленного изготовления. Запрещается нагружать или разгружать автомобиль, стоящий на домкрате (садиться в него, снимать или устанавливать двигатель). При ремонте автомобиля со снятым двигателем (силовым агрегатом) учитывайте, что развесовка по осям изменилась: при вывешивании на домкрате такой автомобиль может упасть. Работайте только на ровной нескользкой площадке, под невывешенные колеса подкладывайте упоры.

Отработанные масла способствуют возникновению рака кожи. При попадании масла на руки, вытрите их ветошью, а затем протрите специальным «средством для чистки рук» (или подсолнечным маслом) и вымойте теплой водой с мылом (запрещается мыть руки горячей водой, при этом вредные вещества легко проникают через кожу!). При попадании на руки бензина, вытрите их чистой ветошью, а затем вымойте с мылом.

В охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя (антифризе) содержится этиленгликоль, который ядовит при попадании в организм и - в меньшей степени - при попадании на кожу. При отравлении антифризом нужно немедленно вызвать рвоту, промыть желудок, а в тяжелых случаях принять солевое слабительное (например, глауберову соль) и обратиться к врачу. При попадании на кожу - смыть большим количеством воды. То же при отравлении тормозной жидкостью.

Электролит при попадании на кожу вызывает жжение, покраснение. Если электролит попал на руки или в глаза, вначале смойте его большим количеством холодной воды. Запрещается мыть руки с мылом! Затем руки можно промыть раствором питьевой соды или нашатырного спирта (из автомобильной аптечки). Помните, что серная кислота даже в малых концентрациях разрушает органические волокна - берегите одежду! Поэтому при работе с аккумуляторной батареей (электролит почти всегда присутствует и на ее поверхности) надевайте очки и защитную одежду (резиновые перчатки желательны).

Бензин, масла, тормозная жидкость почти не перерабатываются естественным путем. Тормозная жидкость содержит ядовитые гликолевые эфиры, масла - отработавшие минеральные и органические присадки, внешние загрязнения, продукты изнашивания. Свинцовые аккумуляторы, помимо свинца, содержат сурьму и другие элементы, образующие высокотоксичные для организма человека соединения, долго сохраняющиеся в почве. Резинотехнические изделия и пластмассы также практически не разлагаются в естественных условиях, а при сжигании образуют токсичные, в том числе канцерогенные соединения.

Пожарная безопасность

Пожарная безопасность предусматривает комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также создание условий для успешного тушения пожара.

Наибольшую пожарную опасность представляет сварочное оборудование в связи с коротким замыканием проводов электросварочных аппаратов, наличием искр и брызг раскаленного металла, возможностью образования взрывоопасной смеси ацетилена с воздухом. Для тушения возникшего пожара должен иметься пожарный щит с лопатами, песком, баграми, ведрами и огнетушителями. Огнетушители являются основным средством тушения. Так как при возникновении пожара сварочное оборудование может находиться под напряжением, то для тушения следует применять углекислотные пенные огнетушители (ОУ_5).

Меры противопожарной профилактики состоят из организационных, технических, ремонтных и эксплуатационных мероприятий. Технические требования включают в себя соблюдение норм при проектировании зданий (как показано выше, они выполняются), монтаже оборудования. В качестве организационных, ремонтных и эксплуатационных мер необходимо:

соблюдать правила проведения сварочных работ, эксплуатации сварочного оборудования;

производить регламентированные профилактические осмотры, плановое обслуживание оборудования;

допускать к работе только квалифицированный персонал и своевременно проводить инструктажи по технике безопасности;

организовать специальное место для курения.

Защита окружающей среды

Воздействие транспорта и обеспечение функционирования его инфраструктуры на окружающую среду сопровождается значительным её загрязнением. В качестве основных видов воздействия транспортно-дорожного комплекса России можно отметить загрязнение атмосферного воздуха токсичными компонентами отработавших газов транспортных двигателей, выбросы в атмосферу стационарных источников загрязнения, образование производственных отходов и воздействие транспортного шума.

С транспортно-дорожным комплексом связаны газообразные, жидкие и твёрдые отходы, поступающие в атмосферу, подземные воды и поверхностные водоёмы. В результате сжигания органического топлива в двигателях транспортных средств в атмосферу поступает значительное количество углекислого газа и вредных веществ - свинца, углеводородов, оксидов углерода, серы и азота.

По данным Госкомстата РФ, ежегодно около 53% выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на выбросы транспортных средств. Общий объём выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом РФ составляет 70% от всех видов транспорта, или около 40% общего количества антропогенного загрязнения атмосферы.


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.