Технология восстановления деталей и узлов при сервисном обслуживании

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное Агентство по Образованию

БУЗУЛУКСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(филиал) Государственного образовательного учреждения

Высшего Профессионального Образования

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Технология восстановления деталей и узлов при сервисном обслуживании»

Бузулук 2006 г.

Введение

В процессе эксплуатации автомобиля его надежность и долговечность постепенно снижаются вследствие изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала из которого они изготовлены. При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда затраты средств и труда связанны с поддержанием их в работоспособном состоянии становятся больше прибили, которую они приносят в эксплуатации. Такое техническое состояние автомобилей считается предельным, и они направляются на капитальный ремонт. Задача КР состоит в том чтобы с оптимальными затратами восстановить утраченные автомобилем работоспособность и ресурс до уровня нового или близкого к нему.

Все детали, поступающие, в КР разбиваются на три группы:

- детали, которые полностью исчерпали свой ресурс, они сост. 25-30%;

- детали, ресурс которых позволяет использовать их без ремонта 30-35%;

- остальные детали 40-45 %.

Эти детали могут быть использованы повторно, только после их восстановления. Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10-50 % от стоимости их изготовления. При этом достигается большая экономия в металлах и трудовых ресурсах. Это связано с тем, что при ремонте деталей отсутствуют расходы на получение заготовок, так как исходным материалом служит сама деталь, имеющая лишь некоторые дефекты.

Многочисленные исследования и опыт работы ремонтных предприятий показывают, что многие автомобильные детали, отремонтированы современным способом, по долговечности и надежности не только не уступают соответствующим новым деталям, но и превосходящих в 1.5-2 раза.

Использование при КР автомобилей и агрегатов значительного количества, отремонтированных деталей дает большой экономический эффект, так как при этом сокращается расход запасных частей и более рационально используется металл в народном хозяйстве.

Детали целесообразно ремонтировать только в том случае, если на данном предприятии будет обеспеченно такое качество, при котором срок службы отремонтированной детали будет соответствовать сроку службы новых деталей или установленным межремонтному пробегу соответствующего агрегата и если себестоимость её ремонта будет ниже или равна цене новой детали.

Затраты на ремонт зависят от мощности и специализации ремонтных предприятий, степени совершенства технологии, организации производства и его оснащенности. Рекомендуется специализировать ремонтные мастерские и производственные участки на выполнение определенных ремонтных работ по двигателю, коробкам передач, электрооборудованию, кузовам и.т.д. Узкая специализация ремонтных предприятий позволяет применять наиболее производительные методы ремонта, типовые технологические процессы, средства механизации, улучшать качество и снижать себестоимость ремонта автомобиля. Поэтому детали автомобилей рекомендуется ремонтировать в централизованном порядке, на специализированных предприятиях, на которых будет обеспечена достаточная концентрация работ.

Сущность централизованного ремонта деталей заключается в следующем. Автотранспортные предприятия отбирают, согласно техническим условиям, для ремонта дефектные детали определенной номенклатуры и создают их на специализированные предприятия (цехи), последние оплачивают стоимость дефектных деталей по цене металлолома с учетом затрат на прием, хранение и транспортировку их от приемных пунктов до завода в соответствии с действующими тарифами. Взамен потребители получают отремонтированные детали по утвержденным ценам.

Для обеспечения бесперебойной выдачи потребителям отремонтированных деталей на специализированных предприятиях создают оборотный фонд деталей каждого наименования в количестве 8-10% от величины годовой производственной программы.

Опыт централизованного ремонта деталей показывает его большую экономическую эффективность. Он получил широкое применение в авторемонтном производстве.

1. Исходные данные для разработки технологического процесса

1.1 Программа производства

Программа производства: коленчатого вала - 500 штук в год.

2. Анализ исходных данных

2.1 Краткая характеристика восстанавливаемой детали и условия эксплуатации

Коленчатый вал - одна из основных деталей двигателя, определяющая вместе с другими деталями ЦПГ его ресурс. Ресурс коленчатого вала характеризуется двумя показателями: усталостной прочностью и износостойкостью. При эксплуатации двигателя в результате действия высоких и непостоянных динамических нагрузок вал подвергается кручению и изгибу, отдельные поверхности (шатунные и коренные шейки) - изнашиванию. В структуре металла накапливаются усталостные повреждения, возникают микротрещины и другие дефекты.

Долговечность коленчатого вала автотракторного двигателя зависит от целого ряда конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов. Определяющее влияние оказывают такие параметры, как жесткость коленчатого вала в результате концентрации напряжений черновой и чистовой правки, метод обработки (упрочнения) галтелей, режимы нагружения двигателя, состояние смазки.

При дефектации не только определяют геометрические размеры поверхностей, но и проверяют валы на наличие и расположение трещин методом магнитной дефектации. В соответствии с инструкцией по дефектации и восстановлению коленчатых валов с трещинами на шейках для тракторных двигателей считаются опасными и не допускаются следующие виды трещин, при которых валы бракуют на галтелях коренных и шатунных шеек; на цилиндрической части шеек на расстоянии менее 6 мм от торцов щек; на кромках отверстий маслоканалов при длине трещины свыше 15 мм и расположении ее под углом более 300 к оси шейки; находящейся на расстоянии одна относительно другой менее 10 мм и расположенной более 30 0к оси вала. Недопускается более восьми трещин длинной менее 5 мм на цилиндрической поверхности части шеек и у кромок отверстий маслоканалов, а также более трех трещин длинной свыше 5 мм.

Считается безопасными, и допускаются для обработки не более трех продольных трещин длиной свыше 5 мм. На поверхности каждой коренной и шатунной шейки, не выходящих на галтель, находящихся на расстоянии более 10 мм одна относительно другой и расположенных под углом менее 30 0к оси шейки.

Таблица 1 - Карта технических требований на дефекацию

	Деталь: Вал коленчатый
	№ детали:
	Материал: 60ХФА ГОСТ 1412-85	Твердость: НRС 62
Позиция на эскизе	Наименование Дефектов	Способ установления дефекта и средства контроля	Размеры, мм	Заключение
			По рабочему чертежу	Допустимый без ремонта
1	Изгиб вала	Осмотр	-	0,15-0,2	Правка под прессом или чеканка щек.
2	Износ шатунных шеек		85-0,015		Расточить под ремонтный размер, механизированная наплавка или напыление
3	Износ коренных шеек		191,92-0,02	-	Расточить под ремонтный размер, механизированная наплавка или напыление
4	Износ или повреждение резьбовых отверстий				Растачивание или зенкерование с последующим нарезанием резьбы увеличенного размера Углубление резьбовых отверстий с последующим нарезанием резьбы
5	Износ шпоночного паза				Фрезерование Наплавка фрезерование

3. Выбор действующего типового группового технологического процесса

При решении вопросов проектирования и реализации технологических процессов восстановления в ряде случаев целесообразно использовать типовые решения и методики.

Для выбора типовых или групповых технологических процессов должен быть решен вопрос по классификации восстанавливаемых деталей.

Разбивка деталей на классы может быть выполнена исходя из двух факторов: подобия их формы и сходства технологических процессов их изготовления, причем второй фактор является определяющим. Каждый класс целесообразно разбить на четыре группы.

Могут быть предусмотрены следующие классы: I- корпусные детали;II- круглые стержни; III- полые цилиндры; IV- диски; V- некруглые стержни.

В разрабатываемой или используемой классификации должно быть предусмотрено деление деталей в зависимости от типа ремонтных предприятий, на которых их восстановление наиболее целесообразно. При этом можно выделить следующие категории:

детали, восстанавливаемые на специализированных предприятиях (цехах);

детали, восстанавливаемые на неспециализированных предприятиях (авторемонтные заводы, мастерские).

Коленчатый вал относится к 2 классу восстанавливаемых деталей по групповой номенклатуре.

К круглым стержням относятся детали, характеризующиеся цилиндрической формой при длине, значительно превышающей диаметр детали. Детали этого класса чаще всего изготавливают из качественной стали, чугуна. Рабочие поверхности подвергают термической или химико-термической обработке. К этому классу деталей относятся: валы коленчатые и распределительные; валы гладкие; ступенчатые, шлицевые и т.д.

По рассмотренной классификации детали этого класса относятся к 1-й категории. Наиболее распространенными дефектами указанных деталей при капитальном ремонте являются: износ их рабочей поверхностей, деформация деталей, повреждения резьбы, шпоночных канавок и т.д.

В качестве технологических бах при механической обработке предпочтительнее использование центровых отверстий, а также деталей, как шкворни, поршневые пальцы, оси блока шестерен заднего хода, стержни клапанов, обрабатывают с применением в качестве баз цилиндрических поверхностей.

При восстановлении коленчатой валов применяют маршрутную технологию.

4. Выбор рационального способа восстановления детали

коленчатый вал ремонт дефектация

Для коленчатого вала эффективный способ восстановления, это ремонт деталей расточкой и наплавкой. Этот способ заключается в том, что дефектную часть наплавляют металл, после чего детали механически обрабатывают. Этот способ широко используют для восстановления их первоначальных размеров.

Рациональный способ восстановления деталей выбирается путем последовательного использования трех критериев:

- критерия применимости,

- критерия долговечности,

- технико-экономического критерия.

Для выбора наиболее рационального способа восстановления проведем расчет. Результаты расчетов сведем в таблицу 3.

Определение критерия применимости:

Данный критерий определяет возможность применения различных способов восстановления по отношению к конкретным деталям. Он не может быть выражен числом и является предварительным, поскольку с его помощью нельзя решить выбора рационального способа восстановления деталей.

Определение критерия долговечности:

Критерий долговечности может быть выражен коэффициентом долговечности КД, который определяется как функция трех аргументов:

,(4.1)

где - коэффициент износостойкости;

- коэффициент выносливости;

- коэффициент сцепляемости;

- поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстановленной детали в условиях эксплуатации, .

Оценка способов устранения дефектов по технико-экономической эффективности:

Окончательное решение о выборе рационального способа устранения дефекта принимается по технико-экономическому критерию, который связывает экономический показатель восстановления детали с её долговечностью.

,(4.2)

где - удельная себестоимость способа восстановления, руб/м2;

- коэффициент долговечности детали.

Таблица 2 - Выбор наиболее рационального способа наплавки

Наплавка						, руб/м2	, руб/м2
В среде углекислого газа	1,6	0,7	1,0	0,85	0,95	43	45
Под флюсом	0,91	1	1	0,85	0,75	38,6	50

Таким образом, расчеты показали, что наиболее рациональным способом восстановления является наплавка в среде углекислого газа.

Таблица 3 - Выбор наиболее рационального способа при устранении изгиба вала

Способы						, руб/м2	, руб/м2
Правка, наплавка, шлифование	1,1	0,7	0,4	0,35	0,48	48	100
Шлифование	1,0	1,0	1,0	2,5	0,8	35	43,75

Расчеты показали, что наиболее рациональным способом восстановления является шлифование при изгибе вала до 0,2 мм.

Таблица 4 - Выбор наиболее рационального способа ремонта резьбовых отверстий

Способы						, руб/м2	, руб/м2
Углубление отверстия нарезание резьбы	0,6	0,5	1	0,8	0,297	15,15	51
Ремонтный размер	0,6	0,6	1,0	0,8	0,341	15,0	44

Расчеты показали, что наиболее рациональным способом восстановления резьбовых отверстий является ремонт резьбы под ремонтный размер.

5. Выбор технологических баз и схем базирования

Намечая последовательность операций для каждого маршрута необходимо исходить из условий правильного базирования детали, чтобы обеспечить необходимую точность обработки, удобст-во, простоту и надежность закрепления детали.

При выборе базовых поверхностей необходимо учитывать сле-дующие положения:

- рекомендуется принимать базирующими, т.е. поверхности, при помощи которых определяется положение детали в изделии;

- базирование детали по поверхности с износами повышает по-грешности базирования и снижает точность обработки;

- базирующая поверхность должна обеспечить наибольшую жесткость детали при установке ее на станке или в приспособлении;

- в качестве установочной базы может быть принята вспомогательная.

Вспомогательная база может быть также использована для исправления основных базовых поверхностей.

Таблица 5 - Базирование детали

Деталь	Основное технологическое требование	Технологическая база	Схема базирования, выполняемая операция
Вал коленчатый	Оси всех коренных и шатунных шеек должны лежать на параллельных прямых	Конические поверхности центровых отверстий	Шлифование; Наплавка

Рис. 1

6. Разработка технологических операций

Таблица 6 - Маршрутная карта восстановления детали

Наименование операций и переходов	Место выполнения	Число мест обслуживания	Специальность и разряд исполнителя	Оборудование и инструмент	Трудоемкость, чел·ч	Технические требования
Черновое шлифование шатунных шеек	Сверху	4	Шлифовщик, 3 разряд	Кругло-шлифовальный станок	0,2
Виброгидравлическое упрочнение галтелей	Сверху	5	Токарь, 3 разряд	Токарный станок с установкой для упрочнения	0,2
Чистовое шлифование шатунных шеек	Сверху	4	Шлифовщик, 4 разряд	Кругло-шлифовальный станок	0,2
Чистовое шлифование коренных шеек	Сверху	5	Шлифовщик, 4 разряд	Кругло-шлифовальный станок	0,25
Балансировка			Слесарь, 3 разряд	Балансировочный станок БМ-44

7. Выбор и расчёт режимов выполнения основных технологических операций

При назначении режимов выполнения операций по восстановлению деталей необходимо пользоваться соответствующей учебной и справочной литературой. Выбранные режимы и материалы должны обеспечивать выполнение технических требований к детали.

Наплавка в среде углекислого газа

Диаметр проволоки d=1.8 мм

Сила тока I=160 А

Шаг наплавки

S=2.5*d=2.5*1.8=4.5 мм

Толщина наплавленного металла

H=n/2+t+t1=0.75/2+0.8+0.2=1.375

Cкорость наплавки

V=a*I/h*s*=1.2*160/1.375*4.5*7.85=39.5 м/ч

Частота вращения детали

n=1000*V/60*d=1000*39.5/60*3.14*190.42=1.1об/мин

Скорость подачи проволоки

Vпр=4*d*I/3.14*d2*=4*12*160/3.14*1.82*7.85=96 м/ч

Вылет электрода

б=10*d=10*1.8=18 мм

Смещение электрода

l=0.05* d=0.05*190.42=9.5 мм

Шлифование

Глубина шлифования , мм:

При чистовом: мм;

При черновом: мм.

Окружная скорость детали , м/мин:

При черновом шлифовании: м/мин;

При чистовом шлифовании: м/мин.

Частота вращения

При черновом шлифовании: n=1000*V/60*d=100*70/3,14*190,42=117 мин.

При чистовом шлифовании: n=1000*V/60*d=100*5/3,14*190,42=8,36 мин.

Сверление

Глубина резания t =D/2, мм - при сверлении в сплошном материале (диаметра сверла, мм- D).

Подача, мм/об

S = 0,035*D0,6;

S = 0,035*80,6 =0,12

Скорость резания при рассверливании (V):

V = Cl*Dq/Tm*Sy;

V = 11,6*80,5/100,2*0,120,2 = 27

Частота вращения (n), об/мин:

N = 1000* V/*р* D;

N = 1000*27/3,14*8 = 1075

8. Нормирование операций

Нормирование каждого вида работ имеет свои особенности и методические основы. При определении технической нормы времени рассчитывают основное время на выполнение операции, а вспомогательное, дополнительное и подготовительно-заключительное время выбирают из таблиц.

Норма времени при наплавки коренных и шатунных шеек

ТО+ Твс+ Тдоп+ Тпз/2

где ТО - оперативное время;

Тдоп - время на личные потребности;

Тпз - время обслуживания рабочего места.

ТО =3,14*d*l*60/1000*v*S=3.14*(190.42*238+83.5*498)*60/100*39.5*4.5=92мин

Твс =3 мин

Тдоп =(ТО + Твс)*к/100=(92+3)*12/100=11,4 мин

Тпз = 18 мин

92+3+11,4+18/10=108,2 мин

Норма времени при шлифовании коренных и шатунных шеек

Основное время () при поперечном шлифовании:

где s=0,02мм/об - поперечная подача на один оборот детали

0,8/117*0,01+8,36*0,005+0,6/267*0,01+19,07*0,05=0,9 мин

Вспомогательное время

Твс=3 мин

Оперативное время

Топ=То+Твс=0,9+3=3,9 мин

Дополнительное время

Тдоп=Топ*0,07=3,9+0,07=0,273 мин

Подготовительно-заключительное время

Тпз=16 мин

Тн=0,9+3+0,273+16/10=5,77 мин

Норма времени на правку и проверку прогиба

Основное время: Тосн=2 мин

Вспомогательное время: Твсп=3 мин

Дополнительное время: Тдоп1 мин

Подготовительно-заключительное время: Тпз=15 мин

Тн=2+3+1+15/10=7,5 мин

9. Определение типа производства

Величина такта выпуска

Tв=F*60/N=1840*60/500 = 220,8 мин/шт

Штучно - номенклатурное время на выполнение наплавочных работ

тшт=у*т0

где у - коэффициент штучно-калькуляционного времени

тшт=2,14*92=196,88 мин

Штучно-калькуляционное время на шлифование

тшт=2,1*0,9=1,98 мин

Штучно-калькуляционное время на правку и проверку прогиба

тшт=3,5*2=7 мин

Суммарное штучно-калькуляционное время

тсум=196,88+1,89+7=205,77 мин

тш ср=Тсум/n=105,77/3=68,59 мин

Коэффициент серийности

Кс=tв/тшт=220,8/70,8 = 3,11

Данное производство является крупносерийным т.к. коэффициент серийности входит в номенклатуру (Кс=2-10)

Список использованных источников

1. Вишняков Н.Н. «Автомобили - основы конструкции».- М.: Машиностроение, 1986 - 304 с.

2. Кузнецов Е.С. «Техническая эксплуатация автомобилей».- М.: Транспорт,1991-413 с.

3. Табель технологического оборудования и специального инструмента для АТП, АТО и БЦТО. - М.;ЦБНТИ Минавтотранса РСФСР 1983-98 с.

4. Анурьев В.И. «Справочник конструктора - машиностроителя».- В 3-х томах, М.: Машиностроение, 1979-728 с.

5. Новиков А.Н. «Технология ремонта машин: Учебное пособие по курсовому проектированию.- Орёл: ОрёлГТУ, 2003-59 с.

Размещено на Allbest.ru