Основы теории транспортных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Описание цеха

2. Устройство автомобиля ВАЗ-2108

3. Служебное назначение детали

4. Разработка технологического процесса изготовления детали

5. Разработка технологической схемы сборки узла

6. Выбор вида и способа получения заготовки

7. Организация транспортного хозяйства

8. Организация складского комплекса: участники процесса - способы взаимодействия, проблемы, решения



Введение

АО "Казахстанский электролизный завод" является ключевым элементом металлургического алюминиевого кластера. Это единственный завод в Казахстане по производству первичного алюминия. Продукцией завода являются алюминиевые слитки весом 20 килограммов. КЭЗ входит в подразделение группы компаний Eurasian Natural Resources Corporation (ENRC) по производству глинозема и алюминия.

ENRC приступила к строительству КЭЗ в 2005 году. В декабре 2007 года с участием главы государства был введен первый пусковой комплекс по производству алюминия мощностью 62,5 тыс. тонн в год. В августе 2008 года запущена первая очередь завода мощностью 125 тыс. тонн в год. 24 июня в Павлодарской области состоялась официальная церемония пуска второй очереди, этим пуском завод выходит на проектную мощность 250 тыс. тонн алюминия в год.

В 2009 году слитки первичного алюминия, производимые АО "КЭЗ", зарегистрированы на Лондонской бирже металлов, что стало признанием международного стандарта продукции КЭЗ.

Завод, общая территория которого составляет 190 га, включает в себя два корпуса цеха электролиза алюминия, литейное отделение, завод производства обожженных анодов и прочие вспомогательные цеха. Поставщиком электроэнергии для предприятия является Аксуская ГРЭС, являющаяся подразделением АО "Евроазиатской энергетической корпорации", также входящей в состав ENRC.

На заводе применяется газоочистное оборудование норвежской компании Alstom, которая гарантирует степень очистки газов до 99,9 %.



1. Описание цеха

Задача ремонтной службы предприятия - обеспечение постоянной работоспособности оборудования и его модернизация, изготовление запасных частей, необходимых для ремонта, повышение культуры эксплуатации действующего оборудования, повышение качества ремонта и снижение затрат на его выполнение.

Ремонтную службу предприятия возглавляет отдел главного механика предприятия (ОГМ). Структура ремонтной службы представлена на рисунке 1.1.

Функции ремонтной службы предприятия:

- разработка нормативов по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту оборудования;

- планирование ППР (планово-предупредительных ремонтов);

- планирование потребности в запасных частях;

- организация ППР и ППО (планово-предупредительного обслуживания), изготовления или закупки и хранения запчастей;

- оперативное планирование и диспетчирование сложных ремонтных работ;

- организация работ по монтажу, демонтажу и утилизации оборудования;

- организация работ по приготовлению и утилизации смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ);

- разработка проектно-технологической документации на проведение ремонтных работ и модернизации оборудования;

- контроль качества ремонтов;

- надзор за правилами эксплуатации оборудования и грузоподъемных механизмов.



Рисунок 1.1 - Структура ремонтной службы предприятия

Система ППР - это комплекс планируемых организационно-технических мероприятий по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту оборудования. Мероприятия носят предупредительный характер, т.е. после отработки каждой единицей оборудования определенного количества времени производятся его профилактические осмотры и плановые ремонты: малые, средние, капитальные.

Чередование и периодичность ремонтов определяется назначением оборудования, его конструктивными и ремонтными особенностями, а также условиями эксплуатации. ППР оборудования предусматривает выполнение следующих работ:

- межремонтное обслуживание;

- периодические осмотры;

- периодические плановые ремонты: малые, средние, капитальные.

Межремонтное обслуживание - это повседневный уход и надзор за оборудованием, проведение регулировок и ремонтных работ в период его эксплуатации без нарушения процесса производства. Оно выполняется во время перерывов в работе оборудования (в нерабочие смены, на стыке смен и т.д.) дежурным персоналом ремонтной службы цеха.

Периодические осмотры - осмотры, промывки, испытания на точность и прочие профилактические операции, проводимые по плану через определенное количество отработанных оборудованием часов.

Периодические плановые ремонты делят на малый, средний и капитальный ремонты.

Малый ремонт - детальный осмотр, смена и замена износившихся частей, выявление деталей, требующих замены при ближайшем плановом ремонте (среднем, капитальном) и составление дефектной ведомости для него (ремонта), проверка на точность, испытание оборудования.

Средний ремонт - детальный осмотр, разборка отдельных узлов, смена износившихся деталей, проверка на точность перед разборкой и после ремонта.

Капитальный ремонт - полная разборка оборудования и узлов, детальный осмотр, промывка, протирка, замена и восстановление деталей, проверка на технологическую точность обработки, восстановление мощности, производительности по стандартам и ТУ.

ППР осуществляется по плану-графику, разработанному на основе нормативов ППР:

- продолжительности ремонтного цикла;

- продолжительности межремонтных и межосмотровых циклов;

- продолжительности ремонтов;

- категорий ремонтной сложности (КРС);

- трудоемкости и материалоемкости ремонтных работ.

Ремонтный цикл - это период работы оборудования от начала ввода его в эксплуатацию до первого капитального ремонта, или период работы между двумя капитальными ремонтами. Структура ремонтного цикла - это порядок чередования ремонтов и осмотров, зависящих от типа оборудования, степени его загрузки, возраста, конструктивных особенностей и условий эксплуатации.

Категория ремонтной сложности (КРС) присваивается каждой единице оборудования. В качестве ремонтной единицы принята 1/11 трудоемкости капитального ремонта токарно-винторезного станка 16К 20, относящегося к одиннадцатой группе сложности.

Для единицы ремонтной сложности рассчитаны нормативы в часах для ремонтов по видам работ:

- слесарные;

- станочные;

- прочие (окрасочные, сварочные и др.).

Категория ремонтной сложности для механической и электрической частей оборудования рассчитываются отдельно.

2. Устройство автомобиля ВАЗ-2108

Автомобили ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 и модификации на их базе это прежде всего переднеприводные легковые автомобили. Их компоновочная схема характеризуется передним и поперечным расположением силового агрегата (двигателя в сборе с коробкой передач, главной передачей и дифференциалом). От него крутящий момент передается на передние колеса с помощью валов неравной длины, на концах которых установлены шарниры равных угловых скоростей.

Передние ведущие колеса создают высокую устойчивость автомобиля против бокового заноса. Совпадение направления действия силы тяги на передних ведущих колесах с направлением движения колес обеспечивают автомобилю хорошую управляемость, маневренность и проходимость, особенно на скользких и обледенелых дорогах [2].

Переднеприводная компоновка, по сравнению с заднеприводной, позволяет полнее использовать длину автомобиля и уменьшить его массу, сделать удобнее салон и посадку водителя и пассажиров. Увеличивается полезный объем автомобиля без увеличения его габаритов. Это объясняется тем, что отсутствуют промежуточные звенья трансмиссии (карданная передача, задний мост) и поэтому не требуется кожух коробки передач, занимавший значительное пространство в зоне ног на заднеприводных автомобилях, и большой туннель на полу для карданной передачи. На переднеприводных автомобилях в небольшом туннеле пола размещается только система выпуска отработавших газов и привод стояночного тормоза.

Весьма компактна и задняя часть автомобиля. Топливный бак 20 размещается под задним сиденьем, а запасное колесо 14 в нише пола багажника. Благодаря этому получен значительный объем багажного отделения. Клиновидная форма кузова позволяет улучшить его аэродинамические характеристики, т.е. уменьшить сопротивление воздуха при движении автомобиля. Этому способствуют сглаженные наружные поверхности кузова, большой наклон передних и задних стекол, а также плавный переход наружной поверхности передних бамперов в формообразующую поверхность кузова [10].

Малое аэродинамическое сопротивление, новый более экономичный двигатель, а также установка новых шин с уменьшенным сопротивлением качению, позволили получить низкий расход топлива. С уменьшением расхода топлива тесно связано снижение массы автомобиля, на каждый килограмм собственного веса автомобиля обходится примерно в 20 г горючего на 100 км пути. Снижению массы способствовала как переднеприводная компоновка автомобиля (отсутствие тяжелого заднего моста, карданной передачи), так и рациональная силовая схема кузова, широкое применение легких пластмасс и новых конструкционных материалов.

Из пластмасс изготовлены бампера, различные кожухи, детали отопителя, облицовка салона и багажника. Масса деталей из пластмасс достигает 80 кг. Радиатор и многие детали коробки передач также изготовлены из алюминиевых сплавов, что также позволило уменьшить массу и силового агрегата, и автомобиля в целом [20].

Двигатель. На автомобиле установлен новый двигатель, специально разработанный для поперечного расположения, для чего максимально уменьшена его длина. Подбор оптимального процесса сгорания, фаз газораспределения, формы камеры сгорания и газовых каналов все это позволило довести степень сжатия в двигателе до 9,9. В сочетании с новым карбюратором и бесконтактной системой зажигания это улучшило экономичность двигателя. Система охлаждения двигателя жидкостная закрытого типа с принудительной циркуляцией жидкости.

Насос охлаждающей жидкости оригинальной конструкции, расположен в передней части блока цилиндров и приводится в движение ремнем привода распределительного вала. Радиатор алюминиевый с пластмассовыми бачками.

Система смазки двигателя имеет оригинальный масляный насос с шестернями внутреннего зацепления. Насос расположен на переднем конце коленчатого вала и не имеет какого-либо дополнительного привода. Масляный фильтр унифицирован с применяемым на автомобиле ВАЗ-2105. В системе питания установлен топливный фильтр тонкой очистки. Для стабилизации давлений на входе в карбюратор предусмотрена обратная топливная ветвь для слива излишков топлива обратно в бак. Применен новый карбюратор, обеспечивающий экономичное смесеобразование на различных режимах работы двигателя [5].

Система зажигания двигателя электронная бесконтактная. Бесконтактный датчик в датчике распределения зажигания построен на использовании эффекта Холла, коррекция угла опережения зажигания механическая, за счет центробежного и вакуумного регуляторов. Электронная система зажигания повышает стабильность работы двигателя на малых оборотах и улучшает его экономичность [7].

Трансмиссия автомобиля проста, компактна и надежна. Она объединена в единый узел, состоящий из сцепления и коробки передач с главной передачей и дифференциалом. Компактность этого агрегата позволила расположить силовой агрегат поперек автомобиля и осуществить привод передних колес непосредственно от коробки передач, что позволяет наиболее рационально использовать мощность двигателя и уменьшить расход топлива. Трансмиссия сохранила высокую надежность и работоспособность предшествующих моделей и в то же время уменьшена общая масса и уровень шума.

Коробка передач выполнена по двухвальной схеме. Все передачи переднего хода синхронизированы. Большая часть коробок передач выпускается в пятиступенчатом исполнении, но предусмотрено производство и четырехступенчатых коробок передач. Применение в коробке передач маловязкого моторного масла уменьшает потери при передаче крутящего момента и облегчает трогание автомобиля в зимнее время. Сцепление однодисковое сухое с диафрагменной нажимной пружиной и с повышенной износостойкостью фрикционных накладок. Привод сцепления тросовый, что делает его проще. В приводе отсутствуют зазоры, и подшипник выключения сцепления постоянно поджат к диафрагменной пружине с усилием 5-7 кгс.

Подвеска колес. На автомобилях применена принципиально новая подвеска 27 передних колес типа "качающаяся свеча", называемая также по имени изобретателя подвеской "Макферсон". Пружина в такой подвеске расположена фактически над осью поворотного устройства и нагружена меньше, чем в подвеске двух-рычажного типа. В подвеске есть только один рычаг нижний. Подвеска компактна, имеет малую массу. большой ход колес и более эластична. Плечо обката передней подвески отрицательное, так как точка пересечения оси поворота колеса с полотном дороги лежит за пределами наружной части автомобиля. Это способствует повышению устойчивости автомобиля при торможении, когда левое и правое колеса имеют разное сцепление с полотном дороги, а также уменьшает влияние тяговых сил на рулевое управление [6].

Подвеска передних колес хорошо согласуется с задней подвеской 19 из двух качающихся в продольной плоскости рычагов, соединенных между собой поперечиной, играющей роль стабилизатора. Упругим элементом в задней подвеске так же, как и в передней, являются винтовые пружины.

Рулевое управление. С поперечным расположением силового агрегата и подвеской передних колес типа "Макферсон" хорошо компонуется рулевое управление 25 с реечным рулевым механизмом. Оно не требует промежуточных рычагов, компактно и просто по конструкции. Рулевые тяги присоединяются к центральной части рулевого механизма, что позволило упростить конструкцию рулевого привода, так как применяются только два шаровых шарнира. Этот тип рулевого управления обеспечивает небольшое усилие на рулевом колесе (9-12 кгс).

Тормозная система имеет эффективные передние дисковые и задние барабанные тормоза. Привод тормозов с вакуумным усилителем, двухконтурный, с диагональным разделением контуров. Один контур обслуживает тормозные механизмы левого переднего и правого заднего колес, другой правого переднего и левого заднего колес. Такое разделение контуров является наиболее простым и отвечает требованиям по эффективности тормозов в случае выхода из строя одного из контуров, когда автомобиль сохраняет прямолинейное направление движения и теряется не более 50 проц. эффективности торможения.

Кузов трехдверный двухобъемный типа "хэтчбэк". Он совмещает универсальность грузопассажирского кузова со стремительными линиями спортивных автомобилей. Багажный отсек отделен от салона складывающейся пластмассовой полкой, установленной за задним сиденьем. Кузов легко трансформируется в грузопассажирский вариант откидыванием вперед подушки и спинки заднего сиденья. Большие боковые двери обеспечивают удобный вход и выход пассажиров, а задняя дверь облегчает погрузку и выгрузку багажа [3].

Передние анатомические сиденья с подголовниками существенно повышают комфорт. Они, так же как и заднее сиденье, выполнены из вспененного полиуретана с обивкой из трикотажного материала. Механизм бесступенчатой регулировки позволяет плавно регулировать наклон спинки передних сидений. Кроме того, передние сиденья можно перемещать вперед и назад как для подбора оптимального их расположения, так и для обеспечения удобной посадки пассажиров на заднее сиденье. Вследствие отработки силовой схемы каркаса кузова достигнута высокая прочность кузова и "мягкое" гашение энергии удара в случае аварии.

Так при лобовом ударе о неподвижное препятствие на скорости около 80 км/ч лобовое стекло остается в проеме, двери легко открывайся, а перемещение рулевою колеса в салон не превышает 90 мм. Силовая схема кузова гарантирует сохранение жизненного пространства салона при ударах спереди, сзади, сбоку и при перевертывании на крышу [11].

Высокая коррозионная стойкость кузова достигается, прежде всего, применением стали с цинковым покрытием на всех коррозионно опасных деталях: поперечинах пола, деталях порогов дверей и т.д. Предусмотрено уплотнение сварных швов специальной мастикой. Кроме того, увеличение коррозионной стойкости достигается катафорезным грунтом, специальной обработкой закрытых полостей и нанесением эпоксидного защитного покрытия при окончательной обработке кузова.

Электрооборудование практически полностью оригинально. В приборах и узлах широко применяется электроника и специализированные интегральные схемы (регулятор напряжения, коммутатор системы зажигания, сигнальные реле). На автомобилях устанавливается мало обслуживаемая или необслуживаемая аккумуляторная батарея, малогабаритный стартер с торцевым коллектором, электронная бесконтактная система зажигания, система встроенных датчиков с приборами, контролирующая работу важнейших систем автомобиля. Введен новый прибор эконометр, позволяющий подбирать наиболее экономичный режим движения. Помимо контрольных приборов, автомобили оснащены специальной системой диагностики [15].

Разъем для включения диагностического оборудования станций технического обслуживания размещен под капотом. Он соединен со всеми контрольными точками системы электрооборудования. Система диагностики позволяет обследовать техническое состояние генератора, регулятора напряжения, системы зажигания, аккумуляторной батареи и т.д. Электрический очиститель ветрового стекла имеет три режима работы два постоянных (но с разными скоростями движения щеток) и один прерывистый. На части выпускаемых автомобилей устанавливаются очистители фар. Для улучшения работы очистителей имеется смыватель стекол.

Особенности устройства автомобиля ВАЗ-2109. Автомобиль ВАЗ-2109 отличается oт автомобиля ВАЗ-2108 пятидверным кузовом и небольшими изменениями в системе питания двигателя. Двигатель оснащен заборником холодного воздуха, берущим воздух непосредственно под облицовкой радиатора. Он изготовлен из полипропилена и закреплен над радиатором системы охлаждения двигателя. Заборник соединен с терморегулятором воздушного фильтра полипропиленовым воздуховодом каркас кузова другой формы, с двумя проемами для передних и задних допрей [12].

Передние боковые двери и их механизмы имеют такое же устройство, как и двери автомобиля ВАЗ-2108, отличие только в размерах. Задние боковые двери подобны по конструкции передним, но незначительно отличаются устройством замков дверей. Замки не запираются снаружи ключом и оснащены дополнительной блокировкой против открывания замка изнутри. Рычажок этой блокировки находится на торце двери под наружным замком. Если перед закрытием двери перевести рычажок вниз, то дверь изнутри открыть будет невозможно. Она откроется только наружной ручкой двери.

Особенности устройства автомобиля ВАЗ-21081. На этом автомобиле устанавливается двигатель модели ВАЗ-21081 с уменьшенным рабочим объемом (1,1 л) и только четырехступенчатая коробка передач. Кузов и все остальные узлы и механизмы такие же, как на автомобиле ВАЗ-2108. Двигатель (по сравнению с моделью 2108) имеет другие блок цилиндров, головку цилиндров, коленчатый и распределительный валы. В связи с уменьшенным рабочим объемом двигателя устанавливается карбюратор с иными тарировочными данными, а также несколько измененная система выпуска отработавших газов.

Особенности устройства автомобилей ВАЗ - 21083 и ВАЗ-21093. Эти автомобили отличаются от автомобилей ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109 установкой более мощного двигателя 21083 с рабочим объемом 1,5 л. Кроме того, на них применяется только пятиступенчатая коробка передач. На части автомобилей может быть установлена цифровая система зажигания. Двигатель 21083 имеет блок цилиндров с увеличенным диаметром цилиндров (82 мм). Также увеличен диаметр поршней и диаметры впускных клапанов и каналов в головке цилиндров. Карбюратор устанавливается с другими тарировочными данными [21].

Особенности устройства автомобилей ВАЗ-21099. Автомобиль ВАЗ-21099 отличаются от всех вышеописанных автомобилей четырехдверным кузовом типа "седан". Кузов у него трехобъемный, т.е. разделен перегородками на три объема: моторный отсек, салон и багажное отделение объемом 0.43 м 3. По устройству и компоновке автомобиль ВАЗ-21099 полностью аналогичен автомобилю ВАЗ-21093 (кроме задней части кузова). На нем тоже устанавливается двигатель 21083 с рабочим объемом 1,5 л и пятиступенчатая коробка передач. Возможна установка панели приборов.

3. Служебное назначение детали

Назначение КШМ. Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.

Типы и виды КШМ

а) Несмещенный (центральный) КШМ, у которого ось цилиндра пересекается с осью коленчатого вала.

б) Смещенный КШМ, у которого ось цилиндра смещена относительно оси коленчатого вала на величину а;

в) V-образный КШМ (в том числе с прицепным шатуном), у которого два шатуна, работающие на левый и правый цилиндры, размещены на одном кривошипе коленчатого вала.

Состав КШМ. Детали кривошипно-шатунного механизма можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные. К первым относится поршень с кольцами и поршневым пальцем, шатун, коленчатый вал и маховик, ко вторым - блок цилиндров, головка блока, крышка блока распределительных зубчатых колес и поддон (картер). В обе группы входят также и крепежные детали [23].

Конструктивное исполнение деталей. Головка блока цилиндров предназначена для закрытия цилиндра, в ней размещаются впускные и выпускные каналы и клапана, а также форсунка или свеча. По типам головки блока цилиндров подразделяются на индивидуальные (а), групповые (б) и общие (в).

Головка блока цилиндров, как правило, изготавливается из алюминиевых сплавов методами точного литья с последующей механической обработкой и имеет очень сложную форму. Головку крепят к блоку цилиндров болтами или шпильками, затяжка которых производится в определённой последовательности и с определённым моментом затяжки, рекомендованным заводом - изготовителем.

Цилиндр - одна из основных деталей машин и механизмов: полая деталь с цилиндрической внутренней поверхностью, в которой движется поршень. Цилиндры также как и головка блока цилиндров бывают: индивидуальные, групповые и общие [22].

Существует два типа гильз:

"Сухие" это гильзы, не имеющие непосредственного контакта с охлаждающей жидкостью.

"Мокрые" это гильзы, наружная поверхность которых омывается охлаждающей жидкостью.

Мокрые гильзы обеспечивают хороший теплоотвод, и могут быть легко заменены при ремонте. Они чаще всего используются в дизельных двигателях с диаметром цилиндра более 120 мм, но иногда применяется в двигателях с меньшим диаметром цилиндра. Сухие гильзы проще в изготовлении. Двигатели, снабженные сухими гильзами, обладают хорошей ремонтопригодностью. В случае износа гильзу можно легко заменить без расточки цилиндров. Сухие гильзы также можно использовать при ремонте двигателя, в котором раньше гильзы не применялись [14].

В большинстве современных двигателей легковых автомобилей цилиндры выполняются непосредственно путем расточки в блоке цилиндров. В случае, когда блок алюминиевый, на стенки цилиндров наносят специальные покрытия, а к сопрягаемым деталям (поршням и кольцам) предъявляются особые требования.

Внутренняя поверхность гильзы подвергается специальной обработке - хонингование, хромирование, азотирование. Гильзы отливают из чугуна высокой прочности или специальных сталей. Рубашки и корпус блока цилиндров изготавливают обычно из того же материала, что и станина двигателя.

Поршень - деталь, предназначенная для циклического восприятия давления расширяющихся газов и преобразования его в поступательное механическое движение, воспринимаемое далее кривошипно-шатунным механизмом. Служит также для выполнения вспомогательных тактов по очистке и наполнению цилиндра. Как правило, оснащён поршневыми кольцами для улучшения герметичности системы цилиндр - поршень. Поршни бывают составными и несоставными [17].

Поршень подразделяется на две части: головку и направляющая часть (юбка). В головку входят днище, камера сгорания и канавки для колец. В юбке есть две бабышки для отверстия под палец. Кольца бывают двух видов: компрессионные, служащие для исключения утечки газа из надпоршневого пространства и маслосъемные, предназначенные для удаления масла со стенок цилиндров.

Поршневой палец, служащий для шарнирного соединения поршня с шатуном, изготовляется пустотелым из стали с поверхностной закалкой токами высокой частоты. От продольного перемещения, что могло бы вызвать задиры на стенках цилиндров, палец удерживается в бобышках поршня при помощи двух стопорных колец, вставляемых в кольцевые выточки. Пальцы бывают закрепленными и незакрепленными.

Шатун предназначен для соединения поршня с коленчатым валом через палец. Совершает сложное качательное движение. Состоит из трех частей: верхняя головка шатуна, стержень, нижняя головка с крышкой для крепления на коленчатый вал [19].

Коленчатый вал предназначен для передачи крутящего момента потребителю и одновременного обеспечения возвратно-поступательного движения поршня за счет поворота кривошипа. У коленчатого вала есть носок и хвостовик, на котором установлен маховик.

Маховик - это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода, поршень, через шатун и кривошип, раскручивает коленчатый вал двигателя, который и передает запас инерции маховику. Маховик же передает крутящий момент через сцепление на коробку передач.

Запасенная в массе маховика инерция позволяет ему, в обратном порядке, через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. То есть, поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска), именно за счет отдаваемой маховиком энергии. Если же двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик конечно тоже помогает [9].

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала. Механизм состоит из поршня с поршневыми кольцами и пальцем, шатуна, коленчатого вала и маховика [2].

Поршень отливается из высокопрочного алюминиевого сплава. Поскольку алюминий имеет высокий температурный коэффициент линейного расширения, то для исключения опасности заклинивания поршня в цилиндре в головке поршня над отверстием для поршневого пальца залита терморегулирующая стальная пластина 5. Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов: Измерять диаметр поршня для определения его класса можно только в одном месте: в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу на расстоянии 51,5 мм от днища поршня. В остальных местах диаметр поршня отличается от номинального, т.к наружная поверхность поршня имеет сложную форму. В поперечном сечении она овальная, а по высоте коническая. Такая форма позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня из-за неравномерного распределения массы металла внутри поршня. На наружной поверхности поршня нанесены кольцевые микроканавки глубиной до 14 микрон. Такая поверхность способствует лучшей приработке поршня, так как в микроканавках задерживается масло. В нижней части бобышек под поршневой палец имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Для улучшения условий смазки в верхней части отверстий под палец сделаны два продольных паза шириной 3 мм и глубиной 0,7 мм, в которых накапливается масло. Ось отверстия под поршневой палец смещена на 1,2 мм от диаметральной плоскости поршня в сторону расположения клапанов двигателя. Благодаря этому поршень всегда прижат к одной стенке цилиндра, и устраняются стуки поршня о стенки цилиндра при переходе его через ВМТ. Однако, это требует установки поршня в цилиндр в строго определенном положении. При сборке двигателя поршни устанавливаются так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в сторону передней части двигателя. По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5г. Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: "Г", "+" и "-". Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов.

В запасные части поставляются поршни номинального размера только трех классов: А, С и Е. Этого достаточно для подбора поршня к любому цилиндру при ремонте двигателя, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с некоторым перекрытием. Например, к цилиндрам классов В и D может подойти поршень класса С. На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе, чтобы уменьшить вибрации из-за неодинаковых масс возвратно-поступательно движущихся деталей. Главное при подборе поршня обеспечить необходимый монтажный зазор между поршнем и цилиндром 0,025-0,045 мм. Кроме поршней номинального размера в запасные части поставляются и ремонтные поршни с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. На днищах ремонтных поршней ставится маркировка в виде квадрата или треугольника. Треугольник соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 мм, а квадрат на 0,8 мм. Поршневой палец 10 стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня. По наружному диаметру пальцы сортируются на три категории через 0,004 мм соответственно категориям поршней. Торцы пальцев окрашиваются в соответствующий цвет: синий первая категория, зеленый вторая и красный третья. Поршневые кольца обеспечивают необходимое уплотнение цилиндра и отводят тепло от поршня к его стенкам. Кольца прижимаются к стенкам цилиндра под действием собственной упругости и давления газов. На поршне устанавливаются три чугунных кольца два компрессионных 7, 8 (уплотняющих) и одно (нижнее) маслосъемное 6, которое препятствует попаданию масла в камеру сгораний. Верхнее компрессионное кольцо 8 работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгораний и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее компрессионное кольцо 7 имеет снизу проточку для собирания масла при ходе поршня вниз, выполняя при этом дополнительную функцию маслосбрасывающего кольца. Поверхность кольца для повышения износоустойчивости и уменьшения трения о стенки цилиндра фосфатируется. Маслосъемное кольцо имеет хромированные рабочие кромки и проточку на наружной поверхности, в которую собирается масло, снимаемое со стенок цилиндра. Внутри кольца устанавливается стальная витая пружина, которая разжимает кольцо изнутри и прижимает его к стенкам цилиндра. Кольца ремонтных размеров изготавливаются (так же, как и поршни) с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. Шатун является стальным, обрабатывается вместе с крышкой, и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер цилиндра, в который они устанавливаются. При сборке цифры на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны. Коленчатый вал 25 отливается из высокопрочного специального чугуна и состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек. Для уменьшения деформаций при работе двигателя вал сделан пятиопорным и с большим перекрытием коренных и шатунных шеек. В теле вала просверлены каналы 14 для подачи масла от коренных шеек к шатунным. На заднем конце коленвала установлен маховик 24, отлитый из чугуна. На маховик напрессован стальной зубчатый обод. Технологические выводы каналов закрыты колпачковыми заглушками 26. Для уменьшения вибраций двигателя вал снабжен противовесами, отлитыми заодно целое с валом. Они уравновешивают центробежные силы шатунной шейки, шатуна и поршня, которые возникают при работе двигателя. Кроме того, для уменьшения вибраций коленчатый вал еще динамически балансируют, высверливая металл в противовесах [18].



4. Разработка технологического процесса изготовления детали

Намечая технологический маршрут обработки детали, следует придерживаться следующих правил:

а) с целью экономии труда и времени технологической подготовки производства использовать типовые процессы обработки деталей и типовых поверхностей деталей;

б) не проектировать обработку на уникальных станках. Применение уникальных и дорогостоящих станков должно быть технологически и экономически оправдано;

в) использовать по возможности только стандартный режущий и измерительный инструмент;

г) обрабатывать наибольшее количество поверхностей данной детали за одну установку и т.п.

По ранее рассчитанному коэффициенту уточнения можно узнать сколько и какие переходы нужно сделать, чтобы получить необходимую деталь ("шатун"). При расчёте коэффициента уточнения выбирается тот метод обработки поверхности, при котором можно достичь требуемую точность поверхности, а также стремимся, чтобы выбранный метод обработки был экономически выгоден.

Выбор оборудования производим исходя из:

1) типа производства;

2) габаритов обрабатываемой заготовки;

3) точностных характеристик станка.

При выборе оборудования для каждой технологической операции необходимо учитывать назначение обработки, габаритные размеры деталей, размер партии обрабатываемых деталей, расположение обрабатываемых поверхностей, требования к точности и качеству обрабатываемых поверхностей.

Для проверки и правки используется универсальное приспособление. Изгиб правится скобой до устранения дефекта, при скручивании шатун правится при помощи винтового приспособления. Для контроля используют набор щупов 0,010,45 мм.

Технологический процесс изготовления детали показан в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Технологический процесс изготовления детали шатун

Номер операции	Содержание операции	Оборудование
005	Заготовительная	Гидравлический пресс усилием 15 МН
010	Термическая Нормализация при температуре 50°С
015	Фрезерная Установ А Фрезеровать торцы Установ Б Фрезеровать торцы	Вертикально-фрезерный станок модели 6К 12
020	Шлифовальная Фрезерная Установ А Шлифовать торцы Установ Б Шлифовать торцы	Плоскошлифовальный станок модели 3Л 722В
025	Сверлильная. 1. Сверлить отверстия в большой головке шатуна 2. Рассверлить отверстия в большой головке шатуна	Горизонтально-сверлильный станок модели РТ-65
030	Расточная Растачивать отверстия в большой и малой головках шатуна	Вертикально-расточной станок модели 2Е 78П
035	Фрезерная Разрезать большую головку шатуна	Горизонтально-фрезерный станок модели 6Т 83Д
040	Фрезерная Фрезеровать плоскость разъёма большой головки шатуна	Горизонтально консольно-фрезерный станок 6К 82Г
045	Фрезерная Фрезеровать плоскость разъёма большой головки шатуна	Горизонтально консольно-фрезерный станок 6К 82Г
050	Фрезерная Фрезеровать паз	Вертикально фрезерный станок 6К 12
055	Сборочная
060	Расточная Растачивать отверстия в большой и малой головках шатуна	Вертикально-расточной станок модели 2Е 78П
065	Прессовая Запрессовать втулку в малую головку шатуна	Пресс
070	Хонинговальная Хонинговать отверстие в большой головке шатуна	Вертикально хонинговальный станок модели 3Б 833
075	Моечная	Моечная машина
080	Контрольная Произвести контроль всех размеров.	Контрольный стол

5. Разработка технологической схемы сборки узла

Технологическая схема показывает последовательность соединения сборочных единиц различного порядка и отдельных деталей при узловой сборке или отдельных узлов и деталей, когда результатом является машина.

На основании этой схемы:

- производится комплектация рабочих;

- разрабатывается подробный технологический процесс сборки с последовательным нормированием операций;

- разрабатывается форма организации процесса сборки;

- производится планировка рабочих мест сборочного участка;

- выявляются так называемые "узкие места".

Порядок построения технологической схемы сборки:

Определить базовую деталь узла, т.е. ту деталь относительно которой будут располагаться все остальные детали, входящие в узел. Определить отдельные сборочные единицы, которые можно собирать независимо друг от друга. Базовая деталь на технологической схеме изображается в виде прямоугольника, далее проводится горизонтальная линия, на конце которой изображается собранный узел.

Сборочные единицы, которые можно собирать независимо друг от друга изображают ниже этой горизонтальной линии, выше этой горизонтальной линии располагаются отдельные детали, которые непосредственно включаются в собираемый узел.

В зависимости от порядка поступления сборочных единиц в собираемый узел они подразделяются на сборочные единицы 1, 2, 3...n-порядка.

Построение сборочной единицы любого порядка также начинается с базовой детали.

На технологической схеме сборки могут присутствовать надписи, поясняющие характер выполнения сборочной операции.

В корпус устанавливается подузел 1-го порядка, который состоит из одного комплекта - крейцпкопфа и деталей: шатуна, подшипников пальца крейцкопфа, конической втулки, пальца крейцкопфа и упорного диска. Затем устанавливаем в корпус первый комплект, который состоит из: коленчатого вала, коренных подшипников, крышки подшипника, болта с ослабленным стержнем, гайки. В корпус устанавливается второй комплект, состоящий из деталей: подшипник, большой головки шатуна, крышки шатуна, болта шатуна, гидравлической гайки и винта. В корпус производим установку третьего комплекта: поперечина внутренняя, поперечина наружная, боковых крышек с прокладками, крышки окна крейцкопфа с прокладками. Затем в корпус устанавливается подузел второго порядка, который состоит из деталей: крышка верхняя с прокладкой, редукционный клапан с прокладкой и одного комплекта - крышка с сопуном и прокладкой.

6. Выбор вида и способа получения заготовки

Заготовки должны гарантировать минимальную трудоёмкость и себестоимость изготовления детали для заданной программы выпуска. Форма, размеры и точность заготовок должны максимально приближаться к форме, размерам и точности готовой детали. На выбор метода и способа получения заготовок влияют следующие факторы: материал, конфигурация, размеры и вес, программа выпуска и др.

В большинстве случаев для получения одной и той же детали можно применять различные методы и способы получения заготовок. Выбор того или иного варианта получения заготовок обосновывается экономическими расчётами. Приближённо наилучший вариант получения заготовок можно определить по коэффициенту использования материала К_и.м. задоному формулой (6.1):

где Q_д - вес готовой детали, кг;

Q_з - вес заготовки, кг.

Величина коэффициента использования материала в условиях мелкосерийного производства К_и.м=0,5?0,6.

Так как материал детали (шатун) конструкционная сталь сталь 45, изготавливается в условиях мелкосерийного производства, то целесообразнее применить следующие способы получения заготовок: это способ объёмной штамповки и литья.

Рассматривается метод получения заготовки горячей объёмной штамповкой. Разрезка металла на части выполняется на пилах. Штамповку производить будем на гидравлическом прессе.

Вычисляется ориентировочную массу штамповки по формуле (6.2)

где М_п.р. - расчётная масса поковки, кг.;

М_д - масса детали, М_д=Q_д= 6,2 кг.;

К_р - расчетный коэффициент, выбираем по таблице 1 [7, с. 30], К_р=1,4.

Выбирается класс точности штамповка по таблице 2 [7, с. 31].

5 класс точности - Т 5.

Устанавливается группа стали в зависимости от содержания в материале штамповки углерода и легирующих примесей с. 6 [7, с. 33].

Группа стали - М 2.

Выбирается степень сложности, которая характеризует сложность конфигурации штамповки с. 7 [7, с. 34].

Степень сложности - С 3.

Находится исходный индекс для последующего назначения припусков, допусков и допускаемых отклонений в зависимости от массы стали, степени сложности и класса точности штамповок по таблице 3 [7, с. 36].

Исходный индекс - 12.

Основные припуски на механическую обработку штамповок в зависимости от исходного индекса, линейных размеров и шероховатости поверхности детали (рисунок 2.3) по ГОСТ 2789-73 устанавливаются по таблице 14 [7, с. 39]и составят для 51,4-2,5мм на сторону, 21,95-1,5мм на сторону.

При изготовлении штамповок по классу точности Т 5 допускается отклонение межосевого расстояния для поковок массой 10 кг. - 1 мм.

Теперь необходимо посчитать вес заготовки.

Выбирается длину заготовки с учётом припуска на отрезку и обработку.

l=220 мм.

Вес заготовки определим по формуле (6.3) [7, c.45]:

где b - ширина заготовки, b= 24 мм;

h - высота детали, h=80 мм;

- плотность материала, ³.

.

Коэффициент использования материала по формуле (6.1).

После просчёта коэффициента использования материала можно сделать окончательный вывод в том, что метод получения заготовки, для шатуна, из штамповки, для мелкосерийного производства экологически выгоден.

Экономическое обоснование выбора заготовки. Для окончательного выбора метода получения заготовки, следует провести сравнительный анализ по технологической себестоимости.

Расчет технологической себестоимости заготовки получаемую по первому или второму методу проведится по следующей формуле 2.12 [8, с. 30]:

С_т=С_заг.^. М + C_мех.^. (М-m)-С_отх.^. (M-m) (6.4)

где М - масса заготовки;

m - масса детали;

С_заг - стоимость одного килограмма заготовок, тг/кг;

C_мех. - стоимость механической обработки, тг/кг;

С_отх - стоимость одного килограмма отходов, тг/кг.

Стоимость заготовки, полученной такими методами, как литье в песчаные формы отверждаемые в контакте с оснасткой и горячей объёмной штамповкой на прессах, с достаточной для стадии проектирования точностью можно определить по формуле (2.13) [8, с. 31]:

С_заг=С_от^. h_T^. h_C^. h_B^. h_M^. h_П (6.5)

где С_от - базовая стоимость одного килограмма заготовки, С_от= 325;

h_T - коэффициент, учитывающий точность заготовки, h_T = 1,1;

h_C - коэффициент, учитывающий сложность заготовки, h_C=1;

h_B - коэффициент, учитывающий массу заготовки, h_B=0,85;

h_M - коэффициент, учитывающий материал заготовки, h_M=1,22;

h_П - коэффициент, учитывающий группу серийности, h_П=1.

С_заг. = 325^. 1,1^. 1^. 0,85^. 1,22^. 1 =370 тг.

Определяется стоимость механической обработки по формуле (2.14) [8, с. 33]:

С_мех. = С_с + Е_м^. С_к (6.6)

где С_с = 554 - текущие затраты на один килограмм стружки;

С_к = 10,52 - капитальные затраты на один килограмм стружки;

Е_м = 0,15 - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений выбирается из предела (0,1…0,2).

С_мех. = 554 + 0,15^. 10,52 = 555 тг/кг.

Стоимость одного килограмма отходов принимается равной:

С_отх. = 300 тг/кг.

Определим общую стоимость заготовки получаемую по методу литья:

С_т = 370^. 57 + 555^. (57-40) - 300^. (57-40) = 2265.

Для заготовки получаемой методом горячей объёмной штамповкой на прессах значения коэффициентов следующие:

С_заг=С_шт^. h_T^. h_C^. h_B^. h_M^. h_П

где h_T =1,05-5^-ый класс точности;

h_C =0,77-3-^ая группа сложности получения заготовки;

h_B =0,85 - так как масса заготовки находится в пределах 30-50 кг;

h_M =1,18;

h_П =1.

Базовая стоимость одного килограмма штамповок составляет С_шт = 315 тг.

С_заг. = 315^. 1,05^. 0,77^. 0,85^. 1,18^. 1 = 255 тг/кг.

Определяется общая стоимость заготовки, получаемой штамповкой:

С_т = 255^. 48 + 555^. (48-40) - 300^. (58-40) = 1938.

Таким образом, по технологической себестоимости наиболее экономичным является вариант изготовления детали из заготовки, полученной методом горячей объёмной штамповки.

Ожидаемая годовая экономия определяется по формуле (6.7) [8, с. 36]:

Э_год. = (С_{Т 2} - С_{Т 1})^. N (6.7)

где N - годовая программа выпуска деталей, шт.;

Э_год. = (2265-1938)^. 1000 = 327000 тг.

Из данных расчетов следует, что оба метода подходят для получения данной детали. Каждый из методов можно использовать в зависимости от точности и технических требований необходимых для того или иного узла.

7. Организация транспортного хозяйства

Организационно-производственная структура и техническая база транспортного хозяйства.

Структура транспортного хозяйства определяется главным образом объемом грузооборота, особенностями грузов и объемом производства. В состав транспортного хозяйства завода могут входить железнодорожный транспорт с подъездными путями и депо, колесный транспорт с гаражами и ремонтными мастерскими, водный транспорт с причалами, подвесные дороги и т.д.

На крупных заводах с большим грузооборотом, требующим применения всех видов транспорта, организуются специализированные цехи железнодорожного, безрельсового (автомобильного) и водного транспорта. Транспортное хозяйство на таких заводах возглавляет транспортно-технический отдел. На средних заводах создается единый транспортный цех, включающий несколько участков по видам транспорта. Для мелких заводов с небольшим грузооборотом, но требующим применения всех видов транспорта, создаются объединенные транспортные хозяйства для нескольких предприятий. Эти хозяйства могут создаваться при головном заводе или выделяться в самостоятельные транспортные хозяйства ведомственного характера.

Транспортные цехи имеют в своем составе ряд служб и участков. Так, железнодорожный цех имеет службу движения (эксплуатации), службу тяги (подвижного состава), службу пути, службу погрузочно-разгрузочных работ. Цехи безрельсового транспорта обычно имеют службу эксплуатации (организации перевозок) и техническую службу по поддержанию подвижного состава в исправном состоянии. Транспортный цех (отдел) осуществляет планирование всех перевозок и грузовых работ, организацию производства перевозок, оперативное управление эксплуатацией транспорта и его ремонт, учет работы транспортного хозяйства.

На предприятиях используют различные виды транспортных средств:

- по сфере обслуживания - средства межцехового и внутрицехового транспорта;

- в зависимости от назначения и места действия - внешний (железнодорожный, автомобильный) и внутренний;

- в зависимости от места перемещения грузов - напольный (тележки, электрокары, аккумуляторные тягачи и т.п.) и подвесной (электротали, конвейеры, кран-балки);

- в зависимости от режима работы - транспортные средства непрерывного (конвейерные системы и т.п.) и периодического действия (автомашины, самоходные тележки и т.п.);

- по направлениям движения - транспортные средства для горизонтального (транспортеры, рольганги), вертикального (лифты, элеваторы и т.п.) и смешанного перемещения (краны, канатные и монорельсовые дороги);

- по уровню автоматизации - автоматические, механизированные, ручные;

- по виду перемещаемых грузов - транспортные средства для перемещения сыпучих, наливных и штучных грузов.

Рассмотрим наиболее распространенные способы транспортировки грузов применяющихся в современной логистике - это тарный и бестарный способ перевозки грузов.

Тарный способ предусматривает транспортировку грузов в специальной таре (тазы, контейнеры, ящики и т.п.). Он обеспечивает хорошую сохранность груза, позволяет сократить время на погрузку и разгрузку, упрощает учет грузов в случае использования мерной тары.

Бестарный способ применяется для навалочных, штучных, жидких грузов и при пневмотранспортировке. Этот способ не трудоемок, не требует затрат на тару и упаковку груза и может использоваться в том случае, когда не возникает опасений за повреждение продукции и снижение ее качества. Бестарный способ требует больших затрат на изготовление и монтаж транспортных устройств, но позволяет достичь высокой степени механизации и автоматизации операций транспортировки.

Техническая база транспортного хозяйства определяется видом транспортных средств и их техническим состоянием, приспособленностью к конкретным условиям грузопереработки, уровнем механизации транспортных работ. Транспортные хозяйства предприятий располагают железнодорожным, безрельсовым (автомобильным, тележечным), водным, механическим видами транспорта.

Железнодорожный транспорт (мото- и тепловозы, вагоны, платформы, цистерны, специальные вагоны) обладает высокой провозной способностью и пригодностью для перевозки различных грузов. Использование его наиболее целесообразно для внешних перевозок.

Безрельсовый транспорт (автомобили, трактора, прицепы, мотороллеры) применяется для внешних и внутренних (межцеховых, внутрицеховых) перевозок. В качестве транспортных средств безрельсового транспорта применяются автомобили (в том числе тягачи с прицепами), авто- и электрокары, автопогрузчики. Автомобильный транспорт самый распространенный, однако его целесообразнее использовать для внешних перевозок в целях большей загрузки и использования скорости. Остальной транспорт данного вида под названием напольно-тележечного широко используется для межцеховых и внутрицеховых перевозок. Малые габариты и маневренность тележек позволяет осуществлять подачу грузов на рабочие места, механизировать погрузочно-разгрузочные работы внутри вагонов, барж и т.д.

Водный транспорт (буксиры, катера, баржи) используется для перевозки главным образом топлива, формовочных, строительных материалов.

Механический транспорт используется для внутрицеховых, межоперационных перевозок, иногда межцеховых. В качестве средств механического транспорта применяются мостовые краны, монорельсовые пути, подвесные пути, лифты, подъемники, конвейеры и т.д. Наиболее перспективным и экономичным видом транспорта являются подвесные толкающие конвейеры с автоматическим адресованием грузов. В сочетании с пакетированием и контейнеризацией грузов такие конвейеры сводят до минимума количество перегрузок.

Кроме транспортных средств заводы располагают большой номенклатурой погрузочно-разгрузочных и подъемно-транспортных механизмов (механические лопаты, полиспасты, тали, домкраты, лебедки и т.п.). Эти простейшие устройства механизируют самые трудоемкие транспортные работы, обычно выполняемые грузчиками.