Разработка технологического процесса восстановления ведущего вала коробки передач автомобиля ГАЗ-51

 













ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

Тема: «Разработка технологического процесса восстановления ведущего вала коробки передач автомобиля ГАЗ-51»



Введение


До 70% затрат на ремонт с/х техники приходится на приобретение новых запасных частей взамен предельно изношенных. Предельные износы 85% деталей не превышают 0,3 мм, причем многие из них имеют остаточные ресурсы 60% и более и только 20% деталей тракторов, поступающих в ремонт, подлежат окончательной выбраковке. Остальные можно восстановить, причем себестоимость восстановления составит 15…70% себестоимости изготовления.

В экономически развитых странах на рынке запасных частей восстановленные детали преобладают, они в 1,5…2,5 раза дешевле новых, а по ресурсу, как правило, не уступают им. Это достигается прежде всего за счет участия в нем фирм, производящих машины и специализированных фирм по восстановлению изношенных деталей. Например, на мотороремонтном заводе английской фирмы «Бинз Индастриз Лимитед» ремонтируют ежегодно около 60 тыс. двигателей типа «Форд» и восстанавливают блоки цилиндров, головки блоков, коленчатые и распределительные валы, шатуны, гильзы и другие дорогостоящие детали. Аналогично поставлено восстановление деталей на ремонтных заводах кампании «Перкинс» и других.

Примером современного организационного и технологического уровня восстановления деталей может служить Швейцарская кампания «Кастолин + Ютектик», имеющая дочерние предприятия в странах Европы и США. Разработка технологий, оборудования и материалов документации на восстановление деталей проводят в исследовательском центре, насчитывающем около двух тысяч специалистов, а также в исследовательских лабораториях, находящихся в различных странах.

Безотказность машин определяется стабильностью ресурсов восстановленных деталей, которая зависит от правильного выбора способа восстановления и строгого соблюдения технологического процесса.

Из-за удорожания техники и запасных частей к ней и резкого снижения покупательной способности сельских товаропроизводителей АПК республики, восстановление изношенных деталей является самым доступным способом поддержания парка машин в работоспособном состоянии.

Основная задача курсовой работы по дисциплине «Основы технологии производства и ремонта автомобилей» является закрепление, углубление и обобщение теоретических знаний, полученных из лекционного курса, а также приобретение навыков проектирования технологических процессов восстановления деталей автомобиля, пользования ГОСТами, нормативной и другой справочной литературой.


1. Цель и задачи курсового проекта


Курсовая работа по курсу «Основы Технологического Процесса и Ремонта Автомобилей» для студентов, обучающихся по специальности 15.02.00, является завершающим этапом изучения этого курса.

Задачи данной курсовой работы:

выбрать способ восстановления деталей;

разработать маршрут восстановления детали;

рассчитать режимы резания и подобрать необходимое технологическое оборудование;

определить норму времени и технологическую себестоимость восстановления.


2. Устройство коробки передач а/м ГАЗ-51.


Коробка передач служит для преобразования крутящего момента, передаваемого от двигателя к ведущим колесам, по величине и направлению (задний ход). Кроме того, коробка передач позволяет длительное время разъединять двигатель и трансмиссию. Такая необходимость появляется во время стоянки автомобиля или при движении накатом при работающем двигателе.

Коробка передач должна обеспечивать необходимые тягово-скоростные и топливно-экономические показатели автомобиля, иметь высокий коэффициент полезного действия, работать бесшумно, легко управляться.

Коробка передач состоит из редукторной части, являющейся основной, и механизма переключения передач. Разработке конструкции коробки передач предшествует выбор схемы редукторной части.

Коробки передач с двумя степенями свободы выполняются по трехвальной соосной или двухвальной несоосной схемам. Более распространенной является nрехвальная соосная схема. При соосном расположении входного и выходного валов можно непосредственным их соединением получить прямую передачу. При движении автомобиля на прямой передаче зубчатые колеса и подшипники коробки передач не нагружаются. Соответственно снижаются скорость изнашивания, потери мощности и шум. На прочих передачах прямого хода в трехвальной коробке силовой поток передается последовательно через два зубчатых зацепления. Последнее позволяет при необходимости получить относительно большое передаточное число низшей передачи.

Коробки передач, выполненные по двухвальной схеме, конструктивно проще. Однако двухвальная схема исключает возможность иметь прямую передачу и существенно ограничивает передаточное число низшей передачи. На всех передачах прямого хода в двухвальной коробке силовой поток передается через одно зубчатое зацепление и поэтому осуществление передаточного числа, превышающего, например, возможно лишь при увеличении размеров конструкции.

Двухвальная схема применяется в тех случаях, когда это приводит к упрощению трансмиссии и при этом не требуется большого передаточного числа низшей передачи. Эту схему имеют обычно коробки передач тех легковых и спортивных автомобилей, у которых двигатель размещен рядом с ведущим мостом.

Схемы трехвальных коробок передач, имеющих одинаковое число ступеней, различаются в основном количеством пар зубчатых колес, находящихся в постоянном зацеплении, и построением передачи заднего хода.

При построении схемы передачи заднего хода используется одновенцовая промежуточная шестерня или промежуточный двухвенцовый блок. Первый вариант проще, но при этом зубья одновенцовой шестерни испытывают наиболее неблагоприятный цикл изменения напряжений изгиба - знакопеременный симметричный. Для варианта с двухвенцовым блоком характерен более благоприятный односторонний цикл (от нуля). Этот вариант позволяет осуществить несколько большее передаточное число заднего хода.

Переход от передвижных зубчатых колес коробок передач, применявшихся в ранних конструкциях, к зубчатым колесам постоянного зацепления объясняется рядом преимуществ последнего. При постоянном зацеплении парных зубчатых колес торцы зубьев рабочих венцов не повреждаются. Повреждения торцов зубьев характерны для пар, имеющих передвижное зубчатое колесо. Ход передвижной зубчатой муфты, включающей передачу при постоянном зацеплении зубчатых колес, значительно меньше хода передвижного зубчатого колеса. Соответственно меньше и ход при постоянном зацеплении упрощается применение косозубых передач, имеющих в сравнении с прямозубыми большую плавность работы. Передвижные колеса устанавливаются на валу на шлицах; для косозубых колес шлицевое соединение должно выполняться винтовым, что технологически сложнее.

Однако с увеличением числа пар зубчатых колес с постоянным зацеплением повышаются нагрузки на синхронизаторы коробки передач. Последние в процессе синхронизации должны воздействовать на систему большего числа согласованно вращающихся деталей. Чтобы получить первую передачу и задний ход при постоянном зацеплении, необходимо на вторичном валу устанавливать два колеса относительно большого диаметра.

В то же время можно получить указанные две передачи, имеющие близкие абсолютные значения передаточных чисел, устанавливая на вторичном валу не два колеса, а одно, если выполнить его передвижным. Вопрос выбора схемы построения первой передачи и заднего хода должен решаться с учетом предполагаемой интенсивности использования указанных передач. Чем больше интенсивность их использования, тем вероятнее разрушения торцов зубьев передвижного колеса и парных ему, и тем определеннее этот вопрос должен решаться в пользу схемы с постоянным зацеплением парных зубчатых колес.

Для всех схем характерно выполнение выходного вала вместе с ведущей шестерней главной передачи, применение постоянного зацепления зубчатых колес для всех передач прямого хода рукоятки рычага переключения, что облегчает управление. Повышению удобства управления при постоянном зацеплении зубчатых колес способствует также возможность применения синхронизаторов. Наконец, и передвижной шестерни для передачи заднего хода.

К редукторной части коробки передач относятся картер, валы, подшипники, зубчатые колеса и зубчатые муфты. Большинство конструкций имеют установившуюся типовую компоновку редукторной части. Особенно это относится к трехвальным соосным коробкам передач.

При числе ступеней 3…6 трехвальные коробки передач выполняются, как правило, в одном неразделенном картере и имеют двухопорные валы. Для размещения подшипников в передней и задней стенках картера выполнены по два отверстия; противоположные отверстия попарно соосны. Передний подшипник первичного вала расположен в расточке маховика или фланца коленчатого вала двигателя, задний - в передней стенке картера.

На переднем участке первичного вала устанавливается ведомый диск сцепления. На заднем конце, расположенном консольно за главным подшипником, заодно с валом выполнена ведущая шестерня привода промежуточного вала. В утолщении заднего конца первичного вала выполняется расточка, являющаяся гнездом переднего подшипника вторичного вала. Задний подшипник вторичного вала расположен в задней стенке картера.

Соосность первичного и вторичного валов обеспечивается за счет соосного выполнения базовых поверхностей: отверстий под подшипники в картере, опорных шеек вторичного вала, шеек первичного вала и гнезда в нем под передний подшипник вторичного вала. Центрирование коробки передач относительно оси коленчатого вала двигателя осуществляется через картер сцепления, правильность крепления которого к двигателю обеспечивается конструктивно и технологией обработки. Относительно картера сцепления коробка передач центрируется с помощью выступающей части наружного кольца заднего подшипника первичного вала или концетрично обработанного пояска на фланце крышки этого подшипника.

Подшипники промежуточного вала расположены в отверстиях передней и задней стенок картера. Ось этих отверстий располагается строго параллельно оси отверстий под задние подшипники первичного и вторичного валов. Один из подшипников каждого вала коробки передач фиксирует вал в осевом направлении и воспринимает комбинированную нагрузку. Первичный и вторичный валы фиксируются е помощью задних подшипников; промежуточный вал - с помощью заднего (чаще) или переднего подшипника.

Зубчатые колеса, расположенные на промежуточном валу, соединяются с ним неподвижно. В коробках передач легковых и некоторых легких и средних грузовых автомобилей все зубчатые венцы промежуточного вала выполняются в виде блока вместе с валом. В отдельных случаях этот блок выполняется пустотелым и устанавливается на оси на игольчатых подшипниках.

Так как для оси требуются меньшие отверстия в картере, чем для подшипников вала, конструкция картера при этом получается более жесткой. В коробках передач большинства грузовых автомобилей заодно с промежуточным валом выполняются только зубчатые венцы малого диаметра, например венец первой передачи и иногда второй.

Крайним передним зубчатым венцом на промежуточном валу является ведомое колесо привода этого вала. За ним располагаются: ведущее колесо высшей редукторной передачи и далее - ведущие зубчатые колеса более низких передач в порядке убывания номера передачи. Крайним задним зубчатым венцом на промежуточном валу является шестерня первой передачи или заднего хода.

Ведомые зубчатые колеса постоянного зацепления, располагаемые на вторичном валу, устанавливаются по подвижной посадке - на игольчатых подшипниках; бронзовых втулках, запрессованных в ступицу зубчатого колеса; непосредственно на шейках вала или на стальных втулках, плотно посаженных на эти шейки. В последних случаях во избежание заедания поверхностей скольжения на поверхности охватываемой детали выполняются канавки для сбора масла, а сама поверхность фосфатируется или сульфидируется. Если применяется ведомое передвижное зубчатое колесо, его установка на вторичном валу выполняется на эвольвентных или прямобочных шлицах по подвижной посадке.

Принятая в трехвальных коробках передач последовательность расположения зубчатых колес исключает перегрузку передней менее жесткой опоры вторичного вала, так как низшие передачи с большими усилиями в зацеплении располагаются ближе к задней опоре этого вала. Такое расположение обеспечивает технологичность сборки. При обычной схеме сборки промежуточный вал в сборе устанавливается через достаточно широкое окно, выполненное в картере сверху или сбоку, а иногда снизу. Через это же окно устанавливаются вторичный вал и его детали. Первичный вал в сборе устанавливается через отверстие под подшипник в передней стенке картера; возможность такой сборки обеспечивается тем, что зубчатый венец вала в этом случае выполняется меньшего размера, чем отверстие.

Имеющие место отступления от типовой компоновки в трехвальных коробках передач могут преследовать различные цели. Некоторые коробки передач легковых автомобилей выполняются с удлинителем и имеют цельный или составной трехопорный вторичный вал, третья опора которого размещается в приставном корпусе удлинителя. Основное назначение удлинителя - уменьшение длины карданной передачи. Корпус удлинителя может использоваться для размещения зубчатых колес передачи заднего хода и узла механизма переключения передач. Это позволяет уменьшить габариты основной части коробки.

В некоторых коробках передач грузовых автомобилей с целью повышения жесткости конструкции передняя опора вторичного вала выполняется в специальном приливе картера, но тогда ведомая шестерня высшей редукторной передачи оказывается на консоли. Обеспечивая высокую жесткость конструкции, такое решение усложняет сборку, требует повышенной точности изготовления деталей и применения картера с разъемом в плоскости валов. К особенностям компоновки редукторной части этой коробки передач относятся также размещение зубчатых колес первой передачи и заднего хода в среднем пролете, а синхронизаторов средних передач - на промежуточном валу.

Последнее обеспечивает уменьшение суммарного приведенного момента инерции согласованно вращающихся деталей коробки передач и нагрузок на синхронизаторы. Такое решение позволяет получить в высокой степени унифицированную модификацию с увеличенным числом передач, например - 7-ступенчатую модель на базе 6-ступенчатой или 6-сту-пенчатую на базе 5-ступенчатой. Особенности компоновки редукторной части двухвальных коробок передач можно установить по схемам.

Ведомый вал выполняется вместе с ведущей шестерней главной передачи: конической или гипоидной при продольном расположении двигателя, цилиндрической - при поперечном.

Применяются главным образом зубчатые колеса с постоянным зацеплением. Лишь для передачи заднего хода применяется передвижная шестерня. На схемах показаны типичные варианты построения передачи заднего хода и расположения передач прямого хода и их синхронизаторов. Синхронизатор первой-второй передач обычно устанавливается на выходном валу; его установка на входном валу затруднена, поскольку ведущая шестерня первой передачи имеет малый диаметр. Синхронизатор высших передач иногда устанавливается на входном валу для уменьшения приведенного момента инерции. В ряде случаев несоосная двухвальная коробка передач конструктивно объединяется с двигателем.

Конструкция редукторной части коробки передач должна быть жесткой. В наибольшей степени жесткость конструкции в целом зависит от конструкции валов и картера. При преобладающем применении двухопорных валов конструкцию достаточной жесткости возможно выполнить, ограничивая длину валов и тем самым число передач. Обычно между опорами размещают не более шести передач. Таким образом, требование жесткости двухопорных валов является одним из факторов, ограничивающих число ступеней в коробках передач с двумя степенями свободы. Картер выполняется обычно цельнолитым.

Отливка имеет местные утолщения и ребра. Отверстия под подшипники в передней и задней стенках картера должны быть такими, чтобы между отверстиями в стенке оставалась перемычка достаточного размера. Жесткость конструкции в сборе зависит от степени затяжки болтов крепления крышки, в которой монтируется механизм переключения передач. Картер с разъемом применяется лишь в случаях, когда это диктуется условиями сборки.

Смазывание деталей большинства коробок передач производится окунанием и разбрызгиванием. Масляная ванна размещается в картере. Уровень масла в ванне достигает оси промежуточного вала, а расход его на одну заправку зависит главным образом от передаваемой мощности.

Реже с целью уменьшения потерь мощности картер выполняют сухим, помещая масло в обособленный отсек, откуда оно подается для смазывания деталей насосом. В обычных конструкциях с несухим картером также может устанавливаться насос. Насос имеется, например, в коробках передач некоторых тяжелых автомобилей. Его ставят для подачи масла к подшипникам ведомых зубчатых колес постоянного зацепления. Масло подается через центральное и радиальные сверления вторичного вала. Для такого способа подачи масла к подшипникам зубчатых колес постоянного зацепления иногда используется не насос, а маслонагнетающее кольцо, устанавливаемое впереди подшипника первичного вала. Для заправки и контроля уровня масла, а также его слива в картере делаются соответствующие отверстия.

Герметичность собранной коробки передач обеспечивается применением для маслоналивного и спускного отверстий пробок с конической резьбой, установкой уплотнительных прокладок под все крышки и манжетных уплотнителей на входе в коробку и на выходе из нее. Во избежание повышения давления в картере он должен сообщаться с атмосферой. Если конструкция крышки с механизмом переключения передач не обеспечивает этого, на картере сверху предусматривается установка сапуна.

Как правило, на выходном валу коробки передач устанавливается ведущий элемент привода спидометра; ведомый его элемент располагается в крышке заднего подшипника вала. Привод спидометра не устанавливается в коробке передач лишь в тех случаях, когда между ней и ведущими колесами автомобиля имеется еще один механизм с переменным передаточным числом.


а) б)

Рис. 1. Схема двухвальной (а) и трёхвальной (б) коробки передач:

- первичный вал

- вторичный вал

- подвижная муфта

- промежуточный вал


Таблица №1. Техническая характеристика коробки передач а/м ГАЗ-51

Наличие ступенейСтупенчатая механическая трехвальнаяУправлениеРычагом, установленным в кабине водителяКинематическая схемаС неподвижными осями валовРасположение валов относительно автомобиляПродольноеМеханизм переключения передачСо скользящими зубчатыми муфтамиЧисло передач4Шестернипрямозубые

3. Основные неисправности коробки передач а/м ГАЗ-51


Таблица №2. Основные неисправности коробки передач а/м ГАЗ-51


Неисправность и её признакиВероятная причинаСамопроизвольное выключение передачи Затруднения при включении и выключении передач Повышенный шум Течь масла из коробкиа) Сильный износ зубьев шестерен б) Сильный износ деталей фиксирующего устройства (шарики и пружины) а) Износ подшипников и шлицевых соединений, вызывающих перекосы шестерен б) Нарушения регулировки механизма управления коробкой передач в) Заедание в подвижных шлицевых соединениях вследствие попадания в них металлических частиц от износа деталей г) Туго затянуты гайки сальников штоков переключения передач а) Износ зубьев шестерен б) Износ вилок и штоков в) Износ подшипников г) Износ отверстий вилок тяг, пальцев и отверстий рычагов а) Повреждены или изношены сальники б) Ослабло крепление крышек в) Завышенный уровень масла в картере г) Засорение сапуна д) Повреждение прокладок

4. Литературный обзор современных технологии восстановления деталей машин


Существует множество способов восстановления деталей машин.

Ученые ВНИИТУВИД «Ремдеталь» разработали большое количество новых эффективных технологий по восстановлению и упрочнению деталей машин. Одна из них

Электроконтактная приварка металлического слоя (ленты, проволоки, порошковых материалов). Преимущества контактной приварки - отсутствие нагрева деталей, возможность приварки слоя стальной ленты, проволоки и твердых сплавов, закалка слоя непосредственно в процессе приварки, отсутствие выгорания легирующих примесей и значительное улучшение условий труда. К недостаткам этого способа можно отнести снижение прочностных свойств КВ после обработки.

Технология газопорошковой наплавки. Процесс состоит в нанесении на разогретую поверхность порошкового материала и не требует сложного оборудования. Газопорошковой наплавкой восстанавливают стальные и чугунные малогабаритные детали с локальным износом. С помощью газопорошковой наплавки можно также восстанавливать и упрочнять детали почвообрабатывающих машин - плоскорезы, лапы культиватора, ножи. Недостаток: разогрев поверхности КВ до высокой температуры может привести к деформированию.

Плазменная металлизация - наиболее экономичный метод покрытий на изношенные детали. 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.

Кислородно-ацетиленовая наплавка заключается в нанесении на предварительно подготовленную (без окалины, грязи, жира) поверхность восстанавливаемой детали слоя наплавки из электрода, который расплавляется в пламени ацетилена с кислородом. Оптимальная толщина наплавленного слоя - до 3 мм. Допускается наплавка в несколько слоев общей толщиной до 5 мм. Из-за перегрева поверхности детали нельзя рекомендовать этот метод для восстановления КВ.

Электродуговая наплавка с применением дополнительной обмазки электродов заключается в зажигании дуги между наплавляемой деталью и электродом. Обмазка способствует стабилизации дуги и получению ровного слоя наплавки. Большое значение имеет толщина наплавляемого слоя. Недостаток: наплавка снижает усталостную прочность детали до 50%.

Газоплазменное напыление. Для напыления покрытий и резки используется сверхзвуковая газовая струя, генерируемая специальной горелкой. Рабочий процесс в горелке аналогичен процессу, реализуемому в микроракетных двигателях. Преимущества: портативность (оборудование является переносным); простота устройства; меньшая стоимость (примерно в десять раз) по сравнению со стационарными зарубежными установками. Характеристики покрытий соответствуют характеристикам, полученным с помощью лучшего современного плазменного оборудования при снижении стоимости в 1,5… 2 раза; качество покрытий в 2…3 раза выше, чем при дозвуковом газопламенном напылении. Установки принципиально нового класса позволяют поднять на качественно новый уровень технологическое обеспечение работ по упрочнению и восстановлению деталей машин и механизмов (в особенности выполняемых на средних и мелких предприятиях). Параметры сверхзвуковой струи: скорость до 2600 м/с, температура 2500…3000 К. Характеристика покрытий: адгезия до 80 МПа, пористость не более 5,0%, толщина 0,1…5 мм. Система подачи напыляемого порошка эжекционная без дополнительного несущего газа. Для восстановления КВ КамАЗа этот метод не приемлем т. к. поверхность разогревается до высокой температуры, что может привести к деформации вала.

Детонационное напыление - сущность процесса заключается в использовании энергии детонационных волн для нагрева и ускорения частиц порошка напыляемого материала. Детонационные покрытия намного превышают соответствующие показатели для покрытий, полученных методами газоплазменного и плазменного напыления. К недостаткам стоит отнести дороговизну и сложность оборудования.

Лазерный способ восстановления. Этот способ не может быть рекомендован к использованию на данном этапе в силу высокой стоимости оборудования и высокой требовательности к обслуживающему персоналу и культуре производства.

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. Применение этого способа наплавки для восстановления коленчатых валов двигателей грузовых автомобилей из-за значительного снижения усталостной прочности становиться не приемлемым.
Однослойная наплавка под флюсом. Этот способ наплавки исследовался в НИИАТе и КАЗНИПИАТе. 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.
Электродуговая метализация - простой, высокопроизводительный (до 20 кг присадочного металла в час) способ, технологичный, не требующий высокой квалификации исполнителей, использующий только сжатый воздух (давление 0,5-0,6 МПа, расход 1,8-2,0 м /мин), не вызывает деформацию коленчатых валов (деталь нагревается до 130 °С), не снижает усталостную прочность, обеспечивает ресурс восстановленных коленчатых валов не ниже новых. Толщина покрытия 0,1-10 мм и выше. Металлизационное покрытие в 2 раза дешевле наплавленного. С помощью ЭМ можно получать покрытия из различных материалов (стали, алюминия, цинка, меди, бронзы, латуни и других металлов), а также из их комбинаций, получая износостойкие сплавы, псевдосплавы, антикоррозионные, защитно-декоративные и антифрикционные покрытия. Структура таких покрытий микропористая, способная впитывать в себя до 10% горячего масла и удерживать его не только в микропорах, но и на поверхности за счет микрократеров, образованных пористостью. Масло, находящееся на поверхности в таких микроемкостях, компенсирует дефицит смазочного материала в экстремальных условиях работы пары трения. Особенно ценным является способность металлизационных покрытий в течение длительного времени продолжать нормальную работу без подачи смазочного материала. Это уникальное свойство металлизационного покрытия не менее эффективно проявляется при пуске холодного двигателя, когда масло под воздействием нагрева покрытия шейки начинает по капиллярам подниматься к поверхности шейки, улучшая ее смазку. Металлизационные покрытия обладают весьма привлекательными не только техническими свойствами, но и механической прочностью. Электродуговая металлизация имеет преимущества перед другими методами металлопокрытий, экономически целесообразна, так как себестоимость восстановления коленчатых валов составляет 20 - 40% стоимости новых при гарантированном ресурсе не ниже номинального.


5. Выбор методов восстановления


Выбор способа восстановления детали следует осуществлять поэтапно, применяя последовательно технологический, технический и технико-экономический критерий.

Перечень основных способов восстановления изношенных поверхностей:

1.Газоплазменное напыление.

Процесс сопровождается нагревом напыляемой поверхности, что может привести к деформации изделия.

2.Плазменная металлизация.

Производительный процесс, невозможный без дорогостоящего оборудования.

3.Электродуговая метализация.

Процесс плавления напыляемого материала в электрической дуге, в последствие разносимого на восстанавливаемую поверхность сжатым воздухом.

После перечисления основных способов восстановления детали, необходимо выбрать основной способ.

Технологический критерий. Он оценивает каждый способ и определяет принципиальную возможность применимости того или иного способа восстановления.

Отобранные по этому критерию способы восстановления должны удовлетворять двум условиям:

1.по своим технологическим особенностям они должны быть приемлемы к данной детали;

2.устранять имеющиеся дефекты.

Технический критерий

Он оценивает каждый способ (выбранный по технологическому критерию) устранения дефектов детали с точки зрения восстановления.

Для каждого выбранного способа дают комплексную оценку по значению коэффициента долговечности , который определяется


,(2.1)


где , , - соответственно коэффициенты износостойкости, выносливости и сцепляемости покрытий;

- поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстановленной детали. .

Расчет коэффициента по способам:

1.Кд =0,95 * 0,7* 1*0,9 = 0,59

2.Кд = 0,9 * 0,68* 1* 0,9 = 0,55

3.Кд = 0,97 * 0,8 *1 * 0,9 = 0,69

Рациональным по этому критерию будет способ, у которого, этому условию удовлетворяет метод электродуговой металлизации.


6. Анализ возможных дефектов детали и составление дефектовочной ведомости детали


В процессе эксплуатации вал передает крутящий момент за счёт шлицев с ведущей шестерни на ведомую. Под действием трения деталь изнашивается, причём с учётом особенностей конструкции раздаточной коробки и особенностей эксплуатации износ присутствует только на одной из боковых поверхностей шлица, что может привести к появлению люфта в трансмиссии автомобиля.

На основании анализа особенностей конструкции и условий работы детали составляем дефектовочную карту на контроль и сортировку детали (таблица 3). Где будут указаны: код детали, материал детали и ее твердость, дефект, способ устранения дефекта и средства контроля, размеры по рабочему чертежу и допустимые без ремонта, а также делаем заключение о годности или негодности детали к восстановлению данного дефекта.

Технические требования на дефектовку и ремонт должны быть следующими:

дефектация детали и сборочных единиц должна производиться в соответствии с приведенными картами дефектации;

допускается применение универсального измерительного инструмента, обеспечивающего степень точности проверки, указанную в Руководстве;

эталоны, применяемые при дефектации, должны утверждаться ремонтными предприятиями;

размеры трещин и обломов, при наличии которых детали подлежат списанию в брак, являются в значительной мере условными.


Таблица №3. Дефектовочная карта

Дефектовочная картаВедущий вал коробки передачОбозначение51-7017МатериалСталь 40ХГОСТ 1050-80ТвердостьHRC 28…34ПозицияВозможный дефектСпособ установления дефекта и средства контроляРазмер, ммЗаключениеНоминальныйДопустимый без ремонта1ИзносМикрометрРемонтировать. Напылить с последующей обработкой под номинальный размер

7. Оборудование, приспособления, инструменты. их характеристики


. Металлизатор ЭМ-17

1. Назначение изделия

Аппарат стационарный ЭМ-17 (именуемый в дальнейшем «аппарат») предназначен для нанесения покрытий из стали с целью восстановления и упрочнения различных деталей и механизмов, а также для нанесения противокоррозионных покрытий из цинка и алюминия в условиях автоматизированных производств.

Аппарат изготавливается вида климатического исполнения УХЛ2 и Т2 по ГОСТ 15150-69 для работы при температуре окружающей среды от минус 5 до плюс 40 °С и относительной влажности не более 85%.

Условное обозначение аппарата ЭМ-17 при заказе: «Аппарат стационарный ЭМ-17-УХЛ2 ТУ 26-05-102-88», «Аппарат стационарный ЭМ-17-Т2 ТУ 26-05-102-88».

. Технические характеристики


Таблица №4

Наименование показателяЗначениеРабочий ток дуги (в диапазоне регулирования скорости подачи проволоки и напряжения для заданных материалов), А50-400Рабочее напряжение дуги, В 17-40Номинальная производительность по распыленному материалу (рабочий ток 400А), кг/ч: по стали Св-08 02,0 мм ГОСТ 2246-70 (рабочее напряжение дуги 28 В) по алюминию СвАМц 02-2,5 мм ГОСТ 7871-75 (рабочее напряжение дуги 24 В) по цинку Ц1 02,5 мм ГОСТ 13073-77 (рабочее напряжение дуги 18 В) 18,8 12,0 40Коэффициент использования материала при нанесении покрытия на плоские изделия, размеры которых исключают распыление материала за пределы изделия, не менее: по стали (рабочее напряжение дуги 28 В) 0,65по алюминию (рабочее напряжение дуги 24 В) по цинку (рабочее напряжение дуги 18 В) 0,7 0,6при нанесении покрытия на тела вращения диаметром 25 мм (расстояние от точки скрещивания проволок до образца 60-120 мм): по стали (рабочее напряжение 28 В) по алюминию (рабочее напряжение 24 В) по цинку (рабочее напряжение 18 В) 0,5 0,35 0,35Диаметр применяемых проволок, мм: сталь алюминий, цинк 1,5-2,0 1,5-2,5Диапазон плавного регулирования скорости подачи проволоки, м/мин1,4-14Расход газа (воздуха) *, м /ч90-150Рабочее давление сжатого воздуха, МПа (кгс/см2)0,3-0,6 (3,0-6,0)Максимальная потребляемая мощность дуги, кВт, не более16Параметры питающей сети блока управления: напряжение, В частота, Гц 220 50Мощность электродвигателя металлизатора, Вт120Масса аппарата, кг, не более в том числе металлизатора, не более39,5 14,5Габаритные размеры, мм, не более: металлизатора блока управления620х120х190 370х440х300Уровень звука на расстоянии 0,5-1,0 м от аппарата, дБ по шкале «А», не более130

3. КОМПЛЕКТНОСТЬ


Таблица №5

НаименованиеОбозначениеКол-воПрим.Аппарат стационарный ЭМ-17 в том числе:188-00001Металлизатор188-01001Блок управления188-26001Запасные частиРолик ведущий188-150010Колесо червячное188-14034Фиксатор188-030452Втулка188-08014Распределитель левый188-03012Распределитель правый188-03022Направляющая188-03084ШарикоподшипникГОСТ 7272-702Токоподводящая вставка Ø 2,0

НаименованиеОбозначениеКол-воПрим.Сменные деталиТокоподводящая вставка Ø 1,5188-030318Токоподводящая вставка Ø 1,5188-0303-0218Эксплуатационная документацияПаспорт «Аппарат стационарный ЭМ-17»1Паспорт «Электропривод типоразмера ЭПУ2-1-271Е»1

4. Устройство и принцип работы

Принцип работы аппарата ЭМ-17 заключается в расплавлении двух проволочных электродов образующейся между ними электрической дугой и распылении расплавленного металла струей сжатого воздуха. Металлические частицы, попадая на покрываемую поверхность, сцепляются с ней, образуя сплошное покрытие, при этом толщина слоя регулируется производительностью распыления и скоростью перемещения покрываемой поверхности относительно металлизатора.

Аппарат стационарный ЭМ-17 (рис. 2) состоит из металлизатора, блока управления, рукавов для проволоки и кабелей.

Металлизатор (рис. 3) состоит из привода, головки распылительной и воздухопровода. Регулирование скорости подачи проволоки производится тиристорным приводом, расположенным в блоке управления.

Рис. 2. Аппарат стационарный ЭМ-17:

- металлизатор; 2 - рукав для проволоки; 3 - блок управления; 4,5 - кабели.


Рис. 3. Металлизатор:

- головка распылительная; 2 - привод металлизатора; 3 - воздухопровод; 4 - наконечник; 5 - шина


Привод металлизатора (рис. 4) состоит из электродвигателя, одноступенчатого червячного редуктора и рукавов для проволоки.

Подача проволоки осуществляется ведущими роликами, расположенными на валу червячного колеса за счет прижима проволоки прижимными роликами, поджимаемыми пружинами, при этом ручка, выступающая над кожухом, должна быть повернута влево.

На панели привода установлена кнопка «Наладка» для подачи проволоки при наладке металлизатора.

Головка распылительная (рис. 4) через переходник крепится к корпусу привода металлизатора тремя винтами.

На изоляционной панели закреплена платформа с распределителями и токоподводящими вставками, через которые проходят распыляемые проволоки. При износе рабочего отверстия вставки она поворачивается на 90° и закрепляется через фиксатор накидной гайкой.

Токоподвод осуществляется через шины. Точность скрещивания проволок обеспечивается технологией изготовления.

Распыление расплавленного металла осуществляется струей сжатого воздуха через сопло. Для лучшего охлаждения токоподводов предусмотрена подача на них сжатого воздуха.


Рис. 4. Привод металлизатора:

- электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - ролик ведущий; 4 - колесо червячное; 5 - ролик прижимной; 6 - ручка; 7 - кожух; 8 - кнопка

Рис. 5. Головка распылительная:

1 - панель; 2 - платформа; 3 - распределитель левый; 4 - токоподводящая вставка; 5 - фиксатор;

- распределитель правый; 7 - сопло; 8 - шина.


Рис. 6. Схема электрическая принципиальная:

ЭПУ-1-271Е - электропривод; Rl, R2 - резисторы; Л1 - арматура АМЕ с лампой КИ;

ДД1 - датчик реле давления; V - вольтметр; ШР1, ШР2, ШРЗ - штепсельные разъемы; КН1 - выключатель КЕО; В1, В2, ВЗ - выключатели «Тумблер ТВ1-4»; Пр1, Пр2 - вставки плавкие;

ЭМ-17 - металлизатор


Блок управления (рис. 2) обеспечивает: контроль давления сжатого воздуха, дистанционное включение источника тока, плавную регулировку скорости подачи проволоки.

Датчик-реле давления обеспечивает поддержание давления в рабочем режиме и отрегулирован на включение источника тока при достижении давления 0,35 МПа (3,5 кгс/см2) и отключение при давлении 0,3 МПа (3,0 кгс/ см2).

На передней панели блока управления установлены вентиль, манометр, вольтметр, ручки потенциометра для регулирования скорости подачи проволоки, тумблеры, включающие СЕТЬ, РАБОЧИЙ ТОК, ПОДАЧУ ПРОВОЛОКИ.

Электрическую схему аппарата ЭМ-17 см. на рис. 6.

. Указания мер безопасности

Работа аппарата ЭМ-17 сопровождается светоизлучением электрической дуги, выделением значительного количества металлической пыли и шума. Все это обуславливает необходимость строгого соблюдения Правил техники безопасности и производственной санитарии при электросварочных работах, утвержденных президиумом ЦК профсоюза рабочих машиностроения 2 апреля 1963 г. с изменениями и дополнениями от 11 мая 1966 г., ГОСТ 12.2.008-75. Аппарат по способу защиты человека от поражения электрическим током относится к 1 классу по ГОСТ 12.2.007.0-75.

К работе на аппарате допускаются лица не моложе 18 лет, изучившие настоящую инструкцию, имеющие квалификацию «металлизатор» не ниже 4 разряда согласно Единому тарифно-квалификационному справочнику работ и профессий рабочих (М., Машиностроение, 1987, вып. 2). Знание правил эксплуатации аппарата и обслуживаемого оборудования должно быть проверено квалификационной комиссией.

Аппарат должен быть установлен в камеру, оборудованную средствами:

шумозащиты, уровень звука за пределами камеры не должен превышать 85 дБ по шкале «А»;

приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей полное удаление пыли и газа, скорость отсоса которых из рабочей зоны должна быть не менее 1,5 м/с в соответствии с санитарными нормами СН 245-71;

дверцы камеры должны иметь блокировку, отключающую работу металлизатора при случайном открывании их;

стенки камеры должны быть сплошными из несгораемого материала.

При настройке и кратковременной работе с металлизатором для защиты глаз от воздействия света электрической дуги оператор обязан пользоваться очками защитными типа ЗП по ГОСТ 12.4. 013-85 со светофильтрами С-5 по ГОСТ 12.4.080-79. Для защиты слуха и органов дыхания применять противошумные наушники ВЦНИИОТ-7И по ТУ 1-01-0035-79 и респиратор У-2к по ТУ 6-16-2267-78.

Помещение для выполнения работ должно соответствовать Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий СН 245-71 и Противопожарным требованиям СН и П 11-2-80 предприятий и населенных мест.

Все электрооборудование, находящееся под током высокого напряжения, должно быть надежно заземлено. Заземление осуществляется проводом сечением не менее 6 мм2 по ГОСТ 12.1.030-81.

Запрещается производить настройку и регулировку распылительной головки, находящейся под напряжением.

Закрепление резинотканевого рукава на ниппелях и в местах соединения должно быть надежным и полностью исключать пропуск воздуха.

Цинковая пыль является ядовитой, вследствие чего при работе необходимо соблюдать меры предосторожности:

производить работу только в спецодежде из плотной ткани;

по окончании работы спецодежда должна быть снята и освобождена от пыли;

не принимать пищи и не курить до тщательного мытья рук и лица.

Продукты отходов алюминия при достижении определенных концентраций в воздухе способны к возгоранию, поэтому в емкостях, в помещениях ограниченной кубатуры или плохой вентиляции производить работы по металлизации запрещается.

. Состав оборудования

Для работы аппарата ЭМ-17 необходимо следующее оборудование: сеть сжатого воздуха, масловодоотделитель, источник тока, электрощит для контроля над процессом, вентиляция, кассеты для укладки на них проволоки, средства для механизации или автоматизации процесса металлизации.

Сжатый воздух, предварительно очищенный от влаги и масла постовым масловодоотделителем, должен подаваться под давлением 0,5-0,6 МПа (5-6 кгс/см2) с расходом не менее 150 м3/ч. На подводящей линии сжатого воздуха рядом с вентилем должен быть установлен манометр для измерения давления.

Сжатый воздух к аппарату от трубопровода подается с помощью резинотканевого рукава.

Источник тока. Аппарат ЭМ-17 работает на постоянном токе от сварочных преобразователей или выпрямителей с жесткой вольтамперной характеристикой, используемых для сварки в среде углекислого газа.

Источник тока должен обеспечивать возможность плавного регулирования напряжения на дуге от 17 до 40 В, при этом наклон статической вольтамперной характеристики источника в рабочей точке должен быть не более 0,2 ВА по абсолютной величине.

Во всех случаях цикл и режим работы аппарата ЭМ-17 согласовывать с условиями эксплуатации источника тока.

Электрический щит для контроля над процессом. На электрический щит устанавливается силовой контактор постоянного тока с максимальной силой тока 500 А, амперметр для измерения силы тока при металлизации, вольтметр для измерения напряжения на дуге, рубильник или контактор для включения источника тока. Если на источнике тока имеется регулятор напряжения, то его следует установить на щит.

Примечание. Показание вольтметра на пульте управления должно быть больше на величину потерь в токоподводящем кабеле.

Кассеты для проволоки. Устройство и установка кассет должны исключать соприкосновение проволок при разматывании во избежание короткого замыкания. Оператор во время работы также не должен соприкасаться с кассетами.

Для механизации процесса металлизации необходимо иметь механизм, обеспечивающий перемещение металлизатора относительно покрываемой поверхности. Скорость перемещения зависит от производительности распыления и толщины наносимого покрытия.

. Подготовка к работе

После хранения подготовить аппарат к пуску, для этого:

удалить консервационную смазку;

проверить наличие смазки в подшипниках металлизатора;

залить в редуктор машинное масло (до нижней кромки контрольного отверстия - верхняя пробка);

произвести напайку кабельных наконечников к гибким кабелям сечением 70 мм2, подводящим ток для питания дуги;

протянуть кабели до выхода их из корпуса через отверстия в кожухе (на рис. 2 показано пунктиром);

согнуть наконечники и подсоединить кабели с помощью болтов и гаек, находящихся на шинах металлизатора;

подвести воздух;

произвести крепление металлизатора к приспособлению;

заземлить аппарат;

подключить к источнику электропитание;

уложить проволоку* (Стальная марки Сп-08 ГОСГ 2246-70

Цинковая марки Ц1 ГОСТ 13073-77.

Алюминиевая марки Св. АМЦ ГОСТ 7871 - 75.

Требование к проволоке по ГОСТ 9.304-84.)

на кассеты таким образом, чтобы она легко разматывалась во время работы;

произвести заправку металлизатора в следующем порядке: откинуть крышки на приводе металлизатора;

заправить концы проволок в рукава для проволоки; прижимные ролики поднять вверх поворотом ручки против часовой стрелки;

ввести проволоки в приемные штуцеры, прижать прижимными роликами, включить кнопку «Наладка» и протянуть проволоки до выхода из рабочих отверстий вставок и схождения их в одной точке.

. ПОРЯДОК РАБОТЫ

Включение аппарата в работу провести в следующей последовательности:

концы проволок развести или откусить, чтобы они были разомкнутыми;

включить тумблером сеть;

открыть вентилем подачу воздуха;

включить тумблером напряжение дуги (при этом включение напряжения сблокировано с датчиком-реле давления);

включить тумблером подачу проволоки.

Остановку аппарата провести в следующей последовательности:

отключить подачу проволоки;

отключить ток;

закрыть подачу сжатого воздуха;

отключить сеть.

. Технология напыления покрытий

Технология напыления металлических покрытий слагается из подготовки поверхности, напыления покрытий и, в случае необходимости, его последующей обработки.

Подготовка поверхности имеет целью удалить с нее всякого рода загрязнения и окисную пленку, а также придать ей возможно большую шероховатость, так как распыляемый металл с гладкой поверхностью имеет низкую прочность сцепления.

Обычным средством подготовки поверхности изделий со сложной конфигурацией (не тел вращения) является обдувка металлическим песком с помощью пескоструйного аппарата, которая производится при давлении сжатого воздуха 0,4-0,6 МПа (4-6 кгс/см2), очищенного от влаги и масла. Возможно применение дробеструйных аппаратов. Для тел вращения применяется подготовка поверхности нарезанием «рваной резьбы».

Значение параметров шероховатости поверхности изделия, требования к материалам, к термическому напылению, к покрытию и методы контроля должны соответствовать ГОСТ 9.304-84.

Режим работы аппарата устанавливается оператором в зависимости от источника электрического питания, применяемого металла, диаметра проволоки, давления сжатого воздуха и размеров изделия. С увеличением давления сжатого воздуха на входе в аппарат плотность покрытия возрастает и повышается стабильность работы аппарата. При резких колебаниях давления воздуха в сети за счет отбора воздуха другими потребителями работу по металлизации производить не следует.

Напряжение на дуге устанавливается в зависимости от требований, предъявляемых к покрытию.

Если антикоррозионное покрытие из цинка и алюминия работает в обычных условиях, то напыление следует производить на возможно меньшем напряжении, в этом случае коэффициент использования металла при распылении будет наибольшим. Для алюминиевых покрытий, работающих в тяжелых условиях, напыление рекомендуется производить на повышенном напряжении. Величина рабочего тока примерно пропорциональна выбранной производительности напыления.

Выбор режима (ориентировочно) производить по таблице.

Таблица №6

Материал проволокиИнтервал напряжений на дуге, ВЦинк17-24Алюминий и его сплавы23-35 до 40Сталь25-35

На рис. 7-9 приведены графики для определения (ориентировочно) производительности по рабочему току, на рис. 10 - график зависимости скорости подачи проволоки от напряжения на двигателе.

Выбор производительности напыления определяется технологической целесообразностью. При напылении не допускать нагрева металлизируемой поверхности выше 70-80 °С.

Расстояние от точки плавления проволоки до металлизируемой поверхности следует выдерживать в пределах 80-100 мм.

Толщина слоя при напылении покрытий на плоские поверхности не должна превышать 0,5 мм. Для тел вращения при восстановлении изношенных поверхностей или при нанесении антифрикционных покрытий толщина слоя может быть несколько миллиметров.

Последующая механическая обработка покрытий из-за невысоких механических свойств должна вестись на пониженных режимах с обязательным применением эмульсии.


Рис. 7. График определения производительности распыления проволоки диаметром 1,5 мм:

I - алюминий и его сплавы;

II - сталь малоуглеродистая; III - цинк.


Рис. 8. График определения производительности распыления проволоки диаметром 2,0 мм:

I - алюминий и его сплавы;

II - сталь малоуглеродистая; III - цинк.


Рис. 9. График определения производительности распыления проволоки диаметром 2,5 мм:

I - алюминий и его сплавы;

II - сталь малоуглеродистая; III - цинк.

10. Техническое обслуживание

Обязательные меры по уходу за аппаратом заключаются в следующем:

ежедневно производить технический осмотр аппарата; выявленные мелкие неполадки устранять немедленно;

ежедневно по окончании работы аппарат очищать от осевшей на нем металлической пыли; открывать боковые крышки металлизатора и продувать сжатым воздухом ведущие и прижимные ролики и всю полость механизма подачи проволоки;

следить за состоянием и своевременно заменять быстроизнашиваемые детали;

через каждые 3 месяца работы металлизатора заменять смазку в редукторе.


Рис. 10. График зависимости скорости подачи проволоки от напряжения на двигателе


Рис. 11. График зависимости производительности распыления от скорости подачи проволоки (алюминий, цинк)

11. Возможные неисправности и способы их устранения


Таблица №7

НеисправностьВероятная причинаСпособ устраненияДуга не горит или горит прерывистоПлохой контакт в токоподводящих соединениях Грязная проволока Неравномерная подача проволоки Износились ведущие ролики, токоподводящие вставки Кассеты вращаются неравномерно, с заеданиемПроверить наличие контакта в соединениях Очистить проволоку Проверить и отрегулиро - вать силу поджатия прижимных роликов к ведущим Заменить ведущие ролики, токоподводящие вставки Устранить причину, вызывающую неравномерное вращениеПокрытие неплотное, крупнозернистоеНедостаточное давление воздухаУвеличить давление

Рис. 12. График зависимости производительности распыления от скорости подачи проволоки (сталь).

12. Свидетельство о приемке

Аппарат стационарный ЭМ-17 заводской номер соответствует техническим условиям ТУ 26-05-102-88 и признан годным для эксплуатации.

Дата выпуска

Отметка ОТК о приемке

. Гарантийные обязательства

Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие аппарата требованиям технических условий при соблюдении потребителем условий эксплуатации и хранения.

Гарантийный срок эксплуатации устанавливается один год со дня ввода аппарата в эксплуатацию, но не более полутора лет со дня отгрузки его с предприятия-изготовителя.

. Сведения о консервации

Консервация аппарата стационарного ЭМ-17 произведена в соответствии с ГОСТ 9.014-78 (группа изделий II-I на срок защиты 3 года без консервации). Категория условий хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов по группе 2 (С) для умеренного климата и 3 (ЖЗ) для тропического климата ГОСТ 15150-69. Условия транспортирования в части воздействия механических факторов «С» по ГОСТ 23170-78.

Использовано авторское свидетельство. М° 264101 197U г

2) Токарно-винторезный станок модели 250ИТП

. Технические характеристики токарного станка 250ИТП


Таблица №8.

Класс точности станков по ГОСТ8-82П; ВНаибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм: 250ИТП 250ИТПМ.12500 700Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм: над станиной над суппортом320 170Высота центров, мм150Номинальное сечение резца, мм16х16Конец шпинделя по ГОСТ 12593-934КДиаметр отверстия в шпинделе, мм25Размер внутреннего корпуса шпинделяМорзе 4Размер внутреннего конуса пиноли задней бабкиМорзе 3Ход пиноли, мм85Ход поперечного суппорта, мм170Ход верхних салазок суппорта, мм120Цена одного деления лимба продольного перемещения, мм0,1Цена одного деления лимба поперечного перемещения, мм0,05Цена одного деления верньера поперечного перемещения, мм0,005Пределы подач, мм/об: продольных поперечных 0,01-1,8 0,005-0,9Пределы шагов нарезаемых резьб: метрических, мм модульных, модули дюймовых, ниток на 1''0,2-48 0,2-12 24-0,5Частота вращения шпинделя, об/мин16-1600Показатели двигателя шпинделя: мощность, кВт частота вращения, об/мин2,2 980Шероховатость образца (сталь), мкм1,25; 0,63Габариты станка, (LxWxH), мм 250ИТПМ.11 250ИТПМ.121540х810х1180 1755х810х1180Масса станка, кг: 250ИТП 250ИТПМ.12около 950 около 1150

. Станок круглошлифовальный модели 3М151

) Техническая характеристика круглошлифовального станка 3М151


Таблица №9.

Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм: Диаметр Длина 140 180Рекомендуемый диаметр шлифования, мм60Скорость перемещения стола, мм0,1…..4Длина шлифования, мм650Наибольшие размеры шлифовального круга, мм350*20*76Частота вращения шлифовального круга, 1/мин2450,2840,6300Частота вращения шпинделя изделия, 1/мин150….750Поперечная подача круга шлифовальной бабки на один ход стола, мм/об0,038Мощность электродвигателя, кВт3Габариты станка, мм1600*1670Категория ремонтной сложности16

. Дробеструйная мобильная установка «Буран 4М»

) Техническая характеристика дробеструйной мобильной установки «Буран 4М»


Таблица №10.

Производительность очистки, м2/ч5-10Качество очищаемой поверхности по ISO 8501-1:1988Sa 2 (1/2)Минимальное Максимальное0,5 0,7Расход воздуха при давлении 0,7 МПа, м3/мин9Масса установки (без абразива), кг170Масса засыпаемого абразива, кг50Размеры, мм1300*850*1950Длина рабочих рукавов, ммДо 10000Размер абразива, мм0,5-1,5

8. Разработка технологического процесса


В этом разделе разрабатываем план операции по устранению комплекса дефектов, объединенных общим маршрутом. При этом технологический маршрут составляем не путем сложения технологических процессов устранения каждого дефекта в отдельности, а с учетом следующих требований:

  • каждая последующая операция должна обеспечить сохранность качества рабочих поверхностей детали, достигнутого при предыдущих операциях;
  • в начале должны идти подготовительные операции, затем сварочные, кузнечные, прессовые и в заключении шлифовальные и доводочные.

Разработанный и окончательно принятый маршрут технологического процесса сведем в маршрутную карту (см. приложение)

Базовые поверхности для обработки выбираем с таким расчетом, чтобы при установке и зажиме обрабатываемой детали не смещалась при данном ей положении и не деформировалась под действием сил резания и зажимов.


9. Определение припусков на обработку


Операция 030 «Напыление»

. Припуск:


, где


- шероховатость поверхности, мкм.

- суммарное отклонение, мкм.

- суммарная кривизна, мкм.

. Суммарное отклонение:


, где


= 1,0 мм

мм

мм

Тогда мм

мм

Операция 035 «Шлифование»

. Припуск:


, где


- шероховатость поверхности, мкм.

- суммарное отклонение, мкм.

- суммарная кривизна, мкм.

. Суммарное отклонение:


мкм

мкм

мм


10. Расчёт режимов резания


Операция 030 «Напыление»

. Необходимый объём металла который необходимо напылить:


, где


- заданная толщина покрытия, мм

- поправка, , мм


Тогда мм3

2. Полезная производительность аппарата:


кг/ч, где


- производительность аппарата, кг/ч.

- коэффициент использования материала.

. Масса металла которую необходимо напылить:


, где


- плотность железа, кг/мм3

Тогда кг

. Основное время:


ч = с.


. Частота вращения заготовки. При частоте вращения об/мин за время 28,4 сек. деталь совершит 94,667 оборотов.

Операция 035 «Шлифование»

Так как изношенная поверхность имеет малую длину, то будем пользоваться шлифованием методом врезания.

. Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки:


об/мин, где


скорость вращения круга, м/с.

м/с


наружный диаметр круга, мм.

Корректируя по паспортным данным станка, принимаем об/мин.

. Принимаем скорость движения заготовки м/мин.

. Частота вращения шпинделя передней бабки:


об/мин


Так как частота вращения заготовки регулируется бесступенчато, принимаем об/мин.

. Скорость поперечного хода стола:


, где


поперечная подача, мм/об.

Тогда м/мин

По паспортным данным станка принимаем м/мин.

. Мощность, затрачиваемая на резание:


кВт


. Мощность на шпинделе станка:


кВт

обработка возможна.

. Основное время.


мин с, где


- припуск на обработку, мм.

коробка передача неисправность восстановление

11. Нормироание технологического процесса


Штучное время:


, где


основное время, мин

- время на установку и снятие детали, мин

время на закрепление и открепление детали, мин

время на приёмы управления, мин

время на измерение детали, мин

время на техническое обслуживание рабочего места, мин,

- организация обслуживания, мин

время перерывов, мин

. Операция 030 «Напыление»

мин

. Операция 035 «Шлифование»

мин.

равен 0 т. к. пользуемся системой активного контроля.

12. Описание прибора технологического контроля


Активный контроль при круглом шлифовании.

Под активным контролем в машиностроении понимается такой процесс автоматического измерения деталей (в процессе обработки или сразу после её окончания), по результатам которого осуществляется управление станком с целью обеспечения обработки деталей с заданной точностью. Отсюда вытекает, что устройства активного контроля в системах автоматического управления циклом обработки реализуют обратную связь по размеру обрабатываемой детали.

Применение устройства активного контроля повышает производительность, поскольку в этом случае исключается необходимость в прерывании процесса для промежуточного контроля обрабатываемой детали. Активный контроль повышает также и точность обработки, так как исключается субъективный фактор и снижаются требования к квалификации рабочего. Основное применение активный контроль получил при шлифовальной обработке. Это обусловлено, во-первых, высокими требованиями к точности шлифовальной обработки, во-вторых, относительно низкой размерной стойкостью шлифовальных кругов.

Измерительная система активного контроля модели БВ-4100.

Измерительная система модели БВ-4100 предназначена для контроля диаметрального размера детали в процессе обработки на кругло-шлифовальных станках и для управления циклом работы этих станков при врезном и продольном шлифовании.

В комплект измерительной системы для врезного шлифования на полуавтоматах и универсальных станках входят навесная скоба модели БВ-3154 с индуктивным измерительным преобразователем модели БВ-6067, кронштейн модели БВ-3221 для крепления к станку и отсчётно-командное устройство модели БВ-6119.

Измерительная схема предназначена для восприятия текущего размера обрабатываемой детали и передачи его измерительному преобразователю, который преобразует изменение размера детали в пропорциональный электрический сигнал.

Осчётно-командное устройство, воспринимая сигнал с измерительного преобразователя, формирует аналоговый сигнал для показывающего прибора, сравнивает его с настроечными сигналами и в зависимости от значения текущего размера обрабатываемой детали выдаёт два дискретных сигнала (команды) на управление циклом работы станка.

Подводящие устройства предназначены для установки скоб на станок, а также для ввода и вывода их из зоны обработки. В связи с необходимостью настройки скоб и отсчётно-командного устройства по эталонным деталям систему активного контроля модели БВ-4100 целесообразно использовать в массовом или серийном производстве. При обработке малых партий деталей использование её невыгодно из-за потерь времени на настройку.

Трёконтактное измерительное устройство со скобой для измерения D на заготовке 2 приведено на рис. 13. Конструкция устройства скобы 8 допускает её самоустанавливаемость на поверхности заготовки 2 с помощью наконечников 1 и 9, постоянно прижимаемых с помощью рычажной системы с шарнирами 4 и 6, под действием груза 3 (или пружины). Измерительными являются наконечники 1 и 5, а наконечник 9 выполняет роль базового элемента. Измерительный стержень 5 может перемещаться относительно скобы 8, а величина этого перемещения воспринимается отсчётным устройством 7 или измерительными приборами.



Рис. 14. Треконтактное измерительное устройство


13. Экономическое обоснование восстановленной детали вместо вновь изготовленной. (Первичный вал коробки передач а/м ГАЗ-51)


Данные для расчёта:

1.Масса детали: m=1,63 кг.

2.Цена материала: 65 руб./кг.


Таблица №11.

Наименование операцииТрудоёмкость, чРазряд работЦена оборудования, руб.Площадь оборудования в плане, м2Мойка0,04332300004,33Дефектация0,18397000,192Обезжиривание0,08522730001,105Металлизация0,014341470001,567Шлифование0,01541160005,641

3.Труд оплачивается по сдельно-премиальной системе.

4.Минимальный размер оплаты труда составляет 2300 руб.

.Действительный фонд времени составляет 170 ч/мес.

.Тарифные коэффициенты:

-ый разряд - 1,0.

-ой разряд - 1,1.

-ий разряд - 1,22.

-ый разряд - 1,36.

. Коэффициент дополнительной заработной платы составляет 0,28.

. Норма амортизации оборудования составляет 12%.

. Норма амортизации производственных площадей составляет 2,5%.

. Цена площади составляет 1450 руб./м2.

. Режим работы: одна смена.

. Тип производства: массовый.

. Деталь восстанавливается на АРП, новая деталь - на специализированном.

Стоимость новой детали составляет 750 руб.

. Принимаем Кд=0,75.

. Стоимость электроэнергии: 1 кВт/ч=1,8 руб.

При изготовлении детали на специализированном предприятии, а восстановлении - на АРП, последнее будет выгодно при условии:


Спв+Ен*Кв ? Кр*Цн*Кт, где


Спв - полная стоимость восстановленной детали.

Цн - цена новой детали.

Ен - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений.

Кв - удельные капитальные вложения при восстановлении детали.

Кр - коэффициент долговечности.

Кт - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы предприятия-потребителя детали.

. Расчёт прямых расходов.

.1. В статью «Материалы» включают стоимость основных и вспомогательных материалов, кроме материалов, учитываемых в статьях «Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования», «Цеховые расходы», «Общехозяйственные расходы».

Затраты на материалы определяем по следующей формуле:


Зм = Qм*Цм*Ктр, где

м - масса детали, кг.

Цм - цена единицы материала детали, руб.

Ктр - коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные расходы.

Зм = 1,63*65*0,6 = 63,57 руб.

Стоимость вспомогательных материалов (Зв) для технологических целей принимаем в размере 4% от затрат на основные материалы (Зм):

Зв = 0,04*Зм = 0,04*63,57 = 2,54 руб.

.2. Расчёт тарифной заработной платы основных рабочих (Зо) производим на основе нормативной трудоёмкости и действующей на предприятии и единой тарифной сетки (ЕТС) по формуле:


Зоi = Тi*Cri*Kqi, где


Тi - трудоёмкость по i-му виду работ или время на операцию, ч.

Cri - часовая тарифная ставка по данному разряду i-го вида работ, руб.

Kqi - коэффициент, учитывающий доплаты часового фонда.

Cr1 = 39,56 руб.

Cr2 = 43,51 руб.

Cr3 = 48,26 руб.

Cr4 = 53,80 руб.

Зо1 = 0,043*48,26*1,4 = 2,9 руб.

Зо2 = 0,18*48,26*1,4 = 12,16 руб.

Зо3 = 0,085*43,51*1,4 = 5,17 руб.

Зо4 = 0,0143*53,8*1,4 = 1,07 руб.

Зо5 = 0,015*53,8*1,4 = 1,13 руб.

Зо = Зо1+ Зо2+ Зо3+ Зо4+ Зо5 = 2,9+12,6+5,17+1,07+1,13 = 22,87 руб.

Произведённые расчёты занесём в табл. №12.


Таблица №12.

№Вид работРазряд работТрудоёмкость, чЧТС i-го разряда, руб.Коэффициент доплатОсновная заработная плата, руб.1Мойка30,04348,261,42,92Дефектация30,1848,261,412,163Обезжиривание20,08543,511,45,174Металлизация40,014353,801,41,075Шлифование40,01553,801,41,13

Дополнительная заработная плата (Зд) учитывает оплату отпуска, оплату времени, связанного с выполнением государственных обязанностей, и др. Коэффициент дополнительной заработной платы (Кд) принимаем 0,28. Тогда расчёт Зд ведётся по формуле:


Зд = Кд*Зо = 0,28*22,87 = 6,4 руб.


.3. Расчёт затрат на топливо и энергию. Затраты на топливо и энергию для технологических целей (Зт) принимаем 0,1 от тарифной заработной платы основных рабочих:


Зт = 0,1*Зтар = 0,1*22,87/1,4 = 1,63 руб.


Затраты на силовую электроэнергию определим по каждой операции по формуле:


Зэ = Цэ*W*Тшт*Кзр*Кw*Кпот*Код, где


Цэ - цена одного киловатт-часа, руб.

W - установленная мощность электродвигателей; принимается по паспортным данным оборудования, кВт.

Кзр - коэффициент загрузки электродвигателей во времени.

Кw - коэффициент загрузки электродвигателей по мощности.

Кпот - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети завода.

Код - коэффициент одновременной работы электродвигателей.

Зэ1 = 1,8*36*0,043*0,85*0,85*1,04*1 = 2,09 руб.

Зэ3 = 1,8*5*0,085*0,9*0,9*1,04*1 = 0,64 руб.

Зэ4 = 1,8*3*0,0143*0,85*0,85*1,04*1 = 0,058 руб.

Зэ5 = 1,8*5*0,015*0,9*0,9*1,04*1 = 0,113 руб.

Зэ = Зэ1+ Зэ3+ Зэ4+ Зэ5 = 2,09+0,64+0,058+0,113 = 2,901 руб.

.4. Отчисления на социальные нужды. Величина отчислений принимается в размере не меньше 39,9% от суммы основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих:


Зсн = 39,9*(Зо+Зд)/100 = 39,9*(22,87+6,4)/100 = 11,67 руб.


Расчёт капитальных вложений.

При определении приведённых затрат рассчитываются капитальные вложения не как таковые, а удельные капитальные вложения, то есть вложения, приходящиеся на одну детале-операцию.

Расчёт удельных капитальных затрат по вариантам сводится к определению затрат на технологическое оборудование и производственную площадь:


К = Коб+Кпл, где


Коб - удельные капитальные вложения в технологическое оборудование, руб.

Кпл - удельные капитальные вложения в производственные площади, руб.

Расчёт удельных капитальных вложений в технологическое оборудование.

Расчёт ведётся на детале-операцию с учётом принятого типа производства. В условиях массового производства расчёт ведём по формуле:


, где


Спр - принятое количество оборудования на конкретной операции, шт.

Ц - оптовая цена единицы оборудования, установленного на операции, руб.

Км, Ктр - затраты соответственно на транспортировку и монтаж оборудования, % от цены оборудования. Для лёгкого оборудования Ктр принимаем равным 5, Км равным 4.пр - проектная годовая программа выпуска деталей. Определяется по следующей формуле:


шт.


Тогда получаем


руб.

руб.


руб.

руб.

руб.


Коб = Коб1+ Коб2+ Коб3+ Коб4+ Коб5 = 32,23+1,36+38,25+20,6+16,25 = 108,69 руб.

Расчёт удельных капитальных вложений в производственные площади.

В условиях массового производства капитальные вложения в производственную площадь определяются по формуле:


, где


Цпл - цена 1 м2 производственной площади, руб.

Sоб - производственная площадь, занимаемая единицей оборудования, м2.

Производственная площадь, занимаемая единицей оборудования, определяется по формуле:


Sоб = Sпл*Кд, где

Sпл - площадь оборудования в плане, м2.

Кд - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь на проезды и подходы.


руб.

руб.

руб.

руб.

руб.


Кпл = Кпл1+ Кпл2+ Кпл3+ Кпл4+ Кпл5 = 3,63+0,18+1,03+1,46+4,2 = 10,5 руб.

Тогда

К = Коб+Кпл = 108,69+10,5 = 119,19 руб.

Расчёт амортизационных отчислений по оборудованию и площадям.

Амортизация на полное восстановление капитальных вложений в оборудование по каждой операции (типу оборудования) определяется по формуле:


, где


Нр - норма амортизации оборудования на полное восстановление, %.

Амортизационные отчисления по производственной площади по каждой операции рассчитываются по формуле:

, где


Нпл - норма амортизационных отчислений на реновацию по производственным площадям, %, принимаем 5%.

Расчёты на возмещение износа инструментов и приспособлений.

В расходы на возмещение износа инструментов и приспособлений целевого назначения включаются затраты на специальный инструмент и приспособления. Стоимость инструмента (Ци) и стоимость приспособлений целевого назначения (Цпр) определяются в процентах от стоимости оборудования (Коб), их значения принимаются равными 15% и 10% соответственно. Тогда возмещение износа инструмента приспособлений (Зосн) и затраты на их текущий ремонт допускается принять в размере 60% от их суммарной стоимости.


Ци = 0,15*Коб =0,15*108,69 = 16,3 руб.

Цпр = 0,1*Коб = 0,1*108,69 = 10,869 руб.

Зосн = 0,6*(Ци+ Цпр) = 0,6*(16,3+10,869) = 16,3 руб.


Составляем таблицу


Таблица. №13.

№Наименование статей расходовСумма, руб.Удельный вес статьи к итогу1Материалы основные и вспомогательные для технологических целей66,1146,74%2Топливо для технологических целей1,631,15%3Энергия для технологических целей2,9012,05%4Основная заработная плата производственных рабочих22,8716,17%5Дополнительная заработная плата производственных рабочих6,44,52%6Отчисления на социальные нужды11,678,25%7Возмещение износа инструмента и приспособлений целевого назначения16,311,52%8Амортизация основных фондов13,5659,6%Итого141,446100%

Расчёт косвенных расходов.

Затраты по статьям «Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования» и «Общепроизводственные расходы» определяются в процентах к прямой заработной плате основных рабочих (без доплат по сдельно-премиальной системе). Величину «РСЭО» примем равной 200%, «Общепроизводственные расходы» - 150%.

В статью «Общехозяйственные расходы» относится содержание аппарата управления, зданий и сооружений, налоги, сборы и т.п. Примем их величину равной 90% к прямой заработной плате основных рабочих (тарифной части).

Величина внепроизводственных расходов может быть принята равной 4% от производственной себестоимости.

РСЭО = 2*Зо = 2*22,87 = 45,74 руб.

Общехозяйственные расходы = 0,9*22,87 = 20,58 руб.

Общепроизводственные расходы = 1,5*22,87 = 34,3 руб.


СБ = РСЭО + Общепроизводственные расходы + Общехозяйственные расходы + Расходы = 45,74 + 34,3 + 20,58 + 141,446 = 242,066 руб.

Внепроизводственные расходы = 0,04*СБ = 0,04*242,066 = 9,68 руб.

Спв = СБ + Внепроизводственные расходы = 242,066 + 9,68 = 251,75 руб.


Спв+Ен*Кв ? Кр*Цн*Кт

,75+0,15*119,19 ? 0,75*750*1,1

,62 руб. ? 618,75 руб.

Таблица №14. Технико-экономические показатели проекта

№ п/пПоказатели проектаРазмерностьПроект1Годовой выпуск деталейшт.77782Трудоемкость восстановлениян.-час.0,33733Удельные капитальные затратыруб.119,194Цена деталируб.7505Себестоимость восстановленияруб.269,626Эффектруб./шт349,137Годовой экономический эффектруб.2715533,14

Вывод: Восстановление изношенных деталей на АРП будет экономически выгоднее, чем их изготовление на специализированном предприятии или покупка. Годовой экономический эффект составит 2715533,14 руб.



Заключение


В процессе выполнения курсовой работы по курсу «Технология производства и ремонт автомобилей» были выполнены следующие задачи:

-описали особенности конструкции детали (материал, термообработку, шероховатость и точность обработки, базовые поверхности);

-описали условия работы детали, указав вид трения;

определили класс детали;

выбрали способ восстановления детали;

составили технические условия на контроль и сортировку деталей;

разработали маршрут восстановления детали;

рассчитали режимы резания и подобрали необходимое технологическое оборудование;

определили норму времени и технологическую себестоимость восстановления.


Список литературы


1. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Изд. 3-е, под ред. Г.А. Монахова. М., «Машиностроение», 1974.

. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. М., «Машиностроение», 1976. - 288 с.

. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 656 с., ил.

4. Янцен Т.В. Экономическое обоснование технических решений в дипломных проектах для студентов специальности 150100 «Автомобиле- и тракторостроение»: Методические рекомендации. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003. - 45 с.

. Янцен Т.В. Методические указания по выполнению курсовой работы по курсу «Организация, планирование и управление предприятием»: Методические рекомендации. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1998. - 40 с.

. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск: Высшая школа, 1988. - 256 с.


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по дисциплине Тема: «Разработка технологического процесса в

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2018 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ