Восстановление ступицы переднего колеса автомобилей ЗИЛ

1.Расчетно-технологическая  часть

 

1.1 Расчет годовой  производственной программы участка

 

 

Определяем производственную программу АРЗ по товарным агрегатам  по формуле

 

 

 

где   Na – годовая производственная программа капитальных ремонтов товарных агрегатов, шт.; по заданию Na = 12000шт.;

- коэффициент  приведения по трудоемкости производственной  программы капитальных полнокомплектных автомобилей, определяем  для комплектов агрегатов Ка ;

- коэффициент  приведения по трудоемкости производственной  программы АРЗ к базовому автомобилю, для автомобиля ЗИЛ-4331 =1,17;

 

 

 

 

 

Так как годовая производственная программа некратна 2000, то коэффициент К1 определяют методом линейной интерполяции

 

где  - соответственно меньшая и большая по величине и ближайшие к приведенной программе завода значения годовой производственной программы из таблицы, соответственно равны

-значения коэффициента  коррекции трудоемкости, соответствующие , соответственно равны =0,79;

 

 

Годовая трудоемкость участка (цеха) авторемонтного предприятия  определяется по формуле

 

 

 

где - трудоемкости видов работ, чел∙ч; для механических и слесарных работ соответственно равны и

 

Годовая трудоемкость механических работ вычисляется по формуле

 

 

 

Годовая трудоемкость слесарных  работ определяется по формуле

 

 

 

Общая трудоемкость слесарно-механических работ с учетом увеличения объема работ на 25% на самообслуживание производства

 

 

 

 

 

 

1.2 Расчет и  подбор технологического оборудования

 

 

Расчет количества основного  технологического оборудования производится исходя из трудоемкости участка (цеха) по формуле

 

 

 

где - годовой действительный фонд времени работы оборудования, ч.; при двухсменной работе – 4000ч.;

- коэффициент,  учитывающий повышение производительности  труда на проектируемом предприятии  по сравнении с действующими  предприятиями, =1,05-1,1, принимаем =1,08;

 

 

 

Распределение станков на слесарно-механическом участке приведено  в таблице 1.2.1

 

Таблица 1.1-Распределение  станков на слесарно-механическом участке

Оборудование

% к  общему числу

Расчетное количество

Токарные

20

7

Фрезерные

10

3

Строгальные

5

1

Шлифовальные

18

5

Специальные

8

2

Сверлильные

14

4

Расточные

5

1

Зуборезные

4

1

Пресса

5

1

Прочие

1

1

Итого

100

26


 

Таблица 1.2-Оборудование слесарно-механического участка

Оборудование

Модель

Кол-во,

ед.

Габаритные

размеры, мм

Площадь

кв. м

Мощность

Стоимость

1

2

3

4

5

6

7

Токарные станки

1616

3

2355·852

6,02

4,5

1506

16К20

2

2470·1185

5,85

10,0

560

163

2

3530·1520

10,73

13,0

1900

Фрезерные станки

6М13П

2

2565·805

4,13

10,0

880

6М12П

1

2260·1745

3,94

7,0

556

Строгальные станки

7Е35

1

2350·1230

2,89

5,5

390

Круглошлифовальные

3М153

1

2800·1765

4,94

5,5

340

Внутришлифовальные

3К227В

1

2800·1710

4,79

9,0

290

Плоскошлифовальные

3171

1

2580·1550

4

4,0

236

Станки для  шлифов. коленчатых валов

3А423

1

4600·2100

9,66

11,0

650

Станок для щлифования фасок клапанов

СШК

1

700·400

0,28

0,4

165

Станок расточной для блоков цилиндров

РПР-3

1

1630·720

1,17

1,0

128

Станок расточной для картеров коробок

передач

ЗиЛ

1

1630·700

1,14

1,0

56


Продолжение таблицы 1.2

1

2

3

4

5

6

7

Сверлильные

 

2Н118

2

870·590

1,03

3,0

162

2Н125

1

1130·805

0,91

2,2

123

2А53

1

2250·900

2,03

2,8

245

Отделочно-расточной станок

2Е78П

1

1750·1560

2,73

3,7

1210

Зуборезный станок

53А10

1

1370·980

1,34

3,4

253

Пресс гидравлический

2135М1

1

1470·640

0,94

4,0

78

Хонинговальный станок

3833М

1

1400·1700

2,38

2,8

1264

Верстак

 

10

1400·800

11,2

  

250

Шкаф

  

10

500·400

2

  

150

Итого

  

46

  

84,1

145,8

11403


 

 

1.3 Расчет площади  участка (цеха)

 

 

Производственные площади  в зависимости от их назначения можно  рассчитать по:

- удельным показателям  на единицу продукции;

- удельным показателям  на одного производственного  рабочего или на одно рабочее  место;

- суммарной площади пола, занятой оборудованием, и коэффициенту  плотности расстановки оборудования;

- конкретной расстановке оборудования с соблюдением норм технического проектирования, учитывающих необходимые расстояния между оборудованием и элементами зданий, а также проходы и проезды.

Наиболее распространенным является третий способ, то есть расчет производственной площади, занятой оборудованием, с использованием коэффициента плотности расстановки оборудования:

 

 

(1.7)


 

где Коб – коэффициент плотности расстановки оборудования; для слесарно-механического участка Коб =3,5;

габаритная площадь, занятая i-той единицей оборудования и инвентаря, м2;

 

 

 

Принимаем в соответствии с сеткой колонн  площадь равную

 

 

1.5 Разработка технологического процесса восстановления детали

 

1.5.1 Дефекты детали и способы ее восстановления

 

 

Деталь – ступица переднего  колеса автомобиля ЗИЛ-4331.

Материал: чугун КЧ 35–10 ГОСТ1215-79. Твердость: НВ 163, не более.

Ступицы передних и задних колес грузовых автомобилей установлены на роликовых конических радиально-упорных подшипниках.

Условия работы грузовых автомобилей  намного тяжелее, чем легковых автомобилей, нагрузки на подшипники ступиц колес  значительно больше. Поэтому от подшипников грузовых автомобилей требуется не относительно высокая легкость качения, а большая работоспособность при небольших размерах. Этому требованию отвечают роликовые подшипники.

Ступица относится к классу деталей: «полые цилиндры». Детали этого класса подвергается механическим нагрузкам и для них основным видами износа являются коррозионно-механический и молекулярно-механический, которые характеризуются следующими явлениями – молекулярным схватыванием, переносом материала, разрушением возникающих связей, вырыванием частиц и образованием продуктов химического взаимодействия металла с агрессивными элементами среды. Полые цилиндры работают в условиях трения, которое сопровождается цикличным изменением температуры и наличием агрессивной среды.

Основные дефекты, характерные  для деталей этого класса –  износ внутренних и наружных посадочных мест под подшипники; износ шеек под сальники; износы, задиры, кольцевые риски на трущихся поверхностях.

Внутренние и наружные поверхности этих деталей, а также  их торцы являются базовыми при механической обработке.

Износ отверстий под подшипники и шейку шестерни, сальники устраняют постановкой дополнительных ремонтных деталей (ДРД) – втулок. Постановку дополнительной ремонтной детали применяют для компенсации износа рабочих поверхностей и при замене изношенной или поврежденной части детали. Крепление дополнительной ремонтной детали производят за счет посадок с натягом, приваркой, а также стопорными винтами или штифтами. Сопрягаемые поверхности при запрессовке покрывают графитом в смеси с маслом. После постановки и закрепления проводят окончательную механическую обработку дополнительной ремонтной детали до требуемых размеров. К преимуществам данного метода относится простота технологических процессов и применяемого оборудования.

Если же при восстановлении отверстий под подшипники и сальники используется вибродуговая наплавка, то они сначала растачиваются, наплавляются в 2 слоя, а затем растачиваются в соответствии с заданным размером.

При восстановлении полых  цилиндров  необходимо обеспечивать размеры и шероховатость восстановленных поверхностей, твердость и прочность сцепления нанесенного материала с основным металлом, а также соосность и симметричность относительно общей оси, допустимую цилиндричность и круглость.

Выбор рационального способа  восстановления детали ведется по трем критериям: применимости, долговечности, экономичности. Критерий применимости определяет принципиальную возможность применения различных способов восстановления по отношению к конкретной детали. Критерий долговечности определяет работоспособность восстанавливаемой детали. Критерий экономичности определяет себестоимость восстанавливаемой детали.

 

 

1.5.2 Разработка маршрутов восстановления детали

 

 

При восстановлении отверстий под номинальные размеры, маршрут движения ступиц будет иметь следующий вид:

 

Слесарно-механический участок

Участок комплектования


 

Рисунок 1.1 Схема маршрута перемещения ступиц при восстановлении номинальные размеры установкой ДРД.

 

 

1.5.3 Разработка схем технологического процесса устранения дефектов детали

 

 

Технологический процесс  восстановления отверстий под наружные кольца внутреннего и наружного подшипников состоит из операций растачивания отверстия с последующей запрессовкой втулок.

Схемы технологических процессов восстановления деталей приведены в таблицах 1.4.4.1 и 1.4.4.2

 

 

Таблица 1.3 - Схема технологического процесса восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо внутреннего подшипника

Дефект

Способ ремонта детали

№ операции

Наименование и содержание операций

Износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника

ДРД

1

Токарная

Растачивание отверстия  под запрессовку втулки

2

Прессовая

Запрессовать ДРД (втулку) в расточенное отверстие

3

Токарная

Растачивание втулки под  требуемый расчетный размер

4

Токарная

Раскатывание втулки под  номинальный размер ремонтируемого отверстия


 

Таблица 1.4 - Схема технологического процесса восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо наружного подшипника

Дефект

Способ ремонта детали

№ операции

Наименование и содержание операций

Износ отверстия под наружное кольцо наружного подшипника

ДРД

1

Токарная

Растачивание отверстия  под запрессовку втулки

2

Прессовая

Запрессовать ДРД (втулку) в расточенное отверстие

3

Токарная

Растачивание втулки под  требуемый расчетный размер

4

Токарная

Раскатывание втулки под  номинальный размер ремонтируемого отверстия


1.5.4 Выбор установочных баз

 

 

Выбор базовых поверхностей для механической обработки часто  является одним  из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирования. В условиях ремонтного производства вопрос выбора баз приобретает еще большее значение, так как приходится встречаться с изношенными базовыми поверхностями,  а иногда и отсутствием их. Принятие решения о выборе базовых поверхностей является сложной инженерной задачей, зависящей от типа детали, номенклатуры изношенных поверхностей, степени и вида износа, от способов восстановления и т.п. Для правильного базирования детали необходимо лишить ее шести степеней свободы, т.е. наложить на нее шесть связей, материализованных в виде опорных точек. Наложение связей свыше шести приведет к неопределенности базирования. Для того, чтобы правильно выбрать установочные базы необходимо проанализировать основные поверхности ступицы. На рисунке 1 приведена конструкция ступицы с обозначением основных поверхностей.

 

Рисунок 1.2 – Конструкция ступицы с обозначением основных поверхностей

 

Ступица имеет следующие  основные поверхности:

1 – внешняя торцевая  поверхность ступицы, предназначена для определения положения диска колеса в осевом направлении. Отличается высокой плоскостностью, отклонение составляет не более 0,16 мм.

2 и 8 – внутренние цилиндрические  поверхности в ступице, предназначенные для посадки наружных колец наружного и внутреннего подшипников соответственно. Поверхности являются сборочной базами, так как определяют положение ступицы в узле в радиальном направлении. Поверхности хорошо обработаны, имеют высокую чистоту и правильную геометрическую форму.

3 – внутренняя цилиндрическая  поверхность в ступице, предназначена  для вставки защитной крышки  ступицы. Имеет правильную геометрическую  форму.

4 – внутренняя цилиндрическая  поверхность отверстия в ступице,  предназначенная для шпилек крепления колеса. В ступице выполнено 8 отверстий. Отверстия расположены по окружности, ось которой должна совпадать с поверхностями 2 и 8. Шпильки крепления колеса запрессовывают в отверстия с натягом. Смещение центров отверстий от номинального расположения составляет не более 0,2 мм.

5 – внутренняя цилиндрическая  поверхность отверстия в ступице,  предназначенная для болтов крепления тормозного барабана. В ступице выполнено 8 отверстий. Отверстия расположены по окружности, ось которой должна совпадать с поверхностями 2 и 8. Болты крепления тормозного барабана запрессовывают в отверстия с натягом.

6 – внешняя цилиндрическая  поверхность в ступице, предназначенная  для посадки тормозного барабана. Должна иметь правильную геометрическую форму, точность изготовления по 9 квалитету, высокую чистоту. Поверхность определяет положение барабана в радиальном положении.

7 – внутренняя торцевая  поверхность ступицы. Отличается  высокой плоскостностью, отклонение составляет не более 0,16 мм. Допуск торцевого биения составляет не более 0,2 мм.

Пользуясь правилами выбора установочных баз принимаем в качестве установочных баз поверхности 1 и 2. Принимаем в качестве главной базирующей поверхности поверхность 1. В качестве направляющей базовой поверхности принимаем поверхность 2, так как она является сборочной базой. Вал не требует полного базирования, так как 5 фиксированных точек могут располагаться безразлично относительно поверхности 8. Схема базирования ступицы для восстановления поверхности 8 представлена на рисунке 2.

Рисунок 1.3 - Схема базирования ступицы при токарной операции для восстановления отверстия под внутренний подшипник

 

Рисунок 1.4 – Схема базирования заготовки при прессовой операции для восстановления отверстия под внутренний подшипник

Рисунок 1.5 - Схема базирования ступицы при токарной операции для восстановления отверстия под наружный подшипник

 

Рисунок 1.6 - Схема базирования ступицы при прессовой операции для восстановления отверстия под наружный подшипник

 

 

 

1.5.5 Планы технологических операций

 

 

Таблица 1.5 - План технологических операций восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо внутреннего подшипника

Наименование и содержание операции

Оборудование

Приспособления

Инструмент

рабочий

измерительный

1 Токарная

Расточить изношенное отверстие

Токарно-винторезный станок 163

Планшайба с Г-образными прихватами

Расточной  резец с пластиной ВК-6

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

Пробка Пр-Не

2 Прессовая

Запрессовать втулку в расточенное отверстие

Пресс гидравлический модели 2135-1М

    

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

3 Токарная

Расточить изношенное отверстие

Токарно-винторезный станок 163

Планшайба с Г-образными прихватами

Расточной  резец с пластиной ВК-6

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

Пробка Пр-Не

4 Токарная

Раскатать втулку под номинальный размер ремонтируемого отверстия

Токарно-винторезный станок 163

Планшайба с Г-образными прихватами

Расточной  резец с пластиной ВК-6

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

Пробка Пр-Не


 

Таблица 1.6 - План технологических операций восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо наружного подшипника

Наименование и содержание операции

Оборудование

Приспособления

Инструмент

рабочий

измерительный

1 Токарная

Расточить изношенное отверстие

Токарно-винторезный станок 163

Планшайба с Г-образными прихватами

Расточной  резец с пластиной ВК-6

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

Пробка Пр-Не

2 Прессовая

Запрессовать втулку в расточенное отверстие

Пресс гидравлический модели 2135-1М

    

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

3 Токарная

Расточить изношенное отверстие

Токарно-винторезный станок 163

Планшайба с Г-образными прихватами

Расточной  резец с пластиной ВК-6

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

Пробка Пр-Не

4 Токарная

Раскатать втулку под номинальный размер ремонтируемого отверстия

Токарно-винторезный станок 163

Планшайба с Г-образными прихватами

Расточной  резец с пластиной ВК-6

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

Пробка Пр-Не


 

 

1.5.6 Расчет припусков на механическую обработку детали

 

 

Установление минимальных  припусков, то есть слоя материала, удаляемого с поверхности детали при ее обработке снятием стружки, является важным вопросом с точки зрения качества обработки и себестоимости ремонта. При этом различают промежуточный припуск – слой металла, необходимый для выполнения технологического перехода, и общий припуск – слой металла, необходимый для выполнения всей совокупности технологических переходов.

Исходные данные для расчета  припусков при восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо внутреннего подшипника:

Диаметр номинальный – dн=120 мм; 

Втулка изготовлена из стали 40Г;

Предел текучести составляет = 350 МПа;

Допускаемое напряжение = 600 МПа;

Определяем припуск на растачивание отверстия ступицы:

 

 

 

где - диаметр отверстия после растачивания, мм; dр = 114,8 мм;

 

 

 

Высчитываем расчетную толщину  втулки, которая будет запрессована в расточенное отверстие ступицы

 

 

 

где р – удельное контактное давление, зависит от величины натяга и от материала сопряженных деталей, МПа; р=0,0448 МПа;

n – это отношение предела текучести к допускаемым напряжениям;

- припуск на  растачивание втулки после запрессовки, мм; для чистового растачивания принимаем = 0,8 мм;

- припуск на  раскатывание втулки после растачивания, мм; при раскатывании роликами наиболее благоприятные результаты получают, когда припуск составляет 0,015—0,03 мм, принимаем припуск =0,02мм;

 

 

 

 

 

 

 

Определяем общий припуск:

 

 

 

 

Исходные данные для расчета  припусков при восстановления отверстия ступицы под наружное кольцо внешнего подшипника:

Диаметр номинальный –  dн=90 мм; 

Втулка изготовлена из стали 40Г;

Предел текучести составляет = 350 МПа;

Допускаемое напряжение = 600 МПа;

Определяем припуск на растачивание отверстия ступицы

 

 

 

где - диаметр отверстия после растачивания, мм; dр = 93,9 мм;

 

 

 

Высчитываем расчетную толщину  втулки, которая будет запрессована в расточенное отверстие ступицы

 

 

 

где р – удельное контактное давление, зависит от величины натяга и от материала сопряженных деталей, МПа; р=0,0448 МПа;

n – отношение предела текучести к допускаемым напряжениям;

- припуск на  растачивание втулки после запрессовки, мм; для чистового растачивания принимаем = 0,8 мм;

- припуск на  раскатывание втулки после растачивания, мм; при раскатывании роликами наиболее благоприятные результаты получают, когда припуск составляет 0,015—0,03 мм, принимаем припуск =0,02мм;

 

 

 

 

 

 

Определяем общий припуск:

 

 

 

 

 

 

1.5.7 Выбор оборудования, режущего и измерительного инструмента

 

 

Оборудование

Токарно-винторезный станок модели 163

Техническая характеристика станка:

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм      630

Наибольший диаметр обрабатываемой детали над суппортом, мм     340

Расстояние между центрами, мм1400

Диаметр прутка, проходящего  через отверстие в шпинделе, мм 65

Число оборотов шпинделя в  мин.

-прямого вращения   10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250.

- обратного вращения 18, 27, 45, 72, 112, 180, 290, 450, 720, 1160, 1800.

Подачи, мм/об.

-продольные   0,10; 0,11; 0,13; 0,15; 0,16; 0,17; 0,18; 0,2; 0,21; 0,23; 0,26; 0,3; 0,31; 0,33; 0,36; 0,4; 0,43; 0,47; 0,53; 0,6; 0,63; 0,67; 0,73; 0,8; 0,87; 0,94; 1,07; 1,2; 1,27; 1,34; 1,47; 1,6.

- поперечные   0,04; 0,043; 0,045; 0,055; 0,057; 0,061; 0,067; 0,073; 0,08; 0,09; 0,1; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,16; 0,17; 0,2; 0,22; 0,23; 0,24; 0,27; 0,29; 0,32; 0,34; 0,39; 0,44; 0,47; 0,49; 0,54; 0,59.

Мощность электродвигателя, кВт  14

Габаритные размеры         3530х1520х1290

Масса, кг         4050

Пресс гидравлический модели 2135М1

Техническая характеристика пресса:

Максимальное усилие, кН  400

Наибольшее расстояние между  столом и штоком, мм      750

Размер опорной плиты  стола, мм   450х400

Максимальный ход штока, мм     250

Мощность электродвигателя, кВт 2,2

Габаритные размеры, мм    1470х640х2090

Масса, кг 572

 

Режущий инструмент

Расточной резец с пластиной  ВК-6

Геометрические параметры  резца:

Сечение резца, мм  16х16

Длина, мм         170

Угол φ, º   95º

 

Измерительный инструмент

Штангенциркуль ШД1-125-0,1

Диапазон измерений, мм 0-125

Цена деления, мм        0,1

Класс точности    2

Вес, кг  0,125

 

Пробка Пр-Не

Вид        проходная

Диапазон измеряемых диаметров, мм      102-125

 

 

1.5.8 Расчет режимов и норм времени

 

 

Определяем глубину резания для растачивания отверстия ступицы под наружное кольцо внутреннего подшипника

 

 

 

где   D – диаметр после растачивания, мм; D = 125,2мм;

Восстановление ступицы переднего колеса автомобилей ЗИЛ 📙 Дипломная → 🆔 4664

Восстановление ступицы переднего колеса автомобилей ЗИЛ 📙 Дипломная → 🆔 4664

Восстановление ступицы переднего колеса автомобилей ЗИЛ