Грузоподъемные машины

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Казанский Архитектурно-Строительный Университет 

      Институт  транспортных сооружений 
 

Кафедра «Дорожно-строительных машин» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

По дисциплине «Технология ремонта машин» 
 
 
 
 
 
 
 

     Выполнил: Зайцев А.В. 
 

                                        Проверил: д.т.н.,  профессор Адигамов  Н. Р.     
 
 
 
 
 
 
 

Казань 2011г. 
 
 
 

      СОДЕРЖАНИЕ 

1.   Введение.

2.  Описание  устройства, анализ работы и характеристика  причин потерь работоспособности  сборочной единицы (агрегата).

3.   Разработка  структурной схемы разборки или  сборки сборочной единицы (агрегата).

4.   Разработка  карты технологического процесса  дефектации деталей и выбор  контрольно-измерительных инструментов.

5.   Выбор  рационального способа восстановления  дефектов деталей.

6.   Разработка  ремонтного чертежа заданной  детали.

7.   Разработка  маршрутных и операционных карт  восстановления заданной детали.

8. Расчет и выбор режимов нанесения покрытий и на обработку детали

9. Техническое нормирование ремонтных работ.

10. Расчет технико-экономических показателей восстановления детали.

11. Разработка мероприятий по охране труда и защите окружающей среды при восстановлении заданной детали.

12. Заключение.

13. Список использованной литературы.

14. Приложения.  
 
 
 
 
 
 

1  ВВЕДЕНИЕ 

    Любая машина может быть изготовлена с  использованием различных методов  и средств производства. Одни из них обеспечивают лучшую точность и взаимозаменяемость ее элементов, другие - большую надежность и долговечность, третьи - наименьшую себестоимость, более высокую производительность труда и т. д. Выбор оптимального варианта из многих возможных вариантов технологических процессов представляет собой не простую задачу. Проект изготовления любого изделия машиностроительного производства материализуется на предприятии путем реализации десятков и сотен тысяч частных технологических процессов изготовления отдельных элементов конструкции, их сборки, монтажа систем и проведения испытаний. От качества этих технологических процессов зависят трудоемкость изготовления и себестоимость изделия, численность рабочих и производительность их труда, состав и количество технологического оснащения и другие технико-экономические показатели предприятия. В связи с этим к технологическим процессам предъявляют основное требование: при заданных конкретных условиях производства обеспечить изготовление изделия с заданными качественными показателями при минимальных затратах средств и труда.

    В настоящем издании дана общая  характеристика машиностроительного производства; описаны технологические пути достижения заданных параметров качества по точности и взаимозаменяемости, по надежности и технологичности деталей, узлов и агрегатов, а также пути обеспечения экономической эффективности технологических процессов; приведены общие сведения о технологической подготовке серийного производства и описаны методы сокращения ее стоимости и сроков.

    В создание основ технологии машиностроения большой вклад внесли советские  ученые Б. С. Балакшин, А. П. Соколовский, В.С. Корсаков и др. В их трудах определены общие направления обеспечения высокой эффективности производства, изложены результаты исследования в области обеспечения точности деталей и узлов машин с привлечением для решения этой задачи математической статистики, теории вероятностей, теории размерных цепей.

    Курс  «Технология машиностроения» для  специалистов экономического направления  имеет особое значение, так как  знакомит их с основами машиностроительного  производства, структурой машиностроительного  завода, особенностями использования  станочного парка, приспособлений, режущего,  мерительного и вспомогательного инструментов. Данный курс позволяет определить наиболее эффективные методы машиностроительного  производства и оптимальное технологическое  оснащение и, таким образом в  десятки, а иногда и в сотни  раз повысить экономическую эффективность  производства.  

2. ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА  СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ,  АНАЛИЗ УСЛОВИЙ  РАБОТЫ СОПРЯЖЕНИЙ  И ХАРАКТЕР ИЗНОСА  СОПРЯЖЕНИЙ

   Избежать погрешности размеров можно при условии правильной установки, закреплении и выверки обрабатываемой заготовки, а также правильного и внимательного отсчета размеров при перемещениях стола. Чаще других можно ожидать погрешностей размера уступа или паза по ширине. Для предупреждения этих погрешностей следует перед установкой фрезы измерить ширину дисковых и диаметр концевых и шпоночных фрез.

При выборе фрезы  следует учитывать, что ширина паза или шлица, обработанного данной фрезой, всегда будет больше ширины дисковой или прорезной фрезы  и больше диаметра концевой или шпоночной  фрезы из-за биения инструмента (торцовое биение дисковых и прорезных фрез и радиальное биение концевых и шпоночных  фрез).

Во избежание  погрешностей размера уступа или  паза по ширине можно производить  пробные проходы и промеры. После  обработки паза или уступа не следует  производить перемещений стола  с обрабатываемой заготовкой в двух других направлениях, по которым не осуществлялась подача при выполнении данного перехода, так как при  этом условии легче будет исправить  обнаруженные при измерении погрешности  размеров. Если после измерения оказалось, что ширина уступа или паза больше требуемой, то  дефект неисправимый. Если ширина уступа или паза оказалась меньше требуемого размера, то для устранения дефекта необходим добавочный проход с предварительным перемещением стола станка в требуемом направлении на величину погрешности размера по ширине паза или канавки.

Шлицы не дают втулке проворачиваться относительно вала, то есть воспринимают момент, а так же держат высокие радиальные нагрузки. Перемещение втулки осуществляется вдоль шлицов являющихся направляющими.Шлицевая втулка ходит на валу, за счет пазов оно передает крутящий момент. Должна переключать передачи. шестерню в зацеплении вводить и выводить. Шлицевая втулка выполняет линейное движение по шлицевому валу при различной скорости.

(Рис  1) Коробка передач

1 штифт  установочный 2 гнездо подшипника 3 шарикоподшипник 4 шарикоподшипник  5 втулка шлицевая 6втулка шлицевая 7 шарикоподшипник 8 шарикоподшипник  9 стакан первичного вала 10 корпус  коробки 11 валик переключения  редуктора 12 поводок переключения  редуктора 13 стакан 14 шестерня 15 вилка  переключения 16 шарикоподшипник 17 шарикоподшипник  18 роликоподшипник 19 корпус коробки  передач 20 втулка распорная 21 штифт 22 рычаг переключения передач  23 стакан 24 роликоподшипник 25 вал  вторичный 26 шестерня 27 вал вторичный  28 стакан 29 шарикоподшипник 30 роликоподшипник  31 вал промежуточный 32 шестерня 33 вал внутренний 34 гнездо вала  внутреннего 35 шестерня 36 втулка  свертная 37 шестерня промежуточная  38 шестерня ведомая 39 вал вторичный,  промежуточный 40 вал первичный  41 шестерня 42 штифт установочный 43 шестерня  ведущая 44 вал промежуточный 45 шарикоподшипник 46 ось промежуточной  шестерни 47 втулка свертная 48 корпус  коробки передач 49 шестерня промежуточная  заднего хода  

      Перечень  дефектов:

1. Износ шлицевых  пазов по ширине

2. Трещины сварных швов 

1 Востоновления износа шлицевых пазов по ширине

Шлицы, изношенные по ширине, восстанавливают ручной или автоматической (вибродуговой, под слоем флюса) наплавкой. Шлицевые валы диаметром 35—50 мм и шириной  шлицев 5—6 мм восстанавливают сплошной заваркой канавки с последующей  механической обработкой (проточкой  или шлифовкой) и нарезанием новых  шлицев. При заплавке канавок ручной электродуговой сваркой применяют  электроды ОЗН-300, ОЗН-350 и др. 
    При восстановлении изношенных шлицев валов диаметром свыше 50 мм наплавляют изношенную сторону. Для этого деталь устанавливают на токарный станок таким образом, чтобы наплавляемая поверхность располагалась в горизонтальной плоскости. Наплавляют наплавочными головками, продольными валиками с диаметрально противоположных сторон, чтобы не было коробления вала. После наплавки шлицев вал медленно охлаждают в песке или термостате (при наплавке под слоем флюса). 
       После наплавки проверяют валы на биение и при необходимости правят. Затем обтачивают на токарных станках и нарезают шлицы на фрезерных станках с делительными головками. При нарезании неизношенная сторона шлица используется как ориентир для установки фрезы так, чтобы снимался только наплавленный металл. 
    При незначительном износе шлицев их восстанавливают чеканкой вручную. Термически обработанные валы перед чеканкой отпускают. Чеканку можно проводить также на токарном станке путем вдавливания ролика, установленного в державке в суппорте станка, по середине шлица и прокатыванием его вдоль вала. 
    После чеканки вал обтачивают на токарном станке и фрезеруют шлицы или обрабатывают их на строгальном станке до нормальных размеров, затем термически обрабатывают и шлифуют. 
Износ шлицев во втулках, ступицах, фланцах восстанавливают путем осаживания их кузнечным способом. Для этого деталь нагревают до ковочной температуры, вводят внутрь холодный шлицевой вал, осаживают пуансоном в матрице, а затем закаливают и отпускают.  

2.Трещины сварных швов

Все отклонения от технологических параметров, вызванные  небрежностью в работе, нарушением режимов и внешними причинами, часто  не зависящими от сварщика, могут привести к возникновению дефектов в сварочном  шве и околшовной зоне, попадающей в область термического воздействия. К дефектам приводит и нарушение  технологических приемов как  самого процесса сварки, так и некачественная подготовка, неисправность оборудования, отклонения от норм качества сварочных  материалов, влияние погодных условий, низкая квалификация сварщика.

Возникновение дефектов часто связано с металлургическими  и тепловыми явлениями, возникающими в процессе образования сварочной  ванны и ее кристаллизации (горячие  и холодные трещины, поры, шлаковые включения и т.д.; Эти дефекты  снижают прочность и надежность сварного соединения, его герметичность  и коррозионную стойкость. Все это  может оказать значительное влияние  на эксплуатационные возможности всей конструкции и даже вызвать ее разрушение.

Нарушение формы  и размеров сварного шва чаще всего  вызваны колебаниями напряжения в электрической сети, небрежностью в работе или низкой квалификацией  сварщика, проявляющейся в неправильном выборе режимов, неточном направлении  электрода и методике его перемещения. Дефекты проявляются в неодинаковой ширине сварочного шва по его длине, в неравномерности катета угловых  швов, чрезмерной выпуклости и резких переходах от основного металла  к наплавленному. Отклонения от размеров и формы сварного соединения, проявляющиеся  в угловых швах, связаны с неправильной подготовкой кромок, неравномерной  скоростью сварки, а также с  несвоевременным контрольным обмером  шва. При автоматической и полуавтоматической сварке эти дефекты чаще всего  связаны с колебаниями напряжения, проскальзыванием проволоки в подающих роликах, нарушениями режимов сварки. Сварные швы очень чувствительны. Ушки предназначены для захвата… Они при переключении вилки испытывают переменные нагрузки и в результате чего появляется трещина, появляется усталость металла. После трещина будет дальше расти, в следствии чего деталь отломается. При воосстоновлении эту трещину нужно грамотно спилить, чтобы не оставалось трещин в детали. Качественно наварить и обработать. 

Материал  детали и ее свойства 

Способ получения  заготовки определяется прежде всего  материалом, из которого изготавливается  заготовка, и конфигурацией детали: материал льется или штампуется, можно  ли прошить отверстие такого диаметра и такой глубины и т.п. Обязательно  учитывается тип производства, т.к. с повышением серийности становится возможным получать более точные и сложные заготовки, обеспечивая  и большую экономию металла.

Втулка  изготовлена из стали - 65 Г ГОСТ 4543-71

Сталь 65Г ГОСТ 4543-71 Сталь качественная легированная.

Это сталь  конструкционная, рессорно-пружинная.

Температура ковки:

Начала 1250, конца 780-760. Охлаждение заготовок на воздухе.Технологические  свойства стали 65

К шероховатости поверхности  данной детали предъявлены  высокие требования. 
 
 

3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СБОРКИ 

Технологический процесс сборки разрабатывается на один из узлов или агрегатов автомобиля. Разработка и расчет техпроцесса сборки агрегата автомобиля начинается с описания назначения и условий работы агрегата, затем следуют:

- оценка технологичности  агрегата на основании анализа  сборочного чертежа и опыта  его сборки  полученного в период  преддипломной практики;

- анализ взаимодействия  всех деталей в узле (агрегате), условий работы узла (агрегата);

- размерный анализ (ГОСТ 16320-80) с учетом фактических  отклонений геометрических параметров  деталей от установленных значений;

- допустимые  при ремонте и действительные  зазоры, натяг и другие параметры  основных сопряжений;

- выбор методов  обеспечения требуемой точности  сборки (ГОСТ 319-80);

- обоснование  выбора оборудования, приспособлений, инструмента и подъемно-транспортных  средств;

- разработка  схемы технологического процесса  сборки (ГОСТ 23887-79) или структурной  схемы изделия (ГОСТ 31301-74). Представление  сборочного процесса в виде  совокупности неделимых элементов  процесса и формирование из  них операций, кратных такту сборки;

- составление  маршрутной и операционных карт  на сборку изделия (количество  операционных карт согласуется  с руководителем);

- анализ технических  условий на сборку и испытание  изделия, и выбор контрольных  операций и средств контроля.

Графическое оформление технологического процесса сборки узла или агрегата выполняются по согласованию с руководителем в следующем  виде:

- эскиз или  сборочный чертеж собираемого  узла или агрегата;

- схема технологического  процесса сборки изделия (ГОСТ 23887-79) или структурная схема (ГОСТ 3.1301-74);

- карты-эскизы  отдельных операций технологического  процесса.

Эскиз или чертеж выполняются с разрезами и  таблицами исходных и допустимых при ремонте зазоров и натягов, а также с техническими условиями  на сборку и испытание.

Схема технологического процесса сборки или структурная  схема изделия размещается на отдельном листе или на чертеже  изделия и выполняется в соответствии с принятыми условными обозначениями  деталей, сборочных единиц, регулировочных и контрольных операций.

      4. РАЗРАБОТКА КАРТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ДЕФЕКТАЦИИ.

      Для определения технического состояния  деталей (сборочных единиц) их подвергают дефектации, то есть устанавливают  три категории деталей: годные, утильные и требующие восстановления. 

      Способов  выявления дефектов существует много, но наиболее распространенными в  практике ремонта являются следующие:

—  непосредственный осмотр;

— измерение /обмер/;

— сравнение;

— проверка точности работы;

— проверка надежности и плавности работы опробованием

— испытание.

Непосредственный осмотр является наиболее распространенным и простым способом выявления дефектов. Осмотр можно производить как невооруженным глазом, так и с помощью лупы или другого оптического прибора. Путем осмотра обнаруживаются такие дефекта деталей, как забоины, пробоины, вмятины, трещины, изгиб, излом, срыв резьбы, ржавчина и т. д.

Осмотр узла и механизма можно производить  как в собранном, так и в  разобранном виде. При этом проверяют  все ли детали на месте, правильно  ли произведена сборка, надежно ли закреплены детали, какие детали имеют  дефекты,нет ли загрязнения, правильно  ли произведено смазывание. Выявив недостатки, делают заключение о состоянии  узла и механизма.

Выбор измерительного инструмента зависит от конструкций  детали, узла, механизма и точности измерения. 

Дефектация является частью общего процесса ремонта, его  начальным этапом. Она должна предшествовать любому, даже самому незначительному  ремонту

При дефектации выявляются все недостающие, негодные и требующие ремонта детали, узлы и механизмы, а также устанавливаются  способы устранения всех неисправностей. В ходе дефектации определяются необходимые  конструктивные переделки узлов  и механизмов, предусмотренные ремонтной  документацией. На основании дефектации определяют какое оборудование, инструмент, материалы и запасные детали требуются  для ремонта, а также устанавливают  необходимое количестве рабочей  силы и время, требующееся на ремонт. Тщательно проведенная дефектация способствует организации быстрого и высококачественного ремонта вооружения и облегчает контроль за устранением неисправностей.

В зависимости  от объема работ при дефектации различают  полную и частичную дефектацию.

Полной  дефектацией считается такая дефектация, во время которой осматривают все механизмы, узлы, детали образца вооружения и выявляют их неисправности.

Поэтому при  полной дефектации всегда производится полная разборка образца вооружения. Полная дефектация проводится в тех случаях, когда неизвестно общее техническое состояние образца, когда имеются неисправности во многих механизмах и узлах и когда производится планово-предупредительный ремонт.

Частичной дефекацией считается такая, при которой осмотру с разборкой подвергаются только неисправные узлы или механизмы. Остальные механизмы и узлы подвергаются техническому осмотру по наружному виду.

На рабочем  месте должен находиться инструмент: общий, специальный и измерительный, необходимый для разборки и осмотра  деталей.

Средства измерения  выбираются согласно типу измеряемого  размера

Средство измерения  дефекта шлицевого паза по ширине 

Шц-1-125 (0,10мм) гост 166-63

Диапазон измерения, мм 0 - 125

Значение отсчета  по нониусу, мм 0,1

Предел допускаемой  погрешности 0,1

Класс точности 2

Масса, кг 0,125

     Сварные Швы   осматривают невооруженным глазом или применяя лупу с увеличением до 10 раз по всей их протяженности и (в случае доступности) обязательно с двух сторон. При недостаточном освещении используют карманные фонари или переносные электрические лампочки. Ультрозвуком и т.д. 
 

      5. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО  СПОСОБА ВООСТАНОВЛЕНИЯ  ДЕФЕКТОВ ДЕТАЛЕЙ.

      Величина  износов, получаемых в процессе эксплуатации значительно меньше величины объема материала детали. Так же износу подвергаются не все поверхности  детали, а какая-то ограниченная их часть. Поэтому во многих случаях  экономически целесообразно не выбраковывать  деталь целиком, а восстанавливать  изношенные поверхности. Выбор рационального  способа восстановления осуществляется с целью обеспечения необходимых  заданных технических характеристик  после восстановления детали при  необходимом минимуме материальных и трудовых затрат.

      Выбор рационального способа основывается на анализе трех критериев восстановления этой детали: технологический, технический  и технико-экономический.

      Технологический критерий характеризует принципиальную возможность применения того или  иного способа в конкретном ремонтном  производстве исходя из своих конструктивных и технологических особенностей восстанавливаемой детали. К конструктивным технологическим особенностям относится  геометрическая форма и размеры  деталей, наличие оригинальных форм поверхностей, наличие или отсутствие термической обработки поверхности, наличие или отсутствие поверхностных  напряжений, возникших в результате работы этой детали. К ним относятся  твердость восстанавливаемой поверхности, шероховатость, точность изготовления деталей, характер возникающих напряжений при работе детали в узле, величина и характер первоначального износа.

      Технический критерий оценивает каждый из выбранных  способов путем анализа восстанавливаемой  поверхности с изучением ее свойств (износостойкость, твердость, сцепляемость) и характеризуется одним общим  коэффициентом долговечности.  

      гдеКi, К_В, К_С, К_П – коэффициенты износостойкости, выносливости и сцепляемости покрытий;

      К_П – поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстановленной детали в условиях эксплуатации, К_П=0,8…0,9.

      Для cварки в среде углекислого газа:

      _{Для ручной сварки:}

Коэффициент долговечности характеризует продолжительность  послеремонтного ресурса работы детали и является качественным показателем, который должен стремиться к своему максимальному значению. Для различных  способов он различный. Он может быть меньше 1, так и при некоторых  способах больше 1. Коэффициент долговечности  характеризует количественно-техническую  сторону восстановления деталей. По результатам анализа выбор рационального  способа восстановления могут быть предложены два или более способов. В таких случаях производится экономическая оценка того или иного  способа.

      Технико-экономический  критерий связывает стоимость восстановления детали с ее долговечностью после  устранения дефектов. Условие технико-экономической  характеристики эффективности способа  восстановления детали предложено профессором  Казарцевым В.И.:  

      Если  известна стоимость новой детали, критерий оценивают по формуле профессора В.А.Шадричева:

Где К_Т – коэффициент технико-экономической эффективности;

      С_В – себестоимость восстановления 1 м² изношенной поверхности детали, руб/м².

      Для сварки в среде углекислого газа:

Для ручной сварки:

Полученный коэффициент  технико-экономической эффективности  полуавтоматической сварки , говорит  об эффективности этого способа  восстановления втулки шлицевой, К_Т>min. 

      6. РАЗРАБОТКА РЕМОНТНОГО ЧЕРТЕЖА  ЗАДАННОЙ ДЕТАЛИ. 

        На ремонтном чертеже указывается  общий вид детали в тонких  линиях согласно выбранного масштаба (с учетом полноты заполнения  листа).

      Ремонтный чертеж выполняется на листе формата  А1

      Места дефектов на ремонтном чертеже нумеруются и указываются на выносных полочках. Изношенные поверхности и дефекты  выделяются жирной линией толщиной в  три раза больше основной. Размеры  на этом чертеже указываются только по метам, где имеются дефекты. Размеры  указываются номинальные с указанием  заданных отклонений. Так же на ремонтном  чертеже указывается шероховатость  поверхности и допуски отклонения формы и расположения поверхности  после восстановления детали. Наличие  добавочных видов обосновывается необходимостью показания того или иного дефекта  и указания его параметром. В правой части чертежа вверху приводится таблица дефектов. В первой графе  указывается номер дефекта, во второй графе – наименование дефекта, в  третьей графе указывается коэффициент  повторяемости, который в свою очередь  подразделяется на коэффициент повторяемости  от общего количества деталей и коэффициент  повторяемости от деталей, подлежащих ремонту. В следующей четвертой  графе указывается основной способ устранения дефекта, который определяется на основании выбора рационального  способа восстановления детали. В  пятой графе указывается допустимый способ устранения дефекта – это  тот способ, который может быть использован в случае невозможности  использования основного способа  восстановления дефектов. С правой стороны над штампом указываются  технические требования, которые  необходимо выдержать при восстановлении этой детали. В штампе, в основной графе указывается название детали с индексом РЧ. В графе «материал» указывается исходный материал детали.

В данном курсовой работе идет процесс востоновление  детали, втулки шлицевой. Имеются  2 дефекта:

1 Износ шлицевых пазов по ширине,

2 Трещины сварных швов.

 Износ шлицевых пазов по ширине Во избежание погрешностей размера уступа или паза по ширине можно производить пробные проходы и промеры. После обработки паза или уступа не следует производить перемещений стола с обрабатываемой заготовкой в двух других направлениях, по которым не осуществлялась подача при выполнении данного перехода, так как при этом условии легче будет исправить обнаруженные при измерении погрешности размеров. Если после измерения оказалось, что ширина уступа или паза больше требуемой, то  дефект неисправимый.

Если ширина уступа или паза оказалась меньше требуемого размера, то для устранения дефекта необходим добавочный проход с предварительным перемещением стола станка в требуемом направлении  на величину погрешности размера  по ширине паза или канавки.

      Нарушение формы и размеров сварного шва  чаще всего вызваны колебаниями  напряжения в электрической сети, небрежностью в работе или низкой квалификацией сварщика, проявляющейся  в неправильном выборе режимов, неточном направлении электрода и методике его перемещения. Дефекты проявляются  в неодинаковой ширине сварочного шва  по его длине, в неравномерности  катета угловых швов, чрезмерной выпуклости и резких переходах от основного  металла к наплавленному. Отклонения от размеров и формы сварного соединения, проявляющиеся в угловых швах, связаны с неправильной подготовкой  кромок, неравномерной скоростью  сварки, а также с несвоевременным  контрольным обмером шва. При  автоматической и полуавтоматической сварке эти дефекты чаще всего  связаны с колебаниями напряжения, проскальзыванием проволоки в подающих роликах, нарушениями режимов сварки 
 
 
 

      7. РАЗРАБОТКА МАРШРУТНЫХ И ОПЕРАЦИОННЫХ  КАРТ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ. 

     Маршрутная  карта (МК) восстановления составляется на все возможные дефекты согласно ЕСТД. Исходными данными для разработки МК служат карта эскизов или ремонтный  чертеж, схема выбранного рационального  способа устранения дефектов, сведения для выбора оборудования и оснастки, разряд работы и нормы времени. В  качестве эскиза к МК допускается  применять ремонтный чертеж. При  этом, на нем должны быть пронумерованы  все обрабатываемые поверхности, указаны  номера и наименования дефектов.