Курсовая по "Авторемонту"

     Введение 

     Автомобиль  служит для быстрого перемещения  грузов и пассажиров по различным  типам дорог к местности. Автомобильный  транспорт играет важнейшую роль во всех сторонах жизни страны. Без  автомобиля не возможно представить работу ни одного промышленного предприятия, государственного учреждения, строительной организации, воинской части. Значительное количество грузовых и пассажирских перевозок приходится на долю этого транспорта. Легковой автомобиль широко вошел в быт трудящихся нашей страны, стал средством передвижения и отдыха.

     Ремонт  автомобиля является объективной необходимостью, которая обусловлена техническими и экономическими причинами. Во-первых, потребности народного хозяйства  в автомобилях частично удовлетворяются  путем эксплуатации отремонтированных  автомобилей. Во-вторых, ремонт обеспечивает дальнейшее использование тех элементов  автомобилей которые не полностью изношены. В-третьих, ремонт способствует экономии материалов, идущих на изготовление новых автомобилей. Расходы на поддержание работоспособности автомобилей и агрегатов во много раз превышают их первоначальную стоимость. Ежегодно за каждый автомобиль затрачивается денежных единиц в размере 55…65% ([1] с.3) его начальной стоимости. Эти затраты составляют более 20% себестоимости транспортной продукции. На ремонтных работах занято до 15% рабочих, 1/3 парка металлорежущих станков. Не смотря на отвлечение значительных трудовых и материальных ресурсов, в неисправном состоянии простаивают более 1/3 автомобилей, а ежегодные убытки от этих простоев составляют миллион рублей.

     Автомобильное производство, получив значительное развитие, еще не в полной мере реализует  свои потенциальные возможности. По своей эффективности, организационному и техническому уровню оно еще  отстает от основного производства – автомобилестроения. Качество ремонта  остается низким, стоимость высокой, уровень механизации достигает лишь 25…40% ([1] с.5), вследствие чего производительность труда в два раза ниже, чем в автомобилестроении. Авторемонтные предприятия (АРП) оснащены в основном универсальным оборудованием большой степени промышленности и малой точности. Эти негативные стороны и определяют пути его развития. Огромные возможности кроются в организации и внедрении агрегатного и узлового методов ремонта. Применение этих прогрессивных форм позволяет полнее использовать ресурс агрегатов и деталей, сократить простои в ремонте, значительно повысить срок службы автомобилей и агрегатов до КР. А это в свою очередь ведет к сокращению общего количества КР. Важным элементом оптимальной организации ремонта является создание необходимой технической базы, которая предопределяет внедрение прогрессивных форм организации труда, повышения уровня механизации работ, производительности оборудования, сокращение затрат труда и средств.

     Целью курсового проекта является разработка современной, энергосберегающей, малоотходной технологией ремонта детали вала распределительного №645.1006015 автомобиля ЗИЛ 4331 с использованием высокоэффективного оборудования и средств технологического оснащения для обеспечения высокого качества ремонта. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1. Исследовательская  часть

1. Параметры конструктивно-технологической             характеристики детали

     1.1.1 Класс детали. Заданную в курсовом проекте деталь «вал распределительный» 645.1006515 автомобиля с двигателем ЗИЛ 6453.10 по рекомендации Маслова Н.Н. можно отнести к классу «прямые круглые стержни» и «стержни с фасонной поверхностью». К круглым стержням автомобиля еще относят поршневые пальцы, оси привода сцепления, валики водяного насоса, шкворни, оси блока шестерен заднего хода, толкатели, валы коробок передач, карданные валы, поворотные цапфы, впускные и выпускные клапаны, коленчатый вал и другие детали ([1] с.169).

        К круглым стержням относят  детали, которые характеризуются  цилиндрической формой при длине,  значительно превышающей диаметр  детали. Так же характерным является  наличие рабочих отверстий, резьб, шпоночных канавок, шлицов, выточек, зубьев, кулачков, гантелей, цилиндрических точных шеек.

     1.1.2 Назначение детали.  Вал распределительный 645.1006515 является составной частью газораспределительного механизма V-образного восьмицилиндрового дизельного двигателя ЗИЛ 6453.10 автомобиля ЗИЛ 4331. Вал распределительный служит для передачи движения от коленчатого вала через кулачки клапанам, открывая и закрывая их ([2] с.59).

     1.1.3 Особенности конструкции  детали. Характерным в конструкции распределительных валов являются наличие кулачков сложного профиля, эксцентрика, зубчатого венца, опорных шик малого диаметра и относительно большая длинна вала. Вал распределительный вместе с кулачками штампуют из углеродистой стали 45, 52…62 HRC_э ([2] с.59). Приведем таблицы химического состава и механических свойств вала распределительного. 
 
 

     Таблица 1. Химический состав и механические свойства среднеуглеродистых качественных сталей ГОСТ 1050-88 ([3] с.25).

             

     Таблица 2. Технологические свойства углеродистой качественной стали ГОСТ 1050-88 ([3] с.26).

      

     В восьмицилиндровом двигателе распределительный  вал имеет шестнадцать кулачков, т.е. по два кулачка на цилиндр. Каждый кулачок управляет «одним клапаном» - впускным имеющим размер , или выпускным имеющим размер . На распределительном валу могут находиться также зубчатое колесо привода распределителя зажигания и масляного насоса, эксцентрик привода топливного насоса. Рабочие поверхности кулаков, опорных шеек, эксцентриков, и зубчатых колес подвергают термической обработке и шлифованию для повышения их надежности и износостойкости. Диаметры опорных шеек вала одинаковые и имеют Æ.

     Вал распределительный вместе с кулачками  имеет следующие габаритные размеры:

     - Наибольшая длина, мм – 700;

     - Наибольшая ширина, мм – 40;

     - Наибольшая высота, мм – 60;

     - Наименьшая шероховатость, Rа мкм – 0,8;

     - Наивысшая точность, квалитет –  7;

     При восстановлении вала распределительного двигателя ЗИЛ 6453.10 в качестве баз  используют шейку под распределительную  шестерню и последнюю опорную  шейку.

     Технические требования которым должен соответствовать вал распределительный после восстановления следующие:

     - допуск нецелендричности всех опорных шеек не более, мм – 0,05;

     - при установке вала на крайние  опорные шейки радиальное биение  средних шеек не более, мм – 0,025;

     - поверхности под шестерню не  более, мм – 0,020;

     - торцевое биение крайних шеек  не более, мм – 0,030;

     - шероховатость поверхностей опорных  и кулачков должна соответствовать  Ra 0,4 мкм;

     - шероховатость посадочного места  под шестерню  Ra 0,8 мкм

     ([4] с.190).

     1.1.4 Условия работы  детали в узле. В процессе эксплуатации вал распределительный двигателя ЗИЛ 6453.10 подвергается воздействию контактных нагрузок в сопровождении изгибающих усилий и трения

     ([1] с.170).

     1.1.5 Виды и характер  дефекта. При эксплуатации автомобиля, вал распределительный имеет следующие дефекты:

     - погнутость вала;

     - износ опорных шеек;

     - нарушения профиля кулачков;

     - износ эксцентрика;

     - износ шейки под распределительную  шестерню;

     - износ шпоночного паза. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

2. Расчетно-технологическая  часть
1. Расчет годовой производственной программы
1. Расчет приведенной производственной программы. Производственную программу, выраженную в количестве ремонтов полнокомплектных автомобилей одной (N) или нескольких марок определенной грузоподъемности (N₁), количеством товарных агрегатов (N_а) для упрощения расчетов приведем по трудоемкости к одной модели, принимаемую за основную.

     Приведенная годовая производственная программа  определяется по формуле ([5] с.89).

     , шт.                            (1)

     где N – годовая производственная программа капитальных ремонтов (КР) автомобилей основной модели, шт.;

     N = 1800 автомобилей ЗИЛ 4331;

     N₁ – годовая производственная программа КР автомобилей разных моделей, шт.;

     N₁ = 1030 большой грузоподъемности g=5-6;

     Km₁ = коэффициент приведения по трудоемкости и КР автомобилей различных модификаций к основной модели;

     Km₁ = 1,15 т.к. большой грузоподъемности  ([5] с.86)

     Na – годовая производственная программа КР по видам товарных агрегатов, шт.;

     Na = 2830 ходовых агрегатов;

     Ка – коэффициент приведения по трудоемкости производственной программы КР по видам товарных агрегатов, входящих в комплект, к производственной программы КР полнокомплектных автомобилей ([4] с.282 таблица 36.2).

     Сумму произведения удобнее выполнить в виде таблицы 3. 
 
 

     Таблица 3.  Определение 

      

     Подставим известные значения в формулу (1) и определим приведенную годовую  производственную программу Nпр.

     Nпр=1800+1030*1,15+696,18=3681 

     

2. Расчет  годовой трудоемкости работ

     2.2.1 Расчет нормы трудоемкости  работ, на КР  автомобилей.  Для заданных условий, норма трудоемкости определяется формулой ([5] с.89)

     ,  чел*ч                          (2) 

     Где t₁ – норма трудоемкости КР автомобиля при эталонных условиях, чел*ч;

     t₁ = (выберем позже);

     K₁ – коэффициент корректирования трудоемкости, учитывающий величину годовой производственной программы определим по формуле (4);

     K₂ – коэффициент корректирования трудоемкости, учитывающий многомодельность ремонтируемых агрегатов автомобилей;

     K₂ = 1,04…1,07 ([4] с.284);

     Принимаем коэффициент K₂ = 1,05;

     K₃ – коэффициент корректирования трудоемкости, учитывающий структуру производственной программы завода соотношение КР полнокомплектных автомобилей и комплектов агрегатов, см. таблица 5

      ([4] с.27);

     K₄ – коэффициент, учитывающий тип подвижного состава ([4] таблица 36.1);

     Принимаем коэффициент K₄ = 1,24, т.к. автомобили ЗИЛ 4331.

     Соотношения в производственной программе капитальных  ремонтов полнокомплектных автомобилей  и комплектов агрегатов определяется по формуле:

      ,                                          (3) 
 

     Принимаем K₃ = 1, так как соотношение 1:1;

     Поскольку табличные нормативы трудоемкости предназначены для авторемонтных  предприятий (АРП) мощностью 2000 КР автомобилей  в год, а приведенная производственная программа составляет Nпр = 3681 шт., то вводим коэффициент корректирования трудоемкости, уточненный методом интерполяции  ([4] с.29) по формуле:

     ,             (4) 

     где  N_1, N₂ – соответственно меньше и больше значение годовых производственных программ ([4] с.284 таблица 36.5) между которыми находятся значение Nпр;

     N₁ = 3000 шт.;

     N₂ = 5000 шт.;

     K_N1, K_N2 – коэффициенты корректирования трудоемкости, соответствующее значениям производственной программы; 

     K_N1 = 0,95;

     K_N2 = 0,84;

     Nпр – приведенная производственная программа (определена выше). 
 
 

     2.2.2 Годовой объем  работ АРП. Годовой объем работ слесарно-механического участка подсчитывается для каждого вида продукции по выражению ([4] с.285)

     , чел×ч    (5)

     где Tr – годовой объем работ, чел×ч;

            t – трудоемкость ремонта, чел×ч ([5] с.161)

            N – годовая производственная программа, шт.;

     С учетом выше приведенной формуле (2) окончательно выведем формулу годовой  трудоемкости работ:

     , чел×ч      (6) 

     Трудоемкость  работ после корректирования  полнокомплектного автомобиля ЗИЛ 4331 и автомобилей других модификаций  большой грузоподъемности:

     трудоемкость  механических работ полнокомплектных автомобилей 

     , чел×ч   (7) 

     t_{1 мех.полн.}=21,66 чел×ч  ([5] с.161); 
 
 

     Трудоемкость  слесарных работ полнокомплектных автомобилей

     , чел×ч   (7’) 

     t_{1 сл.полн.}=12,82 чел×ч  ([5] с.161); 
 

     Комплекты ходовых агрегатов:

     трудоемкость  механических работ комплектов агрегатов

     , чел×ч   (8) 

     t_{г мех.полн.}=2,08+1,32+1,09+0,52+1,31=5,42 чел×ч  ([5] с.161); 
 
 

     Трудоемкость  слесарных работ комплектов агрегатов 

     , чел×ч   (8) 

     t_{г слес.агрег.}=0,70+0,80+0,19+0,85+0,28=2,82 чел×ч  ([5] с.161); 
 
 

     Общая годовая трудоемкость механических и слесарных работ определяется суммой выше найденных значений для  каждого вида ремонтируемой продукции

     , чел×ч  (9) 
 
 

     Увеличиваемый годовой объем работ на 10% с  учетом работ по самообслуживанию производства, то есть Т_общ умножаем на коэффициент 1:1. Окончательно годовой объем КР на слесарно-механическом участке АРП составит

     , чел×ч       (10) 
 

     

3. Обоснование размера партии 

 

     Для определения оптимальной величины размера партии деталей существует несколько формул.

     В стадии проектирования технологических  процессов восстановления, величину производственной партии детали определяем ориентировочно по следующей формуле  ([7] с.5).

     , шт.;                                                         (11) 

     где N – производственная программа изделий, базовых автомобилей ЗИЛ 4331 в год, шт.;

     n – число деталей, входящих в изделие вала распределительного;

     t – необходимый запас деталей в днях необходимый для обеспечения непрерывной сборки;

     Ф_дн – число рабочих дней в 2007 году;

     Ф_дн = 248 
 
 

     

4. Выбор рационального способа  восстановления детали

     Выбор способа восстановления детали зависит  от конструктивно-технологических  особенностей и условий работы деталей, их износа, технологических свойств  самих способов восстановления, определяющих долговечность отремонтированных  деталей и стоимости их восстановления.

     Заданная  в курсовом проекте деталь вал  распределительный 045.1006015 имеет следующие  дефекты согласно заданию на курсовое проектирование:

     - износ опорных шеек по наружному  диаметру

     - износ шейки под шестерню

     - износ шпоночного паза

       
 
 
 
 

       
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 1 – ремонтный эскиз вала распределительного ЗИЛ 4331. 

     Выбор рационального способа восстановления данных дефектов вала распределительного ЗИЛ 4331 представим в виде таблицы 4.

     Таблица 4. Выбор рационального

     способа восстановления вала распределительного ЗИЛ 4331

     Вывод: При анализе способа восстановления каждого дефекта выявлены два  способа наплавка вибродуговая и  сварка электродуговая, пригодных для  устранения выявленных дефектов.

     При восстановлении опорных шеек по наружному  диаметру и износе шейки под шестерню наиболее применимым является наплавка вибродуговая. Этот метод более производительный и обеспечивает не высокий нагрев детали в процессе наплавки.

     При восстановлении шпоночного паза выбираем сварку электродуговую так как не большой износ и средняя себестоимость.

     Окончательное решение о восстановлении  детали принимаем в том случае если ([6] с.99)

     , руб.        (12) 

     где Св – себестоимость восстановления, руб ([6] с.98);

     К_Д – коэффициент долговечности;

     С_Н – стоимость новой детали по существующим расценкам для данной марки автомобиля; 
 

     Из  расчета видно, что восстановление вала распределительного автомобиля ЗИЛ 4331 из всех способов указанных выше экономичнее восстановить наплавкой  вибродуговой, чем приобрести новый  распределительный вал ЗИЛ 4331.

       Вибродуговая наплавка является  разновидностью наращивания поверхности  с использованием тепла от  электрического тока.

     Сущность  процесса наплавки вибродуговой заключается  в периодическом замыкании и  размыкании находящихся под током электродной проволоки и поверхности детали. Каждый цикл вибрации проволоки включает в себя четыре последовательно протекающих процесса: короткое замыкание, отрыв электрода от детали, электрический разряд и холостой ход. При отрыве электрода от детали на ее поверхности остается частичка приварившегося металла ([4] с.107).   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 2 Схема вибродуговой наплавки:

     1- насос; 2 - бак для охлаждающей  жидкости; 3 - деталь;

     4 - мундштук; 5 - механизм подачи; 6 - кассета  с проволокой;

     7 - вибратор; 8 - реостат; 9 - индукционный  резистор.

     При наплавке по указанной схеме опорной  шейки распределительного вала при  диаметре 60 мм из стали 45 достаточная  износостойкость получиться при  наплавке следующему режиму ([8] с.160):