Курсовая Востановление блока цилиндров двигателя ЯМЗ 240

    ВВЕДЕНИЕ 

    В области развития и совершенствования  автомобильных и тракторных двигателей основными задачами на данном этапе  являются: повышение мощности, снимаемой  с единицы объёма при высокой  надёжности конструкции, снижение удельной массы двигателя, удельного и  эксплуатационного расходов топлива, стоимости производства двигателей и их эксплуатаций.

    На  принципиально новый уровень  ставиться экологическая сторона-борьба с токсичными выбросами в атмосферу, а также задачи по снижению шума двигателей в процессе их эксплуатации.

    Значительное  внимание уделяется использованию  компьютерных технологий при расчетах и испытаниях двигателей, а также  непосредственно в конструкции  двигателей. Намечается расширить сферу  дизелей.

    Ведутся работы по совершенствованию материалов, которые должны обеспечивать статическую  и динамическую прочность изготовляемых  из них деталей, гарантировать высокую  износостойкость трущихся поверхностей, а в ряде случаев также температурную  и коррозионную стойкость.

    Выполнение  этих задач требует от специалистов, связанных с производством и  эксплуатацией автомобильных и  тракторных двигателей, глубоких знаний теории, конструкции и расчета  двигателей внутреннего сгорания.

    Данная  курсовая работа имеет цель научить  студентов разрабатывать основные виды технологических процессов  ремонта двигателей. 
 
 
 
 

    1 РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 

    1.1 Исходные данные 

    В данном курсовом проекте следует  разработать процесс технологический  восстановления блока цилиндров двигателя ЯМЗ 240.

    Программа АРП 2150 ремонтов двигателей в год.

    Маршрутный  коэффициент ремонта – 0,72.

    Дефекты детали:

    1) Деформация кольцевой площадки под бурт гильзы;

    2) Трещина на картере1=57 мм.

    Требуется разработать технологический процесс включающий в себя:

    - Выбор оборудования и технологической  оснастки;

    - Расчет и выбор режимов восстановления;

    - Техническое нормирование операций;

    - Технологическую документацию;

    - Разработку и расчет приспособлений;

    - Разработку мероприятий по охране  окружающей среды.

    Блок  цилиндров является основной корпусной  деталью и представляет собой  отливку из низколегированного чугуна.

    Отливку подвергают искусственному старению для  снятия термических напряжений, что  в сочетании с монолитной V-образной формой конструкции позволяет блоку сохранять первоначальные геометрические форму и размеры в процессе эксплуатации.

    Два ряда цилиндрических гнезд, отлитых  как одно целое с картером, расположены  под углом 75° один к другому. В  каждом ряду имеется по шесть цилиндрованных гнезд, выходящих на верхние обработанные плоскости, которые служат привалочными поверхностями для головок цилиндров. Привалочные поверхности выполнены с большой точностью по плоскостности (отклонение не превышает 0,02 мм на длине 100 мм) и параллельности осям расточек под гнезда подшипников (отклонение не более 0,1 мм на всей длине).

    Каждое  цилиндровое гнездо имеет два  соосных цилиндрических отверстия диаметром 153^+0,04 мм и 151^+0,04 мм, выполненные в верхней и нижней плитах блока, по которым центрируется гильза 3 цилиндра, и выточку в верхней плите, образующую упорную кольцевую площадку под бурт гильзы. Эта выточка для обеспечения правильной посадки гильзы цилиндра выполнена с высокой точностью: непараллельность торца выточки относительно оси отверстий под подшипники коленчатого вала – не более 0,025 мм, а отклонение от плоскости – не более 0,02 мм по окружности и 0,01 мм на ширине 2,5 мм – по радиусу. Глубина выточки в блоке, равная 12±0,035 мм, разность глубин выточек под одну головку не более 0,03 мм и высота бурта гильзы 12,1^+0,03 мм определяют выступание верхней плоскости гильзы над привалочной плоскостью блока в пределах 0,065_-0,165 мм. В целях надежного уплотнения газового стыка прокладкой головки цилиндров разность выступаний гильз под одну головку цилиндров не должна превышать 0,06 мм.

    Постелями коренных подшипников коленчатого  вала являются отверстия в семи поперечных перегородках картерной части блока  без разъемных крышек. Эти семь отверстий диаметром 260_-0,053-0,080 мм выполнены с большой точностью: биение промежуточных отверстий относительно крайних – не более 0,04 мм, взаимное биение соседних отверстий – не более 0,013 мм, овальность отверстий – не более 0,015 мм, конусность – не более 0,01 мм. В отверстия запрессованы наружные кольца 6 роликоподшипников, которые служат опорами коленчатого вала.

    Над отверстиями под подшипники коленчатого  вала в межцилиндровых перегородках обработаны в линию отверстия  диаметром 68^+0,03 мм для запрессовки втулок 5 распределительного вала.

1 – блок, 2 – ремонтная втулка, 3 – гильза  цилиндра, 4 – втулка оси толкателей, 5 – втулка распределительного  вала, 6 – наружное кольцо роликового  подшипника коленчатого вала, 7 –  ремонтное кольцо.

Рисунок 1.1 – Блок цилиндров 

    Биение  промежуточных отверстий относительно крайних – не более 0,06 мм, а овальность и конусность – не более 0,015 мм. Втулки распределительного вала, выполненные  из бронзы ОЦС-5-5-5 (ГОСТ 613-65), после запрессовки  в блок обработаны до диаметра 54^+0,03 мм (при этом несоосность должна быть не более 0,03 мм). Расстояние между осями отверстий под коленчатый и распределительный валы выдерживают в пределах 215,496±0,03 мм, что обеспечивает правильное зацепление шестерен привода распредвала.

    На  заднем торце блока в нижней части  с левой стороны выполнены  два отверстия диаметром 25^+0,023 мм, в которые устанавливают кронштейны промежуточных шестерен привода масляного и водяного насосов. 

    1.2 Обоснование размера партии 

    В условиях серийного ремонтного производства (по опыту ремонтных предприятий) размер партии принимают равным месячной или квартальной потребности в ремонтируемых или изготовляемых деталях. Окончательный размер партии обосновывается с учетом габаритов деталей и экономической целесообразности. Определение годовой программы технологического процесса восстановления детали.Исходя из размеров годовой производственной программа капитальных ремонтов автомобилей, определяем сменную потребность в отремонтируемых деталях по формуле:

                                                      

                                                           

где  N – годовой производственная программа;

    Кр – Маршрутный  коэффициент ремонта;

    m – число одноименных деталей на двигателе; 

    1.3 Выбор рационального способа  восстановления детали 

    В процессе эксплуатации двигателей возможны следующие неисправности блоков:

    - трещины и обломы различного  расположения и характера; 

    - кавитационное разрушение нижних посадочных поясков под гильзы цилиндров; деформация поверхностей прилегания под головки цилиндров;

    - износ кольцевой площадки под  бурт гильзы цилиндра;

    - износ отверстий во втулках  под опорные шейки распределительного  вала;

    - ослабление посадки втулок распределительного  вала;

    - износ отверстий втулок под  оси толкателей;

    - срыв или износ резьбы в  отверстиях крепления деталей.

    Блок  цилиндров бракуют при наличии  трещин на бобышках под шпильки крепления  головок цилиндров, выходящих в  водяную полость, и трещин, проходящих через гнезда под наружные кольца подшипников коленчатого вала и  гнезда под втулки распределительного вала. Пробоины и трещины на стенках  водяной рубашки блоков заваривают или ставят на них заплаты.

    Ремонт  блока цилиндров производят в  следующей последовательности:

    - очищают блок от коррозии и  накипи,

    - заваривают и заделывают трещины  (пробоины),

    - ремонтируют резьбовые отверстия, 

    - проводят гидравлическое испытание  блока, 

    - обрабатывают привалочные поверхности под головки цилиндров,

    - ремонтируют кольцевые площадки  под бурты гильз цилиндров,

    - ремонтируют центрирующие отверстия  под гильзы цилиндров,

    - заменяют и обрабатывают втулки  под опорные шейки распределительного  вала,

    - заменяют втулки осей толкателей  и промывают блок цилиндров.

    Блок  после разборки двигателя тщательно  моют и очищают от  накипи, коррозии и смолистых отложений и в  случае обнаружения трещин и пробоин  на стенках картера направляют на пост сварки с последующей зачисткой  сварных швов.

    Шлифовка  привалочных  плоскостей блока приводит к изменению размера глубины выточки под бурт гильзы. Восстановление глубины выточки под номинальный размер 12⁺_-0,035 мм  производят протачиванием площадок во всех кольцевых выточках блока.   Блоки, не имеющие деформации плоскости под головки цилиндров, но имеющие в отдельных выточках на площадках местные смятия и нарушение плоскостности, восстанавливают просачиванием площадок до размера 12,3_-⁺0,035 мм с последующей установкой при сборе двигателя под бурт гильзы ремонтного кольца толщиной 0,3мм. Кольцо изготавливается из стального листа (ГОСТ 3680-57)

 

     1.4 Последовательность операций технологического процесса

    Исходя  из наличия дефектов детали и принятых способов восстановления, составляем план операции по устранению дефектов в отдельности, причём, в начале предусматриваем подготовку детали к основным операциям, а затем и сами эти операции.

    №1.Диформация кольцевой  площадки под бурт гильзы

    1.Операция расточная

    А.Установить блок цилиндров на стол радиально сверлильные  станок выверить и закрепить

    Б.Контролировать  геометрию   выточки под бурт гильзы

    1.Ристочить  отверстие на глубину 12,3  сняв  припуск не более 0,3.

    В.Контролировать  глубину выточки ,произвести контроль плоскости  торца

    Г.Снять  деталь

    №2.Трещина  на картере 1=57мм

    1.Слесасарная 

    А.Установить блок цилиндров на стенд контователь  и закрепить

    1.Засверлить  концы трещины  сверлом   4 мм

    2.Разделать  трещину  под углом 90⁰ пневмашлиф машиной по всей длине

    2.Сварная 

    1.Заварить  трещину по всей длине 

    2.Зачистить  поверхность шва с основным металлом

    А. Снять деталь с контователя

1.5 Расчет припусков  на механическую обработку

    Установление  минимальных припусков, т.е. слоя материала, удаляемого с поверхности заготовки (детали) при ее обработке снятием  с стружки, является вопросом с точки зрения качества обработки и себестоимости ремонта. При этом различают промежуточный припуск - слой материала, необходимый для выполнения всей совокупности технологических переходов.

    Минимальный припуск на обработку выбирается (рассчитывается) с помощью справочных таблиц.

   №1.Диформация кольцевой  площадки под бурт гильзы

    1.Опирация  расточная 

    А.Установить блок цилиндров  в на стол радиально  сверлильные  станок выверить и закрепить

    Б.Контролировать  геометрию   выточки под бурт гильзы

    1.Ристочить  отверстие на глубину 12,3  сняв  припуск не более 0,3.

    В.Контролировать  глубину выточки ,произвести контроль плоскости  торца

    Г.Снять  деталь

                                       А=d-d₁=12,3-12=0,3

    Где: d- диаметр внешней отработки до  и после     

     1.6 Выбор оборудования, режущего и мерительного инструмента

   При выборе оборудования для каждой технологической  операции необходимо учитывать размер партии обрабатываемых деталей, габаритные размеры детали, расположение обрабатываемых поверхностей, требования к точности, шероховатости, экономичности обработки.

   Выбирая радиально сверлильный станок исходя из материала обрабатываемой детали: для обработки стали и чугуна применяются станок. Измерительный инструмент применяется для межоперационного и окончательного контроля детали (изделия) и в зависимости от типа производства может быть стандартным или специальным.

   В ремонтном производстве применяются  отдельные калибры (пробки, скобы, кольца, шаблоны) и универсальные инструменты (микрометры, штангенциркули, индикаторы, нутромеры).

   При выборе оборудования для каждой технологической  операции необходимо учитывать размер партии обрабатываемых деталей, габаритные размеры детали, расположение обрабатываемых поверхностей, требования к точности, шероховатости, экономичности обработки.

    Радиально – сверлильный  станок модели 2А53

1.Наибольший  диаметр сверления в стали  средней твёрдости в мм – 35

2.Наибольший  вылет шпинделя в мм – 1200

3.Наибольшее  расстояние от торца шпинделя  до плиты в мм – 1500

4.Наибольшее  перемещение шпиндельной головки  по рукаву в мм – 800

5.Наибольшее  перемещение рукава по колонне  в мм – 700

6.Ход  шпинделя в головке в мм – 800

7.Количество  скоростей шпинделя – 12

8.Число  оборотов шпинделя в мин – 50, 70, 100, 140, 200, 280, 400, 560, 800, 1120, 1600, 2240

9.Количество  механических подач – 8

10.Величины  подач в мм на один оборот шпинделя – 0,06; 0,1;0,16; 0,25; 0,31; 0,48;0,8;1,22

11.Мощность  электродвигателя привода шпинделя  в кВт – 2,4/2,8 или 4,5

12.Габаритные  размеры станка в мм

Длина – 2250

Ширина  – 900

Высота  – 3070

13.Вес  станка в кг – 3050

Таблица 1,1 Технические характеристики  сварочного аппарата

 

   1.7 Выбор и расчет режимов обработки  

     1) Расчет режимов расточной операции

       Глубина резания при развертывании:

                                                           (1.2)

             Где D – размер после шлифования

              d – размер после осталивания

       Расчитаное число оборотов шпинделя:

                                             (1.3)

       Где - рекомендуемая скорость резания

       Фактическая скорость резания:

                                       (1.4)

         Где - фактическое число оборотов шпинделя (см. паспорт станка)

       Длина рабочего хода суппортной группы:

                                                            (1.5)

       Где - длина обрабатываемой поверхности по чертежу, мм

           - величины перебега и врезания инструмента, мм

       Основное  время                                

                                                       (1.6)

       Где - число проходов

           - фактическая подача, мм/об (см. паспорт станка)

                                             

1.8 Техническая нормирование работ  

1) Расчет  нормирования для расточной и  хонинговальной операции

Вспомогательное время:

                                                (1.12)

Где - время на установку и снятия детали 1-4 мин.

       - время связанное с переходом 0,5-1,5 мин.

       - время связанное с замером 1,5-5 мин.

Оперативное время:

                                                        (1.13)

Где - оперативное время

   Дополнительное  время:

                                                               (1.14)

Где

Штучное время:

                                                   (1.15)

                                       

 Техническая  норма времени:

                                                               (1.16)

                                       

Где - подготовительное заключительное время 16-24

       - размер партии

    1.9 Составление технологической документации 

    Технологическая документация включает в себя: маршрутную карту; операционную карту; карту эскизов  на операции; ремонтный чертёж детали.

       После разработки технологического процесса на восстановление (изготовление) детали или на сборку узла (агрегата) заполняется  маршрутная карта по ГОСТ 3. 1105-74, форме 2 и 2а. -операционная карта механической обработки по ГОСТ 3. 1404 – 74, формы 1 и 1а;

       - операционная карта слесарных  и слесарно-сборочных работ по  ГОСТ 3. 1406-74, формы 1 и 1а;

       - карта технологического процесса  термической обработки по ГОСТ 3. 1408-74, формы 1 и 1а;

       -операционная  карта технического контроля  по ГОСТ 3. 1502-74, формы 1 и 1а;

       - карта регистрации результатов  испытания по ГОСТ 3. 1506-75, формы  1 и 3.

       Оформляются и заполняются технологические  карты в соответствии с требованиями ЕСТД (форма 18). Карты помещаются в  виде приложения к пояснительной записки.

       ГОСТ 3. 1104-81 устанавливает общие требования к оформлению документов, а именно:

       - технологические документы должны  выполняться на форматах, установленных  стандартами ЕСТД ; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 

    2.1 Назначение, устройство и работа приспособления для механической обработки кольцевой площадки.

    Обработку кольцевой площадки под номинальный  или ремонтный размеры производят приспособлением на радиально-сверлильном  станке модели 2Н55. При обработке  кольцевой площадки направляющую 1 вводят в отверстие верхнего посадочного  пояса под гильзу. Упор 7, закрепленный в подвижном стакане 4, ограничивает величину погружения резцов. Настройку  на нужный размер производят гайкой 6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ  СРЕДЫ 

    Оборудованием механических участков являются различные  заточные, сверлильные, токарные, фрезерные, слесарные, шлифовальные и полировальные  станки.

    Основные  вредности – металлическая стружка, пыль абразивная, пыль металлическая (пыль неорганическая с содержанием SiO2 ниже 20%).

    Пыль  от заточных, шлифовальных и полировальных  станков удаляется местными отсосами; на заточных станках инструментального  цеха установлен циклон типа ЦН-15.

    В механическом цехе, кроме механического  оборудования, имеется сварочный  участок для электродуговой сварки в среде аргона;

    Выделяются - оксиды железа, пыль неорганическая и  другие соединения, которые удаляются  местными отсосами.

    Предельно допустимые концентрации (ПДК) атмосферных  загрязнений химических и биологических  веществ – это такие уровни концентраций, соблюдение которых обеспечивает отсутствие прямого или косвенного влияния на здоровье населения и  условия его проживания.

    Предотвращение  появления запахов, раздражающего  действия и рефлекторных реакций  у населения, а также острого  влияния атмосферных загрязнений  на здоровье в период кратковременных  подъемов концентраций обеспечивается соблюдением максимальных разовых  ПДК (ПДК мр). 
Предотвращение неблагоприятного влияния на здоровье населения при длительном поступлении атмосферных загрязнений в организм обеспечивается соблюдением среднесуточных ПДК (ПДК сс).

    Источником  водоснабжения предприятия служит городской водопровод 
(один ввод с водомером ВТ-150) и 5 скважин (4 ввода с водомерами ВТ-50, ВТ- 
80). Ведется систематический учет потребляемой воды.