Расчет программы в трудовом выражении
1 Введение
В процессе эксплуатации автомобиля его рабочие свойства постепенно ухудшаются из-за изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются отказы и неисправности, которые устраняют при техническом обслуживании (ТО) и ремонте.
Исправным считают автомобиль, который соответствует всем требованиям нормативно-технической документации. Работоспособный автомобиль в отличие от исправного должен удовлетворять лишь тем требованиям, выполнение которых позволяет использовать его по назначению без угрозы безопасности движения. Работоспособный автомобиль может быть неисправным, например, иметь ухудшенный внешний вид, пониженное давление в смазочной системе двигателя.
Повреждением называют переход автомобиля в неисправное, но работоспособное состояние; переход его в неработоспособное состояние называют отказом.
Ремонт представляет собой комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий и их составных частей.
Необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обусловлены прежде всего неравнопрочностью их составных частей (сборочных единиц и деталей). Известно, что создать равнопрочный автомобиль, все детали которого изнашивались бы равномерно и имели бы одинаковый срок службы, невозможно. Поэтому в процессе эксплуатации автомобили проходят на автотранспортных предприятиях (АТП) периодическое ТО и при необходимости текущий ремонт (TP), который осуществляется путем замены отдельных деталей и агрегатов.
Это позволяет поддерживать автомобили в технически исправном состоянии.
При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда их ремонт в условиях АТП становится технически невозможным или экономически нецелесообразным. В этом случае они направляются в централизованный текущий или капитальный ремонт (КР) на авторемонтное предприятие (АРП).
Текущий ремонт должен обеспечивать гарантированную работоспособность автомобиля на пробеге до очередного планового ремонта, причем этот пробег должен быть не менее пробега до очередного ТО-2. В случае возникновения отказов выполняют неплановый TP, при котором заменяют или восстанавливают детали и сборочные единицы в объеме, определяемом техническим состоянием автомобиля.
Капитальный ремонт должен обеспечивать исправность и полный (либо близкий к полному) ресурс автомобиля или агрегата путем восстановления и замены любых сборочных единиц и деталей, включая базовые. Базовой называют деталь, с которой начинают сборку изделия, присоединяя к ней сборочные единицы и другие детали. У автомобилей базовой деталью является рама, у агрегатов корпусная деталь, например, блок цилиндров двигателя, картер коробки передач.
Основным источником экономической эффективности КР автомобилей является использование остаточного ресурса их деталей. Около 70...75 % деталей автомобилей, поступивших в КР, могут быть использованы повторно либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия.
Детали, полностью исчерпавшие свой ресурс и подлежащие замене, составляют 25...30% всех деталей. Это поршни, поршневые кольца, подшипники качения, резинотехнические изделия и др.
Количество деталей, износ рабочих поверхностей которых находится в допустимых пределах, что позволяет использовать их без ремонта, достигает 30...35%. Остальные детали автомобиля (40...45%) могут быть использованы повторно только после их восстановления. К ним относится большинство наиболее сложных, металлоемких и дорогостоящих деталей автомобиля, в частности блок цилиндров, коленчатый и распределительный валы, головка цилиндров, картеры коробки передач и заднего моста и др.
Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10...50% стоимости их изготовления. Себестоимость КР автомобилей и их составных частей обычно не превышает 60...70 % стоимости новых аналогичных изделий. При этом достигается большая экономия металла и энергетических ресурсов. Высокая эффективность централизованного ремонта обусловила развитие авторемонтного производства, которое всегда занимало значительное место в промышленном потенциале нашей страны. Объемы централизованного ремонта автомобилей и их составных частей достигли, а по некоторым позициям превзошли объемы их производства.
Целенаправленная работа заводов-изготовителей го повышению ресурса рам и кабин, доведению его до срока службы автомобиля способствует резкому сокращению сферы применения КР полнокомплектных автомобилей. В последнее время он неуклонно снижается, а для грузовых автомобилей перспективных моделей (КамАЗ, MA3, ЗИЛ) предусмотрен КР только агрегатов. Эта тенденция развития авторемонтного производства вызывает изменение функций авторемонтных заводов, которые становятся преимущественно предприятиями по КР агрегатов.
Наряду с развитием традиционных ведомственных и самостоятельных АРП производственные объединения автомобильной промышленности создали и развивают фирменные системы
обслуживания и ремонта автомобилей новых моделей. Наиболее развитой в нашей стране является фирменная система акционерного общества КамАЗ. Она имеет в своем составе около 200 автоцентров и 4 завода по ремонту агрегатов КамАЗ (двигателей, коробок передач и задних мостов). В период наибольшего развития годовая производственная программа и завода по ремонту двигателей в г. Набережные Челны достигала 50 тыс. двигателей, что не уступает лучшим зарубежным ремонтным заводам. Такая программа позволяет применять высокопроизводительное технологическое оборудование и достигать высокого качества ремонта.
Автоцентры в зоне своего действия обеспечивают предприятия запасными частями, производят сбор и доставку ремонтного фонда и отремонтированных изделий, в зависимости от производственных возможностей выполняют централизованное техническое обслуживание и текущий ремонт автомобилей КамАЗ, сложные виды текущих ремонтов агрегатов и систем, оказывают техническую помощь транзитным автомобилям, контрольно-диагностические, инженерно-коммерческие и другие услуги.
Дальнейшее эффективное развитие АРП базируется на идеях и принципах, которые порождаются интеграционными процессами заводов-изготовителей новой техники с предприятиями, выполняющими услуги по централизованному ТО и ремонту этой техники.
1.2 Краткая характеристика объекта ремонта
Компрессор входит в состав пневматической тормозной системы автомобиля и предназначен для нагнетания воздуха в ресиверы, откуда через тормозной кран сжатый воздух подается к тормозным камерам колесных механизмов. Компрессор работает в жестком температурном режиме, который выражается в нагревании его как в процессе работы по сжиманию воздуха, так и со стороны работающего двигателя. Детали компрессора работают в условиях повышенного трения, воспринимают знакопеременные динамические нагрузки, нагрузки от сил давления воздуха при его сжатии. Также компрессор подвергается воздействию внешней агрессивной среды: пыли, влаги, и т.д.
Устройство автомобильного компрессора во многом подобно устройству двигателя (за исключением самого процесса внутреннего сгорания) и по аналогии с двигателем компрессор имеет шатунно-поршневой и клапанный механизмы, систему охлаждения, смазки и питания атмосферным воздухом, устройства привода и регулирования давления.
Шатунно-поршневой механизм компрессора включает следующие основные детали: один или несколько цилиндров; поршень с поршневыми кольцами и шатун, соединенные поршневым пальцем; коленчатый вал, подшипники которого установлены в картере компрессора.
Клапанный механизм состоит обычно из автоматических клапанов, перемещающихся под действием давления воздуха в цилиндре, и их пружин. В компрессорах обычно применяются плоские пластинчатые металлические клапаны: впускной и выпускной (нагнетательный). Седло впускного клапана бывает расположено в цилиндре или в головке, седло выпускного - в головке.
Компрессор автомобиля КамАЗ - двухцилиндровый, с рядным расположением цилиндров, питание атмосферным воздухом осуществляется от воздушного фильтра двигателя, охлаждение водяное, смазка принудительная от системы смазки двигателя, привод – шестеренный от распределительных шестерен двигателя. Компрессор установлен в развале цилиндров двигателя и крепится на переднем торце блока распределительных шестерен.
Верхняя часть блока и головка компрессора имеют водяную рубашку и охлаждаются водой или антифризом, подводимыми к блоку из системы охлаждения двигателя.
Масло к шатунным подшипникам компрессора, имеющим сталебаббитовые съемные вкладыши, поступает через уплотнитель 4 по каналам, выполненным в щеках коленчатого вала 7. Коренные шарикоподшипники 8, поршневые пальцы 14 и стенки цилиндров смазываются разбрызгиванием. Избыток масла через сливное отверстие в нижней крышке картера 9 компрессора стекает по трубке в масляный картер двигателя.
Компрессор здесь не имеет разгрузочного устройства, его отключение происходит при открытии атмосферного клапана регулятора давления, который соединяет нагнетательную магистраль компрессора с атмосферой.
Основные требования к компрессорам - это достаточная производительность, а также минимальная потребляемая мощность, минимальное количество масла в сжатом воздухе, малые габариты и масса, бесшумность работы, достаточная долговечность и минимальная трудоемкость технического обслуживания.
2.Расчет программы в трудовом выражении.
2.1 Обоснование размеров производственной программы
Размер экономически целесообразной партии деталей определятся по формуле:
Х = (N*n*t/Фдн)*Кмр, шт;
где N-мощность производственной программы;
n-число деталей в изделии;
t-необходимый запас деталей в день(t=5 );
Фдн- число рабочих дней в году (246);
Х= (110*1*5/246)*0,6=1;
Определяем суммарную годовую трудоемкость для бортовых автомобилей КамАЗ:
ΣТг бор= t*n,чел- ч; [2,стр.87] (2)
где t - количество автомобилей;
n - коэффициент корректировки трудоемкости;
ΣТг бор= 61*235=14335;
Определяем суммарную годовую трудоемкость для тягачей автомобилей КамАЗ:
ΣТг тяг= t*n*к, чел- ч;
где к-коэффициент корректировки трудоемкости;
ΣТг тяг= 15*235*1,2=4230;
Определяем суммарную годовую трудоемкость для самосвалов автомобилей КамАЗ:
ΣТг сам= t*n*к, чел- ч;
ΣТг сам= 34*235*1,1=8789;
Суммарную годовую трудоемкость АРЗ определяют по формуле:
ΣТгарз= ΣТгбор+ ΣТгтяг+ ΣТгсам, чел-ч; [2,стр.88] (5)
ΣТг арз= 14335+8789+4230=27354;
2.2 Разработка технологического процесса
2.2.1 Особенности конструкции объекта ремонта
Все детали указанных механизмов компрессора, как правило, металлические: цилиндр изготавливается из чугуна; головка, картер, поршень - чугунные или алюминиевые; шатун - стальной или алюминиевый; коленчатый вал - стальной или чугунный; клапаны, их пружины и седла, поршневой палец - стальные.
Компрессор имеет блок цилиндров 19, головку 17, крепящуюся к блоку с помощью восьми шпилек, и картер 9, закрытый снизу нижней крышкой 25, а сзади - крышкой 23. В картере 9 на двух шарикоподшипниках 8 вращается коленчатый вал 7. В переднем торце коленчатого вала установлен уплотнитель 4, поджимаемый пружиной 5 к штуцеру, по которому по трубке подводится масло от системы смазки двигателя под давлением 1-5 кгс/см . На коленчатом валу 7 установлены шатуны 11, связанные с поршнем 16 при помощи плавающих пальцев 14. От осевого перемещения пальцы в бобышках поршня фиксируются упорными кольцами. На головке поршня установлены два компрессионных кольца, на юбке одно маслосъемное. В верхней части блока 19 расположены седла пластинчатых впускных клапанов. Впускные клапаны толщиной 1 мм прижимаются к седлам пружинами и удерживаются от бокового смещения направляющими. В головке блока 17 установлены пластинчатые нагнетательные клапаны толщиной 1,4 мм, которые прижимаются к своим седлам пружинами.
2.2.2 Условия работы объекта ремонта в условиях эксплуатации
Питание компрессора атмосферным воздухом обязательно производится с очисткой через фильтр. Для этой цели используется воздушный фильтр двигателя или собственный автономный фильтр компрессора.
Охлаждением компрессора решаются три задачи:
– улучшение параметров рабочего цикла и повышение производительности компрессора, так как снижение температуры воздуха в цилиндре повышает его наполнение;
– снижение термонагруженности деталей компрессора, находящихся в контакте с нагретым сжатым воздухом (цилиндр, поршень, головка цилиндров, клапаны и их пружины и т. п.), и тем самым повышение долговечности этих деталей;
– уменьшение температуры находящегося на стенках цилиндра смазочного масла, вследствие чего улучшаются физико-химические характеристики масла и предотвращается образование нагара.
Система охлаждения компрессора может быть воздушной, водяной или смешанной. В первом случае охлаждение наиболее нагреваемых деталей компрессора (цилиндра и головки) осуществляется за счет наличия на их поверхности большого числа ребер. Во втором случае головка и верхняя часть цилиндра имеют водяные рубашки, в которые подается вода от системы охлаждения двигателя. При смешанном охлаждении головка охлаждается водой, а цилиндр имеет ребра для воздушного охлаждения.
Эффективность водяного охлаждения значительно выше, чем воздушного. Вследствие этого поверхность теплоотдачи при воздушном охлаждении должна быть в 20-30 раз больше, чем при водяном. Так как достичь этого при существующих конструктивных ограничениях практически невозможно, нагрев компрессора с воздушным охлаждением на 20-50 °С выше, чем с водяным. Разница в температуре сжатого воздуха при этом достигает 35-70 °С.
Смазкой компрессора решаются следующие функции:
– уменьшение трения между движущимися деталями и тем самым снижение потребляемой компрессором мощности двигателя;
– уменьшение температуры деталей компрессора, что особенно важно для цилиндра, поршня и поршневых колец;
– повышение (за счет масляной пленки) уплотнения между поршнем и цилиндром;
– защита деталей компрессора от коррозии.
В автомобильном компрессоре имеются различные виды трущихся подвижных соединений. Для них используют смазку разбрызгиванием из масляной ванны в картере или принудительную смазку от системы смазки двигателя.
Для регулирования давления в приводе после повышения его до заданного уровня подача сжатого воздуха от компрессора отключается.
Ранее некоторое распространение имели компрессоры, не отключаемые совсем. У этих компрессоров степень сжатия была выбрана такой, что давление в цилиндре равнялось максимальному давлению в приводе и при его достижении подача сжатого воздуха в привод прекращалась (один и тот же объем воздуха многократно сжимается, «мнется» в цилиндре). В этом случае не было необходимости в регуляторе, но компрессор работал постоянно в режиме нагрузки, что значительно снижало его долговечность и увеличивало расходы на техническое обслуживание.
2.2.3 Механические свойства материала объекта ремонта
Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей-40ХНМА, 18ХНВА и др.
Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.
В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке - нормализация - и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.
Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со “штампованными” имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можно получить ряд внутренних полостей при отливке.
Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и “оборудования” особенно в автоматизированном производстве.
Коленчатые валы отливают в оболочковые формы в горизонтальном положении. Если в одной форме отливают два вала, заливку металла производят через общий литник.
Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.
