Восстановление фланца первичного вала КПП КАМАЗ

МИНИСТЕРСТВО  НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ  КАЗАХСТАН 

АГРАРНО-ТЕХНИЧЕСИЙ КОЛЛЕДЖ 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

По дисциплине: «РЕМОНТ АВТОМОБИЛЕЙ»

      Тема: «Восстановление фланца первичного вала КПП КАМАЗ»

      Подготовил: учащийся 4 курса

                                              специальности 3002002

                                                                         БИТИМБАЕВ А.Т. _____________

                                           «___»___________2010       

                                                     Проверил: преподаватель  

                                                                 МАКЕЕВ В.В.________________

                                           «___»___________2010 
 
 
 

Зыряновск

2010

Содержание  

1. Введение  ……………………………………………………………………3
2. 1. Расчетно-технологическая часть……………………………………….4
3. 1.1. Разработка технологического процесса восстановления…………...4
4. 1.2. Разработка технологически операционной карты…………………16
5. 2. Расчетно-конструкторская часть……………………………………...23
6. 2.1. Анализ существующих конструкций……………………………….23
7. 2.2. Выбор и критика прототипа…………………………………………28
8. 2.3. Устройство и принцип действия установки для расточки тормозных барабанов……………………………………………………..30
9. 2.4. Прочностной расчет………………………………………………….31
10. 2.5. Эпюра распределения сил…………………………………………..32
11. 2.6. Инструкция по охране труда при работе на установке для расточки тормозных барабанов……………………………………………………..32
12. Список использованной литературы……………………………………38

1. Введение

      При эксплуатации автомобиля возникают  различного рода поломки, неисправности  различных деталей, узлов и агрегатов. Во многих случаях неисправные запчасти отправляют в металлолом. Что само по себе не разумно с точки зрения экономии материальных средств. Многие детали можно было вернуть в рабочее состояние путем восстановления. Способов восстановления очень большое количество. В зависимости от рода поломки, применяют определенные виды восстановления.

      Для того чтобы начать восстановление необходимо определить род дефекта, к какому классу относится сама деталь, возможные способы восстановления. После определения вида восстановления, необходимо разработать технологию восстановления. Затем подобрать оборудование, на котором будет производиться восстановление.

      После восстановления, деталь проходит проверку восстановленных размеров, поверхностей. Проверка производится с помощью специальных инструментов, от штангенциркуля до высокоточных микрометров, нутромеров и многими другим инструментами.

      После окончательной проверки деталь собирают в агрегат либо узел, где она  находится.

      Чаще  всего восстановление детали обходится  гораздо дешевле, чем покупка  аналогичной новой детали. Подобные восстановления деталей очень положительно сказывается на экономике предприятия.

      Целью данного курсового проекта является  разработка технологии восстановления детали.  В процессе разработки также будут изучены многие виды восстановления деталей. 

1. Расчетно-технологическая  часть

1.1. Разработка технологического  процесса восстановления

      Исходные  данные. Данный проект предусматривает технологию восстановления детали – фланца первичного вала КПП КАМАЗ 5511 авторемонтного предприятия мощностью 2500 автомобилей в год. Количество одноименных деталей в автомобиле – 1 деталь, коэффициент ремонта Кр=0,65.

      Конструкция представляет собой крышку подшипника первичного вала КПП, выполненная совместно  с трубчатым элементом, по которому скользит муфта выжимного подшипника.

      Условия работы. Деталь неподвижно закреплена на корпусе КПП и прижимает подшипник первичного вала и его сальник. Внутреннего трубчатого элемента без трения вращается первичный вал КПП. Снаружи по трубчатому элементу скользит возвратно-поступательно муфта выжимного подшипника.

      Вид трения – трение скольжения в условиях смазки.

      Обоснование размера партии.

      В условиях серийного ремонтного производства (по опыту ремонтных предприятий) размер партии месячной или квартальной потребности в ремонтируемых или изготавливаемых деталях.

                                                [1]

где,  К_р – коэффициент ремонта;

      m – количество одноименных деталей в автомобиле. 

      Окончательный размер партии обосновывается с учетом габаритов деталей и экономической  целесообразности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Выбор рационального способа  восстановления детали.

      Выбор способа восстановления зависит  от конструктивно технологических  особенностей и условий работы детали, их износа, технологических свойств  самих способов восстановления, определяющих долговечность отремонтированных  деталей и стоимости их восстановления. Оценка способа восстановления дается по трем критериям – применимости, долговечности и экономичности.

      Критерий  применимости (технологический критерий) определяет принципиальную возможность применения различных способов восстановления по отношению к конкретным деталям. Этот критерий не может быть выражен числом и является предварительным, поскольку с его помощью нельзя решить вопрос выбора рационального способа восстановления деталей, если этих способов несколько.

      Критерий  долговечности определяет работоспособность  восстанавливаемой детали и выражается коэффициентом долговечности К_д как отношение долговечности новой детали к долговечности восстанавливаемой детали.

      Чтобы обеспечить работоспособность детали на весь межремонтный пробег агрегата, принимаемый способ восстановления должен удовлетворять требуемому значению К_д (не ниже 0,85).

      Критерий  экономичности определяет стоимость  восстановления С_вс детали. Значение С_вс можно определить после окончательной разработки технологического процесса и установлении норм времени. Для выбора рационального способа по критерию экономичности необходимо произвести расчет себестоимости по нескольким вариантам технологического процесса.

      Выбор рационального способа восстановления детали определяем с помощью таблицы  №1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выбор рационального способа  восстановления детали         Таблица № 1

     В результате поиска рационального способа  восстановления, был выведен один оптимальный способ восстановления – автоматическая наплавка под слоем  флюса.

     Окончательное решение о восстановлении детали применяется в том случае, если

                                                                                                      [1]

Где, С_вс – стоимость восстановления;

      К_д – коэффициент долговечности;

      С_н – стоимость новой детали.

      Стоимость восстановления способом наплавкой  под флюсом по прейскуранту цен составляет 243,5 тг/м²

      Площадь восстановления детали равна 0,19 м² , отсюда следует что стоимость восстановления детали будет равна

     243,5*0,19=46,3 тг

     Коэффициент для данного способа восстановления равен 0,9 

                                                     46,3≤0,9*1500

                                                     46,3≤1350

     Последовательность  операций технологического процесса.

     В этом разделе разрабатывается план операций по установлению комплекса  дефектов, объединенных общим маршрутом. При этом технологический маршрут составляют не путем сложения технологических процессов устранения каждого дефекта в отдельности, а с учетом следующих требований:

     - одноименные операции по всем  дефектам маршрута должны быть  объединены;

     - каждая последующая операция  должна обеспечивать сохранность  качества рабочих поверхностей  детали, достигнутых при предыдущих  операциях;

     - вначале должны идти подготовительные операции , затем сварочные, кузнечные, прессовые и в заключении шлифовальные и доводочные. Как итог этой разработки после нормирования технологического процесса заполняется маршрутная карта.

     Расчет  припусков на механическую обработку.

     После назначения последовательности операции и выбор базовых поверхностей необходимо сделать расчет размеров заготовки для изготовления детали или толщины наносимого материала  при восстановлении.

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

     Выбор оборудования, режущего и измерительного инструмента.

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

     Тип токарных резцов выбирают в зависимости  от обрабатываемого материала резцы  применяют с пластинками из быстрорежущей  стали (Р9, Р18) или из твердого сплава Т5К10 либо ВК 8.

           При выборе резцов указывают  сечение державки и геометрические параметры режущей части инструмента. Тип фрезы  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     (цилиндрическая, торцевая, дисковая, концевая, червячная), а также выбирают в зависимости  от вида обработки.

     Измерительный инструмент применяется для межоперационных  и окончательных измерений контроля детали (изделия) в зависимости от типа производства могут быть стандартными или специальными.

     В ремонтном производстве применяют  предельные калибры (пробки, скобы, кольца, шаблоны) и универсальные инструменты (микрометры, штангенциркули, индикаторы, нутромеры). Могут быть также спроектированы простейшие контрольные приборы  и приспособления.

     Универсальный измерительный инструмент для наружных поверхностей был выбран штангенциркуль.

     Расчет  режимов обработки  и норм времени.

     Исходные  данные: диаметр до растачивания 53 мм, диаметр после расточки, диаметр  после расточки 50 мм. Длина обрабатываемой поверхности L_рез=80 мм; масса детали 3,4 кг

1. Длина резания

     T=(D-d)/2=(53-50)/2=1.5 мм                                                             [1]

2. Длина рабочего хода

     L_рх=L_рез+у=80+5=85 мм                                                                    [1]

3. Стойкость резца по нормативам Т=60 мин
4. Подача (рекомендуемая) S_т=0,2÷0,3 мм/об, принимаем по паспорту станка (1Д63А) S_д=0,27 мм/об
5. Рекомендуемая по нормативам скорость резания (в м/мин)

     υ_р= υ_Т*К1*К2*К3               [1] 

      υ_Т=147 м/мин; К1=1,0-коэффициент, зависящий от стойкости инструмента; К2=1,0-коэффициент, зависящий от марки твердого сплава; К3=1,0-коэффициент, зависящий от состояния поверхности заготовки.

            υ_р=147*1*1*1=147 м/мин

6. Теоретическая частота вращения шпинделя

       n_T=1000υ_р/(πD)=1000*147(3.14*50)=963.3 об/мин                       [1]

корректируя по станку, получим фактическую частоту  вращения n_Ф=290 об/мин

7. Фактическая скорость резания

     υ_Ф=πD n_Ф/1000=3.14*50*290/1000=46 м/мин                               [1]

8. Усилия резания

     Р_Z= Р_ZтаблК1*К2                                                                                 [1]

где,  Р_Zтабл =250Н (принимается по нормативам);

      К1=1,4 коэффициент, зависящий от переднего  угла резца γ=0°; К2=1,25-коэффициент, зависящий  от угла наклона главной режущей  кромки φ=90°

            Р_Z=250*1,4*1,25=435 Н   

9. Мощность затрачиваемая на растачивание (с учетом КПД станка η=0,8)

N_эф= Р_Z υ_Ф/(60*102* η)=43,5*46/(60*102*0,8)=0,409 кВт          [1]

Что допустимо  по паспорту станка (N_ст=10 кВТ)

10. Коэффициент использования оборудования по мощности

η _m= N_эф/ N_ст=0,409/10=0,041                            [1]

Техническое нормирование

      При техническом нормировании определяется время (в мин):

            - основное (на каждый  переход)- t_o;

            - вспомогательное  (на каждый переход)- t_вс;

            - дополнительное  t_д:

            - штучное Т_шт:

     - подготовительно заключительное  t_пз;

     - штучно-калькуляционное (техническая  норма времени)-Т_н.

     Ниже  даны формулы для расчета основного  времени для работ, наиболее часто  встречающихся при восстановлении деталей:

           для токарных и сверлильных  работ:

           t_o=L_рх i/(ns);                [1]

     где,  L_рх – длина рабочего хода резца (сверла), мм;

           i – число проходов;

           n – частота вращения детали (сверла), об/мин;

     s – подача инструмента за один оборот детали, мм/об.

     t_o=85*3/(290*0,25)=255/72,5=3,5 мин

     при наплавке под слоем флюса:

     t_o=L/(ns)= πDL/(1000υs);             [1]

      где, L – длина наплавляемой поверхности, мм;

            s – подача (шаг плавки), мм/об

            n – частота вращения наплавляемой детали, об/мин;

            D – диаметр наплавляемой поверхности;

            υ – скорость наплавки, м/мин.

      При наплавке под слоем флюса υ=0,25÷1,5;

     s – принимают 2,5÷4,0 и 1,8÷7,9 мм/об.

     t_o=3,14*50*80/(1000*2*1)=12,56

      Вспомогательное время 

            t _вс= t_ву+ t_вн+ t_вз;                        [1]

      где, t_ву – вспомогательное время на установку и снятие детали;

            t_вн – вспомогательное время связанное с каждым переходом;

            t_вз – вспомогательное время, связанное с замерами обрабатываемого изделия

            t_вс=5+10+3=18 мин

      Оперативное время – это сумма основного  времени и вспомогательного времени:

            t_оп= t_о+ t_вс-12,56+18=30,56 мин            [1]

      Дополнительное  время задается в процентах к  оперативному времени и определяется по формуле 

       t_д= t_онК1/100;               [1]

      Где, К1 – отношение дополнительного времени к оперативному, в % (К1=6÷9);

             t_д=30,56*7/100=2,14 мин

      Штучное время

            T_шт= t_о+ t_вс+ t_д=12,56+18+2,14=32,7 мин           [1]

      Таким образом, техническая норма времени (штучно-калькуляционное время)

            T_н=Т_шт+ t_пз/n_пр;               [1]

      где, t_пз – подготовительно-заключительное время;

            n_пр – число деталей в партии.

            T_н=32,7+16/134=48,7 мин

      Заполнение  технологической  документации.

      После разработки технологического процесса на восстановление детали или на сборку агрегата заполняется маршрутная карта. Для работы каждой операции составляются операционные карты.

2. Разработка технологически операционной карты

     Технологически  операционная карта составляется для  правильности выполнения и соблюдения всей технологии сборки и разборки узла или агрегата.

      В данном случае сформирована технологически операционная карта на разборку с  последующей сборкой, после восстановления фланца КПП КАМАЗ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Конструкторская с 23 стр

2. Расчетно-конструкторская  часть

2.1 Анализ существующих  конструкций

      В результате проделанного поиска, на данный момент выявлены следующие виды установок  для расточки тормозных барабанов: 

     Прототип  № 1

     Артикул: U305

     Производитель: HUNGER

      U305 Универсальный вертикальный стенд  для расточки и шлифовки тормозных  барабанов, тормозных дисков, маховиков,  тормозных накладок, головок цилиндров  и многих других изделий

Универсальный вертикальный стенд для расточки и шлифовки тормозных барабанов, тормозных дисков, маховиков, тормозных  накладок, головок цилиндров и  многих других изделий 
Разработка и производство вертикальных расточных и шлифовальных стендов является специализацией фирмы HUNGER.

Преимущества  вертикальной конструкции стенда: все  изделия могут быть зажаты и отцентрированы на горизонтальном рабочем столе  без каких-либо проблем. Вес обрабатываемых изделий распределяется равномерно по базовой плоскости. 
Для крепления изделий могут быть использованы трех кулачковый патрон, установочные фланцы, конические втулки и специальные захваты. 
Конструкция стенда U305 предназначена для универсального применения и обеспечивает легкость и удобство операций. Он безотказен в работе и срок службы практически не ограничен. Основной шпиндель установлен на конических роликовых подшипниках. 
Скорость вращения рабочего стола имеет бесступенчатую регулировку. Подача — прерывистая. Приводы вертикальной и горизонтальной подач приводятся в действие от электронно-управляемых DC-двигателей.