Восстановление вторичного вала коробки перемены передач автомобиля ГАЗ-53

 

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

 

ФГОУ ВПО «Ульяновская государственная

сельскохозяйственная академия им П.А.Столыпина»

 

 

 

 

 

 

Кафедра «Технический сервис и ремонт машин»

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА МАШИН»

 

на тему «Восстановление вторичного вала коробки перемены

передач автомобиля ГАЗ-53»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 4 курса 5 гр.

Иванов И.И.

Проверил:   доцент, к.т.н.

Еремеев А.Н.

 

 

 

 

 

Ульяновск 2014

 

Задание

на курсовой проект по дисциплине «Технология ремонта машин»

 

Студент _____________________ Курс, группа ____________ Вариант № 53

 

Исходные данные:

1. Рисунок, наименование и обозначение детали

Вал вторичный (53-)

 

Контролируемый дефект		Размеры, мм
Номер позиции на рис.	Наименование	По чертежу	предельный
3	Износ шейки под подшипник	L=25.0 Ø	34,85.0

 

Разработать технологический процесс восстановления детали.

Дополнительные указания:

 

Материал сталь 20 ХН

Твердость поверхности HRC = 60…65

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание выдал:__________________

Срок сдачи законченного проекта на проверку:__________________________

 

Содержание:

1. Разработка структурной схемы разборки заданного изделия ….…………..

2. Техническая характеристика узла……………………………….……………

3. Выбор рационального метода восстановленной детали……….…………….

4. Разработка маршрута восстановления детали……………….……………….

5. Технологические расчёты операций восстановления………….…………….

6. Определение экономической эффективности восстановления деталей……

Список использованной литературы……………………………………………

Приложение:………………………………………………………………………

Схема сборки и разборки узла………………….………….………………

Карта эскизов………………………………………….…….……………...

Маршрутная карта……………………………………….………………….

Операционная карта очистки………………………………………………

Карта технологического процесса дефектации……….…………………..

Операционная карта механической обработки……………………………

Операционная карта восстановления…….…………………………………

Ведомость оборудования………………………………….………………..

 

1 Разработка структурной схемы разборки заданного изделия

Коробки передач разбираются на специальных стендах с применением съёмников и приспособлений. Не рекомендуется разукомплектовывать основные годные детали.

При сборке коробок передач рекомендуется нагревать подшипники до температуры 90…100°С, затем их напрессовывают на валы под прессом или же лёгкими ударами через наставки из латуни. Не допускается передача усилий через тела качения. Зазор буртиком гнезда и торцом наружного кольца запрессованного подшипника не более 0,1мм, а между буртиком вала и торцом внутреннего кольца – 0,05 на дуге 90°.

Порядок разборки коробки перемены передач:

- установить коробку перемены  передач на стенд;

- расшплинтовать, выпрессовать палец  и снять тягу привода ручного  тормоза;

- снять рычаг ручного тормоза;

- вывернуть винт крепления, снять  барабан ручного тормоза;

- снять фланец вторичного вала;

- снять щит ручного тормоза  с колодками в сборе;

- снять верхнюю крышку коробки  передач;

- снять крышку люка отбора  мощности коробки передач;

- снять крышку заднего подшипника  вторичного вала;

- снять крышку подшипника и выпрессовать первичный вал;

- снять ведущую шестерню привода  спидометра, выпрессовать задний  подшипник, снять вторичный вал.

Порядок разборки вторичного вала:

- отвернуть стопорную гайку;

- снять синхронизатор;

- снять стопор;

- снять втулку;

- снять шестерню ΙΙΙ передачи;

- снять шайбу шестерни ΙΙ  передачи;

- снять шестерни ΙΙ и Ι  передач.

Сборка проводится в обратном порядке.

 

2 Техническая характеристика узла

Вал вторичный (рисунок 1) находиться в коробке перемены передач автомобиля ГАЗ-53. Коробка перемены передач предназначена для изменения передаточных чисел трансмиссии с целью получения требуемых скоростей движения автомобиля.

Вал работает при больших нагрузках. На нём установлены шестерни Ι, ΙΙ, ΙΙΙ передач, а также синхронизатор. Деталь установлена в подшипниках корпуса коробки перемены передач. Подшипники сопряжены с шейками вала по посадкам с натягом.

В процессе работы из-за действия нагрузок происходит ослабление посадок и износ шеек вала, что требует восстановительного ремонта.

Из задания на курсовой проект принимаем величину износа шеек равной 0,15 мм.

Шейки диаметром 25 и 35мм и длинной 25 и 25мм соответственно.

Наиболее часто встречающиеся дефекты: износ опорных шеек; износ шлицов; износ шпоночного паза; износ или повреждение резьбы; износ, излом зубьев шестерни; скручивание, изгиб.

Вал сделан из стали марки 20 ХН, затем подвергнут цементации, закалке и низкотемпературному отпуску.

Рисунок 1 – Вал вторичный коробки перемены передач автомобиля ГАЗ-53

 

3 Обоснование рационального способа восстановления

Выбираем рациональный способ восстановления, руководствуясь тремя критериями:

технологическим критерием или критерием применимости;

критерием долговечности;

технико-экономическим критерием (отношением себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности).

Согласно технологическому критерию, по таблице 1 [3] устанавливаем, что дефекты вторичного вала коробки перемены передач грузового автомобиля ГАЗ – 53 могут быть устранены следующими способами: электроконтактной наваркой стальной ленты, электромеханической обработкой, железнением, хромированием;

При выборе рационального метода восстановления по критерию долговечности используем коэффициентом долговечности КД.

 (1)

где КИ - коэффициент износостойкости; КВ - коэффициент выносливости; КСЦ - коэффициент сцепляемости.

Определяем КД по таблице 2 [3] для всех выбранных ранее способов:

Электроконтактная наварка стальной ленты – КД = f(1,0; 0,8; 0,85) = 0,8.

Электромеханическая обработка – КД = f(3,0; 1,2; 1,0) = 1,0.

Железнение – КД = f(1,1; 0,8; 0,7) = 0,7.

Хромирование - КД = f(1,1; 1,0; 0,6) = 0,6.

Наибольший коэффициент долговечности у электромеханической обработки, КД = 1,0. Однако электроконтактная наварка стальной также обеспечивает коэффициент долговечности КД ≥ 0,8. Поэтому для принятия окончательного решения определяем технико-экономический критерий по формуле 3.

, (2)

где - коэффициент долговечности восстановленной поверхности;

- себестоимость восстановления соответствующей поверхности, руб.

При обосновании способов восстановления поверхностей значение себестоимости восстановления , определяется из выражения

 (3)

где Су - удельная себестоимость восстановления, руб./дм2;

S - площадь восстанавливаемой поверхности, мм2.

Находим площадь восстанавливаемой поверхности:

мм2, (4)

где С – длина окружности шейки вала, мм;

D – диаметр шейки вала, мм;

l – длина шейки вала, мм.

Для электромеханической обработки:

руб.

Для удобства составляем таблицу, куда заносим рассчитанные значения для выбранных способов.

Способ восстановления	СУ	СВ
Электромеханическая обработка	85	23,4	23,4
Электроконтактная наварка стальной ленты	80	21,9	27,4

По технико-экономическому критерию окончательно принимаем способ восстановления изношенной шейки вала вторичного коробки передач ГАЗ-53 – электромеханическую обработку.

 

4 Разработка маршрута восстановления детали

После снятия и разборки вал нужно очистить от остатков смазочных материалов, коррозии и прочих загрязнений. Для этого используются различные моечные установки.

После мойки производится деффектация шейки с помощью микрометра и индикатора часового типа. Определяют отклонения от геометрической формы (конусность, овальность и т.п.) и от заданного размера.

По результатам деффектации назначают механическую обработку - шлифование, с помощью которого восстанавливается правильная геометрическая форма.

После шлифования проводят операцию восстановления с помощью электромеханической обработки. Сначала в один проход производится высадка металла шейки вторичного вала, затем следующим проходом производится сглаживание.

После операции восстановления производится микрометраж восстановленной шейки и делается вывод о годности детали.

Все операции заносим в маршрутную карту, указываем оборудование, приспособления и инструмент (см. приложение)

 

5 Технологический расчёт операций восстановления

Необходимо восстановить шейку под посадку внутренней обоймы подшипника диаметром 35м и длиной 25мм.

Перед восстановлением деталь должна быть тщательно вымыта в моечной машине, а затем проводится микрометраж и деффектация шейки вала подлежащую восстановлению.

Производим вначале операцию высадки, затем сглаживания.

Расчёт и выбор режимов перехода высадки.

Деталь устанавливают в центрах токарного станка 1К62, на котором смонтирована установка и технологическая оснастка для выполнения операции электромеханического восстановления.

Скорость обработки, величину подачи, число проходов и суммарную величину высадки, усилие высадки, усилие сглаживания и силу тока выбираем по «Рекомендациям упрочнения и восстановления деталей машин электромеханической обработкой».

Примем усилие высадки равной 100…120 кг с, усилие сглаживания – 50…60 кг с.

Скорость перехода высадки закалённых деталей должна находиться в пределах 1,5…2,5 м/мин, выбираем среднюю величину – 2 м/мин.

Определяем требуемую частоту вращения детали, т.е. число оборотов шпинделя станка при высадке:

 (5)

где V – скорость, V = 2 м/мин;

D – диаметр первой шейки, D1 = 25мм.

мин.-1

Принимаем по станку 20 об/мин, величину подачи принимаем равной 1,5 мм/об. Силу тока при высадке принимаем равной 550 А. Число проходов принимаем равным 2.

Определяем машинное время перехода высадки шейки:

 (6)

где - расчётная длина обработки, мм;

n - частота вращения, мин-1;

S- величина подачи, мм/об;

i - число переходов.

мин.

Рассчитываем переход сглаживания.

Скорость сглаживания в пределах 8…10 м/мин., принимаем среднюю величину 9 м/мин.

Средняя величина подачи 0,3 мм/об.

Сила тока 500 А.

Определяем требуемую частоту вращения шпинделя:

мин.-1

Принимаем по паспорту станка 1К62 мин-1.

Отсюда машинное время сглаживания шейки равно:

мин.

Рассчитаем общее технологическое время высадки и сглаживания:

мин. (7)

Определяем штучное время на операцию ЭМО детали вторичного вала КПП ГАЗ -53:

мин. (8)

 принимается 0,5…0,6 от  в зависимости от уровня организации производства.

 

6 Определение экономической эффективности восстановления деталей

Определим экономическую эффективность восстановления изношенного вала вторичного коробки перемены передач автомобиля ГАЗ–53.

В условиях рыночной экономики как новые, так и восстанавливаемые детали реализуются потребителю по договорной цене. Однако очень важно определить возможные максимальную и минимальную цены на восстановленную деталь, при которых, с одной стороны, потребитель был бы заинтересован приобрести ее вместо новой детали, а с другой стороны, ее восстановление обеспечивало хотя бы нормативную рентабельность.

Определим максимальную цену восстановления детали по формуле 9:

, (9)

где КД - коэффициент долговечности восстановленной детали, для нашего способа восстановления (электромеханическая обработка) КД=1.

ЦН – цена новой детали, на данный момент, в среднем стоимость вала вторичного коробки перемены передач ГАЗ-53 составляет 1350 руб.

Соответственно определим максимальную цену восстановленного вала:

руб.

Определяем минимальную цену по формуле 10:

, (10)

где - заводская себестоимость восстановления детали;

П - планируемая балансовая прибыль, руб.

Заводская себестоимость восстановления вала С3:

, (11)

где - себестоимость устранения дефекта без учета затрат на очистку и дефектацию детали, руб., берем рассчитанное значение СВ = 23,4 руб. из 3 раздела;

 - стоимость дополнительных работ, которые необходимо выполнить при восстановлении детали (очистка, дефектация), руб.;

- затраты на приобретение ремонтного  фонда (стоимость изношенной детали), руб.

Стоимость дополнительных работ принимается равным 10% от себестоимости устранения дефекта:

, (12)

руб.

Стоимость изношенной детали:

, (13)

руб.

Заводская себестоимость восстановления вала:

руб.

Прибыль П определяется из выражения 3.5:

, (14)

где - норма прибыли, в процентах, принимаем в курсовом проектировании норму прибыли 25%

руб.

Определяем минимальную цену:

руб.

Таким образом, восстановленный вторичный вал коробки перемены передач ГАЗ-53 целесообразно продавать по цене не выше 1350 и не ниже 201 рублей.

 

Список использованной литературы

1. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники / А.В. Шпилько, В И Драгайцев, П.Ф. Тулапин и др - М. Издат. комплекс «Родник», 1998. - 219 с.
2. Надежность и ремонт машин / Под ред. В.В. Курчаткина. - М.: Колос, 2000. - 776 с.
3. Проектирование технологических процессов ремонта и восстановления изношенных деталей: методические рекомендации по выполнению курсового проекта / Новиков B.C., Очковский Н.А. - М: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008. - 44 с.
4. Технология ремонта машин / Е.А. Пучин, B.C. Новиков, Н.А. Очковский и др. под ред. R.A. Пучина. - М : КолосС, 2007. - 488 с.
5. Технология ремонта машин. Проектирование технологических процессов восстановления деталей / А.А. Махмутов. - Иркутск: ИрГСХА, 2003. - 99 с.: ил.

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Схема сборки и разборки узла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УГСХА Кафедра ТС и РМ

Карта эскизов

Разраб

Пров

Изм

лист

№ док.

подпись

Лист

 

УГСХА Кафедра ТС и РМ

МАРШРУТНАЯ КАРТА

литера

Участка

Операции

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование, инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код, наименование)

коэф. штучн времени.

Количество рабочих

Кол. одн. обр. деталей

Код тарифной сетки

Объем производственной нормы

ТП.З.

професии

Разряд работы

Едецица нормир

Код вида нормы

ТШТ

005

Моечная

ОМ – 3360 – КГКБ

МЛ – 51

ГОСНИТИ

010

Дефектовочная

Микрометр МК 50

015

Шлифования

ЗА – 433

ЭБ

020

Восстановление

1К62

УЭМО-2

Разраб

Пров

Лист

 

УГСХА Кафедра ТС и РМ

Операционная карта очистки

№ п/п

содержание операции

оборудование

материал

t0C

Наименование и марка

код

Количество, г/л

1

ОМ – 3360 – КГКБ

МЛ – 51

25

90

ГОСНИТИ

Разраб

Пров

Изм

лист

№ док.

подпись

Лист

 

УГСХА Кафедра ТС и РМ

Карта технологического процесса дефектации

Наименование, марка, материал

Обозначение изделия

Наименование изделия

номер

Участка

Операции

Наименование и содержание операции

Контролируемый параметр

Приспособление, измерительный инструмент

Код профессии

Ном. доп.

Измеренное значение

1

Замер шейки

34,85.0

Микрометр МК 50

Разраб

Пров

Еремеев А.Н.

Изм

лист

№ док.

подпись

Лист

 

УГСХА Кафедра ТС и РМ

Операционная карта механической обработки

Наименование операции

Номер операции

Наименование и марка материала

Масса детали

Профиль и размеры

твердость

масса

Сталь 20ХН

HRC-42

Кол. одновремен. обрабат. деталей

Оборудование (модель).

1

Круглошлифовальный станок (3А-433)

Приспособление (код и наименование)

охлаждение

Содержание перехода

Инструмент

Расчетные размеры

Режим обработки

вспомогательный

режущий

измерительный

Ø

L мм

i

V м/с

S мм/об

1

Установить деталь

2

Шлифовать шейку

ЭБ

34,85

25

1

150

15

3

Снять деталь

Разраб

.

Пров

Изм

лист

№ док.

подпись

Лист