Востановление детали маховика от камаза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

   Ремонт автомобилей является объективной необходимостью, которая обусловлена техническими и экономическими причинами.

   Во-первых, потребность народного хозяйства в автомобилях частично удовлетворяется путем эксплуатации отремонтированных автомобилей. Во-вторых, ремонт обеспечивает дальнейшее использование тех элементов автомобилей, которые не полностью изношены. В результате сохраняется значительный объем прошлого труда. В-третьих, ремонт способствует экономии материалов идущих на изготовление новых автомобилей. При восстановлении деталей расход материалов в 20…30 раз ниже, чем при их изготовлении.

   Многочисленные исследования  показали, что первый капитальный  ремонт, как правило, по всем слагающим  экономической эффективности затрат общественного труда выгоднее приобретения нового автомобиля. Это объясняется двумя возможными обстоятельствами:

   - фактические затраты на  первый капитальный ремонт большинства  видов машин и оборудования  не превышает 30-40% их балансовой стоимости, повторные же ремонты обходятся значительно дороже;

   - большинство видов машин  подвергаются первому капитальному  ремонту, как правило, до наступления  морального износа.

   Общее число деталей в  современных автомобилях составляет  тысячи наименований. Однако число деталей, лимитирующих их срок службы до капитального ремонта, не превышает нескольких десятков наименований. Задача заключается в том, чтобы повысить долговечность этих деталей до уровня обеспечивающего наибольшую долговечность автомобиля.

   Наряду с поиском путей  и методов повышения надежности, которая закладывается в конструкцию  автомобиля при проектировании  и внедряется в сфере производства, необходимо изыскать пути и  методы для решения этой же  задачи в сфере эксплуатации  и ремонта. От того, как разумно будет использоваться ресурс автомобилей в эксплуатации, зависит действительный

срок его службы до капитального ремонта.

   Авторемонтное производство, получив значительное развитие, еще не в полной мере, реализует  свои потенциальны возможности. По своей эффективности, организационному и технологическому уровню оно еще отстает от основного производства автомобилестроения. Качество ремонта остается низким, стоимость высокой, уровень механизации достигает лишь 25…40%, вследствие чего производительность труда в два раза ниже, чем в автомобилестроении. Авторемонтное предприятие (АРП) оснащены в основном универсальным оборудованием большой степени изношенности и малой точностью. Это негативные стороны современного состояния авторемонтного производства и определяют пути его развития.

   Автомобильный транспорт - наиболее массовый вид транспорта. Его особенности и преимущества связаны с мобильностью и гибкостью доставки грузов и пассажиров. Эти свойства во многом определяются уровнем работоспособности и техническим состоянием автомобилей и парков, а также рациональной организацией их работы. Техническая готовность подвижного состава тесно связана с уровнем технического обслуживания и ремонта автомобилей, т.к. при своевременном и качественном проведении необходимых воздействий возрастает степень надёжности и безотказности автомобиля. Рациональное планирование работы АТП снижает время простоя, тем самым повышая коэффициент использования подвижного состава. Задачей технической службы АТП является поддержание высокого уровня проведения технического обслуживания и ремонта автомобилей.

   Повышение надежности автомобилей и снижение затрат на их содержание составляют одну из сложных проблем в настоящее время. Решение этой проблемы, с одной стороны, обеспечивается автомобильной промышленностью за счет выпуска автомобилей новых конструкций, обладающих большей эксплуатационной надежностью и технологичностью (ремонтопригодностью), с другой стороны - средствами технической эксплуатации в результате совершенствования методов технической эксплуатации автомобилей, повышения производительности труда (внедрения научных методов), снижения трудоемкости технического обслуживания и ремонта, увеличения межремонтных пробегов автомобилей и их агрегатов, что обеспечивается развитием материально-технической базы автомобильного транспорта, широкого применения средств механизации и автоматизации производственных процессов.

Одновременно большое влияние на совершенствование методов и средств технической эксплуатации оказывает развитие научных исследований в области технической эксплуатации автомобилей, режимов технического обслуживания, нормирования, надежности и долговечности автомобилей.

   Агрегаты и большинство деталей автомобиля являются ремонтируемыми объектами, их исправность и работоспособность в случае возникновения отказа или повреждения подлежат восстановлению. В предельном случае нарушения работоспособности, когда эксплуатация автомобиля или его агрегата должна быть прекращена полностью или он должен быть подвергнут капитальному ремонту, состояние объекта называется предельным. Следует отметить, что критерии предельного состояния различных агрегатов автомобиля определяются и неустранимым нарушением безопасности движения, и неустранимым отклонением заданных параметров от установленных пределов, и главным образом неустранимым снижением эффективности эксплуатации автомобиля. Закономерности переходов технического состояния деталей, агрегатов и систем автомобиля из исправного, работоспособного состояния в неисправное, неработоспособное, и, наконец, в предельное состояние и обратно изучают методами теории надежности технических объектов. При анализе надежности рассматривают как отдельный технический объект автомобиль, его систему, агрегат ил деталь.

   По мере использования машин их работоспособность и эксплуатационные показатели (тяговая мощность, тяговое сопротивление, расход топлива, производительность) не остаются постоянными, а изменяются в широких пределах.

На узлы, механизмы и детали во время их работы оказывают влияние механические, химические, тепловые и электрохимические факторы. В результате этого возникают необратимые процессы, например износ, смятие, коррозия, остаточные напряжения, вызывающие неисправности деталей машин.

Износ поверхностного слоя, изменение свойств материала, формы, размеров и веса детали - все это непрерывные, медленно нарастающие процессы. Развитие неисправностей вызывает постепенные или внезапные отказы в работе узла или всей машины.

Эти изменения становятся ощутимыми, когда работа деталей качественно видоизменяется: неподвижное соединение переходит в подвижное, а плотное прилегание - в неплотное; увеличенный зазор в подвижном соединении вызывает появление ненормальных стуков или изменение показателей работы.

Для приведения неисправной машины в работоспособное состояние существует определенная совокупность работ называемая технологическим процессом ремонта машин.

Основным документом для осуществления технологических процессов ремонта машин служит типовая технология ремонта. Изучение, освоение и внедрение рекомендаций, содержащихся в этом документе, позволит своевременно и высококачественно проводить ремонт машин.

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса восстановления маховика двигателя КамАЗ-5320, с применением передовых форм и методов ремонта (организации авторемонтного производства). Так же курсовое проектирование ставит перед собой цель привить навыки самостоятельного решения конкретных задач, связанных с организацией ремонта машин на основе приобретенных знаний при изучении общетехнических и профилирующих дисциплин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Характеристика детали

  

 Характеристика условий работы детали, ее конструктивные особенности и технические условия на изготовление:

 

Маховик изготовлен из серого специального чугуна. Он закрепляется на заднем торце коленчатого вала и фиксируется двумя штифтами. На маховик в горячем состоянии напрессовывается зубчатый венец. Характерной особенностью маховика является наличие приливов, которые показаны на рис. 1. Характерные дефекты маховика:

 

обрыв болтов крепления маховика; до 1980 г. с указанным дефектом поступало в ремонт 5-6 % двигателей от общего их количества; для устранения этого дефекта Камское объединение с 1980 г. устанавливает болты большего диаметра с под головочной шайбой;

 

износ шипов ведущего и нажимного маховиков сцепления, установочной втулки, ослабление ее посадки, манжеты первичного вала и поломка в ней пружины;

 

трещины на рабочей поверхности глубиной до 2 мм, ее износ, задиры, риски. 

   Заготовка для маховика представляет собой отливку из серого чугуна марки СЧ20 (ГОСТ1412-85). Отливка производится

Марка чугуна Хим. состав, % по массеСSiMnPSСЧ203,3 - 3,51,4 - 2,40,7 - 1,0<0,2<0,15

  

   Метод центробежного литья позволяет получать отливки свободной заливкой жидкого металла во вращающуюся форму. В процессе вращения центробежные силы отбрасывают металл от центрального литника к краю формы, после чего происходит заполнение полости и затвердевание отливки из чугуна. Этот способ предполагает получать отливки с плотной структурой без усадочных пустот и рыхлости, что очень важно для получения тел вращения.

   После их извлечения из формы и очистки подвергаются заключительной стадии технологического процесса - выявлению наружных и внутренних дефектов отливки из чугуна. Для поиска наружных дефектов применяется внешний осмотр. Чугунные отливки с внутренними дефектами обнаруживаются радиографическими или ультразвуковыми методами дефектоскопии, с помощью которых определяются размеры и глубина залегания дефектов.

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Технические требования на дефектацию детали

 

Маховик КамАЗ-5320
			Материал:   СЧ20 ГОСТ1412-85
Позиция на эскизе	Возможный дефект	Способ установления дефекта и средства контроля		Размер,мм		Заключение
				по рабочему чертежу	Допустимый без ремонта
1	Задиры и износ на рабочей поверхности	Визуальный осмотр		60	61	Ремонтировать обработка на токарно-винторезном станке
2	Износ отверстия под установочную втулку	Визуальный осмотр		15	15,05	Ремонтировать осталиванием
3	Обломы, трещины на зубчатом ободе	Визуальный осмотр		−	−	Заменить

 

 

 

 

1.3 Дефекты детали и  причины их возникновения

 

Деталь Маховик

Материал детали С4-18-36

Номер по каталогу 53-1005115

Твёрдость НВ 170-229

При изучении конструкции детали ,а также проведя замеры выявляем следующие виды износов:

1) Смятие зубьев венца.

Размер по чертежу 420 мм

Величина износа 0,1 мм

2) Износ риски, забоины на рабочей  поверхности.

Размер по чертежу 18,5 мм

Величина износа 0,5 мм

Допустимый без ремонта 17 мм

3) Износ отверстий под болты  крепления.

Размер по чертежу 12 мм

Величина износа 0,15 мм

Допустимый без ремонта 12,05 мм

Износ посадочного места под венец возникает в следствии больших знакопеременных нагрузок возникающих во время работы, из-за чего в поверхностном слое металла возникают поверхностные усталостные напряжения, смятие металла ,ослабление и осадки.

Износ, риски, забоины на рабочей поверхности во время работы из-за трения деталей, а так же попадания абразивных частиц между трущимися поверхностями. Износ отверстий под болты крепления маховика возникает вследствие знакопеременных нагрузок во время работы, из-за чего происходит местное усталостное напряжение в металле, с последующим смятием и выкрашиванием металла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Технические требования  к отремонтированной детали

 

Маховик служит для обеспечения вывода поршней из мертвых точек, более равномерного вращения коленчатого вала многоцилиндрового двигателя при его работе на режимах холостого хода, облегчения пуска двигателя, снижения кратковременных перегрузок при трогании автомобиля с места и передачи крутящего момента агрегатам трансмиссии на всех режимах работы двигателя.  
 
Маховик отливают из серого чугуна, располагая основную массу металла на ободе для увеличения момента инерции. На обод маховика напрессовывают или надевают зубчатый венец, необходимый для вращения коленчатого вала при пуске двигателя стартером. Поверхность маховика, соприкасающуюся с ведомым диском сцепления, шлифуют и полируют. На ободе или торце маховика имеются метки, позволяющие установить поршень первого цилиндра в ВМТ, при установке зажигания (у карбюраторных двигателей) или момента начала подачи топлива (у дизелей). Коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением подвергают динамической и статической балансировке, чтобы неуравновешенные силы инерции не вызывали вибрацию двигателя и ускоренное изнашивание коренных подшипников. Обычно маховик крепят к фланцу коленчатого вала болтами, которые подвергаются термической обработке и шлифованию. Корончатые гайки, навернутые на эти болты, тщательно шплинтуются. Одно из крепежных отверстий на маховике и во фланце смещено по окружности на несколько градусов (2о – в автомобиле ЗиЛ-131), что обеспечивает точное соединение маховика и коленчатого вала, после разборки.  
 
У дизелей ЯМЗ-236 и КамАЗ-740 маховик крепят болтами, которые ввертывают непосредственно в коленчатый вал. В этом случае маховик точно фиксируется относительно шеек коленчатого вала двумя штифтами.

 

На обод маховика напрессован зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Маршрут ремонта и выбор рационального способа восстановления детали

 

Маховик перемещается по производственным участкам завода согласно маршруту №6. На этом маршруте устраняются следующие дефекты: посадочное место по венец, забоины на рабочем месте, износ отверстий под болты крепления.

Маховик относится к деталям 4-го класса (диски) и 3-й группы (маховики, диски).

 

Очистка.

 

Загрязнения поверхностей удаляют с помощью водных растворов технических моющих средств (ТСМ). ТСМ представляют собой многокомпонентные композиции включающие в свой состав поверхностно - активные вещества (ПАВ) и активные солевые добавки (карбонаты, силикаты, фосфаты). Наиболее эффективная очистка производится раствором каустической соды. Продолжительность мойки чугунных деталей в 3-3,5%-ном растворе каустической соды, нагретом до 75-80° С, составляет 10-12 мин.

Установку для мойки и очистки выбирают в зависимости от среднего объёма восстанавливаемых деталей. При большом объёме деталей руководствуются картой типового технологического процесса очистки (КТТП).

Для данного технологического процесса выбрана распылительная моечная машина Сивер 100 ВТ со следующими параметрами

 

Основные характеристики моечной машины Сивер 100 ВТ Внешние габариты, мм Температура промывки Напряжение, В Давление рабочее, бар Рабочие характеристики камеры Мощность, кВт Резервуар ,л Вес, кг ДГВ Диам, ммВ1, мм Нагрузка, кг 145014501285 Выше 65°С220/3802,69705002007,6-6210152 (*) без дополнительного оборудования и оснащения.

 

Дефектация.

 

Результаты измерений должны заноситься в карту технических требований на дефектацию, где оформляется заключение о способе устранения дефекта.

 

При выявлении невосстанавливаемых дефектов или если маховик экономически не выгодно восстанавливать (трещины длиной или глубиной свыше 2 мм), делают заключение о его негодности и по предварительной договорённости с заказчиком отправляют на склад металлолома.

 

Ремонт рабочей поверхности

 

Производится проточка рабочей поверхности до удаления дефектов (задиров, борозд, буртика) или устранения отклонения геометрической формы. Используется резец из стали ВК-3 Параметры режима обработки следующие: скорость резания 80-100 мм/мин; подача 0,03 мм/об; глубина резания 0,15...0,30 мм; шероховатость поверхности Ra = 2,5 мкм.

 

Балансировка

 

Для балансировки маховиков используется полуавтоматический станок БВИ-03-80М2 Оснащен цанговым зажимом детали, а также автоматическим доворотом детали. Допустимый дисбаланс не более 120 гс/см.

 

Контроль ОТК.

 

После механической обработки маховики очищают и моют затем контролируют в соответствии с техническими требованиями.

Качество проверяют по следующим признакам: внутреннему диаметру отверстия под направляющую втулку; шероховатости и отклонениям формы рабочей поверхности.

Консервация и упаковка.

При необходимости длительного хранения маховики упаковываются в вощённую бумагу и сдаются на склад запасных частей, где оформляется Акт приёма - передачи в двух экземплярах, один из которых остаётся на складе.

 

Технологический процесс восстановления маховика автомобиля КамАЗ-5320 (маршрут 6)

№ операции Операция Технические условия и указания Оборудование, приспособления и инструмент 10 Мойка и очистка гильзы цилиндра от масляных загрязнений Моечная машина распылительная Сивер 100 ВТ 20 Дефектация Стол контролера, индикатор часового типа ГОСТ 577-68, калибр-пробки 30 Проточка рабочей поверхности Скорость резания 90 мм/мин, подача 0,03 мм/об, глубина резания 0,2 мм Токарный станок 16К25, Спец. приспособление, Резец ВК-3, ИЧ-10 ГОСТ 577-6840 Балансировка Допустимый дисбаланс не более 120 гс/см Станок БВИ-03-80М250Мойка и очистка рабочей поверхности Моечная машина распылительная Сивер 100 ВТ60Контроль качества Стол контролера, индикатор часового типа ГОСТ 577-68, калибр-пробки

 

Потенциально возможными способами восстановления рабочей поверхности маховика, изготовленного из СЧ20, имеющегося износ 0,10 мм, не испытывающего значительных и знакопеременных нагрузок, являются: обработка под ремонтный размер на токарно-винторезном станке.

   Значения коэффициента долговечности  возможных способов восстановления  следующие:

   обработка под ремонтный размер на токарно-винторезном станке        0,20

Из-за большого износа рабочей поверхности обработки под ремонтный размер неприемлема. Рациональным способом восстановления является обработка под ремонтный размер на токарно-винторезном станке (Кэ=0,875), которое принимаем окончательно для восстановления рабочей поверхности маховика.                                                                                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Выбор технологических  баз

Технологическая база – это поверхность (ось, точка) детали, посредством котрой производится её ориентация на станке или в приспособлении относительно режущего инструмента.

В качестве технологической базы при механической обработке принимаю для детали класса «Диски» - наружная цилиндрическая рабочая поверхность А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Технологические  схемы устранения дефектов

Износ отверстий под болты крепления	Износ риски, забоины на рабочей поверхности	Смятие зубьев венца	Дефект
Токарная обработка	Токарная обработка	Замена венца	Способ устранения дефекта
Токарная Проточить резьбовую поверхность	Токарная Проточить рабочую поверхность	Слесарная Выпрессовать венец Запрессовать венец	Наименование и содержание операции
Центровое отверстие	Наружняя поверхность	Торцевая поверхность	Технологическая база
−	−	−	Квалитет
−	2,5	−	Шероховатость Ra, мкм

2.8 Расчёт режимов  обработки

   1. Устанавливаем глубину  резания. При снятии припуска на один проход t=h=3мм.

   2. Назначаем подачу.

Для параметра шероховатости поверхности Rz=20мкм при обработке резцом рекомендуется .

   Принимаем значение  и, корректируя по паспорту станка, устанавливаем

   3. Назначаем период  стойкости резца. При одноинструментной  обработке T=30…60 мин. Принимаем T=60 мин.

   4. Определяем скорость  главного движения резания м/мин, допускаемую режущими свойствами  резца:

   Выписываем коэффициент  и показатели степеней формулы: для наружного точения при резцом с пластиной из твёрдого сплава ; ; m=0,2.

   Учитываем поправочные  коэффициенты на скорость:

; ;

, так как заготовка без литейной корки; , так как твёрдый сплав; , так как

   В данном справочнике  не приведён  поправочный коэффициент  на скорость  учитывающий вид токарной обработки - т.е. наружное продольное точение, поперечное точение или растачивание. Нами используется формула для наружного продольного точения, а по условию  примера точение поперечное, поэтому нужно ввести поправочный коэффициент В справочнике [18] приведены значения этих коэффициентов в зависимости от  при поперечном точении. При при при . Для заданных условий .

С учётом всех найденных поправочных коэффициентов

м/мин.

  м/мин (

   5. Частота вращения  шпинделя, соответствующая найденной  скорости главного движения резания:

   Корректируем частоту  вращения шпинделя по паспортным  данным станка и устанавливаем  действительную частоту вращения  .

   6. Действительная  скорость главного движения резания

 м/мин (

   7. Мощность, затрачиваемая  на резание:

Где – в кгс, а – в м/мин,

   Для заданных условий  обработки  ; ;

   Учитываем поправочные  коэффициенты на силу резания:

  =0,4; .

P

H (

 кВт. В единицах СИ (Вт) , где – в H, а -                

- в м/с;

  

   8. Проверяем, достаточна  ли мощность привода станка. У  станка 16К20 ; ; 2,14 < 7,5, т.е. обработка возможна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.10 Требование безопасности  при выполнении восстановленных работ

 

Все машины, агрегаты и оборудование имеют опасные зоны, в преде-лах которых не исключены случаи производственного травматизма. К ним относятся: области подвижных частей, деталей механизмов и рабочих органов сварочного оборудования; область разлета осколков, брызг и других элементов обрабатывае¬мого материала; область возможного разлета осколков, частей механизмов или деталей при их разрушении или аварии; места и участки работы подъемнотранспортных меха¬низмов; ручной инструмент, особенно в неисправном состоянии или при его применении не по назначению.

 

Для защиты открытых частей тела работающих от пыли, радиоактивных и тепловых излучений, предохранения от горячих брызг и частиц металла применяться специальная одежда (брюки, куртки, комбинезоны, костюм для летних и зимних работ, рукавицы) и специальная обувь.

Для поддержки оптимальных параметров микроклимата участок оборудован системой центрального отопления и приточно-вытяжной вентиляцией.

 Для уборки рабочих мест  и оборудования рабочие обеспечены вето-шью, крючьями, щетками и другими приспособлениями. Не допускается удаление пыли, стружки сжатым воздухом. Использованные обтирочные материалы (промасленные концы, ветошь и т.п.) убираются в металлические ящики с плотными крышками, по окончании рабочего дня удаляются из производственных помещений в специально отведенные места.

 

Освещение

Согласно СНБ 2.02.01-98 «Естественное и искусственное освещение» предусмотрено естественное и искусственное освещение в помещениях участка и на рабочих местах достаточное для безо¬пасного выполнения работ. Все производственные участки обеспечивается естественным максимальным освещением. Искусственное освещение на участке комбинированного вида.

В качестве источников искусственного освещения используются лю-минесцентные лампы, ввиду их большей экономичности и большего срока службы по сравнению с лампами накаливания.

 

Электрическая безопасность

Все рукоятки, маховики, кнопки управления, которые могут оказаться под опасным напряжением, выполнены из диэлектрического мате¬риала и надежно изолированы от корпуса.

Меры защиты от поражения током:

- электрощиты имеют ограждения  и знаки, предупреждающие об опасности  поражения электрическим током, предусматривается зануление;

- на местах возможного поражения  током имеется резиновый коврик или деревянный настил;

- средства индивидуальной защиты.

 

Вентиляция

Согласно СанПиН № 9-80 РБ98, а также ВСН 01-89 участок по ремонту корпусных деталей оборудован системами общеобменной и местной вентиля¬ции. Независимо от наличия приточно-вытяжной вен-тиляции во всех помещениях обеспечивается есте¬ственное проветривание через форточки и фрамуги.

Эффективная вентиляция на посту сварки участка по ремонту блока цилиндров обеспечивает на рабочих местах содержание в воздухе вредных веществ и не превышает ПДК. Местная вытяжная вентиляция предназначена для улавливания вредных выделений пыли и газов непосредственно у мест их образования.

 

Пожарная безопасность

Согласно  НПБ 5.2000 «Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной безопасности» категория производства  Г2. Согласно СНБ 2.02.02.- 01 «Эвакуация людей из зданий и сооружений при пожаре» высота дверей на пути эвакуации не менее 2 м, ширина не менее 1 м. Пути эвакуации обозначены табличками зелёного цвета – «выход». Также в каждом помещении  висят схемы путей эвакуации. Расчётное время эвакуации людей из помещений производственного корпуса устанавливают по расчету времени движения людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей. 

          Участок  по ремонту шатунов обеспечен  порошковыми огнетушителями из  расчета один огнетушитель на 100 м2 площади. Огнетушитель подвешивается  на высоте 1,3 м от пола (считая  от днища огнетушителя).

За исправность и комплектность пожарного инвентаря и первичных средств пожаротушения, находящихся на участке несет ответственность начальник участка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Анализ существующих  конструкций приспособления.

 

 Самозажимные поводковые патроны. Такие патроны изготовляют с двумя или тремя эксцентриковыми кулачками с насечкой, которые в начале обработки под действием сил резания зажимают обрабатываемую деталь, установленную в центрах станка, и передают ей крутящий момент от шпинделя станка.