Востановление полуоси ВАЗ 2106

 

 

 

 ВВЕДЕНИЕ

Ограниченные  государственные запасы материалов и энергии не позволяют в достаточной мере развивать машиностроение, и с целью co  хранения парка машин в работоспособном состоянии требуется развивать и совершенствовать ремонтное производство.

Ремонт машин существует со времени создания их парка как объективная необходимость приведения машин в исправное состояние в перерывах между использованием по назначению. Ремонт состоит., в устранении неисправностей и восстановлении, ресурса машин, а главная задача ремонтного производства заключается в экономически эффективном восстановлении надежности машин в результате наиболее полного использования остаточной долговечности их деталей.

Ремонтное производство включает в себя заводы по ремонту  автомобилей, , бронетехники, самолетов, судов, в и экскаваторов, бытовой техники и агрегатов в системе министерств сельского хозяйства и продовольствия, транспорта, обороны и др. По своей мощности, функциям и задачам это производство является крупной отраслью национального хозяйства, которая, по сути, осуществляет вторичное производство машин. В настоящее время в эксплуатации находится больше отремонтированных машин, чем новых.

Научная база ремонта  машин создавалась на трудах профессоров  в.э. Вейриха, И.В. В. Ефремова В.И. Казарцева, , В.А. Шадричева и др. Предмет науки о ремонте машин составляют закономерности подготовки и организации производства к ремонту машин, обеспечивающего требуемое качество и заданное количество отремонтированной техники с, наименьшими затратами труда, энергии и материалов. Ремонтное производство имеет существенные отличия от машиностроительного производства, что определяет необходимость изучения его специфичных процессов, в том числе восстановления свойств, утраченных машинами в течение их длительной эксплуатации.

Основной источник экономической эффективности ремонта, заключается в восстановлении изношенных деталей., При восстановлении используют доремонтные материалы и формы деталей. Заготовки ремонта, полученные в результате разборки и очистки машины, значительно дешевле заготовок машиностроения, изготовленных в литейном или кузнечно-штамповочном производстве. При восстановлении детали обрабатывают меньшее число поверхностей, что объясняет и меньшую трудоемкость обработки. Обоснованный процесс восстановления обеспечивает получение детали со свойствами, близкими к свойствам новой детали или превосходящими их.

Восстановление  изношенных деталей в системе  вторичного производства машин является природоохранным.и ресурсосберегающим производством. На изготовление, например, одного коленчатого вала автомобильного двигателя с рабочим объемом 4,8 л расходуют 57 кг металла,183 МДж энергии, масса отходов при этом равна 2,5 кг. При восстановлении эти величины имеют значения, примерно в 20 раз меньшие: соответственно 2,6 кг, 9,5 МДж и 0,12 кг.

Большой научный  вклад в технологию восстановительного производства внесли В.И. Черноиванов, ЕЛ. Воловик, В.А. Какуевицкий, Н.Н. Дорожкин" М.И. Черновол, А.Н. Батищев, В.С. Ивашко, Н.В. Молодык, А.С. Зенкин, ВЛ. Усков и другие ученые.

Однако послеремонтная наработка техники с восстановленными деталями уступает ее нормативной наработке: она в 1,5...2,5 раза меньше наработки новых изделий. На долю устранения отказов приходится до60 % общих затрат на поддержание машин в работоспособном состоянии, а наработка на сложный отказ в среднем на 30 % ниже нормативных значений. Эти показатели объясняются тем, что восстановительное производство в количественном и качественном отношениях оснащены только на 15...25 % по сравнению с предприятиями по изготовлению машин.

В то же время  опыт ремонта самолетов, судов, тепловозов, автомобилей и двигателей силами заводов-изготовителей, а также опыт ремонта машин западными фирмами свидетельствуют о возможности достижения послеремонтной наработки объектов не меньше, чем у новых изделий, при затратах, не превышающих 60 % затрат на их производство. Практика показывает, что научно обоснованные технология и организация восстановления деталей позволяют достичь нормативной наработки техники, а в отдельных случаях и превзойти наработку новых изделий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                      -                              

1.0Расчетно-технологическая часть.                                                             1.1 Разработка технологического процесса восстановления детали.

                                                Исходные данные.

В технологической части  данного проекта в соответствии с проектным заданием разрабатывается процесс  восстановления полуоси заднего моста автомобиля Ваз 21 06. Годовая мощность АТП-3500,коофиент ремонта 0,6.               

Для того чтобы принять  технически грамотное решение мы описываем исходную информацию.

                                              Описание детали.

В процессе эксплуатации полуось воспринимает на себя множество  различных нагрузок,это и изгибающий момент от вертикальной реакции на действие силы тяжести приходящийся на калесо. И касательная реакция которая обусловлена тяговой и тормозной силой,боковые нагрузки возникающие при боковом ветре а также и основные силы. Полуось   изготовлена  из  легированной стали  40 , подвержена нормализации (440 c) c последующим отпуском при (340-400 с).После обработки на металлорежущих станках полуось подвергают объемной термической обработки по специальному режиму (430-440с) закалка в масле ,отпуск при (120с) с получением твердости HRC 25-27 или отпуск горячий в воде в связи с отпускной хрупкостью HRC 21-24.                                                                                                                                                                                                                               

   

    1.2Определение размера партии.

В условиях серийного  ремонтного производства размер партии принимают равным месячной или квартальной потребности в ремонтируемых или изготовленных .Месячная потребность в штуках ремонтируемых полуосей заднего моста автомобиля ваз 21 06 на ремонтном предприятии с производственной программой 3500 полнокомплектных капитальных ремонтов в год.                                                                                               

 

 

 

                                     1. Х=НКрm\12=350^.0,6^.2\12=350

Где Кр - коофицент ремонта полуоси ;m-число одноимённых деталей.

Окончательный размер партии обосновывается с учётом габаритов  и экономической целесообразности.

 

 

Деталь

Полуось  заднего моста

Номер детали

14.1600707

материал

твердость

Сталь 40

HRC 25-27

Возможные                 дефекты

Способ установления дефектов и средства их контроля

Размеры , мм

Заключение

Позиция на

По рабочему чертежу

Допуск для  ремонта

Допустимы размер без ремонта

трещины   износ шлицев - погнутость  полуоси

выбраковка

Замер бокового зазора

40 -0,090,07

40+0,1

Осадка или наплавка

Индикаторная    головка

15-200

Правка под  пресом

скрученность  полуоси   погнутость  фланца   Износ под подшипник

выбраковка

Определяю по торцевому биению

38+0,05+0,15

38-003+0,05

38+0,02

Наплавка всреде со

Нутромером или штангенциркулем

40-0,05+25

40+0,7

40+0,13

Наплавка под флюсом ,расточка , шлифование

 

 

                                         Маршрутная карта.

 

                                                    

код

м.к

Полуось заднего моста

Наименование , марка лигированная сталь 40

код

Масса детали

Код и вид

Профиль и размеры

Код д

масса

Един измерения

Норма расхода

Коэффициент  испл мат

сталь                             40

14.1600707

7.50

валы

14.1600707

7.50

мм

гр

0,6

участок

операция

Ремонтные и сборочные операции

оборудование

приспособления и инструмент

Колво-н времен

К в раб

Колво д

Код т сетки

Объём производственной партии

350

Код про

Разряд р

Ед нормнормм

Код в н нормнормм

1

1

Зачистка до металлического блеска

напильник

1,1

2

2

Наплавка под флюсом

А-765

1,3

3

3

Расточка на токарном станке

1Д53а

Ключи токарные

1,5

4

4

Шлифование

3л722в

1,3

8/5

350

 

1.3Выбор рационального способа восстановления детали.

Выбор рационального  способа  восстановления  полуоси,  заднего моста         автомобиля  ваз 21 06 (класс валы) зависит от конструктивно-технических особенностей и условий работы детали их износа технологических свойств самих способов восстановления. 

Для восстановления посадочного места под подшиб ник полуоси используются следующие способы восстановления.

1. Сварка ручная электродуговая.
2. Сварка ручная газовая.
3. Наплавка ,механизированная в среде со.
4. Наплавка ,механизированная под слоем флюса.
5. Наплавка в среде водяного пара.
6. Хромирование.
7. Осталивание.

 

По долговечности  из перечисленных выше способов восстановления выбираем самые применимые способы восстановления полуоси автомобиля ваз 21 06 по критерию долговечности из таблицы [3]

1. Наплавка ,механизированная под слоем флюса.
2. Наплавка в среде водяного пара.
3. Хромирование.
4. Наплавка ,механизированная в среде со.

Из перечисленных  выше способов был выбран самый рациональный способ восстановления по критерия износостойкость, долговечность и экономичность ,наплавка механизированная под слоем флюса.

 

                               Описание процесса наплавки.

Способ широко применяется для восстановления цилиндрических и плоских поверхностей деталей . Это механизированный способ наплавки ,

при котором  совмещены два основных  движения электрода – это его подача по мере оплавления к детали и перемещения вдоль сварочного шва. 

Сущность способа  наплавки под флюсом заключается  в том , что в зону горения дуги автоматически подаётся сыпучий флюс и электродная проволока . Под действием высокой температуры образуется газовый пузырь , в котором ,существует дуга , расплавляющая металл . Часть флюса плавится ,образуя вокруг дуги эластичную оболочку из жидкого флюса ,которая защищает расплавленный метал от окисления , уменьшает разбрызгивание и угар . При кристаллизации расплавленного металла образуется сварочный шов .  

       Преимущества способа :

Возможность получения  покрытия заданного состава , легирование  металла через проволоку и  флюс равномерного по химическому составу  и свойствам , защита сварочной дуги и ванны жидкого металла от вредного влияния кислорода и азота , выделение растворённых газов и шлаковых включений из сварочной ванны  в результате медленной кристаллизации жидкого металла под флюсом , возможность использования повышенных сварочных токов , которые позволяют увеличить скорость сварки , что способствует повышению производительности труда в 6-7 раз , экономичность в отношении расхода электроэнергии и электронного металла , отсутствие разбрызгивания металла благодаря статическому давлению флюса , возможность получения слоя наплавляемого металла большой толщины , независимость качества наплавляемого металла от квалификации и исполнителя , лучшие условия труда сварщиков ввиду отсутствия ультрафиолетового излучения , возможность автоматизации технологического процесса .

Недостатки  способа :

Значительный  нагрев детали , невозможность наплавки в верхнем положении шва и деталей диаметром менее 40мм из за стекания наплавленного металла  и трудности удержания флюса на поверхности детали , сложность применения для деталей сложной конструкции , необходимость и определённая трудность удаления шлаковой корки , возможность возникновения трещин и образования пор в наплавленном металле .  

Для увеличения числа ремонтируемых деталей и улучшения их качества была выбрана автоматическая сварка под флюсом,  автомат А-765 (наплавочная головка) предназначен для сварки и наплавки               порошковой или сплошной легированной проволокой открытой дугой , для стационарных цеховых условий. 

Параметры автомата А-765 (наплавочной головки) диаметр электродной проволоки 1,6-3,0 .минимальный сварочный ток -450 ,скорость подачи электродной проволоки м/ч58-582 ,применяемые электроды тип эн-15-г3-25 маркаозн-300 п\б ,скорость наплавки 14 -18 мм.

                     Описание процесса токарных работ.

На токарных станках токарной группы могут обрабатываться изделия  самых разных форм цилиндрические , конические , плоские .В основном обработка ведётся резцами однако могут использоваться и другие инструменты: свёрла ,зенкеры , развёртки .Эти инструменты позволяют обтачивать наружные цилиндрические поверхности.

Был выбран токарный станок модели  1Д53А по технико –экономическим параметрам.

1. Диаметр расточного отверстия ,наибольший 165 мм наименьший 45 мм.
2. Наибольшая длина растачивания,62-78,185-380 мм.
3. Растачивание от торца стола до шпинделя наибольший 580 мм  наименьший 30 мм .
4. Длина рабочего хода  наибольший 15мм  наименьший 5 мм.

 

Описание процесса шлифования .

Выполняется для  сглаживания неровностей не за шпатлёванных поверхностей деталей .Шлифование бывает сухое и мокрое .При мокром шлифовании обрабатываемая поверхность обильно смачивается водой , чем достигается хорошее качество обработки . Шлифование производится с помощью шлифовальных станков . 

Был выбран кругло шлифовальный станок 1д53а по технико –экономическим параметрам .

параметрам.

1. Размер обрабатываемой заготовки н-д 3-50 мм .
2. Размер обрабатываемой заготовки 250 мм .
3. Размер шлифовального круга 500 мм .
4. Высота шлифовального круга 150 мм .
5. Размер ведущего круга 350 мм .
6. Частота вращения круга 33-38 оборотов в минуту .
7. Частота вращения заготовки 0,153 -2,500 оборотов в минуту
8. Мощность электродвигателя 30 квт .
9. Масса  шлифовального станка 3л722в 7,400 кг .

 

 

Принятие решения  по окончательному восстановлению детали ,        восстановление принимается в том случае если .

                                       

                                           2. С_п  ≤ К _д С_н

                                           2500≤0,79∙5100

Где С_п стоимость восстановления ; К _д -коэффициент долговечности ; С_н

Стоимость новой  детали по прейскуранту для данной модели автомобиля.

Данная формула  определить что экономически более  выгодно применить                                        восстановление детали а не списывать  или покупать новую .

 

1.4 Техническое нормирование

                             .

Техническое нормирование . При техническое нормировании определяется время в (минутах) .                 

 Основное ( на каждый переход ) – t₀

   Вспомогательное  ( на каждый переход ) - t_вс

    Дополнительное – t_д

    Штучное  – Т_ш

    Подготовительно  – заключительное -t _п.з

    Штучно  – калькуляционное  (техническая  норма времени) – Т_п

 

Определение основного  времени при автоматической наплавки под флюсом автоматом А-765

                                        3.t₀= L/(sn)=D/(1000 us)

Где L длина наплавляемой поверхности мм s- подача (шаг наплавки),          

n-частота вращения наплавляемой детали ,об/мин , D диаметр        наплавляющей поверхности , u – скорость наплавки . При наплавки под флюсом u =1,2+3.5 м /мин . Подача (шаг наплавки) принимают соответственно 1,8-7,9 мм/об.

                                        t₀=2.5 /  (1.8∙7)=1.9

                                        t₀= 1.9

 

Определение основного  времени на токарном станке 1Д63А .  

                                       t₀=L_p..x  t / (ns)

Где L_{p1 –} длина рабочего хода резца , мм ; t – число проходов  ; n – частота вращения детали об / мин ; s – подача инструмента за один оборот детали об / мин :

                                      t₀=55∙1 / (2 ∙1)

                                       t₀=12,5

 

Определение ( основного ) резания при растачивании на токарном станке. 1Д53А изношенного отверстия под подшибник полуоси  заднего моста автомобиля ваз 2106 :

Исходные данные : материал детали легированная сталь (40хГТР) , диаметр растачивания 40мм , D – диаметр расточного отверстия 40мм , длина резания обрабатываемой поверхности 20мм , масса детали 7,500 кг

При расчёте режимов резания необходимо пользоваться справочником с нормативами . По нормативам принимаем резец расточной с пластинкой ВК-6 и геометрическими параметрами : ф-90⁰ , µ-0⁰ ,ђ-5⁰ , ф-5⁰ .

1. Глубина резания t=(D-d)/2=(153-150)/2=1,5
2. Длина рабочего хода  Lp.x= tрез+y=50+5=55мм.Здесь  y принимается по нормативам.
3. Стойкость резца по нормативам Т=60мин.
4. Подача рекомендуемая S_,r=0,2-0,3мм/об. Принимаемая по паспорту станка S_n=0,27 об/мин.
5. Рекомендуемая по нормативам стойкость резания (м/мин)

 

                                               U_р=U_т К₁ К₂ К₃

Где U_т м/мин ; К₁ =1,0- коэффициент зависящий от стойкости инструмента ; К₂ =1,0-коэффицент зависящий от марки твёрдого сплава ; К₃ = 1,0- коэффициент , зависящий от состояния поверхности заготовки.

                                                   U_р =147 ∙1,0 ∙1,0 1,0=147м./мин

Теоритическая частота вращения шпинделя П_т ==1000uр/(D)=1000 ∙147/13,14 ∙153 ) 335 об/мин.

Коррекция по станку , получим фактическую частоту  вращения пф=290 об/мин.

Фактическая скорость резания U_ф = т.D_пф/1000=3,14 ∙153∙ 290/1000=139м/мин

Усилие резания                                     

 Р_z= Р_{z табл} К₁ К₂

Где  Р_{z табл} =250 (принимается по нормативам ) ; К₁ =1,4- коэффициент зависящий от переднего угла резца К₂=1,25 коэффициент зависящий от угла наклона главной режущий кромки ф .

                                                                     Р_t=250∙  1,4∙ 1,25 =435

Мощность затрачиваемая  на растачивания (с учётом к.п.л станка-0,8)

N_вф= Р_z  U_ф /60 ∙102 =1,26 кВт.

 

Определение основного времени  на кругло шлифовальном станке 3Л722В.

                                         t₀=L_p..x  hк₃ / (п_д  s_nр  s_t )

Где L_p.x  - длина рабочего хода , мм ; h – припуск на диаметр , мм ; к₃₌1,2+1,7 – коэффициент зачистных ходов ; п_д- частота вращения детали об / мин ; s_nр-продольная подача об / мин ; s_t –поперечная подача на двойной ход (глубина шлифования ) мм .

                                              t₀=45 ∙ 0,4∙ 1,7 / (2,500∙ 38 ∙0.2 )

                                              t₀=1,6

 

Определение вспомогательного времени.                                                                    

 

                                                    4.  t_в.с= t_в.у+t_в.п+t_в.э

Где t_в.у –вспомогательное время на установку и снятие детали зависит от массы и конфигурации изделия , конструкции приспособления характера и точности установки на станке , t_в.п – вспомогательное время , связанное с каждым переходом ( время на отвод подвод режущего инструмента ) , включение и отключения станка , переключение подачи передач , t_в.э- вспомогательное время связанное с замерами обрабатываемого изделия .

 

Определение вспомогательного времени  при автоматической наплавки под флюсом . 

                                                             t_в.с= t_в.у+t_в.п+t_в.э

                                                               t_в.с=45+60+180=4минуты 75 секунд

t_в.с=4минуты 75 секунд

Определение вспомогательного времени на токарном станке .

                                                                 t_в.с= t_в.у+t_в.п+t_в.э

                                              t_в.с=100+220+50=7минуты 20 секунд  

                                           t_в.с= 6 минуты 10 секунд   

                    

Определение вспомогательного времени на шлифовальном станке .

       t_в.с= t_в.у + t_в.п + t_в.э 

                            t_в.с=100+220+50= 6 минуты 10 секунд 

                            t_в.с=6 минуты 10 секунд 

 

    Определение  оперативного  времени .

Оперативное время это сумма основного и вспомогательного времени.

              5.t_о.п= t_о. + t_в.с      

Определение оперативного  времени при автоматической наплавки под флюсом .   

t_о.п = t_о. +t_в.с

                                 t_о.п = 1,9+ 4,75=6 минуты 14 секунд

t_о.п =   6 минуты 14 секунд

Определение  оперативного  времени на токарном станке .

   t_о.п = t_о. + t_в.с

                                 t_о.п = 12,5+ 7,20=19 минуты 25екунд

t_о.п =   19минуты 25 секунд

Определение оперативного  времени на шлифовальном станке .   

t_о.п = t_о. + t_в.с

                                t_о.п = 1,6 + 6,10=7 минуты 16екунд

t_о.п =   7минуты 16 секунд 

      

Определение  дополнительного  времени .

Дополнительного времени задаются в процентах  к оперативному времени и определяется по формуле .      

   6.t_д = С_о.п + К₁ /100

 

Где К₁ – отношение дополнительного времени к оперативному ,% ( в зависимости от вида обработки К₁=6 – 9 ) .  
   

Определение дополнительного  времени при автоматической наплавки под флюсом .   

  t_д = С_о.п ∙ К₁ /100

    t_д =6,14 ∙ 7 / 100 = 0,49 

                       t_д = 0,49 

          

     Определение  дополнительного времени на токарном станке .

 t_д = С_о.п ∙ К₁ /100

                                                     t_д =11,25 ∙ 8/ 100 = 1,54

                       t_д = 1,54

 

Определение дополнительного  времени на шлифовальном станке .   

  t_д = С_о.п ∙ К₁ / 100

                                                     t_д =7,16∙ 8 / 100 = 0,42

                       t_д = 0,42

 

      Определение  штучного времени  .

                                         7. Т_ш.т= С_о + С_в.с + С_д 

Определение штучного  времени при автоматической наплавки под флюсом .   

              Т_ш.т= С_о + С_в.с + С_д

           Т_ш.т=1,9+4,75 +0, 49= 7,14    

                                                              Т_ш.т= 7,14  

 

Определение  штучного времени на токарном станке .

              Т_ш.т= С_о + С_в.с + С_д

           Т_ш.т=12,5+7,20+1, 54= 21,5   

                                                              Т_ш.т= 21,5 

 

Определение штучного времени на шлифовальном станке .   

              Т_ш.т= С_о + С_в.с + С_д

           Т_ш.т=1,6+6,10+0, 42= 8,12   

                                                              Т_ш.т= 8,12

 

Определение штучного – калькуляционного времени ( техническое  нормирование ).

          8. Т_к. = Т_ш.т +  t _п.э / П_п.р

Где  t _п.э – подготовительно – заключительное время  ; П_п.р – число деталий в партии.

Определение штучного - калькуляционного   времени при автоматической наплавки под флюсом .   

             Т_к. = Т_ш.т +  t _п.э /  П_п.р

                                           Т_к. =7,14+2 / 350=2,61

            Т_к.= 2,61

. Определение  штучно -калькуляционного   времени на токарном станке 

                                          Т_к. = Т_ш.т +  t _п.э /  П_п.р

                                          Т_к. =21,5+2,10 / 350=6,67

                                           Т_к.= 6,67

 

                                         

Определение штучно - калькуляционного времени на шлифовальном станке.                                        .                                          Т_к. = Т_ш.т +  t _п.э /  П_п.р

                                           Т_к. =8,12+1,50 / 350=2,23

            Т_к.= 2,2

 

                                                1.5 Технологические операции.

Перед тем как  начать заполнения карт по монтажу и демонтажу необходимо ознакомится с процессом разборочно сборочных операций . 

Разборка –  это совокупность операций , предназначенных  для разъединения объектов ремонта ( автомобилей агрегатов ) на сборочные  единицы и детали , в определённой технологической последовательности . Разборку автомобилей и агрегатов выполняют в последовательности , предусмотренной картами технологического процесса , используются указанные в них универсальные стенды .  Степень разборки определяется видом ремонта и техническим состоянием объекта разборки .  Разборку производят со следующими правилами : сначала снимают легкоповреждаемые и защитные части (электрооборудование , топливо и маслопроводы , крылья ) , затем самостоятельные сборочные единицы ( радиаторы , кабину , двс и редуктора ) . В процессе разборки необходимо использовать стенды , съёмники , которые позволяют центрировать снимаемые детали и равномерно распределять усилия .