Ремонт машин

Содержание

Введение                                                                                                            4

1.   Обоснование технологических процессов восстановления деталей     5

     1.1 Разработка технологической карты на восстановление детали     5

2.   Расчеты и выбор режимов технологических операций восстановления

деталей                                                                                                              6

     2.1 Выбор способов устранения дефектов детали                                6

     2.2 Восстановление дефектов детали                                                     7

     2.3 Расчет себестоимости восстановления детали                              16

3.   Конструкторская разработка приспособления                                       19

     3.1 Обоснование конструктивно–технологической схемы                19

     3.2 Прочностные расчеты                                                                      20

Заключение                                                                                                      22

Литература                                                                                                      23

Приложения                                                                                                     24

Введение

Одним из важнейших направлений в переходе народного хозяйства на рыночные отношения является повсеместное, рациональное использование сырьевых, топливно–энергетических  и других материальных ресурсов.

Усиление работы в этом направлении рассматривается как неотъемлемая часть экономической стратегии, крупнейший рычаг повышения эффективности производства во всех звеньях народного хозяйства.

Одним из самых крупных резервов экономии и бережливости выступает восстановление изношенных деталей. Восстановление изношенных деталей машин обеспечивает экономию высококачественного материала, топлива, энергетических и трудовых ресурсов.

По данным ГОСНИТИ 85% деталей восстанавливают  при износе не более 0,3мм, т.е. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины.

Однако ресурс восстановленных деталей по сравнению с новыми, во многих случаях, остается низким. В тоже время имеются такие примеры, когда ресурс восстановленных прогрессивными способами, в несколько раз выше ресурса новых деталей.

Эффективность производства – его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от внедрения методов технико-экономического анализа обеспечивающего решение технических вопросов и экономическую эффективность технических и инструкторских разработок.

Целью курсового проекта является углубленное изучение ремонтной технологии и организации ее в ЦРМ хозяйствах, а также закрепление знаний по данной дисциплине, умение пользования справочной литературой, ГОСТами, таблицами, сочетая справочные данные и знания, полученные в процессе изучения и детального анализа существующих технологических процессов в современном машиностроении.

1 Обоснование технологических процессов восстановления деталей

1.1    Разработка технологической карты на восстановление детали

Технологическая карта включает в себя все основные технологические операции восстановления.

В качестве исходных данных для разработки технологической карты служат:

-эскиз детали с указанием размеров и дефектов, выполненный с учётом требований ЕСКД;

- технические условия и указания по дефектовке деталей и сопряжений при ремонте машины;

- альбомы технологических карт на восстановление деталей.

При разработке технической карты нужно решать следующие задачи:

- обосновать способ восстановления детали;

- назначить состав операций технологического процесса восстановления детали и последовательность их выполнения;

- подобрать и рассчитать режим обработки;

- рассчитать нормы времени на восстановление каждой операции;

- рассчитать стоимость восстановления детали.

Для восстановления имеющихся дефектов валика нужно рассмотреть всевозможные способы устранения дефектов и выбрать наиболее подходящий с технологической, технической, технико – экономической, а также энергетической точки зрения.

По заданию восстановлению подлежит валик (25.37.188) с основными параметрами:

- деталь:                                               валик блокировки;

- материал:                                          сталь 45Х  ГОСТ 4543 – 71;

- масса материала:                              0,2 кг;

- твердость:                                         40- 44 HRC;

- номер по каталогу:                           25.37.188.

2 Расчеты и выбор режимов технологических операций восстановления деталей

2.1 Выбор способов устранения дефектов детали

При выборе рациональных способов устранения дефектов детали используем приложения к методическим указаниям для выполнения курсовой работы. Целесообразные способы восстановления устанавливают на основе конструктивно – технологических  характеристик детали.

К ним относят вид основного материала детали, вид восстанавливаемой поверхности, материал покрытия, предельно (минимально) допустимый диаметр восстанавливаемой поверхности (наружный), минимально допустимый диаметр восстанавливаемой поверхности (внутренний), минимальная толщина (глубина) наращивания (упрочнения), максимальная толщина (глубина) наращивания (упрочнения), сопряжения или посадки восстанавливаемой поверхности, вид нагрузки на восстанавливаемую поверхность.

С учетом номенклатуры деталей – представителей, рекомендуемых для восстановления тем или иным способом выбираем ряд альтернативных способов восстановления ремонтируемой детали.

Выбранные способы оцениваем по показателям физико-механических свойств деталей: коэффициент износостойкости, коэффициент выносливости, коэффициент сцепляемости, коэффициент долговечности, микротвердость. Окончательный выбор способов восстановления  производим исходя из технико – экономических показателей каждого способа: удельный расход материала, удельная трудоемкость наращивания, удельная трудоемкость подготовительно – заключительной обработки, удельная суммарная трудоемкость, коэффициент производительности процесса, удельная стоимость восстановления, показатель технико – экономической оценки, удельная энергоемкость.

С учетом недостатков способов восстановления выбираем экономически целесообразные, обеспечивающие необходимый уровень качества.

Для восстановления дефектов валика используем метод наплавка в среде углекислого газа, так как данный способ обеспечивает достаточный уровень физико–механических  свойств и технико–экономических показателей [1]. С целью экономии времени на подготовительные работы, а также сами работы по восстановлению валика, и расходного материала произведем черновое шлифование поверхности под корпус за один установ до выведения следов износа. После того как прошлифовали поверхности, переходим к наплавке. При этом восстанавливаем поверхности под корпус, варьируя припуском на механическую обработку при наплавке в среде углекислого газа . После операции наплавка произведем шлифование поверхности под корпус.

2.2 Восстановление дефектов детали

05 операция – шлифование:

Перед тем, как приступить к операции наплавка в среде углекислого газа, нужно выполнить черновое шлифование поверхности под картер с целью выявления следов износа. Шлифование выполняется на круглошлифовальном  станке 3А151 методом продольной подачи, деталь устанавливается в патрон, обработка с охлаждением.

Переход 1. Установка детали в центрах.

Переход 2. Черновое шлифование поверхности под картер.

По диаметру шлифуемой поверхности принимаем глубину шлифования .

Глубина обработки:

Число проходов определяем по формуле

                                         (2,1)
 

где t-припуск на шлифование, мм.

Шлифование осуществляется на станке 3А151

Частота вращения детали 400

Частота вращения шлифовального круга 3850

Исходя из диаметра обрабатываемой поверхности выбираем шлифовальный круг:

Диаметр 28мм, ширина 60 мм.

Определяем продольную подачу.

                                          (2,2)

где  Вк – ширина шлифовального круга, мм ( Вк = 60)[5].

В – продольная подача в долях ширины круга,

Окружная скорость детали                                         

где - частота вращения детали   400

Исходя из скорости и ширины обрабатываемой  поверхности выбираем поперечную подачу [6]       

Расчет нормы времени на шлифование

                                                      (2,3)

где  Тпз – подготовительно – заключительное время, мин;

                Тпз = 14 мин. [6]

                                                            (2,4)

где  Топ – оперативное время, мин;

                                                             (2,5)

где То – основное время, мин;

               Твс – вспомогательное время, мин.

Принимаем Твс = 1 мин. [6].

                                                              (2,6)

где - коэффициент зачистных  ходов;

           L – длина окружности которую необходимо обработать, мм.

           nд – частота вращения детали, ;

          Вк - ширина шлифовального круга, мм.

         i – число проходов инструмента;

Длинна окружности  определяется по формуле

                                                  L = l + y,               (2,7)

где               l – длина шлифуемой поверхности, мм,

          у – длинна врезания и перебега мм [6]                                         

l = π·D

l = 3.14·19,8=62,17мм

L = 62,17+0,05=62,23.

    Норма времени на шлифование поверхности составила 2,70 мин.

Результаты расчета записываем в нормировочную карту.

Переход 3. Снятие детали с круглошлифовального станка.

С другого конца оси шлифование проводим аналогично.

10 операция – наплавка в среде углекислого газа:

Переход 1. Установка детали в токарный станок

Переход 2. Наплавка в среде углекислого газа.

Величину сварочного тока принимаем 80А, напряжение 18В, диаметр проволоки 0,8 мм. При этом толщина наплавляемого слоя будет равна:

                                             (2,8)
 

где И-износ детали, мм;

z- припуск на механическую обработку после нанесения покрытия на сторону, мм;

- припуск на обработку перед наплавкой, мм.

Скорость наплавки, м/ч

                                                                                                (2,9)

Частота вращения детали, об/мин

                                                     .                                        (2,10)

Скорость подачи проволоки, м/ч

                                                                                           (2,11)

где - коэффициент наплавки, г/Ач (при наплавке постоянным током обратной полярности =11…14 г/Ач );

h – толщина наплавляемого слоя, мм:

γ- плотность электродной проволоки, (γ=7,85);

- диаметр электродной проволоки, мм;

I- сила тока, А;

d – диаметр детали, мм.

Расчет нормы времени на наплавку в среде углекислого газа

где                Тпз – подготовительно – заключительное время, мин;

            Тпз = 14 мин. [6]

                                                                 (2,12)

где То – основное время, мин;

       Тв – вспомогательное время, мин.

Принимаем Тв = 1 мин. [6].

                                                                                       (2,13)             

где - коэффициент, учитывающий долю дополнительного времени от основного и вспомогательного(10…14%)  ;

         l – длина налавливаемой поверхности детали, мм.

         n – количество налавливаемых деталей в партии,шт;

Основное время будет равно:

Дополнительное время:

Норма времени на шлифование поверхности составила 2,74 мин.

Результаты расчета записываем в нормировочную карту.

15 операция – шлифование:

Переход 1. Установка детали на станок.

Переход 2. Шлифование.

Шлифование с ø 20,2 мм до ø 20 – бесцентрово-шлифовальный станок.

Число проходов определяем по формуле

                                       (2,14)
 

   где t-припуск на шлифование, мм.

Шлифование осуществляется на станке 3180

Частота вращения шлифовального круга 5000

Исходя из диаметра обрабатываемой поверхности выбираем шлифовальный круг:

Диаметр 100 мм.

Для выполнения этой операции выбираем шлифовальный станок, с принудительным охлаждением СОЖ, электрокорундовым кругом 15А20СМ1КА. Операцию проводим за один проход.

Основное время для выполнения операции определяем по формуле [6]

                               Т0 = L * i * k/(n *Sпр),                                             (2,15)

где k - коэффициент чистоты обработки, k = 2 [6].

Подставляя числовые значения получим

               Т0 = 300 * 1* 2/(5000 *0,1) = 1,2 мин.

ТВ = 0,2 мин [6] - снятие и установка детали; ТОП = 0,3 мин [6] – оперативное время; ТДОП составляет примерно 9% от оперативного времени ТОП, т.е.  ТДОП = 0,03 мин;  ТП.З = 7 мин [6].

Получим ТН = 1,2+0,2 + 0,03 + 7/50 = 1,57 мин.

Переход 3. Снятие детали со станка

20 операция – дуговая ручная наплавка:

Переход 1. Установка детали на призмы.

Переход 2. Наплавка.

Нормы времени при ручной дуговой наплавке:

                                                                        (2,16)

где F- площадь поперечного сечения шва. ;

L – длина шва, мм;

-коэффициент разбрасывания металла(=0,9);

-коэффициент наплавки, г/Ач;

- коэффициент учитывающий сложность работ.

Силу сварочного тока принимаем I= 176 А.

Основное время на наплавку всей детали будет равно 1,59 минут.

Вспомогательное время на установку и снятие детали равно 0,35 минут.

Дополнительное время составляет 3…5% оперативного что ровно 0,08 минуты.

Переход 3. Снятие детали с призм.

25 операция – фрезерование:

Переход 1. Установка детали на станок.

Переход 2. Фрезерование паза.

Фрезерование  паза под фиксаторы. Для этого выбираем универсально фрезерный станок 2Н14, а в качестве режущего инструмента фасонную фрезу 2250-0006 ГОСТ 9305-93 z=16, d=63 мм.

Принимаем подача на зуб мм/зуб.

Подача на один оборот фрезы (), мм/об.

                                                                                                 (2,17)

где z- число зубьев фрезы

Глубина фрезерования определяется припуском на обработку.

Скорость резания (V), м/мин,

                                                                            (2,18)

где D -  наружный диаметр фрезы,  мм;

T- стойкость инструмента, мин [5];

В – ширина фрезерования, мм.

Значение величин , q, m, y, z, n следует выбирать из таблиц [5].

Частота вращения фрезы (n) определяется по

Минутная подача (S), м/мин.

                                                                                                   (2,19)

Получим

мин;

мин;

Тос = 0,025 ·1,76=0,04 мин;

Торм =0,046 ·0,76= 0,06 мин;

мин;

мин.

2.3 Расчет себестоимости восстановления детали

Полная себестоимость восстановления детали определяется по формуле:

                                            ,                                   (2.20)

где - себестоимость соответствующих операций;

                                               ,                                    (2.21)

где - полная заработная плата производственных рабочих, ;

       - затраты на ремонтные материалы, при расчетах принимается от в ;

       - цеховые общепроизводственные расходы, принимаются от в .

Полная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

                                          ,                                      (2.22)

где - основная заработная плата рабочих, ;

      - дополнительная заработная плата рабочих, принимается от в ;

       - отчисления на социальное страхование, принимается от в .

Основная заработная плата определяется по формуле:

                                       ,                                          (2.23)

где - нормативное время операции, ;

       - часовая ставка рабочих, исчисляемая по среднему разряду;

       - коэффициент, учитывающий доплату за сверхурочную работу, равный .

Определим стоимость при шлифовании , воспользовавшись формулами (2.21), (2.22), (2.23):

;

;

.

Определим стоимость при наплавочных операциях, воспользовавшись формулами (2.23), (2.22), (2.21):

;

;

.

Определим стоимость при токарных операциях, воспользовавшись формулами (2.23), (2.22), (2.21):

;

;

.

Определим стоимость при фрезерной операции, воспользовавшись формулами (2.23), (2.22), (2.21):

;

;

.

Определим полную себестоимость восстановления детали по формуле (2.20):

.

3. Конструкторская разработка приспособления

3.1 Обоснование конструктивно-технологической схемы

Необходимо разработать приспособление для выпрессовки шкворней переднего моста автомашины ЗиЛ-150, ЗиЛ-130, ГАЗ-53.

Применяется при ремонте мостов автомобилей.

1 – боковина; 2 –палец; 3 – основание, 4-винт.

Рисунок 3.1 – приспособление для выпрессовки шкворней переднего моста.

Габаритные размеры: 140×205×30 мм.

  3.2 Энергетический, кинематический, прочностной расчет

В расчетах на прочность рассчитываем основной, самый нагруженный элемент - винт выпрессовки. Диаметр стержня равен 18 мм и изготовлен он из стали 45 ГОСТ 1050-88; σВ = 900 МПа, σТ = 650МПа[2]

Разрушение стержня – типичный вид повреждения резьбового соединения, а его прочность зависит как от вида нагрузки, так и от конструкции стержня (концентрации напряжений). Проектирование болта и соединения проводят, как обычно в три этапа: предварительный расчет и определение диаметра резьбы болта (шпильки); конструирования соединения; проверка прочности (оценка надежности) соединения.

Болт (шпилька, винт) установлен в отверстие корпусных деталей с зазором. Соединение нагружено внешней осевой силой F. Полагают, что вся внешняя нагрузка воспринимается болтом. Тогда в наименьшем сечении стержня по внутреннему диаметру резьбы будут действовать растягивающие напряжения

.                                          (3.1)

         Касательные напряжения в стержне тяги от затяжки обычно снимаются при действии внешней нагрузки благодаря раскручиванию стержня, поэтому в расчете не учитываются. Последнее условие при известной внешней нагрузке содержит лишь две переменных проектирования: материал болта и диаметр d1. Зная материал, найдем внутренний диаметр резьбы, принимая нагрузку 70 кН

              (3.2)

где SТ – допускаемый коэффициент запаса прочности, [ST]=2 [2].

Так как на съемнике установлен болт большим диаметром резьбы равный 18 мм, то резьба может выдержать большую нагрузку.

Значение допускаемого напряжения находят по таблицам [2]. Вычисленные значения внутреннего диаметра округляют до ближайшего большего стандартного и, задаваясь конструктивной формой крепежной детали, по таблицам стандартов находят ее размеры.

Считать остальные элементы нет никакой необходимости, всю нагрузку воспринимает винт выпрессовки, поэтому если выдерживает он, то и остальные элементы выдержат.

Заключение

Содержание и направленность данной курсовой работы по дисциплине “Технология ремонта машин” нацелена на практическое усвоение и закрепление теоретических знаний, полученных при изучении данной и других инженерных дисциплин.

При выполнении данной курсовой работы мы научились методам оценки качества изделий, анализу технологических процессов, расчету припусков, оптимальных режимов обработки, обеспечивающих получение заданных параметров качества деталей, а также студенты должны научиться расчету норм времени и себестоимости восстановления деталей.

Также получили практический навык по проектированию технологических процессов и механической обработки для получения заданных параметров детали.

Литература

1. Баранов Н.Ф., Курбанов Р.Ф., Лиханов В.А., Лопарев А.А. Дипломное проектирование по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство»: Учебно–методическое пособие. – Киров: Вятская ГСХА, 2007. – 304 с., ил.

2.   Дунаев П.Ф., Леликов О.П.3 Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1998. – 447 с., ил.

3. Пустовалов И.И., Лебедев К.С., Любченко А.М., Матвеев В.А. Техническое нормирование в рем. мастерских. М.,Сельхозиздат, 1962. – 271 с.

4.   Черноиванов В.И. организация и технология восстановления деталей машин. – М.: Агропромиздат, 1989. – 336 с.: ил.

5. Баранов Н. Ф., Шишканов Е. А., Бажин А. А. Разработка технологического процесса восстановлении деталей машин: Методическое указание по курсовому и дипломному проектированию. – Киров: Вятская ГСХА, 2008. – 66с

6. Баранов Н. Ф., Шишканов Е. А., Бажин А. А. Расчет и выбор режимов выполнения основных технологических операции при восстановлении деталей машин: Методическое указание по курсовому и дипломному проектированию. – Киров: Вятская ГСХА, 2008. – 26с.

Приложения