Восстановление цапфы поворотной левой ГАЗ-53

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ  ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни:

«Відновлення  деталей»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконав:

студент групи 

 

Перевірив:

 

 

 

 

 

 

 

 

КИЇВ-2012

 

ЗМІСТ

1. Вступ ………………………………………………………………	4
2. Призначення агрегату, до складу  якого входить деталь, що відновлюється………………………………………………………………	5
3. Опис основних вибраковочних дефектів деталі…………………	6
4. Розробка ремонтного креслення  деталі…………………………	7
5. Вибір і обґрунтування раціонального  способу відновлення деталі…………………………………………………………………………	8
6. Розробка плану технологічного  процесу відновлення деталей…	11
7. Визначення режимів відновлення,  норм часу і вибір технологічного  обладнання…………………………………………………	13
8. Комплект документів на технологічний  процес…………………	18
9. Перелік посилань…………………………………………………	24

 

1. Вступ

 

 

Автомобільний транспорт має велике значення в  загальній транспортній системі  України, на його частку припадає понад 2 / 3 всіх вантажних перевезень в  народному господарстві. Обмежені державні запаси матеріалів і енергії не дозволяють у достатній мірі розвивати машинобудування, і з метою збереження парку  машин у працездатному стані  потрібно розвивати і вдосконалювати ремонтне виробництво.

Ремонт  машин існує з часу створення  їх парку як об'єктивна необхідність приведення машин у справний стан в перервах між використанням  за призначенням. Ремонт полягає в  усуненні несправностей і відновлення  ресурсу машин, а головне завдання ремонтного виробництва полягає  в економічно ефективному відновленні  надійності машин в результаті найбільш повного використання залишкової довговічності  їх деталей.

Основне джерело економічної ефективності ремонту полягає у відновленні  зношених деталей. При відновленні  використовують доремонтні матеріали  і форми деталей. Заготовки ремонту, отримані в результаті розбирання і  очищення машини, значно дешевше заготовок  машинобудування, виготовлених у ливарному  або ковальсько-штамповочному виробництві. При відновленні деталі обробляють менше число поверхонь, що пояснює  і меншу трудомісткість обробки. Обгрунтований процес відновлення  забезпечує отримання деталі з властивостями, близькими до властивостей нової  деталі або перевершують їх. Відновлення  зношених деталей в системі вторинного виробництва машин є природоохоронним і ресурсозберігаючим виробництвом. Практика показує, що науково обгрунтовані технологія і організація відновлення  деталей дозволяють досягти нормативного напрацювання техніки, а в окремих  випадках і перевершити напрацювання нових виробів.

 

2. Призначення  агрегату, до складу якого входить  деталь, що відновлюється

 

 

Цапфа поворотна  ліва, деталь 53-3001013-А, автомобіля ГАЗ-5307 призначена для повороту керованих коліс, сприймання та передачі від колеса до балки штовхаючих, гальмівних та бокових зусиль.

Цапфа поворотна  представляє собою корпусну деталь. На крайньому лівому кінці вала нарізана різьба М24 з кроком 1,5 довжиною 30 мм, для кріплення гайки цапфи. Для шплінтування гайки передбачено отвір діаметром 5 мм. Далі іде шийка під зовнішній підшипник маточини діаметром 30 мм та довжиною 30 мм, вона закінчується радіусною сходинкою від якої починається конусний перехід з малим діаметром конуса 33 мм, за яким слідує шийка під внутрішній підшипник маточини діаметром 45 мм і довжиною 43 мм. Ця шийка радіусом 5 мм переходить у шийку під втулку сальника діаметром 56 мм і довжиною 12,5 мм. Загальна довжина вала цапфи складає 174,5 мм. Основними робочими поверхнями вилки є конусні отвори проушин цапфи під поворотні важелі з великим діаметром конуса 30 мм та конусністю 12,5%, два вертикальних отвори під втулки шкворня розгорнуті до 33 мм у діаметрі та проушина під балку передньої вісі номінальний розмір якої складає 97 мм. А також різьби: конічна К 1/8" ГОСТ 6111-52 та метрична М6 з кроком 1,0.

Цапфа поворотна  ліва на автомобілі працює в тяжких умовах: постійно перебуває під дією шкідливих факторів навколишнього  середовища, а також передає всі  зусилля як від колеса до балки  так і навпаки.

 

3. Опис основних  вибраковочних дефектів деталі

 

 

При експлуатації автомобіля на деталях виникають  різного роду дефекти, причини появи  яких наведені в таблиці 1.3.

 

Таблиця 1.3 - Дефекти деталі та причини їх появи

Дефекти деталі	Причини їх появи
1. Зломи  і тріщини на цапфі	Робота під навантаженнями, що перевищують  допустимі. Втомлюваність металу
2. Зношування  проушини під балку передньої вісі	Природне зношування в результаті сил тертя. Потрапляння частинок сторонніх матеріалів на робочі поверхні
3. Зношування  конусних отворів під поворотні  важелі	Природне зношування в результаті сил тертя
4. Зношування  отворів у втулках шкворня	Те ж
5. Пошкодження  різьби під гайку цапфи	Удари. Порушення технології розбирально-складальних робіт
6. Зношування  шийки під зовнішній підшипник  маточини	Природне зношування в результаті сил тертя. Потрапляння частинок сторонніх матеріалів на робочі поверхні
7. Зношування  шийки під внутрішній підшипник  маточини	Те ж
8. Риски,  задири або зношування поверхні втулки сальника	―//―
9. Зношування  чи пошкодження різьби К1/8" ГОСТ 6111-52	Удари. Корозія. Порушення технології розбирально-складальних робіт
10. Зношування  чи пошкодження різьби М6×1,0 кл. 2	Те ж

 

 

4. Розробка ремонтного креслення  деталі

 

 

Робоче креслення цапфи поворотної лівої, деталь 53-3001013-А, автомобіля ГАЗ-3307 виконане в натуральну величину на форматі А3.

 

5. Вибір і  обґрунтування раціонального способу  відновлення деталі

 

 

Наплавлення деталей вібруючим електродом із застосуванням охолоджувальної  рідини була вперше запропонована в 1948 р. Г. П. Клековкіним. Основною перевагою цього процесу наплавлення є невеликий нагрів деталей (близько 100 ° С), мала зона термічного впливу і можливість отримання наплавленого металу з необхідною твердістю і зносостійкістю без додаткової термічної обробки.

Схема установки для вибродугового наплавлення показана на рис. 15.5. Деталь підлягає наплавленні, встановлюється в патроні або центрах токарного верстата. На супорті верстата монтується наплавочний головка. складається з механізму 5 подачі дроту з касетою в, електромагнітного вібратора 7 з мундштуком 4. Вібратор коливає кінець електрода з частотою змінного струму і забезпечує замикання і розмикання зварювального ланцюга. Харчування установки здійснюється від джерела струму напругою 12 або 24 В. Послідовно з ним включений дросель низької частоти 9, який покликаний стабілізувати величину зварювального струму. Реостат 8 служить для регулювання сили струму в ланцюзі. В зону наплавлення за допомогою насоса 1 з бака 2 подається охолоджуюча рідина.

Сутність  процесу вибродугового наплавлення полягає в періодичному замиканні і розмиканні знаходяться під струмом електродного дроту і поверхні деталі. Кожен цикл вібрації дроту включає в себе чотири послідовно протікають процеси: коротке замикання, відрив електрода від деталі, електричний розряд і холостий хід. При відриві електрода від деталі на її поверхні залишається частинка приварившегося металу.

Як джерело струму при вибродуговому наплавленні застосовують низьковольтні генератори типу АНД 500/250, АНД 1000/500, а так же випрямлячі ВСГ-ЗА, ВСА-600 / / 300, ВАСС-15/600 та ін.

Великий вплив на якість наплавлення деталей надає конструкція наплавочної головки. В даний час в авторемонтному виробництві застосовують наплавочні головки УАНЖ-5, УАНЖ-6, ВДГ-5 з електромагнітним вібратором і головки ОКС-1252А (ГМВК-2), КУМА-5М з механічним вібратором.

Вибродугове наплавлення застосовують при відновленні зношених поверхонь дуже широкої номенклатури деталей. Її використовують при відновленні деталей зі сталі, ковкого і сірого чавуну, при нарощуванні зношених зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь, а також різьбових поверхонь н шліц. Наплавлення виробляють з охолодженням струменем рідини (5%-вий розчин кальцинованої соди), без охолодження і в середовищі вуглекислого газу.

Наплавлення в середовищі охолоджуючої рідини отримала найбільш широке застосування при відновленні  деталей з високою твердістю. При одному і тому ж матеріалі  дроту можна отримати різні структури  наплавленого металу в залежності від  кількості рідини і способу її підвода. При підводі рідини безпосередньо  в зону наплавлення підвищуються твердість наплавленого металу і  його зносостійкість, але знижується втомна міцність на 30. .. 40%. Зниження втомної  міцності буде менш значним, якщо охолодження наплавленого металу виробдить на деякому віддаленні від зони наплавлення, але при цьому знижуються твердість і зносостійкість металу. Витрата рідини зазвичай приймають не більше 0,5 л / хв.

Вибір електродного дроту залежить від твердості, яку  необхідно одержати в наплавленого металу. При відновленні сталевих деталей з твердістю НКР 50. .. 55 слід застосовувати дріт Нп-65 і Нп-80. Якщо потрібно отримати твердість наплавленого металу НКР 35 .. .40, То наплавлення слід виробляти дротом Нп-ЗОХГСА, а при твердості НВ

180 .. .240 Можна  застосовувати проволоку св. 08.

Для деталей, що працюють в умовах знакозмінних навантажень, можна застосовувати  ті ж марки електродного дроту, але  наплавлення слід проводити в  середовищі вуглекислого газу або атмосфері  повітря. Однак при цьому твердість  наплавленого металу буде не вище НВ 160 ... 450.

Режим вибродугового наплавлення описується електричними й механічними параметрами, правильне призначення яких визначає якість отриманих металопокриттів.

До електричним  параметрам ре ¬ жиму відносяться  полярність струму, напруга і сила зварювального струму, індуктивність  зварювальної ланцюга. Вибродугову наплавку виробляють при струмі зворотної полярності при напрузі холостого ходу 12 ... 24 В. Оптимальним напругою джерела струму є 18. .. 20 В. Сила зварювального струму залежить від діаметра електродного дроту і швидкості її подачі. При діаметрі дроту 1,6. .. 2 мм і зміну швидкості подачі дроту в межах 1,0. .. 3,5 м / хв сила струму змінюється від 100 до 200 А. Індуктивність зварювального ланцюга зазвичай приймають такою, що відповідає включенню 6. .. 8 витків дроселя РСТЕ-34.

До механічних параметрах режиму вибродугового наплавлення відносяться: швидкість наплавлення, швидкість подачі дроту, крок наплавки, амплітуда вібрації електроду, виліт електрода.

Дуже  важливим механічним параметром режиму є швидкість наплавлення, від  якої залежать продуктивність процесу  і товщина шару наплавленого металу. Найбільшу швидкість наплавлення  визначають з дослідної залежності

 

де - швидкість подачі електродного дроту, м / мии.

Швидкість подачі дроту може змінюватися в  межах 0,5 ... ... 3,5 м / хв.

Крок  наплавки залежить від діаметру дроту і зазвичай змінюється в межах 2,5 .. .3,5 Мм при діаметрі дроту 1,6. .. 2 мм. Амплітуда вібрації електроду А = (1,2 ... 1,3) е. мм. Виліт електрода = (5 ... 8) мм. Товщина наплав ¬ ленного шару металу при зазначених параметрах режиму може бути отримана в межах 0,8 ... 3,5 мм.

Оцінюючи автоматичну вибродугову наплавку як спосіб відновлення зношених поверхонь деталей, можна відзначити наступні її переваги: ​​невеликий нагрів деталей, не робить вплив на їх термообробку; невелика зона термічного впливу; досить висока продуктивність процесу, яка за площею покриття складає 8 ... 10 см2/мін.

До числа  недоліків слід віднести зниження втомної  міцності деталей після наплавлення  на 30 ... 40%.

 

6. Розробка  плану операцій технологічного  процесу відновлення деталей

 

 

Усунення  Дефекту 5 Пошкодження різьби під  гайку цапфи

Даний дефект усуваємо вібродуговою наплавкою з послідуючою механічною обробкою та нарізанням різьби номінального розміру.

Операція 005 Токарна, код 4110

Перехід 1 Проточити пошкоджену різьбову шийку вала з ø24,0 мм до ø22,0 мм, на l=34,0 мм

Операція 010 Наплавочна, код 9300