Проект участка восстановительного ремонта коленчатого вала автомобиля ЗиЛ 4333

Задание

Разработать курсовой проект восстановительного ремонта коленчатого вала ЗИЛ 4333, составить пояснительную записку, и графическую часть.

Введение

ремонт коленчатый вал автомобиль

Автомобильный транспорт России представляет собой наиболее гибкий и массовый вид транспорта. У него ряд важных отличий от других транспортных отраслей. Начнем с того, что основная часть автомобильного парка страны эксплуатируется в нетранспортных организациях. При этом сеть автомобильных дорог наряду с парком коммерческих автомобилей используется также автомобилями, находящимися в личном пользовании граждан. Стало быть, проблемы развития автомобильного транспорта носят комплексный характер.

Ежедневно автотранспортом перевозится около 17 млн. тонн грузов.

В автомобильном транспорте сконцентрировано свыше 97% от всех лицензируемых субъектов транспортной деятельности. В сфере коммерческих и некоммерческих автомобильных перевозок сейчас занято порядка полумиллиона хозяйствующих субъектов. Их деятельность проходит в условиях достаточно высокой внутриотраслевой и межвидовой конкуренции.

Также всему это парку автомобилей требуется большое количество авторемонтных предприятий, для поддержания работоспособного состояния парка, повышения экономичности ремонта, и затрат на обслуживание автотранспорта. Для восстановления трудоспособности изношенных деталей требуется в 5-8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей. 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.

Основа повышения качества - применение передовых технологий восстановления деталей. При восстановлении коленчатых валов двигателей возникает необходимость изыскания новых, более прогрессивных способов восстановления, которые смогли бы повысить ресурс деталей при сравнительно низких затратах. В проекте сделан глубокий анализ различных способов восстановления упрочнения поверхностным пластическим деформированием коленчатых валов.

1.1     Исходные данные

Описание назначения, устройства и условий работы коленчатого вала автомобиля ЗИЛ - 4333

Воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который затем через маховик передается агрегатам трансмиссии. В двигателе ЗиЛ-4333 коленчатый вал стальной. Коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек, щек и противовесов. На переднем конце вала двигателей ЗМЗ-53-12 и ЗИЛ-4333 имеется углубление для шпонки распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также нарезное отверстие для крепления храповика; задняя часть вала выполнена в виде фланца, к которому болтами прикреплен маховик. В углублении задней торцовой части коленчатого вала расположен подшипник ведущего вала коробки передач. Количество и расположение шатунных шеек коленчатого вала зависит от числа цилиндров. В V-образном двигателе количество шатунных шеек в два раза меньше числа цилиндров, так как на одну шатунную шейку вала установлено по два шатуна - один левого и другой правого рядов цилиндров. Шатунные шейки коленчатого вала многоцилиндровых двигателей выполнены в разных плоскостях, что необходимо для равномерного чередования рабочих тактов в разных цилиндрах. В восьмицилиндровых V-образных двигателях коленчатые валы имеют по четыре шатунные шейки, расположенные под углом в 90°.

В двигателе число коренных шеек коленчатого вала на одну больше, чем шатунных, т. е. каждая шатунная шейка с двух сторон имеет коренную. Такой коленчатый вал называют полноопорным. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединены между собой щеками. Для уменьшения центробежных сил, создаваемых кривошипами, на коленчатом валу выполнены противовесы, а шатунные шейки сделаны полыми. Для повышения твердости и увеличения срока службы поверхность коренных и шатунных шеек стальных валов закаливают нагревом токами высокой частоты.

Коренные и шатунные шейки вала соединены каналами (сверлениями) в щеках вала. Эти каналы предназначены для подвода масла от коренных подшипников к шатунным. В каждой шатунной шейке вала имеется полость, которая выполняет роль грязеуловителя. Сюда поступает масло от коренных шеек. При вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенке грязеуловителя, а к шатунным шейкам поступает очищенное масло. Очистка грязеуловителей осуществляется через завернутые в их торцах резьбовые пробки только при разборке двигателя. Перемещение вала в продольном направлении ограничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, которые расположены по обе стороны первого коренного подшипника или четырьмя сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в выточке задней коренной опоры. В местах выхода коленчатого вала из картера двигателя имеются сальники и уплотнители, предотвращающие утечку масла. На переднем конце вала установлен резиновый самоподжимный сальник, а на заднем конце выполнена маслосгонная резьба или маслоотражательный буртик.

В заднем коренном подшипнике сделаны маслоуловительные каналы, в которые сбрасывается масло с маслосгонной резьбы или маслоотражательного буртика и установлен сальник, состоящий из двух кусков асбестового шнура. Шатунные и коренные подшипники. В работающем двигателе нагрузки на шатунные и коренные шейки коленчатого вала очень велики. Для уменьшения трения коренные шейки, как и шатунные, расположены в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде вкладышей, аналогичных шатунным. Вкладыши каждого коренного или шатунного подшипника состоят из двух половинок, устанавливаемых в нижней разъемной головке шатуна и в гнезде блока и крышке коренного подшипника. От провертывания вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз шатунного или коренного подшипника. Крышки коренных подшипников закреплены при помощи болтов и гаек, которые для предотвращения от самоотвертывания зашплинтованы проволокой либо застопорены замковыми пластинами.

Маховик уменьшает неравномерность работы двигателя, выводит поршни из мертвых точек, облегчает пуск двигателя и способствует плавному троганию автомобиля с места. Маховик изготовлен в виде массивного чугунного диска и прикреплен к фланцу коленчатого вала болтами с гайками. При изготовлении маховик сбалансируется вместе с коленчатым валом.

Рисунок 1 Коленчатый вал ЗИЛ 4333

На рисунке 1 приведен полно опорный коленчатый вал двигателя автомобиля ЗИЛ-4333. Коленчатый вал этого двигателя выполнен по крестообразной схеме (если смотреть с торца вала). Первая и четвертая шатунные шейки коленчатого вала направлены в разные стороны и лежат в одной плоскости. Вторая и третья шейки направлены в разные стороны, лежат в одной плоскости, но перпендикулярной первой. Перекрытие шеек составляет 22мм (перекрытие шеек применяется для повышения жесткости и надежности коленчатого вала). Диаметр шатунной шейки 65,5 мм, а коренной 74 мм. Данный коленчатый вал состоит из следующих частей: коренные 7 и шатунные 3 шейки, щеки 8, противовесы 4, передний конец 1 и задний конец (хвостовик) с маслоотражателем 5, маслосгонной резьбой и фланцем 6 для крепления маховика 9.

Таблица№1 Дефектная карта

2. Расчётно-технологическая часть

.1 Обоснование размера производственной партии

Величина (х) производственной партии деталей определяеться ориентировочно по формуле:

 , (2.1)

 (2.2)

Где N= 8000 - производственная программа изделий в год;

n=1 -число деталей в изделии;=5 -необходимый запас деталей в днях для обеспечения непрерывности сборки;

Фдн = 253 -число рабочих дней в году

.2 Выбор рационального способа восстановления детали

Для выбора способов устранения возможных дефектов коленчатого вала автомобиля ЗИЛ - 4333 проанализируем различные способы восстановления деталей и остановимся на тех способах, которые являются наиболее приемлемы по следующим основаниям:

) по технико - экономическим показателям. К ним относятся: удельный расход материала. Удельная трудоёмкость наращивания, подготовительно - заключительная обработка, коэффициенты производительности процесса, удельная себестоимость восстановления, показатель технико - экономической оценки, удельная энергоемкость.

) по показателям физико - механический свойств. К ним относятся коэффициенты: износостойкости, выносливости, долговечности, сцепляемости, микротвердость.

Технические и технологические возможности различных способов восстановления коленчатых валов автомобиля ЗИЛ - 4333 и рекомендуемая область их применения приведены в характеристике способов восстановления деталей автомобилей.

Проанализировав вышеуказанную характеристику приходим к следующему заключению, что наиболее приемлемым способом восстановления для нашего коленчатого вала является наплавка под слоем флюса.

Основанием для выбора данного способа восстановления послужили следующие показатели:

) вид основного материала изношенной детали:

стал 45, HRC 52…62;

) вид поверхности восстановления:

наружное цилиндрическое;

) материал покрытия:

железнение;

) минимально допустимый размер диаметра восстанавливаемой поверхности:

наружный 44…45

внутренний 250 мм

) обеспечиваемая толщина:

минимальная 1,5…20

максимальная 3…4

) сопряжения и посадки восстанавливаемой поверхности:

подвижные и не подвижны.

) виды нагрузки на восстанавливаемою поверхность:

детали, работающие в условиях граничной смазки и больших нагрузок

) виды нагрузок на восстанавливаемою поверхность:

все виды нагрузок.

Таблица 2 Выбор рационального способа восстановления детали

2.3 Последовательность операций технологического процесса

Разработку технологического процесса восстановления коленчатого вала двигателя автомобиля ЗИЛ - 4333 необходимо начать с выбора восстановления технологической базы для обработки. При это необходимо выполнять следующие общее требования:

) поверхность, являющиеся базовыми, обрабатываются в первую очередь;

) поверхность, связанные с точностью взаимного расположения обрабатываются с одной установки;

) в качестве технологических баз использовать те же поверхности, что и при изготовлении;

) стремится соблюдать требования постоянства баз при обработке всех или большинства поверхностей детали;

) при выборе основных технологических баз необходимо использовать рабочие поверхности детали;

) при выборе вспомогательных технологических баз выбирают неизношенные детали.

Базовые поверхности следует выбирать с таким расчётом, чтобы при установке и замене деталь не смещалась с приданного местоположения и не деформировалась под воздействием сил резания и усилий закрепления. При выборе баз необходимо учитывать:

по возможности выбирать те базы, которые использовались при изготовлении детали;

базы должны иметь минимальный износ;

базы должны быть жестко связаны точными размерами с основными поверхностями детали, влияющими на работу в сборочной единице.

2.4 Расчёт припусков на механическую обработку

После назначения последовательности операций и выбора базовых поверхностей необходимо сделать расчет припусков на обработку. Определение припусков необходимо для дальнейшего расчета режимов резания. Правильно выбранные операционных припусков влияют на качество обработки и себестоимости ремонта деталей.

Ориентировочные значения припусков при разных видах обработки (мм): (на сторону)

точение черновое 0,2-2,0

чистовое 0,1-0,2

шлифование черновое 0,1-0,2

чистовое 0,01-0,06

- наплавка  0,6

хонингование 0,01-0,015

. Определить припуск на обработку отверстия под подшипник.

Номинальный диаметр

Диаметр изношенного отверстия

Перед напылением деталь шлифуют для придания отверстию правильную геометрическую форму.

С учетом точения максимальный диаметр отверстия составит:

 (2.3)

(мм);

где- припуск на чистовую обработку точением.

Минимальный диаметр отверстия после наплавки должен быть:

 (2.4)

(мм),

где- припуск на обработку при запрессовке;

- припуск на черновое шлифование;

- припуск на чистовое шлифование;

 (мм) (2.5)

.5 Выбор оборудования, режущего и измерительного инструмента

При выборе оборудования для каждой технологической операции необходимо учитывать назначение обработки, габаритные размеры деталей размер партии обрабатываемых деталей, расположение обрабатываемых поверхностей, требования к точности и качеству обрабатываемых поверхностей.

Для обработки деталей, восстанавливаемых наплавкой под слоем флюса, чаще всего применяют абразивную обработку, на станке для перешлифовки шеек коленчатых валов модели 3Д4230.

Для проверки и правки используется универсальное приспособление. Изгиб правится на гидравлическом прессе PH 2500 до устранения дефекта. Для контроля используют станок для определения радиального биения.

Для шлифование шеек используют круглошлифовальные станки 3А432 с шлифовальными кругами 15А40ПСТ1Х8К. Размеры контролируются микрометром с ценой деления 10 мкм.

Таблица №4 План технологической операции по восстановлению отверстия под подшипник

Таблица № 5 Краткая характеристика токарно-винторезного станка модели 163

.6 Расчёт режимов обработки и норм времени

В курсовом проекте необходимо определить нормы времени на три разноименные операции.

Норма времени () определяется по формуле:

 (мин) (2.5)

где - основное (машинное) время (время, в течение которого происходит изменение формы и размеров детали), определяется расчетом;

 - вспомогательное время (учитывает время на установку, выверку и снятие детали, поворот детали, измерение и т.д.), определяется по таблицам. [8.189].

 - дополнительное время (время на обслуживание рабочего места, перерыв на отдых и т.д.) определяется в пределах (6,5-7,2%) от оперативного времени

¸7,2) (6,5¸7,2) (мин), (2.6)

где - подготовительно-заключительное время (время на получение задания, ознакомление с чертежом, доставку детали, наладку инструмента и т.д.), определяется по таблицам.

x - количество деталей в партии.

Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время ();

 (мин.) (2.7)

Сумма основного, вспомогательного и дополнительного времени составляет штучное время

(мин.) (2.8)

Тогда  (мин). (2.9)

2.6.1 Определение основного времени для работ, наиболее часто встречающихся при восстановлении деталей:

Для токарных и сверлильных работ:

 (мин),

где - длинна рабочего хода резца (сверла), (мм);

i - число проходов;

n - частота вращения детали (сверла), (об/мин.);

S - подача инструмента за один оборот детали, (мм/об.).

Тогда

 (мин)

=2,24(мин), - вспомогательное время (учитывает время на установку, выверку и снятие детали, поворот детали, измерение и т.д.), определяется по таблицам. [8.189];

 (мин),

Тогда

 (мин)

Отсюда  (мин)

Тогда  (мин)

Отсюда  (мин)

Тогда  (мин).

2.6.2 Примеры ресчета режимов обработки и норм времени.

Диаметры:  (мм), (мм).

Материал: сталь45 твердость 52 - 62

Оборудование: Токарно-винторезный станок модели 163

1.Расчет припусков (H) на обработку:

 (мм), отсюда

 (мм)

.Подача (мм/об); (3.66)

.Рекомендуемая скорость резания по (3.тб.11):

= 17(м/мин).

Корректируем скорость резания с учетом условий обработки:

 (м/мин),

где =1,67 - коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала (3.тб.12);

=1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки [3.тб.14];

=1,7 - коэффициент, учитывающий вид материала режущей части инструмента [3.тб.15];

=1 - коэффициент, учитывающий вид обработки [3.тб.16],

тогда (м/мин).

.Определим частоту вращения шпинделя станка:

 ,

Тогда  (об/мин)

Принимаем частоту вращения шпинделя, n=300 (об/мин) - по паспорту станка.

1.  Расчет режимов обработки

 (мм)

где y=12 (мм) [3.тб.64],=15 (мм) - длина

тогда (мм)

.Расчет основного времени:

, тогда

 (мин).

7.Расчет вспомогательного времени:

 (мин)

Где = 0,50 (мин) - время на установку и снятие детали, [3.тб.42];

=0,7 (мин) - время связанное с переходом, [3.44];

Тогда  (мин)

8.            Расчет дополнительного времени:

 (мин)

Где К = 8% [3.141], дополнительное время в процентном отношении к оперативному времени,

Тогда  (мин)

9.            Расчет штучного времени:

, тогда

 (мин)

Принимаем =1.4 (мин)

2.7 Расчет трудоемкости работ на участке

Годовой объем работ - это суммарная трудоемкость выполнения годовой производственной программы

(мин)

где - трудоемкость восстановительного ремонта i-го дефекта, определяемая как сумма норм времени на каждую операцию восстановительного ремонта (мин);

N - годовая производительная программа (шт);

Тогда (мин)=3507(час),

.8 Расчет количества производственных рабочих

 (чел)

Где - годовой фонд времени штатного рабочего (час.);

 (час.)

- количество рабочих дней в году;

- число дней отпуска, установленного для данной профессии [1.173];

= 3 (дня) - число дней невыхода на работу по уважительным причинам;

=8 (час.) - продолжительность смены при пятидневной рабочей неделе.

 (час.), тогда

.9 Расчет количества основного оборудования (Хоб)

,

Где  (час.)- фонд времени работы оборудования.

Тогда (час).

Из общего числа оборудования:

.10 Расчет площади и планирование участка с расстановкой оборудования

Площадь производственного участка определяется суммарной площадью занятой оборудованием - (м2), и коэффициентом плотности расстановки оборудования - [2.459].

 (м2) ,

 (м2)

.11 Общая характеристика участка

Общая характеристика участка:

назначение (восстановление);

вид выполняемых работ (слесарные, станочные);

тип производства (серийный);

- сменность работы 1 смена;

численность рабочих: 2 (чел)

производственная площадь: 72(м2)

Рабочие места:2

.12 Охрана труда и окружающей среды

.12.1 Расчет естественного и искусственного освещения

Световая площадь оконных проемов участка:

 ();

где - площадь участка (м2);

- световой коэффициент [1.204];

Тогда  (м2)

Общая световая мощность ламп:

 (Вт),

где Q - продолжительность работы электрического освещения в течение года, (Q=2100час);

R - норма расхода электроэнергии, принимают равной 15-20 (Вт/м2×час);

- площадь участка (м2);

Тогда  (вт)

.12.2 Расчет вентиляции

В зависимости от характера производственного процесса выбирают вид вентиляции, которая может быть общеобменной или местной.

Исходя из объема помещения и кратности обмена воздуха согласно [1.204] определяется производительность вентилятора.

 (м3/час);

где V - объем участка (м3);

V=72x2.8=201.6 (м3)

k - кратность обмена воздуха (1/час);

к=5 (1/час);

тогда  (м3/час)

.12.3 Техника безопасности, производственная гигиена и санитария

Оборудование, инструмент и приспособления должны в течение всего срока службы соответствовать требованиям безопасности и правильности контроля измерения по ГОСТ 12.2.003-74 и ГОСТ 12.2.027-80.

Оборудование устанавливают на фундаменты и крепят болтами. Опасные места ограждают. Все пульты управления заземляют и зануляют. Пуск нового оборудования производят только после приема его комиссией с участием работников службы охраны труда.

Стационарные, переносные станки и стенды (сверлильная машина) должны приводиться в действие и обслуживаться только теми лицами, за которыми они закреплены. Приводить в действие станки и работать на них другим лицам не допускается.

Ремонт указанных станков и стендов должен выполняться специально назначенными лицами. Электрический инструмент должен быть надежно заземлен и поддерживаться в исправном состоянии. Пользоваться инструментом не по его назначению запрещается.

Запрещается:

• отвлекаться от выполнения прямых обязанностей;

• выходить из помещения при работающем оборудовании;

• передавать управление станком лицам, не имеющим на это разрешение.

При прекращении подачи электроэнергии рабочий должен отключить станок от сети.

По окончании работ рабочий обязан:

выключить станок и произвести его уборку;

сделать необходимые записи в журнале приема и сдачи смены.

Электробезопасность

Опасность поражения электрическим током специфично, поскольку напряжение не может быть обнаружено на расстоянии без специальных приборов.

К способам защиты от поражения электрическим током относят: заземление, зануление, маленькое напряжение, разделение сетей, защитное отключение (автоматическое) и т.п.

Пожарная безопасность

Причинами возникновения пожаров и возгораний может быть: неосторожное обращение с огнем и инструментом, неисправность отопительных приборов, проводки, оборудования.

Для обеспечения пожара безопасности запрещается :

• Загромождать ворота, проходы, проезды к местам расположения пожарного инвентаря и оборудования.

• Пользоваться открытым огнем, курить.

• Держать в цех

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были углублены и закреплены знания по дисциплине. Был выполнен расчёт для определённого задания и получены практические знания по проектированию процесса восстановления детали автомобиля. В соответствии с заданием на курсовую работу разработан технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗИЛ 4333 и выбрано необходимое техническое оборудование, а также рассчитаны режимы и нормы времени на механическую обработку.