Тема: Ремонт карданного вала автомобиля ГАЗ 32217

  • Вид работы:
    Диплом
  • Предмет:
    Транспорт, грузоперевозки
  • Язык:
    Русский
  • Формат файла:
    MS Word
  • Размер файла:
    188,50 kb
Ремонт карданного вала автомобиля ГАЗ 32217
Ремонт карданного вала автомобиля ГАЗ 32217
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

ВВЕДЕНИЕ

Постоянная необеспеченность ремонтного производства запасными частями является серьезным фактором снижения технической готовности автомобильного парка. Расширение же производства новых запасных частей связано с увеличением материальных и трудовых затрат. Вместе с тем около 75% деталей, выбраковываемых при первом капитальном ремонте автомобилей, являются ремонтопригодными либо могут быть использованы вообще без восстановления. Поэтому целесообразной альтернативой расширению производства запасных частей является вторичное использование изношенных деталей, восстанавливаемых в процессе ремонта автомобилей и его агрегатов.

Из ремонтной практики известно, что большинство выбракованных по износу деталей теряют не более 1 - 2% исходной массы. При этом прочность деталей практически сохраняется. Например, 95% деталей двигателей внутреннего сгорания выбраковывают при износах, не превышающих 0,3 мм, и большинство из них могут быть вторично использованы после восстановления.

С позиции материалоемкости воспроизводства машин экономическая целесообразность ремонта обусловлена возможностью повторного использования большинства деталей как годных, так и предельно изношенных после восстановления. Это позволяет осуществлять ремонт в более короткие сроки с меньшими затратами металла и других материалов по сравнению с затратами при изготовлении новых машин.

Высокое качество отремонтированных автомобилей и агрегатов предъявляет повышенные требования к ресурсу восстановленных деталей. Известно, что в автомобилях и агрегатах после капитального ремонта детали работают, как правило, в значительно худших условиях, чем в новых, что связано с изменением базисных размеров, смещением осей в корпусных деталях, изменением условий подачи смазки и пр. В этой связи технологии восстановления деталей должны базироваться на таких способах нанесения покрытий и последующей обработки, которые позволили бы не только сохранить, но и увеличить ресурс отремонтированных деталей. Например, при восстановлении деталей хромированием, плазменным и детонационным напылением, индукционной и лазерной наплавкой, контактной приваркой металлического слоя износостойкость их значительно выше, чем новых.

Восстановление автомобильных деталей стало одним из важнейших показателей хозяйственной деятельности крупных ремонтных, специализированных малых предприятий и кооперативов. Создана фактически новая отрасль производства - восстановление изношенных деталей. По ряду наименований важнейших наиболее металлоемких и дорогостоящих деталей вторичное потребление восстановленных деталей значительно больше, чем потребление новых запасных частей. Так, например, восстановленных блоков двигателей используется в 2,5 раза больше, чем получаемых новых, коленчатых валов - в 1,9 раза, картеров коробок передач - в 2,1 раза больше, чем новых. Себестоимость восстановления для большинства восстанавливаемых деталей не превышает 75% стоимости новых, а расход материалов в 15 - 20 раз ниже, чем на их изготовление. Высокая экономическая эффективность предприятий, специализирующихся на восстановлении автомобильных деталей, обеспечивает им конкурентоспособность в условиях рыночного производства.

За рубежом также уделяют большое внимание вопросам технологии и организации восстановления деталей. В высокоразвитых странах - США, Англии, Японии, ФРГ - ремонт в основном осуществляется на предприятиях изготовителях автомобилей. Восстанавливают дорогостоящие, металлоемкие, массовые автомобильные детали - коленчатые и распределительные валы, гильзы цилиндров, блоки и головки блоков, шатуны, тормозные барабаны и пр. Ремонтной базой являются моторо- и агрегаторемонтные предприятия фирм-изготовителей новых машин, самостоятельные фирмы-посредники. Например, в США восстановлением деталей занято около 800 фирм и компаний. К ним относятся как специализированные фирмы, так и фирмы, производящие комплектующие изделия для автомобилестроительных предприятий, в общем объеме продукции которых 10 - 40% приходится на выпуск восстановленных деталей. Ремонтным фондом служат детали со списанных автомобилей, которые поставляют фирмы-производители или фирмы, специализирующиеся на переработке негодных автомобилей. В США удовлетворение потребности автотранспортных средств в запасных частях обеспечивается на 25 % в результате восстановленния деталей.

1. АНАЛИЗ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ АВТОМОБИЛЯ ГАЗ - 32217

Карданные передачи применяются в трансмиссиях автомобилей для силовой связи механизмов, валы которых не соосны или расположены под углом, причем взаимное положение их может меняться в процессе движения. Карданные передачи могут иметь один или несколько карданных шарниров, соединенных карданными валами, и промежуточные опоры. Карданные передачи применяют также для привода вспомогательных механизмов, например, лебедки. В ряде случаев связь рулевого колеса с рулевым механизмом осуществляется при помощи карданной передачи.

К карданным передачам предъявляют следующие требования:

* - передача крутящего момента без создания дополнительных нагрузок в трансмиссии (изгибающих, скручивающих, вибрационных, осевых);

* - возможность передачи крутящего момента с обеспечением равенства угловых скоростей ведущего и ведомого валов независимо от угла между соединяемыми валами;

* - высокий КПД;

* - бесшумность;

* - обеспечение минимальных размеров и массы;

* - простота устройства и обслуживания;

* - технологичность;

* - ремонтопригодность;

*- низкий уровень шума.

На автомобиле ГАЗ -32217 применяется карданная передача открытого типа, одновальная с двумя карданными шарнирами.

1.1 Устройство и работа карданной передачи

Карданная передача (рис.1.1.) состоит из вала, фланца, скользящей вилки и двух карданных шарниров.

Карданный вал 5 представляет собой тонкостенную трубу с внутренним диаметром 71мм и толщиной стенки 1мм, в концы которой запрессованы и приварены две вилки. В ушках вилок имеются соосные отверстия под подшипники.

К заднему концу карданного вала через шарнир присоединяется фланец 7 с двумя ушками, центровочным пояском, который четырьмя болтами крепится через картонную прокладку к фланцу ведущей шестерни заднего моста. Наличие картонной прокладки предотвращает выброс масла в случае подтекания его из картера заднего моста, по шлицам фланца ведущей шестерни.

К переднему концу карданного вала через шарнир присоединяется скользящая вилка 4 с шлицевым отверстием в хвостовике, закрытым завальцованой заглушкой и грязеотражателем 3. Хвостовик вставляется в сальники и втулку заднего картера коробки передач. При перемещениях заднего моста хвостовик скользящей вилки перемещается по шлицам вторичного вала и втулке заднего картера.

Рис. 1.1 Карданная передача

. Задний картер коробки передач. 2. Вторичный вал коробки передач. 3. Грязеотражатель скользящей вилки. 4.Скользящая вилка. 5.Карданный вал. 6.Балансировочная пластина. 7.Фланец карданного вала. 8.Фланец ведущей шестерни заднего моста. 9. Грязеотражатель. 10. Манжета. 11. Обойма манжеты. 12. Стонорное кольцо. 13. Корпус игольчатого подшипника. 14. Крестовина. 15. Пресс-масленка. 16. 3ащитный колпак масленки

Карданный шарнир представляет собой крестовину 14, цапфы которой распологаются в игольчатых подшипниках, установленных в ушках вилок. В крестовину 14 ввернута закрываемая резиновым защитным колпачком пресс масленка 15, через которую по имеющимся в крестовине сверлениям и канавкам на цапфах производится смазка игольчатых подшипников и торцев цапф.

Корпуса 13 игольчатых подшипников фиксируются в ушках стопорными кольцами 12, которые при вставленной крестовине плотно прилегают к внутренней точно обработанной поверхности ушков. Поскольку зазор между торцами крестовины и донышками корпусов крайне мал (0,03 мм макс.), крестовина не может перемещаться вдоль подшипников и точно центрируется относительно вилок. В корпусе расположены 20 игл толщиной 2 мм (размерность 0,003 мм не более) и запрессованная штампованная обойма 11 манжеты, являющаяся также иглодержателем, предотвращающим перемещение игл и их контакт с торцем резиновой манжеты.

Диаметр иголок подшипника и отверстия для них в корпусе подобраны так, чтобы иглы после установки образовывали свод и не выпадали в радиальном направлении.

Для предотвращения вытекания смазки из подшипника установлена резиновая манжета 10с пружиной. Особенностью конструкции является то, что кромка манжеты расположена не на удержание смазки как это обычно принято, а наоборот, что позволяет маслу при смазке шарнира выходить из-под кромки при создании больших давлений и обойтись без применения предохранительного клапана (рис. 1.2.).

Рис. 1.2 Схема смазки карданного шарнира

1. Манжета.2. 0бойми манжеты. 3. Игольчатый подшипник. 4. Крестовина. 5. Маслянные каналы 6. А - Фаска манжеты

Усилие пружинки, поджимающей кромку манжеты, подобрано таким, что обеспечивает выход воздуха и излишков смазки при ее нагнетании и повышении давления, а также под действием центробежных сил, но сохраняет в подшипнике необходимое для нормальной работы количество смазки.

Для защиты манжеты от попадания воды, грязи и пыли служит напрессованный на крестовину грязеотражатель 6, к которому прижимается торец манжеты.

1.2 Эксплуатация и техническое обслуживание карданной передачи

В процесс эксплуатации следует по мере надобности производить подтяжку гаек болтов крепления фланца карданного вала к фланцу ведущей шестерни заднего моста моментом 27 - 30 Нм (2,7-3,0 кгсм).

Через 20тыс. км пробега (при езде по грязным дорогам через 10тыс. км) производить смазку карданной передачи, добиваясь выхода смазки из-под манжет крестовины.

Смазку карданной передачи производить маслом ТАД-17И или «Омскойл» - СуперТ.

Категорически запрещается применять солидол или другие консистентные смазки, так как они не поступают к иголкам подшипников во время работы, затвердевают в каналах крестовины, препятствуя в последующем проходу жидкой смазки.

1.3 Анализ конструкции карданной передачи

Развитие конструкций карданных шарниров неравных угловых скоростей связано с непрерывным улучшением их эксплуатационных свойств: надежности, возможности передачи вращения при повышенном угле между валами, повышения КПД.

Требование обеспечения высокого КПД карданного шарнира связано с необходимостью увеличения его износостойкости, а следовательно, и долговечности.

Применяемые в современных автомобилях карданные шарниры неравных угловых скоростей на игольчатых подшипниках удовлетворяют поставленным требованиям при условии, если шарнир имеет рациональную конструкцию, технология производства строго соблюдается, а игольчатые подшипники надежно смазываются.

КПД карданного шарнира зависит от угла у между соединяемыми валами. С увеличением угла у КПД резко снижается. В некоторых автомобилях для уменьшения этого угла двигатель располагают с наклоном 2...3°. Иногда для той же цели задний мост устанавливают так, что ведущий вал главной передачи получает небольшой наклон. Однако уменьшать угол между валами до нуля недопустимо, так как это может привести к быстрому выходу шарнира из строя вследствие бринеллирующего воздействия игл подшипников на поверхности, с которыми они соприкасаются.

Бринеллирующее воздействие игл увеличивается при большом суммарном межигловом зазоре, когда иглы подшипника перекашиваются и создают высокое давление на шип крестовины. Суммарный межигловой зазор в карданных шарнирах различных автомобилей колеблется в широких пределах (0,1...1,5 мм). Считается, что суммарный межигловой зазор должен быть меньше половины диаметра иглы подшипника. В большинстве карданных шарниров легковых и грузовых автомобилей применяют подшипники, диаметр игл которых 2...3 мм (допуск по диаметру не свыше 5 мкм, а по длине - не свыше 0,1 мм). Иглы для подшипника подбираются с одинаковыми размерами по допускам. Перестановка или замена отдельных игл не допускается.

Крестовина карданного шарнира должна строго центрироваться. Это достигается точной фиксацией стаканчиков подшипников при помощи стопорных колец. Наличие зазора между торцами шипов крестовины и днищами стаканчиков недопустимо, так как это приводит к переменному дисбалансу карданного вала при его вращении. В то же время чрезмерная затяжка стаканчиков может вызвать задиры торцов шипов и днища стаканчиков, а также перекос игл.

Надежность карданного шарнира определяется в первую очередь надежностью игольчатых подшипников, их ресурсом. Помимо бринеллирования возможно также усталостное выкрашивание (питтинг) на соприкасающихся с иголками поверхностях, что объясняется высокими контактными напряжениями. В связи с этим шипы крестовины карданного шарнира выполняются из высоколегированной стали, а рабочая поверхность стаканчиков и шипов цементуется.

1.4 Анализ работоспособности карданной передачи

Анализ работоспособности конструкции состоит из количественного анализа параметров, которые определяют надежность конструкции. Анализ карданной передачи должен дать оценку степени синхронизации вращения валов, которые ей соединяются, как обеспечивается отсутствие биения валов и резонансных явлений, а также обеспечение жесткости и надежности карданной передачи данного автомобиля.

1.4.1 Определение синхронности вращения валов

Для карданной передачи с двумя карданными шарнирами и валами, расположенными в одной плоскости (рис. 1.3) принято ведущие вилки шарниров располагать под углом p/2 одну относительно другой.

Для первого шарнира, у которого ведущая вилка лежит в плоскости чертежа, являющейся началом отсчета угла поворота валов, справедливо соотношение углов поворота ведущего и ведомого валов:

tgb = tga /cosg1 или 1/ tgb = cosg1 / tga(1.1)

Для второго шарнира, у которого ведущая вилка повернута на угол p/2 относительно плоскости чертежа,

(л/2 + φ) = tg(л/2 + β) / cosg2 или 1 / tgb = cosg2 / tga(1.2)

Рис. 1.3.Схемы двухшарнирной карданной передачи:

А - плоской; б - пространственной

Приравняв правые части равенств для первого и второго шарниров, получим

cosg1 / tga = cosg2 / tgj(1.3)

откудаa / tgj = cosg2 / cosg1 (1.4)

Следовательно, равенство углов поворота (синхронность вращения ведущего и ведомого валов) карданной передачи с двумя шарнирами, ведущие вилки которых повернуты относительно друг друга на угол л/2, возможно в случае, если

g1 = g2 (1.5)

Для карданной передачи автомобиля ГАЗ - 32217 характерны следующие углы установки g1 = g2 = 3°, значит неравномерность вращения в данном случае не наблюдается, т. е. ведущий и ведомый валы будут вращаться синхронно.

1.4.2 Определение нагрузочных режимов карданной передачи

Если пренебречь потерями в карданном шарнире, то можно считать, что мощности на ведущем и ведомом валах равны:

N1=N2; M1w1=M2w2(1.6)

где M1, M2 - моменты соответственно на ведущем и ведомом валах.

Моменты M1 и M2 включают в себя инерционные моменты, возникающие в результате вращения масс, связанных карданным шарниром.

M2 = M1w1 / w2 = M1 (1 - sin2g cos2a) / cosg(1.7)

Наибольшего значения момент M2 достигает при a = p/2 + pk (k = 0, 1, 2,..,n).

2max = M1 / cosg(1.8)

Наименьшее значение M2 - при a = pk (k = 0, 1, 2, ..., n)

M2min = M1 cosg(1.9)

Из уравнения (1.8) следует, что карданный шарнир передает переменный по величине момент на ведомый вал, т. е. карданный шарнир можно рассматривать в качестве редуктора с переменным передаточным числом.

На рис. 1.4. представлен график, иллюстрирующий увеличение момента на ведомом валу в зависимости от угла γ между валами.

Если принять, что массы, связанные с ведущим и ведомым валами карданной передачи, вращаются равномерно, то дополнительный момент Mдоп., вызванный неравномерностью вращения ведомого вала, будет закручивать карданный вал на угол, соответствующий разности b - a (см. рис 1.3):

Рис. 1.4 График изменения момента на ведомом валу карданного шарнира в зависимости от угла между валами

Mдоп. = M2max - M1= M1 /cosg - M1 = M1 (1 - cosg) / cosg(1.10)

Дополнительный угол закрутки вала

b - a = Mдоп. / свв,(1.11)

где Свв - крутильная жесткость ведомого вала.

Карданная передача является элементом сложной крутильной системы трансмиссии, в которой могут возникнуть крутильные колебания от переодических возмущающих моментов, одним из источников которых может быть карданная передача.

1.4.3 Определение прочности деталей карданной передачи

В карданном шарнире неравных угловых скоростей определяют нагрузки в крестовине и в вилке. Шипы крестовины испытывают напряжения изгиба и смятия, а крестовина - напряжение разрыва. Вилка подвергается изгибу и скручиванию. Как указывалось выше, момент, передаваемый шарниром при наклоне вала, не является постоянным в течение одного оборота, а следовательно, и силы, действующие на детали шарнира, также переменны. Для определения нагрузок будем считать, что шарниром передается максимальный крутящий момент двигателя с включенной первой передачей в коробке перемены передач.

p = Mдвmax · UI(1.12)

где: Mp - расчетный крутящий момент, Нм;двmax - максимальный крутящий момент двигателя, Mдвmax =172,7 Нм;I - передаточное число I-й передачи коробки передач, UI = 4,05.

p = 172,7 · 4,05 = 699,44

Напряжение изгиба шипа крестовины (рис. 1.4.3.1)

(1.13)

Где P - условно сосредоточенная нормальная сила, действующая в середине шипа, Н;

а - плечо силы Р,a =7мм;σ - момент сопротивления сечения шипа, мм3.

Рис. 1.5 Расчетная схема карданного шарнира

Условно сосредоточенная нормальная сила будет равна:

(1.14)

гдеМр - расчетный крутящий момент, Нм;

r - расстояние между серединами игольчатых роликов противоположно расположенных карданных подшипников,

r = 66ммγ - угол установки карданного вала, γ = 3º.

Момент сопротивления сечения шипа определим по формуле:

(1.15)

Где d - диаметр наружной поверхности шипа, d = 16,3мм;0 - диаметр отверстия для смазывания, d0 = 5мм.

Момент сопротивления сечения шипа будет равен:


Значит, условно сосредоточенная нормальная сила будет равна:


Напряжение изгиба шипа крестовины:

,

Оценку напряженного состояния шипа при изгибе производят сопоставлением с допустимым значением [σи] = 200МПа.

σи] > σи

Значит шипы крестовины карданного вала имеют запас прочности при изгибе шипа.

Напряжение среза шипа крестовины

восстановление карданный вал автомобиль

(1.16)

Напряжение среза шипа крестовины будет равно:


Оценку напряженного состояния шипа при срезе шипа производят сопоставлением с допустимым значением [τs] = 80МПа.

[τs] > τs

Значит шипы крестовины карданного вала имеют запас прочности при срезе шипа.

Напряжение изгиба вилки (см. Рис.1.5.) определяется по следующей зависимости:

(1.17)

Где Wσв -момент сопративления изгибу вилки, мм3;

с - плечо силы Р, с = 25мм.

Момент сопративления изгибу вилки:

(1.18)

Где b - ширина опасного сечения, b = 19мм;- длина опасного сечения, h = 46мм.

Момент сопративления изгибу вилки будет равен:


Напряжение изгиба вилки:


Оценку напряженного состояния вилки при изгибе производят сопоставлением с допустимым значением [σи] = 60МПа.

[σи] > σи

Значит вилки карданного вала имеют запас прочности при изгибе.

Напряжение среза вилки (см. Рис.1.4.3.1) определяется по следующей зависимости:

(1.19)

Где Wτ -момент сопративления кручению вилки, мм3;

а - плечо силы Р, а = 7,5мм.

Момент сопративления кручению вилки:

(1.20)

гдеb - ширина опасного сечения, b = 19мм;- длина опасного сечения, h = 46мм;

α - коэффициент, учитывающий форму вилки, для соотношения

коэффициент α = 0,258.

Момент сопративления кручению вилки будет равен:


Из этого следует, что напряжение кручения вилки равно:


Оценку напряженного состояния вилки при кручении производят сопоставлением с допустимым значением [τ к] = 120МПа.

[τ к] > τ к

Значит вилки карданного вала имеют запас прочности при кручении.

Согласно проведенного прочностного расчета можно сделать вывод, что детали карданного вала имеют достаточный запас прочности, который обеспечит максимальный срок службы, при соблюдении всех требований по эксплуатации карданного вала.

1.4.4 Опеделение прочности карданного вала при действии изгибающих и скручивающих нагрузок

Изгибающие нагрузки возникают в результате неуравновешенности карданного вала, и в некоторой степени пары осевых сил, нагружающих крестовины карданного шарнира. В эксплуатации неуравновешенность может появиться не только в результате повреждения карданного вала, но также при износе шлицевого соединения или подшипников карданного шарнира. Неуравновешенность приводит к вибрациям в карданной передаче и возникновению шума.

Следует иметь в виду, что даже хорошо уравновешенный вал в результате естественного прогиба, вызванного собственным весом, при некоторой угловой скорости, называемой критической, теряет устойчивость; его прогиб возрастает настолько, что возможно разрушение вала.

Будем считать карданный вал нагруженной равномерно балкой на двух опорах. Критическая частота вращения (об./мин.):

(1.21)

Где Lв - длина карданного вала, Lв = 181,5см;- наружный диаметр трубы карданного вала, D = 7,3см;- внутренний диаметр трубы карданного вала, D = 7,1см.

Критическая частота вращения будет равна:


Критическая частота вращения должна быть 1,3 раза больше максимально эксплуатационной. Поэтому:

(1.22)

Минимальная допускаемая частота [nкр] = 5850 об/мин. Значит расчетная критическая частота вращения обладает запасом, который может компенсировать износ шлицевого соединения или подшипников, а также незначительные повреждения карданного вала.

Скручивающие нагрузки, которые воспринимает карданный вал, зависят от крутящего момента, передаваемого валом. Кроме того, являясь элементом многомассовой упругой системы трансмиссии, карданный вал участвует в крутильных колебаниях и воспринимает дополнительные скручивающие нагрузки, которые в случае резонанса могут быть значительными, а иногда и разрушающими.

Напряжение кручения карданного вала:

(1.23)

где Wτ - момент сопративления кручению трубы карданного вала, мм3;

(1.24)

Момент сопративления кручению трубы карданного вала равен:


В этом случае напряжение кручения будет равно:


Оценку напряженного состояния карданного вала при кручении произведем сопоставлением с допустимым значением [τ к] = 100МПа.

[τ к] > τ к

При передаче крутящего момента карданный вал закручивается на некоторый угол:

(1.25)

где Lтр - длина трубы карданного вала, Lтр = 1695мм;- модуль упругости при кручении, G = 850ГПа;τ - полярный момент инерции сечения вала, мм4:

(1.26)

Полярный момент инерции сечения вала равен:


Угол закручивания трубы карданного вала:


Полученный расчетный угол закручивания трубы карданного вала сопоставим с допустимым значением

Из полученных расчетных данных следует, что карданный вал, устанавливаемый на автомобиль ГАЗ - 32217, обладает запасом прочности по критической частоте и скручивающим нагрузкам, обеспечивающим установленный срок службы, при условии соблюдения требований по эксплуатации транспортного средства.

2. РАСЧЕТ И ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ И РЕМОНТУ АВТОМОБИЛЯ

В технологическом расчете СТО производственная программа по видам технических воздействий не определяется, а принимается в соответствии с заданной мощностью станции обслуживания.

Для городских СТО производственная программа характеризуется числом комплексно-обслуживаемых автомобилей в год, т.е. количеством автомобилей, которым на станции выполняется весь комплекс работ по поддержанию их в технически исправном состоянии в течение года.

Производственная программа станций технического обслуживания является основным показателем для расчета годовых работ.

Исходные данные для расчета:

Число автомобилей в регионе960Среднегодовой пробег, км22,0 тыс.

2.1 Расчет годового объема работ

Годовой объем работ городских станций технического обслуживания включает ТО и ТР и уборочно-моечные работы.

Годовой объем работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту (человеко-часов):

(2.1)

где NCTO - число автомобилей, находящихся в эксплуатации;г - среднегодовой пробег автомобиля, км;- удельная трудоемкость работ по ТО и ТР, чел-ч/1000 км.

В соответствии с ОНТП-01-91 удельная трудоемкость ТО и ТР, выполняемых на городских СТО, установлена в зависимости от класса автомобилей и типа СТО (числа рабочих постов).

Принимаем удельную трудоемкость ТО и ТР t=2,7 (класс автомобилей средний; число рабочих постов - 5…10).

Тогда:

чел-ч.

Таблица 2.1 Примерное распределение объема работ по видам и месту их выполнения на СТО (по ОНТП-01-91):

Вид работПо видамНа постахНа участкахчел-ч%чел-ч%чел-ч%Диагностические285152851100--ТО в полном объеме142562514256100--Смазочные2280,9642280,9100--Регулировочные по установке углов передних колес285152851100--Ремонт и регулировка тормозов285152851100--Электротехнические285152280,880570,220По приборам системы питания285151995,770855,330Аккумуляторные1140,52114,1101026,490Шиномонтажные28515855,3301995,770Ремонт узлов, систем и агрегатов2369,310285150285150Кузовные и арматурные (жестяницкие, медницкие, сварочные)5702,4104276,8751425,625Окрасочные и противокоррозионные5702,4105702,4100--Обойные570,241285,1250285,1250Слесарно-механические4561,928--4561,9100Итого:57024,0100

2.2 Расчет численности ремонтно-обслуживающего персонала (производственных рабочих)

Технологически необходимое количество рабочих, непосредственно обеспечивающее выполнение годового объема работ по ТО и ТР

чел(2.2)

где Тг - годовой объем работ, чел.-ч;

Фт - годовой фонд времени технологически необходимого рабочего при односменной работе, ч.

Штатное число рабочих:

чел(2.3)

где Фш - годовой фонд времени штатного рабочего, ч.

2.3 Обоснование численности производственных рабочих

В состав работающих входят следующие категории персонала:

*- рабочие;

*- руководители;

*- специалисты;

*- служащие.

Численность основных производственных рабочих принимается на основании расчетов.

Кроме работ по ТО и ТР на СТО выполняются вспомогательные работы, объемы которых составляют 20…30% общего объема работ по ТО и ТР подвижного состава.

Объем вспомогательных работ:

чел.-ч(2.4)

Таблица 2.2

Примерное распределение вспомогательных работ, % (ОНТП-01-91)

Вид работычел-ч%Ремонт и обслуживание технологического оборудования, оснастки и инструмента2851,225Ремонт и обслуживание инженерного оборудования, сетей и коммуникаций2280,9620Перегон автомобилей1140,4810Приемка, хранение и выдача материальных ценностей2280,9620Уборка производственных помещений и территории1710,7215Обслуживание компрессорного оборудования1140,4810ИТОГО:11404,8100

Таблица 2.3 Распределение рабочих по профессиям и квалификации

Категория работниковЧисленностьРазряд1. Основные производственные рабочие3132. Вспомогательные рабочие (по работам):- ремонт и обслуживание технологического оборудования, оснастки и инструмента, компрессорного оборудования14- ремонт и обслуживание инженерного оборудования, сетей и коммуникаций14- перегон автомобилей, приемка, хранение и выдача материальных ценностей1- уборка производственных помещений и территории13. Мастер14. Бухгалтер1ИТОГО:37

3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА И ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕСУРСА

3.1 Дефектация и сортировка деталей

Детали автомобиля после мойки и чистки от загрязнений в соответствии с технологическим процессом подвергаются дефектации, т.е. контролю с целью обнаружения дефектов.

Основные задачи дефектации и сортировки деталей:

* - контроль деталей для определения их технического состояния;

* - сортировка деталей на 3 группы:

* - годные для дальнейшего использования;

* - подлежащие дальнейшему восстановлению;

* - негодные

* - накопление информации о результатах дефектации и сортировки с целью использования ее при совершенствовании технологических процессов и для определения коэффициентов годности, сменности и восстановления деталей;

* - сортировка деталей по маршрутам восстановления.

Работы по дефектации и сортировке деталей оказывают большое влияние на эффективность авторемонтного производства, а также на качество и надежность отремонтированных автомобилей. Поэтому и сортировку деталей следует производить в строгом соответствии с техническими условиями.

Дефектацию деталей производят путем их внешнего осмотра, а также с помощью специального инструмента, приспособлений, приборов и оборудования.

Результаты дефектации и сортировки фиксируют путем маркировки деталей краской. При этом зеленой краской отмечают годные для дальнейшего использования детали, красной - негодные, желтой - требующие восстановления.

Количественные показатели дефектации и сортировки деталей фиксируют также в дефектовочных ведомостях. Эти данные после статистической обработки позволяют определять и корректировать коэффициенты годности, сменности и восстановления деталей.

3.2 Выбор рационального способа устранения дефектов детали

Правильный выбор способов устранения дефектов должен обеспечить максимальный срок службы детали после восстановления при наименьшей стоимости ремонта.

3.3 Разработка схем устранения каждого дефекта в отдельности

По устранению каждого из дефектов детали необходимо наметить последовательность операций восстановления детали.

Таблица 3.1 Разработка схемы технологического процесса группы дефектов крестовины карданного вала

ДефектСпособ восстановления№ операцииНаименование и содержание операции1. ПогнутостьПравка005Правка 2. Износ шеек крестовины (посадочное место подшипников)Наплавка с последующей обработкой005Шлифование (правка абразивным инструментом)010Наплавка015Термообработка020Шлифование025Контроль3. Износ торцев шиповНаплавка с последующей обработкой005Шлифование (правка абразивным инструментом)010Наплавка 015Термообработка 020Шлифование 025Контроль

4. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Большинство деталей автомобилей, примерно 65 %, имеет износ до 0,15 мм и только 5 % деталей при выходе автомобилей в капитальный ремонт имеют износ более 0,5 мм. При ремонте автомобилей повторно после восстановления могут использоваться до 70 % изношенных деталей.

Ремонтное производство располагает достаточным числом способов, чтобы восстанавливать практически все изношенные и поврежденные детали, кроме резиновых, пластмассовых и деревянных. Выбор способа восстановления деталей во многом зависит от формы и износа рабочих поверхностей.

Наблюдается следующее распределение восстанавливаемых деталей в % к общему числу деталей автомобилей по форме изнашивающихся поверхностей:

Износы больших отверстий7,7Износы малых отверстий31,0Износы шеек валов и осей11,5Износы шпоночных канавок и шлицев5,5Износы фасонных поверхностей10,3Износы резьб5,0Износы и коробление плоскостей18,0Прочие износы11,0ИТОГО:100

Распределение деталей по износу рабочих поверхностей к общему числу деталей

Износ, мм% к общему числу0,01-0,0742,20,07-0,1423,20,28-0,3550,35-0,423,70,14-0,2111,10,21-0,287,50,42-0,492,2Свыше 4951

Многочисленность технологических способов, применяемых при восстановлении деталей, объясняется разнообразием дефектов, для устранения которых они применяются.

Характерными дефектами деталей являются:

* - износ, который обусловливает нарушение размеров, формы и взаимного положения рабочих поверхностей;

* - механические повреждения в виде остаточных деформаций, трещин, обломов, рисок, выкрашивания, пробоин;

* - повреждения антикоррозионных покрытий, нанесенных окраской, гальваническими и химическими способами обработки.

Большинство деталей с такими дефектами в процессе ремонта должны быть восстановлены. Целью ремонта является восстановление следующих качеств детали:

* - прочности;

* - формы и размеров деталей;

* - качества поверхностного слоя;

* - шероховатости поверхности;

* - защитных покрытий.

В результате высоких нагрузок, накопления усталости, деформаций и т. д. в детали или в конструктивном узле могут возникнуть дефекты в виде трещин. Наличие трещин снижает статическую и усталостную прочность деталей. Усталостная прочность снижается также при наличии глубоких забоин и царапин. Поэтому при восстановлении деталям необходимо возвратить прочностные свойства.

Детали, подверженные трению или нагреву, при эксплуатации теряют размеры, форму и взаимное расположение поверхностей. В этом случае при восстановлении следует возвратить деталям форму и размеры, заданные технической документацией.

Детали, подверженные ударам абразивных частиц, имеют дефекты в виде забоин, царапин, местных углублений и износов. Эти дефекты снижают качество поверхности, что обусловливается изнашиванием деталей в результате трения. Большинство деталей автомобилей и дорожных машин имеют изменения в поверхностных слоях вследствие коррозии, наклепа, внутренних изменений и структурных преобразований. При этом поражаются тонкие слои металла. Нарушение шероховатости поверхности и изменения в поверхностных слоях снижают прочностные характеристики детали. В таких деталях восстанавливают шероховатость поверхности и качество поверхностного слоя. Это достигается удалением поврежденных слоев металла с соблюдением требований к форме и размерам поверхностей.

Детали, работающие в агрессивной среде, при изготовлении защищают от коррозии специальными металлическими, полимерными и другими покрытиями, которые в процессе работы постепенно разрушаются и начинают корродировать. Таким образом, при ремонте необходимо восстановить эти покрытия.

4.1 Анализ существующих методов восстановления

Восстановление деталей имеет большое значение. Стоимость восстановления деталей в 2…3 раза ниже стоимости их изготовления. Это объясняется тем, что при восстановлении деталей значительно сокращаются расходы материалов, электроэнергии и трудовых ресурсов.

Эффективность и качество восстановления деталей зависят от принятого способа. Наиболее широкое применение получили следующие способы восстановления деталей: механическая обработка; сварка и наплавка; напыление; гальваническая и химическая обработка; обработка давлением; применение синтетических материалов.

Многочисленность технологических способов, применяемых при восстановлении деталей, объясняется разнообразием производственных условий и дефектов, для устранения которых они применяются. В зависимости от характера устраняемых дефектов все процессы восстановления деталей группируются в две основные группы:

а) восстановление деталей с механическими повреждениями;

б) восстановление деталей с изношенными поверхностями (с изменением размеров рабочих поверхностей деталей).

К первой группе относят способы восстановления деталей, имеющих трещины, пробоины, изломы, деформации, а также коррозионные повреждения. Ко второй - имеющих изменение размеров и геометрической формы рабочих поверхностей в виде овальности, конусообразности, корсетности и др.

Применение того или иного способа восстановления зависит также от материала, из которого изготовлена восстанавливаемая деталь.

Сварка и наплавка - самые распространенные способы восстановления деталей. Сварку применяют при устранении механических повреждений деталей (трещин, пробоин и т.п.), а наплавку - для нанесения покрытий с целью компенсации износа рабочих поверхностей. На ремонтных предприятиях применяют как ручные, так и механизированные способы сварки и наплавки. Среди механизированных способов наплавки наибольшее применение нашли автоматическая дуговая наплавка под флюсом и в среде защитных газов и вибродуговая наплавка. В настоящее время при восстановлении деталей применяют такие перспективные способы сварки, как лазерная и плазменная.

Этими способами восстанавливают около 40% деталей. Широкое применение сварки и наплавки обусловлено простотой технологического процесса и используемого оборудования, возможностью восстановления деталей из большинства применяемых в автомобилестроении металлов и сплавов, высокой производительностью и низкой себестоимостью.

При восстановлении деталей находят применение следующие виды и способы сварки и наплавки:

* - ручная дуговая сварка;

* - газовая сварка;

* - полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа;

* - полуавтоматическая сварка проволокой ПАНЧ-11;

* - полуавтоматическая сварка порошковой проволокой;

* - вибродуговая наплавка;

* - автоматическая наплавка под слоем флюса

* - электроконтактная сварка.

Другие способы и виды сварки и наплавки при восстановлении автомобильных деталей применяются редко.

Пайка - процесс, при котором соединение нагретых частей металла происходит в результате введения в зазор между ними промежуточного металла или сплава (припоя), взаимодействующего с основным металлом и образующего жидкую металлическую прослойку, кристаллизация которого приводит к образованию паяного шва между соединяемыми деталями. Чаще всего применяется при восстановлении неразъемных соединений.

Напыление (нанесение газотермических покрытий) как способ восстановления деталей заключается в том, что на подготовленную соответствующим образом поверхность детали при помощи специального аппарата напыляют сжатым воздухом или инертным газом расплавленный металл. После напыления деталь обрабатывают под требуемый размер. При этом на изношенную поверхность может быть нанесен слой толщиной от 0,03 мм до нескольких миллиметров, не вызывая перегрева металла. Данный способ является очень перспективным. В зависимости от способа расплавления металла различают следующие виды напыления:

* - дуговое

* - газопламенное;

* - высокочастотное;

* - детонационное;

* - плазменное.

Сущность процесса заключается в плавлении исходного материала (порошка или проволоки) и переносе его на восстанавливаемую поверхность детали струёй газа (воздуха).

Гальваническая и химическая обработка основаны на осаждении металла на поверхности деталей из растворов солей гальваническим или химическим методом. В ремонтной практике наиболее широко применяют:

* - электролитическое хромирование;

* - осталивание;

* - электронатирание.

Все шире применяются при восстановлении деталей полимерные материалы. Их применяют при устранении механических повреждений на деталях, при компенсации износа рабочих поверхностей деталей (композиции на основе эпоксидных смол), а также при соединении деталей склеиванием, например, приклеивание фрикционных накладок.

Хромирование, железнение и химическое никелирование наиболее часто применяют для компенсации износа деталей. Нанесение на поверхности деталей защитных покрытий осуществляют с помощью гальванических процессов (хромирование, никелирование, цинкование, меднение), а также химических (оксидирование и фосфатирование).

Слесарно-механическая обработка применяется как самостоятельный способ ремонта деталей, а также при обработке деталей под ремонтные размеры и при постановке дополнительных ремонтных деталей. Обработкой деталей под ремонтный размер восстанавливают геометрическую форму их рабочих поверхностей, а установкой дополнительной ремонтной детали обеспечивают соответствие размеров детали размерам новой детали. Кроме того, Слесарно-механическая обработка является необходимой в ряде случаев при ремонте деталей другими способами

Восстановление деталей пластической деформацией основано на использовании свойств металлов изменять под давлением внешних сил геометрическую форму и размеры без разрушения. В зависимости от конструкции деталей применяют такие виды пластической деформации, как обжатие, накатку, осадку, вытяжку и др.

Вариантом ремонта методом постановки дополнительной ремонтной детали является способ ремонта заменой изношенной или поврежденной части детали на специально изготовленную дополнительную деталь.

Синтетические материалы (пластмассы) применяют для склеивания, ремонта изношенных деталей, выравнивания поверхностей кабин, кузовов, деталей оперения и других деталей перед окраской, при технических повреждениях, а также при устранении механических повреждений (трещин, пробоин) в корпусных деталях. При помощи клеевых составов соединяют детали или части деталей из металлов и неметаллических материалов в различных сочетаниях между собой. Этим способом ремонтируют детали, имеющие поломки и обломы. Склеивание используют также для получения неразъемных соединений деталей при сборке

Электрическая обработка основана на явлении разрушения металла при электрическом искровом разряде. Этот вид обработки может применяться в качестве самостоятельного способа восстановления изношенных и поврежденных деталей, а также как операции, связанные с подготовкой или окончательной обработкой деталей, восстановленных другими способами. Обрабатываемая деталь может быть изготовлена из любого металла или сплава; материалом для инструмента могут служить латунь, медь, чугун, алюминий и его сплавы и др.

Упрочняющая обработка является одним из завершающих этапов восстановления деталей и имеет целью достижения заданных физико-механических свойств.

Перечисленные способы восстановления деталей обеспечивают требуемый уровень качества и надежную работу деталей в течение установленных межремонтных пробегов автомобилей. Необходимый уровень качества восстановленных деталей достигается при правильном выборе технологического способа, а также управлением процессами нанесения покрытий и последующей обработки деталей. На качество восстановленных деталей влияют свойства исходных материалов, применяемых при нанесении покрытий, и режимы обработки.

4.2 Выбор метода восстановления шеек крестовины карданного вала

Долговечность отремонтированных автомобилей в большой мере зависит от того, какими способами производится восстановление деталей и как оно организовано.

Применение наиболее эффективных способов обеспечивает длительные сроки службы деталей, снижает расходование запасных частей, материалов, затраты труда и пр. Наряду с применением рациональных способов, для высококачественного восстановления деталей с наименьшей затратой труда и средств большое значение имеет организация производства централизованное восстановление деталей на специализированных заводах и в цехах, хорошо оснащенных современным оборудованием, приспособлениями, инструментом.

Выбор способов восстановления зависит от конструктивно-технологических особенностей и условий работы деталей, величины их износа, эксплуатационных свойств самих способов, определяющих долговечность отремонтированных деталей, и стоимости их восстановления. Конструктивно-технологические особенности деталей определяются их структурными характеристиками: геометрической формой и размерами, материалом и термообработкой, поверхностной твердостью, точностью изготовления и чистотой поверхности, характером сопряжения (типом посадки), условиями работы - характером нагрузки, родом и видом трения, величиной износа за эксплуатационный период. Знание структурных характеристик деталей и их технологических особенностей и эксплуатационных свойств позволяет в первом приближении решить вопрос о применимости того или иного из них способа для восстановления отдельных деталей. При помощи такого анализа можно установить, какие детали могут восстанавливаться всеми или несколькими способами и какие по своим структурным характеристикам только одним способом. Данный критерий позволяет определить применимость способов восстановления к конкретным деталям и может быть назван технологическим критерием или критерием применимости. Так, например, при помощи данного критерия заранее можно сказать, что детали небольшого диаметрального размера, имеющие высокую поверхностную твердость и незначительный износ нерационально восстанавливать металлизацией и наплавкой - ручной электродуговой и автоматической под слоем флюса.

Критерий применимости численно выражен быть не может и является по существу предварительным, поскольку при помощи его нельзя решить вопрос выбора рационального способа восстановления деталей, если этих способов применяется несколько. Критерий применимости позволяет классифицировать детали по способам восстановления и выявить перечень деталей, восстановление которых возможно разными способами. Последнее облегчает дальнейшую работу по выбору рационального способа.

Оценка способов восстановления, с точки зрения обеспечиваемой ими работоспособности деталей, может быть произведена при помощи критерия долговечности, определяемого коэффициентом долговечности. Долговечность деталей, восстановленных теми или иными способами, зависит от эксплуатационных свойств способов. Наиболее рациональными способами здесь окажутся те из них, которые обеспечивают наибольшую долговечность восстановленной детали.

Основываясь на данных описанных выше, определим метод восстановления шеек крестовины карданного вала. Согласно технических требований: обеспечение высокой твердости и износостойкости рабочей поверхности крестовины карданного вала, а также заданная точность размеров, наиболее подходящие способы для устранения дефекта является наплавка.

Из изложенного материала следует, что имеется значительное число различных способов сварки и наплавки деталей. И если выбор сварки не представляет особых трудностей, так как довольно легко определяется самим способом сварки, материалом и конфигурацией деталей, а также и характером дефекта, то этого нельзя сказать в отношении выбора способа наплавки.

Выбор способа наплавки представляет известные трудности, так как он зависит от большого числа факторов. При выборе способа наплавки деталей необходимо учитывать:

а) материал детали, его химический состав и свойства;

б) термическую обработку и поверхностную твердость детали, возможность их восстановления после наплавки;

в) условия работы детали (характер нагрузки и посадки, габаритность и геометрическая форма восстанавливаемой детали);

г) величину и характер износа детали, толщину слоя наплавки;

д) допустимые величины деформации детали, снижения поверхностной твердости и усталостной прочности;

е) механическую обработку наплавленного металла и деформированного участка;

ж) производительность наплавки, трудоемкость и экономичность восстановления детали наплавкой (включая все операции технологического процесса).

Ручную электродуговую наплавку и автоматическую наплавку под слоем флюса следует применять для восстановления крупногабаритных деталей, имеющих большие износы и относительно невысокую поверхностную твердость (не выше НВ 350-400). К их числу относятся детали, изготовленные из малоуглеродистых сталей 10, 20, 30 и среднеуглеродистых 40, 45, 50Г, а также из низколегированных сталей ЗОХ и 40Х. Так как ручная наплавка электродами ОЗН-300, ОЗН-400, У340 п/б, ЦН-250, К-2 не обеспечивает получения наплавленного металла с высокими физико-механическими свойствами по сравнению с автоматической наплавкой под слоем флюса и уступает ей по производительности, то очевидно, что восстановление деталей необходимо вести автоматической наплавкой. Это в особенности относится к крупносерийному ремонтному производству. Ручная электродуговая наплавка применяется для неответственных деталей.

Ответственные детали с малыми диаметральными размерами, изготовленные из цементируемых углеродистых сталей 20, 25 и низколегированных 18ХГТ, 18ХНВА, 12ХН4А, 20ХНМ, 20Х и других, имеющих после термообработки высокую поверхностную твердость (в пределах HRC 40-60) и относительно небольшие износы, целесообразно восстанавливать наплавкой в среде углекислого газа или электроимпульсной наплавкой. К этой же группе относятся детали, изготовленные из сталей 40, 45, 50Г, 40Х, имеющие высокую поверхностную твердость после закалки т. в. ч., работающие в условиях статических нагрузок. Применение электроимпульсной наплавки для восстановления динамически нагруженных деталей нецелесообразно.

Детали с небольшими диаметральными размерами и износами, с различной поверхностной твердостью можно восстанавливать газоэлектрической наплавкой (в среде углекислого газа) с применением соответствующих марок электродной проволоки.

Выбор способа наплавки необходимо производить с учетом его экономической целесообразности. Таким образом, механизированные способы наплавки являются наиболее прогрессивными не только по износостойкости, но и по экономическим показателям. Согласно приведенной выше информации, рациональный и экономически выгодный способ восстановления - наплавка в среде углекислого газа.

4.3 Описание МЕТОДА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ НАПЛАВКОЙ В СРЕДЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА

Полуавтоматической наплавкой в среде углекислого газа можно восстанавливать детали с небольшими диаметральными размерами (10 мм), с нанесением слоя небольшой толщины от 0,8 до 1,0 мм, а также внутренние поверхности. Наплавка производится как наложением валиков по винтовой линии (в случае восстановления цилиндрических поверхностей), так и продольными валиками (при восстановлении плоскостей и шлицев). Для наплавки используются полуавтомат А-547р или наплавочные головки, применяемые для наплавки под слоем флюса. Источниками тока и газовой аппаратурой может служить то же оборудование, что и для сварки в среде углекислого газа.

Наплавка деталей небольших диаметральных размеров ведется на постоянном токе обычно при обратной полярности. Если необходимо получить наплавленный металл с более высокой износостойкостью по сравнению с основным металлом, целесообразно наплавку вести на постоянном токе прямой полярности. В этом случае глубина проплавления основного металла является меньшей, следовательно, и доля основного металла в формировании валика будет меньшей по сравнению с долей электродного металла, которым может быть легированная проволока. В зависимости от назначения детали, материала и термической обработки для наплавки могут применяться следующие марки электродной проволоки: Св-08ГС, Св-ЮГС, Св-08Г2СА, Св-ЗОХГСА, Св-10Х13. Применяемая проволока должна иметь повышенное содержание раскислителей. Может использоваться как сплошная, так и порошковая проволока. Так, применение проволоки Св-2Х13 позволяет получать твердость наплавленного металла до HRC 55.

Наплавка в среде углекислого газа производительнее ручной дуговой наплавки в 3-5 раз и позволяет получать наплавленный металл более высокого качества. По сравнению с электроимпульсной наплавкой рассматриваемый способ также имеет преимущество, так как наплавленный металл получается без трещин и отличается высокой твердостью и износостойкостью.

В установку для газоэлектрической наплавки входят: токарный станок с редуктором, понижающим число оборотов детали, механизм подачи электродной проволоки, устанавливаемый на суппорте станка, аппаратный ящик, сварочный преобразователь, баллон с углекислотой, редуктор с расходомером, осушитель, подогреватель газа и резиновые шланги для его подвода. Последовательность и техника наложения кольцевых и продольных валиков останутся теми же, что и при автоматической наплавке под слоем флюса.

5. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

5.1 Выбор установочных баз

Установочные базы - поверхности детали, с помощью которых ее ориентируют при установке в приспособлении или непосредственно на станке. При установке детали в приспособлении за установочные базы принимают реальные поверхности, которыми деталь контактирует с установочной поверхностью приспособления. В качестве установочных баз могут быть плоскости, внутренние и торцевые, поверхности отверстий, наружные и цилиндрические поверхности, центровые углубления и т.д.

При выборе технологической базы необходимо выдержать следующие требования:

* - в качестве технологической базы принимают те поверхности детали, которые определяют ее положение в собранном изделии, т.е. сборочные и измерительные базовые поверхности;

* - базовые поверхности должны быть наиболее точно расположены относительно обрабатываемых поверхностей;

* - в качестве базовых следует выбирать такие поверхности, при установке на которые можно было бы обрабатывать все поверхности детали, подлежащие обработке.

Таблица 5.1

Выбор установочных баз при ремонте вилки переключения передач

ДефектСпособ восстановления№ операцииУстановочная базаИзгиб крестовиныПравка1Наружная поверхность шиповИзнос шеек крестовины (посадочное место подшипников)Наплавка с последующей обработкой2Центрирование по отверстию для смазки; наружная поверхность шиповИзнос торцев шиповНаплавка с последующей обработкой3Наружная поверхность шипов

5.2 Разработка маршрута технологического процесса восстановления детали

При разработке технологического процесса восстановления детали в первую очередь следуют операции по устранению механических повреждений, так как применяемые для этой цели наплавочные процессы вызывают возникновение остаточных напряжений приводящих в итоге к короблению восстановленных деталей.

Следующим этапом является устранение коробления привалочных поверхностей обработкой шлифованием (правка абразивным инструментом). Обработку начинают с установочной плоскости, если она имеет коробления. Центрирующими поверхностями в данном случае будет отверстие для смазки игольчатых подшипников, которые, как правило, не изнашиваются, вследствие этого обработка остальных привалочных поверхностей ведется при базировании по установочной поверхности.

* - сочетание дефектов в каждом маршруте должно быть действительным;

* - количество маршрутов восстановления каждой детали должно быть минимальным;

* - при формировании маршрутов необходимо учитывать применяемый способ восстановления;

* - восстановление детали по данному маршруту должно быть экономически целесообразным.

Таблица 5.2 Маршрут восстановления крестовины карданного вала

№ операцииНаименование операцииСодержание операции005ПравкаПравка крестовины на форме010Шлифование (правка абразивным инструментом)Шлифование шипов крестовины015НаплавкаНаплавка шипов крестовины020Термическая обработкаТермообработка шипов крестовины025ШлифованиеОбработка шипов под начальный размер030КонтрольнаяКонтроль детали согласно технической документации

5.3 Расчет припусков на обработку при восстановлении деталей

Правильно выбранные величины операционных припусков влияют на качество обработки и себестоимость ремонта и изготовления деталей.

При обработке деталей под начальный размер припуск определяется по формуле:

(мм)

где D - диаметр шипа до обработки, мм;- диаметр шипа после обработки, мм.

Таблица 5.3 Припуски на обработку при восстановлении деталей

№ операцииНаименование и содержание операцийПрипуск на обработку, мм010ШлифованиеШлифование шеек шипов крестовины0,5Шлифование торцев шипов крестовины0,5015НаплавочнаяНаплавка шипов крестовины1,8025ШлифованиеШлифование шеек шипов крестовины черновое0,8Шлифование шеек шипов крестовины черновое0,8Шлифование торцев шипов крестовины чистовое0,2Шлифование торцев шипов крестовины чистовое0,2

5.4 Разработка операций

К числу элементов технологии подлежащих стандартизации относятся:

* - состав и последовательность технологических операций (типовая схема восстановления);

* - межоперационные требования;

* - технологическая операция;

* - средства технического оснащения;

* - режимы обработки;

* - схемы базирования;

* - технологическая документация и т.д.

Таблица 5.4 Разработка операций

№ операцииНаименование операцииСодержание операции005Правка1. Установить деталь на форму и закрепить2. Осуществить правку3. Снять деталь010Шлифование1. Установить и закрепить деталь2. Шлифовать шейки крестовины на глубину 0,5мм за два установа3. Шлифовать торцы шипов крестовины на глубину 0,5мм за четыре установа4. Снять деталь015Наплавка1. Установить и закрепить деталь2. Наплавить шейки шипов крестовины до размера Æ17,2 мм3. Наплавить торцы шипов до размера 83 мм4. Снять деталь020Термическая обработка1. Установить деталь2. Произвести термообработку3. Снять деталь025Шлифование1. Установить и закрепить деталь2. Шлифовать шейки крестовины до размера Æ16,3 мм за два установа3. Шлифовать торцы шипов крестовины до размера 80 мм за четыре установа4. Снять деталь030КонтрольКонтролировать размеры детали согласно технической документации

5.5 Определение квалификации рабочих по операциям

Таблица 5.5 Разряд рабочих при выполнении операций

№ операцииНаименование операцииРазряд рабочего005Правка3№ операцииНаименование операцииРазряд рабочего010Шлифование4015Наплавка3020Шлифование4025Термическая обработка4030Контроль4

6. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ, ПРИСПОСОБЛЕНИЙ И ИНСТРУМЕНТА

Качество восстановления деталей определяется совокупностью свойств процесса ее восстановления, соответствием этого процесса и его результатам установленным требованиям. Основными производственными факторами являются технически обоснованный выбор оборудования режущего и мерительного инструмента.

6.1 Выбор оборудования и режущего инструмента

В основе выбора оборудования и режущего инструмента для выполнения технологических операций по восстановлению детали должен находиться прогрессивный технологический процесс и технико-экономическое обоснование, подтверждающие выгодность применения нового высокопроизводительного оборудования и режущего инструмента, сложных и дорогостоящих средств технологического оснащения. На действующих предприятиях по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей необходимо учитывать имеющееся оборудование и инструмент, однако это не должно оказывать решающего влияния в том случае, когда обеспечивается рациональное использование специального оборудования, достижение высокой производительности труда, снижение себестоимости деталей.

Таблица 6.1 Применяемое оборудование и режущий инструмент

№ операцииНаименование операцииОборудование и приспособленияНаименование и краткая характеристика режущего инструмента005ПравкаКривошипный механический пресс КБ-2124010ШлифованиеКруглошлифовальный станок 3М150Алмазно-шлифовальный круг 24А16СМ1К5 ГОСТ 17123-79015НаплавкаПолуавтомат для дуговой сварки в углекислом газе А547Р020Термическая обработкаЭлектропечь камерная для закалки, высокого отпуска и отжига025ШлифованиеКруглошлифовальный станок 3М150Алмазно-шлифовальный круг 24А16СМ1К5

Одновременно с выбором оборудования необходимо установить тип приспособления для выполнения операций.

.2 Описание конструкции приспособления

В качестве приспособлений, применяемых при восстановлении деталей, используются:

* - станочные приспособления (применяют для установки заготовок в станках);

* - мерительные приспособления (предназначены для ручного или механизированного контроля обрабатываемых поверхностей).

Обоснованное применение станочных приспособлений позволяет получать высокие технико-экономические показатели. Точность обработки деталей по параметрам отклонения размеров, формы и расположения поверхностей увеличивается (в среднем на 20…40%) за счет применения приспособлений. Это позволит, в свою очередь, обоснованно снизить требования к квалификации работников (в среднем на разряд), объективно регламентировать длительность выполняемых операций и расценки, расширить технологические возможности оборудования.

Мерительные приспособления применяются как для непосредственного контроля поверхности в процессе ее обработки, так и для контроля параметров готовой детали (размеры, форма и взаимное расположение поверхностей).

Из приведенных данных в п.1 известно, что к крестовине карданного вала предъявляются высокие требования по точности изготовления, чистоте поверхности, взаимному расположению поверхностей шипов крестовины и ее осей.

Рассмотрим мерительное приспособление, которое используется для контроля перпендикулярности осей крестовины после механической обработки (допустимая неперпендикулярность не более 0,1мм на концах шипов).

Приспособление состоит из установочной плиты и индикатора, закрепленного на кронштейне. Для регулировки расположения индикатора используется регулировочный винт. На установочной плите с заданной точностью расположены две призмы, предназначенных для фиксации крестовины, а также два ножа для точной установки крестовины (оси призм и ножей взаимно перпендикулярны с точностью до 0,01мм).

Подлежащая контролю крестовина устанавливается на ножах и фиксируется в призмах, после чего производится контроль перпендикулярности осей крестовины индикатором. Операция повторяется и для второй оси.

В том случае, когда неперпендикулярность осей превышает допустимое значение, крестовина бракуется и отправляется на доработку.

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Экономический расчет заключается в определении себестоимости восстановления крестовины карданного вала автомобиля ГАЗ-32213 «Газель» и сравнение полученного значения со стоимостью новой.

Себестоимость определяем на основании технологически необходимого времени восстановления.

Технологически необходимое время восстановления вилки складывается из времени затрачиваемого на следующие операции:

* - правка;

* - шлифование;

* - наплавка;

* - термообработка

* - шлифование;

* - контроль.

Сводное время восстановления одной детали (на основании разработанных операционных карт)

ОперацияВремя, мин1. Правка0,902. Шлифование (правка абразивным инструментом) шеек шипов2· 0,503. Шлифование (правка абразивным инструментом)4· 0,304. Наплавка шеек шипов2· 2,585. Наплавка торцев шипов4· 0,936. Черновое шлифование шеек шипов2· 1,137. Черновая шлифовка торцев шипов4· 0,958. Чистовая шлифовка шеек шипов2· 0,659. Чистовая шлифовка торцев шипов4· 0,51ИТОГО:21,38

Технико-экономическое обоснование эффективности выбранного технологического процесса восстановления работоспособности детали вырабатывается методом сравнения себестоимости работ по восстановлению детали с вариантом замены ее на новую равную стоимости ее по прайсам на запасные части.

Себестоимость восстановленной детали определяется на основе калькуляции затрат по каждой технологической операции включенной в маршрут восстановления ее работоспособности.

Полная себестоимость (Св) восстановленной детали может быть выражена по формуле (7.1):

Св = Сид + См + Сэтн + Сз/п.про + Сз/п.д + С сн + Сцр + Собзр + Срсоб + Спб + Спр, грн.

где Сид - стоимость изношенной детали в случае ее закупки на стороне, грн.; Сид = 2,00 грн.

См - стоимость материалов, использованных для восстановления детали, грн.;

Сэтн - стоимость энергии (газ, электро или другие виды энергии) используемой на технологические потребности, грн.; Сэтн = 2,00 грн.

Сз/п.про - основная зарабтная плата производственных рабочих с учетом премий, кроме премий выплачиваемых с прибыли предприятия, грн.;

Сз/п.д - дополнительная зароботная плата производственных рабочих, грн.;

Ссн - отчисления в пенсионный фонд и на социальные потребности, грн.;

Сцр + Собзр + Срсоб - обьем накладных цеховых, общезаводских затрат и затрат на содержание и эксплуатацию оборудования, грн.;

Спб - плановые затраты от брака при восстановлении детали, грн.;

Спб = 1,00 грн.

Спр - другие затраты, грн. Спр = 1,00 грн.

Для определения полной себестоимости определим входящие в нее величины:

стоимость энергии(газ, электро или другие виды энергии) используемой на технологические потребности, грн.;

основная зарабтная плата производственных рабочих:

Сз/п.про = Тшт· Сч = 0,414· 3,75 = 1,55 грн,

где Тшт - время на выполнение операиций восстановления, час;


Сч - действующая часовая тарифная ставка, грн/час.

стоимость материалов для восстановления:

См = Км· Сз/п.про = 2 · 1,55 = 3,10 грн,

где Км - коэффициент учета производимых работ.

дополнительная зароботная плата производственных рабочих:

Сз/п.д = Кз/п.д· Сз/п.про = 0,13 · 1,55 = 0,20 грн,

где Кз/п.д - коэффициент, учитывающий дополнительную зароботную плату производственных рабочих.

отчисления в пенсионный фонд и на социальные потребности:

Ссн = К сн· (Сз/п.про + Сз/п.д),= 0,375 · (1,55 + 0,20) = 0,66 грн,

где Ксн - коэффициент учитывающий отчисления в пенсионный фонд и на социальные потребности.

общезаводские затраты:

Собзр = Кобзр· Сз/п.про = 0,6 · 1,55 = 0,93 грн,

где Кобзр - коэффициент, учитывающий общезаводские расходы.

обьем накладных цеховых расходов:

Сцр = Кцр · Сз/п.про = 0,95 · 1,55 = 1,47 грн,

где Кцр - коэффициент, учитывающий цеховые расходы.

затраты на содержание и эксплуатацию оборудования:

Срсоб = Крсоб · Сз/п.про = 0,75 · 1,55 = 1,16 грн,

где Крсоб - коэффициент, учитывающий затраты на содержание и эксплуатацию оборудования.

Тогда:

Св = 2,00 + 3,78 + 2,00 + 1,89 + 0,24 + 0,80 + 1,79 + 1,13 + 1,42 + 1,00 + 1,00 = 15,40 грн.

Сравним себестоимость восстановления детали с прейскурантной ценой на новую деталь:

Эед = Цн - Св = 30 - 15,40 = 14,60 грн,

где Цн - цена новой детали по прейскуранту на 01.06.03 г;

Св - стоимость восстановления.

Определим эффективность капитальных вложений, для чего определим количество деталей, при котором коэффициент эффективности капиальных вложений будет соответствовать нормативному. Нормативный установлен Кабинетом министров Украины и составляет 0,15.= (Кзоб·0,15) / Эед,

где Кзоб - капитальные затраты на приобретение оборудования для внедрения метода восстановления деталей, грн.

Для качественного выполнения работ, связанных с восстановлением деталей, установим оборудование компании «Hoffman» (Германия). Затраты на оборудование составят:

* - кривошипный механический пресс - 16870 грн.;

* - станок для сварки в среде углекислого газа - 16870 грн.;

* - круглошлифовальный станок - 17300 грн.;

* - итого 53320 грн.

N = (Кзоб·0,15) / Эед = (53320 · 0,15) / 14,60 = 548 шт.

Годовая производственная программа составляет 1920 крестовин/год, что больше полученного значения.

8. ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТ НА УЧАСТКЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КАРДАННОГО ВАЛА

8.1 Производственная санитария

Территория авторемонтного предприятия должна иметь ограждение высотой 1,6 метра, освещаться в ночное время и содержаться в чистоте и порядке. Пешеходные дорожки должны иметь твердое покрытие, ширину не менее одного метра и наименьшее число пересечений с подъездными путями.

Санитарно-бытовые помещения для работников авторемонтных предприятий предусмотрены в соответствии с требованиями санитарных норм и правил.

Обязательным условием санитарно-бытовых требований является наличие гардеробных, оборудованных вешалками и шкафами для хранения одежды; душевые; умывальники и уборные должны быть отдельными для мужчин и для женщин. Уборные располагают на расстоянии не менее 75 метров от рабочих мест. Рядом с уборными или с помещениями для отдыха располагаются курительные комнаты. Санитарно-бытовые помещения должны быть оборудованы водопроводом, канализацией, отоплением и вентиляцией.

Для снабжения питьевой водой следует предусматривать автоматы и фонтанчики. Температура воды должна быть не выше 20 °С и не ниже 8 °С .

Производственные сточные воды, поступающие в наружную сеть канализации, должны иметь температуру не выше 40 °С.

С целью обеспечения санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к воздушной среде, проектируют обще обменную механическую приточно-вытяжную вентиляцию, местную вытяжку и местную приточную вентиляцию.

Для поддержания температуры воздуха в пределах санитарно-гигиенических норм, необходимо предусмотреть отопление. В помещениях авторемонтного предприятия допускается применять воздушное, водяное и паровое отопление.

Рациональное освещение рабочих мест является одним из основных требований охраны труда. В зависимости от источника света производственное освещение может быть трех видов: естественное, искусственное и совмещенное.

8.2 Противопожарная безопасность

Территория авторемонтного предприятия должна постоянно содержаться в чистоте и порядке. Производственные отходы и мусор должны систематически вывозиться за территорию предприятия на специально отведенные для них участки. Промасленные обтирочные материалы и производственные отходы до их вывоза с территории предприятия собирают и хранят в специально отведенных местах в металлических закрытых ящиках.

Дороги, проезды, подъезды к зданиям и пожарным водоисточникам и противопожарные разрывы между зданиями и сооружениями, подступы к пожарному инвентарю и оборудованию должны быть всегда свободными.

Все производственные, служебные, административные, хозяйственные, складские и вспомогательные помещения необходимо своевременно убирать и содержать в чистоте. Проходы, выходы, коридоры, тамбуры, лестницы должны быть свободными - не загроможденными оборудованием и различными предметами. Двери эвакуационных выходов должны свободно открываться в направлении выхода из здания. Число выходов и их конструктивное и планировочное решение должно соответствовать требованиям строительных норм и правил.

В лестничных клетках зданий запрещается устраивать какие-либо помещения, прокладывать промышленные газопроводы, открыто прокладывать электрические кабели и воздухоотводы. Чердачные помещения должны быть постоянно закрыты на замок, а ключи храниться в определенном месте, доступным для получения их в любое время суток. Сгораемые конструкции чердачных помещений должны регулярно пропитываться огнезащитными составами. Использовать чердачные помещения в производственных целях и для хранения различных материалов запрещается.

Охранно-пожарная сигнализация на авторемонтном предприятии осуществляется при помощи телефонной связи, электрической пожарной сигнализации не автоматического и автоматического действия.

Территория предприятия должна быть оборудована пожарными гидрантами, а помещения пожарными кранами. Для немедленной эвакуации людей в случае возникновения пожара необходимо предусмотреть схему эвакуации, которая должна находиться на видном месте.

Курение в производственных помещениях допускается только в специально отведенных для этого местах, оборудованных резервуарами с водой и урнами. Расположение мест для курения необходимо согласовывать с пожарной охраной предприятия.

8.3 Техника безопасности при работе на участке по восстановлению карданных валов

При снятии и установке карданных валов необходимо руководствоваться общими правилами техники безопасности, а также соблюдать электробезопасность и противопожарную безопасность.

Кроме этого, при демонтаже и монтаже карданного вала во избежание травмирования кистей рук подвижными частями карданного вала (фланцы) необходимо применять фиксирующие приспособления. Работать разрешается только лицам, за которыми закреплены технологические операции или имеющие допуск к работе.

Разборку-сборку карданного вала необходимо производить на специальном стенде, с соблюдением технологии. Особое внимание уделить снятию (установке) стопорных колец фиксации осевого перемещения подшипника, которые необходимо придерживать, т.к. возможны их вылетания.

При проведении работ по восстановлению крестовин на участке механической обработки на рабочих местах должны быть вывешены инструкции по технике безопасности. Оборудование должно быть снабжено удобными в эксплуатации предохранительными приспособлениями с достаточно прочным прозрачным материалом, устанавливаемого между рабочим инструментом и лицом рабочего для защиты его глаз. Эти приспособления должны быть сблокированы с пусковым устройством оборудования

Перед началом работы:

  1. Одеть и привести в порядок спецодежду. Заправить или обвязать манжеты рукавов, заправить одежду так, чтобы не было висячих концов.
  2. Получить наряд и пройти инструктаж по технике безопасности.
  3. Подготовить рабочее место к безопасной работе. Разложить инструмент и приспособления и проверить их исправность. Проверить работу станка на холостом ходу. Убедиться в исправности осветительных приборов.

Во время работы:

  1. Рабочие должны пользоваться спецодеждой и средствами индивидуальной защиты.
  2. Пользоваться только исправным инструментом и приспособлениями.
  3. В случае прекращения подачи тока, при смене рабочего инструмента, при ремонте, чистке, смазке станка, его следует обязательно отключать.
  4. Во время работы станка запрещается: измерять обрабатываемую деталь; проверять рукой чистоту наружной или внутренней поверхности; устанавливать и менять режущий инструмент; чистить и смазывать станок; передавать через станок любые предметы; убирать стружку руками. После выключения станка не допускается торможение рукой вращающихся частей.

По окончанию работы:

  1. Выключить оборудование.
  2. Привести рабочее место в порядок. Убрать инструменты и приспособления в специально отведенные шкафчики. Очистить станок и рабочее место от стружки.
  3. Сообщить мастеру обо всех недостатках, обнаруженных во время работы.
  4. Снять спецодежду, сдать ее в гардеробную или в личный шкаф. Вымыть руки и лицо.

Все оборудование, монтируемое на предприятии, должно быть установлено на прочных основаниях или фундаментах, тщательно выверено, закреплено, заземлено и окрашено. Все приводные и передаточные механизмы оборудования и их части должны быть размещены в корпусе или ограждены предохранительными устройствами. Необходимо ограждать также обрабатываемые движущиеся предметы, выступающие за габариты оборудования.

Расположение оборудования на участке, работы по снятию-установке карданного вала, восстановлению крестовин должны соответствовать принятым нормам по охране труда, Основными документами, которые регулируют и регламентируют все процедуры и работы по охране труда, являются:

  1. Конституция Украины (статьи: 3; 43; 45-46; 48-49; 68);
  2. Закон Украины О охране труда от 14.10.1992 года;
  3. Правила охраны труда на автомобильном транспорте. Государственный нормативный акт от 01.10.1997 года;
  4. система стандартов по безопасности труда (ССБТ).

9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СФЕРЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Автомобиль - предмет массового изготовления и поэтому, чтобы получить данные о работе автомобиля в целом, его узлов и агрегатов, необходимо изучение и сбор данных. Для сбора данных и их быстрой, надежной и качественной обработки не обойтись без применения новых технологий.

На сегодняшний день, количество использования ЭВМ неустанно растет. На автомобильном транспорте устанавливаются бортовые ЭВМ, которые позволяют автоматически регулировать рабочие процессы агрегатов автомобилей (двигатель, несущая система, система навигации и т.д.), а также обеспечивают комфорт во время эксплуатации (система климатического контроля), активную и пассивную безопасность. Кроме того, бортовые ЭВМ дают возможность получить данные о работоспособности и техническом состоянии автомобиля или его узлов и агрегатов, при этом облегчая техническое обслуживание автомобилей в автотранспортных предприятиях.

В процессе восстановления работоспособности деталей автотранспортных средств также широко применяются ЭВМ, которые являются составляющей частью технологического оборудования и приспособлений, как станочных так и мерительных, непосредственно влияющих на продолжительность рабочего процесса и качество изготовления деталей.

ЭВМ, оснащенные специальными программными продуктами, позволяют создавать текстовые и графические документы, а также производить проектировочные и проверочные расчеты необходимых параметров.

Для создания текстовых и графических документов, расчетов используются следующие программы:

Microsoft WordНабор и верстка текстовой документацииMicrosoft ExcelАнализ вероятностей и построение электронных таблицMathCAD 2000Выполнение проектировочных и проверочных расчетовAutodesk AutoCAD 2000iВыполнение графической документацииКомпас 5.11Выполнение графической документации

Технологическая карта разборки-сборки карданного вала автомобиля ГАЗ-32217 «Газель»

Место выполнения - стенд для сборки-разборки карданных валов

Исполнитель - слесарь-авторемонтник 4 разряда

№ операцииНаименование операции и содержание переходаЭскизОборудование, приспособление и инструментКоличество воздействияНорма времени, мин1.Разборка карданного валаОправка Кольцо Тиски слесарные21,251. Снять стопорные кольца подшипников2. Выпрессовать подшипник и снять его с крестовины2,43. Вынуть из вилки фланец с крестовиной0,72.Сборка карданного валаОправка Кольцо Тиски слесарные Молоток слесарный массой 0,5кг20,61. Вставить диаметрально расположенную пару шипов крестовины в отверстия ушков одной из вилок шарнира2. Вставить подшипники в отверстия вилки, частично надев их на шипы0,853. Плавно сжимать подшипники до упора1,44. Ударом молотка вставить стопорное кольцо в канавку подшипника,45. Поставить кольцо-оправку на внешний торец ушка с застопоренным подшипником и допрессовать крестовину с подшипниками до упора стопорного кольца в подшипник и вилку1,46. Вставить второе стопорное кольцо0,4

Похожие работы

 

Не нашел материала для курсовой или диплома?
Пишем качественные работы
Без плагиата!