Разработка технологического процесса восстановления поворотного кулака автомобиля КамАЗ

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Назначение, устройство и работа

1.2 Выбор и обоснование способов ремонта

1.3 План операций

1.4 Расчет и обоснование режимов обработки и норм времени

1.4.1 Восстановление методом наплавки

1.4.2 Шлифовальная операция

1.4.3 Расточная операция

1.4.4 Сверлильная операция

1.4.5 Слесарная операция

2. Экономическая часть

2.1 Расчет себестоимости восстановления детали

2.2 Экономическая эффективность восстановления детали

3. Техника безопасности. охрана труда

Заключение

Список литературы

Введение

Автомобильный транспорт имеет большое значение в общей транспортной системе РФ, на его долю приходится свыше 2/3 всех грузовых перевозок в народном хозяйстве. Ограниченные государственные запасы материалов и энергии не позволяют в достаточной мере развивать машиностроение, и с целью сохранения парка машин в работоспособном состоянии требуется развивать и совершенствовать ремонтное производство.

Рост автомобилизации страны ставит перед автомобильным транспортом ряд задач, главной из которых является совершенствование организации и технологии технического обслуживания и ремонта автомобилей для повышения качества их работы, сокращения простоев в ремонте, материальных и трудовых затрат на их содержание.

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

Цель курсового проекта является - разработать технологию процесса восстановления поворотного кулака автомобиля КамАЗ. Выбрать наиболее экономичный и долговечный способ восстановления, с применением наиболее прогрессивных форм и методов организации авторемонтного производства.

поворотный кулак автомобиль наплавка

1. Технологическая часть

1.1 Назначение, устройство и работа

Поворотный кулак (Приложение 1) - элемент передней подвески автомобиля. К поворотному кулаку крепятся наконечники рулевого механизма, тормозные механизмы и ступица колеса. Усилие от руля передается на поворотный кулак и заставляет машину поворачивать в нужном направлении.

Главное предназначение поворотного кулака - принимать на себя и выдерживать усилия от ударов колес о неровности дороги и создание угла поворота для колес, при помощи которых осуществляется управление автомобилем. Изготавливается кулак из высокопрочной легированной стали 30Х или 40Х с соблюдением очень высокой точности геометрических размеров для установки сопрягаемых деталей. В поворотном кулаке делают выточку для подшипников ступицы, к которой крепится колесо автомобиля. Поворотную цапфу автомобиля КамАЗ выпускают из стали 40Х, НВ 241-285.

Дефекты на поворотном кулаке могут быть различного характера, в зависимости от того, от чего они вырабатываются. К примеру, дефект может возникнуть от действия силового трения, либо при усталости в области поверхностного металлического слоя. А также может возникнуть от нагрузок, которые превосходят вызывающий и расчетный сбой в жесткости, либо обоюдное расположение этих деталей в узле, либо сопряжении.

Дефекты на поворотном кулаке могут быть следующего плана:

№ 1. Повреждение резьбы под гайку;

№ 2. Износ отверстий под втулки шкворня.

Восстановление таких типов дефектов имеет место при непосредственном ремонте систем рулевого управления, но при наличии трещин и обломов любого характера поворотные цапфы бракуются.

1.2 Выбор и обоснование способов ремонта

При восстановлении деталей определенного наименования необходимо выбрать способ устранения каждого из имеющихся на ней дефектов, а затем, руководствуясь приведённой последовательностью устранения дефектов, проектировать технологический процесс ремонта детали.

Для устранения дефекта № 1 необходимо произвести операции в два этапа. Первый этап нарастить некий слой металла, второй - нарезать резьбу. Для первого этапа существуют несколько способов: железнение, электродуговое напыление, вибродуговая наплавка, высокочастотное напыление. Наиболее рациональный способ: вибродуговая наплавка.

Для устранения дефекта №2 применяется только шлифовка внутренней поверхности и установка ремонтных втулок.

1.3 План операций

Поврежденную резьбу под гайку цапфы восстанавливают способом напыления с последующей механической обработкой. Перед сваркой проверяют центровые фаски и при необходимости исправляют их. Резьбу наплавляют плотным круговым швом до диаметра 44,0 мм на установке для вибродуговой наплавки типа УАНЖ-6 НИИАТ без охлаждающей жидкости.

Техническая характеристика режимов наплавки:

Диаметр, мм  1,6-1,8

Вылет из мундштука, мм 12-15

Смещение электродной проволоки, мм 10-12

Скорость подачи проволоки, м/мин. 1,0-1,3

Шаг наплавки, мм/об 3,0

Скорость вращения детали, об/мин 5

Напряжение, В 14

Сила тока, А 150-180

При отсутствии установки для механизированной наплавки резьбовой конец наплавляют ручной дуговой сваркой электродом марки УОНИ-13/55 или ОММ-5 05 мм и силой тока 160-180 А. Наплавленную часть поворотной цапфы обрабатывают на шлифовальном станке 3Б151 под резьбу и нарезают резьбу М36X3-6gплашкой по всей длине.

Износ отверстий под втулки шкворня устраняют обработкой под ремонтные размеры с последующей постановкой втулок ремонтного размера.

Втулки шкворня поворотной цапфы подлежат замене. Втулки изготавливают из бронзы Бр. АЖМЦ10-3-1,5. Запрессованные в поворотную цапфу ремонтные втулки обрабатывают и калибруют разверткой до размера, соответствующего подготовленному для замены шкворню. При подгонке втулок по шкворню следует пользоваться разверткой, воротком и направляющей втулкой.

Порядок выполнения работ следующий: в одну из шеек поворотной цапфы запрессовать бронзовую втулку, а во вторую установить направляющую втулку; развернуть бронзовую втулку разверткой, извлечь направляющую втулку, а на ее место запрессовать вторую бронзовую втулку. Чтобы развернуть вновь запрессованную бронзовую втулку, необходимо режущую часть развертки пропустить через ранее развернутую втулку. Изношенные отверстия в поворотных цапфах под втулки шкворня обрабатывают до ремонтных размеров.

1.4 Расчет и обоснование режимов обработки и норм времени

1.4.1 Восстановление методом наплавки

1) Для наплавки основное время определяется по формуле:

=  3 = 8,5 мин (1.4.1.1)

где: L - длина наплавляемой поверхности детали, мм;

n - частота вращения детали, об/мин;- подача сварочной головки мм/об.;- число слоев наплавки.

) Вспомогательное время, связанное со сварным швом определяется по нормативам: t_вп = 0,8 мин;

) Вспомогательное время, связанное со свариваемым изделием и управлением сварочным агрегатом, определяется по формуле:

t_ВУ = t_{ВУ (1)} + t_{ВУ (2)} = 1,4 + 0,3 = 1,7 мин (1.4.1.2)

где: t_{ВУ (1) -} вспомогательное время на установку и снятие детали, вручную, мин (принимается по нормативам на грузовые автомобили

t_{ВУ (1)} = 1,4 мин);

t_{ВУ (2) -} вспомогательное время на перемещение сварщика и протягивание провода к месту сварки на расстояние до 10м

(принимается по нормативам на грузовые автомобилиt_{ВУ (2)} = 0,3 мин);

) Дополнительное время определяется по формуле:

 = 0,12 мин (1.4.1.3)

где: К₁ - коэффициент, К₁ = 1,3;

 - оперативное время, мин;

) Оперативное время определяется по формуле:

t_оп= t_o + t_вп= 8,5 + 0,8 = 9,3 мин (1.4.1.4)

) Полное время определяется по формуле:

t_общ= t_ВУ+ t_д +t_оп = 1,7 + 0,12 + 9,3 = 11,12 мин. (1.4.1.5)

1.4.2 Шлифовальная операция

1. Определяем основное время на шлифовальные работы, мин.;

(1.4.2.1)

-длина продольного хода стопы, мм.;

-скорость вращения, м/мин.;

-продольная подача, мм.;

-ширина детали, мм.;

-число деталей.

. Вспомогательное время определяется по формуле:

мин (1.4.2.2)

где - время на установку и снятие детали, мин. (зависит от массы и конфигурации изделия, конструкции приспособления, характера и точности установки на станке);

-время, связанное с переходами, мин. (время, затрачиваемое рабочим на подвод и отвод режущего инструмента, включение выключение станка, подач и скоростей);

время, связанное с замерами детали, мин.

. Оперативное время определяется по формуле:

мин (1.4.2.3)

где -основное время, мин. (оно может быть: машинным - , машинно-ручным - и ручным - );

-вспомогательное время, мин.

. Дополнительное время определяется по формуле:

 мин (1.4.2.4)

где -процент от оперативного времени, мин.

. Штучное время определяется по формуле:

мин (1.4.2.5)

где  - оперативное время, мин;

-дополнительное время, мин. (время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности).

. Дополнительное заключительное время определяется по формуле:

мин (1.4.2.6)

где -дополнительное время, мин;

 - штучное время, мин.

. Нормируемое время определяется по формуле:

 мин (1.4.2.7)

где -нормируемое время, мин;

-штучное время, мин;

-подготовительно-заключительное время, мин;

-число деталей в партии, шт.

1.4.3 Расточная операция

Деталь - отверстия под втулки шкворня.

Расточка ведется: d=52,8 мм, D=53,3 мм.

Материал - легированная сталь, хромированная.

Рассчитываем припуски на обработку, мм.:

мм (1.4.3.1)

Рассчитываем режим обработки детали:

. Определяем длину обработки:

 мм (1.4.3.2)

где l - длина обрабатываемой поверхности;

-длина врезания инструмента, 0,5 мм.;

 - перебег резца при обтачивании на проход, 2мм;

-взятие пробной стружки 2мм.

. Определяем число проходов:

(1.4.3.3)

где  - припуск на обработку;

-глубина резания.

. Определяем теоретическую подачу: S_т=0,156 мм/об.

. Определяем фактическую подачу по паспорту станка S_ф= 0,2 мм/об.

. Определяем скорость резания табличную, мм/мин:

мм/мин (1.4.3.4)

где-коэффициент зависящий от условий работы и механических качеств обрабатываемого материала и метала инструмента;

 - поправочный коэффициент;

-глубина резания, мм;

 - подача, об/мин.

. Корректируем скорость с учетом обработки детали, мм/мин.;

мм/мин (1.4.3.5)

где К_{1 -} поправочный коэффициент учитывающий материал детали;

К₂ - поправочный коэффициент учитывающий стойкость резца;

К₃ - поправочный коэффициент, учитывающий диаметр детали;

К_{4 -} поправочный коэффициент учитывающий угол резца [4].

. Определяем число оборотов шпинделя, об/мин.:

об/мин (1.4.3.6)

где -скорректированная скорость, м/мин;

-диаметр детали до обработки, мм.

. Определяем фактическое число оборотов по паспорту станка: n = 450 об/ мин.

Рассчитываем нормы времени:

1. Определяем вспомогательное время, мин.;

мин (1.4.3.7)

где  - время на установку и снятие детали, мин. (зависящее от массы и конфигурации изделия, конструкции приспособления, характера

 - время, связанное с переходами, мин. (время затрачиваемое рабочим на подвод и отвод режущего инструмента, включение и выключение станка, подач и скоростей);

 - время, связанное с замерами детали, мин.

. Определяем основное время:

мин (1.4.3.8)

где -длина обработки, мм;

-число проходов;

-подача, об/мин;

-число оборотов шпинделя, об/мин.

. Определяем оперативное время, мин.:

мин (1.4.3.9)

где -вспомогательное время, мин; -основное время, мин. (оно может быть: машинным - , машинно-ручным - , ручным - ).

. Определяем дополнительное время, мин.:

мин (1.4.3.10)

где -процент от оперативного времени.

. Определяем штучное время, мин:

мин (1.4.3.11)

. Определяем дополнительно заключительное время, мин:

 мин (1.4.3.12)

. Определяем нормируемое время, мин.:

мин (1.4.3.13)

где -нормируемое время, мин; -штучное время, мин; -подготовительно-заключительное время, мин; N-число деталей, шт.

1.4.4 Сверлильная операция

Основное технологическое время определяется по формуле:

мин (1.4.4.1)

где где l − длина обрабатываемого отверстия в мм;

l₁ − длина врезания и перебега сверла в мм;- число рабочих ходов;- частота вращения заготовки, об/мин;

S - подача на один оборот, мм/об

Норму вспомогательного времени определяют по соответствующим нормативам. Нормативы составляют по следующим комплексам приемов: на установку и снятие детали - 0,5 мин. t_в = t_{в. у.} +t_{м. в. -} вспомогательное время на выполнение сверлильной операции, включающее время на установку и снятие заготовки, вспомогательное время, связанное с выполнением ходов и перемещений при обработке поверхности и вспомогательное время на измерения, мин. По таблице нормативов выбираем t_{м. в.} и находим t_в:

_в = 0,5+ 0,08 = 0,58 мин (1.4.4.2)

Определение нормы времени на организационно-техническое обслуживание рабочего места производят по соответствующим нормативам:

t_обс = 4,5%·t_оп=0,045· (t_o+ t_в) = 0,045· (1,06+0,58) = 0,74 мин (1.4.4.3)

Норма штучного времени:

_шт = t_о+t_в +t_обс= 0,74 + 0,58 + 1,06 = 2,38 мин (1.4.4.4)

Норма подготовительно-заключительного времени состоит из следующих приемов:

на наладку станка, инструмента и приспособлений - 2 мин.

на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки - 5мин.

_п-з = 2 + 5 =7 мин (1.4.4.5)

Итого времени на сверлильную операцию:

T_полн = 7 + 2,38 + 0,74 + 0,58 + 1,06 = 11,76 мин

1.4.5 Слесарная операция

Время на снятие и установку детали с автомобиля определяется из нормативов трудоемкости: для снятия и установки поворотного кулака КамАЗ время на снятие t_cл. = 24,5 мин

2. Экономическая часть

2.1 Расчет себестоимости восстановления детали

Таблица 1 - Калькуляционная карта

. Прямая зарплата подчитывается по формуле, руб.:

 (2.1.1)

где -нормируемое время на каждую операцию, мин.;

-тарифная часовая ставка для рабочих АТП, руб.

руб.

руб.

руб.

руб.

руб.

. Дополнительная зарплата определяется по формуле, руб.:

руб. (2.1.2)

. Начисление на зарплату по соцстраху определяется по формуле, руб:

руб. (2.1.3)

. Основная зарплата определяется по формуле, руб.:

руб. (2.1.4)

. Накладные расходы определяются по формуле, руб.:

руб. (2.1.5)

. Стоимость материала определяется по формуле, руб.:

 руб. (2.1.6)

где -процент от стоимости детали,K_з = 1.10%;

-стоимость новой детали, руб.

. Себестоимость восстановления детали, руб.:

 (2.1.7)

руб.

2.2 Экономическая эффективность восстановления детали

Правильность выбора способа ремонта детали определяется по технико-экономическому критерию:

 (2.2.1)

где -коэффициент долговечности, средний для всех способов

восстановления детали;

-стоимость новой детали, руб.

Отсюда следует, что на стоимость новой детали можно восстановить: 5250/784,66 = 6,69, что показывает огромную экономическую эффективность восстановления детали.

3. Техника безопасности. охрана труда

Техника безопасности при дуговой сварке

При работе в непосредственном контакте с металлическими поверхностями следует соблюдать следующие правила техники безопасности:

Надежная изоляция всех токоподводящих проводов от источника тока и сварочной дуги.

Надежное заземление корпусов источников питания сварочной дуги.

Применение автоматических систем прерывания подачи высокого напряжения при холостом ходе.

Надежная изоляция электрододержателя для предотвращения случайного контакта с токоведущими частями электрододержателя с изделием.

При работе в замкнутых помещениях (сосудах) кроме спецодежды следует применять резиновые коврики (калоши) и источники дополни тельного освещения.

Не допускается контакт рабочего с клеммами и зажимами цепи высокого напряжения.

Каждый сварочный пост должен быть огорожен негорючими материалами по бокам, а вход - асбестовой или другой негорючей тканью во избежание случайных повреждений других рабочих.

Краска, применяемая для окрашивания стен и потолков постовых кабин, должна быть матовой, чтобы уменьшить эффект отражения светового луча от них.

Пожаробезопасность при проведении сварочных работ.

При дуговой электросварке и особенно резке брызги расплавленного металла разлетаются на значительные расстояния, что вызывает опасность пожара. Поэтому сварочные цеха (посты) должны сооружаться из негорючих материалов, в местах проведения сварочных работ не допускается скопление смазочных материалов, ветоши и других легковоспламеняющихся материалов.

При газовой сварке и резке возможность взрывов и пожаров обусловлена применением горючих газов и паров горючих жидкостей, которые в смеси с воздухом могут взрываться при повышении температуры или давления. При воспламенении карбида при хранении или транспортировке и ацетиленового генератора для тушения необходимо использовать сжатый азот или углекислотный огнетушитель. Для быстрой ликвидации очагов пожаров вблизи места сварки всегда должны быть емкости с водой или песком, лопата, а также ручной огнетушитель.

Пожарные рукава, краны, стволы, огнетушители должны находиться в легкодоступном месте.

Заключение

При выполнении данной работы были разработаны схемы и планы технических процессов ремонта кулака поворотного по дефектам: № 1. Повреждение резьбы под гайку; № 2. Износ отверстий под втулки шкворня. Также были рассчитаны нормы времени на основные операции. Подсчитаны затраты на восстановление детали в целом и по каждой неисправности. Приведены мероприятия по обеспечению мер безопасности труда на рабочих местах.

На основании проделанной работы можно сделать вывод, что выбранный метод восстановления детали целесообразен и экономически выгоден.

Список литературы

1) Епифанов Л.И., Епифанова Е.А., "Техническое обслуживание и ремонт автомобилей". - Л.: Дрофа, 1998 - 398 с.

) Власов В.М., "Техническое обслуживание и ремонт автомобилей".

) Туревский И.С., "Дипломное проектирование АТП". - М.: Транспорт, 1997 - 116 с.

) Пойченко В.В., "Справочник. Современные грузовые автотранспортные средства". - М.: Академия, 1990 - 130 с.

) Крамаренко Г.В., Барашков И.В. "Техническое обслуживание автомобилей: Учебник для автотранспортных техникумов". - М.: Транспорт, 1982 - 411 с.

) Македошин А.А., "Организация труда персонала". - СПб.: СПбГУЭФ, 2011 - 188 с.

) Абрютина М.С., "Анализ финансово-экономической деятельности предприятия". - М.: Дело и сервис, 2009 - 349 с.

) Титунин Б.А. Ремонт автомобилей КамАЗ. - 2-е изд., перераб.

и доп. - М.: Агропромиздат, 1991 - 320 с.

) Буралёв Ю.В. и др. Устройство, обслуживание и ремонт автомобилей КамАЗ: Учебник для сред. проф. - техн. училищ / Ю.В. Буралёв, О.А. Мортиров, Е.В. Клетенников. - М.: Высш. школа, 1979 - 256 с.

) Барун В.Н., Азаматов Р.А., Машков Е.А. и др. Автомобили КамАЗ: Техническое обслуживание и ремонт. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1988 - 325 с.

) Руководство по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей КамАЗ - 5320, - 53211, - 53212, - 53213, - 5410, - 54112, - 55111, -

. - М.: Третий Рим, 2000 - 240 с.