Разработка технологического процесса на восстановление гильзы цилиндра

Разработка технологического процесса на восстановление гильзы цилиндра

1. Расчётная часть

.1      Назначение участка

технологический производственный гильза цилиндр

Участок предназначен для мойки и разборки двигателя Д-245 (автомобили ГАЗ-3309 и ГАЗ-3307) с программой 10 000 двигателей в год.

На разборочно-моечном участке осуществляют комплекс работ по мойке, очистке и разборке автомобиля, его агрегатов и узлов. От четкой и технически грамотной организации работ на этом участке зависит весь дальнейший процесс капитального ремонта автомобиля.

От степени оснащенности разборочно-моечного участка оборудованием зависит сохранность деталей в процессе разборки, качество последующего контроля каждой детали с дальнейшей сортировкой их на негодные, требующие ремонта и годные для повторного использования и, как следствие, сокращение расхода запасных частей и снижение себестоимости капитального ремонта.

1.2    Режимы работы участка и годовые фонды времени рабочих, рабочих мест и оборудования

Таблица 1 - Годовые фонды времени рабочих и рабочих мест

Таблица 2 - Действительные годовые фонды времени работы оборудования

В таблицах используются назначения:

з⁰ - коэффициент использования оборудования

Ф_НР - номинальный годовой фонд времени рабочего, час

Ф_ДР - действительный годовой фонд времени рабочего, час

Ф_РМ - годовой фонд времени рабочего места, час

Ф_ДО - действительный годовой фонд времени оборудования, час

Норматив трудоёмкости на мойку и разборку двигателя автомобиля

ГАЗ 3309 и ГАЗ 3307. Двигатель Д - 240. Программа 10 000 двигателей в год. Т_УД = 1,75 чел. час на единицу изделия.

1.3    Расчёт годовой трудоёмкости

Формула расчёта годовой трудоёмкости для участка с годовой программой 10 000 единиц.

Т_УЧ = Т_УД*N*K

Т_УД - удельная трудоёмкость

N - количество ремонтов по заданию

K - поправочный коэффициент, учитывающий годовую программу

K = 0,80

Т_УД = 1,75 * 10 000 * 0,8 = 14 000 чел./час

1.4 Расчёт количества производственных рабочих

Определение явочного количества рабочих

рабочих

где М яв - явочное число рабочих

Т уч - годовой фонд времени рабочих, чел./час

Ф_НР - номинальный годовой фонд времени рабочего, час

Определение списочного количества рабочих

M сп =

где М сп - списочное число рабочих

Т уч - годовой фонд времени рабочих, чел./час

Ф_ДР - действительный годовой фонд времени рабочего, час

М сп =  рабочих

1.5    Штатная ведомость рабочих на участке

Количество вспомогательных рабочих определяется в процентном отношении от списочного количества производственных рабочих.

М во = (0,1÷0,12)*М сп

где М во - количество вспомогательных рабочих

М сп - списочное число рабочих

М во = 0,1 * 8 = 1 рабочий

Количество ИТР определяется в процентном отношении от списочного количества производственных и вспомогательных рабочих.

М итр = 0,06 * (8+1) = 0.54 = 1 рабочий

Средний разряд рабочих данного участка подсчитывают по формуле:

R ср =

где m₁, m₂,… m₆ - количество рабочих, имеющих первый разряд, второй разряд, … шестой разряд;

R₁, R_2,… R₆ - 1 разряд, 2 разряд, 6 разряд.

R ср =

Таблица 3 - Штатная ведомость личного состава

1.6    Расчёт количества рабочих мест и основного оборудования

На большинстве участков количество рабочих мест ручной работы рассчитывается на явочное число рабочих, одновременно работающих над объектом.

Х рм

Х рм - количество рабочих мест

Ф рм - годовой фонд рабочего времени, часы

m - количество рабочих, работающих одновременно на рабочем месте

y - число смен работы

Т уч - годовая трудоёмкость работ по участку

Х рм =

Количество оборудования на участке в большинстве случаев

Х о =

Ф до - действительный годовой фонд времени рабочего

Х о =

1.7    Расчёт площади участка

Расчёт площади участка следует проводить по площади пола, занятым оборудованием и коэффициенту плотности.

F уч = F об * Kп

F об - площадь пола, занятая оборудованием.

Kп - коэффициент плотности расстановки оборудования. Для участка разборки и мойки агрегатов и узлов (в нашем случае двигатель Д-240)

Kп = 4,0

Таблица 4 - Перечень основного технологического оборудования

Количество оборудования

Размеры в плане, мм

Площадь в плане, мм²

Верстак слесарный

3

1360х930

1264800

Машина моечная ОМ-1365 Г

1

5630х4000

22520000

Машина моечная ОМ-1578

1

5250х4800

25200000

Полуавтомат резьбонакатный

1

1485х1010

1499850

Секция рольганга прямого

1

1500х600

900000

Стол для сортировки метизов

1

1650х700

1155000

Склиз

1

2000х600

1200000

Машина моечная 1373-6083

1

2500х1300

3250000

Стол подъёмный пневматический

1

880х830

730400

Установка для мойки мелких деталей

1

1695х820

1389900

Стенд для разборки и сборки коленчатого вала с маховиком и сцеплением

1

1175х300

352500

Машина моечная ОМ-7421

1

11070х2960

32767200

Подставка для хранения двигателей

5

2500х800

2000000

Секция рольганга прямого

2

2000х600

1200000

Верстак слесарный

4

1360х950

1292000

Стенд для разборки сцепления

1

550

237462,5

Стенд для разборки КШМ и распределительного вала

4

700х300

Стенд для разборки головки цилиндров с клапанами

1

1050х335

351750

Установка очистки деталей косточковой крошкой

1

3200х1300

4160000

Установка для снятия накипи с блоков и головки цилиндров

1

4932х3532

17419824

Ванна для вывариванья головок и блоков цилиндров

1

4000х2000

8000000

Ванна для сбора масел

1

2500х200

500000

Площадь, занимаемая оборудованием (всего).

178036286,5

F об = 178036286,5 мм²178,036 м²

F уч = 178,036 * 4,0 = 712,144 м² Принимаем площадь участка, равную 756 м² (18х42)

1.8    Описание технологического процесса

Мойка двигателя.

Создание специализированных заводов или цехов для ремонта двигателей с годовой программой 10 - 80 тыс. единиц невозможно без совершенствования процессов очистки. Технологический процесс очистки двигателя, обеспечивает полную очистку деталей, повышение производительности и культуры ремонтных работ. В схеме процесса представлена многостадийная очистка. Особенностью этой схемы являются специальные линии очистки наиболее загрязненных и ответственных деталей.

Линия представляет собой набор моечно-очистного оборудования, обеспечивающего полную очистку деталей от всех имеющихся на ней загрязнений. Например, оборудование линии очистки блока цилиндров должно обеспечить удаление асфальто-смолистых отложений, накипи и промывку масляных каналов. Таким образом, линия может включать 3-5 единиц моечного оборудования, обеспечивающего полную очистку детали.

Очистка и разборка двигателя выполняется на подвесном конвейере на девяти рабочих местах. Очистка осуществляется в четырёх моечных установках. От нагара детали очищаются в специальной камере ореховой скорлупой.

Разборка дизельного двигателя.

Перед разборкой необходимо слить из дизеля масло и подвергнуть его очистке и мойке. На поверхности дизеля, поступающего в ремонт, есть различные загрязнения, которые перед ремонтом нужно удалить. Наружные поверхности дизеля очищаются после снятия вентилятора, воздухоочистителя, генератора и стартера. Применяемые методы и средства очистки дизеля не должны оказывать вредного воздействия на работников и окружающую среду.

При очистке двигателя от грязи используются различные моющие средства. Но чаще наружная мойка двигателя проводится посредством струйной очистки под высоким давлением воды или раствора моющего средства.

При проведении моечно-очистительных работ различие определяется только давлением, расходом, температурой воды и применяемыми моющими средствами.

Очищенный от загрязнений дизель устанавливают на стенд для выполнения операций по его разборке.

Разборка - совокупность операций при ремонте, предназначенных для разъединения дизеля на сборочные единицы и детали. Степень разборки определяется видом ремонта отказавшего соединения.

Основной объем работ по разборке, как и при сборке, двигателя выполняется на универсальных стендах с электрическим или ручным приводом. Использование стенда позволяет поворачивать и удерживать дизель в удобном для разборки и сборки положении.

При проведении разборки необходимо пользоваться исправным инструментом, который соответствует размерам крепежных деталей, чтобы не создавать повреждений на их поверхностях.

В отдельных случаях следует применять специальный инструмент, предохраняющий деталь от повреждений и сохраняющий ее первоначальное напряженно-деформируемое состояние. Это относится, например, к стопорному кольцу поршневого пальца. При разборке трудно определить, насколько из-за текучести материала кольца был нарушен его первоначальный размер. Поэтому при повторной установке стопорного кольца в поршень образуется диаметральный зазор между кольцом и канавкой в поршне под его установку. Чтобы не допустить изменения первоначального размера стопорного кольца, в конструкции устройства предусмотрен технологический упор 2, который ограничивает сжатие кольца независимо от усилия, прикладываемого к рукояткам круглогубцев.

В процессе разборки нужно использовать стенды, съемники, приспособления и инструменты, которые позволяют центрировать снимаемые детали и равномерно распределять усилия по их периметру. При выпрессовке подшипников, сальников, втулок применяют оправки и выколотки с мягкими наконечниками (медными или алюминиевыми).

При разборке, особенно для чугунных деталей (во избежание появления трещины от перекосов), сначала отпускают все болты или гайки на пол-оборота, затем отворачивают полностью.

При разборке не рекомендуется разукомплектовать сопряженные пары, которые на заводе-изготовителе обрабатываются в сборе (крышки коренных подшипников с блоком цилиндров, крышки шатунов с шатунами), а также приработанные пары деталей. Детали метят, связывают между собой и укладывают в специальную тару.

Наиболее типичные операции при разборке дизеля:

·              вывертывание винтов, шпилек, болтов;

·              удаление сломанного болта или шпильки;

·              снятие шестерен, шкивов и подшипников.

Основными элементами, которые занимают наибольший удельный вес при разборке, являются операции разборки резьбовых и прессовых соединений.

1.9    Основные строительные требования

Принимаю сетку колонн 14х9 метров.

Высота помещения 6 метров

Наружные стены выполняются толщиной 0,51 м и внутренние 0,25 м

Принимаю входную дверь однодольную, шириной 1 метр и высотой 2 метра

На участке мойки (обезжиривания), разборки рекомендуется цементный пол на бетонном основании

Техника безопасности и противопожарные мероприятия на участке

Технологические процессы должны проводиться в соответствии с регламентами, правилами технической эксплуатации и другой утвержденной в установленном порядке нормативно-технической и эксплуатационной документацией, а оборудование, предназначенное для использования пожароопасных и взрывопожароопасных веществ и материалов, должно соответствовать конструкторской документации.

На каждом предприятии должны быть данные о показателях пожарной опасности применяемых в технологических процессах веществ и материалов. При работе с пожароопасными и взрывопожароопасными веществами и материалами должны соблюдаться требования маркировки и предупредительных надписей на упаковках или указанных в сопроводительных документах. Совместное применение (если это не предусмотрено технологическим регламентом), хранение и транспортировка веществ и материалов, которые при взаимодействии друг с другом вызывают воспламенение, взрыв или образуют горючие и токсичные газы (смеси), не допускается.

Плановый ремонт и профилактический осмотр оборудования должны проводиться в установленные сроки и при выполнении мер пожарной безопасности, предусмотренных соответствующей технической документацией по эксплуатации.

Конструкция вытяжных устройств (шкафов, окрасочных, сушильных камер и т.д.), аппаратов и трубопроводов должна предотвращать накопление пожароопасных отложений и обеспечивать возможность их очистки пожаробезопасными способами. Работы по очистке должны проводиться согласно технологическим регламентам и фиксироваться в журнале.

Искрогасители, искроуловители, огнезадерживающие, огнепреграждающие, пыле- и металлоулавливающие и противовзрывные

устройства, системы защиты от статического электричества, устанавливаемые на технологическом оборудовании, трубопроводах и в других местах, должны содержаться в рабочем состоянии.

Для мойки и обезжиривания оборудования, изделий и деталей должны, как правило, применяться негорючие технические моющие средства, а также безопасные в пожарном отношении установки и способы.

Необходимо регулярно проверять исправность огнепреградителей и производить чистку их огнегасящей насадки, а также исправность мембранных клапанов. Сроки проверки должны быть указаны в цеховой инструкции.

При отказе системы вентиляции ГРП (ГРУ) должны быть приняты меры для исключения образования взрывоопасной концентрации газа в помещении.

1.10  Расчёт освещения участка

Расчёт естественного освещения

F_ОКОН = F_ПОЛА * б

б - световой коэффициент (пр. 12 табл. 1)

F_ОКОН = 756 * 0,25 = 189 м²

Берём площадь окна 6,3м², размеры окна 4,0х1,4

Количество окон в помещении  = 30 окон

.10.1 Расчёт искусственного освещения

n =  

E_MIN = 750 лк (общее освещение)

S = 756 м²

z = 1,15

k_зап = 1,5

з = 0,5 (коэффициент отражения светового потока)

Лампа:

Тип - газоразрядная лампа

Наименование Ostam HQIE 120/NDL

Мощность 120 Вт

Fл = 9500 лм (световой поток)

n =  206 ламп

Расчёт вентиляции участка

Исходя из объёма помещения, и кратности обмена воздуха рассчитываем производительность вентилятора

W = V * K

V-объём помещения

K - Кратность обмена воздуха

V = F уч * h

V = 756 * 6 = 4536 м³

K = 4

W = 4536 * 4 = 18144 м³/ч

Таблица 5 - Находим тип и количество вентиляторов

Для полного обмена воздуха за час необходимо 10 вентиляторов.

2. Технологическая часть

.1 Назначение и условия работы детали (гильза цилиндра)

В блоке двигателя устанавливают вставные гильзы, омываемые охлаждающей жидкостью. Внутренняя поверхность гильзы служит направляющей для поршней.

Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается в результате запрессовки в наиболее изнашиваемую (верхнюю) их часть коротких тонкостенных гильз из кислотоупорного чугуна.

Гильзы цилиндров изнашиваются неравномерно. Наибольший износ по окружности наблюдается в плоскости качения шатуна, а вдоль оси цилиндра - в зоне расположения компрессионных колец при положении поршня в верхней мертвой точке.

2.2 Методы определения дефектов детали

Явные неустранимые дефекты гильз цилиндров можно определить визуальным контролем (трещины, сколы, раковины от ржавчины рядом с опорным буртом, также, когда их количество превышает норму).

Скрытые неустранимые дефекты определяют при помощи приспособлений и приборов (средств неразрушающего контроля).

Геометрические параметры устанавливают измерительным контролем. Износ, овальность, конусность рабочей поверхности контролируют индикаторным нутромером НИ - 100 - 160. Износ опорного бурта (измерение высоты) устанавливают микрометром. Он составляет 0,08…0,10 мм. Износ посадочных поясков определяют измерением их диаметра и овальности с помощью приспособления КИ - 3343 ГОСНИТИ, биение опорного торца бурта и посадочных поясков относительно внутренней поверхности гильзы - приспособлением КИ - 3340 ГОСНИТИ.

Результаты измерений должны заноситься в карту технических требований на дефекацию, где оформляется заключение о способе устранения дефекта.

При выявлении невосстанавливаемых дефектов или если гильзу экономически не выгодно восстанавливать (износ внутренней поверхности больше 0,35 мм), делают заключение о её негодности и по предварительной договорённости с заказчиком отправляют на склад металлолома.

2.3 Выбор метода восстановления дефектов

Восстановление способом ремонтных размеров заключается в том, что соединению возвращают первоначальный зазор или натяг, т.е. посадку, но размеры восстановленных деталей отличаются от первоначальных. Например, при износе пары цилиндр - поршень цилиндр растачивают под увеличенный ремонтный размер и устанавливают новый поршень соответствующего размера. При таком восстановлении получается начальный зазор и правильная геометрическая форма цилиндра, соответствующие нормативной документации завода изготовителя.

Гильзы цилиндров не вышедшие за ремонтный размер восстанавливают расточкой и подвергают двух - или трехкратному хонингованию. Износ цилиндра для большинства двигателей в этом случае не должен превышать 0,3 - 0,35 мм.

При меньшем износе цилиндра расточку часто заменяют шлифованием. Для этого используют бесцентровые внутришлифовальные станки типа СШ - 22, СШ - 64 и др. Гильзу устанавливают в приспособление и шлифуют кругами из белого электрокорунда зернистостью 40 среднемягкой твердости. Шлифуют гильзы за два перехода: черновое и чистовое шлифование. При чистовом шлифовании в два раза уменьшают поперечную и продольную подачи. В результате такой операции снижаются затраты на хонингование до 40%.

Один из недостатков восстановления гильз обработкой под ремонтный размер - резкое (на 20…30%) снижение их ресурса из - за уменьшения твёрдости поверхности. При использовании способа ремонтных размеров в процессе восстановления гильз цилиндров и коленчатых валов ресурс двигателя снижается на 30 - 50%. Для его повышения гильзы упрочняют пластическим деформированием, плосковершинным хонингованием, закалкой ТВЧ, лазерной обработкой и т.д.

Гильзы цилиндров, вышедшие за ремонтный размер или не имеющие ремонтных размеров, восстанавливают одним из следующих методов: постановкой легкосъёмных тонких пластин; железнением; хромированием; электроконтактной приваркой ленты; термопластическим обжатием; индукционной центробежной наплавкой и др.

Выбор способа восстановления зависит от конструктивно-технологических особенностей и условий работы деталей, их износа, технологических свойств самих способов восстановления, определяющих долговечность отремонтированных деталей, и стоимости их восстановления. Оценка способа восстановления дается по трем критериям - применимости, долговечности и экономичности.

Критерий применимости (технологический критерии) определяет принципиальную возможность применения различных способов восстановления по отношению к конкретным деталям. Этот критерий не может быть выражен числом и является предварительным, поскольку с его помощью нельзя решить вопрос выбора рационального способа восстановления деталей, если этих способов несколько. Решая вопрос о применимости того или иного способа ремонта, надо использовать данные авторемонтных предприятий страны, информацию журнала «Автомобильный транспорт» и других литературных источников. Критерий долговечности определяет работоспособность восстанавливаемой детали и выражается коэффициентом долговечности Кд как отношение долговечности восстановленной детали к долговечности новой детали. Чтобы обеспечить работоспособность детали на весь межремонтный пробег агрегата, принимаемый способ восстановления должен удовлетворять требуемому значению Кд (не ниже 0,85). Критерий экономичности определяет стоимость СВС восстановления детали. Значение СВС можно определить после окончательной разработки технологического процесса и установления норм времени. Для выбора рационального способа по критерию экономичности необходимо произвести расчет себестоимости по нескольким вариантам технологического процесса. В учебном варианте проекта для простоты допускается принимать значение СВС по прейскурантам, данным авторемонтных предприятий или удельной себестоимости восстановления

2.4 Выбор рационального технологического процесса

Обработка под ремонтный размер широко практикуется при восстановлении изношенных поверхностей гильз цилиндров. Технологический процесс включает в себя расточную и хонинговальную операции. Расточка проводится на вертикальных алмазно-расточных станках и многошпиндельных полуавтоматах. Базовыми поверхностями при установке блока для расточки цилиндров служат нижняя привалочная плоскость и фаска в верхней части цилиндра. Центрирования приспособления ведётся по посадочному отверстию под гильзу. Точность центровки проверяю при помощи индикаторного приспособления (центроискателя). Режим резанья при расточке должен обеспечить следующие: выполнение требований по шероховатости зеркала цилиндра, точности размера формы и расположения, наивысшую производительность и минимальную себестоимость работы. Доводку цилиндров выполняют на вертикально-хонинговальном станке. Гильзы дизелей имеют один ремонтный размер, увеличенный на 0,5 мм или 0,7 мм относительно номинального. Все современные автомобильные, тракторные, и комбайновые двигатели, как, правило, выполнены со сменными гильзами. Гильзы цилиндров одного блока обрабатывают под один и тот же ремонтный размер.

2.5 Выбор необходимого оборудования для восстановления детали

Необходимое оборудование для восстановления гильзы цилиндра: станок 2А78Н с принадлежностями, приспособление для установки и крепления гильзы, шкаф для инструмента, стойка микрометра С-1У, штатив Ш-П-Н (ГОСТ 10197-70), резец проходной с пластинкой ВКЗМ, ц = 45° (ГОСТ 18882-73), микрометр рычажный МР-100 (ГОСТ 4381-80), индикаторный нутромер НИ 80-100 (ГОСТ 868-72), штангенциркуль ШЦ-И-250-0,05 (ГОСТ 166-80), линейка 300 (ГОСТ 427-75), эталон шероховатости по чугуну, бесцентровые внутришлифовальные станки типа СШ - 22, СШ - 64, станок ЗГ833 с принадлежностями, бруски хонинговальные, микрометр гладкий МК-100 (ГОСТ 6607-78), индикаторный нутромер НИ 50-100 (ГОСТ 868-82).

Заключение

Согласно расчётам в первой части были поучены следующие параметры для разборочно-моечного участка двигателя Д-245:

Т уч = 14000 чел./час - удельная трудоёмкость для всего участка на год

М яв = 7 рабочих - явочное число рабочих

М сп = 8 рабочих - списочное число рабочих

М во = 1 рабочий - количество вспомогательных рабочих

М итр = 1 рабочий - количество итр рабочих

F уч = 756 м² (18х42) - площадь участка

В технологической части я описал назначение и условия работы гильзы цилиндра, методы определения её дефектов. Был произведён выбор метода восстановления дефектов гильзы и определён рациональный технологический процесс. Был приведён перечень необходимого оборудования для восстановления гильзы цилиндра и описана охрана труда при её восстановлении.

Список использованной литературы

технологический производственный гильза цилиндр

1.http://stroy-technics.ru/article/tekhnologicheskie-protsessy-ochistki-dvigatelei

2.http://tkn.by/articles.php? lng=ru&pg=1151

3. Авдеев М.В., Воловик Е.Л., Ульман И.С. Технология ремонта машин и оборудования. - М.: Агропромиздат, 2009. 247 с.

. Воловик Е.Л. Справочник по восстановлению деталей. - М.: Колос, 2011. 352 с.

. Масино М.А. Организация восстановления автомобильных деталей. - М.: Транспорт, 2010. 176 с.

. Руденко П.А. Проектирование технологических процессов в машиностроении. - К.: Выща шк., 2012. 255 с.

. Канарчук В.Е., Чигринец А.Д., Голяк О.Л., Шоцкий П.М., Восстановление автомобильных деталей: Технология и оборудование: Учеб. Для вузов. - М.: Транспорт, 2009. 303 с.