Расчет распределительного вала ЗИЛ - 130

1 ВВЕДЕНИЕ

Рост автомобильного парка нашей страны привел к созданию авторемонтного производства. Потребность в ремонте машин возникает вместе с их появлением, следовательно, деятельность человека, направленная на удовлетворение этой потребности существует столько же, сколько существуют машины. Хорошо налаженное ремонтное производство позволяет максимально увеличить срок службы автомобилей. Во время простоя автомобиля на ремонте, предприятие терпит убытки. Необходимо как можно быстрее вывести автомобиль на линию, это возможно только при быстром и качественном ремонте. Для выполнения такого ремонта необходим точный расчет последовательности операций, времени и способов устранения дефектов.

Все больше АТП уделяют огромное внимание комплексной организации восстановительных работ. При комплексном восстановлении снижается время ремонта и трудоемкость. В настоящее время существует множество авторемонтных заводов, которые занимаются капитальным ремонтом автомобилей и их систем и агрегатов. Это позволяет обеспечить более высокую надежность автомобиля в дальнейшей эксплуатации и автомобиль восстановленный после капитального ремонта на 30-40% дешевле чем стоимость нового автомобиля что, очень важно для АТП. Многие детали которые подлежат восстановлению можно ремонтировать можно ремонтировать на АТП которое имеет специальное технологическое оборудование это для предприятия обойдется в более короткий срок и в более низкие материальные затраты.

Эффективно управлять столь большой сферой деятельности, как авторемонтное производство, необходимо опираться на современные научные знания и иметь хорошо организованную инженерную службу. Организация ремонта автомобилей в нашей стране постоянно уделяется большое внимание. Благодаря развитию эффективных методов восстановления изношенных деталей, прогрессивной технологии разборочно-сборочного комплекса работ и внедрению более совершенных технических средств в ремонтное производство создались предпосылки для повышения ресурса автомобилей после капитального ремонта, хотя в настоящее время ресурс отремонтированного автомобиля составляет 60-70% от ресурса новых машин, а стоимость ремонта остается высокой.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.2 Условия работы распределительного

вала ЗИЛ - 130

В процессе эксплуатации распределительный вал подвергается: периодичным нагрузкам от сил давления газов и инерций движения масс, которые вызывают переменное напряжение в ее элементах; трения шеек о вкладыши подшипников; трение при высоких удельных давлениях и нагрузках при наличия абразива; динамические нагрузки; изгибу и скручиванию и т.д. Для них характерны следующие виды износа - окислительное и нарушение усталостной прочности, молекулярно - механический, коррозионно-механический и абразивный. Они характеризуются следующими явлениями – образования продуктов химического взаимодействия металлов со средой и разрушение отдельных микрорайонов поверхностного слоя с отделением материала; молекулярным схватыванием, переносом материала, разрушением возможных связей вырыванием частиц и т.д.

2.3 Выбор рациональных способов устранения дефектов детали

Дефект 1

Износ опорных шеек шлифуют до одного из ремонтных размеров. Шлифование осуществляется на кругло-шлифовальном станке. Так как простота технологического процесса и применяемого оборудования; высокая экономическая эффективность; сохранение взаимозаменяемости деталей в пределах определенного ремонтного размера.

Дефект 2

При износе резьбы ее устраняют вибродуговой наплавкой, так как небольшой нагрев детали, не оказывает влияние на их термообработку, небольшая зона термического влияния, достаточно высокая производительность процесса.

Дефект 3

При износе эксцентрика его наплавляют и затем шлифуют на шлифовальном станке. Так как: простой технологический процесс и применение оборудования; высокая экономическая эффективность; сохранение взаимозаменяемости деталей в пределах определенного ремонтного размера.

2.4 Разработка схем технологического процесса, устранение каждого дефекта в отдельности

Таблица 1

Дефекты	Способы ремонта детали	№Операции	Операции
1-я схема		0,5	Гальваническая(железнение)
Износ опорных шеек	Железнение	1 1,5	Шлифовальная (шлифовать шейки) Полировальная (полировать шейки)
2-я схема		0,5	Токарно-винторезная
Износ резьбы М30х2	Наплавка под слоем флюса	1 1,5	(срезать изношенную резьбу) Наплавочная (наплавить шейку под резьбу) Токарно-винторезная (обтачить , нарезать резьбу)
3-я схема		0,5	Наплавочная (заплавить
Износ паза под шпонку	Наплавка под слоем флюса	1 1,5	паз) Токарно-винторезная (обточить) Горизонтально-фрезерная (фрезеровать паз)
4-я схема			Наплавочная
Изношенный эксцентрик	Наплавка		(наплавить эксцентрик) Токарно винторезная (обточить эксцентрик) Кругло-шлифовальная (шлифовать эксцентрик)

2.5 План технологических операций с подбором оборудования, приспособлений и инструмента

№п.п	Наименование операции	Оборудование	Приспособления	Инструмент
				рабочий	Измери- тельный
	Гальваническая (же-лезнение)	Ванна для железнения	Подвеска для железнения	Кисть для изоляции	Штангенциркуль
	Шлифовальная (шлифовать шейки	Кругло-шлифовальный станокЗБ151	Поводков-ый патрон	Шлифовальный круг Д=450	Микрометр 25-50 мм
	Полировальная (полировать шейки)	Кругло-шлифовальный станокЗБ151	Поводков-ый патрон	Полировальный круг	Микрометр 25-50 мм
	Токарно-винторезная (срезать резьбу)	Токарно-винторезный станок 1К62	Поводков-ый патрон с центрами	Проходной резец с пластинкой I5K6	Штангенциркуль
	Наплавочная (наплавить шейку под резьбу)	Установка для наплавки	Трехкулачковый самоцентрирующий патрон	Свароч- ная про- волока	Штангенциркуль
	Токарно-винторезная (обточить , нарезать резьбу)	Токарно-винторезный станок 1К62	Поводков-ый патрон с центрами	Проходной резец с пластинкой I5K6	Штангенциркуль предельное резьбовое кольцо
	Наплавочная (заплавить паз)	Установка для наплавки	Трехкулачковый самоцентрирующий патрон	Свароч- ная про- волока
	Токарно-винторезная (обтачивание)	Токарно-винторезный станок 1К62	Поводков-ый патрон с центрами	Проходной резец с пластинкой I5K6	Штангенциркуль
	Фрезерная (фрезеровать паз)	Горизонтально- фрезерный станок 6Н82Г	Кронште- йн домкрат	Цилин- дричес- кая фреза	Штангенциркуль
	Наплавочная (наплавить эксуентрик)	Установка для наплавки	Трехкулачковый самоцентрирующий патрон	Свароч- ная про- волока	Штангенциркуль
	Токарно-винторезная (обточить эксцентрик)	Токарно-винторезный станок 1К62	Поводков-ый патрон с центрами	Проходной резец с пластинкой I5K6	Штангенциркуль
	Кругло-шлифовальная (шлифовать эксцентрик)	Кругло-шлифовальный станокЗБ151		Шлифовальный круг Д=150	Микрометр 25-50 мм

2.6 Краткая характеристика оборудования

Токарно-винторезный станок 1К62

1 Расстояния между центрами, мм 710, 1000, 1400

2 Наибольший диаметр обработки прутка, проходящего через шпиндель, мм 36

- над суппортом – 220

- над станиной – 400

3 Число оборотов шпинделя в минуту 12,5, 16, 20, 25, 31,5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000

4 Продольные передачи суппорта в мм на 1 оборот шпинделя 0,07, 0,074, 0,084, 0,097, 0,11, 0,12, 0,13, 0,14, 0,15, 0,17, 0,195, 0,21, 0,23, 0,26, 0,28, 0,3, 0,34, 0,39, 1,04, 1,21, 1,4, 1,56, 2,08, 2,42, 2,8, 3,8, 4,16

5 Поперечные подачи суппорта 0,035, 0,037, 0,042, 0,048, 0,055, 0,065, 0,07, 0,074, 0,084, 0,097, 0,11, 0,12, 0,26, 0,28, 0,3, 1,04, 1,21, 1,04, 2,08, 3,48, 4,16

6 Мощность электродвигателя 10 кВт

7 Габаритные размеры станка, мм

длина 2522, 2132, 2212

ширина 1166

высота 1324

8 Масса станка 2080-2290 кг

Кругло-шлифовальный станок

1 Наибольший диаметр обрабатываемого изделия 200 мм

2 Диаметр шлифовального круга, в мм 450-600

3 Наибольшее перемещение стола 780 мм

4 Наибольшее поперечное перемещение бабки шлифовального круга 200 мм

5 Наибольшая длина шлифовального изделия 7500 мм

6 Мощность главного электродвигателя 7 кВт

7 Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки в минуту – 1080-1240

8 Число оборотов шпинделя передней бабки в минуту 75;150;300

9 Пределы скоростей продольного хода стола метров в минуту 0/8$10

Горизонтально-фрезерный станок 6Н82

1 Размеры рабочей поверхности стола, в мм 1250х320

2 Наибольшее перемещение стола, в мм

продольное – 700

поперечное – 250

вертикальное – 420

3 Число оборотов шпинделя в минуту – 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

4 Продольная и поперечная подача, в/мин – 19;23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950

5 Вертикальные подачи равны 1/3 от продольных

6 Мощность электродвигателя, в кВт

приведенная шпинделя – 7

приведенная подача – 2,2

7 Габарит станка, в мм – 2100х1740х1615

8 Вес станка, в кг - 3000

2.7 Выбор установочных баз

Дефект 1

При износе опорных шеек установочной базой будет являться шейка под распределительную шестерню и шестерня под резьбу.

Дефект 2

При износе резьбы установочной базой будут являться опорные шейки.

Дефект 3

При износе эксцентрика установочной базой будет являться шейка под распределительную шестерню и шестерня под резьбу.

2.8 Расчёт режимов резания и норм времени

2.8.1 Гальваническая операция

Содержание операции:

1) Протереть деталь ветошью;

2) Зачистить покрываемые поверхности;

3) Смонтировать детали на подвеску

4)Изолировать места , не требующие покрытия

5)Обезжирить деталь

6)Промыть в холодной воде

7)Обработать на аноде в 30% растворе кислоты

8)Помыть в холодной проточной воде

9)Помыть в горячей воде

10)Завесить в основную ванну

11)Выдержать в ванне без тока

12)Включить ток и постепенно увеличить плотность тока

13)Нанести слой металла

14)Выгрузить деталь из ванны

15)Промыть в холодной воде

16)Промыть в горячей воде

17)Нейтрализовать в растворе соли

18)Помыть в горячей воде

19)Сушить

20)Демонтировать деталь с подвески

Основное время:

Сумма оперативно перекрываемого времени перед загрузкой деталей в ванну:

tоп.н=2+0,4+0,4+0,5+10+10=23,3

Время на загрузку детали в основную ванну и на выгрузку из ванны tв.н :

а) Время передвижения рабочего в процессе работы 0,10 мин

б) Время на перемещение одной подвески 0,18

в) погрузка и разгрузка тележки 0,18

г) время на погрузку деталей в ванну и выгрузку 0,30

tв.н=0,1+0,18+0,18+0,30=0,76

Общее перекрываемрое время:

134,7+(0,76+23,3)=158,76

Перекрываемое время:

Очистка и протирка деталей 0,4;0,28 мин

Время на монтаж на подвеску 0,335 мин

Время на изоляцию не покрываемых поверхностей 14,5 мин

14,5+0,4+0,28+0,335=15,5

Штучно калькуляционное время

Время на обслуживание рабочего места

t =23,3*0,18

Количество деталей одновременно загружаемых в ванну

Количество ванн одновременно обслуживаемых одним рабочим

2.8.2 Кругло-шлифовальная

Содержание операции:

1) установить деталь в поводковый патрон;

2) шлифовать шейки ;

3) снять деталь.

Определяем скорость вращения обрабатываемой детали:

, м/мин, (10)

где Cv – постоянная величина зависящая от обрабатываемого материала,

характера круга и вида шлифования;

d – Диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

Т – Стойкость шлифовального круга, мм;

t – Глубина шлифования, мм;

– Коэффициент определяющий долю ширины шлифовального круга

к, m, хv, yv – показатели степени.

м/мин.

Определяем частоту вращения:

, об/мин, (11)

где VД – скорость шлифования, м/мин;

= 3,14;

d – диаметр обрабатываемой детали, мм.

1000 · 4,95

n = = 105,09 об/мин,

3,14 · 1,5

S = · B , мм/об, (12)

где B – ширина шлифовального круга, мм;

– коэффициент, определяющий долю ширины шлифовального

круга;

= 0,25 (Л1 стр. 369 таб. 4.3.90 - 4.3.91).

S = 0,25 · 1700 = 425 мм/об.

Определяем основное время:

tо = · i · К , мин, (13)

n · S

где L – расчетная длина шлифования, мин;

y - Величина врезания резца и выхода инструмента, мм;

S – Продольная подача, мм/об;

К – коэффициент зависящий от точности шлифования и износа круга,

(Л1 стр. 370);

i - число проходов.

L = l + B , мм, (14)

L = 1,5 + 1700 = 1701,5 мм

, (15)

Примем: S = 0,425 м;

К = 1,4;

i = 1.

мин.

Определение штучного времени:

tшт = tо + tву + tвп + tорм , мин, (16)

где tо – основное время, мин;

tву – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин;

tвп – вспомогательное время, связанное с переходом, мин.

Примем: tву = 0,25 мин;

tвп = 0,25 мин.

, мин, (17)

, мин, (18)

мин,

мин.

2.8.7 Токарно-винторезная

Содержание операции:

1) установить деталь в поводковый патрон;

2) срезать изношенную резьбу;

3) снять деталь.

Определение величины врезания резца и выхода инструмента:

у = у1 + у2 + у3 , мм, (55)

где у1 – величина врезания резца, мм;

у2 – перебег резца (2 - 3 мм);

у3 –взятие пробной стружки (2 - 3 мм).

Определяем величину врезания резца:

, мм, (56)

где t = 0,2 мм - глубина резания;

– главный угол резца в плане ( = 45).

мм,

у = 0,2 + 3 + 3 = 6,2 мм.

Определение скорости резания:

, мм/об, (57)

где Сv , xv, yv – коэффициенты, зависящие от условий работы;

К – поправочный коэффициент, характеризующий конкретные

условия работы;

S – подача резца (0,35 - 0,7 мм/об, Л-1 стр. 244 таб. IV 3.52);

по станку принимаем S = 0,5 мм/об;

Сv = 141 (Л-1 стр. 345 таб. IV 3.54);

xv = 0,18 (Л-1 стр. 345 таб. IV 3.54);

gv = 0,35 (Л-1 стр. 345 таб. IV 3.54);

К = 1,60 (Л-1 стр. 345 таб. IV 3.54).

мм/об.

Определяем число оборотов:

, об/мин, (58)

где d – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

об/мин.

Определение основного времени на проточку шейки:

, мин, (59)

где l = 18 мм, длина обрабатываемой поверхности;

у – величина резания резца, мм;

n – число оборотов;

S = 0,35 - 0,7 мм/об – подача резца (Л-1 стр. 244 таб. IV 3.52);

по станку принимаем S = 0,5 мм/об.

Примем по паспорту ближайшее n = 500 об/мин.

мин.

Определение штучного времени:

tшт = tо + tву + tвп + tорм , мин, (60)

где tо – основное время, мин;

tву – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин;

tвп – вспомогательное время, связанное с переходом, мин;

tву = 0,25 мин (Л-1 стр. 347 таб. IV 3.57);

tвп = 0,25 мин (Л-1 стр. 347 таб. IV 3.57).

, мин, (61)

, мин, (62)

мин,

мин.

2.9 Определение штучно - калькуляционного времени

, мин, (92)

где tшт – штучное время, мин;

Т ПЗ – подготовительно-заключительное время, мин;

Z – количество деталей в партии.

Определяем размер деталей в партии:

Тпз

Z = , (93)

tшт· К

где Тпз - суммарное подготовительно-заключительное время по всем

операциям, мин;

tшт - суммарное штучное время по всем операциям, мин;

К – коэффициент серийности, 0,05.

2.10 Операционная карта

Таблица 5

Содержание операции	инструмент	tопер мин	i	V м/мин	N об	tо мин	S об/мин	tв мин
	Рабочий	измерительный
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Наплавка 1. Установить деталь на шейку под распределительную шестерню и шестерню под резьбу 2. Наплавить вершины кулачка 3. Снять деталь	Шлифовальный круг	Штангенциркуль			3,71	65,64	54,26		0,6 0,22
Шлифование 1. Установить деталь в поводковый патрон 2. Шлифовать кулачки 3. Снять деталь	Шлифовальный круг	Скобы		200	4,95	105,09	10,67	425	0,25 0,25
Полирование 1. Установить деталь в поводковый патрон. 2. Полировать деталь. 3. Снять деталь.	Абразивная лента	Скобы		20	0,49	104,03	0,53	850	0,25 0,25
Шлифование 1. Установить деталь в поводковый патрон 2. Шлифовать шейки 3. Снять деталь	Шлифовальный круг	Скобы		200	14,48	85,40	13,53	425	0,25 0,25
Наплавка 1. Установить деталь на шейку под распределительную шестерню и шестерню под резьбу 2. Наплавить шейки 3. Снять деталь	_____	Штангенциркуль			3,71	21,88	56,26		0,6 0,22
Шлифование под ремонтный размер 1. Установить деталь в поводковый патрон 2. Шлифовать 4 шейки под ремонтный размер 3. Снять деталь	Шлифовальный круг	Скобы		6,897	4,02	23,09	1,73	425	0,25 0,25

Продолжение таблицы 5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Токарная 1. Установить деталь в поводковый патрон 2. Срезать изношенную резьбу 3. Снять деталь	Проходной резец с пластинкой	Штангенциркуль		1	38,076	505,25	0,1		0,25 0,25
Наплавка 1. Установить деталь в приспособление для крепления опорных шеек 2. Наплавить шейку под резьбу 3. Снять деталь	______	Штангенциркуль			3,71	50,71	56,26		0,6 0,22
Токарная 1. Установить деталь в поводковый патрон 2. Проточить шейку и нарезать резьбу 3. Снять деталь	Проходной прямой резец с пластинкой	Штангенциркуль		1	41,846	555,28	0,1		0,25 0,25
Фрезерная 1. Установить деталь в кронштейн или домкрат 2. Фрезеровать лыску 3. Снять деталь	Цилиндрическая фреза	Штангенциркуль		1	3,6	12,7	0,57		0,25 0,25
Слесарная 1. Установить деталь в тиски 2. Прогнать резьбу 3. Снять деталь	Плашка	Резьбовое кольцо	0,014						0,3

3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание устройства и работы приспособления

Приспособление предназначено для зажима распределительного вала двигателя ЗМЗ – 402.10

Патрон поводковый духкулачковый.Патрон состоит из диска 8, прикрепляемого к флацу шпинделя стнака ,плавающего ползуна 7, двух кулачков 2, сидящих на пальцах 4, запрессованных в отверстиях плавающего ползуна, колец 12 и 18 , шариков 13 , втулки 15, пружин 1 и 17 , планки 24, предохраняющий ползун от выпадения, крышки 10 , кожуха 11, фиксатора 26 и других крепежных деталей.

Для установки обрабатываемого вала в центр необходимо повернуть кожух 11 против часовой стрелки до попадания фиксатора 26 в паз кольца 18. При этом

Достигается поворот кулачков 2 в крайнее положение, при котором производится установка вала.

При включении станка фиксатор 26 выходит из паза кольца 18, и в это время под действием пружины 1 происходит поворот по часовой стрелке кожуха 11 и вместе с ним крышки 10, кольца 12 и кулачков 2, которые прижимаются к обрабатываемой детали. Под действием момента сил резания деталь силой трения захватывает прижатые к ее поверхности кулачки. С возрастанием крутящего момента зажимное усилие автоматически увеличивается.

Для закрепления валов диаметром от 20 до 160 мм применяются кулачки четырех комплектов.

Патрон данной конструкции успешно применяется на машиностроительных заводах Чехословакии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполняя курсовой проект, я научился выбирать рациональные способы устранения дефектов.

Способы и методы, которые я применял при расчетах не трудоемки и имеют низкую себестоимость, что имеет важную роль для экономики авторемонтного предприятия.

Данные дефекты можно восстанавливать на небольших предприятиях, где имеются токарный, шлифовальный и гальванический цеха, а также есть необходимые специалисты.

Также я научился пользоваться литературой, выбирать определенные формы для расчета режимов резания и норм времени.

Научился составлять операционную карту, узнал, что такое основное время, подготовительно-заключительное время, время на установку и снятие детали, время связанное с переходами, организационное и штучное время.

Узнал устройство и работу приспособления, ознакомился с краткой характеристикой оборудования, научился выбирать его для устранения дефектов.

А также я научился разрабатывать схемы технологического процесса, составлять план технологических операций с подбором необходимого оборудования, приспособлений, инструмента.

Список используемой литературы

1 Александров В.А. «Справочник нормировщика» М.: Транспорт, 1997 – 450с.

2 Ванчукевич В.Д. «Справочник шлифовщика» М.: Транспорт, 1982 – 480с.

3 Карагодин В.И. «Ремонт автомобилей и двигателей» М.: «Мастерство», 2001 – 496с.

4 Клебанов Б.В., Кузьмин В.Г., Маслов В.И. «Ремонт автомобилей» М.: Транспорт, 1974 – 328с.

5 Малышев Г.А. «Справочник технолога авторемонтного производства» М.: Транспорт, 1997 – 432с.

6 Молодкин В.П. «Справочник молодого токаря» М.: «Московский рабочий», 1978 – 160с.

7 «Методические указания по курсовому проектированию» 2 часть. Горький 1988 – 120с.

Расчет распределительного вала ЗИЛ - 130