Разработка двигателя ЗМЗ 53

На современном этапе в связи с трудным финансовым положением в сельском хозяйстве, новая техника поступает ограниченно, а имеющаяся тАУ чаще бывает не работоспособной.

Следовательно возникает необходимость совершенствования ремонтной базы для поддержания имеющейся техники в работоспособном состоянии. Это в полной мере относится и к предприятиям автомобильного транспорта, что требует значительного увеличения роли и повышения качества ремонта и технического обслуживания автомобилей.

Сейчас в сфере производства с/х продукции работает много грузовых автомобилей. Основным агрегатом автомобиля, от которого зависит надёжность является двигатель. Для содержания двигателя в исправном состоянии требуется сеть авторемонтных конкурентоспособных предприятий. Важными задачами развития этих предприятий являются:

-повышение уровня специализации, кооперации, и централизации ремонтного производства;

-улучшение производственных связей между отдельными предприятиями;

-Значительное расширение масштабов технического перевооружения и реконструкции действующих предприятий;

-внедрение высокоэффективного оборудования, новых технологических процессов ;

-улучшение использования производственных мощностей;

-Снижение себестоимости ремонтной продукции

Эти задачи должны быть в основе проектирования и реконструкции существующих ремонтных предприятий.

Поэтому темой дипломного проекта, направленной на повышение качества ремонта двигателей и снижение затрат труда, является : ВлУчасток разборки двигателя ЗМЗ тАУ53 в Сальском АО Вл АвторемонтникВ».

I. Общая часть

1.1. Характеристика ремонтного предприятия.

1.1.1. Краткая историческая справка.

Сельский авторемонтный завод ТОО ВлАвторемонтникВ» основан в 1968 году. Он расположен в Ростовской области, на городских землях южной части города Сальска. Общая земельная площадь составляет 6,270 га. Территория завода отвечает санитарным требованиям. Площадка завода ограничена : с севера - фабричной улицей ; с востока тАУ текстильно тАУгалантерейной фабрикой ; с запада- мебельным комбинатом. Наличие подъездных путей к заводу следующее. С запада и севера на расстоянии 300 м проходят шоссейные дороги ; с юга на расстоянии 400 м проходит железная дорога.

По влаго-климатическому районированию расположение завода относится к зоне достаточного увлажнения. Годовое количество осадков 500-600 мм. Климат умеренно тАУтёплый . Средняя температура января составляет тАУ2-4 градуса С, июля +22.+29 градусов С. Почвы - пойменные. Господствующее направление ветров тАУвосточное, напор ветра 45 м/сек . ТОО Вл АвторемонтникВ»специализируется на ремонте автомобилей ГАЗ-53, их отдельных узлов и агрегатов . Он обслуживает 17 районов Ростовской области. С 1986 года было запланировано произвести реконструкцию завода, но до сих пор многие мероприятия по реконструкции ещё не выполнены .

Общее количество установленного оборудования в цехах составляет 270 единиц. Парк оборудования работоспособен обеспечить заданную технологическую точность , обусловленную технологическим процессом.

1.1.2. Энергоснабжение предприятия

Электроснабжение завода осуществляется от двух трансформаторных подстанций, где установлены трансформаторы 2х1000. Распределение электроэнергии потребителями завода производится через понижающие трансформаторные подстанции. Напряжение питания U =380/220 В. Нагрузки по заводу составляют :

1. Активная тАУ3888,5 кВт.

2. Реактивная тАУ1301,5 кВт.

3. Полная тАУ4110 кВт.

Годовой расход электроэнергии по заводу составляет 12845,8 тыс.квт.час. Трасса газоснабжения завода проложена от городской газопроводной сети.

Для снабжения предприятия сжатым воздухом и паром имеется собственная центральная компрессорная , а для теплоснабжения имеется собственная котельная.

1.1.3.Анализ производственной деятельности предприятия и участка

Развитие и совершенствование авторемонтного производства требуют правильной организации ремонта автомобилей , которая зависит в свою очередь от целого ряда факторов. Наиболее важными из них являются рациональное размещение ремонтных предприятий, их специализация и производственная мощность. ТОО ВлАвторемонтникВ» запроектирован на:

1. КР автомобилей ГАЗ -53А-2000 шт.

2. КР агрегатов ГАЗ-53А-2500шт

Большая производственная мощность и специализация ремонтного предприятия создали условия для концентрации работ, позволяющих механизировать и автоматизировать производственные процессы, использовать высокопроизводительное оборудование, прогрессивную технологию и передовые методы организации труда. Совершенствование организации ремонта автомобилей потребовало проведение значительного объёма работ по реконструкции завода, которая является важнейшим условием и резервом увеличения выпуска продукции при наименьших затратах. Технологический процесс осуществляется в двух корпусах. В одном корпусе производится ремонт двигателей , коробок передач , ремонт электрооборудования и приборов питания, восстановление деталей электро-механическим наращиванием. В другом корпусе производится общая разборка автомобилей , разборка агрегатов , восстановление деталей , сборка, испытание и окраска агрегатов, общая сборка и обкатка автомобилей.

В настоящее время, в связи с переходом на рыночные отношения и неспособности хозяйств оплатить ремонт, количество заказов на ремонт автомобилей ГАЗ-53А значительно сократилось. Поэтому, кроме выполнения услуг по ремонту автомобилей АРЗ выполняет и другие виды заказов. На АРЗ производят переоборудование автомобилей , работающих на бензине, на автомобили работающие на газе.

Участок разборки двигателя ЗМЗ-53 находится в одном корпусе с ремонтом узлов, агрегатов и восстановления деталей. На участке разборки устарело технологическое оборудование, не все рабочие места укомплектованы оборудованием, отсутствует стенд для выпрессовки венца маховика. Требует совершенствования конвейер для сборки двигателя. Имеются нарушения норм расстояний между оборудованием , загромождение проходов и проездов, что приводит к неудобству выполнения работ на рабочих местах. Недостаёт площадь участка для соблюдения технологического процесса сборки двигателя.

1.2.Организационные параметры производства

1.2.1. Расчёт оптимальной программы участка

Для расчёта оптимальной программы участка по разборке двигателя ЗМЗ-53 необходимо знать количество автомобилей ГАЗ тАУ53, работающих на территории обслуживаемого АРЗ и коэффициенты охвата капитальным ремонтом.

Сальский ТОО ВлАвторемонтникВ» обслуживает 17 районов Ростовской области. По данным объединения ВлРостовавторемонтВ» количество автомобилей моделей ГАЗ тАУ53, Эксплуатируемых в районах приведено в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

Количество автомобилей ГАЗ тАУ53 и их модификаций по районам Ростовской области

Общее количество автомобилей на обслуживаемой территории равно Nм=9250 шт.

Зная число автомобилей ГАЗ-53, эксплуатируемых на территории Сальского авторемзавода ТОО ВлАвторемонтникВ» определим число капитальных ремонтов двигателей ЗМЗ-53 для нужд капитального и текущего ремонта автомобилей по формуле.

(1.1)

Где:

Nм тАУ количество автомобилей работающих на данной территории, Nм=9250 шт.

Nа тАУ число двигателей, необходимых для нужд капитального и текущего ремонтов.

Ко тАУ коэффициент охвата капитальным автомобиля, Ко =0,14

Ка тАУ коэффициент охвата двигателя капитальным ремонтом для нужд только текущего ремонта, Ка = 0,17

Тогда:

шт.

Принимаем: шт.

1.2.2 Обоснование схемы технологического процесса и её краткое

описание

При разработки схемы технологического процесса разработки ставиться задача расчленить заданную сборочную единицу на основные элементы таким образом , чтобы можно было осуществить разборку наибольшего количества элементов независимо друг от друга.

Исходя из конструкции и технологических норм, на капитальный ремонт производить разборку следует в следующей последовательности:

1.Снимают узлы и агрегаты системы зажигания, смазки и питания. Снятие узлов и агрегатов осуществляется независимо друг от друга, с применением следующих средств механизации : гайковёрт.

2.Производят непосредственно разборку двигателя. Разборка осуществляется в следующей последовательности: храповик коленчатого вала, крышки распределительных шестерён, газораспределительный механизм, шатунно-поршневая группа ,коленчатый вал с маховиком и сцеплением в сборе ,картер сцепления. Разборка осуществляется с применением следующих средств механизации: приспособление для снятия клапанов, гайковёрт с набором насадок , приспособление для разборки толкателей ,стенд для разборки распределительного вала.

3.Разборка узлов и агрегатов: головка блоков цилиндров ,водяной насос , шатунно тАУпоршневая группа, коленчатый вал с маховиком и сцеплением в сборе и разборка сцепления. Разборочные работы ведутся по мере их снятия с двигателя с применением следующих средств механизации: гидравлический пресс, стенд для разборки водяного насоса, стенд для разборки коленчатого вала, стенд для разборки шатунно-поршневой группы, съемник шестерни коленчатого вала, пресс для спрессовки венца маховика, стенд для разборки сцепления, гайковерт 12 шт. Процесс разборки двигателя изображен на листе 2.

1.2.3. Режим работы и фонды времени предприятия оборудования

рабочих

Режим работы участка зависит от характера производства, наличия рабочей силы, места расположения предприятия.

Планируем режим работы участка по прерывной рабочей недели в одну смену. Принимаем пятидневную рабочую неделю с двумя выходными днями. Продолжительность смены устанавливаем 8,0 часа.

Определяем номинальный фонд времени участка по формуле /5/ на 2002 год.

Фн = (12)

Где:

Кр тАУ количество рабочих дней в году ; Кр=251

tсм тАУ продолжительность рабочей смены; tсм=8

Кп тАУ количество предпраздничных дней; Кп=7

tc тАУ время сокращения предпраздничных дней; tc=1ч

n тАУ количество смен; n=1

Фн=час.

Определим номинальный и действительный фонд времени рабочих по формуле /5/:

Фд.р.=, (1.3)

Где:

Ко тАУ общее число дней отпуска в году;

- коэффициент потерь рабочего времени /5/, = 0,97;

Тогда при K₀=20 дней, получим: Фд.р.=(2001-160)*0,97=1786 час.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования определяется по формуле:

(1.4)

где h₀коэффициент использования оборудования с учетом числа смен. /5/:

h₀=0,98;

Тогда:

1.2.4. Обоснование наименований видов работ

В соответствии со схемой технологического процесса разборки двигателя ЗМЗ-53 и типовыми нормами времени на ремонт /12/, назначаем вид работ, разряд и соответствующие операции. (табл. 1.2)

Таблица 1.2

Наименование операций разборки двигателя ЗМЗ-53.

3,99 100% .

1.2.5. Обоснование трудоемкости и годового объема работ на участке и распределение его по видам

Участок разборки двигателя ЗМЗ-53 автомобиля ГАЗ-53 относится к первому классу /5/. Для подразделений первого класса производственная программа принимается равной программе всего ремонтного предприятия и выражается в штуках. (W=3000).

На основании данных типовых норм времени на разборку двигателя, приведенных в таблице 1.2, определяем трудоемкость разборки двигателя на перспективу.

Трудоёмкость разборки одного двигателя автомобиля на перспективу определяем по зависимости /5,10/.

(1.5)

где нормативная трудоемкость разборки двигателя ЗМЗ-53,

коэффициент, учитывающий конструктивно-технологические особенности

коэффициент, учитывающий годовую производственную программу

коэффициент приведения, учитывающий кол-во ремонтируемых агрегатов и моделей,

коэффициент, учитывающий рост производительности труда на перспективу.

годовой объем работ на участке определяем по формуле:

(1.6)

где W-оптимальная действительная программа

Распределение работ по вида произведем согласно процентов табл. 1.2 и введем в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Распределение трудоемкости разборки двигателя ЗМЗ-53 по видам работ.

100 3,7 10110 .

1.2.6. Построение графика ремонтного цикла, расчет организационных параметров участка, обоснование метода организации ремонта.

С помощью графика цикла определяем цикл производства, то есть время от начала первой до конца последней операции. Исходные данные:

оптимальная действительная программа разборки двигателя ЗМЗ-53.

фонд времени; =2001.

Построение производим в следующем порядке:

Определим такт производства:

В заготовленную форму графика заносим наименование операций в соответствии с принятой схемой технологического процесса, разряд работ и их трудоёмкость. Расчетное кол-во рабочих по каждому рабочему месту определяем по формуле /11/

(1.8)

где количество расчетных рабочих. Т-трудоемкость операции;

Принятое число рабочих устанавливаем на основании комплектования рабочих мест в отделении по признаку сходимости выполненных операций до наиболее полной загрузке рабочего. При этом недогрузка допускается порядка 5%, перегрузка 10-15%. По каждому посту подсчитывают загрузку рабочего:

(1.9)

где принятое количество рабочих; Продолжительность каждой операции находят как частное от деления трудоемкости работ на принятое количество рабочих и откладывают в масштабе в виде отрезков прямой.

- Цикл производства t определяется как время от начала первой, до конца последней операции: t=1,95ч.

- Фронт работ (число машин одновременно находящихся в ремонте):

-

Для обоснования метода ремонта определяем коэффициент последовательности и параллельности работ.

;

трудоемкость последовательных работ. 1,39чел.ч.

где =3,37чел.ч;

где - трудоемкость параллельных работ; =1,98 чел.ч. Так как =0,58, то принимаем поточно-узловой метод ремонта.

1.2.7. Обоснование номенклатуры рабочих мест и их трудоемкости.

По графику цикла на участке разборки двигателя ЗМЗ-53 имеется 5 рабочих мест. Данные по рабочим местам приведены в таблице 1.4

Таблица 1.4

1.3.Разработка технологического процесса восстановления маховика

ЗМЗ-53

1.3.1.Характеристика маховика, анализ условий работы, дефекты и причины их возникновения.

Деталь Маховик

Материал детали С4-18-36

Номер по каталогу 53-1005115

Твёрдость НВ 170-229

При изучении конструкции детали ,а также проведя замеры выявляем следующие виды износов:

1) Износ посадочного места под венец

Размер по чертежу 420 мм

Величина износа 0,1 мм

Допустимый без ремонта -----мм

2) Износ риски, забоины на рабочей поверхности.

Размер по чертежу 18,5 мм

Величина износа 0,5 мм

Допустимый без ремонта 17 мм

3) Износ отверстий под болты крепления.

Размер по чертежу 12 мм

Величина износа 0,15 мм

Допустимый без ремонта 12,05 мм

Износ посадочного места под венец возникает в следствии больших знакопеременных нагрузок возникающих во время работы, из-за чего в поверхностном слое металла возникают поверхностные усталостные напряжения, смятие металла ,ослабление и осадки.

Износ, риски, забоины на рабочей поверхности во время работы из-за трения деталей, а так же попадания абразивных частиц между трущимися поверхностями. Износ отверстий под болты крепления маховика возникает вследствие знакопеременных нагрузок во время работы, из-за чего происходит местное усталостное напряжение в металле, с последующим смятием и выкрашиванием металла.

1.3.2.Обоснование и выбор способов восстановления детали.

После проведённых замеров выявляем что износ посадочного места под венец составил 0.1 мм, а согласно технологических требований на эксплуатацию по данному дефекту не допускается износ. После проведённых замеров выявили ,что износ рабочей поверхности составил 1,6 мм, согласно требований износ рабочей поверхности допускается до размера 17 мм. Износ отверстий под болты крепления маховика составил 0,15 мм, а согласно технологических требований не должен превышать 0,05 мм. Дефект на детали-износ посадочного места под венец.

Восстановление изношенной детали тАУ это комплекс работ по устранению дефектов, появившихся в период эксплуатации или хранения машины, обеспечивающей восстановления работоспособности и надёжности до уровня равного или превышающего уровень, установленный для новой детали. Выбор рационального способа восстановления детали по критерию применимости выполняем по этапам.

1 этап . Отбираем все существующие способы восстановления, обеспечивающие требуемую толщину, твёрдость, сцепляемость и шероховатость восстановленной поверхности. При восстановлении принимаем следующие способы: осталивание; хромирование; ЭКРленты; вибродуговая наплавка в среде СО2; автоматическая наплавка под флюсом ;ручная дуговая наплавка ; вибродуговая наплавка под флюсом.

2 этап . Рассматриваем способы с точки зрения их воздействия на невосстанавливаемые поверхности, деталь в целом , а так же оцениваем влияние восстановленной поверхности на показатели надёжности сопряжённой детали. Из-за большого температурного воздействия на деталь и возможности её коробления отбрасываем автоматическую наплавку под флюсом и ручную дуговую. Оставляем следующие способы: осталивание, хромирование, вибродуговая наплавка в среде СО2; вибродуговая наплавка под флюсом.

3 Этап. Оставшиеся способы рассматриваем с точки зрения технологической возможности их использовании при создании поточно-механизированной линии для восстановления деталей. Оставляем следующие способы: осталивание; хромирование; вибродуговая наплавка в среде СО2;вибродуговая наплавка под флюсом.

4 Этап. Анализируем дефицитность ремонтных материалов и технологического оборудования. Отказываемся от хромирования из-за дефицитности оборудования. Оставляем следующие способы: осталивание; вибродуговая наплавка в среде СО2; вибродуговая наплавка под слоем флюса.

5 Этап. Учитываем влияние способов восстановления на рабочих и окружающую среду, отказываемся от осталивания. По этому критерию применимости принимаем следующие два способа: вибродуговая наплавка в среде СО2; вибродуговая наплавка под флюсом.

Окончательный выбор рационального способа восстановления детали производим при помощи технико-экономического критерия.

Техпроцесс восстановления двумя методами.

1. Вибродуговая наплавка в среде СО2:

а. точение;

б. вибродуговая наплавка;

в. точение.

2. Вибродуговая наплавка под флюсом:

а. точение;

б. вибродуговая наплавка под флюсом;

в. точение.

1.4. Расчет участка

1.4.1. Расчет числа рабочих и работников по рабочим местам, составление штатной ведомости.

Штат работников участка состоит из производственных и вспомогательных рабочих, а так же инженерно-технических работников. Расчету подлежат явочное (Р_я), и списочное (Р_сп.) количество рабочих. Явочное кол-во рабочих определяется по графику цикла, а списочное рассчитывается по формуле /5/.

(1.12)

где коэффициент штатности. (1.13)

Расчет данных количества рабочих приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5.

Сводные данные численности производственных рабочих по рабочим местам

Примерное распределение численности работников по категориям работающих определяем по рекомендациям /8/

Таблица 1.6.

Распределение численности рабочих по категориям.

Штатная ведомость производственных рабочих по разрядам, квалификации определяем по рекомендациям /5/.

Таблица 1.7

Штатная ведомость производственных рабочих.