Ремонт коленчатого вала автомобиля ЗИЛ-130

1.Описание назначения, устройства и условий работы коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130

2 Анализ дефектов коленчатого вала автомобиля ЗИЛ - 130 и технических требований, предъявляемых к отремонтированной детали.

3 Количественная оценка программы восстановления коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130

4 Выбор способов восстановления дефектов коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130

5 Разработка технологического процесса восстановления коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130.

6 Выбор оборудования, режущего и измерительного инструмента

7 Технические нормирование работ по восстановлению шатунных и коренных шеек коленчатого вала двигателя, автомобиля ЗИЛ тАУ 130

7.1 Технические нормирование наплавочных работ по восстановлению шатунных и коренных шеек коленчатого вала двигателя, автомобиля ЗИЛ тАУ 130

7.2 Нормирования работ на металлорежущих станках (нормирования токарных работ)

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Для восстановления трудоспособности изношенных деталей требуется в 5-8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей. По данным ГОСНИТИ 85% деталей восстанавливают при износе не более 0,3 мм, т.е. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины. Однако ресурс восстановленных деталей по сравнению с новыми, во многих случаях, остается низким. В тоже время имеются такие примеры, когда ресурс восстановленных прогрессивными способами, в несколько раз выше ресурса новых деталей.

Основа повышения качества тАУ применение передовых технологий восстановления деталей. При восстановлении коленчатых валов двигателей возникает необходимость изыскания новых, более прогрессивных способов восстановления, которые смогли бы повысить ресурс деталей при сравнительно низких затратах.

В проекте сделан глубокий анализ различных способов восстановления упрочнения поверхностным пластическим деформированием коленчатых валов.

Выбор программы восстановления коленчатого вала двигателя ЗИЛ- 130 на период 2004 г. предприятием запланировано произвести ремонт 150 двигателей ЗИЛ - 130 и столько же восстановит коленчатых валов данного двигателя. С учетом того, что парк машин в нашем регионе растет, и ремонт на других предприятиях сокращается, можно остановится на программе восстановления коленчатых валов тАУ 300 шт. в месяц. Планирование на год затруднено, т.к. экономика ориентирована на свободные рыночные отношения и вся работа предприятия зависит от количества заказов и качества восстановленных деталей.

Целью курсовой работы по учебной дисциплине ремонт автомобилей и двигателей является:

закрепление теоретических знаний и приобретение практических навыков по оценке технического состояния (дефектов) ремонтного фонда.

Задачи курсовой работы:

1. разборка маршрутов восстановления.

2. выбор способов восстановления деталей.

3. подбор необходимого оборудования и обоснование рациональных режимов работы на нем.

4. нормирование операций восстановления деталей.

1. Описание назначения, устройства и условий работы коленчатого вал
а автомобиля ЗИЛ тАУ 130

Воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который затем через маховик передается агрегатам трансмиссии. В двигателе ЗиЛ-130 коленчатый вал стальной. Коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек, щек и противовесов. На переднем конце вала двигателей ЗМЗ-53-12 и ЗИЛ-130 имеется углубление для шпонки распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также нарезное отверстие для крепления храповика; задняя часть вала выполнена в виде фланца, к которому болтами прикреплен маховик. В углублении задней торцовой части коленчатого вала расположен подшипник ведущего вала коробки передач. Количество и расположение шатунных шеек коленчатого вала зависит от числа цилиндров. В V-образном двигателе количество шатунных шеек в два раза меньше числа цилиндров, так как на одну шатунную шейку вала установлено по два шатуна тАФ один левого и другой правого рядов цилиндров. Шатунные шейки коленчатого вала многоцилиндровых двигателей выполнены в разных плоскостях, что необходимо для равномерного чередования рабочих тактов в разных цилиндрах. В восьмицилиндровых V-образных двигателях коленчатые валы имеют по четыре шатунные шейки, расположенные под углом в 90В°.

В двигателе число коренных шеек коленчатого вала на одну больше, чем шатунных, т. е. каждая шатунная шейка с двух сторон имеет коренную. Такой коленчатый вал называют полноопорным. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединены между собой щеками. Для уменьшения центробежных сил, создаваемых кривошипами, на коленчатом валу выполнены противовесы, а шатунные шейки сделаны полыми. Для повышения твердости и увеличения срока службы поверхность коренных и шатунных шеек стальных валов закаливают нагревом токами высокой частоты.

Коренные и шатунные шейки вала соединены каналами (сверлениями) в щеках вала. Эти каналы предназначены для подвода масла от коренных подшипников к шатунным. В каждой шатунной шейке вала имеется полость, которая выполняет роль грязеуловителя. Сюда поступает масло от коренных шеек. При вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенке грязеуловителя, а к шатунным шейкам поступает очищенное масло. Очистка грязеуловителей осуществляется через завернутые в их торцах резьбовые пробки только при разборке двигателя. Перемещение вала в продольном направлении ограничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, которые расположены по обе стороны первого коренного подшипника или четырьмя сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в выточке задней коренной опоры. В местах выхода коленчатого вала из картера двигателя имеются сальники и уплотнители, предотвращающие утечку масла. На переднем конце вала установлен резиновый самоподжимный сальник, а на заднем конце выполнена маслосгонная резьба или маслоотражательный буртик.

В заднем коренном подшипнике сделаны маслоуловительные каналы, в которые сбрасывается масло с маслосгонной резьбы или маслоотражательного буртика и установлен сальник, состоящий из двух кусков асбестового шнура. Шатунные и коренные подшипники. В работающем двигателе нагрузки на шатунные и коренные шейки коленчатого вала очень велики. Для уменьшения трения коренные шейки, как и шатунные, расположены в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде вкладышей, аналогичных шатунным. Вкладыши каждого коренного или шатунного подшипника состоят из двух половинок, устанавливаемых в нижней разъемной головке шатуна и в гнезде блока и крышке коренного подшипника. От провертывания вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз шатунного или коренного подшипника. Крышки коренных подшипников закреплены при помощи болтов и гаек, которые для предотвращения от самоотвертывания зашплинтованы проволокой либо застопорены замковыми пластинами.

Маховик уменьшает неравномерность работы двигателя, выводит поршни из мертвых точек, облегчает пуск двигателя и способствует плавному троганию автомобиля с места. Маховик изготовлен в виде массивного чугунного диска и прикреплен к фланцу коленчатого вала болтами с гайками. При изготовлении маховик сбалансируется вместе с коленчатым валом.

2. Анализ дефектов коленчатого вала автомобиля ЗИЛ - 130 и технических требований, предъявляемых к отремонтированной детали

Наиболее распространенные дефекты коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130 является:

1) изгиб вала;

2) износ наружной поверхности фланца;

3) биение торцевой поверхности фланца;

4) износ маслосгонных канавок;

5) износ отверстия под подшипник;

6) износ отверстий под болты крепления маховика;

7) износ коренных и шатунных шеек;

8) износ шейки под шестерню и ступицу шкива;

9) износ шпоночной канавки по ширине;

10) увеличение длины передней коренной шейки;

11) увеличение длины шатунных шеек.

1 тАУ изгиб вала; 2 - износ наружной поверхности фланца; 3 - износ маслосгонных канавок; 4 тАУбиение торцевой поверхности фланца; 5 - износ отверстия под подшипник; 6 - износ отверстий под болты крепления маховика; 7 - износ коренных и шатунных шеек; 8 - износ шейки под шестерню и ступицу шкива; 9 - износ шпоночной канавки по ширине; 10 - увеличение длины передней коренной шейки; 11 - увеличение длины шатунных шеек.

Рисунок 2 тАУ Общий вид основных дефектов коленчатого вала автомобиля ЗИЛ - 130

Восстановление коленчатого вала начинают с устранения радиального биения обеспечивая передачу усилия на среднюю шейку, перегибают в противоположную сторону на величину превышавшую прогиб в 10 раз. Допустимое радиальное биение без ремонта:

0,05 мм

По рабочему чертежу диаметр шатунных шеек коленчатого вала составляет:

65,50тАж65,48 мм

а диаметр коренных шеек коленчатого вала под подшипники составляет:

75,00тАж74,98 мм

Коленчатый вал рекомендуется эксплуатировать без восстановления, если радиус кривошипа:

47,50 ВаВа0,08 мм

После ремонта коленчатый вал должен отвечать следующим техническим требованиям: цилиндрические поверхности коренных и шатунных шеек; шероховатость должна соответствовать Ra = 0,32 мкм.

3. Количественная оценка программы восстановления коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130

Годовая программа автомобильного предприятия (АРП) по восстановлению деталей определяется по следующей зависимости:

где N_г тАУ производственная программа АРП, шт.;

n тАУ количество деталей данного наименования в узле, агрегате автомобиля, шт.;

Ва- коэффициент восстановления.

Исходные данные для расчёта

- производственная программа АРП, шт.;

N = 4200;

- количество коленчатых валов в двигателе, автомобиля ЗИЛ тАУ 130, шт.:

n = 1;

- коэффициент восстановления:

Ва= 0,8.

Годовая программа АРП по восстановлению коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130 будет определятся:

Таким образом годовая программа АРП относится к среднесерийному типу производства.

4. Выбор способов восстановления дефектов коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130

Для выбора способов устранения возможных дефектов коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130 проанализируем различные способы восстановления деталей и остановимся на тех способах, которые являются наиболее приемлемы по следующим основаниям:

1) по технико тАУ экономическим показателям. К ним относятся: удельный расход материала. Удельная трудоёмкость наращивания, подготовительно тАУ заключительная обработка, коэффициенты производительности процесса, удельная себестоимость восстановления, показатель технико тАУ экономической оценки, удельная энергоемкость.

2) по показателям физико тАУ механический свойств. К ним относятся коэффициенты: износостойкости, выносливости, долговечности, сцепляемости, микротвердость.

Технические и технологические возможности различных способов восстановления коленчатых валов автомобиля ЗИЛ тАУ 130 и рекомендуемая область их применения приведены в Приложение 1 (Характеристика способов восстановления деталей автомобилей).

Проанализировав вышеуказанное Приложение приходим к следующему заключению, что наиболее приемлемым способом восстановления для нашего коленчатого вала является наплавка под слоем флюса.

Основанием для выбора данного способа восстановления послужили следующие показатели:

1) вид основного материала изношенной детали:

- стал 45, HRC 52тАж62;

2) вид поверхности восстановления:

- наружное цилиндрическое;

3) материал покрытия:

- железнение;

4) минимально допустимый размер диаметра восстанавливаемой поверхности:

- наружный 44тАж45

- внутренний 250 мм

5) обеспечиваемая толщина:

- минимальная 1,5тАж20

- максимальная 3тАж4

6) сопряжения и посадки восстанавливаемой поверхности:

- подвижные и не подвижны.

7) виды нагрузки на восстанавливаемою поверхность:

- детали, работающие в условиях граничной смазки и больших нагрузок

8) виды нагрузок на восстанавливаемою поверхность:

- все виды нагрузок.

5. Разработка технологического процесса восстановления коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130.

Разработку технологического процесса восстановления коленчатого вала двигателя автомобиля ЗИЛ тАУ 130 необходимо начать с выбора или восстановления технологической базы для обработки. При это необходимо выполнять следующие общее требования:

1) поверхность, являющиеся базовыми, обрабатываются в первую очередь;

2) поверхность, связанные с точностью взаимного расположения обрабатываются с одной установки;

3) в качестве технологических баз использовать те же поверхности, что и при изготовлении;

4) стремится соблюдать требования постоянства баз при обработке всех или большинства поверхностей детали;

5) при выборе основных технологических баз необходимо использовать рабочие поверхности детали;

6) при выборе вспомогательных технологических баз выбирают неизношенные детали.

Базовые поверхности следует выбирать с таким расчётом, чтобы при установке и замене деталь не смещалась с приданного местоположения и не деформировалась под воздействием сил резания и усилий закрепления. При выборе баз необходимо учитывать:

- по возможности выбирать те базы, которые использовались при изготовлении детали;

- базы должны иметь минимальный износ;

- базы должны быть жестко связаны точными размерами с основными поверхностями детали, влияющими на работу в сборочной единице.

После выбора технологических баз разрабатываем схему технологического процесса восстановления нашего коленчатого вала.

В первую очередь выполняем подготовительные операции:

1) мойка и очистка;

2) обезжиривание;

3) правка;

4) восстановление технологических баз.

После проведения подготовительных операций проводим дефекацию нашего вала, т.е. проводим контрольные замеры интересующих нас размеров и принимаем одно из следующих решений:

1) направить коленчатый вал в оборотный склад на хранения для дальнейшей эксплуатации без какого тАУ либо ремонтного воздействия;

2) направить коленчатый вал на восстановления;

3) выбраковывать вал и направить его на сдачу в утиль.

По заданию на курсовую работу из 4200 поступивших в ремонт коленчатых валов направляется:

1) на хранения на склад 336 коленчатых валов;

2) на восстановления направляются 2688 коленчатых валов;

3) списываются в утиль оставшиеся 336 коленчатых валов.

После этого выполнения описанных выше действий приступаем к непосредственному восстановлению нашего дефектного вала, т.е. производим наращивание изношенных поверхностей:

1) наплавка под слоем флюса.

После наплавка под слоем флюса покрытия поверхностей выполняем операции окончательной механической обработки, а именно последующую обработку восстановленного вала будем проводить с помощью:

1) проверку на станках;

2) точение на токарных станках;

3) шлифованием на круглошлифовальных станках.

Расчет режимов механической обработки произведем по специальной литературе.

Контрольные операции после выполнения наиболее ответственных операции и в конце технологического процесса восстановления.

Запись технологических операций восстановления коленчатого вала произведём в следующем виде:

05 Моечная (проводим наружную и внутреннюю мойку и очистку поверхности коленчатого вала);

10 К Контрольная (проводим необходимые контрольные измерения размеров и проверка на изгиб);

20 Наплавочная (проводим гальваническое наращивание изношенного коленчатого вала с помощью железнение);

25 Слесарная (проводим удаления защитного покрытия с поверхности коленчатого вала);

30 токарная (тонкое точение шатунной шейки);

35 Шлифовальная (шлифования шейки);

40 Контрольная

После разработки маршрутной технологии (маршрутная карта представлена в Приложении А настоящей курсовой работы) для операций связанных с восстановлением соответствующих поверхностей коленчатого вала, составим операционную технологию (операционная карта представлена в Приложении Б настоящей курсовой работы) на восстановление с выполнением операционных эскизов.

6. Выбор оборудования, режущего и измерительного инструмента

При выборе оборудования для каждой технологической операции необходимо учитывать назначение обработки, габаритные размеры деталей размер партии обрабатываемых деталей, расположение обрабатываемых поверхностей, требования к точности и качеству обрабатываемых поверхностей.

Для обработки деталей, восстанавливаемых наплавкой под слоем флюса, чаще всего применяют абразивную обработку.

Для проверки и правки используется универсальное приспособление. Изгиб правится на ручном или гидравлическом прессе до устранения дефекта. Для контроля используют станок для определения радиального биения.

Для шлифование шеек используют круглошлифовальные станки 3А432 с шлифовальными кругами 15А40ПСТ1Х8К. Размеры контролируются микрометром с ценой деления 10 мкм.

7. Технические нормирование
работ по восстановлению шатунных и коренных шеек коленчатого вала двигателя, автомобиля ЗИЛ тАУ 130

Техническая норма штучно тАУ калькуляционного времени (мин) определяется по следующей зависимости:

где Ва- основное (технологическое, машинное) время, необходимое для наплавки, железнение, хромирования и т.д., мин;

Ва- вспомогательное время, затрачиваемое на установку, снятия детали, измерение размеров, подвод и отвод инструмента и т.д., мин;

Ва- время, затрачиваемое на организационное и технологическое обслуживание рабочего места, мин;

Ва- время на отдых и личные надобности рабочего, мин;

Ва- подготовительно тАУ заключительное время, которое рассчитывается на партию деталей, мин;

Ва- количество деталей в партии, шт.

Штучное время определяется по следующей зависимости:

где Ва- штучное время, мин;

Ва- коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места, %.

Подготовительно тАУ заключительное время, рассчитываемое на партию деталей, определяется соотношением:

где Ва- коэффициент, учитывающий потери времени на подготовительно тАУ заключительное время.

По определенной величине штучно тАУ калькуляционного времени определяется норма выработки (норма восстановления):

где Ва- норма выработки (норма восстановления), шт.;

Ва- продолжительность смены, мин.

Решение для шатунных шеек

Решение для коренных шеек

Основное время, затрачиваемое на восстановление детали ручной электродуговой и автоматической сваркой, определяется по следующей зависимости:

где тАУ площадь поперечного сечения шва, мм²;

тАУ длина шва, мм;

Ва- плотность наплавляемого металла, г/см³;

тАУ коэффициент разбрызгивания металла;

Ва- коэффициент наплавки г/(Ач);

тАУ сила сварочного тока, А;

тАУ коэффициент учитывающий сложность выполняемой работы.

Основные данные для расчётов восстановления коленчатого вала наплавочным способом приведены в Приложении 2 [38].

Вспомогательное время Вана установку, поворот и снятие изделия приведены в Приложении 3 и 4 [39].

Дополнительное время Ваи Васоставляет 3 - 6 % от оперативного времени

Подготовительно тАУ заключительное время Вапри расчетах принимают 10 тАУ 20 минут на партию деталей.

Решение для шатунных шеек

Решение для коренных шеек

ВаВывод: Таким образом норма наплавки восстановления шатунных шеек коленчатого вала двигателя автомобиля ЗИЛ тАУ 130 за день составляет 70 шт, а коренных шеек коленчатого вала двигателя автомобиля ЗИЛ тАУ 130 за день составляет 96 шт.

7.2 Нормирования работ на металлорежущих станках (нормирования токарных работ)

Штучно тАУ калькуляционное время на выполнение операций механической обработки в единичном и серийном производстве определяется расчетно-аналитическим методом по соотношению:

где Ва- штучно тАУ калькуляционное время, мин;

Ва- штучное время, мин;

Ва- подготовительно тАУ заключительное время, мин;

Ва- количество деталей в обрабатываемой партии, шт.

Штучное время определяется следующим соотношением:

где Ва- основное время, мин;

Ва- вспомогательное время, мин;

Ва- время на обслуживание рабочего места, мин (принимается из расчета 4тАУ6% от оперативного времени, кроме шлифовальных, для которых оно принимается 3,5тАУ13%);

Ва- время перерывов на отдых, мин (принимается 4тАУ6% от оперативного времени).

Оперативное время состоит из основного (технологического) и вспомогательного времени, т.е.

Основное время определяется соотношением:

где Ва- расчетная длина обработки, мм;

Ва- число проходов;

Ва- частота вращения детали или инструмента, об/мин;

Ва- подача, м/об (принимается из технических характеристик металлорежущих станков).

Частота вращения детали или инструмента определяется соотношением:

где Ва- расчетная (табличная) скорость резания, м / мин;

Ва- диаметр обрабатываемой детали или инструмента, мм.

Подготовительно тАУ заключительное время определяется соотношением:

где Ва- коэффициент, учитывающий потери времени на подготовительно тАУ заключительные работы.

По известной величине штучно тАУ калькуляционного времени определяется норма выработки:

где Ва- норма выработки, шт.;

Ва- продолжительность смены, мин.

Решение для шатунных шеек

Решение для коренных шеек

Вывод: Таким образом норма работ на металлорежущих станках по восстановлению шатунных шеек коленчатого вала двигателя автомобиля ЗИЛ тАУ 130 за день составляет 25 шт, а коренных шеек коленчатого вала двигателя автомобиля ЗИЛ тАУ 130 за день составляет 22 шт.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были углублены и закреплены знания по дисциплине. Был выполнен расчёт для определённого задания и получены практические знания по проектированию процесса восстановления детали автомобиля. В соответствии с заданием на курсовую работу разработан технологический процесс восстановления коленчатого вала автомобиля ЗИЛ тАУ 130 и выбрано необходимое техническое оборудование, а также рассчитаны режимы и нормы времени на механическую обработку.

Вместе с этим смотрят:

Автоматизированная система оперативного управления перевозками

Автоматика и автоматизация на железнодорожном транспорте

Автомобильные дизельные топлива

Автомобильные эксплуатационные материалы

Автомобильный кран