Разработка технических условий для выполнения капитального ремонта блока цилиндров ДВС автомобиля Зил 130

Горячей сваркой ацетиленокислородным пламенем с присадкой чугуна рекомендуется  восстанавливать блоки цилиндров  двигателей и других корпусных деталей  при наличии трещин на ребрах жесткости.

     2.Газовая  сварка чугуна цветными сплавами без подогрева детали.

     Газовую сварку чугуна цветными сплавами без подогрева детали выполняют в сочетании с дуговой сваркой и широко применяют в ремонтном производстве для сварки трещин на обрабатываемых поверхностях корпусных деталей. Присадочный материал — латунь. Температура плавления латуни ниже температуры плавления чугуна (880-950 С), поэтому ее можно применить для сварки, не доводя чугун до плавления и не вызывая в нем особенных структурных изменений и внутренних напряжений. Использование этого процесса позволяет получить сварочные швы плотные, легко поддающиеся обработке.

При сварке трещин в чугунных деталях выполняют  следующие операции: снятие с кромок трещин фасок с углом разделки 70-80°; грубая обработка фасок (желательно с образованием насечки); очистка места сварки от грязи, масла и ржавчины; подогрев подготовленных к сварке мест пламенем газовой горелки до температуры 900-950 С; нанесение на подогретую поверхность слоя флюса; нагрев в пламени горелки конца латунной проволоки; натирание латунной проволокой горячих кромок трещины (латунь должна покрывать фаски тонким слоем); сварка трещины; медленный отвод пламени горелки от детали; покрытие шва листовым асбестом.

         3. Холодная сварка чугуна.

     При холодной сварке чугуна деталь не нагревают (возможен подогрев не выше 400С для снятия напряжения и предупреждения возникновения сварочных напряжений). Сварочная ванна имеет небольшой объем металла и быстро твердеет. Способ получил более широкое применение по сравнению с горячей сваркой из-за простоты выполнения.

     В зоне сварного шва происходят отбеливание  и закалка с одновременным  ростом внутренних напряжений, которые  могут привести к образованию  трещин. Высота сварочного шва определяется значением (h_t + h₂), не одинакова для электродов с разными покрытиями и находится в пределах 4-7 мм. Холодная сварка применяется для устранения трещин и заварки пробоин в тонкостенных корпусных и крупногабаритных чугунных деталях, которые требуют последующей механической обработки и эксплуатируются под нагрузкой при тепловом воздействии.

     Заварка трещин в тонких (до 10 мм) ненагруженных  стенках осуществляется без разделки кромок. Процесс заварки в этом случае проводят в следующем порядке: поверхность детали очищают на расстоянии 25 мм от краев трещины; концы трещины обваривают за два прохода. дугу возбуждают на расстоянии 10-12 мм от одного конца трещины и ведут сварку в направлении другого конца трещины (валик наваривают на расстоянии 10-12 мм от конца трещины); не прерывая дуги, ведут сварку в обратном направлении, вторым слоем перекрывая первый; делят трещину на участки длиной 30-50 мм; отступив от конца трещины на выбранную длину участка, наплавляют с двух сторон трещины (отступая от ее краев на 1 —1,5 мм) подготовительные валики 1, 2 и 3, 4 (ширина валика равна толщине стенки детали), причем валики 2 и 4 не должны соприкасаться со стенками детали и перекрывать валики, которые лежат под ними; очистка наплавленных вдоль кромок трещины валиков от шлаков; наплавка валиков (за два прохода, не прерывая дуги), образуя шов, закрывающий трещину; проковывание молотком участка шва (после окончания сварки), не зачищая шлака.

     Сварку  трещин в толстостенных деталях, которые в дальнейшем подвергаются механической обработке или работают под нагрузкой, проводят с разделкой кромок. Ширина разделки краев трещины под сварку на поверхности детали должна быть в 2 раза больше ее толщины, а глубина разделки на 2-3 мм меньше этой толщины. Кромки трещины разделывают фрезерованием или слесарным способом вручную. При такой технологии облегчается сварка деталей в вертикальной плоскости. Подготовительные валики на кромки трещины наплавляют раздельно: сначала два ряда валиков 1-8 на одну сторону среза вверх на участке протяженностью 30-50 мм, а затем — на другую сторону среза валики 9-17. Каждый предыдущий валик должен частично перекрываться последующим. После наплавки первого слоя очищают шлак и наплавляют второй. Подготовительные валики второго слоя не должны соприкасаться с основным металлом. Так же наплавляют подготовительные валики и на других участках, дают им охладиться до температуры 30-50 С, счищают с них шлак и в такой же последовательности, как и при наплавке скосов, соединяют валики центральными (соединительными) валиками. Заполнение шва на каждом участке проводят с перерывом для охлаждения. 

     Холодная  сварка может осуществляться: электродами  МНЧ-1 (63% Ni 4- 37% Си) со специальным фтористо-кальциевым покрытием. Процесс сварки выполняется электродами диаметром 3-4 мм на постоянном токе 140-150 А обратной полярности, короткой дугой, участками 20-30 мм, которые сразу же проковываются. Вместо медно-никелевых электродов можно также использовать железо-никелевые электроды типа ЖНБ; электродами ЦЧ-4, представляющими собой сварочную проволоку Св-08 или Св-08А с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим титан или ванадий, которого в наплавленный металл переходит до 9,5%. Процесс ведется электродами диаметром 3-4 мм на постоянном токе 120-150 А обратной полярности при напряжении 20 В. Перед сваркой рекомендуется подогреть деталь до 150-200 С, а после наложения валиков сразу же их проковывать; электродами ОЗЧ-1, представляющими собой медную электродную проволоку с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим железный порошок. Процесс сварки рекомендуется вести на постоянном токе 150-160 А обратной полярности и напряжении 20 В, короткой дугой, небольшими участками по 30-60 мм. После сварки каждый участок необходимо проковывать и продолжать ее после охлаждения шва до 50-60 С. 

     4. Пайка.

     Чтобы запаять трещину или иной дефект в чугунной детали мягким припоем, производят тщательную механическую очистку места  паяния и хорошо смачивают его  соляной кислотой. Затем это место  обрабатывают водным раствором хлористого цинка, посыпают порошком нашатыря (хлористого аммония) и подогревают паяльником или паяльной лампой. Нагревать место  пайки надо до тех пор, пока не станет плавиться поднесенный к нему припои. Тогда натирают припоем место  спайки и сейчас же протирают его  порошком нашатыря, нанесенного на густую металлическую щетку или  паклю. Эта операция — предварительное  лужение перед паянием. Пока деталь еще горячая, запаивают трещины  или иные дефекты паяльником, перемещая  его от одного конца трещины к  другому. Если припой не проходит в трещину, необходимо с обоих краев ее снять небольшую фаску, вылудить это место и снова произвести паяние. Излишек припоя снимается шабером или напильником.

     5. Заделка эпоксидной  пастой.

     Трещины можно заделывать и эпоксидной пастой, если они не проходят через поверхности, несущие нагрузки, по следующей технологии: поверхность вокруг трещины обрабатывают косточковой крошкой, а саму трещину  разделывают шлифовальной машинкой под углом 60—90 на глубину ³/4 толщины стенки. Концы трещин на блоках, отлитых из чугуна, засверливают сверлом 03—4 мм и в полученные отверстия забивают заглушки из медной или алюминиевой проволоки.В зоне вокруг трещины шириной 30 мм создают шероховатость дробеструйной обработкой или насечкой и обезжиривают ее ацетоном.На сухую поверхность наносят первый слой пасты толщиной до 1 мм, резко перемещая шпатель по поверхности металла. Затем наносят второй слой пасты толщиной не менее 2 мм, плавно перемещая шпатель по первому слою. Общая толщина слоя пасты по всей поверхности 3—4 мм. Блок помещают в сушильный шкаф, где при температуре 100°С его выдерживают около 1 ч, обеспечивая при этом отверждение эпоксидной пасты. После отверждения подтеки пасты срубают, неровности обрабатывают шлифовальным кругом. 

       Способы восстановления блока  цилиндров.

 

     Стоимость нового блока цилиндров ЗИЛ – 130 составляет 50000 рублей. По критериям  применимости и экономичности все  5 способов подходят для восстановления блока цилиндров, но по критерию долговечности подходит сварка без прогрева детали.

2.6 Определение последовательности выполнения операций, подбор оборудования и инструментов.

 

2.7 Расчет припусков на механическую обработку

     Минимальный припуск на обработку для одного перехода при подготовке поверхности  для корпусных деталей определяют по формуле:

       

     где: - глубина видимых дефектов поверхностного слоя. В расчетах принимаем = (0,07 – 0,15 мкм).

     Т – глубина поврежденного слоя (учитывается только при наличии  цветов поверхности). Может быть равной 0,05 мм.

      - пространственные отклонения. Для  корпусной детали непаралельность.

      - погрешность установки детали  на станке при обработке. Принимаем  80 мкм.

      мм

                                          

  2.8  Расчет норм времени.

Основное время  определяется по формуле:

  Т_осн=(60*Q) / (a_н*I)

  T_осн= (60*500) / (7,5*150) = 26.7 мин.

Где Q – масса металла наплавляемая в шов (гр)

а_н – коэффициент наплавки (гр/А*ч)

I – сила тока (А)

  

Вспомогательное время

_{tвс= tву + tвп + tвз}

где t_{В. У} - вспомогательное время на установку и снятие детали

t_В.П. - вспомогательное время связанное с каждым переходом

t_{В. З} - вспомогательное время, связанное с замерами обрабатываемого изделия

_{tвс= 8 + 7 + 3 = 18 мин}

Оперативное время - это сумма основного и вспомогательного времени

t_оп= t_o+ t_вс

t_оп= 26.7 + 18 = 44.7 мин

Дополнительное  время задается в процентах к  оперативному времени и определяется по формуле:

t_д= t_оп* К₁/ 100

где К₁ - отношение дополнительного времени к оперативному в % 

t_д= 44.7* 5/ 100= 2.2 мин

Штучное время:

T_шт= t_осн+ t_вс+ t_д        T_шт= 26.7 + 18 + 2.2= 46.9 мин 
 
 
 
 
 

3. Конструкторская  часть

3.1 Приспособление для  подъёма блока  цилиндров

Подъёмно-передвижной  кран предназначен для подъема блока цилиндров на любую высоту. Он представляет собой поперечную балку с электрическим подъемным механизмом.  

3.2 Расчет количества  работающих на производственном участке