Разработка технологии восстановления коленчатых валов ЗИЛ-130 с ультразвуковым упрочнением

   СОДЕРЖАНИЕ. 

   Введение 3

    1. Обоснование производственной партии деталей

    2.Проектирование технологического процесса восстановления 5

   коленчатого вала ЗИЛ-130 7

2.1.Разработка маршрутной технологии 9

2.2.Определение количества работающих

 на каждом рабочем месте 15

3.Расчет количества рабочих постов 18

4.Расчет  количества оборудования 22

    5.Охрана  труда 24

 Литература 27

 

    Введение. 

   Одним из важнейших направлений в переходе народного хозяйства на рыночные отношения является повсеместное, рациональное использование сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов. Усиление работы в этом направлении рассматривается как неотъемлемая часть экономической стратегии, крупнейший рычаг повышения эффективности производства во всех звеньях народного хозяйства.

   Одним из самых крупных резервов экономии и бережливости выступает восстановление изношенных деталей. Восстановление изношенных деталей машин обеспечивает экономию высококачественного материала, топлива, энергетических и трудовых ресурсов.

   Для восстановления трудоспособности изношенных деталей требуется в 5-8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей [1].

   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 [2].

   Основа  повышения качества – 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.

   Одним из наилучшим способом является ультразвуковое упрочнение после наплавки под слоем флюса.

   Если  при упрочнении статическими методами ППД инструменту сообщают дополнительно  ультразвуковое колебание с частотой 18-24 кГц и амплитудой 15-30 мкм, то они  становятся ударными методами (ультразвуковое обкатывание и т.п.)

   

 

   Рисунок 3.8. Схема ультразвукового упрочнения (УЗУ).

   Используют  также УЗУ, когда загружаемым  рабочим телам, помещённым в замкнутый  объём вместе с обрабатываемой деталью, сообщают ультразвуковые колебания, под действием которых происходит упрочнение обрабатываемой поверхности. Процесс (рис.3.9.) напоминает виброударную обработку.

   

   Рисунок 3.9. Схема УЗУ.

   1 – концентратор;

   2 –  камера;

   3 – обрабатываемая деталь;

   4 – стальные шарики.

   При обычном ультразвуковом упрочнении инструмент 2 (рис.3.10.) под действием статической и значительной ударной силы, создаваемой колебательной системой (ультразвуковым генератором магнитострикционным преобразователем 5 и концентратором 3), пластически деформирует поверхностный слой обрабатываемой детали 1.

   

   Рисунок 3.10. Схема ультразвукового упрочнения.

1-обрабатываемая деталь;

2-рабочая часть инструмента;

3-концентратор;

4-ультразвуковой генератор;

5-магнитострикционный преобразователь;

6-направляющие. 
 
 
 
 
 

     1. Обоснование размера производственной партии деталей 

     Партия  – группа заготовок определённого  наименования и типоразмера, запускаемый  в обработку одновременно в течении  определённого интервала времени.

     В условиях серийного ремонтного производства размер принимают равным месячные потребности ремонтируемых или изготавливаемых деталей.

     В стадии проектирования технологических  процессов величину (Х) производственной партии деталей можно определить ориентировочно по следующей формуле: 

      ;  [2.1] 

     где N=5000, производственная программа изделий в год

     n =2, число деталей в изделии;

     t = 5, необходимый запас деталей в днях для обеспечения непрерывности в сборке;

     Ф_дн – 250 – число рабочих дней в году. 

       

     Результат полученных вычислений (Х) следует использовать для определения нормы времени (Т_н) при нормирование ремонтных работ и т.п. (с учетом количества исполнителей). 

      , [2.2]

 

      где Т_шт – штучное время (мин),

     Т_п-з – подготовительно заключительное время (мин). 

      (мин.); 
 
 
 

   2.Проектирование технологического процесса восстановления

   коленчатого вала ЗИЛ-130. 

   Технический процесс проектируем применительно  к абразивно-электрохимическому шлифованию, опираясь при этом на технологию ВНПО «Ремдеталь» [7,8].

   Используем  операции, связанные только с восстановлением  шатунных и коренных шеек, т.е. частичное  восстановление. Это связанно с тем, что на проектируемый участок  поступают только коленчатые валы с  дефектами коренных и шатунных шеек. С другими неисправностями коленчатые валы не принимаются. 

   2.1.Разработка маршрутной технологии.

   1. Очистная. 

   Очистить  вал и промыть его в растворе моющего средства МС-8 концентрации 20 г/л и температурой 75-80 ⁰ С.

   Наличие смолистых отложений, загрязнения и смазки на поверхности вала не допускаются.

   Машина  для очистки ОМ-5288 [14].

   Разряд  работы-2. Трудоемкость-4,5 мин [10]. 

   2.Дефектовочная. 

   Провести  тщательный визуальный осмотр. Определить геометрические параметры вала –  измерить инструментом.

   Определить  трещины магнитным дефектоскопом  МД-50 [14].

   Режимы: ток намагничивания 1500 А, метод намагничивания – циркулярный, характер тока –  мгновенный.

   Условия: трещины более 5 мм не допускаются.

   Разряд  работ-4. Трудоемкость-8,5 мин [10]. 

   3.Разборочно-очистная. 

   Вывернуть пробки, не выворачиваемые пробки удалить.

   Прочистить  масляные каналы и полости.

   Оборудование: приспособление 70-7362-1518.

   Станок  радиально-сверлильный 2N155 [14,13].

   Разряд  работ-2. Трудоемкость-6,5 [10]. 

   4.Термическая. 

   Поместить вал в печь при температуре 400-450⁰С и выдерживать в течение 30 минут.

   Электропечь шахтная СШО 10.10/10 [14]. 

   5.Очистная. 

   Очистить  и промыть вал в растворе средства Лябомид-203 концентрацией 20 г/л и  температурой 75-80 ⁰ С.

   Разряд-2. Трудоемкость-5 мин [10]. 

   6.Контрольно  – дефектовочная  (см. операцию 2.). 

   7.Шлифовальная, подготовительная (для  Ш.Ш.). 

   Шлифовать под наплавку до Ø 63,6_-0,1м.м. последовательно 1^ю,2^ю,3^ю,4^ю шат. Шейки на длину 57,6 м.м., обеспечив шероховатость поверхности Ra 2 мкм.

   Оборудование: станок круглошлифовальный 3В423 [14].

   Приспособления  и инструмент: круг шлифовальный –  ПП 900х50х305 15А 50 – ПСМ 17К5 35 м/с. 1 кл. А  ГОСТ 2424-83.

   Разряд  работ – 3. Трудоемкость – 12 мин [10]. 

   8.Шлифовальная, подготовительная (для  К.Ш.). 

   Шлифовать под наплавку, обеспечив шероховатость  поверхности Ra 2 мкм. 1^ю К.Ш. Ø72,6 мм. На длину 32 мм. Со 2^ю на 5^ю до Ø72,6_-0.1мм на длину соответственно 28,5^+0,5 мм, 28,5^+0,5 мм,  28,5^+0,5 мм, 42,5^+0,5 мм [7].

   Оборудование: станок круглошлифовальный 3В423 [14].

     Приспособления и инструмент: круг  шлифовальный – ПП 900х50х305 15А 50 – ПСМ 17К5 35 м/с. 1 кл. А ГОСТ 2424-83.

     Разряд работ – 3. Трудоемкость  – 16 мин [10]. 

   9.Герметизирующая  (для Ш.Ш.). 

   Заглушить отверстия масляных каналов на Ш.Ш. стержнями из графита ГП-1.

   Трудоемкость  – 1 мин [10]. 

   10.Наплавочная  (для Ш.Ш.). 

   Наплавить последовательно 1^ю,2^ю,3^ю,4^ю шат. шейки до Ø6 мм. Проволокой Нп – 30хГСА под флюсом Ан-348 в следующем режиме [8]:

• частота вращения вала, мин^-1 2,5

• подача головки, мм/об.  4,6

• подача проволоки, м/мин 1,4-1,6
• смещение электрода, м/мин 8-10
• вылет электрода, мм.  10-12
• сила тока, А 180-200
• напряжение, В 25-30

   Оборудование: установка ОКС – 5523 ГОСНИТИ [14].

   Разряд  работы – 3. Трудоемкость – 26 мин. 

   11.Термическая  (см.операцию 4) 

   12.Правильная. 

   Править вал, выдерживая допуск радиального  биения средних К.Ш. относительно оси  центров – 0,3 м.м.

   Оборудование: пресс 6328 [13].

   Приспособление: 70-7855-1508.

   Разряд  работ – 2. Трудоемкость – 5 мин [10]. 

   13.Герметизирующая  (для К.Ш.) (см. операцию 9). 

   14.Наплавочная  (для К.Ш.). 

   Наплавить последовательно 1^ю,5^ю,2^ю,4^ю, 3^ю к шейки до Ø78^+0,5 мм проволокой Нп-30хГСА под флюсом Ан-348 в следующем режиме [8,9]:

• частота вращения вала, мин^-1 2-2,5
• подача головки, мм/об. 4,6
• подача проволоки, м/мин 1,2-1,6
• смещение электрода, м/мин 8-12
• вылет электрода, мм. 8-10
• сила тока, А 240-260
• напряжение, В 24-26

   Оборудование: установка ОКС – 5523 ГОСНИТИ [13].

   Разряд  работы – 3. Трудоемкость – 28 мин [10].