Восстановление коленвала

1. Введение.

В процессе эксплуатации автомобиля его надежность и другие свойства постепенно снижаются вследствие изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются различные неисправности, которые устраняют при ТО и ремонте.

Необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обусловлены прежде всего неравно прочностью их деталей и агрегатов. Известно, что создать равнопрочную машину, все детали которой изнашивались бы равномерно и имели бы одинаковый срок службы, невозможно. Следовательно, ремонт автомобиля даже только путем замены некоторых его деталей и агрегатов, имеющих небольшой ресурс, всегда целесообразнее и с экономической точки зрения оправдан. Поэтому в процессе эксплуатации автомобили проходят на автотранспортных предприятиях (АТП) периодическое ТО и при необходимости текущий ремонт (ТР), который осуществляется путем замены отдельных деталей и агрегатов, отказавших в работе. Это позволяет поддерживать автомобили в технически исправном состоянии.

При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда затраты средств и труда, связанные с поддержанием их в работоспособном состоянии в условиях АТП, становится больше прибыли, которую они приносят в эксплуатации. Такое техническое состояние автомобилей считается предельным, и они направляются в капитальный ремонт (КР) на АРП. Задача КР состоит в том, чтобы с оптимальными затратами восстановить утраченные автомобилем работоспособность и ресурс до уровня нового или близко к нему. Все детали с поступающих в КР автомобилей можно разбить на три группы. К первой группе относятся детали, которые полностью исчерпали свой ресурс и при ремонте автомобиля должны быть заменены новыми. Количество таких деталей сравнительно невелико и составляет 25…30%. К деталям такой группы относятся поршни, поршневые кольца, вкладыши подшипников, различные втулки, подшипники качения, резинотехнические изделия и др.

Вторая группа деталей, количество которых достигает 30…35%, - это детали, ресурс которых позволяет использовать их без ремонта. К этой группе относятся все детали, износ рабочей поверхности которых находится в допустимых пределах.

К третьей группе относятся остальные детали автомобиля (40…45%). Эти детали могут быть использованы повторно только после их восстановления. К этой группе относится большинство наиболее сложных и дорогостоящих базовых деталей автомобиля, в частности блок цилиндров, коленчатый вал, головка блока, картеры коробки передач и заднего моста, распределительный вал и др. Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10…15% от стоимости их изготовления.

Таким образом, основным источником экономической эффективности КР автомобилей является использование остаточного ресурса деталей второй и третьей групп.

Себестоимость КР автомобилей и их агрегатов даже в условиях сравнительно небольших современных предприятий обычно не превышает 60…70% от стоимости новых автомобилей. При этом достигается большая экономия в материалах и трудовых ресурсах. КР автомобилей позволяет также поддерживать не высоком уровне численность автомобильного парка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Технологическая часть 

1.1. Обоснование размера  производственной партии.

Величину производственной партии деталей можно определить по следующей формуле.

                                                                                                                 (1)

где: N- производственная программа автомобилей ( согласно заданию)

        n- число деталей в изделии

        t- необходимый запас деталей необходимый для непрерывной работы

        t= 2- 3 дня для крупных деталей , хранение которых возможно на                           одноярусных стеллажах

        t= 5 дней для средних деталей, хранение которых возможно на многоярусных стеллажах

        t= 10- 30 дней для мелких деталей, хранение которых возможно в контейнерах или любой другой таре

        Фgh- 253- число рабочих дней в году

                                                          Х=                                                  (1)

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Характеристика детали и условия её работы.

- Класс детали  круглые стержни с фасонной поверхностью

-Материал Сталь 45 ГОСТ 1050- 88

-Наличие термической обработки  нормализация, и закалка коренных и шатунных шеек током высокой частоты на глубину 3.0- 6.5 мм и имеет твёрдость HRC 52- 62 [Л. 5 стр. 41 ]

-Характеристика материала сталь конструкционная углеродистая качественная.

а) По механическим свойствам: НВ- 207, предел прочности- 610 Н/мм2 ,  

Gт предел текучести- 36 кгс/мм2, αн ударная вязкость-5 кгс*м/см2

б) По химическим свойствам: Углерод- 0.42% , Кремний- 0.17 % Марганец- 0.5%, Никель и медь не более- 0.25%

-Шероховатость рабочих поверхностей  и точность их обработки коренные шейки Ra= 0.25

- Базовые поверхности при изготовлении и ремонте детали  центровые отверстия

- Характер износа детали  неравномерный, многосторонний, трение

- Характер нагрузок  знакопеременные, ударные

- Характер деформаций  изгиб, скручивание

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Технические требования на дефектацию.

Карта технических требований на дефектацию.

			Деталь: Коленчатый вал ЗИЛ- 431410
			№ Детали: 130-1005011
			Материал: Сталь 45 ГОСТ 1050-88
			Твёрдость: НВ- 207
Номер позиции на эскизе	Возможные дефекты	Способ устранения дефекта и контрольный инструмент	Размеры, мм.		Заключение
			По рабочему чертежу	Допустимый без ремонта
1	2	3	4	5	6
1	Износ шпоночного паза	Калибр 6.02	6.0	-	Заварка с последующим фрезерованием нового.
2	Износ коренных шеек	Микрометр МК-50-75-0.01	75- 0.013	-	Шлифовать до ремонтного размера. Браковать при размере менее 73. 98 мм.
3	Износ отверстий фланца коленвала под болты крепления маховика	Индикаторный нутромер	14+0.035	14.06	Развернуть до ремонтного размера в сборе с маховиком.

 

2.4. Выбор способа восстановления  детали.

Для выбора способов устранения дефектов коленчатого вала ЗИЛ-431410 проанализируем различные критерии восстановления детали и остановимся на тех которые являются наиболее приемлемыми по следующим показателям:

1) По технико-экономическим показателям . К ним относятся: удельный расход материала, удельная трудоёмкость, подготовительно заключительная обработка, себестоимость восстановления, удельная энергоёмкость.

2) По показателям физика- механических свойств. К ним относятся коэффициенты: износостойкости, выносливости, долговечности.

2.4.1 Выбираем способы восстановления коленчатого вала ЗИЛ- 431410.

Дефекты:

1) Износ шпоночной канавки под  шестерню

2) Износ коренных шеек

3) Износ отверстий во фланце  коленчатого вала

Возможные способы устранения.

По дефекту 1

- Заварка.

- Фрезерование под увеличенный  размер шпонок

По дефекту 2

- Шлифование под ремонтный размер

- Гальванирование

- Электроконтактная приварка ленты

- Напыление порошковых материалов

По дефекту 3

- расточка под ремонтный размер

- Заварка

Выбор основного метода устранения осуществляется исходя из основных критериев: долговечность, износостойкость, сцепляемость, экономичность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6. Схема технологического процесса.

Схема технологического процесса восстановления коленчатого вала автомобиля ЗИЛ- 431410.

дефект	Способ восстановления	№ операции	Наименование и содержание операции	Установочная база
Схема 1
Износ шпоночного паз под шестерню	заварка	1	Слесарная Разделать кромки шпоночного паза	Центровые отверстия
		2	Сварочная заварить шпоночный паз	Центровые отверстия
		3	Токарная обточить шейку под шестерню	Центровые отверстия
		4	Фрезерная  прорезать новый шпоночный  паз	Центровые отверстия
		5	Контрольная  измерить шпоночный  паз	Центровые отверстия

Схема 2
Износ коренных шеек	Шлифование под ремонтный размер	1	Шлифовальная  шлифовать шейки под  первый ремонтный размер	Центровые отверстия
		2	Суперфинишная финишировать коренные шейки	Центровые отверстия
		3	Контрольная измерить коренные шейки	Центровые отверстия
Схема 3
Износ отверстий во фланце коленвала	Развёртка под ремонтный размер	1	Сверлильная  развернуть отверстия в размер по чертежу	Центровые отверстия
		2	Контрольная измерить отверстия	Центровые отверстия

2.7. План технологических  операций.

План технологических операций восстановления коленчатого вала автомобиля ЗИЛ- 431410

№ операции	Наименование и содержание операции	оборудование	приспособление	инструмент
				Рабочий	измерительный
1	2	3	4	5	6
01	Токарная- выпровит центровые отверстия (при необходимости)	Токарно-винторезный станок 1К62	Центросместитель	Сверло центровочное комбинированное Р18	-
02	Слесарная- Разделать шпоночный паз	Ручная шлифмашинка ФЛДМ-38-51	-	Круг 14А50Н	-
03	Сварочная-произвести заварку шпоночного паз	Сварочный трансформатор ТС-300	сварочный выпрямитель- ВДГ-302	электрод Э42: ПМ-7	-
04	Токарная- обточить шейку под шестерню	Токарно-винторезный станок 1К62	Поводковый патрон с поводком, центрами	Проходной резец с пластинкой Т15К6	Штангенциркуль- ШЦ-2-125-0.05
05	Фрезерная-фрезеровать новый шпоночный паз	Горизонтально- фрезерный станок СМ82Г	-	шпоночная фреза 288004 022-01	Штангенциркуль- ШЦ-1-125-0.1
06	Шлифовальная- шлифовать коренные шейки	Станок для шлифовки коленвалов 3А432	Центросместитель	Шлифовальный круг Э60 900*305*30	Микрометр МК- 50-75- 0.01
07	Суперфинешная- финишировать коренные шейки	Станок для суперфиниширования 2К34	Центросместитель	Бруски белого элеэктрокорунда ЛОЗ-3 20*20	Микрометр МК-50-75- 0.01
08	Сверлильная- развернуть отверстия во фланце коленвала под ремонтный размер	Вертикально сверлильный станок 2А135	Тиски	Развертка цилиндрическая Р18	Штангенциркуль- ШЦ-1-125-0.1
09	Контрольная- измерить восстановленные поверхности	-	-	-	ШЦ-2-125-0.05 Микрометр МК- 50-75- Штангенциркуль- ШЦ-1-125-0.01
10	Мойка- промыть коленвал	Ванна с содовым раствором	Подвеска для мойки детали	-	-

 

 

 

 

 

 

3. Разработка операций по восстановлению  коленчатого вала  автомобиля  ЗИЛ-431410

1. Разработка операции для восстановления шпоночного паза под распределительную шестерню коленчатого вала автомобиля ЗИЛ-431410

3.1 Исходные данные.

1. Исходные данные (для операции 03) сварочная

1.1 Наименование детали- Коленчатый  вал ЗИЛ- 431410

                                                  - шпоночный паз L=10.2, b=6, а=5

1.2 Материал детали- Сталь 45 ГОСТ 1050- 88

1.3 Твёрдость- НВ-207

1.4 Марка электрода - Э42: ПМ-7

1.5 Размеры обрабатываемой поверхности- L=10.2, b=6, а=5

1.6 Оборудование- Сварочный трансформатор ТС- 300 ,

1.7Приспособление- сварочный выпрямитель- ВДГ-302

1.8 Положение детали (шва) в пространстве- горизонтальное

1.9 Размер производственной партии- 6000 шт.

3.2. Содержание операции.

 Операция 02 сварочная

Произвести заварку шпоночного паза

№ перехода	Содержание перехода
1	Установить коленчатый вал на сварочный стол
2	Произвести заварку шпоночного паза на L-10.2 мм , b-6 мм
3	Проковать шов
4	Снять деталь

 

3.3 Расчёт режимов обработки

1) Определяем площадь поперечного сечения шва

F= a*b= 6*5=30 мм2                                                                                                    (2)

где: a- глубина шпоночного паза

       b- ширина шпоночного паза

2)Определяем массу расплавленного  металла            

                                                                                                                           (3)

где: I- Сила тока зависящая от диаметра электрода 260 А [Л.1 стр. 132 табл.14 ]

         αм-  Коэффициент наплавки 11 г    [Л.1 стр.132 табл.14 ]

подставляя значения получим:

                                                                                                       (3)

3) Определяем объём наплавляемого  металла 

мм3                                                                              (4)

3.4. Расчёт норм времени.

1)Определяем основное время по формуле:

мин.                                                                                     (5)

2) определяем вспомогательное время по формуле:

0.5+1.4+0.9= 2.8 мин.                                                             (6)