Восстановление кривошипно-шатунного механизма

Карта дефектов коленчатого вала двигателя ГаЗ 66

2.2 Краткая характеристика способов восстановления

Согласно рассматриваемой методике, выбираемый способ восстановления (СВ) выражается как функция (f) трех коэффициентов:

(1)

где Кт - коэффициент применимости способа, учитывающий его технологические, конструктивные и эксплуатационные особенности детали (таблица 1, 2);

КД - коэффициент долговечности, обеспечиваемый способом восстановления, применительно к данному виду восстановления деталей;

КЭ - коэффициент технико-экономической эффективности способа восстановления, характеризующий его производительность и экономичность.

Общая методика выбора рационального способа восстановление состоит из трех этапов:

- Рассматривают различные способы восстановления и производят выбор из них таких, которые удовлетворяют необходимому значения коэффициента Кт.

- Из числа способов восстановления, удовлетворяющих КТ, проводят выбор тех, которые обеспечивают последующий межремонтный ресурс восстановленных деталей, удовлетворяющих значению коэффициента долговечности КД.

- Если установлено, что требуемому значению КД для данной детали соответствуют два или несколько способов восстановления, то выбирают из них те, у которых наилучшее значение КЭ.

Для исключения субъективных мнений при выборе рационального способа восстановления деталей введено понятие коэффициента применимости, численное значение которого ограничивается двумя уровнями:

1 - способ восстановления деталей по всем его параметрам применим для восстановления данной детали; 0 - способ восстановления для данной детали не применим.

Применимость способов для восстановления конкретных деталей оценивается в результате расчетов по обобщенному показателю.

(2)

где Zi - частные показатели, которые так же, как и обобщенный показатель, могут принимать только два значение 1, или 0 (смотри выше).

Коэффициент долговечности - КД определяется как функция трех аргументов:

(3)

где КИ, КВ, КСЦ - коэффициенты соответственно износостойкости, выносливости и сцепляемости.

Коэффициент долговечности равен значению того из коэффициентов который имеет наибольшую величину.

Сложнее обстоит дело с коэффициентом сцепляемости, который определяется по формуле.

(4)

Где

i0 - опытное значение для данной детали прочности сцепления наращенного с основным металлом, кгс/мм2; iЭ - эталонное значение прочности сцепления, кгс/мм2.

Устанавливаем способ восстановления для дефекта, износ коренных шеек, износ шатунных шеек (размер вышел за ремонтные пределы).

Начнем выбор способа восстановления с рассмотрения таблицы 1. Далее исходя из параметров детали и иго материала выберем оптимальный из таблицы 2 и коэффициентов, долговечности и технико-экономического.

Таблица 2. Способы восстановления

По дефектная технология

Маршрутно-технологическая карта на устранение дефектов, приведена в таблицы 5.

Таблица 5

Маршрутно-технологическая карта

2.4 Расчет режима наплавки

В общем объеме работ по восстановлению деталей на ремонтных предприятиях наплавка под слоем флюса составляет 32 % [2].

При такой наплавке в зону горения дуги (рис. 1.) подают сыпучий флюс, состоящий из мелких крупиц зерен.

1-напловляемая деталь; 2-эластичная оболочка; 3-бункер с флюсом; 4- мундштук; 5-электрод; 6-электрическая дуга; 7-шлаковая корка

Рисунок 1. Схема автоматической наплавки

Под воздействием высокой температуры часть флюса плавится, образуя вокруг дуги эластичную оболочку, которая надежно защищает расплавленный метал от действия кислорода и азота.

Автоматическая наплавка эффективна в трех случаях, когда необходимо наплавить слой толщиной более 3 мм, глубокое проплавление нежелательно, т.к. оно увеличивает деформацию детали [1,3].

Главным фактором, влияющим на глубину проплавления, является сила тока.

Влияние на глубину проплавления оказывает относительное размещение электрода и детали. В практике применяют наплавку углом вперед, при которой глубина проплавления меньше, чем при наплавке углом назад. Глубина проплавления также уменьшается с увеличением вылета электрода.

Качество наплавленного металла и его износостойкость зависят от марки электродной проволоки, флюса и режима наплавки. Сварочные наплавочные проволоки, применяемые при восстановлении коленчатых валов, сведены в таблицу 6:

Таблица 6

Сварочные и наплавочные проволоки

Наплавочные флюса Ан-348, Ан-60 и другие содержат стабилизирующие элементы, но в состав флюсов не входят легирующие добавки, что не способствует повышению прочности и износостойкости наплавленного металла.

Наплавка под слоем флюса с последующей термообработкой обеспечивает стабильность структуры и твердость наплавленного металла восстанавливаемых коленчатых валов.

В этом случае наплавляют пружинной проволокой II класса или проволокой Нп-30ХГС при режим:

- напряжение дуги 25 ч 30 В,

- сила тока 180 ч 220 А,

- шаг наплавки 4,6 м/об,

- скорость подачи проволоки 1,6 ч 2,1 м/мин [1].

Наплавленный металл обладает твердостью HRC 32…40 и легко поддается механической обработке.

Хорошие результаты дают применение порошков. Проволоки [2].

2.5 Расчет режимов наплавки

Для начала определим общую толщину слоя металлопокрытия, необходимую для восстановления изношенной поверхности.

(3)

где В - износ детали, (1,72) мм;

Х2 - припуск на черновое точение, (0,3) мм;

Х3 - припуск на черновое шлифование, (0,2) мм;

Х4 - припуск на чистовое шлифование, (0,05) мм;

А - величина неровностей покрытия при наплавке, (0,8) мм.

При черновом шлифовании производится большой съем металла, что неизбежно приводит к появлению внутренних напряжений. Чтобы избежать деформаций вала обработку шеек коленчатых валов необходимо производить в следующей последовательности:

Предварительное шлифование шатунных шеек;

Предварительное шлифование коренных шеек;

Зенкование отверстий масляных каналов;

Окончательное шлифование шатунных шеек;

Окончательное шлифование коренных шеек;

В любом другом порядке шлифования вал деформируется, и соосность коренных шеек нарушается, в связи с этим приходится вводить дополнительную правку чугунного коленчатого вала.

Расчет режимов наплавки.

Подбираем материалы; электродная проволока 2-го класса dЭ = 1,6 - 1,8 мм, охлаждающая жидкость, подача 0,5 - 0,7

Шаг наплавки S;

(4)

где dэ - диаметр электрода, мм

Плотность тока;

(5)

Коэффициент наплавки; ремонт коленчатый наплавка кривошипный

(6)

Сила тока;

(7)

где Да - принятая плотность тока, А

Масса расплавленного металла;

(8)

Объем расплавленного металла;

(9)

где г - плотность расплавленного металла 7,8 г/см3

Скорость подачи электродной проволоки пр и скорость наплавки Н, м/мин.:

(10)

(11)

где К1 - коэффициент учитывающий выгорание или разбрызгивание металла (0,9);

К2 - коэффициент полноты наплавленного слоя (0,85).

t - толщина наплавляемого слоя, мм

Частота вращения наплавляемой детали; об/мин

(12)

Где d - диаметр наплавляемой детали, мм

Таблица 7

Операционная карта

Таблица 8

Операционная карта

3. Техника безопасности при выполнении работ

3.1 Охрана труда при выполнении сборочно-разборочных работ

Наиболее целесообразно разборку и сборку автомобилей проводить на рабочих местах, с применением подъемно транспортного оборудования в виде подвесных однорельсовых путей, кран балок, передвижных подъемных кранов, домкратов и различных тележек с грузоподъемными кассетами. Передвижные подъемные краны широко применяют на автотранспортных предприятиях для подъема отдельных частей автомобиля и агрегатов. Козловой передвижной кран представляет собой металлические (трубчатые) козлы, установленные на поворотных вилках с колесами на шариковых подшипниках. На поперечной балке крана подвешена таль с ручным приводом. Консольные передвижные краны могут быть с механическим или гидравлическим приводом. В консольных передвижных кранах с гидравлическим приводом жидкость в рабочем цилиндр нагнетают при помощи рукоятки используемой также и для транспортирования крана. Передвижные гаражные домкраты применяют для вывешивания какой-либо части автомобиля при ремонтных работах. При разборке агрегатов на детали должны применяться съемники и приспособления, которые не только облегчают труд рабочих и обеспечивают безопасность работы, но и резко повышают производительность труда. Для безопасного подъема и опускания агрегатов применяют различные захваты. Промышленность выпускает 300 автомобильных полноповоротных кранов грузоподъемностью 3,5 и 10 г. Они обладают преимуществами по сравнению с другими грузоподъемными кранами: большой маневренностью и высокой скоростью передвижения. Для устойчивости крана, особенно при работе со стрелой, расположенной поперек пути, применяются опорные домкраты-аутригеры. Применение других опор, кроме домкратов не разрешается. Машинист должен установить кран на рабочем месте горизонтально или, в крайнем случае, под уклоном не более 2°. Если кран расположен у котлована, ямы или траншеи, он должен находиться не ближе 1 м к краю. Не разрешается поднимать груз, превышающий грузоподъемность крана при данном вылете стрелы. Для определения у кранов: имеются специальные устройства, фиксирующие вылет стрелы.

3.2 Охрана труда при сварочных работах

На предприятии применяют как газовую, так и электрическую сварку. При сварочных работах основную опасность представляют видимое и инфракрасное излучение, повышенная температура, расплавленный металл и вредные выделения (газы и пыль). Кроме того, при электросварочных работах опасность представляет электрический ток и ультрафиолетовое излучение, а при газосварочных - взрывоопасность смесей ацетилена с кислородом и воздухом, ацетиленовых и кислородных баллонов.

Выполнять сварочные работы должны строго в соответствии с требованиями действующих стандартов ССБТ, а также Правил пожарной безопасности и производственной санитарии при электросварочных работах, Правил пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых работ на объектах народного хозяйства, Правил техники безопасности и производственной санитарии при производстве ацетилена, кислорода и газопламенной обработке металлов, Правил устройства электроустановок и др.

При сварочных работах на открытом воздухе над сварочными постами сооружают из несгораемого материала навесы.

На постоянном рабочем месте должны рабочий стол и стул. Стол оборудуют местным отсосом. Плиту стола изготавливают из чугуна, так как на чугуне металл при сварке не налипает. Стулья устанавливают с сиденьем из диэлектрического материала, регулируемым по высоте. Кроме того, на рабочем месте должно находиться приспособление для укладки электродержателей, ящик для электродов и огарков и шкаф для хранения инструментов.

Оборудование электросварочных установок должно иметь исполнение, соответствующее условиям окружающей среды. Корпуса электросварочных установок и другие металлические нетоковедущие части оборудования заземляют или зануляют. Как правило, заземлению подлежит и один из выводов вторичной цепи источника сварочного тока, исключение составляют генераторы, у которых обмотки возбуждения присоединены к электрической сети с разделительными трансформаторами. Должны быть заземлены также сварочные столы, тески и обратные провода. Для присоединения заземляющего или зануляющего проводника на электросварочном оборудовании предусматривают расположенный в доступном месте болт (винт, шпильку) с контактной площадкой.

Сварочные работы в замкнутых ёмкостях относятся к наиболее опасным, поэтому их выполняют только по специальному разрешению администрации предприятия. К ним допускают лиц мужского пола не моложе 20 лет. Женщины к этим работам не допускаются. Электросварщики должны иметь группу по электробезопасности не ниже II.

Запрещается производить в замкнутых ёмкостях электро- и газосварочные работы одновременно.

Работы производит сварщик под контролем наблюдающего, находящегося с наружи ёмкости. При первой необходимости должен оказать помощь сварщику, если потребуется, вытащить его из ёмкости посредством верёвки, закреплённой к предохранительному поясу сварщика.

При электросварочных работах ёмкости должны быть заземлены, а электродержатель заблокирован с ограничителем напряжения холостого хода источника тока. Электросварщики должны пользоваться диэлектрическими перчатками, галошами, ковриком и шлемом. Использовать металлические щётки не допускается.

В качестве средства индивидуальной защиты для сварщиков применяют защитные очки, спецодежду, спецобувь, противогазы, респираторы, диэлектрические коврики и изолирующие подставки, предохранительные пояса, каски и шлемы. Выбирают их исходя из конкретных условий работы и наличия тех или иных ОВПФ. Так, например, для газосварщиков рекомендуются защитные очки типов ОД1, ОД2, ЗН5, ЗН8 со светофильтрами тёмно-зелёного цвета С-1, С-2, С-3, С-4, которые выбирают в зависимости от расхода ацетилена при сварке или расхода кислорода при резке. Для электросварщиков рекомендуются защитные щитки типов НН, ННО, ННП, РН, РНО (НН-С-701У1, ННО-С-701У1) со светофильтрами С-3 - С-13, выбирают которые в зависимости от метода сварки и силы сварочного тока. Средства индивидуальной защиты органов дыхания применяют в тех случаях, когда вентиляция не обеспечивает чистоту воздуха, удовлетворяющую ГОСТ 12.1.005-76. Предохранительные пояса и фибролитовые каски используют при работе на высоте. На открытом воздухе для защиты от прикосновения с влажной холодной землёй и снегом применяют тёплые подстилки, маты, наколенники и подлокотники из огнестойких материалов с эластичной прослойкой.

3.3 Охрана труда в гальваническом отделении

Защита чёрных металлов от коррозии имеет огромное экономическое и техническое значение. Изделия, покрытые цветными металлами и металлическими окислами (никелирование, хромирование и т. д.), обладают более длительным сроком службы.

Технологические операции, проводимые в гальванических цехах, основаны на химических и электрохимических процессах с применением постоянного тока большой мощности.

Гальваническое покрытие осуществляется тремя типами электролитов: цианисто-щелочными, кислыми и щёлочными. При этом не рекомендуется употреблять растворов из ядовитых солей таких, как цианистый калий.

Технологический процесс покрытия состоит из трёх основных операций:

- подготовительной при помощи механических, химических и электрохимических средств;

- электрического покрытия - хромирование, цинкование, никелирование, меднение, кадрирование, оксидирование и т. д.;

- окончательной обработки после покрытия методом полированием, пропитки и глянцевания.

Гальваническое отделение, с точки зрения техники безопасности и производственной санитарии, является одним из самых вредных отделений на авторемонтном предприятии вследствие того, что технологический процесс протекает с образованием большого количества вредных для здоровья работающего выделения (паров, газа, пыли и избыточной влажности). Поэтому при проектировании авторемонтных заводов необходимо обращать своё внимание на выбор места для отделения, типа помещения, площади помещения, оборудования, отопления и вентиляции.

В гальваническом отделении воду, пар, электричество и сжатый воздух используют в небольшом количестве. В связи с этим для нормальной работы требуется устройство стоков для отвода промывных вод и отработанных растворов. Все эти коммуникации обычно устраивают под полом в каналах, укрытых сверху железобетонными и бетонными плитами. Учитывая это, гальваническое отделение необходимо располагать на первом этаже, а не в подвале или в верхних этажах.

Нормальной высотой помещения считается высота 5 м исходя из обеспечения достаточной кубатуры и устройства верхних транспортных средств. Стены на высоту 2 м от пола выкладываются керамическими или стеклянными плитками.

При выполнении работ в гальваническом отделении из ванн выделяются пары кислот, щелочей и влаги, а от полировальных и зачистных станков распространяется абразивная пыль. Для создания нормальных условий работы необходимо устройство мощной приточно-вытяжной вентиляции и отдельных местных бортовых отсосов.

Для создания безвредных условий труда травильные ванны должны быть установлены на высоте не менее 750 мм от уровня пола.

Во избежание ожогов кислотой загрузка и выгрузка деталей из ванн должны быть механизированы.

Рабочие, занятые приготовлением кислотных растворов, обязаны работать в спецодежде, спецобуви и с использованием средств защиты глаз и открытых частей тела.

Рабочие должны быть проинструктированы о том, что: ёмкости с кислотой следует открывать постепенно и осторожно. При переливании кислоты из бутылки в ванну на горлышко бутылки необходимо надевать насадки, предотвращающие разбрызгивание кислоты. Нельзя допускать попадания азотной кислоты на стружки, опилки и т. п.

Все рабочие перед работой должны смазывать слизистую оболочку носа чистым вазелином и принимать ингаляцию паров эфирных масел. Такие мероприятия предупреждают поражение носоглотки и дыхательных путей парами хромовой кислоты.

Список использованной литературы

1. Ефремов И. И. Основы технологии производства и ремонта транспортной техники. Методическое указание к курсовому проекту. - У-К, 2005г.

2. Карагодин В. И., Митрохин Н. Н. Ремонт автомобилей и двигателей. - М.: Высшая школа, 2001

3. Справочник инженера-механика. Под ред. Ефремова В. В. - М.: Транспорт, 1965.

Размещено на Allbest.ru