Экономическая эффективность восстановление клапана крышки цилиндра в ремонтном Локомотивном депо "Амурское"

5)219,6_-0,13

с вкладышами 4-ой ремонтной градации

менее 219,4

Диаметр шатунной шейки

190_-0,029

1) 190_-0,13

с серийными шатунными вкладышами

2)189,9_-0,13

с вкладышами 1-ой ремонтной градации

3)189,8_-0,13

с вкладышами 2-ой ремонтной градации

4)189,7_-0,13

с вкладышами 3-ей ремонтной градации

5)189,6_-0,13

с вкладышами 4-ой ремонтной градации

менее 189,4

Овальность коренных и шатунных шеек

0,01

0,04

более 0,04

Биение вала по коренным шейкам

0,05

0,1 при относительном более радиальном биении смежных шеек не более 0,05

более 0,1

Шероховатость коренных и шатунных шеек

R_а0,16 мкм

R_а1,25мкм допускаются риски глубиной и шириной до 0,03 мм в количестве более 10 шт. (или с суммарной шириной до 3 мм)

R_а1,25 мкм или риски глубиной и шириной более 0,03 мм или в количестве более 10 шт. (или с суммарной шириной более 3 мм)

3.Антивибратор

Диаметр пальцев

48_-0,05

57_-0,05

47,9

56,9

47,85

56,85

Износ втулок

-

0,08

более 0,1

Допуск овальности отверстий в ступице и маятниках (полуразность диаметров), замеренная вне зоны контактного износа

0,0175

0,025

0,03

Натяг втулок:

?80

?90

0,08-0,10

0,10-0,12

0,07-0,10

0,09-0,12

0,06

0,08

4.Втулка цилиндра:

Внутренний диаметр втулки цилиндра:

в районе установки верхнего компрессионного кольца;

на остальной части втулки

260,4

260,2

260,5

260,25

Диаметр верхнего опорного пояса втулки цилиндра

339,5

339,35

Овальность верхнего пояса втулки цилиндра

0,04

0,10

0,13

Диаметр нижнего опорного пояса втулки цилиндра

294,7

294,6

Овальность нижнего опорного пояса втулки цилиндра

0,026

0,1

0,13

Втулка в цилиндре в сборе с крышкой цилиндра. Овальность рабочей поверхности замеряется на расстоянии 360 мм от нижнего торца втулки

0,035

0,08

0,10

5.Крышка цилиндров:

Крышка цилиндра, зазор между седлом и крышкой

0,24-0,325

0,24-0,50

0,55

Крышка цилиндра, осевой ход седла

0,16-0,33

0,16-0,63

0,70

Зазор между направляющей втулкой и стержнем клапана (замер на расстоянии 30 мм от нижнего торца втулки):

впускной

выпускной

0,132-0,194

0,174-0,236

0,13-0,50

0,18-0,60

0,65

0,75

Зазор между металлокерамической втулкой и стержнем клапана (замер по втулке средней части):

впускной

выпускной

0,072-0,124

0,114-0,166

0,07-0,35

0,12-0,35

0,40

0,40

Биение элементов клапана относительно стержня:

посадочные поверхности тарелки

выточки под сухарь

0,03

0,05

0,15

0,10

0,20

0,15

Ход клапана впускного или выпускного

не менее 24

не менее 24

не менее 24

Зазор между торцом втулки гидротолкателя и рычагом

прохождение щупа более 0,03

не допускается

Зазор между осью и втулкой рычага

до 01.07.84

с 01.07.84

0,05-0,155

0,05-0,145

0,05-0,35

0,05-0,35

более 0,45

более 0,40

Зазор между торцом скребка и регулировочными прокладками

0,10-0,20

0,10-0,20

менее 0,05

более 0,25

Толщина цилиндрической части тарелки клапана под фаски: впускного

выпускного

4,84-5,0

3,2-3,5

менее 2,8

менее 2,5

менее 2,5

менее 2,0

Утопание нового (не работавшего) клапана (седло):

в седло выпускного

в гнездо впускного

0,0-0,8

0,015-0,67

не более 2,2

не более 4,0

свыше 2,5

свыше 4,0

6.Шатуны

Втулка в проушинах главного шунта:

- внутренний диаметр

70,32

Шатунный подшипник, зазор «на масло» по обмерам

0,14-0,26

0,14-0,35

0,36

Втулка верхней головки шатуна, зазор «на масло»

0,072-0,148

0,072-0,38

0,40

Втулка в проушинах главного шатуна, зазор «на масло»

0,06-0,12

0,06-0,35

0,40

Прицепной палец, диаметр

70_-0,02

69,78

Толщина вкладыша шатунного подшипника в среднем сечении

5,91-5,93

Вкладыш заменяется

на новый при износе

покрытия до бронзы

Вкладыш, размер по стыку в свободном состоянии

202,7⁺²

202,3-203

202,2

Вкладыш, натяг в приспособлении

0,12-0,16

0,08

0,07

Суммарный натяг двух половин вкладышей

0,24-0,32

0,20

0,18

Непрямолинейность образующей затылка вкладышей

0,02

0,04

0,05

Главный шатун, осевой разбег на шейке коленчатого вала

0,40-0,96

0,40-1,20

1,30

Прицепной шатун, осевой разбег в проушинах главного шатуна

0,30-0,82

0,30-1,1

1,20

Шатун главный, отверстие нижней головки (без вкладышей):

в плоскости, перпендикулярной к разъему

в плоскости разъема

допуск овальности (полуразность диаметров)

202_+0,029

202_+0,029

0,01

0,01

0,045

7.Поршень

Тронк, диаметр отверстий в бобышках (в сборе с головкой)

95^+0,035

95^+0,20

Тронк, овальность и конусность отверстий в бобышках (в сборе с головкой)

0,015

0,03

0,04

Тронк, диаметральный зазор между диаметром направляющей части поршня и диаметром втулки цилиндра (разность измерений наибольшего диаметра поршня и наименьшего диаметра втулки)

0,36-0,502

0,30-0,75

0,80

Поршневые кольца, зазор в замках поршневых колец в рабочем состоянии:

компрессионное с односторонней трапецией

компрессионное (минутное)

первое маслосъемное

второе маслосъемное

0,9-1,17

0,8-1,04

0,9-1,2

0,9-1,7

1,9

2,5

2,8

2,8

2,2

3,2

3,3

3,3

Поршневые кольца, зазор между кольцами и канавками поршня по высоте:

компрессионные с односторонней трапецией

компрессионные (минутное)

первое маслосъемное

второе маслосъемное

0,00-0,04

0,12-0,17

0,10-0,17

0,10-0,17

0,2

0,40

0,40

0,40

0,25

0,50

0,50

0,50

Кольцо компрессионное, размер замка в свободном состоянии

30⁺⁸

не менее 23

не менее 20

Палец поршня, наружный диаметр

95(-0,022)

-

-

8. Лоток с распределительным

механизмом

Подшипник распределительного вала:

зазор между подшипником и опорной втулкой

зазор между подшипником и лотком (кроме упорного)

зазор между упорным подшипником и лотком

зазор между фиксатором и втулкой упорного подшипника

зазор между торцом подшипника и упорной поверхностью приводной втулки

0,10-0,244

0,014-0,079

0,00-0,065

0,018-0,07

0,105-0,229

0,10-0,35

0,01-0,15

0,00-0,15

0,02-0,24

0,10-0,36

0,40

0,18

0,18

0,28

0,40

Рычаги:

зазор между втулкой рычага и осью

осевой зазор между двумя рычагами

зазор между внутренним отверстием ролика и плавающей втулкой

зазор между внутренним отверстием плавающей втулки и валиком

зазор между плавающими втулками

0,025-0,109

0,202-0,817

0,10-0,147

0,08-0,13

0,077-0,122

0,025-0,25

0,202-1,00

0,10-0,22

0,08-0,20

0,08-0,20

0,30

1,10

0,27

0,25

0,25

Распределительный вал:

осевой разбег распределительного вала по индикатору

зазор между половинами впускного, выпускного топливного кулаков и опорной втулки

0,123-0,299

0,03-0,25

0,12-0,60

0,03-0,25

0,68

отсутствие зазора

Зазор между торцами гайки и кулака

-

-

Натяг приводной втулки на валу

0,057-0,133

-

-

Натяг втулки в подшипнике

0,015-0,03

-

-

Посадка валика в проушине рычага

зазор 0,015

натяг 0,023

-

-

-

-

Натяг сухаря в рычаге

0,002-0,039

-

-

Натяг втулки в рычаге

0,02-0,064

-

-

Натяг кулака на вал

0,015-0,065

-

-

Посадка втулки опорной на вал распределительный

зазор 0,01

натяг 0,04

-

-

-

-

9. Привод насосов

Боковой зазор в зацеплении:

ведущей и шестернями привода водяного насоса

ведущей и шестернями привода масляного насоса

между шестернями привода насоса подачи топлива

0,15-0,57

0,12-0,51

0,24-0,62

0,15-0,7

0,12-0,65

0,24-0,78

более 0,73

более 0,7

более 0,8

Шестерни, осевой разбег

0,5-0,8

0,5-0,8

более 1,0

Шлицевой вал привода водяного насоса, осевой разбег

1,5-8,0

1,5-8,0

более 8,1

10. Привод распределительного вала

Боковой зазор в зацеплении шестерен:

Шестерня привода с шестерней коленвала

0,25-0,45

0,25-0,6

более 0,65

Ведущая шестерня с большой паразитной

0,16-0,48

0,16-0,60

более 0,65

Большая паразитная с проходной шестерней

0,14-0,46

0,14-0,60

более 0,65

Проходная шестерня и шестерня привода вентилятора

0,12-0,41

0,12-0,55

более 0,6

Проходная шестерня с промежуточными валами отбора мощности

0,12-0,53

0,12-0,66

более 0,7

Промежуточные с шестернями вала отбора мощности

0,10-0,35

0,10-0,46

более 0,5

Шестерня привода предельного выключателя и вала отбора мощности

0,08-0,33

0,08-0,44

более 0,5

Шестерня привода регулятора и вала отбора мощности

,12-0,53

0,12-0,65

более 0,70

Шестерня привода вентилятора с шестерней привода распредвала

0,08-0,46

0,08-0,60

более 0,55

Конические шестерни привода регулятора

0,08-0,46

0,08-0,60

более 0,65

11. Осевые разбеги

Все шестерни кроме валов отбора мощности и привода регулятора

0,3-0,6

0,3-0,6

более 0,8

Шестерни валов отбора мощности:

без осевой фиксации

с осевой фиксацией

0,3-0,6

0,03-0,12

0,3-0,6

0,03-0,26

более 0,8

более 0,3

Шестерни привода регулятора

не более 0,4

не более 0,5

более 0,6

12. Механизм валоповоротный

Червяк, боковой зазор в зацеплении с зубчатым диском муфты

0,40-0,90

2,0

3,0

3.12 Подбор оборудования для участка по ремонту дизелей

Перечень оборудования для участка по ремонту дизелей приведен в таблице 17.

Таблица №17. Оборудование участка по ремонту дизелей.

№ п/п	Наименование оборудования	Длина мм	Ширина мм	Высота мм	Кол. шт.	Стоимость руб.
1	Кран мостовой электрический Q = 30/10т; L=28,5 м	--	--	--	1	7,838• 106
2	Кран мостовой электрический Q = 5т; L=28,5 м	--	--	--	1	6, 957 • 106
3	Платформа двухсторонняя для ремонта дизелей	6500	3200	2500	1	6,835• 106
4	Платформа односторонняя для ремонта дизелей	6500	1600	2500	1	5, 24• 106
5	Подставка под дизель	5500	2400	500	1	8,29 • 106
6	Кантователь дизелей	5000	2900	2550	1	5,723 • 106
7	Пресс гидравлический для выпрессовки крышки цилиндра с гильзы	2500	800	2180	1	1,815 • 106
8	Позиция для разборки ДГУ	9000	3600	4000	4	2, 957 • 106
9	Установка для мойки картеров	5350	1040	1520	1	1,630 • 106
10	Машина для мойки поршней	2500	1500	2500	1	1,348 • 106
11	Установка для промывки масляной системы	5650	2740	2000	1	1,835• 106
12	Пресс гидравлический	1400	600	2250	1	2,835• 106
13	Стеллаж для коленвала	5000	500	1000	2	1,914 • 106
14	Стеллаж для цилиндровых комплектов	1900	585	1155	2	2,18 • 106
15	Поворотный стенд для ремонта шатунно-поршневой группы	700	700	1500	1	0, 23957 • 106
16	Плита поверочная	1000	750	200	1	0, 637 • 106

3.13 Определение площади и размеров участка по ремонту дизелей

Площадь и размеры участка по ремонту дизелей определим из условия размещения на нем ремонтируемых секций, всего выбранного оборудования и принятых строительных стандартов на строительство зданий локомотивного депо.

Исходя, из строительных норм и правил принимаем стандартные размеры участка по ремонту дизелей, согласно типовым проектам.

Для здания дизельного цеха принимаем производственное помещение площадью 2340 м². Высота здания 10,8 м, ширина участка непосредственно самих ремонтных позиций 30 м, длина 75 м, и отделение шатунно-поршневой группы ширина 18м, длина 5 м.

3.14 План участка по ремонту дизелей

Участок по ремонту дизелей показан на рисунке 17.

Рисунок 17. Участок по ремонту дизелей в Цехе ТР-3.



а- кран балка дизельного участка, б- передаточная тележка с дизельного участка на участок ммд, В- передаточная тележка с дизельного участка на участок шатунно-поршневой группы, 3-платформа двух сторонняя для ремонта дизелей, 4-платформа односторонняя для ремонта дизелей, 5-подставка под дизель, 6- кантователь дизелей, 7-пресс гидравлический для выпрессовки крышки цилиндра с гильзы, 8- позиция для разборки ДГУ, 9-установка для мойки картеров, 10-машина для мойки поршней, 11- установка для промывки масляной системы, 12- пресс гидравлический, 13-стелаж для коленвала, 14- стеллаж для цилиндровых комплектов, 15- поворотный стенд для ремонта шатунно-поршневой группы, 16- плита поверочная.

3.15 Определение числа подъемно-транспортных средств

Определение количества подъемно-транспортного оборудования на участке по ремонту дизелей производим с учетом обеспечения:

- полной механизации всех подъёмных, транспортных и складских работ;

- создание удобной транспортной связи между участками, позициями и рабочими местами;

Грузоподъёмность подъёмно-транспортного оборудования определяется максимальной массой транспортируемой сборочной единицы тепловоза. Главный пролет оборудуют мостовым электрическим краном грузоподъёмностью Q=30/10 т, L =28,5 м. Этот кран служит для подъема и перемещения дизель-генераторной установки. Остальное подъёмно-транспортное оборудование представлено в таблице 18.



Таблица № 18. Подъемно-транспортные устройства участка по ремонту дизелей.

Наименование оборудования	Тип и краткая характеристика	Количество, шт.
Мостовой кран	Q = 5 т L =28,5 м	1
Электрическая тележка	Q =2 т	2
Кран балка	Q=3т	1

3.16. Расчет себестоимости ремонта основной продукции участка

Годовые затраты на ремонт всех тепловозов, определяются по формуле (10) и расшифровка их аббревиатуры расписана в таблице 18.

(10)

Таблица №19. Расшифровка аббревиатур затрат предназначенных на ремонт тепловозов за год.

ЗО	-	затраты на основную заработную плату производственных рабочих, р.;
ДЗ	-	доплаты и надбавки стимулирующего и компенсирующего характера, р.;
ЗД	-	дополнительная заработная плата производственных рабочих, р.;
ОС	-	отчисления на социальную защиту, р.;
Е	-	единый платеж, р.;
М	-	затраты на потребляемые материалы, р.;
ПС	-	затраты на полуфабрикаты собственного изготовления, р.;
ПИ	-	затраты на покупные изделия, р.;
В	-	возвратные отходы, р.;
СЭ	-	затраты на потребляемые энергоресурсы, р.;
СОБ	-	расходы на содержание и эксплуатацию оборудования и инструмента, р.;
АО	-	расходы на амортизацию оборудования, р.;
Сн	-	Накладные расходы, р
Б	-	потери от брака, р.

где Затраты на основную заработную плату производственных рабочих



(11)

где К_У - коэффициент, учитывающий условия труда; К_у = 1,2;

часовая тарифная ставка работника среднего разряда, р./ч.,

(12)

Для расчёта часовой тарифной ставки работника среднего разряда необходимо воспользоваться данными из таблицы 20.

Таблица №20. Параметры для расчёта часовой тарифной ставки работника среднего разряда.

		месячная тарифная ставка второго разряда, р./мес, = 8848 р./мес;
		тарифный коэффициент среднего разряда работ отделения, =2,13
		месячный фонд рабочего времени, ч/месяц; для 2014 года =169,8 ч/месяц.

Тогда

р./ч;

З_О = 1,2 111 4005 15 = 8001990 р.

Доплаты и надбавки стимулирующего и компенсирующего характера представлены в таблице 21.

, (13)



Таблица №21. Доплаты и надбавки стимулирующего и компенсирующего характера.

		доплата за выслугу лет; = 0,15;
		доплата за профессиональное мастерство; = 0,09;
		премиальные; = 0,3;
		доплата за вредные условия труда; = 0,18.

Тогда

Д_З = 8001990 (0,15 + 0,09 + 0,3 + 0,18) = 5 761 433 р.

Дополнительная заработная плата производственных рабочих

З_Д = 0,2 (З_О + Д_З), (14)

З_Д = 0,2 (8001990+5 761 433) = 2 752 685р.

Отчисления на социальные нужды

О_С = 0,4 (З_О + Д_З + З_Д), (15)

О_С = 0,4(8001990+5761433+2752685) = 6 606 443р.

Единый платеж

(16).

Е=0,04·(8001990+5761433+2752685) = 660644,32р

Стоимость потребляемых материалов

М = 2 (З_О + Д_З + З_Д), (17)



М = 2 · (8001990+5761433+2752685) = 33032216 р.

Стоимость полуфабрикатов собственного изготовления

П_С = 0,04 М, (18)

П_С = 0,0433032216 = 1321288,64 р.

Стоимость покупных изделий

П_И = 0,3(З_О + Д_З + З_Д); (19)

П_И = 0,3 (8001990+5 761 433+2 752 685) = 4 954 832,4 р.

Возвратные отходы отсутствуют, В =0.

Стоимость энергоресурсов

С_Э = Сⁱ_Э, (20)

где - сумма стоимостей энергоресурсов i-го вида.

(21)

Некоторые величины для формулы (21) необходимо взять с таблицы 22.

Таблица №22 Средние величины потребления электроэнергии предприятием.

		суммарная мощность электроприемников, кВт; с учетом неустановленных мощностей = 183,2 кВт;
з		коэффициент загрузки оборудования, з = 0,8;
ор		коэффициент одновременности работы оборудования, з = 0,4;
ПЭ		цена кВтч электроэнергии, ПЭ = 223,6 р/кВт.

Тогда

р.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования и инструмента

С_ОБ = 0,07·Э₀, (23)

где Э₀ - стоимость оборудования, Э₀ = 121360570 р.,

С_ОБ = 0,07·121360570 =8495240 р.

Расходы на амортизацию зависят от вида инструмента и оборудования, составляют 15% от стоимости оборудования отделения

А_О = 0,15 Э₀, (24)

А_О = 0,15121360570 = 18204085 р.

Накладные расходы

С_Н = 1,75(З_О + Д_З + З_Д); (25)

С_Н = 1,75 (8001990+5 761 433+2 752 685) = 28 903 189 р.

Потери от брака отсутствуют, то есть Б = 0.

Затраты на ремонт всех тепловозов за год составляют

С=8001990+5761433+2752685+6606443+660644+33032216+1321288+

4954832 - 0+50925848+8495240+18204085+28903189+0=169619893р

Себестоимость ремонта определяется по формуле



(26)

р./секц.

3.17 Затраты на внедрение нового оборудования

Стоимость оборудования - 67144570 руб.

Монтаж (10% от стоимости) - 6714457 руб.

Доставка - 335723 руб.

Установка - 402867 руб.

Срок полезного использования составляет 7 лет.

Расчет амортизации

(27)

где - стоимость первоначальная;

- норма амортизации

. (28)

где - срок полезного использования оборудования, по техническому паспорту.

. (29)



.

. (30)

.

За 2014 год, в месяц амортизация составит:

.

Расчет электроэнергии:

Новое оборудование потребляет 30 кВт/час, работает в день 3 часа за 1 кВт/час

В день оборудование потребляет 3ч*30кВт/час=90кВт/час, за год потребление э/э оборудованием будет равно 365*90 = 32850 кВт/час.

Расчет электроэнергии производим по формуле

, (31)

кВт/час.

Расчет эффекта:

(32)

где - затраты на 2014 год по ремонту ТЭ10;

- затраты на эксплуатацию нового оборудования за 2021 год

. (33)



.

.

Расчет срока окупаемости оборудования

(34)

где К - капитальные затраты на оборудование, они включают: стоимость оборудования, монтаж, доставку и установку, т.е. это первоначальная стоимость нового оборудования.

К = 74597617 руб.

- 5,7 месяца.

Таким образом, через 5,7 месяца затраты от внедрения оборудования окупятся за счет ремонта.



4. Разработка технологического процесса ремонта клапана крышки цилиндра дизеля 1А-9ДГ

4.1 Назначение и компановка клапана крышки цилиндра

Впускные и выпускные клапана удерживаются в закрытом состоянии двумя пружинами. Пружины опираются на нижнюю тарелку, сверху удерживаются верхней тарелкой в которой установлены два сухаря. На верхние концы выпускных и впускных клапанов для защиты их от расклёпывания надеты колпачки. Для удержания колпачков в верхних тарелках устанавливаются стопорные кольца. Тарелки впускных клапанов опираются на днище крышки, а тарелки выпускных - в сёдла, которые удерживаются в днище «головки» пружинными кольцами из жаростойкой стали. Клапана открываются попарно с помощью рычагов через гидротолкатели. Выпускной и впускной клапан можно увидеть на рисунке 10.



Рисунок 10. Клапана крышки цилиндра дизеля Д49 .

1 - Клапан выпускной 11Д40.84.1спч-4

2 - Седло выпускного клапана Д49.78.52-01

3 - Кольцо пружинное Д49.78.53нное

4 - Втулка 5Д49.78.03-01

5 - Пружинное кольцо 30Д.84.03-3

6 - Колпачок 40Д.84.02

7 - Сухарь 30Д.84.05-5

8 - Тарелка Д49.78.33-2

9 - Пружина Д49.78.32-2

10 - Пружина Д49.78.31-2

11 - Тарелка пружины Д49.78.13-2

12 - Скребок Д49.78.54

13 - Кольцо

14 - Кольцо 11Д40.78.07Д49.78.55

15 - Кольцо 11Д40.78.3спч

16 - Втулка 11Д40.78.08

17- Втулка 5Д49.78.03

18 - Клапан впускной Д49.78.05

4.2 Контроль состояния выпускного клапана и методы устранения дефектов

4.2.1 Дефект - нарушение притирки

Износ соединения в первую очередь сказывается на его притирке. Притирку можно проверить двумя способами: по карандашным рискам или с помощью керосина. В первом случае на рабочую фаску крышки наносят карандашом 8-10 рисок. Вставляют клапан в гнездо и поворачивают с нажимом на 1/1 окружности в одну и другую сторону. Карандашные риски должны быть стерты на ширине 2 мм. Во втором случае клапан вставляют в гнездо крышки и заливают керосин со стороны камеры сгорания на 10 мин. Течь керосина укажет на нарушение герметичности. Герметичность восстанавливают совместной притиркой на станках или вручную, применяя пасту ГОИ-16 или корундовый порошок зернистостью 100, размешанный с дизельным маслом. Притирочный поясок на рабочих фасках клапана и крышки должен быть непрерывным по окружности шириной не менее 2 мм независимо от того, где он располагается: в средней, нижней или верхней частях притирочных поверхностей.



4.2.2 Дефект - износ тарелки клапана

Толщина тарелки клапана, измеряемая от середины притирочного пояска до тыльной части у дизеля 1А-9ДГ, может быть допущена чертёжный размер 3,2-3,5; при ТР-3 менее 2,5, браковочный менее 2. Эти измерения производят прибором (рисунок 11), состоящим из корпуса, снабженного делениями для нониуса 2 и риской для фиксатора 1, вращающегося на оси 8. Прибор позволяет измерять высоту “h” от тыльной части до середины притирочной поверхности пояска “с”.

Рисунок 11. Прибор для измерения тарелки клапанов и конуса его притирочной поверхности .

1 - корпус; 2 - стержень; 1 - фиксатор; 4 - пружина; 5 - заглушка; 6 - стопорный винт; 2 - нониус; 8 - ось; 9 - ограничитель.

У клапанов уплотняющую поверхность при износе тарелки более допустимого предела восстанавливают наплавкой.

Под наплавкой понимают процесс нанесения на поверхность детали металла или сплава плавлением. Плавление металла достигается за счет тепла электрической дуги (электродуговая сварка и наплавка) или тепла, образующегося при сгорании ацетилена, природного газа и др. в струе кислорода (газопламенная сварка и наплавка). В процессе плавления металла и при его последующем затвердевании "из-за неравномерного распределения тепла на участке, прилегающем к наплавленному слою (в зоне термического влияния) происходят структурные изменения в металле и изменения линейных размеров детали. Глубина зоны термического влияния, зависящая от начальной температуры детали, скорости и способа охлаждения, теплопроводности основного металла, способов и режима наплавки, колеблется от 1 до 25 мм. Изменения структуры металла и линейных размеров, если не принять особых мер, приводят к местной деформации детали и появлению трещин. К этим особым мерам относятся предварительный подогрев и последующее медленное охлаждение детали, особые приемы наплавки, отжиг и отпуск после наплавки, защита расплавленного металла от воздействия воздуха.

В процессе наплавки наплавленный металл насыщается кислородом, азотом и водородом воздуха, а легирующие элементы выгорают. Образование окислов в наплавленном металле снижает предел прочности и ударную вязкость шва, а насыщение стали азотом ухудшает его пластические свойства, уменьшает ударную вязкость и относительное удлинение и т.п. Для защиты расплавленного металла от воздействия кислорода и азота воздуха и компенсации выгоревших легирующих элементов применяют электроды с покрытиями или наплавку ведут под слоем флюса и в среде защитных газов.

Перед наплавкой клапанов на станке снимают слой металла с тарелки для удаления наклепа и неровностей, после чего в печи подогревают клапан до температуры 100 - 150°С и устанавливают тарелкой вниз на вращающийся стол. Наплавку аргоном производят при помощи установки УДАР-100 с силой тока 120-140 а. В качестве присадочного материала используют проволоку из стеллита диаметром 4-5 мм марки ВЭК по АМТУ-291-66. Стеллит содержит кобальта 61%, вольфрама - 4-5, хрома - 28-12, кремния - 2-2,25, углерода - 1-1,1, серы - не более 0,02, железа - не более 2, никеля - до 2%. В качестве электрода используется вольфрамовый пруток диаметром 4-5 мм с вылетом из мундштука горелки 5-6 мм. После наплавки клапаны помещают в муфельную печь или песок, нагретый до температуры 100-150°С, где они медленно остывают. Размеры тарелок доводят до нормы на станке, используя резцы с пластинками марки Т-15К6.

После механической обработки клапана необходимо, чтобы радиальное биение рабочей поверхности “А” относительно направляющей “Б” клапана было не более 0,05 мм, вершина конуса детали совпадала с осью клапана или отверстия охватывающей детали (точка “В” на рисунке 12).

Рисунок 12. Проверка тарелки клапана.

4.2.3 Дефект - раковины, забоины, риски, прогары на притирочной фаске.

Дефекты выявляют при визуальном осмотре детали или при проверке её магнитным дефектоскопом; устраняют притиркой по месту, а при необходимости проточкой на станке с последующей притиркой по месту в крышке.

Допускается оставлять на притирочных поверхностях гнезда крышки и клапана круговые риски, расположенные не более чем на 60% длины окружности, неглубокие раковины или поперечные риски, находящиеся вне притирочного пояска.

4.2.4 Дефект - овальность и конусность штока клапана

Овальность и конусность штока выпускного клапана находят путём измерения его диаметра микрометром в следующем порядке:

1) Измеряют диаметр штока микрометром в двух поясах и четырёх плоскостях (рисунок 13);

2) Находят наибольшую разность диаметров штока в двух взаимно перпендикулярных плоскостях а-а, б-б, в-в, г-г отдельно по каждому поясу: максимальная разница принимается за действительную величину овальности данного штока;

3) Находят наибольшую разность диаметров в одной из четырёх плоскостей 1-го и 2-го поясов измерений. Эта разность принимается за действительную величину конусности контролируемого штока клапана.

При овальности или конусности штока более 0,10 мм устранять дефекты проточкой с последующим шлифованием и хромированием.

Рисунок 13. Схема измерения штока выпускного клапана на овальность и конусность.



4.2.5 Дефект - радиальное биение штока

Биение штока клапана проверяется на станке с помощью индикатора часового типа. Шток клапана проворачивают на один оборот. Замеряют 4 точки по двум плоскостям (через 900). Биение штока - это будет наибольшая алгебраическая разность двух значений в одном поясе. При наличии биения более 0,05 мм - устраняют шлифованием с последующей притиркой пастой ГОИ - 16.

4.3 Контроль расположения клапанов относительно крышки цилиндра и методы устранения дефектов

Во-первых, не следует торопиться "разлучать" клапаны с их гнездами в крышке. Если заметных на глаз изъянов на притирочных фасках тарелки клапана нет, то большой ошибкой будет устранение мелких повреждений станочной обработкой рабочих конусов деталей, так как снятие верхнего наклепанного слоя заметно сокращает срок службы клапана и крышки.

Во-вторых, до притирки клапанов к седлам нужно измерить:

а) приспособлением толщину тарелки клапана;

б) микрометрическим глубиномером - утопание каждого клапана относительно поверхности крышки. В результате обработки крышки и клапанов меняется их взаимное расположение по высоте крышки относительно цилиндровой гильзы и привода клапанов. Поэтому для сохранения необходимой величины степени сжатия и технических условий сборки привода, а также обеспечения прочности утопание клапана в крышке ограничивается, например, для двигателей типа 1А-9ДГ - до 2,5 мм (деповской ремонт), соответственно всех четырех клапанов - до 10 мм;

в) масштабной линейкой - выступание эталонного клапана над крышкой, для этого используют эталонный клапан.

Очень важным является размер утопания клапана. Если он более допустимого, то понижается степень сжатия цилиндра (из-за увеличения объема камеры сжатия), что ухудшает процесс сгорания топлива в цилиндре. Уменьшают этот размер постановкой клапана с тарелкой большей толщины. Если это не дает желаемого результата, то протачивают крышку по поверхности на станке. При этом по условиям прочности нельзя допускать, чтобы высота крышки была менее указанной. Притирочный след на рабочих конусах тарелки клапана и седла крышки должен быть непрерывным по окружности и шириной не менее 2 мм. Предпочтительнее, чтобы притирочный след располагался ближе к внешнему диаметру деталей, а не к внутреннему, так как при этом сбиваются случайно попавшиеся частицы нагара, и обеспечивается быстрая и плотная посадка.

4.4 Технико-экономическая оценка восстановления рабочей фаски выпускного клапана наплавкой

4.4.1 В этом подразделе производим оценку эффективности восстановления рабочей фаски выпускного клапана наплавкой

Эффективность восстановления детали выражается коэффициентом эффективности (коэффициентом экономической целесообразности восстановления), который определяется по формуле:

где = 1850 - стоимость нового выпускного клапана, рублей,

=0,61 - коэффициент долговечности при восстановлении детали наплавкой в среде защитных газов,

- стоимость восстановления детали, рублей.

Стоимость восстановления определяется по формуле:



= + , рублей (36),

где - основная заработная плата производственных рабочих, рублей;

? стоимость основных материалов, затраченных при восстановлении детали, рублей;

Основная заработная плата определяется по формуле:

, рублей (37),

где - прямая заработная плата, рублей,

- дополнительная заработная плата, составляет 10% от , рублей,

- начисления на заработную плату, составляет 26,6% от руб.

Прямая заработная плата определяется по формуле:

, рублей (38),

где - штучно-калькуляционное время, ч,

- часовая тарифная ставка рабочего, рублей.

Штучно-калькуляционное время , ч определяется как

, ч. (39),

где - основное время на выполнение данной операции, ч,

- вспомогательное время, затрачиваемое на выполнение данной операции, ч,

- дополнительное время, затрачиваемое на организационно-техническое обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности, ч.

,ч. (40),

Стоимость материалов определяется по формуле:

, рублей (41),

где - стоимость материала, нанесенного на поверхность детали при ее восстановлении, рублей,

- стоимость электроэнергии, рублей,

Г - стоимость газа, рублей.

Стоимость материала определяется по формуле:

, рублей (42),

где - масса нанесенного металла, кг,

- стоимость 1 кг металла, рублей;

Массу нанесенного металла определяется по формуле:

, (43),

где - объем наносимого материала, см 3, - плотность материала, г/см 3.

Объем наносимого материала определяется по формуле:



см 3. (44),

где - диаметр цилиндрической поверхности после покрытия с учётом припуска на обработку, см,

- диаметр цилиндрической поверхности до покрытия после механической обработки, см, - длина покрытия, см.

Стоимость электроэнергии определяется по формуле:

, рублей (45),

где - основное время на выполнение данной операции, час,

- мощность, затрачиваемая на выполнение операции, кВт,

- стоимость 1 кВтч, рублей.

Стоимость газа Г определяется по формуле:

Г =, рублей (46),

где - основное время на выполнение данной операции, мин,

- расход газа, м1/мин,

=10 - стоимость 1м1 газа (аргона), рублей.

Техническое нормирование труда при восстановлении выпускного клапана.

4.4.2 Расчет величины слоя наносимого материала на изношенную поверхность рабочей фаски выпускного клапана

При восстановлении рабочей фаски наплавкой на изношенную поверхность нужно нанести определенный слой материала. Толщину наносимого слоя выбираем с учетом износа и припуска на последующую механическую обработку. Толщину определяют как разность между номинальным размером новой и изношенной детали с учётом припуска на последующую обработку:

(47),

где - величина износа детали, мм,

К и Z - припуск на обработку детали до и после нанесения материала, мм;

Принимаем: а получим

В нашем случае перед восстановлением деталь подвергается механической обработке, тогда:

где =0,05 - припуск на предварительную обработку, мм,

Z=1 - минимальный односторонний припуск, мм.

Далее рассчитываем диаметр притирочного пояска выпускного клапана до, и после восстановления.

Эскиз выпускного клапана приведён на рисунке 13.

где ДИ - диаметр до восстановления,

ДН - нормальный (чертёжный) диаметр детали,

ДВ - диаметр после восстановления;



Рисунок 13. Эскиз выпускного клапана.

Так как выпускной клапан перед восстановлением подвергается механической обработке, то

(48),

где Дн=85 - номинальный диаметр притирочного пояска, мм;

Определим диаметр после восстановления Дв, мм по формуле

Проверить расчет можно, определив номинальный диаметр:



4.4.3 Расчёт штучно - калькуляционного времени и заработной платы.

Далее приступим к расчёту штучно - калькуляционного времени и заработной платы для каждой операции, выполняемой при восстановлении рабочей фаски выпускного клапана.

Общее штучно-калькуляционное время , ч, определим по формуле:

(51),

где - штучно - калькуляционное время на обработку клапана до восстановления, ч,

- штучно - калькуляционное время на восстановление клапана;

- штучно - калькуляционное время на обработку клапана после восстановления, ч.

4.4.4 Нормирование шлифовальных работ

Перед операцией наплавки необходимо произвести шлифование притирочного пояска для удаления наклёпа и неровностей, а также для снятия металла отданного на припуск.

Шлифованием называется процесс обработки заготовок с помощью шлифовальных кругов. Абразивные зерна в круге удерживаются с помощью связки и расположены хаотично. При вращении круга часть зерен срезает материал с обрабатываемой поверхности, и она приобретает вид совокупности микроследов абразивных зерен.

Часть зерен ориентирована таким образом, что резать не может, но производит работу трения по поверхности резания. В зоне резания выделяется большое количество теплоты, в результате чего мелкие частицы обрабатываемого материала, сгорают, либо образуют пучок искр, либо оплавляются.

Существуют следующие основные схемы шлифования: наружное круглое, внутреннее круглое и плоское. В нашем случае принимаем наружное круглое.

При наружном круглом шлифовании круг, вращаясь вокруг оси, совершает главное движение. Цилиндрическая заготовка вращается вокруг оси параллельной оси круга. Наружные поверхности круга и заготовки взаимно касаются по образующей. Линейные скорости точек шлифовального круга и заготовки могут быть направлены в одну сторону или навстречу друг другу, но в любом случае скорости точек, принадлежащих кругу, намного превосходят скорости точек заготовки.

Заготовке сообщается возвратно-поступательное движение продольной подачи . По окончании цикла возвратно-поступательного движения продольной подачи действует прерывистое движение поперечной подачи, сообщаемое шлифовальному кругу или заготовке .

На припуск необходимо снять слой глубиной 0,05мм для круглого внешнего шлифования, при диаметре притирочного пояска 80мм и ширине его 5мм при условии получения поверхности высокого качества принимаем t=0,025 за 2 прохода.

Так как ширина притирочного пояска выпускного клапана не превышает ширину шлифовального круга, то продольной подачи (перемещения обрабатываемой детали вдоль её оси за один оборот) не будет.

Диаметр и ширину шлифовального круга принимаем:

Частота вращения детали:

(52),

где - расчетная скорость вращения детали,

(53),

где - диаметр детали, мм,

- стойкость шлифовального круга, мин,

- расчётный коэффициент исходя из t=0,025.

Из условия габарита детали принимаем шлифовальный станок 1М151, паспортные данные:

наибольший размер устанавливаемой заготовки:

длина - 500 мм.

диаметр - 140 мм.

скорость перемещения стола 0,02-10 м/мин.

частота вращения детали 50-1000 об/мин.

частота вращения круга 1900об/мин.

мощность 7,5 кВт.

КПД =0,8.

Так как не превышает паспортные данные станка, то принимаем её за действительную частоту вращения детали.

Скорость вращения шлифовального круга:

(54),

где - диаметр шлифовального круга, мм,

- частота вращения шлифовального круга, ОБ/МИН;

Эффективная мощность:

(55),

где - тангенциальная сила резания, H.

(56),

где

Потребляемая мощность:

(57),



где - КПД станка;

Основное технологическое время:

(58),

где L - длина продольного хода детали, мм,

h=0,05 - припуск на обработку, мм,

K=1,3 - коэффициент точности шлифования и износа круга.

где I=5 - длина обрабатываемой поверхности, мм;

Штучно-калькуляционное время:

где 0,25 - время на установку и снятие детали, ч,

0,022- технологический перерыв, ч.

4.4.5 Нормирование наплавочных работ

Наплавку аргоном производят при помощи установки УДАР-100. В качестве присадочного материала используют проволоку из стеллита марки ВЭК по АМТУ-291-66. В качестве электрода используется вольфрамовый пруток. После наплавки клапаны помещают в муфельную печь или песок, нагретый до температуры 100-150°С, где они медленно остывают.

Расчет сварочного тока при сварке проволокой сплошного сечения производится по формуле:

(60),

где а=40-50 - плотность тока в электродной проволоке, А/мм2, dЭ =2,0 - диаметр электродной проволоки, мм;

(61),

Механизированные способы сварки позволяют применять значительно большие плотности тока по сравнению с ручной сваркой. Это объясняется меньшей длиной вылета электрода.

Напряжение дуги и расход углекислого газа выбираются в зависимости от силы сварочного тока:

При сварочном токе 110А напряжение дуги принимаем 20В, расход аргона равен 9 Л/МИН.

Скорость подачи электродной проволоки рассчитывается по формуле:

(62),

где - коэффициент расплавления проволоки, г/Ач,

=2,0 - диаметр электродной проволоки, мм,

=7,8 - плотность наплавленного металла, г/см2;

Значение рассчитывается по формуле:



(63),

Скорость наплавки рассчитывается по формуле:

(64),

где - коэффициент наплавки, г/Ач.

(65),

где =0,1-0,15 - коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание.

=0,1-0,2 - площадь поперечного сечения одного валика, см2.

Масса наплавленного металла рассчитывается по следующей формуле:

, (66),

где - объем наплавленного металла, см1.



(67),

где =0,5 - ширина наплавленного слоя, см.

Время горения дуги определяется по формуле:

(68),

Полное время сварки определяется по формуле:

(69),

где =0,6-0,2 - коэффициент использования сварочного поста.

Штучно-калькуляционное время:

где 0,25 - время на установку и снятие детали, ч.

Расход электродной проволоки рассчитывается по формуле:

(70),



Расход электроэнергии определяется по формуле:

(71),

где - КПД источника питания,

Wo=0,2-0,4 - мощность источника питания, работающего на холостом ходе, кВт;

4.4.6 Нормирование токарных работ

Размеры тарелок доводят до нормы на токарном станке, используя резцы с пластинками марки Т15К6, как показано на рисунке 14.

Рисунок 14. Технологическая схема точения тарелки выпускного клапана.

В соответствии с рекомендациями принимаем подачу S = 0,5 мм/об, глубину резанья t = 0,5 мм.

Определим расчётную скорость резания по формуле:



(71),

где =150 - коэффициент, учитывающий условия резания,

Т=60-90 - период стойкости инструмента, мин,

S=0,5 - подача, мм/об,

- корректирующий коэффициент,

m=0,2, x=0,15, y=0,15 - показатели степени.

t=0,5глубина-резания.

(72),

где - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки.

(73),

где - предел прочности материала заготовки, МПа.

NV =1,25 - показатель.

=1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки,

=1 - коэффициент, учитывающий материал режущей части резца,

=1,2 - коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца,

=1 - коэффициент, учитывающий величину радиуса при вершине резца;

=1,2

Для проверки возможности реализации на станке 16Б05П определяем расчетную частоту вращения шпинделя , об/мин по формуле:

(74),

где =87 - диаметр заготовки до обработки, мм;

По формуле определим расчётную скорость резания:

По формуле определим частоту вращения шпинделя:

Краткие паспортные данные станка 16Б05П:

число ступеней частоты вращения шпинделя - 18; расстояние между центрами - 500мм; наибольший диаметр обрабатываемой детали - 250мм; частота вращения шпинделя - 10.1000об/ мин; ч...