Восстановление детали автомобиля КамАЗ

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Анализ технических условий на капитальный ремонт детали

1.1 Определение элементарных поверхностей, из которых состоит деталь

Рассмотрим корпус заднего подшипника автомобиля КамАЗ. Данная деталь относится к первому классу (корпусные детали). Определим элементарные поверхности, из которых состоит деталь, сведём эти данные в таблицу 1.1, присвоив каждой элементарной поверхности определенное название и номер.

1.2 Распределение выявленных поверхностей на группы

Распределим выявленные поверхности на следующие группы:

I - контролируемые, но не восстанавливаемые;

II - контролируемые и восстанавливаемые;

III - неконтролируемые, но изнашиваемые;

IV - неконтролируемые и не изнашиваемые.

Результаты анализа сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Сводная таблица элементарных поверхностей

№ п/п	Наименование поверхности	Группы поверхностей
		1	2	3	4
1	Резьбовая поверхность(3шт)		*
2	Внутренняя цилиндрическая поверхность(6шт)				*
3	Внешняя образующая поверхность				*
4	Внешняя цилиндрическая поверхность(5шт)				*
5	Торообразная поверхность				*
6	Внутренняя цилиндрическая поверхность		*
7	Внешняя образующая поверхность				*
8	Внешняя образующая поверхность				*
9	Коническая поверхность				*
10	Внутренняя цилиндрическая поверхность		*
11	Внутренняя цилиндрическая поверхность	*
12	Внутренняя цилиндрическая поверхность	*
13	Торообразная поверхность				*
14	Коническая поверхность фаска				*
15	Плоская поверхность				*
16	Плоская поверхность				*
17	Плоская поверхность				*
18	Коническая поверхность фаска				*
19	Внешняя цилиндрическая поверхность				*
20	Плоская поверхность				*
21	Плоская поверхность				*
22	Внешняя цилиндрическая поверхность				*
23	Плоская поверхность				*
24	Коническая поверхность фаска				*
	ВСЕГО (шт.)	2	5	0	29
	ВСЕГО (%)	5.5	13.9	0	80.6

В результате анализа было выявлено 36 элементарных поверхностей, две из которых относятся к группе 1 (контролируемые, но не восстанавливаемые), пять относятся к группе 2 (контролируемые и восстанавливаемые), и двадцать девять относятся к группе 4 (неконтролируемые и не изнашиваемые).

Рисунок 1 - Элементарные поверхности корпуса заднего подшипника автомобиля КамАЗ

1.3 Построение диаграммы

Выполним построение диаграммы распределения элементарных поверхностей корпуса заднего подшипника, основываясь на данных из таблицы 1.1. Диаграмма представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Диаграмма распределения элементарных поверхностей корпуса заднего подшипника по группам



2. Конструктивный и эксплуатационный анализ нагружения поверхностей корпуса заднего подшипника и при его работе

На рисунке 3 представлены все сопряжения распределительного вала с другими составными частями.

Рисунок 3 - Поверхности, сопрягаемые корпусом заднего подшипника автомобиля КамАЗ (1 - Резьбовые соединения, 2 - Подшипник скольжения, 3- Манжет)

Рисунок 4 - Силы и моменты, действующие корпус заднего подшипника автомобиля КамАЗ: - Момент изгибающий, действующий от привода ТНВД; - Сила, действующая от затяжки болтов; - Сила, действующая на цилиндрическую поверхность от запрессовки подшипника.

Корпус заднего подшипника автомобиля КамАЗ является опорой вала привода ТНВД. Каталожное обозначение 740.1029176. Изготовлен из материала СЧ 21 ГОСТ 1412-85

Анализируя рисунок 3, можно определить места износа корпуса заднего подшипника.

Рисунок 5 - Характерные места износа корпуса заднего подшипника автомобиля КамАЗ (1 - Износ поверхности под подшипник скольжения, 2 - износ поверхности под манжету)



3. Сравнительный анализ способов восстановления деталей автомобилей

3.1 Теоретическая часть сравнительного анализа способов восстановления деталей автомобилей

3.1.1 Метод газоплазменной металлизации (МГП)

Металлизация - это один из способов нанесения металлических покрытий на изношенные поверхности восстанавливаемых деталей. Сущность процесса металлизации состоит в распылении предварительно расплавленного металла струей сжатого газа (воздуха) на мелкие частицы, которые, имея высокую скорость полета, при ударе о поверхность детали деформируются, внедряются в ее поры и неровности и образуют металлическое покрытие. Соединение частичек металла с поверхностью детали носит в основном механический характер и только в отдельных точках имеет место сваривание основного и присадочного материала.

Основными достоинствами металлизации как способа нанесения покрытий при восстановлении деталей являются: высокая производительность процесса, небольшой нагрев детали (120--180°С), высокая износостойкость покрытия, простота технологического процесса и применяемого оборудования, возможность нанесения покрытий толщиной от 0,1 до 10 мм и более из любых металлов и сплавов. К недостаткам процесса следует отнести пониженную механическую прочность покрытия и сравнительно невысокую прочность сцепления его с подложкой.

В зависимости от вида тепловой энергии, используемой в металлизациониых аппаратах для плавления металла, различают четыре основных способа металлизации: газопламенную, электродуговую, высокочастотную и плазменную.

Газопламенная металлизация осуществляется при помощи специальных аппаратов, в которых плавление исходного металла (проволоки) производится ацетилено-кислородным пламенем, а распыление его -- струей сжатого воздуха (рис.6). Достоинствами газопламенной металлизации являются: небольшое окисление металла, мелкий его распыл, достаточно высокая прочность покрытия. К недостаткам следует отнести сравнительно невысокую производительность процесса и известную сложность установки.

Рисунок 6 - Схема распылительной головки газоплазменного металлизатора

3.1.2 Наплавка под флюсом легированной проволокой (НСФлп)

Дуговая наплавка под флюсом. Нагрев и расплавление металла, так же как при сварке, осуществляются теплом дуги, горящей между плавящимся электродом и основным металлом под слоем флюса. Наплавка под флюсом является одним из основных видов механизированной наплавки. Основными преимуществами являются непрерывность и высокая производительность процесса, незначительные потери электродного металла, отсутствие открытого излучения дуги. Отличительной особенностью наплавки под флюсом является хороший внешний вид наплавленного слоя (гладкая поверхность и плавный переход от одного наплавленного валика к другому). В процессе наплавки возможны четыре основных способа легирования наплавленного металла (рис.7).

Рисунок 7 - способы легирования наплавленного металла: a - через сварочную проволоку, б - порошковую проволоку, в - керамический флюс, г - укладка легированной присадки

1. Применение легированной проволоки или ленты и обычных плавленных флюсов. Для наплавки используют легированные сварочные проволоки, специальные наплавочные проволоки и легированные ленты, в том числе спеченные. Наплавка производится под флюсами АН-20, АН-26 и др., которые выбирают в зависимости от состава электродного металла.

2. Применение порошковой проволоки или порошковой ленты и обычных плавленных флюсов. Порошковая проволока или лента расплавляется в дуге и образует однородный жидкий расплав. Этотспособ позволяет получить наплавленный металл с общим содержанием легирующих примесей до 40-50%. Марка порошковойпроволоки или ленты выбирается в зависимости от необходимого типа наплавленного металла и его требуемой твердости.

3. Применение обычной низкоуглеродистой проволоки или ленты и легирующих наплавленных флюсов (керамических). Этот способ позволяет ввести в наплавленный металл до 35% легирующих примесей. При наплавке наибольшее применение получили керамические флюсы АНК-18 и АНК-19, обеспечивающие хорошее формирование наплавленного металла, легкую отделимость шлаковой корки, высокую стойкость наплавленного металла против образования пор и трещин.

4. Применение обычной низкоуглеродистой проволоки или ленты и обычных плавленных флюсов с предварительной укладкой легирующих материалов на поверхность наплавляемого изделия. Здесь возможна предварительная засыпка или дозированная подача легирующих порошков, а также предварительная укладка прутков или полосок легированной стали, намазывание специальных паст на место наплавки и др. Во всех случаях нанесенный легирующий материал расплавляется дугой и переходит в наплавленный металл. подшипник камаз газоплазменный

В связи с тем что в технологии выполнения между наплавкой и сваркой много общего, для наплавки применяется то же оборудование, что и при сварке соответствующими способами.

Наплавку углеродистых и низколегированных сталей выполняют под плавленными флюсами ОСЦ-45, АН-348-А. Флюс АН-60 пригоден для одно- и многоэлектродной наплавки низкоуглеродистых и низколегированных сталей на нормальных и повышенных скоростях, а также для наплавки электродными лентами.

Наплавку легированных сталей производят под низкокремнистыми плавленными флюсами АН-22, АН-26 и др., а высоколегированные хромоникеливые стали и стали других типов с легкоокис-ляющимися элементами (титан, алюминий) - под фторидными флюсами АНФ-1 и АНФ-5.

Для предупреждения образования шлаковых включений и не-проваров в наплавленном слое при многослойной наплавке необходимо тщательно удалять шлаковую корку с предыдущих слоев.

3.1.3 Наплавка вибродуговая в среде СО2 (НВДсо2)

Сущность наплавки в среде защитных газов состоит в том, что в зону электрической дуги подают под давлением защитный газ, в результате чего столб дуги, а также сварочная ванна изолируются от кислорода и азота воздуха.

Для создания защитной атмосферы используют: инертные газы (аргон, гелий и их смеси), активные газы (диоксид углерода, азот, водород, водяной пар и их смеси) и смеси инертных и активных газов. Разновидностью процесса является газопламенная защита от сгорания горючих газов или жидкого углеводородного топлива. Наилучшую защиту металла при наплавке обеспечивают инертные газы, однако их применение ограничивается высокой стоимостью. Чаще применяют водяной пар, пищевую углекислоту и сварочный диоксид углерода.

Наибольшее применение в ремонте машин получила наплавка в среде диоксида углерода плавящимся электродом. Используют электродные проволоки диаметром 0,8...2,0 мм и токи относительно большой плотности. Периферийная часть электрической дуги интенсивно охлаждается газом, поступающим из соплового наконечника, поэтому падение напряжения на единицу длины столба дуги будет в несколько раз выше, чем при дуговой сварке без подачи газа. Кроме того, сварка в диоксиде угле рода ведется короткой дугой. В таких условиях дуговой разряд имеет возрастающую характеристику, а источник питания должен обладать слегка возрастающей или жесткой характеристикой для интенсификации процесса саморегулирования дуги. Для наплавки деталей применяют ток обратной полярности.

Если автоматическую сварку в среде защитных газов используют для наплавки деталей, то полуавтоматическую - для сварки листовых панелей. Область применения механизированной наплавки в среде диоксида углерода распространяется на восстановление стальных и чугунных деталей диаметром > l2 мм широкой номенклатуры, работающих в различных условиях. Восстановлению подлежат как гладкие, так и шлицевые валы.

Рисунок 8 - Схема установки для дуговой наплавки в углекислом газе: 1 - кассета с проволокой; 2 - наплавочный аппарат; 3 - расходомер; 4 - редуктор; 5 - осушитель; 6 - подогреватель; 7 - баллон с углекислым газом; 8 - деталь.

Автоматическая наплавка в среде диоксида углерода обеспечивает формирование плотного шва с небольшой зоной термического влияния, что позволяет осуществлять наплавку нежестких деталей малого диаметра.

По сравнению с автоматической наплавкой под слоем флюса процесс обладает такими преимуществами:

- меньшим нагревом детали;

- возможностью наплавки деталей меньшего диаметра;

- более высокой производительностью (в l,2...1,5 раза по массе и 30...40% по площади покрытий);

- исключением необходимости отделения шлаковой корки и зачистки швов;

- возможностью сварки и наплавки в любых пространственных положениях;

- в 1,2...1,5 раза лучшей экономичностью.

Рисунок 9 - Схема наплавки в среде диоксида углерода: 1 - мундштук; 2 - электродная проволока; 3 - горелка; 4 - наконечник; 5 - сопло горелки; 6 - электрическая дуга; 7 - сварочная ванна; 8 - покрытие; 9 - восстанавливаемая деталь.

Электродная проволока диаметром 0,8...2,0 мм подается в дугу с постоянной скоростью с помощью подающего механизма. Напряжение приложено к электродной проволоке и детали. Защитный газ под избыточным давлением подается из сопла, расположенного концентрично электроду. Давление газа 0,05...0,20 МПа, его расход 0,60...0,96 м³/ч.

Важной особенностью наплавки в среде диоксида углерода является

образование атомарного кислорода при диссоциации СО₂ в условиях высокой температуры:

СО₂ > СО+ О.

Оксид углерода частично диссоциирует:

СО > С+ О.

Атомарный кислород высокоактивен и способен окислять все элементы, входящие в состав материала проволоки и детали, в том числе железо:

Fе + О > Fe O .

Выделение газообразного оксида приводит к образованию пор. Это

объясняет необходимость применения при сварке раскислителей, в качестве которых используют кремний, марганец, хлор, титан.

Таблица 3.1 - Режимы наплавки в среде диоксида углерода.

Толщина свариваемого металла, мм	Диаметр электродной проволоки, мм	Напряжение дуги, В	Сварочный ток, A	Скорость сварки, м/ч	Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	Вылет электрода, мм
0,6...1,0	0,5...0,7	17...19	30...100	25...30	100…110	5...8
1,0...1,5	0,7...0,8	17...19	70...110	30...40	110...120	6...8
1,5...2,5	0,8	18...21	100...150	25...35	120...150	6...12
l,0...2,0	1,0	18...22	100...180	30...40	110...150	7...13
2,0...3,0	1,0	19...22	125...180	37...40	130...160	7...13
3,0...4,0	1,0	18...22	150...270	25...30	150...200	7...13
2,0...3,0	1,2	20...23	140...250	30...35	220...250	8...15
3,0...4,0	1,2	22...28	170...300	30...40	200...270	8...15
5,0	1,6	26...30	180...240	35...45	215...300	15...20

Приведенные элементы связывают кислород, мешая образованию оксида железа:

FeO + Mn > Fe + МnО;

2FeO + Si > 2 Fe + SiO₂

Присутствие в металле шва > 0,2% Si и > 0,4% Мn препятствует образованию пор. Указанные элементы должны содержаться в легированной наплавочной проволоке. Применяют наплавочные проволоки Св-08Г2С, Св-10Г2С, Св-12ГС, Св-18ХГСА, Нп-ЗОХГСА и др. диаметром 0,5...2,0 мм и порошковые проволоки ПП-Р18Т, ПП-Р9Т, ПП-Х2В8Т и др.

При наплавке в среде углекислого газа твердость наплавленного слоя металла получается невысокой. При необходимости высокую твердость получают, подавая в процессе наплавки охлаждающую жидкость на определенном расстоянии от зоны горения дуги в то место, где затвердевший металл остыл до температуры закалки. Таким образом, в процессе наплавки производится закалка поверхности детали. Вследствие интенсивного охлаждения деталь не перегревается и меньше коробится. Изменяя место подвода охлаждающей жидкости и марки проволоки, можно получить различную твердость поверхности детали (в пределах HRc 25-52). Время охлаждения можно определить, зная окружную скорость вращения детали и расстояние от точки наплавки до места подвода охлаждающей жидкости.

Наиболее высокую стойкость против образования трещин при наплавке чугунных коленчатых валов обеспечивают хромоникелевые, марганцовистые наплавочные материалы на основе железа, состав которых наиболее близок к составу проволоки Св-08Х20Н9Г7Т. Наплавка ее в среде диоксида углерода полностью исключает инородные включения, появление трещин и пор в широкой области режимов наплавки.

3.1.4 Припекание порошков термодиффузионное (ТДПП)

Осуществляется путем нанесения покрытия на металлическую основу с использованием энергии лазерного излучения при сохранении химического состава слоя, характерного для наплавляемого материала. Процесс происходит с минимальным перемешиванием наплавляемого материала и материала основы в ограниченной по величине зоне контакта (расплавленная ванна-основа). Наносимый материал может быть подан в зону наплавки в форме прутка, полосы или порошка. Целесообразно использовать порошковые материалы в виде обмазки на основе связующего вещества, повышающего поглощение энергии излучения, либо вводить в состав наплавочной композиции материалы, имеющие низкую температуру плавления, так как при достижении температуры плавления или состояния, близкого к нему, поглощение излучения возрастает практически до 100%.

Рисунок 10. Структурная схема лазерной установки: 1- оптический квантовый генератор; 2- система излучения лазера; 3- оптическая система; 4- восстанавливаемая деталь; 5-устройство для закрепления и перемещения восстанавливаемой детали; 6-система передачи технологической среды; 7-источник вспомогательной энергии; 8-программное устройство; 9-датчик параметров излучения; 10-датчик параметров технологического процесса.

При лазерном оплавлении порошковых паст (шликеров) наиболее важным является выбор связующего вещества для приготовления пасты. Возникновение сажеобразных продуктов сгорания приводит к выбрасыванию порошка из зоны и периодической экранировке излучения. В результате образуются швы с большим коэффициентом перемешивания материалов основы и покрытия, переменной глубиной проплавления и невысоким содержанием легирующих элементов в слое. Хорошие результаты получены при использовании паст на нитроцеллюлозной основе с небольшим содержанием сухого остатка (цапон-лак, клейстер).

Недостатком процесса является то, что при формировании наплавленного валика-слоя по обеим сторонам на поверхности могут образовываться дефектные зоны.

Наплавка осуществляется также с подачей порошка непосредственно в зону воздействия лазерного луча, в частности с помощью инжекторного устройства.

Микроструктура наплавленных лазером слоев существенно отличается от микроструктуры слоев, полученных другими методами. Ее особенность -- мелкозернистость -- отсутствие крупных карбидов. После лазерного переплава с удельной энергией в пределах от 10 до 240 Дж/мм² карбиды имеют размер не более 5--20 мкм, а при возрастании энергии образуется структура квазиэвтектического типа. Разброс микротвердости изменяется от 3700--23 000 МПа при наплавке ТВЧ до 7900--8900 МПа при лазерной наплавке.

Сравнительная оценка износостойкости при трении скольжении показала, что стойкость сплавов ПГ-СР, наплавленных лазером, в 3--5 раз выше, чем плазменного покрытия, оплавленного горелкой, и более 10 раз -- чем у наплавленных токами высокой частоты.

Одним из основных недостатков порошковой лазерной наплавки является возникновение трещин в наплавленном слое. Обычно образуются поперечные трещины, идущие перпендикулярно к линии оплавления или под углом 45°. Наиболее приемлемым средством уменьшения трещинообразования является подбор соответствующих скоростей наплавки при различной плотности энергии. Порошковая наплавка находит применение для упрочнения деталей с небольшими размерами зон упрочнения. Снижение пористости и шероховатости поверхности достигается при лазерном оплавлении напыленных газотермических покрытий, что является решающим при восстановлении поверхностей большой площади, несмотря на относительно высокую энергоемкость процесса.



4. Формирование маршрута технологии восстановления и обоснование выбора метода восстановления поверхностей детали

4.1 Выбор маршрута для разработки технологического процесса восстановления

По дефектовочной ведомости, которая была задана в рамках курсовой работы, просчитываем вероятность проявления каждого фактического сочетания дефектов по формуле:

где: - оценка j-го сочетания дефекта;

- количество j-го сочетания в дефектовочной таблице (выборке);

N - объём выборки (число деталей в дефектовочной таблице).

Таблица 4.1 - Дефектовочная ведомость

	1	2	3	4
1	0	0	0	1
2	0	0	0	1
3	0	0	1	1
4	0	1	1	0
5	0	1	1	0
6	0	1	1	0
7	0	0	1	1
8	0	0	0	1
9	1	0	0	0
10	1	0	0	0
11	1	0	0	1
12	1	0	0	1
13	1	1	0	0
14	0	1	1	0
15	0	1	0	1
16	0	1	0	1
17	1	1	0	0
18	1	1	0	0
19	1	1	0	1
20	1	1	1	0
21	1	1	1	0
22	1	1	0	1
23	0	1	0	0
24	1	1	0	1
25	1	1	0	1
26	1	1	0	0
27	1	0	0	0
28	1	0	0	0
29	1	0	0	0
30	1	0	1	1

Таблица 4.2 - Формирование маршрута

№	Виды сочетаний	Номера дефектов	Кол-во сочетаний	Вероятность появления
				Брак	Восстановление
1	0001	4	3	0.1	-
2	0011	3,4	2	0.066	-
3	0110	2,3	4	-	0.133
4	1000	1	5	-	1.166
5	1001	1,4	2	0.066	-
6	1100	1,2	4	-	0.133
7	0101	2,4	2	0.066	-
8	1101	1,2,4	4	0.133	-
9	1110	1,2,3	2	-	0.066
10	0100	2	1	-	0.033
11	1011	1,3,4	1	0.033	-

Максимальная вероятность содержится в маршруте №4.

Вероятность появления сочетания дефекта: Р=0.166, следовательно, выбираем маршрут №4. Однако, по заданию преподавателя выбираем маршрут №3, в котором вероятность появления сочетания дефекта: Р=0.133.



4.2 Обоснование выбора способа восстановления (устранения) дефектов детали

Под устранением дефектов следует понимать совокупность операций, включающих подготовку, наращивание изношенной или повреждённой поверхности, последующую механическую и термическую обработку. Устранить дефект - значит восстановить геометрию, физико-механические свойства детали. Решающим критерием выбора является применимость.

В общем виде способ восстановления выглядит как функция переменных:

M = f(K_T, K_g, K_Э); (4.2)

где К_Т-коэффициент применимости способа, учитывающий его технологические свойства, а также конструктивные, технологические и эксплуатационные особенности детали;

K_g-коэффициент долговечности, обеспечиваемый способом, применительно к данному виду восстанавливаемых деталей;

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

Применимость способов для восстановления конкретной детали (дефекта) оценивается в результате расчётов по обобщающему отклику М:

М = М₁•М₂•М₃•М₄•М₅•М₆•М₇; (4.3)

где М₁-вид основного материала изношенной поверхности;

М₂-вид поверхности восстановления (упрочнения);

М₃-материал покрытия;

М₄-минимально допустимый наружный и внутренний диаметр восстановленной поверхности;

М₅-обеспечиваемая толщина (глубина) наращивания или упрочнения;

М₆-вид сопряжения или посадки восстановленной поверхности;

М₇-вид нагрузки на восстановленную поверхность.

Практическую реализацию этой методики для корпуса заднего подшипника можно представить в виде табуляграммы (Таблица 6, 8).

Рассмотрим дефект №2. Износ отверстия под подшипник.

Таблица 4.3 - Табуляграмма способов восстановления износа отверстия под подшипник

Способ восстановления	Частные отклики - параметр	Обобщенные отклики М
Наплавка в среде	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Нет 0	Да 1	Да 1	Не годен
Вибродуговая наплавка	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Годен
Наплавка под слоем флюса	Нет 0	Да 1	Да 1	Нет 0	Нет 0	Да 1	Да 1	Не годен
Металлизация электродуговая	Да 1	Нет 0	Да 1	Нет 0	Да 1	Нет 0	Да 1	Не годен
Металлизация плазменная	Да 1	Нет 0	Да 1	Нет 0	Да 1	Нет 0	Да 1	Не годен
Железнение	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Годен
Хромирование	Да 1	Да 1	Да 1	Нет 0	Да 1	Нет 0	Да 1	Не годен
Пластическая деформация	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Годен
Ремонтный размер	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Годен
Сварка газовая	Да 1	Да 1	Да 1	Нет 0	Да 1	Да 1	Да 1	Не годен
Дополнительные ремонтные детали	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Годен

1-способ может быть использован для устранения дефекта по параметру; 0 - способ по рассматриваемому параметру не может быть применим.

В результате составления табуляграммы, 5 способа восстановления (Вибродуговая наплавка, железнение, пластическая деформация, ремонтные размеры, дополнительные ремонтные детали) оказались применимы по обобщенному критерию применимости. Чтобы определить, какой способ восстановления наиболее целесообразен, построим табуляграмму по группе «Технико-экономические показатели».

Таблица 4.4 - Табуляграмма способов восстановления по Тех. - эконом. показателям

Способ восстановления	Коэффициент долговечности	Удельная себе-ть вос-ния руб./	Заключение
Вибродуговая наплавка	0.4	66.5-68	-
Железнение	1.1	29.7-34.8	+
Пластическая деформация	1.0	31	-
Ремонтные размеры	1.0	30.3	-
Дополнительные ремонтные детали	0.8	41	-

Вывод: из рассмотренных способов восстановления по основным критериям применимости, железнение считается более эффективным способом устранения износа рабочей поверхности опорных шеек по себестоимости восстановления, а также по коэффициенту долговечности.

Рассмотрим дефект №3. Износ отверстия под манжету.

Таблица 4.5 - Табуляграмма способов восстановления износа отверстия под манжету

Способ восстановления	Частные отклики - параметр	Обобщенные отклики М
Вибродуговая наплавка	Да 1	Да 1	Да 1	Нет 0	Нет 0	Да 1	Да 1	Не годен
Наплавка под слоем флюса	Нет 0	Да 1	Да 1	Нет 0	Нет 0	Да 1	Да 1	Не годен
Металлизация электродуговая	Да 1	Нет 0	Да 1	Нет 0	Да 1	Нет 0	Да 1	Не годен
Металлизация плазменная	Да 1	Нет 0	Да 1	Нет 0	Нет 0	Нет 0	Да 1	Не годен
Железнение	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Нет 0	Да 1	Да 1	Годен
Хромирование	Да 1	Да 1	Да 1	Нет 0	Да 1	Нет 0	Да 1	Не годен
Пластическая деформация	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Годен
Ремонтный размер	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Годен
Сварка газовая	Да 1	Да 1	Да 1	Нет 0	Нет 0	Да 1	Да 1	Не годен
Дополнительные ремонтные детали	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Да 1	Годен

В результате составления табуляграммы, 3 способа восстановления (Пластическая деформация, ремонтные размеры, дополнительные ремонтные детали) оказались применимы по обобщенному критерию применимости. Чтобы определить, какой способ восстановления наиболее целесообразен, построим табуляграмму по группе «Технико-экономические показатели».

Таблица 4.6 - Табуляграмма способов восстановления по Тех. - эконом. показателям

Способ восстановления	Коэффициент долговечности	Удельная себе-ть вос-ния руб./	Заключение
Пластическая деформация	1.0	31	-
Ремонтные размеры	1.0	30.3	+
Дополнительные ремонтные детали	0.8	41	-

Из рассмотренных способов восстановления по основным критериям применимости, ремонтные размеры считается более эффективным способом устранения износа рабочей поверхности опорных шеек по себестоимости восстановления, а также по коэффициенту долговечности, но из-за использования серийного манжета это не целесообразно (дополнительные затраты на изготовления манжета под размер). Исходя из этого наиболее оптимальным метод восстановления дополнительные ремонтные детали.

4.2 Определение последовательности операций маршрута восстановления и оформления маршрутной технологии

Последовательность выполнения операций по маршруту:

1. Восстановление рабочий поверхности под подшипник железнением;

2. Шлифование восстановленной поверхности под подшипник до допустимых размеров;

3. Фрезерование отверстия под дополнительную втулку;

4. Поставить дополнительную втулку в отверстие под манжету.



5. Расчет и обоснование стратегии восстановления размерной цепи.

Осевой зазор. В данной размерной цепи требуется определить замыкающий размер между распределительным валом и корпусом подшипника автомобиля КамАЗ.

Рисунок 11 - Размерная цепь

Размерная цепь четырех с одним увеличивающим А1 одним уменьшающим звеном А2 и замыкающим звеном А0.

Составим основное уравнение размерной цепи:

Значения звеньев размерной цепи.

Определим номинальный размер замыкающего звена А0.

Допуск замыкающего звена:

Предельные размеры замыкающего звена:

Произведем проверку.

Обоснование стратегии ремонтной размерной цепи

В данной размерной цепи изнашиваются поверхность отверстия под задний подшипник и поверхность под манжету.

Выберем стратегию восстановления ремонтной размерной цепи. В данной размерной цепи можно произвести наращивание изношенной парной поверхности на величину, компенсирующую износ сопряжения, поэтому в качестве стратегии восстановления применим стратегию №1 - применение ремонтных размеров.



6. Расчёт режимов и нормирования операций технологии восстановления и оформление операционной технологии

Для всех станочных работ техническая норма времени (при расчетах используются формулы и данные):

где: - штучное время;

- основное время;

- вспомогательное время на установку и снятие детали и время связанное с переходом - соответственно;

- время обслуживания рабочего места.

Основное время обработки, мин:

где: l - длинна обрабатываемой поверхности, мм;

y - величина врезания и выхода инструмента, мм;

n - частота вращения детали, об/мин;

S - подача, мм/об.

6.1 Расчет режима гальванического наращивания (железнения) отверстия под подшипник

Длительность электроосаждения на ассиметричном токе:

где: в - коэффициент асимметрии;

з_эф - эффективный выход металла по току, %;

h - необходимая толщина покрытия, мм;

- удельный вес покрытия, г/см³ (=7.4 г/см³);

D - катодная плотность тока, А/дм²;

с - электромеханический эквивалент, г/А*ч (с=1.042);

где: Дн - номинальный или ремонтный размер детали, мм;

До - диаметр детали перед железнением, мм;

z - припуск на диаметр на последующую обработку, мм.

Время выдержки без тока в ванне железнения:

где - концентрация соляной кислоты в электролите.

Штучное время при гальваническом наращивании определим по формуле:

где t_н - непрерывное время выполнения операций технологического процесса, мин;

n_д - количество одновременно загружаемых деталей в ванну;

К - коэффициент, учитывающий сумму t_дот+t_п.ф. (К=1,13);

k - коэффициент использования оборудования (k_и = 0.95).

Выбранное время для реализации восстановления детали, может способствовать наилучшему устранению дефектов (износа).

6.2 Расчёт режима шлифования

Глубина шлифования t, мм (поперечная подача S_поп., мм) зависит от размеров заготовки, свойств обрабатываемого материала и характера шлифования. В [5, табл. 31] приведены рекомендуемые поперечные подачи на один двойной ход детали при круглом внешнем шлифовании, t=0.015 мм.

Продольная подача S_пр, мм - это перемещение обрабатываемой детали вдоль её оси за один оборот. Она определяется по формуле:

где: В - ширина шлифовального круга, мм;

в - расчётный коэффициент.

Значения коэффициента для круглого внешнего шлифования приведены в [5, табл. 33], а для круглого внешнего - [5, табл. 34]. Рекомендации по выбору диаметра и ширины шлифовального круга даны в [5, табл. 36-39].

Частота вращения детали круга. Прежде чем рассчитать частоту вращения детали, необходимо определить её расчётную скорость вращения:

где: - диаметр шлифуемой поверхности, мм;

Т - стойкость шлифовального круга (30-45 мин).

Значения Сv, K, m, x приведены в [5, табл. 35].

Расчётная частота вращения детали:

Необходимо, чтобы находилась в пределах, указанных в паспортных данных выбранного станка.

Определяется скорость вращения шлифовального круга.

где: - диаметр шлифовального круга, мм;

- частота вращения шлифовального круга, 1/мин (принимается по паспорту станка).

Скорость перемещения стола определяется по формуле:

Основное технологическое время , мин определяется по формуле:

где: L - длина продольного хода детали, мм;

h - припуск на обработку, мм;

К - коэффициент, учитывающий точность шлифования и износ круга.

При черновом шлифовании К = 1.3-1.4; при чистовом К = 1.3-1.7.

мм;

где: - длина обрабатываемой поверхности, мм;

В - ширина круга, мм.

Штучное время, мин:

где: - подготовительно-заключительное время, мин.

6.3 Расчёт режима фрезерования

Величина врезания и перебега:

У = У₁ + У₂;

где: У₁ - величина врезания фрезы, мм;

У₂ - величина перебега фрезы, мм.

У₂ = 0.04D;

где: D - диаметр фрезы, равен 25мм;

В - ширина фрезерования, равна 18.5мм;

t - глубина фрезерования, 6.175 мм.

У₂ = 0.0425 = 1 мм;

Тогда: У = 10.75+1 = 11.75 мм;

Подача в минуту:

Скорость резания при фрезеровании, м/мин:

где: А - постоянный коэффициент, зависящий от качества обрабатываемого материала, материала инструмента и условий работы;

- стойкость инструмента, 120 мин;

D - диаметр фрезы, 25 мм;

- глубина резания, 6.175 мм;

- подача на зуб, 0.1 мм/зуб;

- число зубьев фрезы 6;

z_v,y_v,m,x_v,p_v,k_v - показатели степени, определяются по справочным данным[1, табл.IV.3.81].

Основное время обработки, мин:

_, и определяются по справочнику[1, табл.IV.3.84].

Определим штучное время:

6.4 Расчет режима напрессовывания втулки

Усилие запрессовки:

где: f - коэффициент трения (0.07);

d - диаметр контактирующих поверхностей, мм;

L - длина запрессовки, мм;

p - удельное контактное давления сжатия, кгс/мм²

Диаметр контактирующих поверхностей:

где: - верхнее предельное отклонение отремонтированной детали;

д - толщина втулки.

где: - допускаемые напряжения, 33 кгс/мм²;

- предел текучести для материала втулки, 36 кгс/мм².

Удельное контактное давление:

где: - максимальный расчетный натяг, мкм;

С₁ и С₂ - коэффициенты охватываемой и охватывающей детали;

Е₁ и Е₂ - модули упругости материала охватываемой и охватывающей детали, кгс/мм² [2. табл. 11.1.3].

где: d₀ - диаметр отверстия охватываемой детали (в вале d₀=0), мм;

D - наружный диаметр охватывающей детали, 64 мм;

- значение коэффициентов Пауссона для охватываемой и охватывающей детали (для стали =0.3, для чугуна =0.25).



7. Определение экономической целесообразности восстановления деталей по разработанному маршруту

В качестве критерия экономической целесообразности можно использовать зависимость:

где: - себестоимость восстановления на авторемонтном предприятии;

- себестоимость производства корпуса заднего подшипника на автозаводе.

Делая сопоставления по ценам, критерий экономической целесообразности восстановления корпуса заднего подшипника можно записать:

Цена изготовления корпуса заднего подшипника 363 руб.

Цена восстановленной детали:

где: - коэффициент рентабельности ();

- затраты на материалы, руб.;

З - затраты на заработную плату, руб.;

- коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды ();

- накладные расходы, руб.

В зависимости от операций технологического процесса восстановления затраты на материалы можно определить:

где: - средний процент расходов на ремонтные материалы операций технологического процесса.

Затраты на заработную плату:

где: - штучное время выполнения;

- тарифная ставка;

- коэффициент изменения тарифной ставки;

- коэффициент, учитывающий средний процент выполнения норм ();

- коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты ();

- коэффициент, учитывающий затраты на дополнительную заработную плату (

- районный коэффициент и надбавка за непрерывный стаж работы

Коэффициент изменения тарифной ставки определяется как:

где: - минимальная заработная плата.

Таблица 7.1 - Тарифные ставки в соответствии с разрядом работ

Вид работ	Разряд	Ставка, руб/ч
Железнение	3	93.6	80.06
Шлифование	4	105.3	9.13
Фрезерование	2	84.5	1.53
Запрессовка	2	84.5	7.5

Накладные расходы.

где: - коэффициент, учитывающий накладные расходы. Рассчитывается в зависимости от программы ремонтов (N) авторемонтного завода.

Себестоимость восстановления.

Цена восстановления детали.

Цена восстановления поврежденного корпуса заднего подшипника составляет , а цена нового корпуса составляет 363 руб. Сравним полученную цену восстановления с ценой новой детали используя формулу, получим:

Условие критерия экономической целесообразности не выполняется, так как цена восстановления поврежденного корпуса заднего подшипника значительно превышает цену изготовления новой детали, следовательно, разработанный маршрут восстановления не может быть рекомендован для внедрения на производство.

Размещено на Allbest.ru

...