Технологический процесс на восстановление картера сцепления (верхняя часть) ГАЗ-3307

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

ФГОУ СПО

"Томский автомобильно-дорожный техникум"

Технологический процесс на восстановление картера сцепления (верхняя часть) ГАЗ-3307

2010 г.

Введение

Эффективность работы автомобильного транспорта базируется на надежности подвижного состава, которая обеспечивается в процессе его производства, эксплуатации и ремонта. В процессе эксплуатации автомобиля его рабочие свойства постепенно ухудшаются из-за износа деталей, а также коррозии и усталости материала из которого они изготовлены. Вследствие чего в автомобиле появляются отказы и неисправности. Для поддержания подвижного состава в исправном, работоспособном состоянии в автотранспортных предприятиях (АТП) проводится периодическое техническое обслуживание (ТО) и при необходимости текущий ремонт (ТР), который осуществляется путем замены отдельных узлов, агрегатов и деталей.

При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда их ремонт в условиях АТП становится технически невозможным или экономически нецелесообразным. В этом случае они направляются в капитальный ремонт (КР) на авторемонтное предприятие (АРП).

Текущий ремонт должен обеспечить гарантированную работоспособность автомобиля на пробеге не менее чем пробег до очередного ТО-2. капитальный ремонт должен обеспечить исправность и полный либо близкий к полному (не менее 80%) ресурс автомобиля или агрегата путем восстановления и замены любых сборочных единиц и деталей включая базовые.

Основным источником экономической эффективности капитального ремонта является использование остаточного ресурса их деталей. Около 70-75% деталей автомобилей поступивших в капитальный ремонт могут быть использованы повторно либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия (восстановления деталей). В результате сохраняется значительный объём прошлого труда, сберегаются материалы и освобождаются производственные мощности для изготовления новых автомобилей. Так как необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обусловлено, прежде всего, неравнопрочностью их составных частей (сборочных и деталей) т.е. детали изнашиваются неравномерно, имеют различный срок службы.

Количество деталей, износ рабочих поверхностей которых, в допускаемых пределах достигает 30-35%, что позволяет их использовать без ремонта. Остальные детали 40-45% могут быть использованы повторно только после их восстановления. К ним относятся, прежде всего, большинство наиболее сложных, металлоёмких и дорогостоящих деталей автомобиля: блок цилиндров, коленчатый и распределительный валы, головка цилиндров, картеры коробки передач заднего моста и др. Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10-50% стоимости их изготовления, а расход материалов в 20-30 раз ниже. Поэтому одним из основных вопросов авторемонтного производства является восстановление изношенных деталей.

Повышение надёжности отремонтированных автомобилей и агрегатов является основной задачей, стоящей перед АРП, которая зависит в значительной степени от качества в восстановлении деталей. В настоящее время авторемонтное производство располагает современными способами восстановления деталей, обеспечивающих после ремонтные ресурсы детали на уровне новых и выше. В некоторых случаях восстановление деталей является единственной возможностью восстановления работоспособности любого изделия и не только автомобиля.

Для восстановления работоспособного состояния узлов и агрегатов необходимо восстановление первоначальной посадки сопряжения, чаще всего это осуществляется путем наращивания изношенных поверхностей тем или иным способом, а именно наплавкой, нанесением электролитических или синтетических покрытий с последующей обработкой их под номинальный размер.

В ряде случаев первоначальную посадку восстанавливают путем изменения начальных размеров сопрягаемых деталей (способ ремонтных размеров), постановкой дополнительной ремонтной детали (втулки, свертыша и т.д), а также способами, основанными на перемещении металла детали к ее изношенной части.

Восстановление детали ограниченной номенклатуры может быть организованно и на АТП при наличии соответствующего оборудования. Объемы восстановления на АТП определяются наличием соответствующих по наименованию и цене запасных частей, используемых при ремонте автомобилей.

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса восстановления детали, картера сцепления (верхняя часть) ГАЗ-3307 номер детали по каталогу 66-1601015-11. При этом в проекте решаются следующие задачи:

- выбор эффективного способа восстановления детали;

- определение технологического маршрута восстановления детали;

- выбор установочных баз, оборудования, рабочего и измерительного инструмента, технологической оснастки;

- выбор режимов резания и обработки;

- определение технической нормы времени на восстановление детали;

- определение квалификации рабочих по специальностям;

- составление маршрутной технологической карты;

- определение себестоимости и экономической эффективности восстановления детали;

- разработка конструкции приспособления.

деталь картер сцепление восстановление

1. Общая часть

1.1 Конструктивные особенностей и условия работы восстанавливаемой детали №66-1601015-11

Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения работающего двигателя от трансмиссии и плавного их соединения. Отсоединять трансмиссию от двигателя необходимо при остановке, торможении автомобиля и переключении передач; плавно соединять их - при трогании автомобиля с места и после переключении передач во время движения.

Кроме того, сцепление предохраняет детали трансмиссии от перегрузок инерционным моментом при резком торможении автомобиля без выключения сцепления. Сцепление должно обеспечивать передачу максимального крутящего момента двигателя без пробуксовки при полном включении; чистоту выключения, необходимую для полного отсоединения двигателя от трансмиссии; плавность включения для уменьшения динамических нагрузок в трансмиссии и плавного трогания автомобиля с места.

По числу ведомых дисков сцепления делят на одно- и двухдисковые. Однодисковые сцепления получили наибольшее распространение благодаря простоте конструкции, надежности, "чистоте" выключения и плавности включения, а также удобству при эксплуатации и ремонте.

Сцепление автомобиля ГАЗ-3307 однодисковое, сухое, рычажное, с периферийными пружинами, гасителем крутильных колебаний, установлено в картере

Основными элементами сцепления являются ведомый диск в сборе с фрикционными накладками и нажимной диск в сборе с кожухом и рычагами. Кожух сцепления закреплен на маховике коленчатого вала шестью центрирующими (специальными) болтами. Между кожухом и диском установлено двенадцать нажимных пружин. Усилие сжатия пружин обеспечивает создание необходимой силы трения и передачи крутящего момента от маховика через кожух и нажимной диск на ведомый диск сцепления. Для выключения сцепления служат три рычага. Точками опоры рычагов на кожухе являются специальные гайки.

Одновременность нажатия подшипником на все рычаги регулируют гайками, которые после регулировки раскернивают. В процессе эксплуатации автомобиля эти рычаги как правило, не регулируют.

Для выключения сцепления служит упорный подшипник, установленный на муфте.

Между концами рычагов нажимного диска и подшипником выключения сцепления необходим зазор 2,5-3,0 мм, который обеспечивается при свободном ходе 4-5 мм наружного конца вилки включения сцепления и соответствует свободному ходу педали 40-55 мм при неработающем двигателе.

Смазка подшипника выключения сцепления осуществляется колпачковой масленкой, расположенной сверху картера сцепления. Масленка и муфта выключения сцепления соединены гибким шлангом.

Материал детали картера сцепления - сталь 40х.

Вес - 5 кг

Цена - 4500 руб.

1.2 Дефекты и причины их возникновения

Износ резьбы М14х2. Способ установления дефекта и контрольный инструмент - осмотр, резьбовой калибр. Предельно допустимый размер без ремонта: срыв резьбы не более 2-х ниток. Способ восстановления дефекта - наплавка.

Разрушительными факторами являются контактные нагрузки.

1.3 Обоснование выбора рационального способа восстановления детали

Перед разработкой технологического процесса восстановления детали необходимо обосновать способ восстановления, наиболее рациональный для каждого дефекта. При выборе способа необходимо учитывать следующие факторы:

- размеры;

- форму и точность обработки детали;

- материал и термическую обработку;

- значение и характер износа восстанавливаемых поверхностей;

- условия эксплуатации;

- технические и производственные возможности ремонтного предприятия;

- затраты на восстановление. Окончательный выбор способа на восстановление проводится по итогам технико-экономического критерия, который связывает долговечность детали с затратами на ее восстановление и в общем виде выражается соотношением:

С_в < К_д*С_н

где С_в С_{н -} стоимость восстановленной детали;

К_{д -}коэффициент долговечности восстановленной детали.

Для устранения дефекта можно применить следующие способы:

1. Рассверлить отверстие до увеличенного (ремонтного) размера.

2) Заварить отверстие.

3) Сверление нужного, для нарезания резьбы, диаметра.

4) Нарезание резьбы с нужным диаметром и шагом. На основании критерия долговечности К_д [5с, 281] и техническо-экономической эффективности К_э [1с, 85], выбираем способ восстановления детали.

1.4 Обоснование схемы движения детали по цехам и участкам

При дефектации детали, контролер дефектов в зависимости от сочетания дефектов назначает технологический маршрут, представляющий собой последовательность операций по устранению определенного комплекса дефектов. Как правило, таких маршрутов не более пяти. При устранении дефектов принимаем технологию по следующей схеме:

1) Предварительная механическая обработка.

2) Сварка.

3) Механическая обработка.

Предварительная механическая обработка применяется для придания поверхности правильной геометрической формы и требуемой шероховатости, что особенно важно при наплавке.

Назначаем план технологического процесса устранения дефектов и представляем его в виде таблицы № 3.

Таблица 3

Определяем технологический маршрут восстановления детали, который назначаем на основе типового технологического процесса [1с, 173]. Последовательность и номера операций заносим в таблицу 4.

Таблица 4

№ операции	Наименование операции	№ перехода	Краткое содержание перехода
1	Сверлильная	1	Рассверлить отверстие до O 16 мм.
2	Сварочная	1	Заварит отверстие
3	Сверлильная	1	Сверлить отверстие O12,8
4	Слесарная	1	Нарезать резьбу М14х2

Схема движения деталей по цехам и участкам представлена на рисунке 1:

1.5 Выбор установочных баз

В качестве базовых поверхностей при механической обработке используем существующие базы (установочные базы завода-изготовителя) центровые отверстия, которые при необходимости подвергаем исправлению.

При обработке детали на станке, ее необходимо лишить всех шести степеней подвижности. Базирование заключается в том, что на чертеже детали задают шесть точек или координат в местах касания.

2. Технологическая часть

2.1 Выбор оборудования

1, 3 Сверлильная:

Выбираем сверлильный станок из наибольшего диаметра сверления по стали 18 мм., 2 Н 1 18 [5.с, 15].

2- номер группы; Н - нормальный класс точности;

1 - настольно-вертикальный станок;

18 - наибольший диаметр сверла.

Краткая характеристика

Таблица 5

№ п/п	Наименование параметра	Значение параметра
1	Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм	18
2	Число ступеней подач	6
3	Частота вращения шпинделя в мин-1	180-2800
4	Наибольшее перемещение шпинделя, мм.	150
5	Мощность электродвигателя, кВт	1,5

2 Сварочная:

Выбираем марку полуавтоматической сварки ПДПГ-500

1) Преобразователь ПСГ-500-1

2) Сварочная головка ГДП6.

Краткая характеристика ПДПГ-500

Таблица 6

№ п/п	Наименование параметра	Значение параметра
1	Толщина свариваемых изделий, мм	0,8-2
2	Скорость подачи электродной проволоки, мм/мин.	2,5-12
3	Номинальный сварочный ток, А	500
4	Пределы регулирования сварочного тока	900

2.2 Выбор рабочего измерительного инструмента и технологической оснастки

1 Сверлильная:

Для рассверливания до диаметра 16 мм. Используем сверло спиральное из быстрорежущей стали марки Р6М5 в котором содержится 6 % вольфрама, 5% молибдена. 1 % углерода, остальное - железо.

Сверло с коническим хвостиком, ГОСТ 10903-77*, диаметром сверла (d) 16 мм, длинна сверла (l) 140 мм. и длинной рабочей части (l) 52 мм.

Для контроля обработанной поверхности применяем штангенциркуль ШЦ 1-01 ГОСТ 166-75*.

2 Сварочная:

Наплавку производим электродной проволокой.

Нп 65Г ГОСТ 10543-75*. диаметр проволоки выбираем в зависимости от диаметра отверстия детали. Принимаем диаметр проволоки 1,6 мм.

3 Сверлильная

Выбираем цилиндрическое сверло Р6М5, диаметром 12,8 мм. ГОСТ 10903- 77*.

Измерительный инструмент: Штангенциркуль ШЦ 1- 01 ГОСТ 166-75*.

4 Слесарная

Выбираем набор метчиков М14х2 №1,2. ГОСТ 1604*

Измерительный инструмент: резьбовой калибр

2.3 Сверлильная операция

Глубина резания при рассверливании

t = D-d /2 = 16 / 14 = 1,14 (мм)

где D - диаметр сверла

d - начальный диаметр отверстия, мм;

t - глубина резания, мм.

Определяем подачу:

S₀ = 0,2

Определяем скорость резания:

V = V_т ? K_v = 36 ? 0,32 = 11,32 м/мин.

Где: V- скорость резания, м/мин;

V_т - табличное значение скорости резания, м/мин.

Принимаем V_m = 36 м/мин. [6.с, 269]

K_v - поправочный коэффициент;

K_v = K_vm х K_vu х K_vd х K_vо х K_vт х K_vl = 0,25 х 1,0 х 0,9 х 1,0 х 1,0 х 1,4 = 0,32

где K_vm - коэффициент, учитывающий марку материала (0,25).

K_vu - коэффициент, учитывающий материал инструмента (1,0)

K_vd - коэффициент, учитывающий тип отверстия (0,9);

K_vo - коэффициент, учитывающий условия обработки (1,0);

K_vт - коэффициент, учитывающий стойкость инструмента (1,0);

K_vl - коэффициент, учитывающий глубину сверления (1,4);

Частота вращения шпинделя станка

n = 1000 ? V / (р ? d) = 1000 ? 11,32 / (3,14 ? 16) = 225,3 мин^-1.

По паспортным данным станка уточняем величину подачи и число оборотов, и принимаем ближайшее меньшее.

n_ср = 224 об/мин

S_ср = 0,2 м/об

Определяем нормы времени на сверление:

Т_о = L ? j \ n_ср ? S_ср = 30 ? 1 \ (224 ? 0,2) = 0,7 мин

Определяем штучное время:

Т_шт = Т_о + Т_всп + Т_доп = 2,73 мин

Т_всп = 1,9

Т_доп = 0,13

2.4 Сварочная операция

Для полуавтоматической сварки выбираем режим:

- диаметр электродной проволоки, мм - 1,2 мм;

- напряжение сварки, В - 18 В;

- сила сварочного тока, А - 100 А;

- производительность, кг/час - 1,0;

- амплитуда вибрации, мм - 1,6 мм.

Определяем скорость подачи проволоки в минуту:

V_пр = Q_рм / (0,785 ? d²) = 1,5 / (0,785 ? 1,22) = 1,3 м/мин

Определяем скорость сварки:

V_н = 0,785 ? d² ? V_пр ? k ? d / (t ? s) = 0,57 м/мин

Определяем число оборотов:

n = 1000 ? V_п / (П ? D) = 6 об/мин

Определяем время сварки:

Т_о = L / (n ? s) ? j = 40 / (6 ? 2) = 3,3 мин

Определяем штучно-калькуляционное время:

Т_штк = Т_о ? К = 4,3 мин

2.5 Сверлильная операция

Глубина резания при сверлении

t = D-d /2 = 16 / 14 = 0,6 (мм)

где D - диаметр сверла

d - начальный диаметр отверстия, мм;

t - глубина резания, мм.

Определяем подачу: S₀ = 0,6

Определяем скорость резания:

V = V_т ? K_v = 36 ? 0,32 = 11,32 м/мин.

K_v = K_vm х K_vu х K_vd х K_vо х K_vт х K_vl = 0,25 х 1,0 х 0,9 х 1,0 х 1,0 х 1,4 = 0,32

Частота вращения шпинделя станка

n = 1000 ? V / (р ? d) 1000 ? 38,52/ (3,14 ? 14) = 257,5 мин^-1.

По паспортным данным станка уточняем величину подачи и число оборотов, и принимаем ближайшее меньшее.

n_ср = 224 об/мин

S_ср = 0,4 м/об

Определяем нормы времени на сверление:

Т_о = L ? j \ n_ср ? S_ср = 30 ? 1 \ (224 ? 0,4) = 0,3 мин

Определяем штучное время:

Т_шт = Т_о + Т_всп + Т_доп = 0,3 + 1,9 + 0,13 = 2,33 мин

Т_всп = 1,9

Т_доп = 0,13

2.6 Слесарная операция

Штучное время на нарезание резьбы вручную метчиком, Т_шт = 1 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_п-з = 3 мин

Определяем штучно-калькуляционное время.

Т_штк = Т_шт + (Т_п-з / n) = 1 + (3 / 90) = 1,03 мин

3. Экономическая часть

3.1 Расчет себестоимости ремонта деталей

S_d = ФЗП_общ + Ц_м + НР = 26,48 + 0,28 + 23,83 = 50,60 руб.

Где: ФЗП_общ - общий фонд заработной платы ремонтных рабочих с учетом всех видов премии доплаты, районного коэффициента и начислений на зарплату.

Ц_м - стоимость материалов израсходованных на ремонт деталей.

НР - общехозяйственные расходы.

Таблица 7

№ операции	Наименование операции	Разряд работ	Расценка сч,руб/час	Время Тшк, мин	Стоимость операции, руб
1	Сверлильная	III	52	2,37	2,1
2	Сварочная	IV	78	4,3	5,6
3	Сверлильная	III	52	2,33	2
4	Слесарная	III	52	1,03	0,89
Итого					10,59

ЗП_мар = (С_ч ? Тштк) \ 60

Где: С_ч - часовая тарифная ставка, руб.

Общий фонд зарплаты ремонтных рабочих, с учетом всех видов премии, доплат, районного коэффициента, начислений.

ФЗП_общ = ЗПмар_общ? К = 10,59 ? 2,5 = 26,48 руб.

Где: К - коэффициент учитывающий все виды премий, доплат, районного коэффициента и начислений на зарплату (2,5)

Расчет общехозяйственных расходов:

НР = 0,9 ? ФЗП_общ = 23,83 руб.

Общехозяйственные расходы составляют 90% от общего фонда зарплаты ремонтных рабочих.

Расчет стоимости материалов израсходованных на ремонт деталей

Ц_м = (С_з ? С_м) / 1000 = 5 ? 55,9 / 1000 = 0,28 руб.

где: С_з - вес деталей (5 кг)

С_м - цена одного килограмма материала (55,9 руб.)

3.2 Коэффициент эффективности восстановления детали

К_э = = (1,0 ? 4500) / 50,60 = 88,93

Где: С_н - стоимость новой детали рублей (4500)

К_д- коэффициент долговечности (1,0)

Вывод: так как коэффициент эффективности больше единицы восстанавливать деталь по данному технологическому маршруту экономически целесообразно.

4. Конструкторская часть

4.1 Эскиз приспособления с указаниями позиций

Название приспособления:

Кондуктор - служит для сверления на втулках трех отверстий под углом 120о друг к другу.

Поз.	Наименование	Кол-во	Материал	Примечание
1	Основание	1	Сталь	Покупной
2	Наконечник	1	Сталь	Покупной
3	Втулка	1	Сталь	Покупной
4	Рукоятка	1	Сталь	Покупной
5	Штифт 5х45	2	Сталь	Покупной
6	Винт М6х40	2	Сталь	Покупной

Расчет передачи винт-гайка

Для винтовой пары назначаем метрическую резьбу с мелким шагом. Принимаем материал винта Ст.45 (Закаленная), для гайки Ст.5.

Определяем средний диаметр резьбы из износостойкости:

d2 > F_a / Пd[] = (5 ? 10³) / 3,14 ? 0,541 ? 2 ? 14 = 10,25

d2 > 10 мм

где: F_a - осевая сила (5 ? 10³ (Н))

- коэффициент рабочей высоты профиля резьбы (0,541)

_d - коэффициент высоты гайки 1,2?2,5 принимаем 2

[] - допустимое давление в резьбе (берется из таблицы - 14 МПа)

Из справочника принимаем параметры резьбы:

d - наружный диаметр резьбы (11)

d2 - средний диаметр резьбы (10,355)

d1 - внутренний диаметр резьбы (9,71)

S - шаг резьбы (1,5)

Определяем высоту гайки:

Конструктивно высоту гайки принимаем в большую сторону. При этом число витков гайки не должно превышать 10.

Определяем наружный диаметр гайки:

D> ((5 ? F_a) / (П ? [p])) + d2 = ((5 ? 5 ? 10³) / (3,14 ? 40)) + 121 = 17,8 мм

Где: [p] - допустимое напряжение на растяжение материала гайки (40?60 МПа)

Если гайка изготовлена с буртиком, то определяется диаметр буртика гайки (D₂):

D₂> ((4 ? F_a) / (П ? _см)) + D² = 17,8 мм

Определяем момент силы трения на опорном торце винта:

d_m < d₁

Определяем приведенный радиус трения на торце винта:

R_пр = d_m / 3 = 9,71 / 3 = 3,2 мм

Определяем момент силы трения:

T_f = R_a ? f ? R_пр = 5 ? 10³ ? 0,16 ? 3,2 = 2589 Нм

R_a = F_a = 5кн

f - коэффициент трения скольжения (0,16)

Определяем угол подъема резьбы

f = arctg (n ? s)/(П ? d₂) = arctg (1 ? 1,5) / (3,14 ? 10,355) = 3,5^o

n = 1 - однозаходная резьба

Принимаем коэффициент скольжения стали по стали (f =0,1) при периодической смазки, определяем приведенный угол трения:

Р_е = arctg (f / cos(d \ 2)) = arctg (0,1/0,866) = arctg 0,1162

d - угол при вершине резьбы (60^о)

Определяем эквивалентные напряжения для сечения ниже гайки:

а) (4 ? F_a)/(П ? dт) = _см = (4 ? 5 ? 10³) / (3,14 ? 9,712) = 73,5 (МПа) - на смятие

б) = (16 ? T_f) / (П ? d₃т) = (16 ? 2589) / (3,14 ? 9,713) = 15,69 (МПа) - на срез

Эквивалентное напряжение по 5-ой теории прочности:

G^IV_экв = ²_см + 3²ср = 73,5² + 3 ? 15,69² = 63 МПа

Определяем коэффициент запаса прочности:

n = т / G^IV_экв = 600 / 63 = 9,5

где - предел текучести стали (600 МПа)

Расчет рукоятки на изгиб:

Определяем момент вращения на рукоятке:

T_рук = Т₁ + Т_р = 2,64 + 4,13 = 6,77 нМ

Конструктивно принимаем полную длину рукоятки: L = 300 мм

Длина рукоятки от оси вращения до точки приложения силы:

L_рук = 270 мм; l = 250 мм

Определяем силу приложенную на рукоятку:

F_рук = Т_рук / l_рук = 6,77 / 2,7 = 2,5 мм

Определяем реакции R_а и крутящий момент М_а из уравнения равновесия:

F_x = R_a - F_a = 0 R_a = F_a R_a = 5кн

M_a = -m_a + F_рук ? 1 = 0 M_a = m_a = F_рук ? 1

M_a = 2,5 ? 2 ? 5 = 6,25 нМ

Из условий прочности рукоятки на изгиб определяем диаметр рукоятки:

_из = M_a / w = 32 M_a/Пd < [_из]

где w - момент сопротивления в опасном сечении

[_из] = 160МПа

d = ³ 32Ма/П [_из] = ³ 32 ? 6,25 ? 1000 / 3,14 ? 160 = 1,3 мм

Конструктивно принимаем диаметр рукоятки в большую сторону d = 10мм

Список используемых источников

1. Васильев Б.С. и др. Ремонт дорожных машин, автомобилей и тракторов. М.: Мастерство, 2001

2. Канарчук В.Е. и др. Восстановление автомобильных деталей М.: Транспорт, 1995

3. Косилова А.Г. и др. Справочник технолога-машиностроителя т.1-2

4. Баранчиков В.И. "Прогрессивно-режущий инструмент и режимы резания" М.: Машиностроение, 1990

5. Добрыднев И.С. "Курсовое проектирование по предмету " "Технология машиностроения" М.: Машиностроения, 1985

6. Малышев Г.А. Справочник технолога авторемонтного производства М.: Транспорт 1977

7. Общетехнический справочник/Под ред. Скороходова Е.А. М.: Машиностроение, 1982

Размещено на Allbest.ru

...