Размещено на http://www.allbest.ru/

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерный Институт

Тема

«Основы технологии производства и ремонт автомобилей»

Выполнил: Заводский М.Л.

студент группы 333

Проверил: Безбородов И.А.

НОВОСИБИРСК, 2008

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СЛОЖНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ДВИГАТЕЛЯ КАМАЗ-740

1.1 Условия работы коленчатого вала

Коленчатый вал - одна из основных деталей двигателя, определяющая вместе с другими деталями цилиндро-поршневой группы его ресурс. Коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания являются кривошипом кривошипно-шатунного механизма, назначение которого - превращение возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение. Коленчатые валы работают в условиях знакопеременных нагрузок и гидроабразивного износа их шатунных и коренных шеек. Долговечность коленчатых валов автотракторных двигателей зависит от многих факторов: конструкторских, технологических и эксплуатационных. Ресурс коленчатых валов определяется интенсивностью износа шатунных и коренных шеек, а также сопротивлением усталости. Обычно снижение потенциального ресурса коленчатых валов при ремонтах происходит в результате неправильного базирования коленчатых валов при шлифовании их шеек под ремонтные размеры, в связи с образованием технологических дефектов: превышение допуска на угловое расположение шатунных шеек от ± 10' до ± 40'; увеличение радиусов кривошипа от 0,05 до 0,20 мм; отклонение от параллельности осей коренных и шатунных шеек до 0,20 мм на длине шатунной шейки от которого конус, описываемый шатунной шейкой составляет 0,40 мм.

Изменение упомянутых допусков на геометрические параметры коленчатых валов ведёт к снижению их ресурса а также показателей технической характеристики двигателей.

Коленчатый вал дефект восстановление

1.2 Анализ дефектов, технических требований и определение категории технологической сложности восстанавливаемой детали

Таблица 1.1. Технические условия на контроль коленчатых валов КамАЗ-740

№ п/п	Наименование контролируемых параметров	Значения параметров
		номинальное	допустимое
1	Трещины любого характера	не допускаются
2	Изгиб вала по средней шейке относительно крайних коренных опорных шеек вала	0,02-0,03	0,03
3	Размер шатунных шеек по длине	67+0,12	67,42
4	Диаметр шатунных шеек	80+0,015	80-0,01
5	Ремонтный размер шатунных шеек	согласно таблицы
6	Диаметр коренных шеек	95-0,015
7	Диаметр отверстия под подшипник ведущего вала К1Ш	52+0,06008 52-0,023	52+0,00 52-0,23
8	Радиус кривошипа	60,0	60,0
9	Твердость шатунных и коренных шеек	50-55 HRC
10	Шероховатость поверхности шеек, мкм	0,2	0,2

Таблица 1.2. Ремонтные размеры шеек коленчатого вала КамАЗ-740

Основной	95,000-94,485	80,000-79,987
1 ремонтный	94,500-94,485	80,000-79,987
2 ремонтный	94,000-93,985	79,500-79,487
3 ремонтный	93,500-93,485	79,000-78,987
4 ремонтный	93,000-92,985	78,000-77,987'

1.2.2 Определение категории технологической сложности восстановления коленчатых валов КамАз-740

Результаты анализа конструкции детали на технологичность отражают все этапы, на которых производится принятие основных решений по разработке технологического процесса восстановления детали. Методология этого анализа принципиально отличается от анализа технологичности детали, которая производится при разработке технологического процесса изготовления. При изготовлении детали анализ технологичности, в основном направлен на изыскание рационального способа производства заготовки с учётом экономических критериев для механической обработки. Технологичность восстановления изношенной детали определяется. сложностью её формы, исходным техническим состоянием и требованиями технических условий рабочего чертежа на изготовление. Оценка технологичности изношенной детали производится с позиции сложности конструкторско-технологической подготовки производства для устранения соответствующего дефекта. Анализ технологической сложности детали производится для каждого дефекта (изношенной поверхности) по семи дифференцированным показателям технологичности, которые определяются для каждого дефекта на основе правил и указаний, представленных в таблице 1.3. Каждый показатель ПТi имеет три уровня: 0; 0,5; 1,0 которые устанавливаются по признакам, изложенным в таблице 1.4.

Таблица 1.3. Уровни показателей технологической сложности устранения дефектов

ПTi	Уровни ПTi	Признаки технологической сложности
ПТ1-сложность создания припуска для компенсации износа	0,0	Наличие стандартного ремонтного размера
	0,5	Восстановление путём постановки ДРД или механической обработки под свободный ремонтный размер либо под номинальный размер при создании припуска за счёт ремонтного допуска детали
	1,0	Восстановление под номинальный размер при создании припуска путём нанесения металлопокрытия
ПТ2-сложность базирования детали при механической обработке	0,0	Наличие и возможность использования технологических баз, применяемых при изготовлении детали (валы с центровыми отверстиями).
	0,5	Ориентация восстанавливаемой поверхности задана относительно поверхностей, расположенных в одной плоскости
	1,0	Ориентация восстанавливаемой поверхности задана относительно поверхностей, расположенных в разных плоскостях (корпусные детали, шатунные шейки коленчатых валов и т.п.).
ПТ3- характеризует относительную сложность альтернативных способов Устранения дефекта	0,0	Для дефекта, который может быть устранён способом, принятым в базовом ТПВ
	0,5	Для дефектов, устранение которых по технико-экономическим критериям по сравнению с базовым способом является неопределённым
	1,0	Для дефектов, устранение которых требует дополнительных исследований или приобретение нового оборудования
ПТ4 -отражают требования к точности размера	0,0	Для поверхностей, не подлежащих механической обработке или с точностью выше 12 квалитета
	0,5	Для поверхностей с точностью в пределах от 6-го до 12 квалитета
	1,0	Для поверхностей с точностью до 6 - го квалитета

После установления всех семи показателей технологичности (ПТ), определяют величину коэффициента технологической сложности устранения каждого дефекта (КТС) по формуле

КТС = УТС(Ф) / УТС(max)

где УТС(Ф) и УТС(max ) - уровень сложности устранения каждого дефекта соответственно фактический и максимально-возможный, которые определяются суммированием

УТС(Ф) = ∑ПТ.

Во всех случаях значения УТС(max ) равны семи баллам

Определение технологической сложности восстановления коленчатого вала КамАЗ-740 для следующих дефектов:

Дефект № 1. Изгиб вала;

Дефект № 2. Диаметральный износ коренных шеек более последнего ремонтного размера;

Дефект № 3. Износ отверстия под шариковый подшипник носка первичного вала КПП.

Для указанных дефектов в таблице 1.4. даны коэффициенты технологической сложности их устранения.

Таблица 1.4 Показатели технологической сложности устранения дефектов коленчатого вала КамАЗ-740

ПTi	Показатели технологичности детали	Уровень ПTi для дефектов
		№ I	№2	№3
ПT1	сложность создания припуска для компенсации износа	0,0	1,0	1,0
ПT2	сложность базирования детали при механической обработке	1,0	0,0	0,0
ПT3	относительная сложность альтернативных способов устранения дефекта	0,0	1,0	1,0
ПT4	требования к точности размеров	1,0	1,0	1,0
ПT5	требования к шероховатости поверхности	1,0	1,0	1,0
ПT6	требования к сопротивлению усталости	1,0	1,0	0,0
ПT7	требования к износостойкости	1,0	1,0	0,5
Уровень технологической сложности дефекта УТС=∑ПТ	5,0	6,0	4,5
Коэффициент технологической сложности	0,71	0,86	0,6
Группа сложности детали	11	1	11

Вывод: коленчатый вал КамАЗ-740 с данными дефектами относится к категории средней и высокой технологической сложности, поэтому его восстановление возможно на специализированном ремонтном предприятии

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА КАМАЗ-740

2.1 Выбор способа восстановления

Выбор способа восстановления это ключевой момент технического решения от которого зависит вся структура ТПВ детали. Методологически выбор проектного (рационального) способа восстановления целесообразно производить в два этапа. На первом этапе производится формирование фонда альтернативных способов для устранения каждого дефекта. Альтернативные способы выбирают на основе сопоставления технологических возможностей способа применительно к параметрам конструкторско-технической характеристики детали:

- материал детали; форма и тип поверхности;

• наименьший допустимый диаметр (для цилиндрических поверхностей);

• прочность сцепления компенсационного слоя с основой детали.

На втором этапе производится выбор проектного способа для устранения каждого дефекта из числа альтернативных способов. Формирование фонда альтернативных способов производят на основе патентного поиска и анализа литературных источников с представлением краткого аналитического обзора. В таблице 2.1 представлен обзор технологических процессов восстановления коленчатых валов автотракторных двигателей на глубину 50 лет, что сделано в связи с важностью информации по формированию эксплуатационных свойств комплексными технологическими воздействиями. В результате выполненного анализа технической эффективности коленчатых валов, восстановленных различными технологическими процессами были сделаны следующие выводы. К основным эксплуатационным свойствам, которые должен обеспечить ТПВ коленчатых валов, относятся: износостойкость, сопротивление усталости и размерная стабильность. В связи с тем, что коленчатые валы автотракторных двигателей изготовлены из высокопрочных сталей или высокопрочного чугуна, использование способов наплавки для их восстановления связано с проблемой исключения образования в наплавленном слое технологических дефектов в виде пор и трещин. В связи с этим, задача технологического обеспечения твёрдости восстанавливаемых шеек коленчатых валов на уровне 52-55 ед. HRC3, при полном исключении трещин, не может быть решена путём формирования закалочных структур.

Из дуговых процессов ТПВ коленчатых валов наибольшую перспективу и эффективность имеют способы наплавки под слоем флюса системы легирования, обеспечивающей формирование карбидо-боридых либо карбонитридных фаз в металлической матрице наплавленного слоя. Такие способы наплавки могут обеспечить номинальную твердость при полном исключении вероятности образования технологических дефектов в виде пор и трещин. Дуговые процессы широкослойной и двухслойной наплавки для восстановления коленчатых валов не имеют перспективы по причинам нарушения размерной стабильности и малой экономической эффективности. Применение способов напыления для восстановления коленчатых валов связано с высокими рисками отслаивания покрытия и, по этой причине, наступлением аварийных разрушений основных базовых деталей при которых ремонт и дальнейшая эксплуатация могут быть экономически нецелесообразными. Повышение эффективности этих процессов связано с высокими затратами на подготовку коленчатых валов под напыление, а также высокой стоимостью материалов, которые способны обеспечить необходимую прочность сцепления покрытия с основой детали.

Обеспечить номинальный уровень сопротивление усталости коленчатых валов единым наплавочным процессом невозможно. Заданный уровень предела выносливости коленчатых валов можно обеспечить только комплексной технологией.

Решение о выборе проектного способа устранения каждого дефекта детали из числа альтернативных, производится по комплексному технико экономическому критерию эффективности «цена - качество» который определяется из следующего соотношения

КТЭ = КД∙СН/СВ (2.1)

где Св, Сн - стоимость восстановленной и новой детали соответственно;

Кд - коэффициент долговечности.

Все способы, для которых численное значение коэффициента по формуле (2.1) больше единицы являются эффективными. Но более эффективным из числа альтернативных способов является тот, для которого коэффициент имеет большее численное значение.

Себестоимость восстановления детали или устранения дефекта определяется по формуле

СВ = ЗТР + ЗЭЛ + ЗМАТ + ОСН + ЗОПР

где ЗТР -затраты на оплату труда, р.;

ЗЭЛ, - затраты на силовую электроэнергию, р.;

ЗМАТ _ затраты на технологические материалы, р;

ОСН - отчисления на социальные нужды, р.;

ЗОПР _ цеховые общехозяйственные накладные затраты, р. Затраты на оплату труда определяются из выражения

ЗТР = tП∙SП∙CЧ

где tП - удельная трудоёмкость способа, Чел.-ч./дм ;

CЧ -часовая тарифная ставка рабочего, р./час;

SП - площадь восстанавливаемой поверхности детали, дм2.

Затраты на силовую электроэнергию определяются по формуле

ЗЭЛ = СЭЛ∙W∙SП (2.4)

где СЭЛ - стоимость электроэнергии, р./кВт час;

W - удельные затраты электроэнергии, кВт час/дм2;

Затраты на технологические материалы определяются из соотношения

ЗМАТ = КМ(ЗТР + ЗЭЛ)/100 (2.5)

где КМ -доля затрат на технологические материалы, %. (КМ = 6,5 -12,6 %).

Отчисления на социальные нужды определяются

ОСН = (НСН + НСТР) ∙ ЗОБЩ/100 (2.6)

где НСН - нормативные отчисления на социальные нужды (НСН = 26,0%) НСТР - страхование от несчастных случаев (НСТР = 1,1).

Общепроизводственные (цеховые) и общехозяйственные затраты по данным М.А. Масино составляют 200% от общей зарплаты [19].

ЗОПР = 2,0 ∙ ЗТР (2.7)

Все способы, для которых численное значение коэффициента по формуле (2.1) больше единицы являются эффективными. Но более эффективным из числа альтернативных способов является тот, для которого коэффициент имеет большее численное значение. 2.1.1. Расчет коэффициента КТЭ для восстановления коренных шеек наплавкой в С02.

Себестоимость восстановления детали или устранения дефекта определяется по формуле (2.2):

СВ= 143,4 + 29,13 + 22,45 + 46,8 +286,8 = 528,58р.

где Зтр - суммарные затраты на оплату труда производственных рабочих, р.

Зэл - затраты на силовую электроэнергию, р.

Змат - затраты на технологические материалы, р.

Осн - отчисления на социальные службы, р.