Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Нормирование работ по восстановлению деталей автотракторной техники. Лабораторный практикум.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический университет»
А. В. Брусенков, Н. П. Пучков
НОРМИРОВАНИЕ РАБОТ
ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ ДЕТАЛЕЙ
АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ
Утверждено Учёным советом университета в качестве учебного пособия
для студентов 2, 3 курсов, обучающихся по направлениям подготовки
23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»,
35.03.06 «Агроинженерия», очной и заочной форм обучения
Учебное электронное издание
Тамбов
Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ»
2023
1
УДК 631.3.004(075.8)
ББК 40.72я7
Б89
Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор,
главный научный сотрудник ФГБНУ «Всероссийский научно-
исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов
в сельском хозяйстве»
А. Н. Зазуля
Б89
Кандидат п
едагогических наук, доцент, доцент кафедры ТТПН,
ответственный по методической работе МК ФГБОУ ВО «ТГТУ»
А. И. Попов
Брусенков, А. В.
Нормирование работ по восстановлению деталей автотракторной техники [Электронный ресурс] : лабораторный практикум / А. В. Брусенков, Н. П. Пучков. – Тамбов : Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2023. – 1 электрон. опт. диск (CDROM). – Системные требования : ПК не ниже класса Pentium II ; CD-ROM-дисковод ;
20,5 Mb ; RAM ; Windows 95/98/XP ; мышь. – Загл. с экрана.
ISBN 978-5-8265-2564-7
Приведены методические и справочные материалы для выполнения лабораторных
работ по дисциплинам «Основы надёжности и ремонта машин» и «Технология и организация восстановления деталей и сборочных единиц транспортно-технологических машин и оборудования», даны вопросы для самоконтроля знаний, порядок
выполнения лабораторных работ, а также состав и форма отчёта по каждой выполненной работе.
Предназначено для студентов 2, 3 курсов, обучающихся по направлениям подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»,
35.03.06 «Агроинженерия», очной и заочной форм обучения.
УДК 631.3.004(075.8)
ББК 40.72я7
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются
за разработчиком.
Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено
ISBN 978-5-8265-2564-7
© Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
образования «Тамбовский государственный
технический университет»
(ФГБОУ ВО «ТГТУ»), 2023
2
ВВЕДЕНИЕ
Технический процесс в сельскохозяйственном производстве неразрывно
связан с постоянным совершенствованием ремонтного производства. Одним из
основных вопросов ремонтного производства является восстановление изношенных деталей автотракторной техники до уровня новых при относительно
невысокой себестоимости. Поэтому одним из важнейших этапов учебнопознавательной деятельности обучающихся являются: расширение и углубление теоретических знаний по устройству и работе узлов и агрегатов автотракторной техники; правильная организация труда при выполнении всего комплекса работ по техническому обслуживанию и ремонту машин; разработка научно обоснованных норм времени на ремонтные работы; приобретение умений
и навыков самостоятельной работы с информационными источниками по ключевым вопросам современных промышленных технологий для трансфера этих
знаний, умений и навыков в реальный производственный процесс.
В результате изучения материала студенты должны знать современные
технологические процессы восстановления изношенных рабочих поверхностей
типовых деталей и сборочных единиц автотракторной техники, современные
методы обработки и ремонтные материалы для повышения надёжности деталей
машин и оборудования, основы проектирования технологических процессов
восстановления рабочих поверхностей изношенных деталей и ремонта сборочных единиц. Студент должен владеть навыками разработки и использования
современных технологий восстановления типовых деталей и сборочных единиц
автотракторной техники, а также навыками работы на современном ремонтнотехнологическом оборудовании. Студент также должен уметь обосновывать
рациональные способы восстановления изношенных деталей, рассчитывать режимы выполнения технологических операций и технические нормы времени,
использовать технологическую документацию на восстановление изношенных
рабочих поверхностей деталей и ремонт сборочных единиц машин.
3
Цель освоения дисциплин «Основы надёжности и ремонта машин» и
«Технология и организация восстановления деталей и сборочных единиц
транспортно-технологических машин и оборудования» – достижение планируемых результатов обучения, соотнесенных с индикаторами достижения компетенций и целью реализации ОПОП. Дисциплина входит в состав обязательной части образовательной программы, формируемой участниками образовательных отношений. Результаты обучения по дисциплине достигаются в рамках
осуществления всех видов контактной и самостоятельной работы обучающихся
в соответствии с утверждённым учебным планом. Индикаторы достижения
компетенций считаются сформированными при достижении соответствующих
им результатов обучения. Формирование способностей: способен разрабатывать техническую документацию и методические материалы, предложения и
мероприятия по осуществлению технологических процессов эксплуатации, ремонта и сервисного обслуживания транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования различного назначения, их агрегатов, систем и
элементов.
Данный лабораторный практикум призван помочь студентам в закреплении и углублении теоретических знаний по ремонту и технологии восстановления деталей автотракторной техники. В данном пособии материал не представлен в исчерпывающем объёме и поэтому предполагается дополнительное использование учебников и учебных пособий, которые указаны в списке литературы или на портале ресурсов электронной информационно-образовательной
среды университета.
Кроме того, лабораторный практикум полезен для студентов при организации их проектной деятельности как основа для разрешения проблем дальнейшего усовершенствования существующих технологий восстановления деталей автотракторной техники, используемых в сельском хозяйстве, для организации патентно-лицензионной работы.
Материал практикума полностью соответствует учебным программам
подготовки бакалавров по направлениям 35.03.06 «Агроинженерия» и 23.03.03
«Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов».
4
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Выполнение лабораторных работ включает в себя осуществление не-
скольких этапов:
−
подготовительный (получение задания, изучение теоретических основ
выполняемой работы);
−
экспериментальный (выбор оборудования, проведение эксперимента);
−
аналитический (анализ полученных результатов);
−
результативный (формирование общего вывода);
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
−
оформительный (представление результатов в установленной форме и
их защита).
5
Лабораторная работа 1
ВОССТАНОВЛЕНИЕ РЕЗЬБОВЫХ ОТВЕРСТИЙ
СПИРАЛЬНЫМИ ВСТАВКАМИ
Цель работы: изучить технологический процесс восстановления отверстий спиральными вставками, научиться составлять технологический маршрут
механической обработки детали.
Оборудование: вертикально-сверлильные станки: настольный 2М112 и
стационарный 2М118.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Выполнив данную работу, студент должен сделать заключения о том, какие детали и узлы автотракторной техники целесообразнее восстанавливать
рассматриваемым способом, отметить его преимущества по сравнению с другими, а также ограничения на применение; как на основе имеющихся справочных и нормативных материалов провести предварительные расчёты.
ИЗУЧЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ВЫПОЛНЯЕМОЙ РАБОТЫ
В современных машинах широко распространены резьбовые соединения.
Установлено, что 60% деталей машин имеют резьбу, причём на резьбовые соединения приходится 25…40% трудоёмкости сборки машин, агрегатов, сборочных единиц. Резьбовые соединения подвергаются воздействию высокой температуры, коррозионной и абразивной сред, знакопеременных нагрузок.
В тракторах, автомобилях и сельскохозяйственных машинах применяют
резьбовые соединения с размерами резьб от М5 до М30 и в большинстве случаев с крупным шагом. Как показали исследования, наибольшее распространение
получили резьбы М14, М16 (8%), М18 (3%), М20, М22 (2%). Анализ характера
износов резьбовых соединений в ремонтируемой автотракторной технике показал, что в значительно большей степени износу подвержены резьбовые отверстия. При этом установлено, что наибольший износ наблюдается в резьбовых
отверстиях деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов, где износ резьбовых отверстий составляет до 30…35%, в чугунных деталях – 10…15%, в остальных – 3…5%. Характер износа резьбовых отверстий, независимо от мате-
6
риала деталей, примерно одинаковый, т.е. наибольший износ имеют первые
два-три витка резьбы и меньший износ в остальных витках резьбового отверстия. Такой неравномерный износ витков резьбового отверстия объясняется
различной нагрузкой на витки резьбового соединения. Исследованиями установлено, что в резьбовых соединениях последний виток резьбы имеет нагрузку
в 5–6 раз меньшую, чем первый виток этого резьбового соединения.
Способы восстановления резьбовых отверстий
В ремонтном производстве применяют следующие способы ремонта:
−
заварка отверстий с последующим нарезанием резьбы;
−
установка дополнительной ремонтной детали;
−
сверление отверстий и нарезание резьбы на новом месте;
−
обработка отверстия и нарезание резьбы увеличенного размера (под
ремонтный размер);
−
установка резьбовой спиральной вставки.
Заварка отверстий с последующим нарезанием резьбы
Во всех случаях при заварке резьбовых отверстий сначала удаляют старую резьбу путём рассверливания. В стальных деталях заварку отверстий проводят газовой или электродуговой сваркой в различных защитных средах.
Заварку в чугунных деталях проводят газовой и электродуговой сваркой с общим и местным нагревом или в холодном состоянии. В качестве присадочного
материала или электродов при горячей заварке применяют чугунные прутки с
повышенным содержанием кремния, поршневые кольца из серого чугуна, электроды ЦЧ-4, ОЗЧ-1, МНЧ-1, ЖНБ-1, ПАНЧ-11. Место заварки обрабатывают
заподлицо с основным металлом, сверлят отверстие и нарезают резьбу номинального размера. Однако применение сварочных процессов вследствие большой зоны термического влияния приводит к появлению отбела, трещин и короблений детали, изменению структуры основного металла, прочность восстановленной резьбы, по сравнению с новой, снижается.
Для заварки отверстий в алюминиевых деталях наибольшее применение
получила аргонно-дуговая сварка специальными электродами из алюминиевой
проволоки марки АК. Недостаток применения сварочных способов для алюминиевых деталей – активное поглощение расплавленным алюминием газов, что
приводит к образованию пор в наплавленном слое. Большая усадка остывающего алюминия часто приводит к образованию трещин.
7
Установка дополнительной ремонтной детали
Способ дополнительных ремонтных деталей (ДРД) применяют для восстановления резьбовых и гладких отверстий в корпусных деталях, шеек валов и
осей, зубчатых зацеплений, изношенных плоскостей. При восстановлении детали изношенная поверхность обрабатывается под больший (отверстие) или
меньший (вал) размер и на неё устанавливается специально изготовленная
ДРД – ввёртыш, втулка, насадка, компенсирующая шайба или планка. Крепление ДРД на основной детали проводится напрессовкой с гарнированным натягом, приваркой, стопорными винтами, клеевыми композициями, на резьбе. При
выборе материала для дополнительных деталей следует учитывать условия их
работы и обеспечивать срок службы до очередного ремонта. После установки
рабочие поверхности ДРД обрабатываются под номинальный размер с соблюдением требуемой точности и шероховатости. Данный способ трудоёмок,
а стоимость ремонта – высокая.
Сверление отверстий и нарезание резьбы на новом месте
Этот способ применяют только для отдельных групп деталей, у которых
расположение резьбовых отверстий может быть изменено без нарушения взаимозаменяемости соединения (ступицы, барабана, фланца и др.).
Обработка отверстия и нарезание резьбы увеличенного размера
Способ ремонта резьбовых отверстий под ремонтный размер влечёт за
собой введение увеличенного размера и дополнительной обработки сопряженной детали.
Установка резьбовой спиральной вставки
Один из способов восстановления изношенной или повреждённой резьбы – это установка резьбовой спиральной вставки. Эти вставки увеличивают
надёжность резьбовых соединений деталей, особенно изготовленных из алюминия и чугуна. Спиральные вставки изготавливают из коррозионно-стойкой
проволоки ромбического сечения в виде пружинящей спирали (рис. 1.1, а).
Отечественный и зарубежный опыт изготовления спиральных вставок показал,
что наилучшие результаты достигнуты при использовании для этой цели проволоки из нержавеющей стали Х18Н9Т или Х18Н10Т повышенной точности.
Эта проволока обладает пластичностью и упругими свойствами.
8
Технологический процесс восстановления резьбовой поверхности включает:
−
рассверливание отверстия (табл. 1.1) с применением накладного кондуктора и снятие фаски (1х45°). Смещение осей отверстий не более 0,15 мм,
перекос осей отверстий не более 0,15 мм на длине 100 мм. В свободном состоянии наружные диаметры резьбовых вставок должны соответствовать данным,
приведённым в табл. 1.1;
−
нарезание резьбы в рассверленном отверстии детали (табл. 1.1). Скорость резания 4…5 м/мин, частота вращения – 60…80 об/мин;
Рис. 1.1. Восстановление резьбовых поверхностей спиральными вставками:
а – резьбовая спиральная вставка; б – установка резьбовой вставки (слева)
в монтажный инструмент и в резьбовое (справа) отверстие детали
Размер
восстанавливаемого
резьбового
отверстия
М6 8
М8 10,1
М10 12,2
а) б)
1.1. Наружные размеры спиральных вставок
Наружный
диаметр
спиральной
вставки, мм
+0,10
М18 20,4
+0,15
М20 22,5
+0,15
М22 24,5
восстанавливаемого
Размер
резьбового
отверстия
Наружный
диаметр
спиральной
вставки, мм
+0,25
+0,30
+0,30
М12 14,2
М14 16,3
М16 18,4
+0,20
М24 27,6
+0,25
М27 30,6
+0,25
М30 33,6
+0,40
+0,50
+0,50
9
−
установка резьбовой вставки в деталь: установить резьбовую вставку
в монтажный инструмент (рис. 1.1, б); ввести стержень инструмента в резьбовую вставку так, чтобы её технологический поводок вошёл в паз нижнего конца
стержня; завернуть вставку в отверстие наконечника инструмента, а затем с
помощью инструмента в резьбовое отверстие детали; вынуть инструмент и
удалить (посредством удара бородка) технологический поводок резьбовой
вставки;
−
контроль качества восстановления резьбы с помощью «проходного» и
«непроходного» калибра или контрольного болта. При контроле резьбовая
вставка не должна вывёртываться вместе с калибром (контрольным болтом).
Проходной калибр, завёрнутый на всю длину вставки, не должен отклоняться более чем на 0,5 мм в любую сторону. Непроходной резьбовой калибр
соответствующего размера не должен ввёртываться в установленную в деталь
вставку. Резьбовая вставка должна утопать в резьбовом отверстии не менее чем
на один виток резьбы. Выступание её не допускается.
Практика восстановления деталей показала, что способ ремонта дефектных резьбовых отверстий спиральными вставками является эффективным и целесообразным для большинства резьбовых отверстий в корпусных деталях автотракторной техники. Исключением являются сильно изношенные резьбовые
отверстия, диаметр которых больше наружного диаметра вставок.
Ремонт резьбовых отверстий в деталях машин способом постановки спиральных резьбовых вставок по сравнению с ремонтом с помощью резьбовых
втулок (ввёртышей) или нарезанием ремонтной резьбы имеет следующие преимущества:
−
повышается прочность резьбового соединения в результате более равномерного распределения нагрузки по виткам. Например, для болта М10х1,5
нагрузка на первый виток составляет 18%, на второй – 16%, на третий – 15%,
на четвёртый – 14% и так далее и на седьмой – 5%;
−
повышается возможность восстановления под номинальный размер
резьбовых соединений в тонкостенных деталях;
−
понижается износ резьбовой поверхности при частом завинчивании и
отвинчивании;
−
имеют высокую износостойкость, обусловленную применением высококачественного материала спиральных вставок и наличием гладких поверхностей ромбической проволоки;
10