Технология восстановления чугунных коленчатых валов двигателей ЗМЗ-53А

| |пр| | | | | | | |

| |оч| | | | | | | |

| |ны| | | | | | | |

| |й | | | | | | | |

| |ВЧ| | | | | | | |

| |50| | | | | | | |

| |- | | | | | | | |

| |1,| | | | | | | |

| |5 | | | | | | | |

| |На| | |То, мин. | | | | |

| |им| | | | | | | |

| |ен| | | | | | | |

| |ов| | | | | | | |

| |ан| | | | | | | |

| |ие| | | | | | | |

| |об| | | | | | | |

| |ор| | | | | | | |

| |уд| | | | | | | |

| |ов| | | | | | | |

| |ан| | | | | | | |

| |ия| | | | | | | |

| |и | | | | | | | |

| |пр| | | | | | | |

| |ис| | | | | | | |

| |по| | | | | | | |

| |со| | | | | | | |

| |бл| | | | | | | |

| |ен| | | | | | | |

| |ий| | | | | | | |

| |Ст| | | | | | | |

| |ан| | | | | | | |

| |ок| | | | | | | |

| |кр| | | | | | | |

| |уг| | | | | | | |

| |ло| | | | | | | |

| |шл| | | | | | | |

| |иф| | | | | | | |

| |ов| | | | | | | |

| |ал| | | | | | | |

| |ьн| | | | | | | |

| |ый| | | | | | | |

| |3Б| | | | | | | |

| |16| | | | | | | |

| |1 | | | | | | | |

| |Но| | | | | | | |

| |ме| | | | | | | |

| |р | | | | | | | |

| |и | | | | | | | |

| |со| | | | | | | |

| |де| | | | | | | |

| |рж| | | | | | | |

| |ан| | | | | | | |

| |ие| | | | | | | |

| |пе| | | | | | | |

| |ре| | | | | | | |

| |хо| | | | | | | |

| |да| | | | | | | |

| |23| | | | | | | |

| |. | | | | | | | |

| |Че| | | | | | | |

| |рн| | | | | | | |

| |ов| | | | | | | |

| |ое| | | | | | | |

| |шл| | | | | | | |

| |иф| | | | | | | |

| |ов| | | | | | | |

| |ан| | | | | | | |

| |ие| | | | | | | |

| |ко| | | | | | | |

| |ре| | | | | | | |

| |нн| | | | | | | |

| |ых| | | | | | | |

| |ше| | | | | | | |

| |ек| | | | | | | |

| |. | | | | | | | |

| |1 |Установить | | |Верхонки | | | |

| | |коленчатый вал | | | | | | |

| | |в центра станка| | | | | | |

| |2 |Шлифовать | |16,5 |Круг шлифовальный|Микрометр МК |Rotak|Частота вращения |

| | |коренные шейки | | |ЭСТ 25 (60) К |25 - 75 ГОСТ | |детали nд 55об\мин |

| | |до диаметра | | |ГОСТ 2424-75, |6507-90 | |Скорость |

| | |61,1+0,1 мм Ra | | |центра упорные | | |перемещения стола |

| | |0,63. | | |ГОСТ | | |Vc 0,385 мм\об |

| | | | | |2575-79.Образцы | | |Скорость вращения |

| | | | | |шероховатости | | |шлифовального круга|

| | | | | |ГОСТ 9378-75 | | |Vк 754 м\мин |

| |3 |Снять деталь | | |Верхонки | | | |

2.5.3. Карта эскиза чернового шлифования коренных

шеек чугунного коленчатого вала.

2.6. Заключение к технологическому процессу

восстановления чугунных коленчатых

валов двигателя ЗМЗ – 53А.

Данный технологический процесс обеспечивает качественное

восстановление чугунных коленчатых валов без содержания пор и трещин. При

всех преимуществах данной технологии у нее есть и некоторые сложности.

Например, при выполнении наплавочных работ трудно выдержать расчетные

припуски на обработку. Прижатие защитной оболочки к шейке вала производится

на каждую шейку отдельно. При доработке стенда можно уменьшить время на

сборку вала и защитных оболочек. При малых объемах изделий подлежащих

восстановлению не удается полностью загрузить некоторые рабочие места и

приходится искать дополнительную загрузку для рабочих.

2.7. Проектирование участка для восстановления

чугунных коленчатых валов

двигателя ЗМЗ – 53А.

2.7.1 Расчет количества оборудования

и его загрузки.

Определение количества станков для обработки чугунных коленчатых

валов произведено по технико-экономическим показателям [16].

[pic], (2.18)

где Те – оперативное время затраченное на данную операцию, мин;

Тт – такт изготовления детали, мин. Принимаю Тт – равному

максимальному оперативному времени затраченному на наплавочной операции Те

– 148,7 мин.

Требуемое количество станков на токарной операции:

[pic];

На токарные операции принимаю 1 станок. Остальное количество

оборудования рассчитано аналогично и занесено в табл. 2.8.

2.7.2. Расчет количества рабочих и обслуживающего

персонала.

Расчет количества рабочих станочников произведен по количеству

принятого оборудования табл. 2.8.

[pic]

Некоторые рабочие будут загружены не полностью. Токарь на 55%,

слесарь на 7%, мойщик на 35%, сварщик на 45%. В условиях ремонтного участка

целесообразно этих рабочих доза грузить работой согласно их профиля работы.

Например, мойщика можно использовать на входной мойке машин поступающих на

ремонт.

Инженерно-технический персонал рассчитан в размере 11-12% от

количества рабочих [16]. Принят 1 мастер. Остальной обслуживающий персонал

принимается по штатному расписанию ремонтного цеха.

2.7.3. Расчет производственных площадей.

Расчет площадей участка восстановления чугунных коленчатых валов

произведен по нормам технологического проектирования предприятий

машиностроения [23] и занесен в табл. 2.9.

[pic], (2.19)

где [pic] - общая площадь, занимаемая оборудованием;

к – коэффициент проходов и рабочих зон. Принят к = 4,5 [16].

[pic]

[pic] [pic],

2.7.4. Разработка и обоснование схем

планировки оборудования.

Ширина пролета участка принята В = 18 м.

Длина занимаемая участком:

[pic], (2.20)

[pic] м;

Нормы ширины проезда приняты с учетом оргоснастки на основании

типовых проектов организации рабочих мест и требований ГОСТ 12.3.020 – 80

[23].

Ширина проезда – 3 м;

Расстояние от станка до проезда – 2 м;

Расстояние между станками:

между тыльными сторонами – 1м;

между боковыми сторонами – 1,3 м;

между фронтом – 2,6 м;

Расстояние от стен и колон до:

фронта – 1,6 м;

тыльной стороны – 1,5 м;

боковой стороны – 0,9 м;

По рекомендациям [23], принято расположение наплавочного, сварочного

поста у стен участка в изолированном помещении. Шлифовальный и моечный

посты так же располагаю в изолированном помещении.

Схема участка восстановления чугунных

коленчатых валов.

3. Конструирование стенда для прихватки

металлической защитной оболочки.

3.1. Описание детали, технические

условия на ее изготовление.

Эскиз металлической оболочки.

Рис 3.1

D – внутренний диаметр кольца.

Для шатунных шеек D = 57,5 мм;

Для коренных шеек D = 67,5 мм;

S – толщина кольца 0,8 – 0,9 мм.

Технические условия на изготовление:

1. 1. Материал – лист 0,8-0,9 мм, сталь 08 кп (ГОСТ 8075 – 81);

2. 2. Риски, вмятины, царапины глубиной более 0,2 мм не допускаются;

3. Края кольца притупить кругом фаской 0,2х 45;

3. 4. Разностенность детали не должна превышать 0,1 мм.

Прихваченная, к шейкам чугунного коленчатого вала, оболочка должна

плотно прилегать к поверхности шейки, в местах неплотного прилегания

происходит несплавление слоя с основным металлом, образуются поры и

трещины.

Экспериментальная проверка разнообразных приспособлений для прижатия

оболочек к шейкам во время прихватки позволила выбрать наиболее простое и

надежное из них – разъемное металлическое кольцо, облицованное внутри

резиной толщиной 5 – 6,5 мм [3]. При помощи разъемного кольца можно

прижимать оболочки к шейкам вала вручную, используя клещи (Рис. 3.2) [3] и

слесарную струбцину.

Эскиз клещей для прижима оболочки к шейкам вала.

Рис. 3.2

2. Выбор и обоснование принципиальной

схемы стенда.

Разрабатываемый стенд должен удовлетворять нескольким требованиям:

1. Удобство в работе и обслуживании.

2. Малые габаритные размеры.

3. Низкая цена комплектующих.

4. Приспособление должно обеспечить полное устранение всех

геометрических погрешностей штамповочных операций полным обжатием

оболочки по поверхности шейки вала.

Для удобства работы на сварочных операциях целесообразно применить

верхнюю загрузку чугунного коленчатого вала в приспособление.

Из трех наиболее распространенных видов приводов: электрического,

гидравлического и пневматического наименьшие габаритные размеры имеет

пневмопривод. Преимуществом пневма и гидроприводов по сравнению с

электрическим является возможность воспроизведения поступательного движения

без каких-либо передаточных механизмов.

По сравнению с гидравлическими пневматические приводы обладают

следующими преимуществами: их исполнительные устройства имеют более низкую

стоимость, возвратные линии значительно короче, так как воздух может быть

удален в атмосферу из любой точки системы. Наличие неограниченного запаса

воздуха в качестве рабочего тела также способствует широкому

распространению пневмоустройств. Вместе с тем пневматические приводы при

равных габаритах с гидравлическими развивают меньше усилия, что объясняется

более высоким давлением жидкости в гидравлических приводах [25].

Исходя из того, что от качества прижатия оболочек к чугунному

коленчатому валу зависит качество наплавочных работ, а также в целях

механизации процессов обжатия оболочек в настоящем дипломном проекте

решается задача разработки стенда для обжатия и последующей прихватки

защитной металлической оболочки к коленчатому валу. Одним из вариантов

решения этой проблемы может быть применение рычажной схемы стенда.

Окончательно принимаю стенд с верхней загрузкой чугунного коленчатого

вала, рычажной схемы передачи усилия сжатия, с использованием

пневмапривода.

Последовательность работы стенда:

В раскрытые полукольца 1 с заделанной в них резиновой прокладкой 4

устанавливают оболочки 5, вал 6 укладывают на оболочки и выставляют их так,

чтобы края полуколец и оболочки совпадали. Затем опускают коленчатый вал с

зажимными кольцами вниз, включают подачу воздуха в пневматическую камеру 8.

Шток пневматической камеры и сама камера производит давление на рычаги 2

который крепятся на раме 7 посредством кронштейнов 3. После этого

прихватывают оболочки встык полуавтоматом в двух точках на расстоянии 5 мм

от галтели. После прихваток выпускают воздух из пневматической камеры,

поднимают вал вверх и снимают его со стенда.

Принципиальная схема стенда.

1. Полукольца; 2. Рычаги; 3. Кронштейны; 4. Резиновая прокладка; 5.

Оболочка; 6. Коленчатый вал; 7. Рама; 8. Пневматическая камера.

Рис. 3.3

3. . Расчет основных параметров стенда.

Для качественного прилегания защитной металлической оболочки к

чугунному коленчатому валу требуется усилие, сжимающее резиновую прокладку,

облегающую оболочку, на 1 мм [3].

Усилие сжатия получено из закона Гука:

[pic], (3.1)

где [pic] - перемещение (сжатие) резины. Принято [pic]= 0,001 м.

L – толщина резины. Принято L = 0,006 м.

Е – модуль упругости резины. Принято для СКС - 30 Е = 8,4

МПа [26 стр. 166].

[pic] – усилие сжатия, Н.

А – площадь резины, [pic].

[pic], (3.2)

где [pic] - диаметр шатунной шейки чугунного коленчатого[pic] вала.

Принято [pic] = 0,0675 м;

[pic]- толщина металлической оболочки. Принято [pic]= 0,0009

м;

[pic]- ширина шатунной шейки за вычетом галтелей. Принято

[pic]= 0,048 м;

[pic][pic];

[pic], (3.3)

[pic]Н;

Окончательно принимаем сжимающее усилие [pic] = 15 кН.

Эскиз полуколец.

Рис. 3.4

Внутренний диаметр полуколец получен из формулы:

[pic], (3.4)

где [pic] - диаметр шейки чугунного коленчатого вала, м

[pic]- толщина оболочки. Принято [pic]= 0,9 мм;

[pic]- толщина резины. Принято [pic]= 6 мм;

Для шатунных шеек:

[pic] мм;

Принято [pic]= 80,5 мм;

Для коренных шеек:

[pic] мм;

Принято [pic]= 70,5 мм;

Ширина полуколец получена из формулы:

[pic], (3.5)

где [pic]- длина шейки чугунного коленчатого вала;

R – радиус галтелей;

Для коренных шеек:

[pic]мм;

Для шатунных шеек:

[pic]мм;

Схема приложения сил.

Рис. 3.5

Размеры L2, L3, L4, L5 – приняты конструктивно:

L2, L3 – 40 мм, L4 – 50 мм, L5 – 30 мм.

Усилие сжатия механизма стенда [pic] - 15 кН.

[pic], (3.6)

[pic]кН;

По рекомендациям [8] принято усилие на штоке пневмапривода [pic]=6

кН.

[pic], (3.7)

[pic] кН;

Расстояние L1 исходя из найденных усилий.

Расчетная схема для нахождения L1.

Рис. 3.6

[pic] кН;

[pic]; (3.8)

[pic] м;

3.3.1. Расчет привода.

Окончательно принятое усилие на штоке пневматической камеры [pic]= 6

кН.

Избыточное давление в магистрали рм. Принято рм = 0,6 МПа.

Диаметр мембраны, при толкающем усилии [8]:

[pic] , (3.9)

где [pic]- усилие на штоке;

[pic]- коэффициент [pic];

[pic]- диаметр опорного диска;

[pic]- диаметр мембраны;

По рекомендациям [8] принимаю рм – 0,6 МПа, [pic] - 0,6;

[pic]м;

Рекомендуемый максимальный ход поршня [8].

[pic] , (3.10)

[pic]м;

Принимаю ход поршня S – 0.03 м;

По принятому усилию на штоке, из [8] принимаю мембранную камеру КПЦ –

600 ГОСТ 15608-70 с характеристиками:

Максимально допустимое давление магистрали рм – 0,6 МПа;

Диаметр мембраны (в заделке) Dм – 140 мм;

Диаметр штока Dшт – 16 мм;

Ход поршня S – 30 мм;

Максимальное усилие на штоке Ршт – 6 кН;

Возвратное усилие Рв – 60 Н;

Жесткость пружины С – 660 Н/м;

Схема пневмапривода принципиальная.

МК – мембранная камера;

Р – пневмораспределитель двухпозиционный, трехлинейный;

КР – клапан редукционный;

Ф – фильтр;

МН – манометр;

ВН – вентиль;

Рис. 3.7

Принцип работы пневмапривода:

При открытии вентиля ВН воздух из пневмомагистрали направляется в

фильтр для очистки от грязи и пыли. Манометр МН показывает фактическое

давление в линии. После очистки, воздух проходит через клапан редукционный

КР для стабильной работы привода при скачках давления в основной

магистрали, где давление воздуха понижается до 0,6 МПа. После клапана

редукционного воздух попадает в пневмораспределитель двухпозиционный,

трехлинейный ручного действия. В первом крайнем положении, воздух

направляется в мембранную камеру, где производит работу движения поршня. Во

втором положении основная магистраль перекрыта, а рабочая полость

мембранной камеры соединяется с атмосферой и под действием возвратной

пружины шток мембранной камеры возвращается в исходное положение.

По рекомендациям [8] рассчитана эффективная площадь сечения

трубопровода.

[pic] , (3.11)

где S – ход поршня;

Ршт – усилие на штоке;

Рм – давление в магистрали;

Uу – безмерный коэффициент [8 Рис. 7.7];

Для определения Uу требуется определить 1/x и Хпр.

1/x – безразмерный коэффициент площади мембраны;

Хпр – безразмерная жесткость пружины;

[pic] , (3.12)

где F – площадь мембраны;

[pic] , (3.13)

где D – диаметр мембраны;

[pic] [pic];

[pic];

Безразмерная жесткость пружины:

[pic] , (3.14)

где С – жесткость пружины;

[pic];

По [8 Рис. 7.7] находим Uу – 6,3;

[pic] мм;

По данным [8] принят трубопровод металлический с наружным диаметром 8

мм толщиной стенки 1,6 мм, труба бесшовная холоднодеформированная из

коррозионно-стойкой стали ГОСТ 9941-72. Длина эквивалентного трубопровода

Lэ = 2,1 м.

По данным [26] принимаю:

Пневмораспределитель В71 – 22А ТУ 2-053-1787-86, диаметр прохода Dу –

6 мм, максимальное давление Рmax = 1МПа;

Фильтр воздушный ФВ6-03 ТУ 25.280666-80, рабочее давление Р = 0,3 –

0,9 МПа;

Пневмоклапан редукционный БВ57-3 ГОСТ 18468-79, диаметр прохода Dу –

6 мм, максимальное рабочее давление Р = 1 МПа;

Вентиль ПОВ-1 ТУ 25-02.380516-80;

Манометр избыточного давления МП ТУ 25.02.180315-78, диаметр корпуса

Dк – 100 мм, верхний предел Р = 1 МПа;

4. . Прочностной расчет деталей.

По заданным силам и найденным плечам рассчитан шарнир А и рычаг Т.

Расчетная схема шарнира А и рычага Т.

Рис. 3.8

[pic]; [pic];

(3.15)

[pic]; при [pic]= 0;

[pic]; при [pic]= 0,04;

Опасное сечение у шарнира А. Предварительно назначаю рычаг с сечением

В = 25 мм, h = 25 мм, материал сталь 45 с расчетным сопротивлением по

пределу текучести R = 360 МПа. Диаметр шарнира – 12 мм.

[pic], (3.16)

Для прямоугольника:

[pic], (3.17)

Для круга:

[pic], (3.18)

Для рычага полностью:

[pic], (3.19)

[pic][pic] ;

[pic] Па ;

[pic];

Выбранное сечение рычага обеспечивает прочность.

Шарнир А проверяем на усилие среза и смятия.

Схема приложения сил к шарниру А.

Рис. 3.9

Условие прочности по срезу:

[pic], (3.20)

где Р – усилие среза;

d – диаметр шарнира;

к – число срезов, к = 2;

Rср – расчетное сопротивление срезу.

Для стали 45 принято Rср = 150 МПа;

Принимаю усилие среза Р = 10,5 кН, из расчетной схемы Рис. 3.8.

Диаметр шарнира:

[pic] , (3.21)

[pic]м ;

Условие прочности по смятию:

[pic] , (3.22)

где Rсм - расчетное сопротивление при смятии.

Для стали 45 принято Rсм = 610 МПа;

Р – усилие смятия. Принято Р = 10,5 МПа;

Асм – площадь поверхности смятия, [pic].

[pic] , (3.23)

где d – диаметр шарнира. Принято d = 12 мм;

[pic] - сумма минимальных толщин листов направленных в одну

сторону. Принято [pic]= 16 мм.

[pic] [pic];

[pic];

[pic];

Аналогично рассчитываем шарнир В.

Усилие среза для шарнира В равно Р =6 кН.

Диаметр шарнира:

[pic];

Усилие смятия для шарнира В равно Р = 6 кН.

[pic] принято 10 мм, Рис 3.10.

[pic];

[pic];

[pic];

Схема приложения сил к шарниру В.

Рис. 3.10

3.5. Проектирование штампа.

Процесс изготовления защитных металлических оболочек состоит из

следующих операций: очистки и обезжиривания листа, разрезание его на

полосы, вырубка из полос заготовок для оболочек Рис. 3.11, гибка краев

оболочек Рис. 3.12, гибка средней части оболочек Рис. 3. 13.

Эскиз штампа для вырубки оболочек.

Рис. 3. 11

Размер оболочек определен расчетным путем из следующих зависимостей:

Длина оболочки:

[pic], (3.24)

где [pic]- диаметр шейки чугунного коленчатого вала, мм;

[pic]- толщина оболочки, мм;

Ширина оболочки:

[pic], (3.25)

где [pic]- ширина шейки чугунного коленчатого вала, мм;

r – радиус галтели, мм;

Полученные размеры занесены в табл. 3.1.

[pic]

Эскиз штампа для гибки краев оболочки.

Рис. 3. 12

В работе [3] приведена схема штампа для гибки краев оболочек к

чугунному валу двигателя ГАЗ – 21. На основе этой схемы и рекомендаций [28

Т.2] назначаю размеры В, в, R, r и заношу в табл. 3.2.

[pic]

Оставшиеся размеры назначаю исходя из конструкции штампа.

Эскиз штампа для гибки средней части оболочки.

Рис. 3.13

Размеры для штампа гибки средней части оболочки назначаю аналогично

штампу для гибки краев и заношу в табл. 3.3.

[pic]

3.6. Правила и инструкции технической

эксплуатации штампа.

Специальные требования безопасности [29].

Перед началом работы:

1. Привести в порядок рабочую одежду: застегнуть все пуговицы,

заправить одежду так, чтобы не было развевающихся концов, убрать

волосы под головной убор. Перед операцией вырубки из полосы,

которую подают вручную или заправляют в автоматическую подачу,

надеть наладонники.

2. Работу начинать на тех прессах, которые изучены рабочим и до

которых он допущен.

3. Проверить и убедиться в исправности: всех частей пресса и

правильности их взаимодействия; действии остановочно-пусковых

приспособлений (рычагов, пусковых кнопок, педалей и т. д.);

действия тормоза и муфты сцепления; заземляющего провода и

контактов его соединения. Убедиться в правильности установки

штампа при штамповке деталей на провал; В этом случае в плите

стола пресса должно быть отверстие для выхода деталей и отходов.

4. Проверить наличие защитных ограждений на вращающихся механизмах,

особенно обратив внимание на наличие ограждений опасной зоны

пресса или штампа.

5. Проверить работу пресса на холостом ходу.

Во время работы:

1. Быть внимательным во время работы, не отвлекаться самому и не

отвлекать других. Приступать к работе только на исправном прессе.

2. При застревании детали в штампе выключить пресс и сообщить об этом

мастеру или наладчику.

3. Не переключать самостоятельно работу пресса с установленного

наладчиком режима.

4. Не проводить самостоятельную наладку и какие-либо исправления у

пресса или штампа.

5. При отлучке с рабочего места остановить пресс и выключить

электромотор.

По окончании работ:

1. Выключить электромотор. Привести в порядок рабочее место и сдать

его сменщику или мастеру.

2. Сообщить своему сменщику и мастеру о всех замеченных во время

работы неисправностях.

4. Экономическая часть.

4.1. Технико-экономические показатели

восстановления чугунных

коленчатых валов.

Себестоимость восстановленных чугунных коленчатых валов двигателя ЗМЗ-

53А определена расчетом, приведенном в таблице 4.1 Данные себестоимости

коленчатых валов отремонтированных шлифованием взяты в бухгалтерии ОАО

НЗХК. Данные восстановления наплавкой взяты [3].

Таблица 4.1

[pic]

Наименьшую стоимость имеют чугунные коленчатые валы,

отремонтированные шлифованием под ремонтные размеры, поэтому при

восстановлении необходимо стремиться, чтобы наплавленный металл обеспечивал

возможность использования всех ремонтных размеров.

Кроме себестоимости восстановленных чугунных коленчатых валов

необходимо учитывать и другие показатели, в том числе износостойкость и

возможность дальнейшего использования путем шлифования под ремонтные

размеры.

По методике Ефремова Е.Е. [24] каждый способ восстановления

характеризуется при помощи стоимостного измерителя, выражающего затраты на

деталь в рублях на 1000 км пробега автомобиля.

[pic], ( 4.1 )

где, Sр – стоимость затрат на восстановление детали;

Х – коэффициент относительной износостойкости детали после ее

восстановления;

Lнх – пробег автомобиля с отремонтированной деталью.

Lн – пробег автомобиля с новой деталью;

Износостойкость чугунных коленчатых валов двигателей ЗМЗ-53А новых,

восстановленных шлифованием. Вибродуговой наплавкой. Наплавкой в два слоя

под легирующим флюсом и в два слоя порошковой проволокой, под легирующим

флюсом по оболочке находится примерно на одном уровне, поэтому коэффициент

износостойкости принят равным единице. Новые и восстановленные чугунные

коленчатые валы используют многократно. Учитывая это, стоимостной

измеритель будет равен:

[pic][pic], (4.2 )

где Sр1-себестоимость восстановления;

Sр2- себестоимость ремонта шлифованием под ремонтные размеры;

L1-пробег автомобиля с восстановленным чугунным коленчатым валом;

L2-пробег автомобиля с чугунным коленчатым валом после ремонта

шлифованием;

n-количество используемых ремонтных размеров;

Средний пробег автомобиля с капитально отремонтированным двигателем

составляет 65 тыс. км [3], после такого пробега значительная часть

коленчатых валов имеет небольшие износы и некоторые из них пригодны для

эксплуатации. Однако на авторемонтных заводах все коленчатые валы

ремонтируют шлифованием под ближайшие ремонтные размеры, поэтому автомобили

с восстановленными чугунными коленчатыми валами имеют один и тот же средний

пробег 65 тыс. км , после чего коленчатые валы либо ремонтируют, либо

выбраковывают.

Коленчатые валы, восстановленные вибродуговой наплавкой, вследствие

увеличения количества пор по глубине слоя используют лишь до третьего

ремонтного размера включительно и далее выбраковывают, т.е. n=3.

Новые чугунные коленчатые валы, наплавленные под слоем флюса по оболочке и

под флюсом в два слоя вследствие деформации в период эксплуатации и

неравномерного износа отдельных шеек, ремонтируют не более 5 раз, т.е. n=5.

Таким образом, общий пробег автомобиля с чугунным коленчатым валом,

восстановленным вибродуговой наплавкой составляет 65+65*3=260 тыс. км, а

для остальных чугунных коленчатых валов 65+65*5=390 тыс. км пробега

автомобиля.

Расчеты по определению затрат в рублях на 1000 км пробега автомобиля,

с начала восстановления до выбраковки коленчатого вала, приведены в таблице

4.2.

[pic]

Как видно из табл. 4.2 все способы наплавки экономически

целесообразны, но поскольку технико-экономический коэффициент критерия

выбора рационального способа при наплавке под легирующим флюсом по оболочке

наименьший, значит, этот способ можно считать более приемлемым по сравнению

с другими.

5. Охрана труда.

5.1. Состояние условий труда при работах по восстановлению

чугунных коленчатых валов.

Технологический процесс восстановления чугунных коленчатых валов

включает в себя ряд неблагоприятных, для исполнителей работ, факторов.

Опасности, имеющие место на рабочих местах, подразделяются на импульсные и

аккумулятивные.

Источниками импульсных опасностей являются подвижные массы, потоки

воздуха, газов и жидкостей, незаземленные источники электрической энергии,

неправильное размещение оборудования на рабочем месте. Импульсная

опасность, приводящая к травме, мгновенно реализуется в случайные моменты

времени и может быть представлена дискретной, случайной функцией

производственного процесса.

Источниками аккумулятивных опасностей являются: повышенный шум,

вибрация, загрязненность воздушной среды газами и парами. В результате

действия этих факторов организм человека переутомляется, нарушается

координация движений, притупляется реакция организма на внешние

раздражители. Аккумулятивная опасность реализуется на протяжении всего

производственного процесса, представляя его непрерывную функцию, и приводит

к повышенному утомлению и заболеваниям.

На рабочих местах сварки и наплавки присутствуют такие вредные

факторы как ультрафиолетовое излучение, выделения вредных веществ процесса

сгорания, избыточное выделение теплоты.

На рабочем месте шлифовщика присутствует повышенное содержание

абразивной взвеси в воздухе, шум при обработке изделий.

На рабочем месте токаря и слесаря присутствует повышенный шум,

имеется опасность получить травму от вращающихся частей оборудования. К

травме может привести так же попадание стружки в глаза.

На рабочем месте мойщика рабочим телом является вода, температура

которой достигает 90 градусов. Существует возможность получения ожогов.

В связи с тем, что технологический процесс восстановления чугунных

коленчатых валов предназначен для не больших участков ремонтных

подразделений МПС в основном располагающихся в старых помещениях, часто

имеющих не достаточное количество освещения, а также в связи с тем, что

одной из наиболее объемной работой по восстановлению чугунных коленчатых

валов являются операции шлифования, произведен расчет искусственного

освещения на рабочем месте шлифовщика.

5.2. Анализ вредных и опасных факторов

шлифовального отделения.

.

| | | |

| | |Таблица 5.1 |

|Рабочее |Опасные и |Характеристика опасных и вредных факторов |

|место |вредные | |

| |факторы | |

|Круглошл|Шум |Шум как физиологическое явление представляет|

|ифовальн| |собой неблагоприятный фактор внешней среды и|

|ый | |определяется как звуковой процесс, |

|станок | |неблагоприятный для восприятия и мешающий |

|3Б161 | |работе и отдыху. По физической природе шум, |

| | |создаваемый оборудованнием, обусловлен |

| | |процессами механического воздействия |

| | |деталей. |

| |Освещенность |Свет является естественным условием |

| | |жизнедеятельности человека и играет большую |

| | |роль в сохранении здоровья и высокой |

| | |работоспособности. Недостаточная |

| | |освещенность требует не только постоянного |

| | |напряжения глаз, что приводит к |

| | |переутомлению и снижению работоспособности, |

| | |но также может привести к тому, что будут |

| | |незамечены некоторые погрешности в |

| | |изготовлении. |

| |Опасность |При работе станка вращающейся его частью |

| |травмирования |является шлифовальный круг и обрабатываемая |

| |вращающимися |деталь, поэтому существует опасность |

| |частями. |травмирования вращающимися частями при |

| | |работе. |

| |Опасность |При работе коленчатые валы подаются к |

| |травмирования |рабочему месту кран-балкой, поэтому может |

| |при работе с |возникнуть аварийная ситуация вследствие |

| |подъемными |обрыва троса, неправильного крепления груза |

| |механизмами |и другими факторами, связанными с |

| | |эксплуатацией подъемно-транспортного |

| | |оборудования. |

| |Пожароопасност| На рабочем месте шлифовщика имеются |

| |ь |смазочные материалы, которые могут быть |

| | |разлиты и при небрежном отношении к мерам |

| | |пожарной безопасности может возникнуть |

| | |пожар. |

| |Опасность |В своем устройстве шлифовальный станок имеет|

| |поражения |электрооборудование, необходимое для его |

| |электрическим |функционирования, поэтому наличие |

| |током |электрооборудования и токоведущих частей при|

| | |неправильной эксплуатации и несоблюдении |

| | |правил техники безопасности электроустановок|

| | |может привести к поражению обслуживающего |

| | |персонала электрическим током. |

5.3. Требования нормативно-технической документации

по охране труда.

Таблица 5.2

|Требования |Нормативный |

| |документ |

|Рабочее место, его оборудование и оснащение,|ГОСТ 12.2.061-81. |

|применяемые в соответствии с характером |Оборудование |

|работы, должны обеспечивать безопасность, | |

|охрану здоровья и работоспособность | |

|работающих | |

|Шум на рабочем месте не должен превышать 80 |ГОСТ 12.1.003-83. |

|дБА. |Шум. Общие |

| |требования |

| |безопасности. |

|Производственное оборудование должно иметь |ГОСТ 12.2.003-74. |

|встроенное устройство для удаления | |

|выделяющихся в процессе работы вредных | |

|веществ непосредственно от места их | |

|образования и скопления. | |

|Искусственное освещение в производственных |СНиП II-4-79 |

|помещениях должно устаиваться с лампами | |

|накаливания или люминесцентными лампами в | |

|виде общего освещения с равномерным или | |

|локализованным размещением светильников и | |

|комбинированного (общего и местного). | |

|Применение одного местного освещения не | |

|допускается. Норма освещенности рабочего | |

|места должна составлять при общем освещении | |

|300 лк. | |

|Приводные части оборудования, а также |ГОСТ 12.2.002-80. |

|передачи, к которым возможен доступ людей, |Ограждения. Общие |

|должны быть ограждены. |требования. |

|Движущиеся и вращающиеся элементы |ГОСТ 12.2.027-80. |

|оборудования, к которым возможен доступ |Оборудование |

|обслуживающего персонала, должны быть |гаражное и |

|ограждены со всех сторон и по всей длине, |авторемонтное. |

|независимо от высоты расположения и скорости| |

|движения. | |

|Органы управления, связанные с определенной |ГОСТ 12.2.064-81. |

|последовательностью их применения, должны |Органы управления |

|группироваться таким образом, чтобы действия|производственным |

|работающего осуществлялись слева направо и |оборудованием. |

|сверху вниз. | |

|В конструкциях органов управления, |ГОСТ 12.2.027-80. |

|предназначенных для включения оборудования, | |

|должны быть предусмотрены средства защиты от| |

|случайного включения. | |

|Электрическая схема оборудования должна |ГОСТ 12.2.007-75. |

|исключать возможность его самопроизвольное |Изделия |

|включение/выключение. |электротехнические. |

| |Общие требования. |

5.4. Мероприятия по защите рабочих от опасных

и вредных факторов.

Для того чтобы уменьшить или исключить вообще, влияние опасных и

вредных факторов на человека необходим целый комплекс мер по охране труда.

Методы борьбы с шумом:

Одним из методов борьбы с шумом является применение звукопоглощающих

материалов для облицовки стен, потолков и пола производственных помещений.

В качестве оперативного способа профилактики вредного воздействия

шума на работающих целесообразно использовать средства индивидуальной

защиты, в частности потивошумные наушники. Наушники снижают уровень

звукового давления от 3 до 36 дБ.

Устройство освещения:

При проведении шлифовальных работ важную роль играет рациональное

освещение, позволяющее следить за объектом, за работой оборудования.

Исходные данные:

Размеры помещения: длина 7,5 м, ширина 5,2 м, высота 6 м.

В помещении производится обработка металла шлифованием. Параметры

среды – нормальные, потолок – бетонный, грязный, стены – грязные, пол –

темный.

Принимаю нормируемые параметры освещенности в соответствии с

(п 11.1 табл. 2.2.1 [30] и пп. 4.12 и 4.15 [31]) и заношу в табл. 5.3

[pic]

Согласно (п 11.1 табл. 2.2.1[30]) принимаю систему общего освещения.

Помещение шлифовки чугунных коленчатых валов, участка восстановления, не

содержит и не обрабатывает материалы способные образовать взрывоопасные

смеси. Помещение не взрывоопасное. Помещение шлифовального отделения не

пожароопасное П – 111 ([32] табл. П.3). Из (табл. П.3 [32]) для

газоразрядных ламп и класса пожароопасности П – 111 требуется степень

защиты 1Р23. Принимаю тип КСС из ([32] табл. П.7), тип кривой силы света Г.

Принимаю по ([32] табл. П.9) тип светильника степени защиты 1Р23, кривой

силы света Г, класса светораспределения П, табл. 5.4.

[pic]

Для расчета помещения шлифовального отделения использован метод светового

потока.

Индекс помещения:

[pic], (5.1)

где а – длина помещения;

в – ширина помещения;

[pic]- расчетная высота осветительного прибора над рабочей

поверхностью. Принято [pic]= 6 м.

[pic]

Коэффициент использования светового потока:

[pic], (5.2)

где [pic]- КПД светильника. По (табл. П.8 – П.10 [32]) принято 0,7;

[pic]- КПД помещения. По (табл. П.12 [32]) принято при:

[pic]- коэффициент отражения потолка (П.13 [32]) принято [pic]= 50%;

[pic]- коэффициент отражения света цветными поверхностями. По

(табл. П.14 [32]) принимаю [pic]= 0,41%;

Принимаю [pic]= 0,41.

[pic];

Потребное количество светильников:

[pic], (5.3)

где n – число рядов светильников;

m – число светильников в ряду;

[pic], (5.4)

где [pic]- расстояние между соседними светильниками.

[pic], (5.5)

[pic], (5.6)

где [pic]- коэффициент [pic] для типа КСС, принято по (табл. П.15 [32])

[pic]=1,1.

[pic] м ;

[pic];

[pic];

Принимаю m = 1, n = 1;

[pic]шт ;

Требуемый световой поток светильника:

[pic], (5.7)

где [pic]- нормативная минимальная освещенность расчетной поверхности, лк;

S – площадь помещения, [pic], принято S = 38,8 [pic];

Z – коэффициент [pic], принято при точечном расположением

светильников равным 1,15 [32];

[pic]- коэффициент запаса, принимаю по (табл. 1.1 [30]) [pic]= 1,8;

[pic]лм;

Принимаю по (табл. П.16 – П.20 [32]) для расчетной поверхности лампы:

РСП05 мощностью 700 Вт, напряжением 140 В, световым потоком 40000 лм.

Для требуемого светового потока Ф = 83954 лм беру два светильника общим

световым потоком Ф = 80000 лм. Световой поток находится в пределах допуска

– 10% + 20%.

5.5. Техника безопасности.

.

5.5.1. Общие требования.

Станок должен быть заземлен.

Не допускаются к управлению станка лица, не прошедшие обучение и не

аттестованные по профессии шлифовщик, а также лица, моложе 18 лет.

Запрещается работа на неисправном оборудованием, при неисправном

защитном кожухе.

При работе на станке обязательно пользоваться защитным экраном.

5.5.2. Требования перед началом работы.

Перед началом работы рабочий обязан осмотреть и проверить техническое

состояние узлов и деталей станка и убедиться в их исправности.

Проверке на исправность и надежность подлежат:

- ограждения и защитные кожухи вращающихся узлов станка, а также их

крепление;

- заземление станка, (визуально);

- освещение рабочего места;

- система управления стендом.

Работать на станке, имеющем неисправности, запрещается. Необходимо

убедиться в наличии на рабочем месте средств индивидуальной защиты, средств

пожаротушения и средств оказания первой медицинской помощи.

5.5.3. Требования во время работы.

При появлении во время работы станка посторонних шумов, стуков и т.д.

станок необходимо отключить и проверить, откуда исходят данные признаки

неисправности.

Во время работы запрещается:

- отвлекаться от выполнения прямых обязанностей;

- выходить из помещения при работающем оборудовании;

- передавать управление станком лицам, не имеющим на это разрешение.

При прекращении подачи электроэнергии рабочий должен отключить станок

от сети.

5.5.4. Требования по окончании работ.

По окончании работ рабочий обязан:

- выключить станок и провести его уборку;

- сделать необходимые записи в журнале приема и сдачи смены.

5.5.5. Требования в аварийной ситуации.

При возникновении аварийной ситуации рабочий обязан отключить стенд

от сети и сообщить об этом своему непосредственному руководителю.

Заключение.

На основании выполненной работы можно сделать следующие выводы:

Предлагаемая технология автоматической наплавки высокопрочного чугуна

под флюсом по оболочке позволяет в значительной мере повысить

работоспособность восстановленных коленчатых валов за счет устранения в

наплавленном металле дефектов (пор и трещин) и повышения усталостной

прочности.

Технологический процесс состоит из четырех этапов восстановления:

- Подготовка шеек вала к сборочным операциям;

- Сборка шеек вала и защитных оболочек;

- Наплавочные операции;

- Механическая обработка шеек вала под номинальные размеры.

Технология восстановления содержит:

- Расчет и выбор оборудования;

- Технологическое нормирование операций;

- Расчет производственного участка.

- Выбор технологической оснастки;

Конструкция разработанного стенда для прихватки защитной оболочки к

шейкам вала позволяет частично механизировать операцию сварки, что позволит

снизить трудозатраты на эту операцию и уменьшить производственный

травматизм.

В данном дипломном проекте существуют и не решенные задачи.

- Необходим поиск решений по повышению процента загрузки слесарных,

моечных, токарных операций.

- Требуется экспериментальная проверка работоспособности

технологического процесса восстановления чугунных коленчатых

валов.

Список литературы.

1. Клочнев Н. И. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом. М.,

Машгиз.,1963.

2. Кудрявцев И. В. Конструкционная прочность чугуна с шаровидным графитом.

М., Машгиз., 1957.

3. Доценко Г. Н. Восстановление чугунных коленчатых валов автоматической

наплавкой. М., Транспорт., 1970. 56 с.

4. Марковский Е .А. Износостойкость чугунов с шаровидным графитом //

Высокопрочный чугун. Киев, 1964.

5. Краснощеков М. М., Пахомов Б. П., Марковский Е. А. Исследование

износостойкости коленчатых валов методом радиоактивных изотопов //

Тракторы и сельхозмашины. 1962. №2.

6. Доценко Г. Н. Износостойкость и усталостная прочность чугунных

коленчатых валов ГАЗ – 21, новых и отремонтированных. // Автомобильная

промышленность. 1969. №2.

7. Середенко Б. Н. Износостойкость высокопрочного чугуна, применяемого в

тракторостроении. // Научные труды ин-т машиноведения и

сельскохозяйственной механизации. Киев, 1958. Т. 4.

8. Герц Е. В., Крейнин Г. В. Расчет пневмоприводов. М., 1975. 271 с.

9. Луппиан Г. Э., Симонятов В. Г. Восстановление вибродуговой наплавкой в

кислороде чугунных коленчатых валов М – 21. // Автоматическая наплавка.

1968. №4.

10. Спиридонов Н. В. Плазменные и лазерные методы упрочнения деталей

машин. Минск, 1988. 155 с.

11. Хасуи А. Наплавка и напыление. М., 1985. 239 с.

12. Гуляев А. П. Металловедение. М., 1966.

13. Лебедев Б. И. Усадка железно-углеродистых сплавов и связанное с ней

явление – образование горячих трещин. // Автореферат канд. диссертации. /

Л., 1956.

14. Доценко Н. И. Восстановление коленчатых валов автоматической

наплавкой. М., 1965.

15. Полиновский Л. А. Расчет припусков на механическую обработку.

Определение точности обработки. Методические указания к выполнению

лабораторных и практических работ. Новосиб., СГУПС. 1988. 12 с.

16. Егоров М. Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. М.,

1969.

17. ОНТП-14 – 86. Нормы технологического проектирования предприятий

машиностроения. М., 1987. 96 с.

18. Расчет режимов резания при механической обработке металлов и сплавов.

Методическое пособие. Хабаровск. 1997. 83 с.

19. Общемашиностроительные нормативы времени на слесарную обработку

деталей и слесарно-сборочные работы по сборке машин и приборов в условиях

массового, крупносерийного и среднесерийного типов производства. М.,

1991. 158 с.

20. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования

работ на металлорежущих станках, мелкосерийное и единичное производство.

Ч. 1. М., 1967. 315 с.

21. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования

работ на шлифовальных и доводочных станках (укрупненные). М., 1974. 112

с.

22. Нормативы для технического нормирования работ при автоматической

электродуговой сварке под слоем флюса. М., 1954. 142 с.

23. ОНТП-14 – 90. Нормы технологического проектирования предприятий

машиностроения. М., 1991. 115 с.

24. Ефремов В. В. Ремонт автомобилей. М., 1965.

25. Бежанов Б. Н. Пневматические механизмы. М., 1957.251 с.

26. Герц Е. В. Пневматические устройства и системы в машиностроении. М.,

1981.

27. Гидравлическое и пневматическое оборудование общего назначения,

изготавливаемое в СНГ, Литве, Латвии. М., 1982. 123 с.

28. Ковка и штамповка. Справочник. В 4-х т. М., 1985. Т. 2.

29. Сборник типовых инструкций по технике безопасности. М., 1994. 432 с.

30. ОСТ 32 – 9 – 81 ССБТ. Нормы искусственного освещения объектов

железнодорожного транспорта. М., 1982. 40 с.

31. СНиП 11 – 4 – 79. Естественное и искусственное освещения. М., 1980. 48

с.

32. Расчет и проектирование искусственного освещения производственных

помещений и открытых площадок. Методические указания к решению задач.

Новосибирск. 1989. 30 с.

Рецензия

на дипломный проект студента СГУПСа Ббббббб Александра Олеговича на тему:

«Технологический процесс восстановления коленчатых валов».

Дипломный проект представлен расчетно-пояснительной запиской объемом

92 с. и 8 чертежами формата А1.

Дипломный проект посвящен актуальной проблеме восстановлению чугунных

коленчатых валов автотракторных двигателей. За основу автором взят способ

восстановления наплавкой по защитной металлической оболочке.

Технологический процесс по составу операций, принятому оборудованию и по

технологической оснастке можно отнести к категории легко реализуемых,

поэтому эта работа может быть внедрена в ремонтных дорожных мастерских.

Технологический процесс проработан достаточно глубоко, принятые решения

обоснованы расчетами. Разработанный стенд для обжима стальной оболочки

позволяет в значительной степени механизировать операции сборки перед

наплавкой.

В месте с тем следует отметить некоторые недостатки проекта:

- Предложенный участок для восстановления чугунных коленчатых валов

не привязан к конкретному предприятию;

- Рабочие места на операциях сборочной и слесарной загружены не

достаточно 3% и 4% соответственно.

- Конструкцию стенда желательно было спроектировать

многопозиционным, что существенно сократило бы оперативное время.

Не смотря на указанные недостатки дипломный проект, заслуживает

отличной оценки, а студент дипломник Ббббббб Александр Олегович присвоения

квалификации инженера механика.

Начальник участка №2 цеха 10

ОАО Рррррр А.И.

16.06.99

Страницы: 1, 2, 3