Ремонт автомобильного транспорта

 

Введение

 

За последние годы в авторемонтное  производство внедрены

новые способы восстановления деталей, поточные линии, новое оборудование и др. Однако, трудоемкость, стоимость  КР автомобилей все еще остаются высокими. Поэтому важной задачей  персонала авторемонтных предприятий  является улучшение качества ремонта, при одновременном снижении его  стоимости. Этого можно достигнуть совершенствованием технологий и организации  ремонта а/м, применением прогрессивных способов восстановления деталей, механизацией и автоматизацией технологических процессов и т.д.

Повышение качества ремонта а/м  и снижение его трудоемкости во многом зависят от механизации разборочно - моечных и сборочных работ и контроля сборочных узлов и агрегатов.

 

 

1 Исследовательский раздел

 

1.1 Исследование конструкции и  материала детали

 

Деталь: седло впускного клапана компрессора автомобиля ЗИЛ-130 (130-3509056) относится к классу – круглые кольца.

Деталь седло впускного клапана  компрессора изготовлена из стали 35 с твердостью 207 НВ.

Деталь изготовлена из стали  конструкционной углеродистой качественной стали 35 ГОСТ 1050-88.

 

Сталь 35 предназначенных для деталей, испытывающих напряжения: оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, шпиндели, звездочки, тяги, ободы, траверсы, валы, бандажи, диски и другие детали автомобилей, тракторов и машин.

 

 

Таблица 1 – Химический состав в % материала сталь 35 конструкционная легированная сталь повышенной коррозионной стойкости

 

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.25
Мышьяк (As), не более	0.08
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni), не более	0.25
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr), не более	0.25
Сера (S), не более	0.04

 

 

 

 

Таблица 2 – Механические свойства

 

Термообработка, состояние поставки	sB, МПа	d5, %	HB
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой нагартованная без термообработки	590	5	207

 

где :σ_B - предел кратковременной прочности,

δ₅ - относительное удлинение при разрыве,

HB - твердость по Бринеллю, [МПа]

 

Твердость материала определяется по методу Бринелля. Метод измерения твердости металлов по Бринеллю регламентирует ГОСТ 9012-59 (ИСО 6506-81, ИСО 410-82) (в редакции 1990г.). При определении твердости стальным шариком или шариком из твердого сплава диаметром 10мм при силе 3000кгс (29420Н) и продолжительности выдержки от 10 до 15с.

 

Таблица 3 – Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1280, конца 750. Заготовки сечением до 800 мм охлаждаются на воздухе.

Свариваемость

Ограниченно свариваемая. Способы сварки РДС, АДС под флюсом и газовой  защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС  без ограничений.

Обрабатываемость резанием

В горячекатаном состоянии при  НВ 144-156 и σB = 510 Мпа, Kб.ст. = 1,3.

Склонность к отпускной способности

Не склонна.

 

 

 

1.2 Виды дефектов

 

Дефекты:

 

Дефект № 1 - износ вала ø17;

Дефект № 2 - износ отверстия ø14;

Дефект № 3 - износ вала ø19.

 

1.3 Возможные способы устранения  дефектов:

 

По дефектам № 1 и № 3:

- точение вала;

- наплавка обработанной поверхности  седла впускного клапана;

- точение вала.

 

По дефекту № 2

- сверление отверстия ø14;

- наплавка обработанной поверхности отверстия ø14;

- сверление отверстия ø14.

 

Проанализировав способы восстановления дефектов № 1 - № 3 седла впускного клапана, выбираем вибродуговую наплавку с помощью наплавочной головки А 508М.

 

Рабочий инструмент подбираем с  учетом вида обработки, необходимой  точности и чистоты обрабатываемой поверхности, а также материала  обрабатываемой детали.

 

Измерительный инструмент выбираем с  учетом формы поверхности и точности ее обработки.

 

 

2 Расчетно-технологический раздел

 

2.1 Определение параметров детали

 

В процессе работы на деталь действуют  нагрузки, вследствие чего она изнашивается, износ вала ø17, износ отверстия  ø 14, износ вала ø 19.

Все перечисленные параметры износов  представлены совместно с размерами, допусками и посадками на ремонтном  эскизе.

 

2.2 Выбор технологических баз

 

В данном технологическом процессе при ремонте дефектов износа вала ø 17, износ отверстия ø 14, износа вала ø 19, я предлагаю принять базовыми поверхностями А и Б.

Эти поверхности были выбраны с  учетом того, что они обеспечивают при одноразовой установке обработать максимальное количество поверхностей с минимальной погрешностью, отклонением  размеров и формы детали.

 

2.3 Решение режимов обработки

 

2.3.1 Определяем глубину резания t и подачу S, принимаем:

S=0,3мм/об, t=0,25 мм.

 

2.3.2 Определяем линейную максимальную, скорость резания (критическая скорость)

 

Vкр= 0,017 • 141,5 / S^0,35 • t^0,J8 • K, (м/с) (1)

где К- поправочный коэффициент;

 

 

 

К=К₁ • К₂ • К₃ (2)

K₁ - коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала;

К₂- коэффициент зависящий от главного угла заточки инструмента,

К₃- коэффициент зависящий от свойств стойкости резца (марка сплава),

 

Таблица 4- Коэффициент K₁, зависящий от свойств обрабатываемого материала

Твердость НВ	Прочность	К1
116-146	40-50	2,15
146-174	50-60	1,60
174-203	60-70	1,25
203-230	70-80	1,0
230-260	80-90	0,84
260-288	90-100	0,73

К₁= 1.

 

Таблица 5- Коэффициент К₂, зависящий от главного угла заточки

φ°	10	20	30	40	50	60	70	80
К2	1,55	1,3	1,13	1	0,92	0,89	0,86	0,81

К₂= 1

 

 

Таблица 6- Коэффициент К₃, зависящий от стойкости резца

Марка сплава	У10А	9ХС	Т5К10	Р9, Р18, Р15К	ВК6, ВКЗ	Т30КУ
К3	0,9	0,5	0,65	1	1,2	1,5

К₃= 1

 

 

 

 

К= 1 • 1 • 1=1

 

V_KP= 0,017 • 141,5 / 0,3^0,35 • 0,25^0,I8 • 1=4,3 (м/с)

 

2.3.3 Определяем теоретическое число оборотов шпинделя

 

n= 1000 • V_KP/π • d, (об/мин) (3)

d- диаметр детали,

d= 17.

n= 1000 • 4,3/3,14 • 17=80,51 (об/мин)

Сравниваем теоретическое число  оборотов шпинделя с паспортными  данными станка и принимаем ближайшее  значение в меньшую сторону.

Принимаем n_ф= 80 об/мин

 

2.3.4 Определяем фактическую скорость резания соответствующую выбранному числу оборотов из паспорта станка

 

Vф= π • n • d/1000<V_KР, (м/с) (4)

Vф= 3,14 • 80 • 17/1000=4,27 (м/с)

4,27<4,3 (кВт)

 

2.3.5 Определяем усилие, необходимое на резание

 

Р= 10,79 • 200 • t • S^0,75 • Vф^-0,15, (Н) (5)

Р= 10,79 • 200 • 0,25 • 0,3^0,75 • 4,27^-0,15= 172,64 (Н)

 

2.3.6 Определяем мощность, необходимую на резанье, которая не должна превышать мощность станка с учетом его КПД

Np= Р • Vф<η_СТ • Wэл.дв, (Вт) (6)

η_СТ- КПД станка,

 

 

η_СТ= 0,95

Wэл.дв- мощность электродвигателей станка;

Wэл.дв= 10000 Вт

Np= 172,64 • 4,27<0,95 • 10000

737,17<9500

Условие по мощности резания выполняется.

 

2.4 Расчет норм времени

 

2.4.1 Расчет основного времени

 

2.4.1.1 Расчет основного времени для точения

t_O1= (l+(l₁ + l₂)) • i/n_Ф • S_Ф, (мин) (7)

где: l- длина обработки,  1= 5,5мм

(1₁+1₂)- длина врезания,  (1₁+1₂)⁼ 5мм

1. число проходов,  i= Z/2t

Припуск на обработку

Z=d₁-d₂  (8)

где: d₁- номинальный диаметр, d₁=17мм

d₂-диаметр после обработки, d₂= 16,5мм

Z= 17-16,5=0,5

i= 0,5/2 • 0,25= 1.

t_O1= (5,5+5) • l / 80 • 0,3= 0,4 мм

 

2.4.1.2 Расчет основного времени для наплавки

 

t_O2= 60 • m / I • W (мин)

где- m- масса наплавляемого слоя;

m= ρ • V (9)

 

 

где- ρ-плотность материала, ρ= 0,0078 г/мм³

V- объем наплавляемого слоя

 

V= π • (d₂²/4 - d₁²/4) • L, (мм³) (10)

d₂= 17,5 мм

d₁= 16,5мм

V= 3,14 •( 17,5²/4-16,5/4) • 5,5= 146,84 мм³

m= 0,0078 • 146,84= 1,2 г/

I - сила тока, А

I= 110 d_Э+10 d, (A) (11)

d_Э- диаметр электрода, d_Э= 1мм

d- диаметр детали, d= 17мм

I= 110 • 1+10 • 17= 280 А

 

W- производительность головки,

W= 15 г/А • ч

t_O2= 60 • 1,2/280 • 15= 0,02 мм

 

2.4.1.3 Расчет основного времени для точения

 

Расчет основного времени t_O1 аналогичен t_O3

t_O3=t_O1=0,4 мин.

Т_О.ОБ= Σ t_O= 0,4+0,02+0,4= 0,82 мин

 

2.4.2 Расчет вспомогательного времени

t_BCП= 20% • t_O, (мин) (12)

 

 

t_{BCП 1}= 20% • 0,4=0,08 мин

t_{BCП 2}= 20% • 0,02=0,004мин

t_{BCП 3}=20% • 0,4= 0,08мин

Т_BCП.ОБ= Σ t_BCП= 0,08+0,004+0,08=0,164мин

 

2.4.3 Расчет дополнительного времени

 

t_Д=8% • (t_О+t_B), (мин) (13)

t_{Д 1}=8% • (0,4+0,08) = 0,04мин

t_{Д 2}=8% • (0,02+0,004)=0,002мин

t_{Д 3}=8% • (0,4+0,08)= 0,04мин

Т_Д.ОБ= Σ t_Д= 0,04+0,002+0,04= 0,082мин

 

2.4.4 Расчет штучного времени

 

t_Ш= t_О+t_B+t_Д, (мин) (14)

t_{Ш 1}=0,4+0,08+0,04=0,52 мин

t_{Ш 2}=0,02+0,004+0,002=0,026 мин

t_{Ш 3}=0,4+0,08+0,04=0,52 мин

Т_{Ш. ОБ.}= Σ t_Ш= 0,52+0,026+0,52= 1,066мин

 

2.4.5 Расчет штучно-калькуляционного времени

 

t_Ш-К=t_Ш+t_П-З,(мин) (15)

 

t_П-З= 20/N_СУT (16)

N_СУT= N_А • K_Р/Д_РАБ • Q, (17)

где:N_А - списочное количество а/м, N_А=10000 ед.

К_Р- коэффициент ремонта, К_Р=0,3

 

 

Д_РАБ- дни работы в году, Д_РАБ=253дн

Q- количество одноименных деталей установленных в а/м, Q=1.

 

N_ДЕТ^СУТ=10000 • 0,3/253 • 1= 112 шт.

Т_П-З=20/12=1,7мин.

t_{П-З 1}=0,52+1,7=2,22мин

t_{П-З 2}=0,026+l,7= 1,726

мин t_{П-З 3}=0,52+1,7=2,22мин

Т_{Ш-К ОБ.}= Σt_Ш-К=2_s22+1,726+2,22= 6,2мин

 

Дефект №2

 

2.5.1 Определяем подачу S и время стойкости инструмента Т;

принимаем S= 0,56мм/об, Т= 10мин.

 

2.5.2 Определяем линейную, минимальную скорость резания (критическая скорость)

 

Vкр=10,5 • d_CВ^0,25/60 • S^0,55 • Т^0,33 • К, (м/с) (18)

где: d_CВ- диаметр сверления, d_CВ= 14мм

К- поправочный коэффициент для сверления

 

L/Д	до З	4	5	6	7	10
К	1	0,85	0,75	0,7	0,6	0,5

 

L-длина обработки, L=10mm

d- диаметр отверстия, d=14мм

L/d=10/14=0,7

Vкр= 10,5 • 15^0,25/60 • 0,56^0,55 • 10^0,33 • 1=0,23 (м/с)

 

 

1.5.3 Определяем теоретическое число оборотов шпинделя

 

n=1000 • V_KP • 60/π • d (об/мин) (19)

n= 1000 • 0,23 • 60/3,14 • 14=313,79 об/мин

Сравниваем теоретическое число  оборотов шпинделя с паспортными

данными станка и принимаем ближайшее  значение в меньшую сторону.

Принимаем n_Ф=250 об/мм

 

2.5.4 Определяем момент, необходимый на резание

 

М=0,98 • 10^-2 • 25 • d_СВ^1,9хS^0,8,(Н • м) (20)

М= 0,98 • 10^-2 • 25 • 14^1,9 • 0,56^0,8=23,24 Н • м

 

2.5.5 Определяем мощность , необходимую на резание, которая не должна превышать мощность станка с учетом по КПД.

 

N=M • n/9554≤N_CT •η_CT, (кВт) (21)

N_CT- мощность электродвигателей станка, N_CT=4кВт

η_CT= 0.95

N= 23,24 • 250/9554<0,95 • 4000

0,6кВт<3,8кВт

 

2.6 Расчет норм времени

 

2.6.1 Расчет основного времени

 

2.6.1.1 Расчет основного времени для сверления

t_О4=(l+(l₁+l₂)) • i/n_Ф • S_Ф (мин) (22)

где: l=10мм

 

(1₁+1₂)=7mm

i=1

t_O4=(10+7) • 1/250 • 0,56=0,12 мин

 

2.6.1.2 Расчет основного времени для наплавки

 

t_O5=60 • m/I • W (мин)

m=ρ • V

V=(π • d₂²/4- π • d₁²/4) • L (мм³)

где: d₂=15 мм

d₁ = 13 мм

V=(3,14 • 15²/4-3,14 • 13²/4) • 10=439,85 мм³

М= 0,0078 • 439,85=3,43г.

I=110 • 1,5+10 • 14=305 A.