Восстановление деталей автомобиля

РЕФЕРАТ В дипломном проекте приведены результаты проектирования производственного подразделения по электролитическому восстановлению корпусной детали базового элемента двигателя автомобиля ЗИЛ-130, блока цилиндров и его детали гильзы. При выполнении дипломного проекта учитывались наиболее современные тенденции и направления в области организационных, технологических и конструкторских решений.

Дипломный проект относится к технологическому, поэтому при выполнении основной части расчетно-пояснительной записки производились описания последовательности разработок технологических процессов восстановления работоспособности детали.

В технологическом разделе для осуществления процессов восстановления выбрано технологическое оборудование, разработан технологический процесс восстановления детали, рассчитаны режимы резания и нормы времени.

В пояснительной записке приведены разделы, подтверждающие безопасность и экологичность проекта, а также определены технико-экономические показатели.

Дипломный проект содержит расчетно-пояснительную записку на страницах текста, таблиц, рисунков, 16 литературных источников, графическую часть на 8 листах формата А1.

дефект блок цилиндр гильза электролитический восстановление

СОДЕРЖАНИЕ Введение

1. Маркетинговые исследования

1.1 Обоснование актуальности и целесообразности разработки

1.2 Исследование спроса на разработку

1.3 Обзор решений и их анализ

1.4 Характеристика проектируемого объекта

2. Конструкторский раздел

2.1 Задачи раздела

2.2 Назначение проектируемого объекта

2.3 Патентные исследования, анализ существующих конструкций и обоснование принятых решений

2.4 Устройство принцип действия

2.5 Расчетная часть

3. Организационный раздел

3.1 Основные вопросы организации производства

4. Технологический раздел

4.1 Обоснование уровня проектирования технологической системы

4.2 Выбор метода организации производственных процессов на объекте проектирования

4.3 Схемы технологических процессов на объекте проектирования

4.4 Дефектация деталей

4.4.1 Описание условий работы детали

4.4.2 Описание дефектов и методы обнаружения

4.4.3 Анализ возможных методов восстановления и обоснование выбранного варианта

4.5 Маршрутный технологический процесс

4.5.1 Установление маршрутного технологического процесса

4.5.2 Выбор оборудования, инструментов и оснастки

4.5.3 Определение режимов обработки

4.5.4 Определение норм времени

5. Расчеты по участку

5.1 Определение фондов времени

5.2 Выбор оборудования

5.3 Расчет состава работающих

5.4 Расчет площадей на участке

5.4.1 Расчет площади участка по площади занимаемой оборудованием

5.4.2 Расход электроэнергии

5.4.3 Расход пара

5.4.4 Расход сжатого воздуха

5.4.5 Расход воды

6. Безопасность и экологичность проекта

6.1 Безопасность проекта

6.2 Экологичность проекта

7. Экономическая эффективность внедрения устройства для гальванического наращивания

7.1 Экономическая эффективность проекта

8. Экономические расчеты по участку Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

В процессе эксплуатации автомобиля его рабочие свойства постепенно ухудшаются из-за изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены.

Ремонт представляет собой комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий и их составных частей.

Основным источником экономической эффективности капитального ремонта автомобиля является использование остаточного ресурса их деталей. Около 70…75% деталей автомобиля, поступивших в КР, могут быть использованы повторно либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия.

Детали, полностью исчерпавшие свой ресурс и подлежащие замене, составляет 25…30% всех деталей. Это поршни, поршневые кольца, подшипники качения, резинотехнические изделия и другие.

Количество деталей, износ рабочих поверхностей которых находятся в допустимых пределах, что позволяет использовать их без ремонта достигает 30…35%. Остальные детали автомобиля 40…45% могут быть использованы повторно только после их восстановления. К ним относятся большинство наиболее сложные металлоемкие и дорогостоящие детали автомобиля, в частности блок цилиндров, коленчатый и распределительные валы, головка цилиндров, картеры коробки передач и заднего моста.

Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10…50% стоимости изготовления.

1. МАРКЕТИНГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Автотранспортный цех завода относится к цехам вспомогательного производства РМЗ. В настоящее время участок насчитывает 23 единицы транспорта, куда входит как автомобильный парк, так и другие вспомогательные машины и механизмы.

Руководство цеха осуществляется следующим образом — начальники других участков завода подают в письменном виде заявки на требуемый транспорт в производственный отдел завода, который осуществляет руководство всем производственным циклом. Затем составляется наряд на работы, который подписывается директором или в его отсутствие главным инженером, и через начальника смены передается в транспортный цех, начальнику цеха и диспетчеру цеха, которые непосредственно управляют.

Если в процессе работы происходит изменение наряда, полученного работником, то он выполняет распоряжение только своих непосредственных начальников, то есть диспетчера и начальника цеха.

Далее приведем список подвижного состава и опишем работу каждого:

1. Камаз-55 111

2. Камаз-5320

3. Камаз-5410

4. ПАЗ-3205 — 3 шт

5. УАЗ-31 512 — 2 шт

6. ВАЗ-21 213 — 3 шт

7. ГАЗ-3110 — 2 шт

8. ЗИЛ-ММЗ-554

9. ЗИЛ-АГП-22−130- 2 шт (телевышка)

10. Краз-КС-3562 (авто-кран)

11. Автопогрузчик — 2 шт

12. К-700 — 2 шт

13.ДТ-75

14. Газель ГАЗ-3201

1. Камаз-55 111 (самосвал) — осуществляет работы, связанные с завозкой и вывозкой всех видов грузов, которые можно разгружать вываливанием. Занимается завозкой угля населению, доставкой компонентов литейного производства, вывозкой отходов предприятия, металлолома, крупнотоннажного груза.

2. Камаз-5320 (грузовой-бортовой) — осуществляет работы по транспортировке практически всех видов груза, занимается междугородними перевозками, доставкой пиломатериалов и запчастей, обслуживанием ремонтных площадок по ремонту экскаваторов, но основная работа в отделе материально-технического снабжения.

3. Камаз-5410 (грузовой-тягач) — в основном осуществляет работы по междугородним перевозкам, доставляет запчасти для тепловозов, экскаваторов с заводов-производителей городов Коломна, Москва, Людиново и многих других. В остальное время работает по участкам завода, при строительстве жилья для работников предприятия — работает в составе полуприцепа-панелевоза, доставляет крупные панели домов с КССК г. Красноярск.

4. ПАЗ-3205 (автобус) — осуществляют доставку работников предприятия на обед и с работы, движутся согласно графика, доставляют слесарей на ремонтные площадки по ремонту экскаваторов. Производят завозку питьевой воды на участки завода, обслуживают столовые, бухгалтерии, а также осуществляют все виды разъездных работ для нужд РМЗ.

5. УАЗ-31 512 — осуществляют обслуживание производственного отдела, перевозку ИТР по ремонту и обслуживанию тепловозов и экскаваторов, междугородние перевозки и разъездные работы, доставляют мелкие партии груза.

6. ВАЗ-21 213 — осуществляет обслуживание главного инженера, зам. директора по производству, начальника экскаваторного участка и участка по ремонту подвижного состава, разъездные работы.

7. ГАЗ-3110 — осуществляет обслуживание директора завода и начальника ОМТС (отдел снабжения), главного бухгалтера, начальника отдела кадров, зам. директора по ГО и ЧС.

8. ЗИЛ-ММЗ-554 (грузовой самосвал) — осуществляет работы по перевозке инертных грузов, доставка угля населению, вывозка отходов производства, обслуживание ремонтных площадок по ремонту экскаваторов, доставку грузов ОМТС, междугородние перевозки.

9. ЗИЛ-130-АГП-22 (телевышка) — осуществляет грузопассажирские подъемы, работает на участке по обслуживанию и ремонту зданий и сооружений, а также на ремонтных площадках по ремонту электрооборудования и освещения, оказывает услуги администрации города по всем видам ремонтно-строительных работ и освещения.

10. Краз-КС-3562 (автокран) — осуществляет грузоподъемные работы, работает на ремонтных площадках, на стройках, на участках завода.

11. Автопогрузчик — работа по участкам завода, завозка сырья и материалов, вывозка готовой продукции. Один погрузчик постоянно закреплен за литейным участком. При мелких ремонтно-строительных работах завозят мульды с раствором и бетоном для РСУ.

12. К-700 (трактор) — один из К-700 работает балластным тягачом, вывозит крупнотоннажное оборудование, узлы и агрегаты экскаваторов, работает с бульдозером. Весной занимается вспашкой поля для работников завода. Второй К-700 оборудован 3-ех кубометровым ковшом с гидроприводом — занят при погрузке инертных материалов для отсыпки ремонтных площадок, уборке территории, а также сопровождает тягач и помогает при буксировке особо тяжелых и негабаритных грузов.

13. ДТ-75 (трактор) — работает в составе бульдозера, занят планировкой и перемещением грунта на стройплощадках, очисткой снега, осуществляет сопровождение К-700-тягача. При отсыпке ремонтных площадок разравнивает инертные материалы, растягивает ванты и гусеницы экскаваторов.

14. Газель ГАЗ-3201 — работает постоянно в ОМТС, доставляет легковесные грузы.

Также в цехе имеются ремонтный участок и зона технического обслуживания. На ремонтном участке производятся моечные, разборочно-сборочные, дефектовочные, обкаточные работы. Ремонт отдельных деталей и их восстановление не производятся.

Детали требующие ремонта и восстановления, отвозятся на другие ремонтные предприятия. Такая раздробленность не способствует быстрому и не дорогому ремонту, в связи отсутствия необходимого оборудования для ремонта и восстановления изношенных деталей автомобиля. Поэтому организацией производственного подразделения в составе автотранспортного предприятия по ремонту и восстановлению агрегатов и его деталей, в том числе корпусных деталей автомобиля представляется перспективной и актуальной.

1.1 Обоснование актуальности и целесообразности разработки Основная задача, которую преследует ремонтное предприятие, это снижение себестоимости ремонта автомобиля и агрегатов при обеспечении гарантий потребителей, т. е. гарантии послеремонтного ресурса.

Исследование ремонтного фонда (автомобилей и агрегатов, поступающих в ремонт) показали, что в среднем около 20% деталей утильных, 25…40% годных, а остальные 40…55% можно восстановить. Даже процент утильных деталей можно значительно снизить в АРП, если оно будет располагать эффективными способами дефектации и восстановления.

Технологии восстановления деталей относятся к разряду наиболее ресурсосберегающих, так как по сравнению с изготовлением новых деталей сокращаются затраты (на 70%). Основным источником экономии ресурсов являются затраты на материалы.

Несмотря на рентабельность, трудоемкость восстановления деталей еще неоправданно высока и даже на крупных ремонтных предприятиях в среднем до 1,7 раз больше трудоемкости изготовления одноименных деталей на автомобильных заводах.

1.2 Исследование спроса на разработку В дипломном проекте, рассматривая вопросы технологического, конструкторского и организационного характеров.

Технологические вопросы связаны с ремонтом (восстановлением) базового элемента автомобиля ЗИЛ-130, корпусной детали-блока цилиндров его детали-гильзы.

Блок цилиндров относится к наиболее крупным и сложным деталям кривошипно-шатунного механизма, и нарушение его работоспособности приводит к полной остановке машины и является поводом для проведения КР. Капитальный ремонт всегда связан не только с серьезными трудовыми и материальными затратами, но и с потерей полезного времени работы машины.

Конструкторские вопросы связаны с разработкой установки для электролитического восстановления корпусной детали, блока цилиндров и его детали гильзы.

Разработанная установка может найти применение не только в рассматриваемом дипломном проекте машины, но и при ремонте других машин. Предлагаемая установка позволяет производить восстановление гильз двигателей с любой формой наружной поверхности, повысить качество наносимых покрытий, значительно увеличить производительность процесса восстановления, уменьшить номенклатуру используемого для восстановления оборудования за счет реализации полного технологического процесса на одном рабочем месте.

1.3 Обзор решений и их анализ Вопросы ремонта автомобилей организационно решаются различным образом. Как любая материально-производственная система, система ремонта представляет собой совокупность ремонтных предприятий (материальная база), принципов и методов управления ею, а также исполнителей, обеспечивающих эффективное функционирование этой системы. Все функционирующие в России предприятия по ремонту автомобилей можно представить в виде следующих групп:

1. Центры обслуживания и ремонта

2. Заводы изготовления (фирменный ремонт)

3. Специализированные ремонтные предприятия, производящие ремонт машин, агрегатов и деталей

4. Отраслевые ремонтные органы, включающие ремонтные предприятия, ремонтные базы, ремонтные участки

5. Ремонтные органы эксплуатирующих организаций в составе ремонтных зон

6. Частные ремонтные организации В конце 1980;х годов функционировало до 2 тыс. Специализированных ремонтных предприятий и примерно 35 тыс. мастерских. Эти организации производили в год до 1 миллиона капитальных ремонтов машин, ремонт 2 миллионов двигателей, 3 миллиона агрегатов трансмиссий и других ремонтных услуг.

Структура годовой программы капитальный ремонт агрегатов автобусов одной модели, соотношение количества КР автомобиля и комплектов товарных агрегатов 1:1.

Но централизованный капитальный ремонт (восстановление) полнокомплектных грузовых автомобилей недостаточно эффективен.

Изучение этого вопроса в городе Бородино показало, что на территории автотранспортного предприятия выделяются площади для проведения работ. Иногда эти площади находятся в отдельно стоящем здании. Такая раздробленность ремонтных баз по каждому предприятию не способствует качественно, быстро и не дорого производить большие объемы работ, а стоимость мелких ремонтов (восстановлений) резко возрастает.

1.4 Характеристика проектируемого объекта В дипломном проекте разрабатывается производственное подразделение по электролитическому восстановлению корпусных деталей, узлов грузовых автомобилей в составе автотранспортного предприятия.

Все технологические процессы, несмотря на относительно небольшие объемы работ, будем выполнять с учетом современных принципов по их организации принципов серийного и поточного производства.

В состав ремонтной базы предприятия включен комплекс по ремонту и восстановлению корпусных деталей.

Состав подразделения будет включать необходимые технологические комплексы:

а) Моечное отделение (наружная мойка, дефектовка и входной контроль) б) Слесарно-механическое отделение в) Гальваническое отделение (гальваническое наращивание)

2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Задачи раздела В дипломном проекте необходимо разработать приспособление, установку для электролитического восстановления корпусной детали, блока цилиндров его детали гильзы, которое отличалось бы возможностью использования в условиях ремонтных мастерских, производительностью, надежностью.

В состав конструкторского раздела включены две части: расчетная и графическая.

2.2 Назначение проектируемого объекта Проектируемая установка для восстановления электролитическим способом внутренней поверхности блока цилиндров его детали гильзы. Выбран метод хромирования.

Сущность процесса заключается в гальваническом наращивании металла на восстанавливаемую поверхность. Восстановление поверхности способом наращивания не вызывает структурные изменения в деталях, позволяет устранять незначительные износы. Процесс восстановления легче поддается механизации и автоматизации.

2.3 Патентные исследования. Анализ существующих конструкций и обоснование принятых решений Наиболее изнашиваемой частью в конструкции автомобиля является внутренняя поверхность гильзы цилиндров, это происходит по многим причинам в том числе:

— работа в трение

— работа в условиях повышенных температур Поэтому для упрочнения внутренней поверхности зеркала цилиндра применяют различные методы, повышающие износостойкость поверхности.

1. Закалка с нагревом ТВЧ

2. Объемная закалка

3. Применение специальных материалов с увеличенной износостойкостью

4. Обработка методами пластической деформации.

Многие из этих способов трудоемки, требуют специального оснащения и не всегда приводят к желаемому результату.

Поэтому установка для гальванического наращивания гильз цилиндров, может найти применение.

Также проведен патентный поиск по установкам гальванического наращивания (электролитические). Смотря приложение А.

2.4 Устройство принцип действия Установка восстановления гильз состоит: из станка, станины с гидростанцией, на которой установлены два шпинделя с закрепленными на них хонинговальными головками, привода вращения, гидроцилиндра главного движения, двух электролитических ячеек с легкосъемными отводящими патрубками из полимерного материала, механизма настройки станка и токоподводящие шины.

В свою очередь электролитическая ячейка состоит из анодного узла 1, содержащего токоподводящий корпус 2 с токоподводными стержнями 3, на которых установлены растворимые быстросъемные аноды 4, собранные в пакет при помощи распорных колец 5, внутри пакета установлена труба 6 с неравномерной перфорацией в рабочей зоне для подачи электролита с изолирующим кольцом 7 и катодного узла 8, состоящего из корпуса 9, изолированного от анодного узла 1 прокладкой 10 из диэлектрического материала. На корпусе 9 установлено кольцевое диафрагменное уплотнение 11 для уплотнения стыка и фиксации обрабатываемой детали 12 и фланец 13, к которому крепится диафрагменный зажим 14 со вставленным переходным стаканом 15 с фланцем, служащим для базировки деталей различных размеров. Хонинговальная головка состоит из корпуса, выполненного в виде полого цилиндра из полимерного материала с двумя рядами окон, разделенных поясом жесткости. Между окнами установлены подвижные колодки, на которых с наружной стороны закреплены хонинговальные бруски, а с противоположной стороны в пазах колодок и корпуса уложены гибкие трубки для разжима брусков. Снизу трубки заглушены пробками, а верхние концы через коллектор соединены с системой подачи воздуха. Сведение брусков и фиксация трубок в пазах корпуса осуществляется упругими кольцами.

Подлежащая восстановлению обезжиренная деталь 12 вставляется в переходной стакан 15 и фиксируется диафрагменным уплотнением 11. На фланец промежуточного стакана устанавливается легкосъемный отводящий патрубок. Настройка станка на режим производится при помощи пульта управления и механизма настройки станка. Открываются вентили и гильза промывается водой, после окончания промывки вентили закрываются, и поверхность гильзы прирабатывается по хонинговальным брускам.

Затем открываются другие вентили и насосом из ванны подается раствор травления в электролитические ячейки, производится электрохимическое травление детали 12. После окончания процесса травления вентили закрываются, а открываются вентили подачи воды для промывки гильзы. Далее через вентили насосом из ванны электролит подается в ячейки, включается ток, деталь выдерживается при заданной плотности тока и производится плавное увеличение плотности тока до рабочего значения. Хонинговальная головка входит в деталь, процесс электроосаждения ведется с одновременной активацией поверхности. После получения осадка необходимой толщины ток отключается и производится окончательное хонингование поверхности. Затем хонголовка выводится вверх, включается электрический ток с полярностью обратной рабочей, производится электролитическое травление. Далее блокируется линия подачи электролита, электролитическая ячейка и гильза промываются водой. Технологический процесс нанесения покрытия и обработки осуществляется в автоматическом режиме.

3. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ РАЗДЕЛ

3.1 Основные вопросы организации производства Поддержание автомобилей в исправном состоянии достигается путем проведения ТО и ремонта, которые долгое время осуществлялись на основе планово — предупредительной системы обслуживания.

Виды технического обслуживания подвижного состава:

ежедневное (ЕО) — включает контроль, направленный на обеспечения безопасности движения, а также работы по поддержанию надлежащего внешнего вида, заправку топливом, маслом и охлаждающей жидкостью;

техническое обслуживание (ТО-1) (ТО-2) — включает контрольно-диагностические, крепежно-регулировочные, смазочные и очистные работы;

сезонное — производится два раза в год при подготовке автомобилей к эксплуатации в холодное или теплое время года.

Виды ремонтов:

текущие (ТР) плановые и явочные;

средние (СР);

капитальные (КР).

Виды ремонтов отличаются друг от друга объемом выполняемых работ.

Текущий ремонт — обеспечивает безотказную работу отремонтированных агрегатов, узлов и деталей на пробеге не меньшем, чем до ближайшего ТО — 2, путем замены отдельных агрегатов, узлов и деталей (кроме базовых), достигших предельного состояния.

Средний ремонт — предусматривается в случае эксплуатации автомобиля в тяжелых дорожных условиях. Выполняются замена двигателя, достигшего предельного состояния и требующего капитального ремонта, устранение неисправностей других агрегатов с заменой или ремонтом двигателей, окраска кузова и другие работы.

Капитальный ремонт- автомобилей, агрегатов и узлов производится с заменой и восстановление любых узлов и деталей, включая базовые.

Ремонты производятся следующими методами:

— необезличенный метод, при котором сохраняется принадлежность остановленных составных частей к определенному экземпляру, что повышает качество ремонтов;

— обезличенный — при котором принадлежности составленных составных частей одному экземпляру не сохраняется.

Работы по техническому обслуживанию и ремонту могут производиться в виде:

— бригадных работ;

— агрегатных работ.

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

4.1 Обоснование уровня проектирования технологической системы Согласно ГОСТ 27.004−85 уровень проектирования технологических систем может представлять собой следующие:

а) технологические системы предприятия б) технологические системы производственных подразделений в) технологические системы процессов г) технологические системы операций В соответствии с заданием на дипломное проектирование разрабатывается:

1. Технологическая система процесса ремонта (восстановления) корпусной детали блока цилиндров его детали гильза.

2. Технологическая система операций механообработки

4.2 Выбор метода организации производственных процессов на объекте проектирования Для осуществления производственных процессов на ремонтных предприятиях и в их подразделениях применяют следующие методы выполнения работ:

1. Метод универсальных постов (применяют для предприятий с малой сменой программой при значительной номенклатуре подвижного состава)

2. Метод специализированных постов (рекомендуется для средних и крупных предприятий)

3. Поточный метод с организацией (для выполнения работ поточных линий при больших объемах работ).

Метод специализированных постов позволяет максимально механизировать трудоемкие процессы ремонта, снизить потребность в однотипном оборудовании, улучшить условия труда. Использовать исполнителей со средней квалификацией, повысить качество ремонта и производительность труда.

4.3 Схемы технологических процессов на объекте проектирования Технологический процесс ремонта (восстановления) машин и агрегатов по этапам определяется схемой, как правило, последовательно, а операции в них могут осуществляться последовательно, последовательно-паралельно и параллельно. Наиболее просто организуемое, но наиболее затратное по времени последовательное выполнение операции. Параллельное выполнение операции требует строгой синхронизации времени выполнения операции, что на практике представляется трудновыполнимым.

Ниже представлена структурная схема (4.1.) технологического процесса восстановления изношенной детали с помощью гальванического наращивания

Предварительная механическая обработка — восстанавливаемых поверхностей деталей имеет цель придать этим поверхностям геометрическую форму, требуемую шероховатость поверхности, однородность свойств, и дальнейшего обеспечения равномерности наносимого покрытия по толщине.

Предварительное обезжиривание — деталей производится промывкой в органических растворителях: уайт — спиртом, четыреххлористым углеродом, чистым бензином и др.

Промывка — деталей осуществляется в воде

Активация — деталей производится непосредственно перед нанесением покрытия для удаления тонких окисных пленок, образующиеся в процессе подготовки деталей к гальваническому нанесению покрытий, а также с целью легкого протравливания поверхностного слоя металла, при котором выявляется кристаллическая структура металла. Эта операция обеспечивает наиболее прочное сцепление гальванического покрытия с поверхностью детали.

4.4 Дефектация деталей

4.4.1 Описание условий работы детали Блок цилиндров относится к базовым, то есть наиболее ответственным элементам автомобильного двигателя. Его конструктивное устройство обеспечивает работу кривошипно-шатунного механизма-основного механизма в создании движения вращения. В то же время, конструктивно блок цилиндров представляет собой корпусную деталь. И должен отвечать требованиям, предъявленным к корпусным деталям:

— обладать надежностью и ремонтной пригодностью;

— обеспечивать правильную установку в нем сопряженных деталей за счет наличия базовых поверхностей;

— быть достаточно прочным.

На выполнение перечисленных требований большое влияние оказывает выбор материала. Рассматриваемый блок цилиндров изготовлен из серого чугуна марки СЧ20.

Чугунный блок-картер имеет вставные гильзы, являющиеся направляющими для находящихся в них поршней. Внутренняя поверхность гильзы носит название зеркала и должна отвечать требованиям по износоустойчивости и обеспечивать наименьшее трение между зеркалом и поршнем. Гильзы в блок цилиндров устанавливают так, чтобы охлаждающая жидкость не проникала в них и в поддон, а газы не прорывались из цилиндра. Для фиксации вертикального положения гильзы имеют специальный бурт для упора в блок цилиндров и установочные пояса. Автомобиль ЗИЛ-130 имеет так называемую мокрую гильзу, в которую запрессована короткая вставка из чугуна, легированного хромом.

Гильза в нижней части уплотняется резиновыми кольцами, размещенными в канавках гильз.

Верхний торец гильзы выступает над плоскостью блока цилиндров на 0,02…0,15 мм, что способствует лучшему обжатию прокладки блока и надежному уплотнению гильзы, блока и головки блока.

Гильза изготовлена отливкой в песчаную форму из чугуна марки СЧ-20, а гильза из жаропрочного чугуна марки ЖЧХ-0,8. Химический состав приведен в таблицах 4.1, 4.2. Механические свойства материалов приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.1. Химический состав чугуна СЧ-20

Таблица 4.2. Химический состав чугуна ЖЧХ-0,8

Таблица 4.3. Механические свойства чугунов СЧ-20 и ЖЧХ-0,8

4.4.2 Описание дефектов и методы обнаружения Дефекты, возникающие у детали в целом — это нарушение целостности (трещины, обломы, разрывы и т. д.), несоответствие формы (изгиб, скручивание, вмятины и др.) и размеров деталей.

Причины нарушения целостности (механические повреждения) — это превышение допустимых нагрузок в процессе эксплуатации, которые работают в условиях циклических, знакопеременных или ударных нагрузок. Если на деталь воздействуют динамические нагрузки, то у них может возникнуть несоответствие размеров, формы (деформации).

Дефекты, возникающие у отдельных поверхностей — несоответствие размеров, формы, взаимного расположения, физико-механических свойств, нарушение целостности. Изменение размеров и формы (нецилиндричность, неплоскостность и .д.) из-за неравномерного износа поверхностей, внутренних напряжений и остаточных деформаций. Физико-механические свойства материала поверхности детали изменяются вследствие нагрева их в процессе работы или износа упрочняющего поверхностного слоя, и выражается снижением твердости. Нарушение целостности поверхности детали вызывается коррозионными, эрозионными или кавитационными поражениями.

В реальных условиях наблюдается сочетание дефектов. Возможные дефекты являются на основе эксплуатации, а также изучения специальных научно — исследовательских работ.

Для выявления дефектов разработано много различных методов и способов:

— внешние дефекты выявляются визуально — оптическим способом (осмотром) с применением или без применения инструментов;

— внутренние невидимые дефекты выявляются в основном, методами неразрушающего контроля магнитно-порошковым, электромагнитным, ультразвуковым, капиллярным, компрессионным.

Дефекты размеров и формы выявляют и измеряют калибрами, штангенциркулями, штангензубомерами, нутромерами, микрометрами, кругломерами, уровнями и другими.

Дефекты расположения поверхностей и осей деталей выявляют и измеряют приборами Бринеля, Роквелла, Виккерса.

Дефекты блока цилиндров устанавливаются тщательным обмером, осмотром и опрессовкой. Осмотром устанавливаются пробоины, сколы, заметные на глаз трещины, срывы резьбы и определяется состояние «зеркала» цилиндров. Во время работы двигателя в верхней части цилиндров сгорает рабочая смесь. Горение сопровождается выделением продуктов окисления-окиси углерода и азота, углекислого газ, сернистого газа, паров воды и других веществ.

При работе двигателя с пониженными температурами (50−60) охлаждающей жидкости и масла часть продуктов окисления и особенно пары воды конденсируются на стенках гильз.

Они растворяют продукты окисления и образуют кислоты, вызывающие коррозию гильз. Эти процессы настолько интенсивны, что в верхнюю часть гильзы цилиндра для увеличения износостойкости запрессована вставка из легированного чугуна.

Во время работы «зеркало» гильзы, кроме коррозии, подвергается и механическому изнашиванию вследствие проникновения в двигатель пыли. Механическое изнашивание происходит больше в верхней части гильзы, так как в этом районе значительно выше давление, чем в нижней части. Внешняя поверхность гильзы может также подвергаться кавитационному изнашиванию. Износ цилиндров и гильз определятся измерениями, которые выполняются нутромерами, оборудованными индикаторными головками.

Остальные дефекты устанавливаются внешним осмотром. Техническое состояние узлов и деталей оценивается по заранее установленным параметрам.

На детали «Гильза» выявлено:

· несоответствие размеров внутренней поверхности «зеркала» допускаемым без исправления;

· ступенчатый износ, а также цвета побежалости, продольные риски, задиры, коррозия на внутренней поверхности;

· изменение формы, нецилиндричность, некруглость.

Все указанные дефекты говорят о том, что гильза еще не достаточно изношена, чтобы быть забракованной, но уже должна быть восстановлена.

4.4.3 Анализ возможных методов восстановления и обоснование выбранного варианта Изношенные детали восстанавливаются под номинальный или ремонтный размеры, ей придают правильную геометрическую форму и соответствующие свойства поверхности, а также устраняют различные механические повреждения.

Эффективность и качество восстановления деталей от технических возможностей способа. Способы, применяемые для восстановления деталей и их поверхностей, приведены в таблице 4.4.

Механическая обработка применяется как самостоятельный способ восстановления, а также в виде операций, связанных с подготовкой или окончательной обработкой деталей, остановленных другими способами. Как отдельный способ восстановления деталей механической обработкой применяют обработку под ремонтный размер и постановку дополнительных ремонтных деталей. Обработкой под ремонтный размер восстанавливают геометрическую форму, требуемую шероховатость и точностные параметры изношенных поверхностей детали.

Таблица 4.4. Способы восстановления деталей.

Дополнительные ремонтные детали (ДРД) применяют с целью компенсации износа рабочих поверхностей детали, а также при замене изношенных или поврежденных частей сложных деталей.

Пластическое деформирование применяют при восстановлении размеров деталей, их формы и физико-механических свойств.

Сварка предназначена для устранения механических повреждений деталей (трещин, сколов, пробоин и так далее).

Наплавка применяется для нанесения металлических покрытий на поверхности детали с целью компенсации их износа.

Напыление предназначено для нанесения металлических покрытий на изношенные поверхности восстанавливаемых деталей.

Гальванические и химические способы обработки предназначены:

· хромирование, железение, никелирование — для восстановления изношенных поверхностей;

· цинкование, бронзирование, оксидирование — для защиты от коррозии;

· хромирование, никелирование, оксидирование, цинкование — для защитно-декоративных целей;

· меднение, лужение, свинцование, фосфатирование — для придания поверхностям деталей хорошей прирабатываемости;

· меднение — для защиты науглероженного слоя при цементации;

· меднение, серебрение — для повышения электрической проводимости;

· хромирование, никелирование — для повышения отражательной способности.

Электрофизические способы применяются при обработке деталей, восстановленных нанесением покрытий с высокой твердостью, когда применение механической обработки нецелесообразно.

Деталь блока цилиндра гильза восстанавливается до следующих размерных групп:

Таблица 4.4. Размерные группы гильз цилиндров

4.5 Маршрутный технологический процесс

4.5.1 Маршрутный технологический процесс устанавливает порядок прохождения детали по операциям. (Таблица 4.5.)

005 Расточная

010 Мойка

015 Гальваническая

020 Хонингование

025 Мойка

030 Контроль Таблица 4.5 Маршрутный технологический процесс обработки гильзы

4.5.2 Выбор оборудования, инструментов и оснастки Операция № 005 Расточная Для растачивания отверстия в гильзе применяют вертикально-расточной станок модели 2Е78Л.

Краткая техническая характеристика станка приведена в таблице 4.6.

Таблица 4.6. Краткая техническая характеристика станка 2Е78Л

Режущий инструмент — резец расточной с механическим креплением пластинки из твердого сплава ВК6

Вспомогательный инструмент — бортштанга для прямого крепления резца Приспособление — специальное, в котором имитируется посадка гильзы в блоке цилиндров.

Смазывающее — охлаждающее технологическое средство не применяется.

Мерительный инструмент — нутрометр.

Операция № 010 Моечная Моечная установка типа ОМ-4944

Операция № 015 Гальваническая Выполняется на установки для гальванического восстановления гильз цилиндров.

Операция № 020 Хонинговальная Выполняется на хонинговальном станке модели 3Г833

Краткая техническая характеристика станка приведена в таблице 4.7.

Таблица 4.7. Краткая техническая характеристика станка

Режущий инструмент:

1. Для чернового хонингования применяют хон с брусками КЗ 10 СТ 1К

2. Для чистового хонингования применяют хон с брусками КЗМ 20 СМ 1К

4.5.3 Определение режимов обработки Операция № 005 Расточная

1. Глубина резания определяется по формуле:

мм. (4.1)

где, Dдиаметр отверстия начальный, мм;

d-диаметр отверстия конечный, мм.

.

2. Подача

S=S_таб К_s,

где S_таб-табличное значение подачи S=0,075 мм/об К_s-коэффициент на подачу К_s=К₁ К₂ К₃ К₄,

где К₁-коэффициент учитывающий твердость обрабатываемого материала К₁=0,9

К₂-коэффициент учитывающий вид обработки К₂=0,8

К₃-коэффициент учитывающий наличие СОЖ К₃=1,0

К₄ коэффициент учитывающий материал режущей части К₄=1,0 твердого сплава.

К_s=0,9 0,8 1,0 1,0=0,72

S=0,075 0,72=0,054 мм/об Принимаем по характеристики станка S=0,05 мм/об

3. Скорость резания

V=V_таб. K_V,

где V_таб. — табличное значение подачи V_таб.=126,0 м/мин К_v= К_v1 К_v2,

где К_v1=0,9 для чугуна с НВ=170

К_v1=0,8 для растачивания К_v=0,9 0,8=0,72

V=126,0 0,72=90,7 м/мин

4.Частота вращения шпинделя

об/мин; (4.2)

где, — окружная скорость вала, мм/об.

.

Принимаем по паспорту станка n_кор= 300 об/мин.

Уточняем скорость резания по формуле (4.3):

м/мин; (4.3)

.

5. Основное время, затраченное на обработку определяется по формуле (4.4):

где L-длина обрабатываемой поверхности L=185мм; L₁-длина пути врезания L₁=4мм; L₂-длина пути перебега L₂=2мм Операция № 015 Гальваническая Продолжительность электролиза

(4.4)

где h-толщина покрытия, мм

p-плотность осаждаемого металла, г/см³

D_k-катодная плотность тока, А/дм³

б-выход металла по току, %

При хромирование основное время на нанесение покрытий

(4.5)

где hтолщина слоя покрытия, мм; D_k-катодная плотность тока, А/дм²

020 Хонингование Черное хонингование Отверстие обрабатываем от d 99,87 до d 99,96 мм Припуск: h=99,96−99,87=0,09 мм Окружная скорость хонингования V_окр.=60м/мин Скорость возвратно — поступательного движения V_вп=18 м/мин Давление брусков Р=0,8МПа Время

(4.6)

Чистовое хонингование Отверстие обрабатываем от d 99,96 до d 100,00 мм Припуск: h=100−99,96=0,04 мм Окружная скорость хонингования V_окр.=70м/мин Скорость возвратно — поступательного движения V_вп=10 м/мин Давление брусков Р=0,5МПа Время

4.5.4 Определение норм времени В ремонтном производстве нормой времени считается штучно-калькуляционного времени по формуле (4.7).

мин; (4.7)

где, Т _шт— норма штучного времени, мин; Т_пз— норма подготовительно — заключительного времени, (Т_пз= 10 мин); n — размер партии деталей; n = 1.

Норма штучного времени:

Т _шт =Т_о + Т _в + Т_обс + Т_отд, мин; (4.8)

где, Т_о — норма основного времени, мин;

Т_в — норма вспомогательного времени, мин;

Т_обс — норма времени организационных и технических обслуживании рабочего места;

Т_отд — время на отдых и личные надобности, мин.

Норма вспомогательного времени:

Т_в = Т_уст + Т_закр + Т_пер + Т_изм, мин; (4.9)

где, Т_уст — время на установку детали в приспособлении, мин;

Т_закр — время на закрепление детали, мин;

Т_пер — время, связанное с переходом, мин;

Т_изм — время на измерение, мин.

мин; (4.10)

мин; (4.11)

где, , — коэффициенты;

Т_оп — оперативное время, мин.

Т_оп=Т_о+Т_в; (4.12)

Операция № 005 Расточная Определяем вспомогательное время:

время на установку детали в приспособлении с выверкой по индикатору Т_уст = 1,8 мин;

время на закрепление Т_закр = 0,2 мин;

время связанное с переходом при растачивании Т_пер = 2,3 мин;

время на измерение Т_изм = 0,28мин.

Т_в = 1,8 + 0,32 + 2,3 + 0,28+10 = 5,7 мин;

Оперативное время:

Т_оп = 13,4 + 5,7= 19,1 мин;

Время на организационное и техническое обслуживание при = 4,5%;

Т_обс = 0,045 19,1 =0,86 мин;

Время на отдых и личные надобности при = 4%;

Т_отд = 0,04 19,1 = 0,76 мин;

Штучное время:

Т_шт = 19,1 + 0,86 + 0,76 = 20,72 мин;

Операция № 015 Гальваническая Вспомогательное время Т_в = Т_уст + Т_закр + Т_пер + Т_изм, мин Т_уст =1,8 мин Т_закр =0,32 мин Т_пер =1,0 мин Т_изм=20,28+0,17+0,17=0,9 мин Т_в =1,8+0,32+1,0+0,9=4,02 мин Т_оп=0,42+4,02=4,42 мин Т_обс.=0,07 4,44=0,31 мин Т_отд=0,04 4,44=0,18 мин Т_шт=0,42+4,02+0,31+0,18=4,19 мин

мин;

Операция № 020 Хонинговальная Время вспомогательное:

Т_в = 1,8+0,32+1,0+0,9=4,02 мин Оперативное время:

Т_оп = 0,42+4,02=4,44 мин Время на организационное и техническое обслуживание Т_обс = 0,07 4,44 =0,31 мин;

Время на отдых и личные надобности Т_отд = 0,04 4,44 = 0,18 мин;

Штучное время:

Т_шт = 0,42+4,02+0,31+0,18=4,93 мин Штучно-калькуляционное время:

мин.

Общее время складывается из штучного времени на растачивание, гальваническую и хонинговальную операции, формула (4.12):

мин; (4.13)

мин.

5. РАСЧЕТЫ ПО УЧАСТКУ

5.1 Определение фондов времени Принимаем режим работы участка односменным с полной продолжительностью смены 8 часов.

Рассчитываем следующие фонды времени:

а) номинальный и действительный годовые фонды времени работы оборудования;

б) номинальный и действительный годовые фонды времени работы рабочих.

Номинальный годовой фонд времени работы оборудования рассчитываем по формуле [5,1]:

Ф_н.о= Д t_см П_см — Д_у t_см.у П_см.у; час (5.1.)

где, Д — количество рабочих дней, Д =250 дней;

Д_у — количество укороченных дней, Д_у = 7 дней;

t_см — длительность полной рабочей смены, t_см = 8 час;

t_см.у — длительность укороченной смены, t_см = 7 час;

П_см и П_см.у — количество полных и укороченных рабочих смен;

Ф_н.о= 250 8 1 — 7 7 1= 1951 час.

Действительный фонд времени работы оборудования определяем по формуле [5,2]:

Ф_д.о= Ф_н.о-з_о; час (5.2.)

где, з_о — коэффициент использования оборудования, учитывающий простои, з_о = 0,96;

Ф_до= 19 510,96= 1873, час.

Номинальный годовой фонд времени работы рабочих при односменной работе равен номинальному годовому фонду времени работы оборудования, т. е. 1951 час.

Действительный годовой фонд времени работы рабочих определим с учетом коэффициента потерь рабочего времени на плановый отпуск, дни болезни и невыходы по непредвиденным причинам, который составляет 18% от номинального фонда.

Ф_д.р = Ф_нр з_р;(5.3.)

Ф_др = 1951(100%-18%)/100%= 1600, час.

5.2 Определение годовой трудоемкости работ Общий годовой объем (трудоемкость) работ определяем по формуле [5,4]:

Т =t_эK₁K₂ К₃ К₄К₅N, час;(5.4.)

где, t_э— трудоемкость для эталонных условий; t _э = 16,2 чел.-час — при ремонте корпусных деталей [11];

K₁— коэффициент приведения, учитывающий годовую программу, (K₁= 1,1);

K₂ — коэффициент, учитывающий типы и модели подвижного состава, (K₂⁼ 1,15);

К₃— коэффициент, учитывающий число ремонтируемых на предприятии моделей, (К₃=1,0);

К₄ — коэффициент, учитывающий соотношение в программе предприятия полнокомплектных автомобилей и комплектов агрегатов; (К₄⁼1,0);

К₅ — коэффициент, устанавливающий соотношение между трудоемкостями капитального ремонта агрегатов, входящих в силовой агрегат, и комплект прочих агрегатов, (К₅ = 0,45);

N — годовой объем ремонтов, N= 200 ед.

Т = 16,2 1,18 1,15 1,0 1,0 0,45 120 = 1240 чел.-час.

5.3 Выбор оборудования Количество единиц основного технологического оборудования на участке, Х_о определяем по формуле [5.5]:

шт; (5.5)

где, Т — годовой объем работ (трудоемкость);

Ф_до — действительный годовой фонд времени работы оборудования.

.

Принимаем 1 единицу основного оборудования.

При подборе оборудования учитываем, что не все оборудование определяется расчетным путем. На некоторых участках часть оборудования выбираем исходя из условий фактической необходимости для выполнения технологического процесса.

Выбранное оборудование приведено в таблице 5.1

Таблица 5.1 — Ведомость оборудования

5.4 Расчёт состава рабочих, инженерно-технических работников и служащих Состав рабочих различают списочный и явочный. Списочный — полный состав рабочих, числящихся по спискам предприятия, включающий как фактически являющихся на работу, так и отсутствующих по уважительным причинам.

Явочным называется состав рабочих, фактически являющихся на работу.

5.4.1 Число основных производственных рабочих m_яв, m_сп, вычисляем по формулам (5.6−5.7):

чел; (5.6)

чел; (5.7)

где, m_яв— явочное количество производственных рабочих, чел;

m_сп— списочное количество производственных рабочих, чел.

;

.

Принимаем: m_яв= чел, m_сп=1 чел.

5.4.2 Число вспомогательных рабочих вычисляем по формуле (5.8):

чел; (5.8)

где, m_всп— число вспомогательных рабочих, чел.

;

Принимаем: m_всп= 1 чел.

5.4.3 Распределение рабочих по разрядам Списочный состав производственных и вспомогательных рабочих распределяем по разрядам. Правильность распределения по разрядам рабочих будет характеризоваться средним разрядом. Средний разряд R_ср участника вычисляем по формуле (5.9):

; (5.9)

где,, -число рабочих по соответствующим разрядам;

, — разряд рабочих.

Таблица 5.2 — Штатная ведомость рабочих

5.4.4 Число инженерно-технических работников Число инженерно-технических работников m_итр определяем в процентах от числа списочных производственных и вспомогательных рабочих.

m_итр = 0,10…0,15 (m_сп + m_всп), чел;(5.10.)

m_итр = 0,1 (1 + 1) = 0,3.

Число служащих m_служ и младшего обслуживающего персонала (МОП) m_моп также определяют в процентах от числа списочных производственных и вспомогательных рабочих участка.

m_служ = 0,04…0,06 (m_сп + m_всп);(5.11.)

m_служ = 0,05 2 = 0,1;

m_моп = 0,02…0,03 (m_сп + m_всп);(5.12.)

m_моп = 0,02 2 = 0,04.

Принимаем: m_итр = 1 чел, m_служ = 1 чел, m_моп = 1 чел.

5.5 Расчет площадей на участке Площади производственных помещений определяются по площади, занятой под оборудования и коэффициенту плотности расстановки оборудования (К_об).

5.5.1 Расчет площади участка по площади занимаемой оборудованием определяется по формуле (5.13):

м²; (5.13)

где, — суммарная площадь, занятая оборудованием, м²;

— коэффициент учитывающий рабочие места пере оборудованием, проходы нормы расстояний между оборудованием.

м².

Площадь складских помещений, м² вычисляется по формуле (5.14):

м²; (5.14)

м².

Общую площадь участка, м², вычисляем по формуле (5.15):

м²; (5.15)

м².

Принимаем площадь с учетом типа блоков здания F=72 м².

Размеры участка: в = 6 м; L = 12 м; h = 6 м.

Объем здания определяется по формуле (5.16):

V = F h, м³; (5.16)

где, hвысота здания, м.

V = 72 6 = 432 м³.

5.5.2 Расход электроэнергии Годовой расход силовой электроэнергии определяется по формуле (5.17):

W_с = N_э Ф_о Г_з Г_с, кВт час; (5.17)

где, N_э — суммарная установленная мощность оборудования, кВт;

Ф_о — действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

Г_з — коэффициент загрузки, (0,7−0,75);

Г_с — коэффициент спроса, (0,3−0,5).

W_с = 33,6 1867 0,7 0,4 = 17 621,1 кВт час.

Годовой расход электроэнергии на освещение, формула (5.18):

W_о = N_у F t, кВт час/м³; (5.18)

где, N_у— удельная мощность, Вт/м²;

F — площадь участка, м;

t — среднегодовое количество часов освещения, ч.

W_о = 12 72 1100 = 1814, кВт час/.

5.5.3 Расход пара Для вентиляции и отопления определяется по формуле (5.19):

т; (5.19)

где, — годовой расход пара, т; - расход тепла на 1 м³ здания; - объем здания, м³; Тпродолжительность отопительного сезона, час;24 — часов в сутках; - теплосодержание пара, кДж/кг;