Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Содержание
При массовом увеличении выпуска автомобилей семейства КамАЗ и двигателей КамАЗ-740 возрастает нагрузка на ремонтников. При длительной эксплуатации машин их детали изнашиваются, рабочие характеристики агрегатов, систем и узлов изменяются, возникают отказы в работе. Устранение неполадок в машинах осуществляется проведением комплекса ремонтных работ.
При организации ремонта современных автомобилей КамАЗ и их агрегатов, имеющих сложную конструкцию и новые дополнительные системы, потребовалось на основе анализа неисправностей и дефектов деталей, узлов и агрегатов на авторемонтных предприятиях изменить существовавший технологический процесс ремонта двигателей и агрегатов; внедрить передовые методы ремонта, приобрести и изготовить дополнительное оборудование, а также обучить рабочих особенностям ремонта новых марок машин.
Совершенствование ремонта автомобилей КамАЗ производится путем внедрения прогрессивных технологических процессов восстановления деталей агрегатов с учетом их конструктивных особенностей и возможных дефектов.
Качественный капитальный ремонт агрегатов автомобилей имеет большое экономическое, следовательно, народнохозяйственное значение. Основным фактором, повышения экономической эффективности капитального ремонта агрегатов автомобилей, является использование остаточного ресурса деталей. Около 75% деталей после разборки агрегатов, поступивших в капитальный ремонт, имеют большой остаточный ресурс и могут быть использованы повторно без восстановления или после восстановлением с затратами, не превышающими 40-60% прейскурантной стоимости новых деталей.
Автотранспортное производство в нашей стране непрерывно развивается и совершенствуется.
Проводимый в настоящее время курс на производство капитального ремонта автомобилей КамАЗ и других марок машин агрегатным методом весьма актуален. При его реализации важным моментом является совершенствование капитального ремонта двигателей и агрегатов машин на индустриальной основе на специализированных заводах (объединениях), построенных Камским объединением по производству большегрузных автомобилей КамАЗ.
Ремонтом обеспечивается восстановление и поддержание работоспособности подвижного состава автомобильного транспорта устранение отказов и неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации или выявленных при техническом обслуживании. При ремонте осуществляют замену неисправных агрегатов, узлов (сборочных единиц) и деталей исправными, взятыми из оборотного фонда, а также проводят разборочные, регулировочные, сборочные, слесарные, механические, сварочные, электромеханические и другие виды работ.
Ремонтные работы выполняют как по потребности, обусловленной отказом или неисправностью, так и по плану через определенный пробег или установленное время работы подвижного состава (предупредительный ремонт). Предупредительный ремонт рекомендуется применять в первую очередь для городских и междугородных автобусов, автомобилей-такси, автомобилей скорой медицинской помощи, пожарных автомобилей, автомобилей-бензовозов, к которым предъявляют повышенные требования по обеспечению безопасности движения и безотказной работы. Предупредительный ремонт следует применять также для автомобилей, работающих в одинаковых условиях, при которых упрощается выявления сроков замены или ремонта отдельных деталей и узлов с целью предупреждения отказов при работе автомобилей на линии связанных сними простоев.
Планово-предупредительная системы (ТО) и ремонта обеспечивать своевременное устранение причин, которые могут способствовать появлению различных неисправностей, сокращает расход запасных деталей и объем ремонтных работ. При данной системе можно применять прогрессивные методы ремонта и восстановление деталей уменьшает время простоев автомобилей в ремонте, что позволяет повысить коэффициент технической готовности.
Положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта предусмотрены два вида ремонта: текущий и капитальный.
Блок цилиндров двигателя КаМАЗ имеет каталожный номер – 740.1002010.
Блок цилиндров является основной корпусной деталью двигателя КамАЗ и представляет собой отливку из чугуна СЧ25 ГОСТ 1412-85.
Химический состав чугуна СЧ25 ГОСТ 1412-85
|
Углерод |
Кремний |
Марганец |
Фосфор |
Сера |
|
3,2-3,4 |
1,4-2,2 |
0,7-1,0 |
0,2 |
0,15 |
Механические свойства чугуна СЧ25 ГОСТ 1412-85
|
Толщина стенки отливки |
||||||
|
4 |
8 |
15 |
30 |
50 |
80 |
150 |
|
Временное сопротивление при растяжении, МПа, не менее |
||||||
|
310 |
270 |
250 |
210 |
180 |
165 |
150 |
|
Твердость НВ, не более |
||||||
|
20 |
255 |
245 |
238 |
187 |
170 |
156 |
Отливку подвергают искусственному старению для снятия термических напряжений, что позволяет блоку сохранить правильные геометрические формы и размеры в процессе эксплуатации.
Два ряда цилиндровых гнезд, отлитых как одно целое с верхней частью картера, расположены под углом 90° один к другому.
Левый ряд цилиндров смещен относительно правого вперед на 29,5 мм, что обусловлено установкой на каждую шатунную шейку коленчатого вала двух шатунов рядом.
В каждом ряду имеется по четыре цилиндровых гнезда, выходящих на верхние обработанные плоскости, которые служат привалочными поверхностями для головок цилиндров. Привалочные поверхности отличаются высокой плоскостностью и параллельностью оси расточек под подшипники коленчатого вала.
Каждое цилиндровое гнездо имеет два соосных цилиндрических отверстия, выполненных в верхнем и нижнем поясах блока, по которым центрируются гильза цилиндра, и выточки в верхнем поясе, образующие кольцевые площадки под бурты гильз. Чтобы обеспечить правильную посадку гильзы в гнезде, параметры плоскостности и перпендикулярности спорной площадки под бурт гильзы к обшей оси центрирующих расточек должны быть выполнены с высокой точностью.
На нижнем поясе выполнены две канавки под уплотнительные кольца, которые предотвращают попадание охлаждающей жидкости из полости охлаждения блока в полость масляного картера двигателя.
К поперечным стенкам блока, образующим рубашку охлаждения для каждого цилиндра, равномерно (вокруг цилиндра) прилиты четыре бобышки для крепления головки цилиндров болтами.
Крышки коренных подшипников связаны с картерной частью блока коренными и стяжными болтами.
Крышка пятой коренной опоры центрируется в продольном направлении по двум вертикальным штифтам, обеспечивая точность совпадения расточек под упорные полукольца коленчатого вала на блоке и на крышках.
Расточка блока цилиндров под вкладыши коренных подшипников производится в сборе с крышками, поэтому крышки коренных подшипников не взаимозаменяемы и устанавливаются в строго определенном положении. На каждой крышке нанесен порядковый номер опоры, нумерация опор начинается с переднего торца блока
Параллельно оси расточек под подшипники коленчатого вала выполнены расточки, в которые запрессованы и расточены втулки распределительного вала увеличенной размерности по сравнению с втулками серийного распределительного вала.
Блок цилиндров относятся к классу корпусных деталей. У двигателей КамАЗ-740 блок цилиндров отливается V-образной монолитной конструкцией из серого чугуна СЧ 21-40, а крышки подшипников — из ковкого чугуна КЧ 35-10. Места посадки гильз цилиндров подшипников коленчатого вала и втулок распределительного вала точно обработаны.
Блоки цилиндров после мойки подвергаются дефектации. Дефектации блоков производится на основании Технических условий на контроль, сортировку и восстановление деталей.
Карта технических требований на дефектацию
|
Номер позиции на рисунке |
Возможные дефекты |
Способ установления дефекта и средства контроля |
Размер, мм |
Заключение |
|
|
по рабочему чертежу |
допустимый без ремонта |
||||
|
- |
Трещины масляной магистрали |
Испытание на герметичность воздухом при давлении 0,28 МПа |
Утечка воздуха не более 33 см3/мин |
Браковать при утечке воздуха более 33 см3/мин |
|
|
1 |
Срыв резьбы под болты крышек коренных подшипников |
Осмотр |
- |
- |
Браковать |
|
2, 3, 4 |
Трещины на стенках водяной рубашки, перемычек между цилиндрами, посадочных мест под гильзы |
Испытание на герметичность воздухом 0,21 МПа |
Утечка воздуха не более 21 см3/мин |
- |
|
|
5, 6 |
Деформация или износ посадочных отверстий под гильзу |
Нутромер НИ 100-160 |
Более 133,98; менее 134,06 |
- |
|
|
7 |
Задиры или деформация на торцовых поверхностях задней опоры под полукольца упорного подшипника |
Приспособление для проверки |
0,015 |
0,02 |
Шлифовать поверхности |
|
8 |
Износ установочных гнезд под крышки коренных подшипников |
Калибр 170,03 |
170±0,3 |
170,03 |
Браковать |
|
9 |
Коробление поверхности сопряжения с головками цилиндров |
Линейка поверочная ЛП-2, щуп 0,07 |
Неплоскостность |
Шлифовать поверхность до устранения коробления |
|
|
0,06 |
0,08 |
||||
|
Деформация, износ или несоосность гнезд вкладышей коренных подшипников |
Нутромер НИ 100-160, приспособление для контроля соосности |
100±0,0021 |
100,03 |
Расточить гнезда вкладышей под ремонтный размер |
Основными неисправностями двигателя могут быть следующие:
Возможные неисправности двигателей КамАЗ-740, причины их возникновения и рекомендуемые способы их устранения представлены в табл. 10.
Неисправности двигателя обусловливаются неисправностями шатунно-кривошипного и газораспределительного механизмов. Признаками неисправностей указанных механизмов являются глухие ритмичные стуки в нижней части картера двигателя и звонкие стуки в головках цилиндров.
Для шатунно-кривошипного механизма наиболее характерными являются износ шеек коленчатого вала и его подшипников. Кроме того, могут иметь место проворот вкладышей и заклинивание коленчатого вала из-за закоксовывания масляных каналов в шейках коленчатого вала, обрыв шатунов и шатунных болтов, износ поршневых колец и гильз цилиндров, кавитационный износ трех отверстий для прохода охлаждающей жидкости «Тосол» в головках цилиндров под воздействием ударных колебаний.
10. Основные неисправности двигателей КамАЗ-740
|
Внешние проявления (признаки) неисправностей |
Влияние неисправностей на работу агрегата |
Возможная неисправность сопряжения или дефект детали |
Вид ремонта |
Способ устранения неисправности |
|
Стук в средней части блока двигателя |
Уменьшение мощности двигателя, увеличение расхода топлива и масла, повышенное дымление отработавших газов |
Пригорание колец в канавках поршней; износ поршневых колец, гильз цилиндров, поршней, деталей газораспределительного механизма |
КР, УТР |
Разобрать двигатель, заменить или восстановить изношенные детали |
|
Стук в нижней части картера двигателя глухого тона, изменяющийся с изменением частоты вращения коленчатого вала |
Уменьшение давления в масляной магистрали двигателя |
Износ коренных подшипников; износ шатунных подшипников, применение нерекомендованного сорта смазки |
КР, УТР |
Восстановить или заменить коленчатый вал, заменить масло |
|
Износ упорных колец коленчатого вала |
УТР, КР |
Заменить упорные кольца |
||
|
Резкий звонкий двойной стук в средней части картера двигателя |
Уменьшение мощности двигателя, уменьшение скорости движения автомобиля |
Износ пальца в бобышках поршня, износ верхней втулки шатуна |
УТР, КР |
Заменить втулки шатуна |
|
Стук, похожий на детонацию |
Ранний впрыск топлива в цилиндр |
Разрегулировка муфты опережения впрыска топлива |
TP |
Отрегулировать муфту |
|
Звонкий стук в головке цилиндра |
Уменьшение мощности двигателя |
Стук клапанов о коромысло, большой тепловой зазор между клапаном и носком коромысла |
TP |
Отрегулиро-вать тепловой зазор регулировочным винтом |
|
Глухой стук в головке цилиндров |
Удары поршня о клапан выводят поршень из строя |
Заедание клапана во втулке, поломка клапанных пружин |
КР, УТР |
Снять головку, отремонтировать клапанный механизм |
|
Указатель давления масла показывает давление более 0,5 МПа |
Заедание редукционного клапана системы смазки в главной магистрали, недостаточная очистка масла от загрязнений |
Поломка деталей клапана, засорение фильтрующих элементов полнопоточного масляного фильтра |
TP |
Разобрать, заменить детали |
|
Включается лампочка индикатора указателя температуры охлаждающей жидкости |
Не работает гидромуфта или водяной насос |
Неисправен включатель гидромуфты, проскальзывают ремни привода водяного насоса, поломаны его детали |
УТР, КР |
Поставить рычаг включателя в положение «В», отремонтировать включатель и водяной насос |
Примечание: УТР — углубленный текущий ремонт двигателя, КР — капитальный ремонт, TP — текущий ремонт.
Износ поршневых колец и внутренних поверхностей гильз цилиндров, а также пригорание колец в канавках поршней приводят к снижению компрессии и уменьшению мощности двигателя. Признаками этих неисправностей являются повышенная дымность отработавших газов, а также увеличенный расход топлива и масла.
Звонкие стуки, возникающие при изменении подачи топлива с увеличением нагрузки на двигатель, являются следствием износа втулок верхней головки шатунов, пальцев и бобышек поршня.
Глухие стуки, появляющиеся при резкой подаче топлива на холостом ходу двигателя, свидетельствуют об увеличении зазора между коренными и шатунными шейками коленчатого вала и вкладышами подшипников. Это происходит в результате износа антифрикционного слоя вкладышей и шеек коленчатого вала.
Уменьшение мощности и перебои в работе двигателя свидетельствуют об износе деталей газораспределительного механизма. Это является следствием неплотного закрытия гнезд клапанов и увеличенных зазоров между стержнями клапанов и носками коромысел, что приводит к характерному металлическому стуку.
Глухой металлический стук на холостом ходу и усиление его при увеличении подачи топлива являются признаком поломки клапанных пружин или заедания клапанов.
Восстановление деталей шатунно-кривошипного и газораспределительного механизмов производится при капитальном или углубленном текущем ремонте двигателей.
Перегрев двигателя и нарушение теплового режима происходят вследствие следующих неисправностей системы охлаждения: понижения уровня охлаждающей жидкости в системе, ослабления натяжения приводных ремней, засорения трубок радиатора, а также неисправности в работе гидромуфты.
Увеличение дымности отработавших газов со специфическим синеватым оттенком при выходе их из глушителя и падение давления масла являются следствием неисправности системы смазки.
Важное значение имеют применение масла рекомендуемого сорта и поддержание нормального уровня его в картере. Уменьшение уровня масла приводит к уменьшению подачи его к трущимся поверхностям деталей. При большом уровне масло забрызгивается в камеру сгорания и сгорает в ней, выделяя дым характерного синего цвета.
Неисправности системы смазки, засорение масляных фильтров и маслопроводов приводят к преждевременному износу всех деталей шатунно-кривошипного и газораспределительного механизмов.
Блок цилиндра перемещается по производственным участкам завода согласно маршруту № 2. На этом маршруте устраняются следующие дефекты: трещина в рубашке охлаждения; срыв резьбы в отверстии под шпильку; износ отверстий под втулки распределительного вала.
Блок цилиндра относится к деталям 1-го класса (корпусные детали) и 2-й группы (блоки цилиндров).
Изношенные посадочные пояски в блоке под гильзы цилиндров растачиваются под ремонтный размер. Размеры посадочных поясков представлены в табл. 1.
Таблица 1.- Ремонтные размеры посадочных поясков в блоке под гильзы цилиндров
|
Размер |
Посадочное отверстие, мм |
Шероховатость поверхности, мкм |
|
|
верхнее |
нижнее |
||
|
Допустимый (без ремонта) |
137,48 |
133,98+0.08 |
Ra 1,25 |
|
Ремонтный |
137,5+0,04 |
134,0+0,04 |
Ra 1,25 |
Изношенные внутренние поверхности отверстий под толкатели восстанавливаются развертыванием под ремонтный размер на радиально-сверлильном станке.
Поврежденные резьбы в блоке цилиндров восстанавливаются постановкой резьбовых ввертышей.
Блоки цилиндров, имеющие коробление поверхности сопряжения с головками цилиндров более 0,08 мм, восстанавливаются после установки блока цилиндров в приспособление шлифованием плоскости на горизонтальном плоскошлифовальном ставке до устранения коробления плоскости разъема.
Неплоскостность поверхностей головок цилиндров контролируется на поверочной плите щупом. Щуп, вставленный между головкой и поверочной плитой, по толщине должен быть не более 0,07 мм.
После восстановления блок цилиндров должен отвечать следующим техническим требованиям:
Расстояние между осями коленчатого вала и промежуточной шестерни 157,5±0,03 мм, а распределительного вала промежуточной шестерни – 112,5±0,03 мм (замеряется индикаторным приспособлением).
Выбор способа восстановления деталей зависит от их конструктивно-технологических особенностей, а также условий работы, износа, технологических свойств самих способов восстановления, определяющих долговечность отремонтированных деталей и стоимость восстановления.
Трещины на блоках цилиндров (как и пробоины) являются их браковычными признаками. Однако допускается устранение пробоин постановкой заплат, а трещин - заваркой и заделкой синтетическими материалами с последующей постановкой усиливающих деталей.
На чугунных блоках цилиндров перед сваркой концы трещины заваривают сверлом диаметром 5 мм и затем разделывают по всей длине при помощи шлифовального круга, установленного на пневматической или электрической шлифовальной машине, под углом 90… 1200 на 4/5 толщины стенки. Заварку ведут после нагрева блока до температуры 600…6500 С ацителено-кислородным пламенем горелкой с мендштуком № 3, используя чугунные прутки диаметром 5 мм и флюс-буру. Шов должен выступать над поверхностью основного металла не более чем на 1,5 мм; руковины и шлаковые включения не допускаются. При охлаждении блока до 4500 С сварку останавливают и его вновь нагревают до заданной температуры. По окончании сварки блок медленно охлаждают.
Сварку можно вести и без предварительного подогрева. В этом случае применяют электродуговую сварку с постоянным током обратной полярности в среде аргона на полуавтомате А-547Р (электродная проволока МНЖКТ диаметром 1,2 мм. Давление аргона у сварочной дуги 30…50 кПа, сила тока 125…150 А, напряжение 27…39 В). При применении электородов ПАНЧ-11 полуавтоматическую сварку можно производить без применения защитного газа. Трещины без предварительного нагрева блока можно заваривать электродами МНЧ-1, состоящими из проволоки монель и константана диаметром 3…4 мм, покрытой фтористо-кальциевой обмазкой (сила тока 130 А, напряжение 30…35 В, твердость направленного металла НВ 170). Сварочный шов получается плотным и хорошо обрабатываемым. Рекомендуется применение электродов ОЗЧ-1 и АНЧ-1, но обработка их шва затруднительна. Электроды ЦЧ-3 и ЦЧ-4 применяются для заварки трещин без последующей обработки.
Трещины, проходящие через перемычки между верхними посадочными поясками под гильзы цилиндров, ремонтируют пайкой-сваркой припоем ЛОМНА 49-1-10 с использованием флюса ФПСН-2. При этом применяют газовую сварку. Температура нагрева, кроме шва, не превышает 700…7500 С. Это снижает опасность отбела и образование трещин, повышает производительность труда по сравнению со сваркой с предварительным нагревом деталей, сохраняет геометрические размеры элементов деталей, прочность шва на разрыв не менее 300 Мпа. Этот способ рекомендуется к применению при необходимости иметь прочный, герметичный и хорошо обрабатываемый шов.
Технологический процесс пайки-сварки заключается в разделке и обезжиривании трещины, нагреве разделанной трещины до температуры 300…4000 С, нанесении и расплавлении флюса с последующим равномерным распределением по разделке, заполнении шва расколенным припоем, проковке шва после его затвердения медным молотком.
Трещины можно заделывать и эпоксидной пастой, если они не проходят через поверхности, несущие нагрузки, по следующей технологии.
Поверхность вокруг трещины обрабатывают косточковой крышкой, а саму трещину разделывают шлифовальной машинкой под углом 60…900 на глубину 3/4 толщины стенки.
Концы трещины на блоках, отлитых из чугуна, засверливают сверлом диаметром 3…4 мм и в полученные отверстия забивают заглушки из медной или алюминиевой проволоки.
В зоне вокруг трещины шириной 30 мм создают шероховатость дробеструйной обработкой или насечкой и обезжиривают ее ацетоном.
На сухую поверхность наносят первый слой пасты до 1 мм, резко перемещая шпатель на поверхности металла. Затем наносят второй слой пасты толщиной не менее 2мм, плавно перемещая шпатель по первому слою. Общая толщина слоя пасты по всей поверхности 3…4 мм. Блок помещают в сушильный шкаф, где при температуре 1000 С его выдерживают около 1 часа, обеспечивая при этом отвердение эпоксидной пасты. После отвердения потеки пасты срубают, неровности обрабатывают шлифовальным кругом.
Пробоины ремонтируют наложением заплат. На зачищенные и обезжиренные края пробоины наносят пасту, на которую накладывают заплату из стеклоткани толщиной 0,3 мм и прикатывают роликом. Заплата должна перекрывать пробоину со всех сторон на 15…20 мм. Затем на заплату и поверхность блока вокруг заплаты наносят второй слой пасты и накладывают вторую заплату так, чтобы она перекрывала первую на 10…15 мм со всех сторон. В таком порядке накладывают до 8 слоев стеклоткани. Каждый слой прикатывают роликом. Последний слой покрывают полностью пастой.
Пробоины в блоках можно устранять также приваркой металлических заплат.
Изношенные отверстия под втулки распределительного вала.
Восстанавливают расточкой на станке под один из двух ремонтных размеров с интервалом 0,25 мм. Шероховатость поверхности после расточки должна соответствовать Ra = 1,25 мкм. В основные или ремонтные отверстия под втулки запрессовывают втулки распределительного вала и растачивают на станке после установки резцов на борштанге на размер по рабочему чертежу или один из ремонтных размеров: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 (0,2; , 0,4) мм. При запрессовке втулок необходимо обеспечить совпадение маслянных отверстий в блоке и втулок.
1. Краткий обзор дефектов, возникающих при работе вторичного вала
Первичные валы при поступлении в капитальный ремонт могут иметь следующие дефекты:
– сколы зубьев;
– износ шейки под шестерню постоянного зацепления;
– износ шейки под подшипник в картере сцепления;
– износ шлицов по толщине;
– износ шейки по подшипник коленчатого вала;
– износ отверстия под подшипник вторичного вала;
– износ резьбы под кольцевую гайку.
2. Обзор существующих методов восстановления работоспособности вторичного вала
Ремонтное производство в настоящее время располагает достаточным количеством способов, чтобы восстановить практически любую изношенную и поврежденную деталь.
При ремонте машин обязательно восстанавливают посадки (зазоры и натяги) в сопряжениях. Это осуществляют путем изменения или восстановления номинальных размеров деталей. В первом случае требуемый зазор или натяг в сопряжении обеспечивается регулировкой, обработкой деталей под ремонтный размер, установкой дополнительных деталей (компенсаторов). Во втором - сваркой и наплавкой, осаждением электролитических и химических (хромовых, стальных, никель-фосфорных, железоникелевых и других) покрытий, пластическим перераспределением металла с нерабочих поверхностей на рабочие, металлизацией, полимерными и клеевыми композициями, электрофизическими методами.
а) Рассмотрим способы, пригодные для восстановления поверхности вторичного вала.
1) Наплавка под слоем флюса.
В общем объеме работ по восстановлению деталей на ремонтных предприятиях наплавка под слоем флюса составляет 32 %.
При такой наплавке в зону горения дуги (рисунок 1) подают сыпучий флюс, состоящий из мелких крупиц зерен.
Под воздействием высокой температуры часть флюса плавится, образуя вокруг дуги эластичную оболочку, которая надежно защищает расплавленный метал от действия кислорода и азота.
Автоматическая наплавка эффективна в трех случаях, когда необходимо наплавить слой толщиной более 3 мм, глубокое проплавление нежелательно, т.к. оно увеличивает деформацию детали.
Главным фактором, влияющим на глубину проплавления, является сила тока.
1 - наплавляемая деталь; 2 - эластичная оболочка; 3 - бункер с флюсом; 4 - мундштук; 5 - электрод; 6 - электрическая дуга; 7 - шлаковая корка.
Рисунок 1 - Схема автоматической наплавки
Влияние на глубину проплавления оказывает относительное размещение электрода и детали. В практике применяют наплавку углом вперед, при которой глубина проплавления меньше, чем при наплавке углом назад. Глубина проплавления также уменьшается с увеличением вылета электрода.
Качество наплавленного металла и его износостойкость зависят от марки электродной проволоки, флюса и режима наплавки. Сварочные наплавочные проволоки, применяемые при восстановлении коленчатых валов, сведены в таблицу 2:
Таблица 2 - Сварочные и наплавочные проволоки
|
Марка проволоки. |
Химический состав. |
Диаметр проволоки, мм. |
Рекомендуемые флюсы |
Твердость после наплавки HRCэ |
||||
|
C |
Mn |
Si |
Cr |
Ni |
||||
|
Нп-80 |
0,75÷0,85 |
0,5÷0,8 |
0,17÷0,37 |
0,25 |
0,3 |
1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2. |
Ан-348 |
30…34 |
|
Нп-65Г |
0,6÷0,7 |
0,9÷1,2 |
0,17÷0,37 |
0,3 |
0,3 |
Ан-348 |
25…34 |
|
|
Нп-30 ХГСА |
0,3 |
0,8 |
0,9÷1,2 |
0,8÷1,1 |
0,4 |
Ан-348 |
30…34 |
Наплавочные флюса Ан-348,Ан-60 и другие содержат стабилизирующие элементы, но в состав флюсов не входят легирующие добавки, что не способствует повышению прочности и износостойкости наплавленного металла.
Наплавка под слоем флюса с последующей термообработкой обеспечивает стабильность структуры и твердость наплавленного металла восстанавливаемых коленчатых валов.
В этом случае наплавляют пружинной проволокой II класса или проволокой Нп-30ХГС при режиме:
- напряжение дуги 25 ÷ 30 В,
- сила тока 180÷ 220 А,
- шаг наплавки4,6 м/об,
- скорость подачи проволоки 1,6 ÷ 2,1 м/мин [1].
Наплавленный металл обладает твердостью HRC 32…40 и легко поддается механической обработке.
Хорошие результаты дают применение порошков.
2) Электроконтактное напекание порошка.
Схема электроконтактного напекания металлических порошков на поверхности деталей разработана ЧИМЭСХ.
1 - наплавляемый слой; 2 - ролик контактный; 3 - порошок металлический; 4 - деталь.
Рисунок 2 - Схема электроконтактного напекания металлических порошков на поверхности деталей
Оптимальные режимы напекания порошка, обеспечивающие сцепление в пределах 120…150 МН/м2 лежат в пределах: по напряжению - 0,87÷1,35 В на 1 мм толщины слоя, подавлению - 40÷60 МН/м2, по затратам энергии - 2,1 ÷3,2Вт ч/г.
Пористость получаемого слоя на оптимальных режимах 8-12%, твердость 70…82 HRB.
Напекание порошка с повышенным содержанием углерода (С = 0,84%) проводится по аналогии, что для порошка АП84. При этом сцепление слоя с металлом повышается до 220 ÷ 250МН/м2.
Напекание порошка Сормайт-1 должно проводится при высоких удельных давлениях (60…80 МН/м2) и пониженных напряжениях (0,73…1,05 В на 1 мм толщины наплавленного слоя).
Основное влияние на качество слоя его сцепление с металлом оказывает скорость напекания, влияющая на температурный режим в процессе напекания.
При напекании на пониженных скоростях 0,12…0,17 м/мин, слой получается весьма плотным (пористость 6 ÷ 8%). При повышении скорости напекания на 0,25 м/мин пористость несколько возрастает до 10÷12%, а качество сцепления улучшается в результате уменьшения поверхности окисления детали и порошка в процессе нагрева и формирования слоя.
Напекание порошка ведется «узким» роликом 4 мм по винтовой линии или «широким» на всю поверхность напекания с учетом соблюдения вышеприведенных режимов.
1 - Vн = 0,37 м/мин; 2 - Vн = 0,25 м/мин; 3 - Vн = 0,17 м/мин.
Рисунок 3 - Температура в граничной зоне в зависимости от напряжения холостого хода и скорости напекания
3) Электрометаллизация.
Металлизация - один из распространенных способов получения металлических покрытий поверхностей нанесением на эти поверхности расплавленного металла.
Сущность процесса в следующем: металл, расплавленный дугой, струей сжатого воздуха (давление до 0,6 МПа) покрывает поверхность восстанавливаемой детали. Процесс дуговой металлизации осуществляется специальным аппаратом – металлизатором (рисунок 4).
1 - электродная проволока; 2 - сопло; 3 - провода от трансформатора; 4 - деталь.
Рисунок 4 - Схема металлизатора
Аппарат действует следующим образом: с помощью роликов по направляющим наконечникам непрерывно подается две проволоки к которым подведен электрический ток. Возникающая между проволоками электрическая дуга расплавляет металл. Одновременно по воздушному соплу в зону дуги поступает сжатый газ под давлением. Большая скорость движения частиц металла (120… 300 м/с) и незначительное время налета, исчисляемое тысячами долями секунды, обуславливает в момент удара его пластическую деформацию, заполнение частицами неровностей и пор поверхности детали, сцепление частиц между собой и с поверхностью, в результате чего образуется сплошное покрытие.
Толщина наплавляемого слоя от нескольких микронов до 10 мм и более.
Питание электрометаллизатора осуществляется либо от специальных трансформаторов с дополнительными отводами от витков вторичной обмотки, допускающие напряжение дуги 20 - 55 В (с промежутком через 4 - 5 В) при токе не менее 250 А.
Рекомендуемые материалы электродной проволоки: сталь 45, Нп - 30 ХГСА.
Металлизация обеспечивает высокую твердость напыленного слоя. Однако, применяя металлизацию, необходимо учитывать, что нанесенный слой не повышает прочности детали. Поэтому применять металлизацию для восстановления деталей с ослабленным сечением не следует. Кроме этого необходимо знать, что сцепляемость напыленного слоя с основным металлом недостаточно.
4) Плазменное напыление композитных порошковых материалов.
В специальных устройствах, называемых плазмотронами, плазмообразующий газ (аргон, азот, углекислый газ), протекая сквозь слой электрического разряда ионизируется и превращается в плазму. Рабочая температура струи достигает 7000 - 15000 ºС.
Схема комбинированной плазменной наплавки проволокой с газопорошковой защитной средой показана на рисунке 5.
1 - деталь; 2 - бункер; 3 - плазменная головка; 4 - источник питания; 5 - сварочная проволока.
Рисунок 5 - Схема плазменной наплавки
Плазменные покрытия используются для создания износостойких слоев на рабочих поверхностях.
Сущность метода состоит в бомбардировке обрабатываемой поверхности частицами порошка, разогретыми до пластического состояния. Передачу тепловой и кинетической энергии частицами порошка осуществляют плазменным (за счет введения порошков металлов в плазменную струю) и газопламенным (введение порошков в газовую смесь) способами.
Для устойчивости работы плазмотрона электрическая дуга должна быть сформирована и стабилизирована вдоль его продольной оси.
При плазменном напылении используют порошки самофлюсующихся сплавов системы Ni-Cr-B-Si-C марок СНТН, ПГХН80 СР, ВСНГ Н с температурой плавления 1050 0С зернистостью 20 - 150мкм, обеспечивающие твердость обрабатываемых поверхностей до 35 NR. Недостатками плазменно напыленных покрытий являются низкая прочность сцепления с основой, адгезионная прочность и термостойкость покрытия, что связанно с различными коэффициентами температурного расширения покрытия и основы. Обладая значительной пористостью, плазменно-напыленные покрытия не защищают от окисления, что приводит к ускоренному разрушению (отслаиванию) покрытия. Увеличить адгезионную прочность, термостойкость покрытия в окислительных средах можно азотированием поверхности до образования нитридной прослойки.
б) Рассмотрим, также, способы повышения прочности поверхностного слоя вторичного вала.
1) Обкатывание и раскатывание шаровым инструментом.
Шаровый инструмент можно классифицировать по следующим признакам:
По характеру обрабатываемых поверхностей:
- для наружных цилиндрических;
- для внутренних цилиндрических.
По числу деформирующих элементов:
- одношаровой;
- многошаровой.
Шаровый инструмент применяют для обкатки специальных или сложных профильных поверхностей: сфер, галтельных переходов, желобов подшипников и т.п.
Шары, используемые для ППД, изготавливают из подшипниковых сталей ШХ 15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, 18ХГТ, в особых случаях можно применять коррозийностойкие стали 11Х18М, 95Х18.
Параметр шероховатости наиболее интенсивно уменьшается при удельных нагрузках 1000 - 1400 МПа, прямопропорционален радиусу шара. Большое влияние на шероховатость оказывает исходный параметр поверхности, при обкатывании она повышается для всех металлов, и чем выше прочность обкатываемого материала, тем больше оптимальное давление обкатывания.
Твердость значительно повышается на глубину до 2 мм однако на глубине 1,0-1,5 мм повышение твердости становится незначительным. Наибольшее увеличение твердости происходит у материалов со структурой мартенсита, не подвергшихся отпуску. При этом поверхностная твердость, например стали У8, ШХ15, 40Х увеличивается до 15% (ШХ15), до 25% (У8) по отношению к исходным.
Обкатывание роликовых дорожек подшипника (HRC 35) с силой750 Н шаром диаметром 4,5 мм при подаче 0,1 мм/об снижает параметр шероховатости в 5-8 раз, повышает микротвердость до 25% при глубине наклепанного слоя 0,08 мм.
Особенности шаровых устройств - использование стандартных шаров с высокими точностью обработки и качеством поверхности, незначительные силы обработки, связанные с точечным (условно) контактом инструмента и обрабатываемой поверхности, низкая подача и производительность.
Обкатывание роликовым инструментом.
Для обкатывания используют ролики различной конфигурации, который обычно устанавливают под некоторым углом к оси обрабатываемой детали (рисунок 6)
1 – обкатываемая деталь; 2 - ролик.
S – подача, мм/мин; n – частота вращения, об/мин; L – поперечный ход, мм.
Рисунок 6 - Схема обкатывания
Ролики для раскатывания и обкатывания бывают двух видов: стержневые (рисунок 7) и кольцевые; их подразделяют на 15 типов.
а) конический ролик; б) цилиндрический ролик.
Рисунок 7 - Стержневые ролики
У поверхности роликов должна быть твёрдость HRC 62…52, поэтому их изготавливают преимущественно из сталей ШХI5 и ШХ15СГ (ГОСТ 801-87). У накатывающих и заходных поверхностей роликов Ra 0, 1 мкм.
Стержневые ролики рекомендуется применять в многороликовом накатном инструменте сепаратного типа. Кольцевые ролики рекомендуется применять преимущественно в головках одно-, двух- и трёхроликовых приспособлений.
Отпечаток ролика во время обкатывания превращается в пластически деформированную канавку, которая при обработке цилиндрических поверхностей с подачей представляет собой винтовую линию.
Разрушение поверхностного слоя может происходить не только при силе превосходящей кинетическую, но и при небольшой нагрузке N велико. Допустимое N зависит в большей мере от марки обрабатываемого материала: для достижения Rа = 0,16 мкм незакаленной стали необходимо, чтобы 20 < 200, а чугуна 35 < 60.
Итак, при обкатывании необходимо назначать минимальную силу, при которой обеспечивается обработка с максимальной производительностью.
На силу обкатывания непосредственно влияют передний и задний углы вдавливания LI0 и LII0.Установлено, что оптимальным для большинства случаев является La = 2…30, La = 50 так зависимость параметра шероховатости поверхности от силы обкатывания (рисунок 8) носит параболический характер.
Сталь 45 Г2; S = 0,21 мм/мин; D = 130 мм; Г = 20 мм.
Рисунок 8 - Зависимость Ra от силы обкатывания Р роликом со сферическим профилем
Следующим по значению параметром обкатывания после силы является подача, которая может быть радиальной и осевой. Наилучшее качество поверхности достигается при обработке с радиальной передачей, однако на практике детали обрабатывают с осевой подачей. С уменьшением подачи шероховатость поверхности уменьшается до определённого предела, затем начинает возрастать. Оптимальное S = 0,25
2) Алмазное выглаживание.
Выглаживание заключается в пластическом деформировании обрабатываемой поверхности скользящим по ней инструментом - выглаживателем.
Для изготовления выглаживателей используют природные и синтетические алмазы.
Синтетические алмазы с размером зерна более З мм в виде поликристаллов получили название баллас (АСБ) и карбонидо (АСГIК) по аналогии с наименованием соответствующих природных алмазов.
Особенность их структуры обеспечивает изотропность физико-механических свойств, что даёт возможность инструменту работать с переменными нагрузками.
Алмазы АСБ имеют шаровидную форму, чётко выраженной радиально-лучистой структурой, размеры их зёрен достигают б мм. Алмазы АСПК имеют форму цилиндра диаметром 2 - 4,5 мм и высотой 2 - 5 мм. Структура их также радиально-лучистая, но более совершенная.
В результате пластического деформирования Δ обрабатываемой поверхности сглаживаются исходные неровности, и образуется новый микрорельеф высотой неровностей профиля Rz b. Размер детали уменьшается на величину остаточной деформации Δ Пл.
Исходными параметрами является предварительный натяг и сила выглаживания.
Решающее значение для качества поверхности детали имеет шероховатость инструмента (рисунок 9).
Рисунок 9 - Зависимость параметра шероховатости детали от параметра шероховатости инструмента
Коэффициент трения зависит от наиболее существенных факторов силы выглаживания и твердости обрабатываемой поверхности. Максимальное значение коэффициента трения 0,1, а обычно оно составляет 0,05 - 0,08.
Температура в очаге деформирования на глубине не более 0,1 мм не превышает 200 - 400 при скорости выглаживания менее 100 м/мин.
При увеличении скорости до 400 - 500 м/мин температура возрастает в 2 - 2,5 раза. Параметрами выглаживания, влияющие на шероховатость, являются: сила выглаживания, подача и радиус рабочей части инструмента. Сила выглаживания большая 200 ÷ 250 Н для деталей из высококачественных материалов и большая 100 ÷ 150 Н для деталей из материалов средней твёрдости - нецелесообразны.
Основным критерием выбора радиуса сферы инструмента является твёрдость материала обрабатываемой детали. Для деталей из мягких сплавов и цветных металлов и их сплавов этот радиус должен составлять 2,5 ÷ 3,5 мм, для деталей средней твердости - 1,5 ÷ 2 мм, для деталей из высокопрочных сталей (НRC > 60) - 1÷1,5 мм.
Наименьший параметр шероховатости достигается при подаче 0,02 ÷ 0,04мм/об. Скорость выглаживания мало влияет на параметр шероховатости.
3) Поверхностное дорнование.
Поверхностное дорнование - это поступательное движение дорна по охватывающей его поверхности.
1 - деталь; 2 - дорн.
Рисунок 10 - Схема обработки поверхностным дорнованием
Инструмент для поверхностного дорнования изготавливают из твёрдых сплавов. Твёрдые сплавы, обладая рядом преимуществ, но хуже воспринимают ударные и изгибные нагрузки по сравнению с инструментальными и подшипниковыми сталями.
Марки сплавов: ВХ, ВХ8, ВХ10, ВХ15, ВХ25. Новые сплавы имеют значительно повышенную стойкость. Это ВХ10 ОС, ВХ15С, ВХ2ОС и др.
Инструментом для поверхностного дорнования служит дорн, в котором основным рабочим элементом является зуб. Дорны подразделяются на поверхностные и объёмные.
Поверхностное дорнование характеризуется следующими параметрами: натягом i, относительным натягом i/d, силой дорнования или силой тяги Р и осевой составляющей силой деформирования Ро, скоростью дорнования и геометрическими характеристиками.
Основным параметром является натяг. С увеличением натяга параметр шероховатости уменьшается до определённого значения. Суммарный натяг при дорновании отверстий диаметром до 80 мм обычно составляет 0,1 - 0,25 мм.
4) Виброударная обработка.
Виброударная обработка - это обработка рабочими телами деталей в замкнутом объёме при его вибрации.
Вибрационную ударную обработку подразделяют на виброабразивную и виброударную. Виброабразивную применяют для удаления с деталей заусенцев, округления острых кромок, полирования и т.д., а виброударную - для упрочнения.
Для вибрационной ударной обработки используют рабочие тела из различных материалов и жидкие рабочие среды. Кроме стальных и полимерных шариков (ГОСТ3722-81, ОСТ1.51334-73), стальной и чугунной дроби (ГОСТ 1 1964-81 Е) применяют металлическую сечку из проволоки, гранулы из алюминиевых и цветных сплавов.
При виброударной обработке в рабочей камере, смонтированной на упругих подвесках и имеющей возможность колебаться в различных направлениях, сообщаются низкочастотные колебания - в большинстве случаев с помощью дисбалансного вибратора (рисунок 11)
1 - обрабатываемые детали; 2 - контейнер; 3 - рабочие тела; 4 - амортизаторы; 5 - вибровозбудитель.
Рисунок 2.11 - Схема виброударной обработки заготовок без закрепления
Виброударная обработка производится в результате множества микро ударов и относительного скольжения с определённым давлением рабочих тел по поверхности обрабатываемой детали.
Рабочие тела движутся с переменным ускорением, что обеспечивает их большую подвижность. Вследствие высокой относительной подвижности рабочие тела хорошо вписываются в фасонную поверхность деталей, за счёт чего этим методом можно упрочнять как наружные, так и внутренние поверхности сложных деталей различных размеров.
В силу ограниченных энергетических возможностей продолжительность упрочнения значительна (от 10 - 20 мин до нескольких часов), а вероятность перенаклёпа исключается, т.е. виброударная обработка по сравнению с другими способами повышения прочности детали обладает ограниченными энергетическими возможностями.
Виброобкатывание и вибровыглаживаяие.
При виброобкатывании помимо осевой подачи S (как при обкатывании и выглаживании) инструменту, поджатому к обрабатываемой поверхности с силой Р, сообщается возвратно поступательное перемещение с частотой N иамплитудой А, вдоль оси детали, вращающейся с частотой n (рисунок 12)
Рисунок 12 - Схема виброобкатывания (вибровыглаживания)
При использовании в качестве инструмента стального закалённого шара в процессе называется виброобкатыванием, при использовании сферического наконечника из алмаза или другого сферического материала (радиусом R) - выглаживанием, т.к. процесс происходит в условиях трения скольжения.
Выбор материала зависит от твёрдости обрабатываемой поверхности для обработки деталей из материалов высокой твёрдости (от HRC 50 до HRC 60) применяют алмазные наконечники. Сила поджатия инструмента при выглаживании 50-200 Н, что позволяет обрабатывать маложёсткие и неровно жёсткие поверхности, а также углубления шириной 5 - 10 мм. При виброобкатывании сила поджатия инструмента 800 - 1000Н. При виброобкатывании и вибровыглаживании инструмент выдавливает синусоидальную канавку.
Выравнивание форм, размеров и расположения микронеровностей на поверхности достигается изменением режимов обработки: S, P, A, N, n, dm (К), канавки имеют плавные очертания с Ra 0,02…0,16 мкм. Микротвёрдость поверхности канавок и наплывов на 10-25 % выше твёрдости исходной поверхности. Остаточное напряжение в 1,3 - 1,7 раза больше, чем при обкатывании без вибрации на тех же режимах.
Для получения низменного рисунка системы каналов необходимо выдерживать постоянным отношением N/n и иметь неизменный диаметр детали. Одной из основных характеристик виброобкатанных поверхностей является степень перекрытия Rn выдавливаемыми канавками исходной обрабатываемой поверхности.
Величина Rn определяет путь, проходимый инструментом в единицу времени.
5) Обработка дробью.
Методы обработки подразделяются на две группы - обработка сухой дробью и обработка дробью с СОЖ. При дробеструйном (ДУ), пневмодинамическом (ПДУ) и дробелитном (ДМУ) упрочнении детали обрабатывают сухой дробью, эти методы называют дробеударными. Существуют следующие разновидности гидроударной обработки гидробеструйная (ГДУ) гидробелитная (ГДМУ), упрочнение микро шариками.
Каждый метод характеризует несколько параметров:
-скорость сообщаемая дроби (1-100 м/с);
-характеристика дроби: её материал (чугун, сталь, стекло), метод изготовления (литые или рубленные из проволоки шарики для подшипников), форма неправильная (литая дробь) и правильная (шарики);
-кинетическая энергия дроби, зависящая от скорости полёта и диаметра дроби;
-количество дроби одновременно участвующей в наклёпе поверхности детали.
Жидкие среды удаляют продукты изнашивания с поверхности обрабатываемых деталей и рабочих тел, смачивают и охлаждают их. В большинстве случаев рабочая среда представляет собой водный раствор щелочей, кислот и солей с химическими добавками. В частности кислота стеариновая техническая ГОСТ 94 19-78, кислота амиловая и др.
При обработке дробью шероховатость обрабатываемой поверхности повышается незначительно, а в некоторых методах и режимах обработки возможно и уменьшение шероховатости.
При дробеструйном упрочнении шлифованных поверхностей цементированных и закалённых деталей параметр шероховатости повышается в среднем на 1 - 2 мкм, при упрочнении деталей из улучшенной стали, из титановых и алюминиевых сплавов параметр шероховатости повышается на 2,5 - 5 мкм, во многих случаях происходит активный перенос частиц дроби на поверхность деталей, что снижает их коррозионную стойкость, режим упрочнения характеризуется значительной нестабильностью. Коме того, установки ДУ имеют ряд эксплуатационных недостатков, связанных с быстрым изнашиванием сопел и др. Основные преимущества ГДУ по сравнению с дробеструйным следующие:
-остаточные напряжения только сжимающие, максимальные значения на некоторой глубине, сравнительно низкий параметр шероховатости (Rа 1,25-0,16 мкм) сохраняется, высокий (Ra 1,25 - 1,2 мкм) может снижаться до12,5-1,2 мкм:
-микрогеометрия улучшается,
-исключён перенос на обрабатываемую поверхность материала рабочих тел в связи со снижением температуры в зоне контакта.
Однако установки ГДУ сложнее, дороже и требуют более высоких затрат при эксплуатации.
Наибольшее отличие в изменении свойств проявляется при ДМУ (дробелитное упрочнение). Высокая интенсивность пластической деформации обеспечивает при ДМУ более высокую степень и глубину упрочнения. Максимальная микротвёрдость наблюдается при времени наклёпа равным 4 минутам
По сравнению с исходной твёрдость увеличивается на 25 % и достигает ≈ 10ГПа.
6) Центробежная обработка.
При центробежной обработке на обрабатываемую поверхность наносят последовательные удары рабочими элементами (шарами или роликами), свободно сидячими в радиальных отверстиях вращающегося диска. Рабочие тела под действием центробежных сил занимают крайнее положение в радиальных отверстиях, а при ударе обрабатываемую поверхность опускаются на глубину, равную натягу, отдавая энергию, создаваемую центробежной силой.
Метод применяют в основном для повышения сопротивления усталости деталей, работающих в тяжёлых условиях эксплуатации. При правильно назначенных условиях и режимах упрочнения с помощью этого метода удаётся повысить сопротивление усталости обрабатываемых деталей в 1,5 - 4 раза. При оптимальных параметрах упрочнения параметр шероховатости грубых поверхностей Rа 5 - 20 мкм уменьшается в десятки раз и достигается Rа 0,63 - 1,25 мкм, при обработке поверхностей с Rа 0,32 - 0,63 мкм параметр шероховатости уменьшается до Rа 0,08 - 0,16 мкм. Температура поверхности в момент деформирования может достигать 200 ºС, однако, это не вызывает структурных изменений.
Твёрдость поверхностного слоя по сравнению с твёрдостью не наклёпанного слоя повышается в среднем при обработке силумина на 50%, стали 25 - на 40%, чугуна - на 30 - 60% и латуни на 60%. Глубина наклёпа 0,6 - 0,8 мм и более.
7) Ультразвуковое упрочнение (УЗУ).
Если при упрочнении статическими методами повышения прочности детали инструменту сообщают дополнительно ультразвуковое колебание с частотой 18 - 24 кГц и амплитудой 15 - 30 мкм, то они становятся ударными методами (ультразвуковое обкатывание и т.п.)
Рисунок 2.13 - Схема ультразвукового упрочнения (УЗУ)
Используют также УЗУ, когда загружаемым рабочим телам, помещённым в замкнутый объём вместе с обрабатываемой деталью, сообщают ультразвуковые колебания, под действием которых происходит упрочнение обрабатываемой поверхности. Процесс (рисунок 14)напоминает виброударную обработку.
1 - концентратор; 2 - камера; 3 - обрабатываемая деталь; 4 - стальные шарики.
Рисунок 2.14 - Схема УЗУ
При обычном ультразвуковом упрочнении инструмент 2 (рисунок 1.15) под действием статической и значительной ударной силы, создаваемой колебательной системой (ультразвуковым генератором магнитострикционным преобразователем 5 и концентратором 3), пластически деформирует поверхностный слой обрабатываемой детали 1.
1 - обрабатываемая деталь; 2 - рабочая часть инструмента; 3 - концентратор; 4 - ультразвуковой генератор; 5 - магнитострикционный преобразователь; 6 - направляющие.
Рисунок 15 - Схема ультразвукового упрочнения
Статическую силу Рст можно прикладывать с помощью пружины или груза, под действием которого все устройство может свободно перемещаться по направляющим 6 и поджиматься к детали 1.
Номенклатура и количество оборудования по рабочим местам рассчитываются в соответствии с технологическим процессом, трудоёмкостью выполняемых работ и фондом времени.
Перечень применяемого оборудования приведен в таблице 3
Таблица 3 – Оборудование для восстановления детали № 740.1002.010 на участке восстановления
|
№№ пп |
Оборудование |
Кол-во |
Габариты, м |
Площадь,м2. |
N, кВт. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
Вертикально-сверлильный станок 2Н135 |
2 |
1,03х0,835 |
0,86 |
4 |
|
2 |
Радиально-сверлильный станок 2М55 |
1 |
2,625 х 0,968 |
2,54 |
4,5 |
|
3 |
Фрезерно-консольный станок ВМ 127 |
1 |
2,68х2,26 |
6,05 |
11 |
|
4 |
Горизонтально-расточной станок «Wotan» |
1 |
3,345х2,547 |
8,519 |
34 |
|
5 |
Токарно-винторезный станок 16К20 |
1 |
2,795х1,198 |
3,34 |
29 |
|
6 |
Кран-укосина 0,5 т |
1 |
- |
- |
3,5 |
|
7 |
Кран-балка 1 т. |
1 |
- |
- |
5 |
|
8 |
Верстак слесарный металлический 2-тумбовый |
1 |
1,4х0,8 |
1,12 |
- |
Выбор приспособлений производим в соответствии с потребностями производства по каталогам оборудования, приспособлений и инвентаря. Подобрали следующие приспособления и инструменты:
- нутромер 100-160 ГОСТ 9244-75
- абразивный круг ПП 63х20х20 53С50НСГ2БУ ГОСТ 23182-78.
1 Моечная
Очистить блок и промыть его в растворе моющего средства ЕС-Нафтоль концентрации 35 г/л и температурой 75-80 0 С.
Оборудование: машина для очистки ОМ-5288.
Условия: наличие смолистых отложений, загрязнения и смазки на поверхности не допускаются.
Разряд работы-2. Трудоемкость-10-12 мин.
2 Дефектовочная
Провести тщательный визуальный осмотр. Определить геометрические параметры блока цилиндров - измерить инструментом.
Приспособления и инструмент: Нутромер 100-160 ГОСТ 9244-75.
Условия: Трещины на постели, проходящие через масляный канал не допускаются.
Разряд работ - 5. Трудоемкость - 10 мин.
3 Расточная
Расточить в размер
Оборудование: горизонтально-расточной станок Wotan.
Расчёт глубины резанья t, мм
(2.2)
где d – диаметр поверхности детали до обработки, мм;
d1 – диаметр поверхности детали после обработки, мм.
Срез необходимого слоя проводится в 2 прохода резца.
Расчёт основного времени То, мин
(2.3)
где Sф – табличное значение подачи станка мм/об;
nф – табличное значение частоты вращения шпинделя об/мин;
L – длина обрабатываемой поверхности, мм;
i – число проходов.
Расчёт основного времени на обработку:
Разряд работ – 6. То= 3,33 мин.
4 Наварочная
Наварить промежуточные вкладыши, согласно эскизу.
Рисунок - 16 Схема приварки промежуточных вкладышей
Оборудование: полуавтоматический сварочный аппарат Telwin BIMAX 4.135
Приспособления и инструмент: самофлюсующаяся порошковая проволока ПАНЧ-11.
Условия: Установить промежуточные вкладыши в постели с поджатием 50 кН и приваривают в сборе со старой крышкой.
Расчет сварочного тока:
(2.4)
где J - плотность тока,
Fэп – площадь поперечного сечения проволоки, мм2.
Выбираем напряжение дуги:
Таблица 4 – Рекомендуемые значения напряжения дуги
|
Диаметр электродной проволоки Dэ, мм |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
|
Напряжение на дуге Uд, В |
17-22 |
19-24 |
20-27 |
20-31 |
21-34 |
23-37 |
Принимаем Uд=25 В.
5 Слесарная
Зачистить торцы постелей шлифмашинкой заподлицо.
Оборудование: Шлифмашинка ИП-20, абразивный круг ПП 63х20х20 53С50НСГ2БУ ГОСТ 23182-78.
Условия: Остатки облоя на торцах не допускается.
Разряд работ – 5. Трудоемкость – 8 мин.
6 Расточная
Расточить в номинальный размер
Оборудование: горизонтально-расточной станок Wotan.
Условие: Расточка выполняется в сборе с крышками 740.1005.152/140 номинального размера.
Расчёт глубины резанья t, мм
(2.5)
где d – диаметр поверхности детали до обработки, мм;
d1 – диаметр поверхности детали после обработки, мм.
Срез необходимого слоя проводится в 2 прохода резца: проход черновой обработки с оставлением припуска 0,03 мм на чистовую обработку.
Расчёт основного времени То, мин
(2.6)
где Sф – табличное значение подачи станка мм/об;
nф – табличное значение частоты вращения шпинделя об/мин;
L – длина обрабатываемой поверхности, мм;
i – число проходов.
Расчёт основного времени на чистовую обработку:
Расчёт основного времени на черновую обработку:
Разряд работ – 6. То= 4 мин.
7 Контрольная
Провести контроль согласно техническим требованиям на выдачу блока цилиндров из восстановления.
Приспособления и инструмент: Нутромер 100-160 ГОСТ 9244-75.
Разряд работ - 5. Трудоемкость - 8 мин.
Техника безопасности – система организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.
При работе слесаря у верстака следует обращать особое внимание на прочность закрепления тисков. Если они шатаются, работать на тисках опасно.
Большое внимание при работе должно быть удалено исправности инструментов, так при выполнении слесарных работ набольшее число несчастных случаев происходит от использования неисправных или некачественных инструментов.
Большое значение для качественного выполнения и безопасности работ имеет комплект специальных инструментов.
Для исключения травмирования электрическим током в зоне технического обслуживания и ремонта автомобилей необходимо пользоваться переносными электролампами с предохранительными сетками и с пониженным напряжением, безопасным для человека.
Автомобили, по своему техническому состоянию требующие частичной или полной разборки, следует подавать на рабочие места не самоходном, а при помощи устройств, исключающих работу двигателя. Этим можно максимально уменьшить концентрацию окиси углерода.
Наиболее целесообразно разборку и сборку автомобилей проводить на рабочих местах с применением подъемно – транспортного оборудования в виде подвесных однорельсовых путей, домкратов и различных тележек с грузоподъемными кассетами.
При работе с полимерными материалами необходимо соблюдать правила, изложенные в «Санитарных правилах по работе с эпоксидными смолами».
Токсичность полимерных материалов обусловлена как токсичностью самих материалов, так и растворителей и отвердителей. Летучие вещества эпохлоридрик и толуол, выделяемые при нагреваний эпоксидных смол, действует на нервную систему и печень. Эпоксидные смолы вызывают заболевания кожи (дерматит, экземы) как при непосредственном контракте со смолой и отвердителем, так и при воздействий продуктов испарения.
Допустимые концентраций опасных газов и паров в воздухе рабочей зоны (мг/м).
Ацетон – 200
Бензин – растворитель – 300
Дихлорэтан – 10
Толуол – 50
Керосин – 300
Отвердитель полиэтилено-полиамин при попадании в глаза вызывает продолжительный конъюнктивит, попадание в органы дыхания вызывает нарушение дыхания, угнетение центральной нервной системы.
Цехи и участки, на которых выполняются работы с использованием полимерных композиций, должны быть оборудованы приточное – вытяжной вентиляции. Все работы с приготовлением и использованием композиций в вытяжном шкафу.
При попадании на кожу эпоксид композиций, брызг отвердителя, смолы надо немедленно удалить их тампоном, смоченным этилцеллозольвом и смыть горячей водой с мылом. Запрещается принимать пищу и курить на рабочем месте. В течение рабочего дня следует периодически мыть руки и лицо теплой водой с мылом.
Механическая обработка отверженной эпоксидной композиций выполняется на рабочем месте, оборудованном местным отсосом.
Для защиты кожи применяются силиконовый крем, которой тонким слоем наносят на лицо и руки.
Рекомендуется для защиты рук применять также защитную пасту следующего состава:
Ментилцеллюлоза − 14
Глицерин − 11
Вода − 68.
Безопасность и охрана труда слесарей – сборщиков при выполнении сборочных работ обеспечивается соблюдением основных правил безопасности.
Соблюдение правил техники безопасности и охраны труда является важнейшей обязанностью каждого рабочего. С этой целью сборка спряжений и узлов производится на стендах с приспособлениями, обеспечивающими устойчивое положение собираемой сборочной единицы.
Инструмент. Используемый для сборочных работ, должен находиться в исправном состоянии и соответствовать своему назначению.
Механизированный инструмент с электрическим и пневматическим приводом перед началом работы проверяется на холостом ходу. Электрические привода и шланги пневмосистемы не должны быть натянуты. Электрический механизированный инструмент должен работать от электрической сети напряжением не более 36 В.
Пользоваться неисправным оборудованием и инструментом запрещается.
При работе с незнакомым оборудованием слесарь-сборщик обязан изучить инструкцию по его использованию и получить дополнительные указания у мастера участка.
Список использованной литературы