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
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Красноярский государственный технический университет
В. Н. Катаргин
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
РЕМОНТА ДЕТАЛЕЙ
АВТОМОБИЛЕЙ
Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство» направления подготовки «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования»
Красноярск
ИПЦ КГТУ
2006
УДК 629.113.004.6.001.63(07) К5О
Рецензенты:
А. И. Федотов, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой «Автомобильный транспорт» Иркутского государственного технического университета;
A. С. Павлюк, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой «Автомобили и автомобильное хозяйство» Алтайского государственного технического университета;
B. А. Каргин, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой «Технология транспортного машинострое ния и машин» Сибирского государственного университета путей сообщения
Катаргин, В. Н.
К50 Проектирование технологических процессов ремонта деталей автомобилей: учеб. пособие / В. Н. Катаргин. — Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. — 321 с.
ISBN 5-7636-0910-7(978-5-7636-0910-3)
Рассмотрены основные вопросы выполнения курсовой работы по дисциплине «Основы техно логии проектирования и ремонт автомобилей», освещен ряд актуальных вопросов в области ремон та автомобилей, касающихся обеспечения высокого качества ремонта, снижения его трудоемкости и стоимости. В приложениях приведены рабочие чертежи деталей, технические условия на кон троль-сортировку, статистические данные о вероятности появления сочетаний дефектов, спра вочные данные по известным способам восстановления, а также данные для размерного анализа детали.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Автомобили и автомобиль ное хозяйство» направления подготовки «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования».
УДК 629.113.004.6.001.63(07)
КитаргинВ.Н.,2006
КГТУ, 2006
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
В основу настоящего учебного пособия автором положен его многолетний опыт преподавания курса «Основы технологии производства и ремонт автомобилей» на автотранспорт ном факультете Красноярского государственного технического университета.
Цель учебного пособия — изучение методики проектирования технологических про цессов ремонта деталей автомобилей, а также формирование у студентов навыков принятия решений при проектировании технологических процессов.
Данное учебное пособие освещает все основные вопросы курсового проектирования по названной дисциплине. Для выполнения курсовой работы предлагаются 50 вариантов зада ний, включающих в себя рабочий чертеж детали, технические условия на контроль-сортировку, статистические данные о вероятности появления сочетаний дефектов, справоч ные данные по известным способам восстановления, данные для размерного анализа детали.
Варианты заданий охватывают все типовые детали автомобиля.
Существенным недостатком ранее изданных учебных пособий по данной дисциплине, но мнению автора, является рекомендательный и описательный характер сведений о воз можных способах восстановления деталей, а также отсутствие реальной информации об объ ектах проектирования, что не позволяет организовать полный непрерывный цикл курсового проектирования: преподаватели и студенты затрачивают много времени на поиск исходной информации, зачастую не общедоступной (например, рабочие чертежи деталей, технические условия и т. д.). Предлагаемое учебное пособие лишено указанных недостатков.
Своей главной задачей автор ставил систематизацию и адаптацию для учебного про цесса имеющейся специальной литературы и нормативно-технической документации.
II учебном пособии имеются также результаты авторских научных исследований в области размерного анализа при ремонте агрегатов автомобилей.
Учебное пособие состоит из введения, 9 глав и 11 приложений.
В главе 1 раскрывается структура курсовой работы
В главе 2 излагается порядок выполнения курсовой работы, включающей в себя 7 ос новных этапов.
В главах 3—9 рассматриваются основные этапы курсового проектирования.
В приложениях приведены все необходимые для выполнения курсовой работы справочные материалы.
При курсовом проектировании рекомендуется использовать не только основную, приведенную в библиографическом списке литературу, но и другие современные справочные, методические и периодические издания, нормативно-технические документы, новейшие дос тижения науки и техники.
Книга предназначена студентам специальности «Автомобили и автомобильное хозяй ство» и преподавателям вузов, ведущих курсовое проектирование по дисциплине «Основы технологии производства и ремонт автомобилей», а также может быть полезна инженерно-техническим работникам автотранспортных и авторемонтных предприятий.
4
ВВЕДЕНИЕ
В условиях рыночной экономики проблема сокращения затрат на содержание автомо билей за время их эксплуатации имеет важное значение. Высокие цены на новые автомобили заставляют их владельцев уделять больше внимания капитальному ремонту. Поэтому глав ная задача авторемонтного производства заключается в экономически эффективном восста новлении работоспособности автомобилей для наиболее полного использования остаточной долговечности составляющих их деталей.
Экономическая эффективность ремонта заключается в том, что заготовки, используе мые при ремонте автомобиля, полученные в результате разборки и очистки последнего, зна чительно дешевле заготовок, выпускаемых машиностроением, получаемых литьем, ковкой или штамповкой. Кроме того, при ремонте деталей автомобиля, как правило, обрабатывается меньшее число поверхностей, поэтому трудоемкость обработки значительно меньше. Рацио нальный технологический процесс ремонта обеспечивает восстановление свойств детали, близких к свойствам новой.
Следует отметить, что авторемонтное производство носит природоохранный и ресур сосберегающий характер. На изготовление одного коленчатого вала автомобильного двига теля с рабочим объемом 4,8 л расходуют 57 юг металла, 183 МДж энергии, масса отходов при этом составляет 2,5 кг. При восстановлении названной детали указанные величины имеют значения примерно в 20 раз меньше —2,6 кг, 9,5 МДж и 0,12 кг соответственно.
Необходимость изучения специфичных процессов ремонтного производства обуслов лена его существенными отличиями от машиностроительного производства.
Большой вклад в отечественную научную базу ремонта автомобилей внесли профессора К. Т. Кошкин, В. В. Ефремов, В. А. Шадричев, Л. В. Дехтиринский, В. А. Зорин, Б. П. Долгополов, В. И. Карагодин и др.
Предмет науки о ремонте автомобилей составляют закономерности подготовки и орга низации производства ремонта автомобилей, обеспечивающего требуемое качество и задан ное количество отремонтированных агрегатов автомобилей с наименьшими затратами тру довых и материальных ресурсов. На практике эти теоретические положения реализуются че рез создание технологических процессов ремонта деталей автомобилей, что зачастую не яв ляется тривиальной задачей. Поэтому современное авторемонтное производство выдвигает качественно новые требования к инженерам-механикам автомобильного транспорта: в част ности, особую актуальность в последнее время приобрели знания, умения и навыки создания современных технологий ремонта деталей автомобилей.
Среди задач, решаемых при проектировании технологий, важнейшими являются выбор и обоснование наиболее экономичного и эффективного способа восстановления поверхности детали, оптимального маршрута ремонта, обоснование точности замыкающего звена восста навливаемой размерной цепи агрегатов, выбор оборудования и оснастки, формирование мар шрутной и операционной технологии ремонта, что предполагает знание современных мате риалов для нанесения покрытий, внедренных и перспективных способов создания ремонт ных заготовок, термической и механической обработки деталей, основ маркетинговой и тех нологической подготовки авторемонтного производства. Эти и другие вопросы рассматри ваются в данном учебном пособии.
5
1. СТРУКТУРА КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Объектом капитального ремонта в курсовой работе являются автомобили семейства КамАЗ (агрегаты, двигатель, сцепление, делитель, коробка передач) [15].
Цель работы — закрепить на практике знания, полученные при освоении теоретической чисти курса «Основы технологии производства и ремонта автомобилей», сформировать умения и навыки выбора способов восстановления изношенных поверхностей детали, обоснования мар шрутов технологии восстановления, расчета режимов обработки и нормирования операций восстановления, а также оценки затрат на реализацию технологии ремонта.
Курсовая работа должна включать в себя пояснительную записку и три листа графиче ской части.
Пояснительная записка должна содержать расчеты и обоснования принятых решений по всем этапам формирования технологии восстановления детали и включать следующее:
задание на курсовую работу;
содержание;
введение;
1. Анализ технических условий на капитальный ремонт детали;
2. Конструктивный и эксплуатационный анализ нагружения поверхностей детали и сборочной единицы при ее работе;
3. Сравнительный анализ способов восстановления деталей автомобиля;
4. Формирование маршрута технологии восстановления и обоснование выбора методов восстановления поверхностей детали;
5. Расчет и обоснование стратегии восстановления ремонтной размерной цепи;
6. Расчет режимов и нормирование операций технологии восстановления;
7. Экономическую оценку принятых решений;
приложения;
список использованных источников.
Объем пояснительной записки — не более 50 страниц рукописного текста.
Задание на курсовую работу должно содержать:
1. Рабочий чертеж детали (узла);
2. Фрагмент технических условий на контроль-сортировку по выданной детали;
3. Тип ремонтного производства (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное);
4. Годовую программу капитальных ремонтов;
5. Дефектовочную таблицу сочетаний дефектов, полученную на выборке из 30 контро лируемых деталей (прил. 10);
6. Рыночную цену детали (указывается преподавателем);
7. Номера анализируемых таблиц способов восстановления (прил. 1).
Выбор варианта курсовой работы (всего вариантов - 50) осуществляется по последним двум цифрам номера зачетной книжки студента. Таблица вариантов и правила их выбора представлены в прил. 1. В случае совпадения вариантов у двух и более студентов преподава тель самостоятельно принимает решение о выдаче другого номера варианта.
Значения ряда частных показателей задаются преподавателем или принимаются сту дентом самостоятельно при выполнении работы.
6
В приложении к пояснительной записке на стандартных бланках, согласно ГОСТ ЕСТД, должны быть оформлены маршрутная и операционная технологии восстановления, в последней обязательны карты эскизов на каждую операцию. Формы бланков представлены в прил. 4.
Графическая часть должна включать:
1. Ремонтный чертеж детали (как правило, формат A3);
2. Сборочный чертеж сопряжения для формирования сборочных размерных цепей (формат A3);
3. Анализ способов восстановления изношенных поверхностей деталей автомобиля (форматА1).
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Последовательность выполнения основных этапов курсовой работы следующая:
1. Анализ технических условий на дефектацию, а именно качества контролируемых параметров, используемого мерительного инструмента, его точности, а также определение числа анализируемых и необследуемых поверхностей, анализ дефектов и требований к отремонтированной детали, разработка ремонтного чертежа на основе рабочего чертежа детали;
2. Изучение конструкции и анализ нагруженности поверхностей детали, работы детали и других характеристик;
3. Сравнительный анализ способов восстановления на основе визуализации парамет ров, характеризующих способы восстановления; разработка соответствующего листа графи ческой части и анализ литературы по исследуемым способам восстановления;
4. Формирование рационального маршрута устранения дефектов (вероятностный ме тод, метод последовательного сокращения маршрутов); принятие решений по виду разраба тываемой технологии (подефектная, специализированная); обоснование используемых в маршрутной технологии методов восстановления поверхностей детали на основе анализа J преимуществ и недостатков известных способов восстановления изношенных поверхностей I (прил. 2); формирование, расчет и анализ размерной цепи, принятие решения о стратегии восстановления ремонтной размерной цепи;
5. Разработка операционной технологии на основе маршрутной; расчет режимов и норми рования операций, выбор оборудования, приспособления, инструментов (рабочего и мерительно го), материалов, подготовка карт эскизов и т. п.; оформление (на стандартных бланках) маршрут ной и операционной технологий с заглавным листом на каждую технологию;
6. Экономическая оценка затрат на реализацию разработанной технологии ремонта и себестоимости ремонта детали;
7. Оформление всех расчетов в пояснительной записке; подготовка графической части. Выполненная курсовая работа сдается на проверку преподавателю. После устранения замечаний курсовая работа допускается к публичной защите.
Приведенная последовательность выполнения курсовой работы, по мнению автора, является близкой к оптимальной.
7
3. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ДЕТАЛИ
При выполнении этого раздела технические условия (ТУ), согласно выданной детали, следует выбирать из прил. 1 по номеру варианта задания. Необходимо проанализировать и отразить в записке конфигурацию изучаемой детали по следующему алгоритму:
1) определить все элементарные поверхности, из которых состоит деталь, свести эти дан ные в таблицу (см. табл. 1), присвоив каждой элементарной поверхности детали свой номер;
2) распределить выявленные поверхности на следующие группы (см. табл. 1):
контролируемые, но невосстанавливаемые (I);
контролируемые и восстанавливаемые (II);
неконтролируемые, но изнашиваемые (III);
неконтролируемые и неизнашиваемые (IV).
Результатом анализа ТУ и детали должны стать заполненная таблица и диаграмма структуры элементарных поверхностей детали (рис. 2), а также эскиз детали (рис. 1), на ко тором должны быть выделены анализируемые поверхности.
Основываясь на классификации Демьюника [2, с. 65], автор предлагает следующий пе речень видов элементарных поверхностей для классов деталей.
1. Корпусные детали:
1.1. Элементарные поверхности:
1.1.1. Базовая плоскость;
1.1.2. Внутренний или корпусной диаметр отверстия;
1.1.3. Торцевая плоскость;
1.1.4. Образующая рабочей и нерабочей поверхности;
1.2. Геометрические параметры:
1.2.1. Соосность отверстий;
1.2.2. Перпендикулярность осей;
1.2.3. Межцентровые расстояния отверстий;
1.2.4. Резьба;
2. Круглые стержни:
2.1. Элементарные поверхности:
2.1.1. Торцевые поверхности;
2.1.2. Наружный диаметр;
2.1.3. Внутренний диаметр;
2.1.4. Образующая рабочей или нерабочей поверхности;
2.1.5. Поверхность шлицевого соединения;
2.2. Геометрические параметры:
2.2.1. Межцентровое расстояние отверстий;
2.2.2. Резьба;
2.2.3. Шпоночное соединение;
3. Полые стержни (втулки):
3.1. Элементарные поверхности:
3.1.1. Торцевая плоскость;
3.1.2. Наружный диаметр;
3.1.3. Внутренний диаметр;
3.1.4. Образующая рабочей или нерабочей поверхности;
3.1.5. Поверхность шлицевого соединения;
3.2. Геометрические параметры;
3.2.1. Шпоночное соединение;
8
3.2.2. Резьба;
3.2.3. Отклонение от цилиндричности;
4. Диски:
4.1. Элементарные поверхности:
4.1.1. Базовая плоскость;
4.1.2. Торцевая плоскость;
4.1.3. Наружный диаметр;
4.1.4. Внутренний диаметр;
4.1.5. Образующая рабочей или нерабочей поверхности;
4.1.6. Поверхность шлицевого соединения;
4.2. Геометрические параметры:
4.2.1. Межцентровое расстояние отверстий;
4.2.2. Резьбы;
5. Некруглые стержни:
5.1. Элементарные поверхности:
5.1.1. Торцевая плоскость;
5.1.2. Наружный диаметр;
5.1.3. Внутренний диаметр;
5.1.4. Образующая рабочей или нерабочей поверхности;
5.1.5. Поверхность шлицевого соединения;
5.2. Геометрические параметры:
5.2.1. Межцентровое расстояние отверстий;
5.2.2. Резьба;
5.2.3. Шпоночное соединение.
Предлагаемая классификация не является полной и может корректироваться, в том числе дополняться, в процессе выполнения работы.
В результате анализа конкретных деталей наборы сочетаний элементарных поверхно стей могут быть разными, при этом одна деталь может иметь несколько одноименных по верхностей.
Пример. Рассмотрим корпус малого масляного насоса гидромеханической передачи (ГМП) автобуса ЛиАЗ-677. Деталь относится к первому классу — «Корпусные детали». Практика эксплуатации ЛиАЗ-677 показывает, что данный узел является лимитирующим на дежность ГМП и автобуса в целом вследствие быстрого изнашивания ряда поверхностей корпуса.
На рис. 1 представлен эскиз корпуса малого масляного насоса с выявленными элемен тарными поверхностями. Результаты анализа сведены в табл. 1. На рис. 2 приведена диа грамма соотношения анализируемых поверхностей с точки зрения контроля, изнашивания и восстановления.
Далее необходимо определить количество контролируемых элементарных поверхно стей, соотношение ко всем выявленным элементарным поверхностям и сделать соответст вующие выводы.
Выводы. В результате анализа технических условий на капитальный ремонт и конфигу рации корпуса масляного насоса выявлено 26 видов элементарных поверхностей, из которых 12 (46 %) не охватываются техническими условиями и вносят неопределенность при дефектовке конкретных деталей. На них необходимо обратить внимание при размерном анализе.
После этого следует приступить к изучению рабочего чертежа детали и отразить в пояснительной записке:
9
материал детали;
твердость поверхностей;
вид термической обработки; основные размеры, точность и чистоту обработки рабочих поверхностей для контролируемых и восстанавливаемых (табл. 1);
точность возможного положения рабочих поверхностей детали;
установочные (базовые поверхности) при ремонте (отразить на рисунке в пояснитель ной записке).
Затем можно приступать к графической части курсовой работы и, пользуясь рабочим чертежом детали, выполнить ремонтный чертеж детали согласно ГОСТ 2.604—68 «Единая система конструкторской документации. Чертежи ремонтные».
10
Таблица 1
Сводная таблица распределения элементарных поверхностей корпуса
малого масляного насоса по группам
|
№ п/п |
Наименование поверхности |
Группы поверхностей |
|||
|
I |
II |
III |
IV |
||
|
1 |
Базовая плоскость |
• |
|||
|
2 |
Рабочая внутренняя поверхность — основание |
• |
|||
|
3 |
Рабочая боковая внутренняя поверхность (2 шт.) |
• |
|||
|
4 |
Торцевая поверхность корпуса под ось ведомой шестерни |
• |
|||
|
5 |
Торцевая поверхность корпуса под ось ведущей шестерни |
• |
|||
|
6 |
Торцевая плоскость под крепление насоса (2 шт.) |
• |
|||
|
7 |
Нерабочая поверхность корпуса |
• |
|||
|
8 |
Отверстие под ось (2 шт.) |
• |
|||
|
9 |
Отверстие впускное |
• |
|||
|
10 |
Отверстие выпускное |
• |
|||
|
11 |
Отверстие под крепление (5 шт.) |
• |
|||
|
12 |
Наружный диаметр центрирующего пояска |
• |
|||
|
13 |
Отклонение от соосности отверстий под оси шестерен |
• |
|||
|
14 |
Резьба (6 шт.) |
• |
|||
|
ВСЕГО (шт.) |
1 |
13 |
12 |
0 |
|
|
ВСЕГО (%) |
4 |
50 |
46 |
0 |
Чертежи ремонтные выполняются в соответствии с требованиями стандартов Единой системы конструкторской документации. На ремонтных чертежах указываются только раз меры, предельные отклонения, зазоры и другие данные, которые должны быть выполнены и проверены в процессе ремонта и сборки изделия.
На ремонтных чертежах изображают только те виды, разрезы и сечения, которые необ ходимы для проведения ремонта детали или сборочной единицы.
Как правило, предельные отклонения линейных размеров указывают либо числовыми значениями, либо условными буквенными обозначениями с последующим в скобках цифро вым значением.
На ремонтных чертежах поверхности, подлежащие обработке при ремонте, выполняют основной сплошной толстой линией, остальная часть изображения — сплошной тонкой ли нией. Если у отдельных элементов ремонтируемой детали меняется конфигурация, то уменьшенную часть детали показывают на чертеже основной сплошной толстой линией, а переменную часть — сплошной тонкой линией.
На чертеже детали, ремонтируемой сваркой, нанесением металлопокрытий и т. д., рекомендуется выполнять изображение подготовки соответствующего участка детали к ремон ту, а также указывать наименование, марку, размеры материала, используемого при ремонте, а также номер стандарта на этот материал.
Если при ремонте удаляют изношенную часть и заменяют ее новой, то удаленную часть изображают тонкой штрихпунктирной линией с двумя точками.
На ремонтном чертеже детали, для которой установлены пригоночные размеры, при необходимости указывают установочные базы для пригонки детали «по месту», категорийные
11
и пригоночные размеры. Размеры детали, ремонтируемой снятием минимального необ ходимого слоя материала, проставляют буквенными обозначениями, а их числовые величи ны и другие данные указывают на линиях-выносках или в таблице. Таблицу помещают и правой верхней части чертежа.
На ремонтных чертежах в сопряженных деталях с категорийными размерами сохраня ют класс точности и посадку, предусмотренные в рабочих чертежах.
На ремонтных чертежах детали и сборочных единиц для определения способа ремонта помещают технологические требования и указания, которые являются единственными для постановления эксплуатационных характеристик изделия. Технологические требования, от носящиеся к отдельному элементу детали или сборочной единицы, помещают на ремонтном чертеже, как правило, рядом с соответствующим элементом или участком детали или сбо рочной единицы.
Надписи, таблицы, а также технические требования на ремонтных чертежах деталей и сборочных единиц ремонтируемых изделий выполняют в соответствии с требованиями I ОСТ 2.4316—68.
На ремонтном чертеже одновременно допускается указывать несколько вариантов ре монта одних и тех же элементов детали с соответствующими разъяснениями на чертеже. I la каждый принципиально отличный вариант ремонта детали или сборочной единицы вы полняют отдельный чертеж. Если же при ремонте детали в нее вводят дополнительные дета ли (втулку, стопорный винт и т. п.) или монолитную деталь заменяют деталью, состоящей из нескольких частей, то ремонтный чертеж выполняется как сборочный.
Содержание графы «Материал» основной надписи должно соответствовать содержа нию аналогичной графы рабочего чертежа детали. Номера отмененных стандартов на мате риал не указывают. Предельные отклонения размеров 14—17-го квалитетов проставляют на ремонтных чертежах с округлением до десятых долей миллиметра.
В случае если на ремонтном чертеже одной детали дано исчерпывающее указание об изготовлении другой (сопряженной) детали по рабочей конструкторской документации и последняя включена в комплект документов для ремонта изделия, то отдельный ремонтный чертеж на сопряженную деталь не выполняется.
Обозначение ремонтного чертежа получают добавлением к обозначению детали или сборочной единицы буквы Р (ремонтный).
Пример оформления ремонтного чертежа приведен в прил. 3.
4. КОНСТРУКТИВНЫЙ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ НАГРУЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛИ И СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ ПРИ ЕЕ РАБОТЕ
При выполнении этого раздела необходимо ознакомиться с конструкцией узла и агрегата, в котором установлена деталь.
В пояснительной записке следует представить рисунок или схему, показывающие место положение изучаемой детали в узле, а также функции этой детали в агрегате или узле (крутящий момент, изгибающие нагрузки, направление усилий). При этом на рисунке или I схеме функции детали могут быть отражены в произвольной форме (подчеркиванием, выносными линиями и описанием функций).
12
Все ранее выявленные изнашиваемые поверхности детали также должны быть отраже ны в этом анализе.
На основе знаний, полученных при изучении дисциплин «Двигатели внутреннего сго рания» и «Расчет и конструирование автотранспортных средств», в пояснительной записке необходимо привести расчетные схемы и методики расчета усилий, приходящихся на изна шиваемые поверхности. При этом обязательно указать вид нагружения и рассчитанные оценки средних и пиковых нагрузок, влияющих на износ или разрушение деталей.
Пример. Рассмотрим валик ведущих шестерен масляного насоса автомобиля КамАЗ.
Валик ведущих шестерен масляного насоса автомобиля КамАЗ передает крутящий мо мент Мп от ведомой шестерни нагнетающей секции и на ведущую шестерню радиаторной секции насоса. При работе насоса вал испытывает скручивание от передаваемого момента и моментов сопротивления шестерен нагнетающей Мж и радиаторной Мрс секций. Валик за креплен от радиальных перемещений двумя втулками.
В соответствии с вышеизложенным можно предположить, что валик ведущих шестерен масляного насоса будет изнашиваться в зоне подшипников скольжения (втулок), а также износу будут подвержены места крепления шестерен (по диаметру вала) и шпоночные пазы.
На рис. 3 представлены все сопряжения валика с другими составными частями насоса, в результате которых появляется износ.
13
Износ шпоночных пазов возникает в результате пластической деформации краев паза - происходит снятие металла под действием постоянно приложенных моментов (при работе насоса) от зубчатых колес и шестерни насоса (рис. 4).
Износ поверхностей под подшипниками скольжения происходит вследствие возникно вения трения между втулкой и валиком — наблюдается выработка поверхности валика под действием длительного фрикционного износа.
Сила трения в этом сопряжении зависит главным образом от реакций в опорах (под шипниках вала).
Износ сопряжений «валик — шестерня» («валик — зубчатое колесо») возникает под влиянием давления, оказываемого посадкой шестерни или зубчатого колеса на поверхность валика — происходит смятие валика с образованием эллипсности и нарушением цилиндричности шеек валика.
Зная сопряжения валика с другими частями насоса, можно выделить силы и моменты, действующие на валик. В соответствии с распределением сил можно наметить характерные места износа валика ведущих шестерен (рис. 5).
В пояснительной записке должно быть подробно проанализировано не менее двух из нашиваемых поверхностей с расчетом всех необходимых параметров.
Далее необходимо выявить, как минимум, одну размерную сборочную цепь, элементом которой является изнашиваемая поверхность анализируемой детали. Здесь следует только составить перечень деталей, входящих в размерную цепь, и указать поверхности, в нее вхо дящие. В пояснительной записке это можно отразить в табличной форме. Для примера воспользуемся узлом «малый масляный насос ГМП ЛиАЗ-677» (рис. 6, табл. 2).
Таблица 2
Структура размерной цепи, определяющей торцевой зазор
между крышкой корпуса и шестернёй
|
Наименование детали |
Наименование поверхности |
Размерные параметры |
|
1. Корпус малого масляного насоса |
Рабочая внутренняя поверхность – основание (размер гнёзд шестерён по высоте) |
|
|
2. Шестерня малого масляного насоса |
Торцевая поверхность |
|
|
3. Торцевой зазор |
Зазор между крышкой насоса и шестернёй |
14
Раздел должен обязательно заканчиваться выводом, в котором должны быть отражены наиболее характерные нагрузки (вид, максимальные величины) для анализируемой поверхности.
5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ
Сведения о существующих методах восстановления изношенных поверхностей деталей автомобилей приведены в прил. 2. В вариантах заданий на курсовую работу указывают но мера методов восстановления по табл. П.2.1—П.2.7. Принята следующая нумерация таблиц:
15
П.2.1. Металлизация;
П.2.2. Ручная и механизированная сварка под слоем флюса;
П.2.3. Вибродуговая наплавка;
П.2.4. Микронаплавка, наплавка в среде СО2, припекание порошков;
П.2.5. Хромирование;
П.2.6. Железнение;
П.2.7. Другие способы ремонта и упрочнения поверхностного слоя.
Следует отметить, что возможно включение и других способов и разновидностей восстановления в приведенный перечень по указанию преподавателя.
Выполнение данного раздела осуществляется в два этапа.
Первый этап — теоретический, В пояснительной записке последовательно проводится анализ литературы по рассматриваемым методам восстановления. При этом упор делается на физическую сущность метода. Как правило, вычерчивается эскиз, поясняющий принцип действия метода восстановления.
Сведения об отличиях и преимуществах разновидностей методов содержатся в [1, 5, 6, 9, 10]. Могут быть использованы также периодические издания ВИНИТИ (реферативные журналы, «Экспресс-информация») и другие источники.
Объем раздела не должен превышать 10 страниц рукописного текста. Информация должна быть структурирована и изложена в удобной для понимания сущности процесса форме.
Второй этап — графический. С целью сравнительной оценки анализируемых методов выполняется лист графической части формата А1.
Структура листа может быть следующей. В левой части (обычно в виде столбца) пере числяются методы восстановления и все их разновидности с присвоением номеров, которые не меняются на листе и используются в рисунках и диаграммах. По согласованию с преподавателем этот перечень может быть выполнен в пояснительной записке в начале рассматри ваемого раздела (для высвобождения места на листе).
Далее лист разбивается на четыре части:
1. Конструкторско-технологические характеристики;
2. Показатели физико-механических свойств;
3. Технико-экономические показатели;
4. Прочие характеристики.
Сравниваемые параметры графически выполняются в соответствующих частях листа.
Пример. Рассмотрим варианты представления листа по каждой из четырех частей. В данном примере анализируются 23 разновидности следующих методов восстановления: металлизация (табл. П.2.1); ручная и механизированная сварка под слоем флюса (П.2.2); другие способы ремонта и упрочнения поверхностного слоя (табл. П.2.7).
Конструкторско-технологические характеристики
Формы представления: табличная; круговые, линейные, вертикальные диаграммы; свя занные графы; эскизы, поясняющие конфигурацию деталей (табл. 3—6, рис. 7—9). В данном случаи это является творческой компонентой работы.
16
Таблица 3
Вид основного материала изношенной детали
|
Материалы |
Способ восстановления |
|
Стали, чугуны, цветные металлы, неметаллы |
1-4, 14, 15 |
|
Стали, чугуны |
5, 18-23 |
|
Серый чугун. Ковкий чугун. Цветные металлы |
6, 7 |
|
Хром, чугуны, металлы, сталь малоуглеродистая |
8, 16, 17 |
|
Стали малоуглеродистые, среднеуглеродистые, легированные |
9-13 |
Таблица 4
Вид поверхности восстановления (упрочнения)
|
Поверхности |
Способ восстановления |
|
Наружные цилиндрические и плоские |
1-4 |
|
Наружные и внутренние цилиндрические, наружные плоские, наружные шлицевые |
9, 10, 12, 13 |
|
Наружные цилиндрические, винтовые, плоские, профили зубьев |
18, 19, 11, 20, 21 |
|
Все виды поверхностей |
14-17 |
|
Внутренние цилиндрические |
5 |
|
Наружные и внутренние цилиндрические, плоские |
6-8, 22, 23 |
17
Таблица 5
Вид нагрузки на восстанавливаемую поверхность
|
Нагрузки |
Все, кроме знакопеременных |
Все виды |
Все виды, кроме сосредоточенных и знакопеременных |
С равномерным распределением |
|
Поверхности |
6, 16 |
9-13, 15, 17-23 |
- |
1-5, 14 |
Таблица 6
Сопряжения или посадки восстанавливаемой поверхности
|
Сопряжения или посадки |
Способ восстановления |
|
Подвижные |
1-5, 18-23 |
|
Подвижные и неподвижные |
9-17, 23 |
|
Неподвижные |
- |
18
Показатели физико-математических свойств
Формы представления: диаграммы любых видов, эскизы, поясняющие конфигурацию деталей (рис. 10-14).
Технико-экономические показатели
Формы представления: диаграммы любых видов (рис. 15-22).
19
20
21
22
23
Прочие характеристики
Формы представления: таблица (см. табл. 7). Возможны и другие формы представления информации – это творческая компонента работы.
Таблица 7
Прочие характеристики
|
Способы восстановления |
Детали-представители, рекомендуемые для восстановления |
Недостатки способа восстановления |
|
1, 2, 3, 5 |
Станины, подшипники скольжения, тела вращения (коленчатые валы, валы коробок передач, механизмы подачи и т. п.) |
Низкая прочность сцепления, сложность механической подготовки поверхности под на несение покрытия, хрупкость покрытия |
|
6-8 |
Корпусные детали, матрицы, пуансоны, тонколистовые детали |
Значительная зона термического влияния, низкая производительность, коробление детали |
|
9-13 |
Детали типа «вал», «каток», «втулка», «балансирная ось» и др. (коленчатые и распределительные валы, оси балансировочных тележек, кривошипы и др.) |
Значительная зона термического влияния, остаточные напряжения, снижение усталостной прочности, необходи мость последующей термооб работки |
|
14 |
Корпусные детали, посадочные места подшипников |
Неоднородность материала конструкции |
|
15 |
Детали, предусмотренные ТУ на ремонт |
Нарушение условия взаимозаменяемости |
|
16 |
Детали, запас прочности которых допускает изменение размеров и перераспределение массы металла |
Значительные затраты на материалы. Снижение прочности конструкции |
24
Окончание табл. 7
|
Способы восстановления |
Детали-представители, рекомендуемые для восстановления |
Недостатки способа восстановления |
|
17, 18, 20 |
Валы, оси (коленчатые валы, шестерни, посадочные места подшипников) |
- |
|
20, 21 |
Детали цилиндрической, конической формы, шлицы наружные (валы, оси) |
- |
|
22 |
Детали вращения, работающие в условиях жидкого трения |
- |
|
23 |
Детали, изготовленные из закалённой стали |
Возникновение внутренних напряжений |
6. ФОРМИРОВАНИЕ МАРШРУТА ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛИ
Перед разработкой технологического процесса важной задачей является форми рование из всей совокупности фактических сочетаний дефектов группы реальных тех нологических маршрутов. В широком смысле можно говорить, что каждому сочетанию дефектов соответствует свой маршрут и чем больше контролируемых параметров, тем больше маршрутов технологии восстановления будет. Задача заключается в выборе наиболее эффективного маршрута (нескольких, 2—3 маршрутов), на основании кото рого можно было бы создать маршрутную технологию, предварительно обосновав ме тоды восстановления по каждому дефекту [3, 6, 11].
Выбор маршрута для разработки технологического процесса восстановления
Как известно, необоснованное число маршрутов приводит к следующим издержкам [3]:
увеличивается время на создание партии заданного объема, что ведет к расширению складских площадей, выводу части оборотных средств;
усложняется текущее управление производственными процессами за счет неопределен ности в обеспечении комплектовочного склада; ч
усложняются дефектовочные работы, увеличивается число ошибок маршрутизации;
возрастает трудоемкость технологической подготовки производства.
С другой стороны, при сокращении числа технологических маршрутов возрастают потери от устранения мнимых дефектов, которых фактически нет на конкретной детали при е< прохождении по маршруту. Эти потери вычисляются по формуле [3]
(1)
где R — число технологических маршрутов; Сi— себестоимость ремонта детали по i-му маршруту; Ki — маршрутный коэффициент;
25
Где V - число деталей, отремонтированных за месяц по i-му технологическому маршруту;
N-месячная программа ремонта детали; М — число действительных сочетаний дефектов на детали; S — себестоимость устранения i-го сочетания дефектов; Pj — оценка вероятности появления j-го сочетания дефектов.
Известны три метода, обеспечивающие поиск наиболее эффективного маршрута [11]:
1.Эмпирический метод;
2. Метод последовательного сокращения числа технологических маршрутов;
3. Формирование технологических маршрутов ремонта деталей методом прямого перебора.
Использование двух последних методов требует специального программного обеспечения ЭВМ. Такие программы разработаны на кафедре «Автотранспорт, автосервис и фирменное обслуживание» КГТУ, но, ввиду отсутствия специальной подготовки студентов по работе с этими программами, названные методы применяются выборочно по указанию преподавателя.
В широкой практике целесообразно использовать эмпирический метод, который имеет незначительную трудоемкость, но требует высокой квалификации технолога и не гарантируют достижения оптимального распределения сочетания дефектов по маршрутам.
Поиск маршрута эмпирическим методом включает в себя несколько этапов. Этап 1. Выделение наиболее вероятных сочетаний дефектов. По дефектовочной ведомости и следует просчитать вероятность появления каждого фактического сочетания дефектов:
(2)
Где Р — оценка j-го сочетания дефектов; — количество j-гo сочетания в дефектовочной таблице (выборке); N— объем выборки (число деталей в дефектовочной таблице).
При наличии в дефектовочной ведомости сочетаний дефектов, имеющих преобладающую вероятность появления, рекомендуется формировать маршруты на базе этих сочетаний к дефектов, объединяя их с менее вероятными, но близкими по составу дефектов.
Этап 2. Проверка корреляционной связи между дефектами. В случае когда необходимо проверить включение одного из дефектов в уже выбранный маршрут, может быть использован расчет корреляционной связи этого дефекта с уже включенным в маршрут.
Гак как появление дефекта является альтернативным событием, то теснота связи между дефектами Xi и Xj определяется коэффициентом сходства с учетом данных дефектовочной ведомости:
(3)
Где Pij оценка вероятности появления дефектов Xi и Xj одновременно; Рoо — оценка вероятности совместного непоявления дефектов Хi и Xj; РОj, Рio — оценка вероятности появления дефектов Xi и Xj при отсутствии другого; δi, δj—среднеквадратичные отклонения дефектов Xi и Xj.
В случае когда Аij > 0,8, это означает взаимообусловленность дефектов; когда Аij ≤ -0,8 — отсутствие дефекта при наличии другого и наоборот; когда Аij ≈ 0 — дефекты независимы.
При наличии между двумя дефектами сильной корреляционной связи рекомендуется все сочетания, включающие эти дефекты, объединять в один технологический маршрут.
Этап 3. Проверка функциональной связи поверхностей детали заключается в том, что и маршрут включаются дефекты, обладающие следующими признаками:
26
устранение каждого дефекта в отдельности не обеспечивает требуемую точность. Как правило, это одно базирование (закрепление);
устранение одного дефекта автоматически ведет к устранению другого. '
Согласно изложенным правилам ведется проверка всех возможных дефектов детали и делается соответствующий вывод.
Этап 4. Проверка технологического подобия операций устранения дефектов. В один маршрут объединяются дефекты, устранение которых производится:
по одинаковой технологии;
на одном рабочем месте.
В заключение этого раздела студентом должен быть сделан вывод: какое сочетание де фектов наиболее предпочтительно для включения в маршрут, оценка его вероятности; какие дефекты дополнительно включены по корреляционной и функциональной связи и техноло гическому подобию. После этого данное сочетание становится основой для разработки мар шрута восстановления. Однако прежде необходимо выбрать и обосновать методы устране ния дефектов полученного маршрута.
Обоснование выбора способа восстановления (устранения) дефектов детали
Под устранением дефектов следует понимать совокупность операций, включающих подготовку, наращивание изношенной или поврежденной поверхности, последующую меха ническую и термическую обработку. Устранить дефект — значит восстановить геометрию, физико-механические свойства детали.
Устранение одного и того же дефекта детали может производиться различными спосо бами (прил. 2). Правильно выбранные способы восстановления дефектов детали оказывают существенное влияние на качество и экономичность ее ремонта.
По методике, предложенной профессором В. А. Щадричевым [7], способ восстановле ния деталей должен выбираться с учетом трех критериев: применимости, долговечности и технико-экономического.
В данной курсовой работе принят следующий подход: решающим критерием выбора является применимость (табл. 8), а долговечность и технико-экономическая компонента яв ляются дополнительными и могут применяться по указанию преподавателя.
В общем виде способ восстановления можно представить как функцию переменных:
(4)
где КТ — коэффициент применимости способа, учитывающий его технологические свойства, а также конструктивные, технологические и эксплуатационные особенности детали; КД — коэффициент долговечности, обеспечиваемый способом, применительно к данному виду восстанавливаемых деталей; Кэ — коэффициент технико-экономической эффективности способа, характеризующий его производительность и экономичность.
В курсовой работе должна быть применена процедура выбора способа восстановления не менее чем для двух (разноплановых) дефектов.
В связи с тем что перечень способов восстановления весьма значителен, предлагается ввести предварительную сортировку способов в зависимости от вида дефекта с помощью справочной таблицы (табл. 8).
27
Таблица 8
Применимость технологических способов для восстановления дефектов детали
|
Способы восстановления |
Виды дефекта |
|||
|
Естест-венный износ |
Механиче-ские по-вреждения |
Корро-зия |
Дефор-мация |
|
|
Наплавка в среде углекислого газа |
• |
- |
- |
- |
|
Вибродуговая наплавка |
• |
- |
- |
- |
|
Наплавка под слоем флюса |
• |
- |
- |
- |
|
Металлизация электродуговая |
• |
• |
• |
- |
|
Металлизация плазменная |
• |
• |
• |
- |
|
Металлизация с последующим охлаждением |
• |
- |
- |
- |
|
Железнение |
• |
- |
- |
- |
|
Хромирование |
• |
- |
- |
- |
|
Цинкование, никелирование, меднение, алитирование и другие виды покрытий |
- |
- |
• |
- |
|
Пластическая деформация |
• |
- |
- |
• |
|
Ремонтный размер |
• |
- |
- |
- |
|
Сварка ручная |
- |
• |
- |
- |
|
Сварка электродуговая |
- |
• |
- |
- |
|
Сварка газовая |
• |
• |
- |
- |
|
Дополнительные ремонтные детали |
• |
• |
• |
- |
|
Замена части детали |
• |
• |
- |
- |
|
Электрофизическое наращивание и обработка |
• |
- |
• |
- |
|
Применение пластмасс |
- |
• |
- |
- |
|
Пайка |
- |
• |
• |
- |
|
Склеивание |
- |
• |
- |
- |
П р и м е ч а н и е. принятые условные обозначения:
• данный метод рекомендуется применить
- данный метод не рекомендуется применять
Применимость способов для восстановления конкретной детали (дефекта) оценивается в результате расчетов по обобщающему отклику М:
(5)
где М1,…, M7 — частные отклики параметров, которые могут принимать два значения: 1 — способ может быть использован для устранения дефекта по параметру; 0 — способ по рас сматриваемому параметру не может быть применим.
Рассматриваемые параметры (прил. 2) — группа «Конструктивно-технологические характеристики»:
М1 — вид основного материала изношенной поверхности;
М2 — вид поверхности восстановления (упрочнение);
28
М3 — материал покрытия;
М4 — минимально допустимый диаметр восстановленной поверхности: наружный (для класса деталей типа «валы») и внутренний (корпусные детали, втулки);
М5— обеспечиваемая толщина (глубина) наращивания или упрочнения;
М6— вид сопряжения или посадки восстановленной поверхности;
M7 — вид нагрузки на восстановленную поверхность.
В случае если М= 0 (а это происходит, когда один из параметров М1, ..., M7 равен 0), способ не применим для устранения этого дефекта.
Практическую реализацию этой методики можно представить в виде табуляграммы (табл. 9).
Таблица 9
Табуляграмма выбора способов восстановления (наименование дефекта детали)
|
Способ восстановления |
Частные отклики — параметр |
Обобщенные отклики М |
||||||
|
M1 |
М2 |
М3 |
М4 |
М5 |
М6 |
М7 |
||
|
Наплавка в угле кислом газе |
Нет 0 |
Нет 0 |
Да 1 |
Да 1 |
Нет 0 |
Да 1 |
Да 1 |
Не годен М=0 |
|
Железнение |
Да 1 |
Да 1 |
Да 1 |
Да 1 |
Да 1 |
Да 1 |
Да 1 |
Годен М=1 |
|
Ручная наплавка |
Да 1 |
Да 1 |
Да 1 |
Да 1 |
Нет 0 |
Да 1 |
Да 1 |
Не годен М=0 |
Таким образом, в пояснительной записке должны быть показаны не менее двух табу ляграмм и сделаны соответствующие выводы об использовании выбранных методов. В случае когда несколько способов или их разновидностей окажутся применимы по обоб щенному критерию применимости М, по аналогичному подходу можно построить табуля граммы по группам «Показатели физико-механических свойств» и «Технико-экономичес кие показатели».
Обосновав выбор методов устранения дефектов, необходимо перейти к выполнению главной задачи — созданию маршрутной и операционной технологии восстановления.
Определение последовательности выполнения операций
маршрута восстановления. Оформление маршрутной технологии
Выбрав наиболее рациональный способ восстановления поверхностей, выявляют необ ходимую последовательность выполнения операций по каждому из дефектов рассматривае мого маршрута. При этом можно руководствоваться либо существующими технологически ми процессами на авторемонтных заводах, либо справочником [6].
Затем составляют общую последовательность выполнения операций по маршруту:
1. Исправление базовых поверхностей с правкой детали;
2. Механическая обработка с целью снятия дефектного слоя с восстанавливаемой по верхности;
3. Проведение восстановительных операций, связанных с температурными воздейст виями (сварка, наплавка, термическая обработка и т. д.);
29
4. Выполнение черновых операций механической обработки;
5. Проведение восстановительных операций с предварительной правкой без темпера турных воздействий (пластическое деформирование, железнение, хромирование и т. д.);
6. Проведение завершающих операций механической обработки. Достаточность проведения операций переходов по обработке оценивается условием
σ≥Т (6)
где σ— величина допуска на размер по рабочему (ремонтному) чертежу детали; Т — точ ность механической обработки;
Т=εу+ω, (7)
где εу— погрешность установки [1]; ω — экономическая точность [1,2].
После определения основных операций маршрута необходимо приступить к оформле нию маршрутной технологии на соответствующих бланках, где отражаются структура тех нологии, основное оборудование, измерительный инструмент. Заполнение бланков мар шрутной карты (прил. 4) производится согласно требованиям ГОСТ 3.1118—82. Формы 1 и 2 выбираются в зависимости от вида операций. Если на заглавных листах не удается опи сать все операции маршрутной технологии, то необходимо использовать последующие лис ты (формы 16 и 26) соответственно по виду операции.
Таблица 10
Служебные символы
|
Служебный символ |
Содержание информации, вносимой в графы, расположенные на строке |
|
А |
Номер цеха, участка, рабочего места, где выполняется операция; номер, код и наименование операции; обозначения документов, применяемых при вы полнении операции (применяется только для форм с горизонтальным рас положением поля подшивки) |
|
Б |
Код, наименование оборудования и информация по трудозатратам (приме няется только для форм с горизонтальным расположением поля подшивки) |
|
К |
Информация по комплектации изделия (сборочной единицы) составными частями с указанием наименования деталей, сборочных единиц, их обозна чений; обозначения подразделений, откуда поступают комплектующие со ставные части, кода единицы величины, единицы нормирования, количест ва на изделие и нормы расхода (применяется только для форм с горизон тальным расположением поля подшивки) |
|
М |
Информация о применяемом основном материале и исходной заготовке, о применяемых вспомогательных и комплектующих материалах с указани ем наименования и кода материала, обозначения подразделений, откуда по ступают материалы, кода единицы величины, единицы нормирования, ко личества на изделие и нормы расхода |
|
Т |
Информация о применяемой при выполнении операции технологической оснастке |
|
О |
Содержание операции (перехода) |
30
Особенность заполнения карт по ГОСТ 3.1118—82 заключается в том, что для изложе ния технологического процесса информация в карту вносится построчно несколькими типа ми строк. Каждому типу строк соответствует свой служебный символ (табл. 10). Служебные символы условно выражают состав информации, размещаемой в графах данного типа стро ки. Указывать служебные символы обязательно.
Заполнение строк, имеющих символ О, следует производить в технологической после довательности по всей длине строки с возможностью (при необходимости) переноса инфор мации на последующие строки. При операционном описании технологического процесса на маршрутных картах номер перехода указывают в начале строки.
Следует помнить, что описание операционной технологии может оформляться как на отдельных картах (операционные карты: согласно ГОСТ 3.1118—82 формы 3 и 4 — первые, или заглавные, листы, формы 36 и 46 — последующие листы, в зависимости от вида опера ций — механическая обработка или сборочный процесс), так и совместно с маршрутной тех нологией на маршрутных картах.
При заполнении строк, имеющих служебный символ Т, информацию по применяемой на операции технологической оснастке записывают в такой последовательности:
1) приспособления;
2) вспомогательный инструмент;
3) режущий инструмент;
4) слесарно-монтажный инструмент;
5) специальный инструмент, применяемый при выполнении специфических технологиче ских процессов (операций), например при сварке, штамповке, гальванических работах и т. п.;
6) средства измерения.
Запись следует производить по всей длине строки с возможностью (при необходимо сти) переноса информации на последующие строки. Разделение информации по каждому средству технологической оснастки нужно выполнять через знак «точка с запятой». Количе ство применяемых одновременно единиц технологической оснастки необходимо указывать после кода (обозначения) оснастки в круглых скобках.
Пример заполнения маршрутной технологии представлен в прил. 5.
7. РАСЧЕТ И ОБОСНОВАНИЕ СТРАТЕГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕМОНТНОЙ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ
Размерные цепи отражают объективные размерные связи (в конструкции машины, в технологических процессах изготовления ее детали и сборки, при измерении), возникаю щие в соответствии с условиями решаемых задач.
Основные понятия и определения
Размерная цепь — задействованная в решении поставленной задачи совокупность раз меров, образующих замкнутый контур. Обозначаются размерные цепи прописными буквами русского алфавита (А, Б, В, ..., Я) и строчными буквами греческого алфавита (β,γ и т. д., кроме α,δ,ζ,λ,ω).
Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. Одно звено в размерной цепи замыкающее (исходное), остальные - составляющие.
Замыкающим (исходным) звеном размерной цепи называют последнее или первое (ис ходное) звено при ее построении. Замыкающее (исходное) звено обозначается индексом 0 — Ао (рис. 23).
31
Составляющим называют звено размерной цепи, функционально связанное с замыкающим звеном. Составляющие звенья, в зависимости от их влияния на замыкающее звено бывают увеличивающими или уменьшающими:
увеличивающим звеном называется звено, при увеличении которого замыкающее звено увеличивается. Такое звено обозначается стрелочкой слева направо над буквой — А2 (рис. 23)
уменьшающим звеном называется звено, при увеличении которого замыкающее звено уменьшается. Такое звено обозначается стрелочкой справа налево над буквой — А1,А3 (рис. 23).
Компенсирующее звено - звено, за счет изменения величины которого достигается требуемая точность замыкающего звена. Обозначается такое звено заключением его в квадрат А3(рис. 23).
Общее звено — звено, одновременно принадлежащее нескольким размерным цепям. В его обозначении используется столько букв, звеньями скольких цепей оно является;А1=В3=В6 Размерные цепи удобно классифицировать по характеру решаемой задачи, содержанию, характеру звеньев, геометрическому представлению и виду связи. Схематично классификация представлена на рис. 24.
По характеру решаемой задачи различают конструкторские, технологические, измерительные размерные цепи:
конструкторская размерная цепь — размерная цепь, определяющая расстояние ил относительный поворот поверхностей (осей) в деталях (рис. 23);
технологическая размерная цепь — размерная цепь, обеспечивающая требуемые рас стояние или относительный поворот поверхностей изделия в процессе их изготовления;
измерительная размерная цепь — цепь, с помощью которой определяется значение из меряемого размера, относительного поворота, расстояния поверхностей или их осей изготовленного или изготавливаемого изделия (рис. 25).
По содержанию размерные цепи бывают основными и производными:
основная размерная цепь — цепь, замыкающим звеном которой является размер (рас стояние, относительный поворот), обеспечиваемый в соответствии с решением основной за дачи (цепь А на рис. 23);
производная размерная цепь — цепь, замыкающим звеном которой является одно и составляющих звеньев основной размерной цепи. Производная размерная цепь раскрывает содержание составляющего звена основной размерной цепи.
32
По характеру звеньев размерные цепи бывают линейными и угловыми:
линейная размерная цепь — цепь, звеньями которой являются линейные размеры. Они обо значаются прописными буквами русского алфавита(А,Б,...,Я)и двусторонней стрелочкой;
угловая размерная цепь — цепь, звеньями которой являются угловые параметры. Они обозначаются строчными буквами греческого алфавита (β,γ и т. д., кроме α,δ,ζ,λ,ω) и од носторонней стрелочкой (рис. 23).
По геометрическому представлению цепи бывают плоскими и пространственными:
плоская размерная цепь — цепь, звенья которой расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях;
пространственная размерная цепь — цепь, звенья которой расположены в непарал лельных плоскостях.
По виду связей размерные цепи бывают параллельно, последовательно и параллельно-последовательно связанными:
параллельно связанные цепи — цепи, имеющие одно или несколько общих звеньев;
последовательно связанные цепи — цепи, в которых каждая последующая имеет одну общую базу с предыдущей;
параллельно-последовательно связанные цепи (комбинированные) — цепи, имеющие
оба вида связей.
33
Постановка задачи и выявление размерной цепи
Каждой задаче соответствует только одна размерная цепь, выявление которой сопря жено с определенными сложностями.
Выявление любой размерной цепи начинается с нахождения ее замыкающего звена.
Смысл задачи, возникающей при конструировании, изготовлении или измерении изде лия, связывается с замыкающим звеном. При конструировании изделия переход от постав ленной задачи к нахождению замыкающего звена заключается в выявлении такого линейно го или углового размера, от значения которого полностью зависит решение поставленной задачи. При изготовлении изделия замыкающим звеном размерной цепи является размер, точность которого должна быть обеспечена технологическим процессом. При измерении за мыкающим звеном является измеренный размер.
Допуск замыкающего звена устанавливается следующим образом:
в конструкторских размерных цепях — исходя из служебного назначения;
в технологических размерных цепях — в соответствии с допуском, который необходи мо получить в результате осуществления технологического процесса;
в измерительных размерных цепях — исходя из требуемой точности измерения.
Выявив замыкающее звено, приступают к нахождению составляющих звеньев размер ной цепи. Составляющими звеньями конструкторских размерных цепей могут быть:
расстояния (относительные повороты) между поверхностями (их осями) деталей, обра зующих замыкающее звено, и основными базами этих деталей;
расстояния (относительные повороты) между поверхностями вспомогательных и ос новных баз деталей, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи своими размерами.
Графы размерных цепей
Сложные размерные цепи удобно представлять в форме графа. Элементарное представ ление о графе дает его запись в виде точек (вершин графа), соединенных линиями (ребра графа). Вершины графа — это поверхности детали, ребра графа — размеры между ними. На рис. 26 представлен граф размерной цепи, где 1—4 — поверхности детали (вершины графа); Б0 Б1, Б2, Б3,— это размеры (ребра графа). Замыкающее звено Бо выделено на графе утол щенной линией.
34
Конфигурация графа произвольная, но для его построения нужно предварительно на эскизе пронумеровать поверхности в строгом порядке — слева направо (рис. 26).
Изображение размерной цепи в форме графа позволяет более наглядно представить взаи мосвязь размеров в размерных цепях, а также применить формализованные правила расчетов.
Методы расчета размерных цепей
Размерные цепи являются одной из разновидностей связей, действующих в машине и в производственном процессе ее изготовления. Поэтому все известные закономерности распространяются на размерные цепи в той же мере, как и на другие виды связей.
Количественную связь замыкающего звена Aо с составляющими звеньями Ai отражает уравнение размерной цепи
(8)
Из схемы плоской размерной цепи А с параллельными звеньями, представленной на рис. 27, следует, что номинальное значение замыкающего звена Aо равно алгебраической сумме номинальных значений составляющих звеньев, в которой увеличивающие звенья имеют знак «плюс», а уменьшающие — знак «минус»:
(9)
Влияние составляющих звеньев на замыкающее звено можно учесть в уравнении раз мерной цепи с помощью передаточных отношений. Это дает возможность записать уравне ние размерной цепи в общем виде:
А (10)
где i = 1, 2, ..., т - 1 — порядковый номер составляющего звена; ξа — передаточное отно шение i-го составляющего звена. Для плоских размерных цепей с параллельными звеньями: ξа =1 — для увеличивающих составляющих звеньев; ξаi = -1 — для уменьшающих состав ляющих звеньев.
Согласно количественной связи средних значений функции и аргументов, рассмотрен ных выше, среднее значение замыкающего звена может быть определено как
А (11)
35
Для рассматриваемой размерной цепи (рис. 27) уравнение (11) будет выглядеть так:
А (12)
Но среднее допустимое значение любой величины может быть выражено через ее но минальное значение и координату середины поля допуска, а именно как А - А + ∆о , поэтому
(13)
Вычитая из уравнения (13) уравнение номиналов размерной цепи (12), получим уравне ние координат середин полей допусков:
(14)
Координата середины поля допуска замыкающего звена плоской размерной цепи с параллельными звеньями равна алгебраической сумме координат середин полей допусков со ставляющих звеньев с учетом их собственных знаков, т. е.
(15)
или
(16)
Все рассуждения, касающиеся координат середин полей допусков, в полной мере рас пространяются и на координаты середин полей рассеяния. Поэтому по аналогии будем иметь
(17)
или
(18)
При расчетах полей допусков или полей рассеяния могут быть использованы два метода:
1. Расчет на максимум-минимум;
2. Вероятностный расчет.
Метод расчета на максимум-минимум учитывает только предельные отклонения звеньев размерной цепи и самые неблагоприятные их сочетания. Например, в размерной це пи А, показанной на рис. 27, предельные отклонения замыкающего звена при следующих со четаниях предельных отклонений составляющих звеньев таковы:
36
(19)
Вычитая почленно из первого равенства второе, получим
(20)
Но разность верхнего и нижнего предельных отклонений какой-то величины есть поле допуска, в пределах которого допустимы ее отклонения (рис. 28), поэтому
(21)
Это положение действительно и для размерных цепей с числом составляющих звеньев т - 1. Таким образом, формулу поля допуска можно записать в общем виде как
(22)
При суммировании допусков учитывают абсолютные значения передаточных отноше ний, поскольку значения полей допусков всегда положительны. Это значит, что для плоских размерных цепей с параллельными звеньями
(23)
так как |ξj |= 1.
Таким образом, поле допуска замыкающего звена плоской размерной цепи с парал лельными звеньями равно сумме абсолютных значений полей допусков всех составляющих звеньев.
Формула, учитывающая связь поля рассеяния значений замыкающего звена (его откло нений) с полями рассеяния значений составляющих звеньев (их отклонений), может быть получена путем аналогичных рассуждений. Таким образом, поле рассеяния замыкающего звена может быть определено как
37
(24)
для плоских размерных цепей с параллельными звеньями
(25)
Вероятностный метод расчета учитывает рассеяние размеров и вероятность различ ных сочетаний отклонений составляющих звеньев размерной цепи.
Теоретическую основу для установления связи между полем допуска замыкающего звена и полями допусков составляющих звеньев размерной цепи дают положения теории ве роятностей, касающиеся функции случайных аргументов. Согласно этим положениям
(26)
где ∆t — коэффициент риска, характеризующий процент выхода значений замыкающего звена (его отклонений) за пределы установленного на него допуска; λi — коэффициент, ха рактеризующий выбираемый теоретический закон рассеяния значений i-го составляющего звена (его отклонений).
Возможное поле рассеяния замыкающего звена при известных полях рассеяния ωi со ставляющих звеньев, коэффициентах λi и выбранном коэффициенте ∆t можно рассчитать по формуле
(27)
В плоских размерных цепях, имеющих звенья, расположенные под углом к выбранно му направлению, каждое из таких звеньев можно заменить его проекцией на это направле ние. Тем самым любую плоскую размерную цепь можно привести к размерной цепи с парал лельно расположенными звеньями.
Ремонтная размерная цепь при расчете допуска замыкающего звена по методу макси мума-минимума определяется следующим уравнением:
(28)
где l,f,q,m- соответственно число звеньев размерной цепи, используемых повторно без ремонта, новых деталей, сортируемых звеньев и общее число звеньев; ξhi — передаточное отношение изнашиваемого звена; Thi — допуск с учетом допуска на износ i-го составляюще го звена; ξi — передаточное отношение, для размерных цепей с параллельными звеньями ξi =+1 для увеличивающих звеньев и ξi =-l для уменьшающих; Ti — допуск новой
38
детали, включаемой в размерную цепь; ξс — передаточное отношение сортируемого звена; ТС— исходный допуск сортируемого i-го звена, равный допуску новой детали или более ужесточенный; ξк — передаточное отношение звена компенсатора; Тк — допуск компенса тора; ξвi. — передаточное отношение восстанавливаемого звена; Tвi — допуск i-го восста навливаемого составляющего звена размерной цепи.
В процессе выполнения работ по восстановлению точности геометрических параметров ремонтируемого агрегата решается одна из двух задач:
создание коррегированной (измененной) по отношению к исходной первоначальной размерной цепи;
восстановление нарушенной размерной цепи в ее первоначальном виде.
Основные стратегии восстановления ремонтной размерной цепи
Исходя из вышеизложенного можно предложить три основные стратегии восстановле ния ремонтной размерной цепи.
1. Применение ремонтных размеров —- наращивание изношенной парной поверхности на величину, компенсирующую износ сопряжения.
Основные ограничения использования данной стратегии: невозможность повторного использования деталей исходя из их прочностных характеристик (величина прочностного слоя); применение метода ремонтных размеров возможно только для трехзвенных размер ных цепей.
2. Применение прецизионных жестких компенсаторов. Основной критерий использо вания этой стратегии заключается в возможности использовать одно (или несколько) из со ставляющих звеньев размерной цепи в качестве компенсатора — неподвижного (пригонка) и/или подвижного (регулирование).
3. Восстановление составляющих звеньев ремонтной размерной цепи (до их номиналь ных размеров).
Восстановление ремонтной размерной цепи можно осуществлять каким-либо одним способом или в любой совместной комбинации. Необходимо также отметить, что при вос становлении трехзвенных размерных цепей в качестве резерва повышения точности, допол нительно к основным стратегиям восстановления точности, возможно использовать метод селективной сборки (метод групповой взаимозаменяемости).
Пример. Рассмотрим выбор стратегии восстановления ремонтной размерной цепи на примере малого масляного насоса ГМП автобуса ЛиАЗ-677, в частности размерной цепи, представленной на рис. 6.
Данная размерная цепь определяет зазор между торцевыми поверхностями шестерен насоса и крышкой корпуса насоса. С увеличением этого зазора падает давление в масляной системе ГМП, что приводит к ее неисправной работе.
Выбор стратегии восстановления начинается с анализа ремонтной размерной цепи по следующему алгоритму:
1. Определение количества составляющих звеньев размерной цепи;
2. Анализ деталей, поверхности которых входят в размерную цепь, с точки зрения тех нологичности при ремонте (технологичные — нетехнологичные);
3. Возможность повторного использования деталей (по прочности) с допустимым износом;
39
4. Выявление звеньев размерной цепи, которые можно было бы использовать в качест ве компенсаторов;
5. Возможность введения в ремонтную размерную цепь (исходя из ее структуры) неподвижного компенсатора.
Проведем анализ для описанной размерной цепи.
1. Данная размерная цепь является трехзвенной.
2. Обработка деталей, входящих в данную цепь, не представляет особого труда.
3. При заданном износе минимальный действительный размер А2 = 21,90 (по ТУ на ка питальный ремонт размер А2 бракуется при значении 21,48 мм и менее), поэтому можно ис пользовать детали повторно.
4. В эту цепь нецелесообразно вводить компенсаторы и/или использовать в качестве таковых составляющие звенья.
Таким образом, мы вправе предположить, что оптимальной стратегией восстановления данной размерной цепи будет применение i-й стратегии- метода ремонтных размеров.
Проведем необходимые расчеты.
1. Расчетный ремонтный размер ширины шестерен
(29)
где — действительный минимальный размер ширины шестерен на момент ремонта; X- суммарный припуск на обработку, в нашем случае для фрезерования Х= 0,04 мм. Таким образом,
(30)
Принимая допуск на размер как у новой детали, получаем размер = 21,82-0,014 мм.
2. Рассчитаем соответствующий ремонтный размер — высоту корпуса насоса под шестерни, с учетом того, что торцевой зазор должен быть равен торцевому зазору новой де тали, а именно:
(мм) (31)
Таким образом, для восстановления торцевого зазора ремонтируемого насоса мы долж ны обработать составляющие звенья А1 и А2 соответственно под размеры и 21,82-0014 мм.
Порядок выполнения раздела
Вариант задания для выполнения данного раздела курсовой работы выбирается из прил. 1. Раздел курсовой работы необходимо выполнять, придерживаясь нижеприведенной по следовательности:
1. Вычертить эскиз деталей в сборе;
2. Определить детали, влияющие на выходной параметр;
3. Составить размерную цепь данного сопряжения;
40
4. Определить замыкающее звено в составленной размерной цепи;
5. Определить и проставить размеры и отклонения каждой из сопряженной детали (по верхности), входящей в размерную цепь;
6. Выполнить расчет размерной цепи, в результате которого определить: номинальный размер замыкающего звена, допуск замыкающего звена, предельные отклонения замыкаю щего звена;
7. Выделить изнашивающиеся детали (поверхности), входящие в размерную цепь;
8. Предложить и обосновать стратегию восстановления ремонтной размерной цепи;
9. Выполнить необходимые расчеты по выбранной стратегии восстановления. В ре зультате расчета получить размеры деталей, обеспечивающие параметры замыкающего звена после ремонта, близкие (или равные) к параметрам замыкающего звена нового узла (агрегата);
10. Сделать выводы.
8. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ И НОРМИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ
ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ. ОФОРМЛЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
В этом разделе необходимо выполнить нормирование основных операций. Полученные расчетные величины используются при оформлении операционных карт операционной тех нологии восстановления [6, 13].
Определение припуска механической обработки износостойких покрытий восстановленных деталей
Ниже приводятся рекомендации по определению припуска для предварительной разо вой обработки. В случае если качество разовой обработки поверхности недостаточно, то припуск назначается по [4, с. 80—84, табл. 2.1.12—2.1.22].
В зависимости от метода восстановления известны следующие методики расчета припуска.
Восстановление деталей под ремонтный размер:
Z (32)
гдеRi-1— глубина задиров или величина шероховатости поверхности, мм; Тi-1 — глубина поврежденного слоя (при наличии цветов побежалости на поверхности детали Тi-1 = 0,05 мм); Pi-пространственные отклонения: для вала — биение, для втулки — разносторонность; εr1 — погрешность установки;
(33)
где εr1 — погрешность базирования, определяется по схеме закрепления с использованием данных из [4]; ∑εз.пр.ф.-сумма погрешностей закрепления, приспособления и формы по верхности ремонтируемой детали (эксцентриситет, эллипсность и т. д.), можно применять по данным [4, с. 77—79, табл. 2.1.10 и 2.1.11], мм.
41
Восстановление способом постановки новой детали запрессовкой:
(34)
где р — удельное контактное давление, МПа; d — внутренний диаметр втулки, мм; Е — мо дуль упругости, МПа; h — толщина втулки, мм; μ— коэффициент Пуассона.
Восстановление деталей наплавкой. При ручной наплавке Zmin = 2—3 мм; при наплавке под слоем флюса Zmin = 1 мм; при электроконтактной наплавке Zmin = 0,8—1 мм.
Восстановление деталей гальванопокрытиями
Бесцентровое шлифование:
предварительное:
окончательное:
Круглое шлифование в центрах: предварительное:
окончательное:
Чистовая расточка или внутреннее шлифование: предварительное:
окончательное:
где σд— допуск на диаметр предшествующей операции (перехода); D — диаметр восстанав ливаемой детали, мм.
Восстановление деталей металлизацией:
(мм). (35)
Восстановление деталей способом пластической деформации. Величину припуска принимают в зависимости от разновидности способа по [4, с. 76, табл. 2.1.9].
Величины припусков при их назначении после восстановления для некоторых кон кретных деталей автомобиля приведены в [4, разд. 3].
42
Определение режимов механической обработки восстановленных поверхностей деталей
При предварительной механической обработке изношенных поверхностей деталей ско рость резания целесообразно уменьшить на 10-—20 %.
Предварительная обработка деталей после наплавки и металлизации производится рез цами. После хромирования, железнения, наплавки в среде жидкости и под слоем легирован ного флюса желательно проводить шлифование.
Рекомендуемые режимы обработки гальванических покрытий приведены в табл. 11.
Обработка наплавленных деталей производится резцами с пластинами из сплава Т5К10,Т15К6.
При черновой обработке: t = 2—3 мм; S ~ 0,3—0,8 мм/об.; vp = 60—80 м/мин.
При чистовой обработке: t = 0,3—0,8 мм; S = 0,03—0,3 мм/об.; vp = 80—120 м/мин.
Обработка гальванических покрытии. Режим шлифования (табл. 11) для покрытия: подача S = 0,005 мм/двойной ход стола; продольная подача (в долях ширины крута В) — (0,3—0,4)5 мм/об.; окружная скорость абразивных кругов — 25—45 м/с, для детали — 30—60 м/мин.
Таблица 11
Рекомендуемые режимы обработки гальванических покрытий
|
Параметры |
Вид покрытия |
||
|
хромовое |
железное |
||
|
твердое (hµ> 500) |
мягкое (hµ = 300-400) |
||
|
Характеристики шлифовального круга: |
|||
|
- абразивный материал |
Электрокорунд белый или нормальный |
Электрокорунд белый или алмазы синтетические |
Электрокорунд белый |
|
- зернистость по ГОСТ 3647-59 |
16—25 |
25 |
25 |
|
- твердость |
Ml—МЗ |
СМ |
С1— С2 |
|
- связка |
Керамическая или бакелитовая |
Керамическая |
Керамическая |
|
Режимы обработки: |
|||
|
- окружная скорость изделия |
30—40 м/с |
30 м/с |
|
|
- окружная скорость круга |
15—25 м/мин |
20—25 м/мин |
|
|
- продольная подача |
2—10 мм/об. |
1—1,5 мм/об. |
|
|
- поперечная подача |
0,002—0,005 мм/двойной ход |
0,01—0,02 мм/двойной ход |
Обработка металлизационных покрытий. Предварительная токарная обработка произ водится резцами с пластинами из сплава ВК6. Режим резания пониженный: t = 0,1—0,2 мм; S - 0,1—0,2 мм/об.; vp = 15—20 м/мин. Обработку ведут в два прохода с охлаждением эмульсией.
Шлифование рекомендуется проводить алмазными кругами на вулканитовой связке. Режим шлифования: поперечная подача 0,005—0,010 мм/двойной ход стола; продольная подача (в долях ширины круга В) — (0,3—0,4)5 мм/об.; vp = 15—20 м/мин.
43
Расчет технических норм времени на операцию
Основные значения единичных нормативов по видам обработки имеются в [8]. Расчетные формулы следующие.
(36)
Здесь tшк — штучно-калькуляционное время; tшт — штучное время; Тпз — подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на подготовку к обработке деталей определенной пар тии (получение инструкций, инструментов, наладка станка, если она производится самим ра бочим-станочником и т. д.), а также действия, связанные с завершением обработки партии деталей (сдача обработанных деталей, инструментов и т. д.); Z — размер экономически выгодной партии;
(37)
где ∑Tпз — суммарное подготовительно-заключительное время, мин; к — коэффициент, учитывающий потери времени на подготовительно-заключительное время (к = 0,04—0,08), меньшие значения коэффициента относятся к крупносерийному производству, большие — к мелкосерийному; tшт — суммарное штучное время, мин; t0 — основное (машинное, ма шинно-ручное, ручное) время, в течение которого проходит изменение размеров и форм по верхностей деталей, мин; tB — вспомогательное время, которое используется для установки, снятия детали, подвода и отвода инструмента для выполнения отдельных переходов, мин; W — время, затрачиваемое на обслуживание оборудования (смазка станка, удаление струж ки и т. д.), а также на смену затупившегося инструмента, при шлифовании — на правку шлифовального круга, мин; t00 — время организационного обслуживания, используемое на подготовку оборудования к работе в начале смены и уборку его в конце смены, мин;tотд — время на отдых и естественные потребности, мин; tоп — оперативное время, мин;
=
44
По величине месячной программы Nmc определяют количество запусков в месяц:
(38)
где Na — годовая программа по ремонту автомобилей (агрегатов), шт.; п — количество дета лей данного наименования на один автомобиль (агрегат), шт.; Крм — коэффициент ремонта по маршруту.
Размер партии может уточняться исходя из условия декадного планирования на пред приятии. Уточненное значение партии Z записывается в маршрутную карту (МК), после чего по каждой операции можно определить штучно-калькуляционное время:
(39)
Составляющие технической нормы времени, кроме основного, определяются из спра вочника [1].
Основное время рассчитывается по следующим формулам.
Механическая обработка:
(40)
где l — длина обрабатываемой поверхности, мм; lв — длина врезания инструмента, мм; lп — длина перебега, мм; i — число проходов; п — частота вращения, об./мин; S — продольная подача, мм/об.
Механизированная наплавка цилиндрических поверхностей:
(41)
где i — длина наплавляемой поверхности, мм; i — число проходов в случае многослойной наплавки; и — частота вращения, об./мин; S — шаг наплавки, мм/об.
Ручная электродуговая наплавка:
(42)
где d — диаметр наплавляемой детали, мм: L — длина наплавляемой поверхности, мм; h — толщина наплавленного слоя, мм; у — плотность покрытия (у = 7,4 г/см3); ан — коэффици ент наплавки, г/(А-ч); 1 — сила тока, А.
45
Гальваническое наращивание на постоянном токе:
(43)
где h — толщина покрытия, мм; у — плотность осадка, г /см3; с — электрохимический эквива лент, г/(А-ч); DK— катодная плотность тока, А/дм2; пк — катодный выход металла по току, %. Гальваническое наращивание на асимметричном токе (железнение):
(44)
где Р — коэффициент асимметрии; п™ — эффективный выход металла по току, %.
Штучное время при гальваническом наращивании определяется следующим образом: если ta < t0, то
(45)
если tп > t0, то
(46)
где tп — перекрываемое время, мин; tн — непрерывное время выполнения операций техноло гического процесса, мин; к— коэффициент, учитывающий сумму tnon + tпф. (при хромирова нии к = 1,15, при железнении к = 1,13); пД — количество одновременно загружаемых деталей в ванну;
(47)
где а — допустимая удельная норма загрузки основной ванны (а = 0,01—0,03, дм2/л), боль шее значение принимается для простых деталей; V — рабочий объем основной ванны, л; Sk — покрываемая поверхность одной детали, дм2; кн — коэффициент использования обору дования (при хромировании кК = 0,753, при железнении кК = 0,95);
В [7] приводятся расчетные зависимости и сведения для определения штучно-- калькуляционного времени для ручных газосварочных и наплавочных работ, для ручных и механизированных электросварочных и наплавочных работ, для автоматизированной на плавки цилиндрических поверхностей, для автоматизированной наплавки наружных шлицевых поверхностей, для механизированного и ручного напыления материалов, для заделки трещин полимерными композициями.
46
9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПО РАЗРАБОТАННОМУ МАРШРУТУ
В качестве критерия экономической целесообразности можно использовать зависимость
(48)
где Св — себестоимость восстановления на авторемонтном предприятии; Си — себестои мость производства детали на автозаводе.
При сопоставлении по ценам критерий экономической целесообразности восстановле ния детали можно записать как
(49)
Цены изготовления деталей, согласно заданиям курсовой работы, приведены в прил. 1.
Цена восстановленной детали
(50)
где Крт — коэффициент рентабельности (Крт = 1,35); М„ — затраты на материалы, руб.; 3 — затраты на заработную плату, руб.; Кс — коэффициент, учитывающий отчисления на соци альные нужды (Кс = 1,385); Н— накладные расходы, руб.
В зависимости от операций технологического процесса восстановления затраты на ма териалы можно рассчитать как
(51)
где ∑Км — средний процент расходов на ремонтные материалы операций технологического
процесса (прил. 6).
Затраты на заработную плату
(52)
где tшт — штучное время выполнения i-й операции; Ст — тарифная ставка i-й операции (табл. 12); Ки — коэффициент изменения тарифной ставки; Квн — коэффициент, учитываю щий средний процент выполнения норм (Кт = 1,18); Kпр — коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты (Кпр - 1,2—1,4); КД — коэффициент, учитывающий затраты на до полнительную заработную плату (Кя = 1,15); Kр — районный коэффициент и надбавка за непрерывный стаж работы (Кр=1,6)
Таблица 12
Тарифные ставки в соответствии с разрядом работ*
|
Разряд |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Руб./ч |
78 |
84,5 |
93,6 |
105,3 |
119,6 |
143,0 |
* По состоянию на 01.01.2006.
47
Коэффициент изменения тарифной ставки определяется по формуле
(53)
где 3min — минимальная заработная плата.
Разряд выполняемой работы назначается в соответствии с прил. 7. Накладные расходы
(54)
где Kn—коэффициент, учитывающий накладные расходы. Рассчитывается в зависимости от годовой программы ремонтов (N) авторемонтного завода:
(55)
Учитывая формулы (50), (51) и (54), имеем
(56)
Тогда себестоимость восстановления
(57)
Учитывая формулу (50), цена восстановленной детали
(58)
В случае выполнения условия критерия экономической целесообразности разработан ные маршруты могут быть рекомендованы для внедрения.
48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Одной из важных задач современного высшего профессионального образования - является формирование у студентов навыков генерирования новых знаний. Практиче ская работа студентов развивает их креативные способности, формирует навыки и умения самостоятельного принятия решений.
Курсовое проектирование по дисциплине «Основы технологии производства и ремонт автомобилей» требует принятия решений на различных этапах выполнения курсовой работы, которое приводит в конечном итоге к конкретному результату — документированному технологическому процессу ремонта детали автомобиля. Приня тие решений, как правило, основано на эвристике и имеющемся опыте и не всегда обеспечивается строгими математическими выкладками. По мнению автора, это явля ется основной трудностью при выполнении курсовой работы.
Опыт принятия решений должен нарабатываться студентом в течение всего пе риода обучения в вузе. Широкий профессиональный кругозор и умение обосновать то или иное решение является залогом успешного выполнения курсовой работы (да и в целом обучения в вузе).
Необходимо отметить, что ремонт автомобилей является важной частью ресурсо сберегающих и природоохранных мероприятий. Наряду с этим ремонт автомобилей яв ляется объективной необходимостью, которая обусловлена следующими причинами:
потребности транспорта в автомобилях частично удовлетворяются за счет отре монтированных автомобилей;
ремонт обеспечивает дальнейшее использование элементов автомобиля, которые не полностью исчерпали свой ресурс;
ремонт способствует экономии материальных ресурсов: при восстановлении де талей расход металла в 20—30 раз ниже, чем при их изготовлении.
Качественный ремонт автомобилей является одним из важных конкурентных преимуществ предприятий-перевозчиков на рынке транспортных услуг. Несмотря на значительное развитие авторемонтного производства в нашей стране, оно все еще не в полной мере реализует свои потенциальные возможности, в том числе в части ор ганизации и внедрения агрегатного и узлового методов ремонта. Применение этих прогрессивных форм организации ремонтного производства позволяет полнее ис пользовать ресурс агрегатов и деталей, сократить простои в ремонте, значительно по высить срок службы автомобиля и его агрегатов.
При проектировании технологических процессов ремонта деталей автомобилей сту денты автотранспортных специальностей имеют возможность сформировать компетен ции, которые будут востребованы в практической деятельности после окончания вуза. К таким компетенциям автор относит следующие:
навыки и умение обоснованно выбирать из многообразия методов восстановления и упрочнения поверхностей деталей применимые и наиболее рациональные способы;
49
системное представление о ремонте агрегатов автомобиля как взаимоувязанной размерной системе, которая при эффективном управлении точностью размерных свя зей способна работать максимально долго;
умение спроектировать и оформить технологическую документацию (маршрут ную и операционную карты) по ремонту детали в соответствии с ГОСТом. Это разви вает инженерное мышление и формирует навыки документирования процедур ремонта.
Безусловно, это только основные компетенции, на которые хотелось бы обратить внимание читателя. Их список может быть продолжен.
По мнению автора, вскоре многие процессы формирования технологий ремонта будут автоматизированы на основе баз данных и знаний, экспертных систем, систем автоматизированного проектирования и инженерного анализа. В этих условиях труд инженерно-технических работников авторемонтных предприятий во многом будет ба зироваться на приобретенных при выполнении данной курсовой работы навыках и умениях.
50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Воловик, Е. Л. Справочник по восстановлению деталей / Е. Л. Воловик. — М.: Колос, 1981, — 381с.
2. Дехтеринский, Л. В. Размерный анализ ремонтируемых составных частей автомоби лей и дорожных машин: Учеб. пособие для студентов вузов / Л. В. Дехтеринский, В. П. Апсин. — М.: МАЛИ, 1988. — 47 с.
3. Дехтеринский, Л. В. Лабораторная работа по теме «Определение оптимального числа технологических маршрутов ремонта и их разработка» / Л. В. Дехтеринский, М. В. Копырин, Н. В. Орлов. — М.: МАЛИ, 1987. — 31 с.
4. Долгополое, Б. П. Методические указания по выполнению курсовой работы по курсу «Технология ремонта автомобилей и дорожных машин» / Б. П. Долгополов, Н. Н. Митрохин, С. А. Скрипников. — М.: МАЛИ, 1991. — 71 с.
5. Восстановление автомобильных деталей: технология и оборудование / В. Е. Канарчук, А. Д. Чигринец, О. Л. Гопяк и др. — М.: Транспорт, 1995. — 303 с.
6. Капитальный ремонт автомобилей: справочник / ред. Р. Е. Есенберлин. — М.: Транс порт, 1989. — 335 с.
7. Масино, М. А. Организация восстановления автомобильных деталей / М. А. Масино. — М.: Транспорт, 1981. — 176 с.
8. Маслов, Н. Н. Качество ремонта автомобилей / Н. Н. Маслов. — М.: Транспорт, 1975. — 254 с.
9. Оборудование для ремонта автомобилей; справочник / ред. М. М. Шахнес. — М.: Транспорт, 1978. — 384 с.
10. Оборудование для ремонта сельскохозяйственной техники: справочник / сост. Ю. С. Козлов. — М.: Россельхозиздат, 1987. — 288 с.
11. Ремонт автомобилей / ред. Л. В. Дехтеринский. — М.: Транспорт, 1992. — 295 с.
12. Солонин, И. С. Расчет сборочных и технологических размерных цепей / И. С. Соло нин, С. И. Солонин. — М.: Машиностроение, 1980. — 110 с.
13. Справочник технолога авторемонтного производства / ред. А. Г. Малышев. — М.: Транспорт, 1977. — 432 с.
14. Технология авторемонтного производства / ред. К. Т. Кошкин. — М.: Транспорт, 1969. —568 с.
15. Титунин, Б. А. Ремонт автомобилей КамАЗ / Б. А. Титунин, Н. Г. Старостин, В. М. Мушниченко. — Л.: Агропромиздат, 1987. — 288 с.
16. РК—200—РСФСР—2/1-2.098—88. Двигатели КамАЗ-740. Руководство по капи тальному ремонту. — М.: МФ КТБ «Авторемонт» Минавтотранса РСФСР, 1987. — 258 с.
17. Пантелеенко Ф. И., Лялякин В. П., Иванов В. П., Константинов В. М. Восстановле ние деталей машин: справочник / ред. В. П. Иванов. — М.: Машиностроение, 2003. — 672 с.