Восстановление коленчатого вала

Виды износа коленчатого вала, анализ вариантов восстановления. Использование процесса напыления. Обработка упрочненных поверхностей. Расчет годовой трудоемкости участка, затрат на заработную плату. Безопасность труда при проведении наплавочных работ.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

Коренная организационная и техническая реконструкция народного хозяйства обусловила интенсификацию использования строительной, дорожной, коммунальной и автотранспортной техники. В сложившихся условиях развития отечественного дорожно-строительного и автомобильного машиностроения формируется тенденция к увеличению объема ремонтных работ, что в сочетании с замедлением темпов развития системы технического обслуживания и ремонта машин вызывает существенное повышение потерь всех видов ресурсов. В связи с этим широкое применение и совершенствование методов, технологии ремонта и системы ремонтных предприятий исключительно актуально и перспективно в процессе развития народного хозяйства. Для успешного развития дорожно-строительного и автомобильного машиностроения необходима массовая подготовка специалистов различного профиля и разного образовательного уровня, способных организовывать, эффективно руководить производством, овладевать современной технологией и удовлетворять требованиям общества при проведении ремонта машин.

Для достижения этой цели необходимо комплексное проведение мероприятий по следующим направлениям:

организация подготовки квалифицированных рабочих, технического персонала, а также инженерных и научных кадров для ремонтного производства;

разработка теории восстановления машин и проведение исследований, направленных на повышение эффективности ремонта в результате научно обоснованного выбора методов продления долговечности и оптимизации сроков службы машин;

разработка новых технологических методов ремонта машин, использование передового опыта и оказание помощи ремонтным предприятиям в повышении эффективности их работы;

формирование технической культуры в области производства и ремонта машин.

Основы учения о ремонте машин в нашей стране были заложены проф. В.В. Ефремовым. Еще в 1930-х годах под его руководством группой сотрудников МАДИ совместно с работниками НИИАТ впервые были проведены исследования, в результате которых была разработана планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта для первого и второго поколения отечественных автомобилей. Особенностью этой системы являлось то, что техническое обслуживание автомобиля совмещалось с контролем технического состояния его агрегатов и узлов. Работы по техническому обслуживанию предусматривали профилактические цели и должны были способствовать главным образом снижению интенсивности изнашивания деталей и обеспечивать их нормативную долговечность. Ремонт предполагалось выполнять в соответствии с необходимостью. Создание системы технического обслуживания и ремонта, направленной на поддержание автомобилей в работоспособном состоянии в течение всего срока их службы, также предполагало обеспечить высокий технический уровень готовности автомобильного парка и минимальные затраты для его достижения независимо от ведомственной принадлежности.

Выполненные исследования позволили:

сформировать основы теории эффективности ремонтного производства;

дополнить теорию точности механизмов и машин методом определения допустимых отклонений размеров, формы и взаимного положения поверхностей деталей и сборочных единиц при капитальном ремонте машин в зависимости от межремонтного ресурса;

разработать методические и организационные основы управления качеством ремонта автомобилей и дорожных машин на ремонтных предприятиях;

раскрыть основные закономерности образования отдельных дефектов и их комбинаций на деталях;

обосновать стратегии дефектации и установления оптимального числа технологических маршрутов ремонта деталей;

разработать методы оптимизации числа контролируемых параметров при организации операционного и приемочного контроля ремонтируемых деталей,

создать новые технологические процессы ремонта деталей с использованием плазменного напыления, пайки и других технологических методов;

разработать метод обеспечения требуемой точности сборки, узлов, агрегатов при капитальном ремонте автомобилей и дорожных машин, особенностью которого является проведение компенсации погрешностей не по отдельной поверхности, а по детали в целом;

разработать научные основы проектирования технологических процессов ремонта деталей с использованием ЭВМ и обосновать методы оценки их качества;

разработать методы решения задач оптимизации специализации, размещения и мощности не только отдельных, но и системы ремонтных предприятий;

разработать методику проектирования технологических процессов разборки и сборки узлов и агрегатов.

Современные рыночные отношения между производителем и потребителем техники вызвали необходимость формирования новой концепции обеспечения качества ремонта машин в условиях минимума затрат на обеспечение ресурса, запланированного заводом-изготовителем.

Интенсивное поступление в Россию в последние годы импортной дорожно-строительной и автотранспортной техники также вынуждает специалистов пересмотреть ранее сложившиеся подходы к организации и технологии ремонта машин. Новые материалы (синтетические, полимерные, композиционные), постоянно совершенствующееся диагностическое и технологическое оборудование обеспечивают возможности постоянного развития существующих и разработки новых методов контроля состояния и восстановления работоспособности машин.

Целью данной работы является совершенствование технологического процесса ремонта шеек коленчатых валов с использованием метода газопламенного напыления. В связи с целью были поставлены следующие задачи:

выполнить анализ существующих методов ремонта коленчатых валов,

исследовать условия работы и виды износа коленчатых валов,

выбрать оборудование для ремонта,

разработать технологический процесс ремонта,

подобрать материалы для ремонта,

выполнить расчет затрат на ремонт,

рассмотреть вопросы техники безопасности при проведении ремонтных работ,

рассмотреть экологическую безопасность проекта,

на основе технико-экономического расчета показать эффективность восстановления шеек коленчатых валов методом газопламенного напыления в сравнении с широко применяемым способом наплавки шеек валов.

1. Основная часть

1.1 Назначение и условия работы изделия

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые шатунами от поршней, и преобразует их в крутящий момент, который через маховик передается агрегатам трансмиссии автомобиля.

Коленчатый вал имеет следующие части (рисунок 1.1): коренные и шатунные шейки, щеки, противовесы, передний конец и задний конец (хвостовик) с маслоотражателем, маслосгонной резьбой и фланцем для крепления маховика. Шатунные шейки служат для соединения коленчатого вала с шатунами. Коренные шейки вала входят в подшипники, установленные в блоке цилиндра. Щеки соединяют коренные и шатунные шейки вала, образуя колена или кривошипы. Противовесы, расположенные на коленчатом валу, воспринимают центробежные силы инерции и создаваемые ими моменты.

Форма коленчатого вала зависит от числа и расположения цилиндров, порядка работы и тактности двигателя. На большинстве автомобильных двигателей применяют полноопорные коленчатые валы, т.е. каждое шатунная шейка расположена между двумя коренными. Таким образом, полноопорный вал имеет коренных шеек на одну больше, чем шатунных. Коленчатые валы изготовляют горячей штамповкой из легированной стали или отливают из высокопрочного чугуна вместе с противовесами или без них. Шатунные шейки коленчатого вала располагают так, чтобы одноименные такты (например, такты расширения) в разных цилиндрах двигателя происходили через равные промежутки (по углу поворота коленчатого вала), а силы инерции, возникающие в цилиндрах, взаимно уравновешивались.



Рисунок 1.1 - Коленчатый вал с маховиком: 1 - шатунная шейка, 2 - щека, 3 - коренная шейка, 4-маховик, 5 - зубчатый венец, 6 - шарикоподшипник, 7 - упорное полукольцо, 8-верхний вкладыш коренного подшипника, 9 - шестерня привода масляного насоса, 10 - шестерня привода механизма газораспределения и других механизмов двигателя, 11 - маслоотражатель, 12-шпонка, 13 - храповик, 14 - шкив привода вентилятора, 15 - пробка, 16 - полость в шатунной шейке, 17- нижний вкладыш коренного подшипника

Если расположение колен коленчатого вала не обеспечивает взаимного уравновешивания сил инерции и создаваемых ими моментов, то на таких коленчатых валах устанавливают противовесы или оборудуют двигатели специальными уравновешивающими механизмами.

Для повышения износостойкости и долговечности шатунных и коренных шеек их закаливают с нагревом токами высокой частоты, после чего шлифуют и полируют. Переход от шеек к щекам, называемый галтелью, делают плавным, чтобы избежать концентрации напряжения и возможных поломок коленчатого вала. Для повышения жесткости и надежности коленчатых валов применяют перекрытие шеек.

В шатунных шейках коленчатых валов большинства двигателей имеются грязеуловительные полости для дополнительной центробежной очистки масла. В качестве коренных подшипников коленчатого вала применяют тонкостенные вкладыши. Их назначение - уменьшить трение между шейками коленчатого вала и соответствующими опорами и тем самым снизить скорость изнашивания трущихся поверхностей. Вкладыши изготовляют из сталеалюминиевой...