Дипломная (вкр): Проект участка технического обслуживания и планово-предупредительного ремонта
Обозначения дефектов представлены на рисунке 1.
Рис. 3 - дефекты головки блока цилиндров.
2.3 Возможные маршруты восстановления детали
В курсовом проекте разработка процессов восстановления деталей осуществляется по маршрутной технологии, что способствует рациональному использованию оборудования, экономии энергоресурсов и исключению встречных потоков перемещения деталей по производственным участкам ремонтного предприятия.
Маршрутом называется последовательность выполнения технологических операций при кратчайшем перемещении детали по цехам и участкам.
При разработке маршрутов восстановления деталей следует руководствоваться следующими принципами:
· сочетание дефектов в каждом маршруте должно быть действительным и базироваться на результатах исследования закономерностей появления дефектов для данной детали;
· маршрут должен предусматривать технологическую взаимосвязь сочетаний дефектов со способами восстановления;
· количество маршрутов восстановления должно быть минимальным;
· восстановление деталей по маршрутной технологии должно быть экономически целесообразным и учитывать технологическую необходимость и возможность восстановления отдельных поверхностей.
Восстановление детали производится по одному из приведенных маршрутов:
Маршрут №1:
1. Трещины на рубашке охлаждения;
2. Коробление поверхности прилегания к блоку цилиндров;
. Срыв или износ резьбы под свечи;
. Износ отверстий направляющих втулок клапанов.
Маршрут №2:
1. Трещины на рубашке охлаждения;
2. Срыв или износ резьбы под свечи;
. Трещины на седлах клапанов;
. Износ рабочих поверхностей седел впускных клапанов;
. Износ рабочих поверхностей седел выпускных клапанов.
Маршрут №3:
1. Трещины на рубашке охлаждения;
2. Коробление поверхности прилегания к блоку цилиндров;
. Обломы шпилек в резьбовых отверстиях, срыв резьбы в отверстиях;
. Трещины на седлах клапанов;
. Износ рабочих поверхностей седел выпускных клапанов.
В данном курсовом проекте проводится разработка восстановления головки
блока цилиндров двигателя ЗМЗ-24Д по маршруту №1.
2.4 Анализ возможных способов восстановления по каждому из дефектов, входящих в данный маршрут, и выбор рациональных способов
В настоящее время существует достаточно большое число проверенных на практике способов восстановления деталей, позволяющих вернуть работоспособность изношенным и поврежденным деталям, однако не все из известных способов являются равноценными.
Чтобы повысить точность выбора технологии восстановления, целесообразно пользоваться следующей методикой. По чертежу детали выбираем класс и группу, к которым относится деталь по конструктивно-технологическим признакам по специальной таблице. Головка блока цилиндров относится к деталям 1-го класса - корпусные, к 1-ой группе - картеры мостов, блока цилиндров, картеры редукторов.
Для выбора конкретного способа восстановления используются конструктивные и технологические характеристики деталей, учитывающие восемь наиболее важных признаков: форму, размеры, толщину покрытия, твердость поверхности, усталостную прочность материала детали, характер действующих нагрузок. На основании этих признаков определены возможные способы восстановления деталей и удельные показатели технического уровня технологии, экономической эффективности и технического уровня детали после восстановления, на основании которых и осуществляется выбор способа.
Рассмотрим способы восстановления каждого дефекта, входящего в выбранный маршрут. Для устранения различных трещин на головке блока цилиндров применяется сварка. Но при сварке деталей из алюминия возникают определенные трудности, т.к. Al при сварке интенсивно окисляется и на его поверхности образуется тугоплавкая пленка оксида Al2O3, имеющего температуру плавления 2160°С, тогда как температура плавления самого алюминия - 659°С.
Согласно карты дефектовки головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-24Д этот
дефект можно устранить следующими способами: аргоно-дуговая сварка,
ацетилено-газовая сварка, электродуговая сварка. Расчет эффективности способов
восстановления этого дефекта представлен в таблице 8.
Таблица 8 - Расчет эффективности способов восстановления
|
№ |
Возможные способы восстановления |
Удельные показатели на 1 дм2 поверхности |
Относительный удельный показатель, способа, γ |
Относительная долговечность, α |
Значение интегрального показателя, I |
||||
|
|
|
W, кВт-ч |
Q, кг |
β, м2 |
T, чел.-ч |
Cв, у.е. |
|
|
|
|
1 |
Аргоно-дуговая сварка |
5,2 |
0,36 |
3,0 |
0,56 |
0,91 |
1,65 |
0,9 |
1,84 |
|
2 |
Ацетилено-газовая сварка |
0,8 |
0,38 |
1,8 |
0,72 |
1,17 |
1,48 |
0,8 |
1,85 |
|
3 |
Электродуговая сварка |
5,8 |
0,48 |
1,7 |
0,60 |
0,98 |
1,78 |
0,85 |
2,09 |
|
4 |
Суммарное значение удельных показателей |
11,8 |
1,22 |
6,5 |
1,88 |
3,06 |
- |
- |
- |
Относительный удельный показатель i-ого способа рассчитывается по
формуле:
, (4.1)
где Wi, Qi, βi,Ti,Cвi - значение удельных показателей i-го способа восстановления;
∑Wn, ∑Qn, ∑βn, ∑Tn, ∑Cвn - сумма значений одноименных удельных показателей всех возможных способов восстановления.
;
;
.
Интегральный показатель i-го способа определяется по формуле:
, (4.2)
;
;
.
Оптимальным способом восстановления детали будет тот, интегральный показатель которого имеет минимальное значение.
Среди рассмотренных способов таким будет являться аргоно-дуговая сварка.
Для устранения дефекта коробления поверхности прилегания к блоку цилиндров применяют фрезерование поверхности. После фрезерования, если уменьшение размера камеры сгорания по высоте превышает допустимое, необходимо устранить этот дефект с помощью электродуговой металлизации.
Для восстановления отверстий направляющих втулок клапанов предусмотрены ремонтные размеры, поэтому износ этих отверстий выгоднее восстанавливать обработкой до соответствующего ремонтного размера.
Согласно карты дефектовки головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-24Д износ
или срыв резьбы под свечи можно восстанавливать следующими способами:
аргоно-дуговой сваркой, постановкой ДРД. Расчет эффективности способов
восстановления изношенных отверстий под свечи представлен в таблице 4.2.
Таблица 4.2 - Расчет эффективности способов восстановления
|
№ |
Возможные способы восстановления |
Удельные показатели на 1 дм2 поверхности |
Относительный удельный показатель, способа, γ |
Относительная долговечность, α |
Значение интегрального показателя, I |
||||
|
|
|
W, кВт-ч |
Q, кг |
β, м2 |
T, чел.-ч |
Cв, у.е. |
|
|
|
|
1 |
Аргоно-дуговая сварка |
5,2 |
0,36 |
3,0 |
0,56 |
0,91 |
2,23 |
0,9 |
2,48 |
|
2 |
ДРД |
1,3 |
0,78 |
4,0 |
1,48 |
1,4 |
2,77 |
0,81 |
3,41 |
|
3 |
Суммарное значение удельных показателей |
6,5 |
1,14 |
7,0 |
2,04 |
2,31 |
- |
- |
- |
;
.
;
.
Среди рассмотренных способов оптимальным будет являться восстановление
срыва или износа резьбы под свечи с помощью ДРД, т.к. надежность этого способа
восстановления в несколько раз выше
2.5 Обоснование маршрута восстановления и разработка маршрутной карты
Технологический процесс восстановления детали состоит из определенного числа операций. Под операцией понимают законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте рабочими определенной специальности и квалификации.
Технологический переход - законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.
Разработка технологического маршрута восстановления детали предполагает определение последовательности операций, подбор оборудования, оснастки, расчет режимов и норм времени по операциям.
Разработка технологических операций включает в себя рациональное построение операций, установление рациональной последовательности переходов в операции.
При выборе маршрута восстановления детали опираются на экспериментальные данные возникновения дефектов детали. Постоянными дефектами головки блока цилиндров являются износ и срыв резьбы под свечи, трещины на рубашке охлаждения. Кроме того, частыми дефектами головок блоков цилиндров являются коробление поверхности прилегания к блоку цилиндров и износ отверстий направляющих втулок клапанов. Поэтому, в данном курсовом проекте рассматривается маршрут №1.
Маршрут восстановления головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-24Д приведен
в таблице 5.1.
Таблица 9.
|
Технологический процесс восстановления Наименование детали: головка блока цилиндров двигателя ЗМЗ-24Д Материал детали: АЛ4 ГОСТ 1589-89Е Твердость рабочих поверхностей: 50 - 70 НВ Суммарное время восстановления:84,75 |
|||||||
|
Наименование дефекта |
№ операции |
Наименование и содержание операции |
Оборудование (тип, модель) |
Технологическая оснастка |
Режущий и измерительный инструмент |
Профессия и разряд работы |
Штучное время, мин |
|
1. Трещины на рубашке охлаждения. 2. Коробление поверхности прилегания к блоку цилиндров. 3. Срыв или износ резьбы под свечи. 4. Износ отверстий направляющих втулок клапанов. |
005 |
Слесарная - разделать трещины под углом 90°-120°на глубину 3-5 мм; |
Стенд-кантователь |
Ручная шлифовальная машина ИП-2009А; |
Шлифовальный круг |
Слесарь, 3 |
4,09 |
|
|
010 |
Сварка аргоно-дуговая - заварить трещины на рубашке охлаждения головки блока цилиндров; - зачистить место сварки; |
Стенд-кантователь |
Установка для аргонодуговой сварки УДГ-301 с газоэлектрической горелкой ГРАД-200; |
Алюминиевая присадочная проволока Св-АК5 Ш5 мм; Вольфрамовый неплавящийся электрод ВА-1А Ш8 мм; Баллон с аргоном. |
Сварщик, 4 |
7,11 |
|
|
015 |
Контроль - Произвести гидравлическое испытание сварных швов на герметичность |
Стенд для гидравлического испытания SERDI SPT 1501 |
|
|
Контролер, 4 |
5,4 |
|
|
020 |
Фрезерная - фрезеровать поверхность прилегания к блоку цилиндров, выдерживая размер 19,25±0,26мм. |
Вертикально-фрезерный станок 6Н11 |
Цанговый патрон ГОСТ 26539-85, Прижимы; |
Фреза торцевая со вставными зубьями из твердого сплава ВК8 ГОСТ 24359-80 |
Фрезерощик, 3 |
7,09 |
|
|
025 |
Слесарная -произвести дробеструйную обработку до равномерной матовой поверхности; - обдуть сжатым воздухом; -обезжирить спиртом; |
Установка для дробеструйной обработки АВ-1070 |
|
Чугунная дробь марки ДЧК-1,5; Спирт; |
Слесарь,4 |
8,78 |
|
|
030 |
Металлизация дуговая -установить заглушки; -нанести насечки под углом 45° и шагом 6-8мм по внешним краям головки блока; -напылить покрытие до 19,50мм; - извлечь заглушки. |
Стол металлизатора; |
Металлизатор ЭМ-19; Источник питания: ВД-131 |
Заглушки из термостойкой резины; Алюминиевая проволока Св-АЛ Ш1,5 мм; |
Металлизатор,4 |
8,1 |
|
|
035 |
Шлифовальная - шлифовать поверхность прилегания к блоку цилиндров, выдерживая размер 19,25±0,26мм. |
Плоскошлифовальный станок 3Л722В |
Патрон; Прижимы; |
Круг шлифовальный ПП450*80*203 24А10ПС26К5 кл.А ГОСТ 2424-83 |
Шлифовщик, 4 |
5,52 |
|
|
040 |
Сверлильная -рассверлить резьбовые отверстия до размера Ш16,4мм. |
вертикально-сверлильный станок 2Н125 |
Кондуктор, Патрон |
Сверло спиральное с коническим хвостовиком Ш16,4мм ГОСТ 10903-77 |
Сверловщик, 3 |
8,48 |
|
|
045 |
Слесарная - нарезать резьбу номинального размера М18Ч1,25; - ввернуть резьбовые вставки; -обломать технологические поводки. |
вертикально-сверлильный станок 2Н125 |
Кондуктор, Патрон резьбонарезной 230.2.45.160.24 ГОСТ 25827-93; |
Метчик М18Ч1,25 ГОСТ 3266-81; Масло И-20А ГОСТ20799-88; Резьбовая вставка М14Ч1,25; Длинногубцы. |
Слесарь, 4 |
10,78 |
|
|
050 |
Сверлильная -развернуть отверстия втулок под ремонтный размер: Ш 9,2+0,022мм |
вертикально-сверлильный станок 2Н125 |
Кондуктор, патрон, прижимы |
Развертка 2363-009447 ГОСТ 1672-80 |
Сверловщик, 3 |
11,4 |
|
|
055 |
Контроль - контролировать размер отверстия втулки: Ш 9,2+0,022мм; -контролировать глубину камеры сгорания: 19,25±0,26мм; -контролировать плоскостность поверхности прилегания к блоку цилиндров: 0,1мм; -контролировать резьбы под свечи М14Ч1,25. |
Стол контролера |
Приспособление для замера глубины камеры сгорания; |
Калибры-пробки НЕ ГОСТ 2015-84; Нутромер НИ 6-10-1 ГОСТ 868-82; Линейка ШП-2-630 ГОСТ 8026-75; Щуп 0,1мм ТУ 2-034-0221197Е; Калибр-пробка резьбовой НЕ М14Ч1,25-6Н ГОСТ 18465-73-84. |
Контролер, 4 |
8,0 |
2.6 Расчет режимов выполнения технологических операций и технических норм времени
Расчет технической нормы времени производится для каждой из операций по восстановлению головки блока цилиндров.
Штучное время на выполнение технологической операции определяем по
формуле:
Тш = Топ + Тд + Тпз (6.1)
где Топ - оперативное время, мин;
Тд - дополнительное время, мин;
Тпз - подготовительно-заключительное время, мин;
Топ = То + Тв (6.2)
где То - основное время (машинное время), мин;
Тв - вспомогательное время, мин;
Тв = Ту + Тп + Тз (6.3)
где Ту - время на установку и снятие детали, мин;
Тп - время связанное с переходом, мин;
Тз - время связанное с проведением замеров, мин;
Тд = Тнорм + Тл (6.4)
где Тнорм - время обслуживания рабочего места, мин;
Тл - время на личные надобности, мин.
Операция 005 - слесарная.
Разделать трещину под углом 90-120˚ на глубину 3-5 толщины стенки.
мин.
Ту - вспомогательное время на установку детали на стенд-кантователь, 1,4мин;
То - время на разделку трещины, 1,5мин;
Тв - время на включение и выключение шлифовальной машинки 0,7 мин;
Туи - время на установку и снятие инструмента, 0,19 мин.
Дополнительное время принимаем равным 8% от оперативного времени:
Тд= Топ*0.08=0,3мин.
Штучно-калькуляционное время на слесарную операцию:
Тш =3,79+0,3=4,09мин.
Операция 010 - сварка аргоно-дуговая.
Норма времени при проведении ручных газосварочных работ определяется
согласно рекомендациям [1]:
(6.5)
где F - площадь поперечного сечения шва, 12,5 мм2;
- плотность свариваемого металла, 2,8г/см3;
- коэффициент расплавления, 9,0г/мин;
tp - основное время на один разогрев кромок в начале и в процессе сварки, 0,43 мин;
np - число разогревов кромок на 1мм шва;
L - длина сварного шва, примем 0,1 м;
tв2 - вспомогательное время, связанное с установкой, поворотом и снятием изделия, 1,5мин;
k - коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места, на личные надобности рабочего и подготовительно-заключительное время,
k = 1,16 [1].
Зачистить место сварки.
Оперативное время Топ=1,2мин.
Подготовительно-заключительное время Тпз=2 мин;
Итого штучно-калькуляционное время на сварочную операцию:
Операция 015 -контроль.
Произвести гидравлическое испытание сварных швов на герметичность.
Время на проведение контроля сварных швов головки блока цилиндров
принимаем согласно анализа уже проведенных испытаний и полученных норм [8-10] :
=5,0 мин.