Восстановление первичного вала

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ХАБАРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра                       Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей

                            

ЗАДАНИЕ

по курсовому  проектированию

 

Студенту _____4________курса __________группы ___СЭМ-31_института     ИТЭ    _____          

Фамилия ______Кузнецов_____, имя __Антон___, отчество _Владимирович____________

Время выдачи задания _______________февраль_______________________200_7_г.

Срок выполнения проекта  и сдачи зачета ____май                __________________200_7_г.

1. Тема проекта _____Восстановление фланца вторичного вала________________________

______________________________________________________________________________

2. Исходные данные по  проекту _____________________________________________

_Карта технических условий на дефектацию детали; рабочий чертеж детали_____________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Содержание расчётно-пояснительной  записки (перечень подлежащих разработке вопросов) Анализ и выбор типового технологического процесса. Разработка основных операций восстановления детали. _________________________________________________________

______________________________________________________________________________

4. Перечень графического материала  (с точным указанием обязательных  чертежей)  

1 лист формата А3 – рабочий  чертеж детали; 3 листа формата  А3 – три операции восстановления детали;                                                                                                                           ._

______________________________________________________________________________

5. Дата выдачи задания____________февраль     _2007 г______________________________

6. Срок сдачи студентом законченного проекта_______май             2007 г_______________

______________________________________________________________________________

 

Руководитель проекта ________Казанников О.В.____________________

Задание принял к исполнению ________________Кузнецов А.В._______

                                                                                                                  ^{дата и подпись студента}

 

РЕФЕРАТ

 

     Данный курсовой проект включает в себя 2 листов чертежей формата А3,    лист пояснительной записки на листах формата А4, включающей, 5 таблицы, 9 литературных источников, также технологические процессы на листах формата А4.

 

    РЕМОНТ, АВТОМОБИЛИ, ВАЛ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС,

ШЛИФОВАНИЕ, ОСТАЛИВАНИЕ, НАПЛАВКА, ВОСТАНОВЛЕНИЕ,

ДЕТАЛЬ.

 

     В пояснительной записке рассмотрены технологические процессы восстановления фланца крепления карданного вала к ведущей шестерне главной передачи. Также рассмотрены этапы ремонта, технологии выбора оборудования и расчета основных параметров технологических процессов восстановления деталей.

 

ВВЕДЕНИЕ

    В процессе эксплуатации автомобилей надёжность, заложенная в нём при производстве, снижается вследствие изнашивания деталей, коррозии, усталости и старения материала и других вредных процессов, протекающих в технике. Отсюда возникает потребность в техническом обслуживании и ремонте.

В процессе проведения технического обслуживания и ремонта выполняются работы по устранению возникших неисправностей и замене быстроизнашивающихся деталей. Но при длительной эксплуатации наступает момент, когда надёжность оборудования снижается настолько, что восстановление его средствами эксплуатационных предприятий становится невозможным. В  этом случае применяют капитальный ремонт, т. к. замена деталей новыми часто менее выгодна по сравнению с восстановлением старых.

    В соответствии с ГОСТ 3.1109-82 устанавливаются три вида технологических процессов:  единичный; типовой; групповой.

При ремонте автомобилей  на ремонтных предприятиях используются все три вида технологических процессов. Разработка того или иного вида зависит от типа предприятия. Для единичного и мелкосерийного производства разрабатываются единичные технологические процессы. Для серийного и крупносерийного производства (специализированные предприятия) групповые технологические процессы. Разработанные типовые технологические являются основой для разработки единичных и групповых процессов.

Использование типовых  процессов облегчает решать такие  задачи как выбор способа восстановления, установочных (технологических баз, разработки технологических маршрутов и операций) и т. д. Типизация позволяет сократить сроки разработки и освоения технологических процессов при обеспечении стабильного качества.      

1. Разработка технологического процесса восстановления детали.

1.1. Анализ исходных данных.

 

Таблица 1.1. – карта  технических условий на дефектацию детали.

 

Эскиз детали				Деталь		Ведущий вал коробки  передач.
				Номер детали		130-1701030
				Материал		Сталь 25ХГМ, ГОСТ 4543-61
				Твердость		Поверхности HRC 60-65
Номер дефекта по эскизу	Наименование дефектов	Способ установления дефекта и измерительные инструменты	Размеры, мм					Заключение
			номинальный		допустимый без ремонта		допустимый для ремонта
7	Износ шейки под передний подшипник	Скоба 24,93 мм, или микрометр 0-25мм	25-0,02		24,93		Менее 24,93	Ремонтировать. Хромирование, железнение
9	Износ отверстия под роликовый подшипник	Пробка 44,06 мм, или нутромер индикаторный 35-50мм	43,98+0,027		44,06			Поставить дополнительную втулку.
10	Износ шлицев по толщине	Скоба 5,76 мм, или штангензубомер	5,89-0,025		5,76			Наплавка.

 

Вал первичный коробки  передач автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130) относится к классу деталей «круглые стержни с фасонной поверхностью». Изготавливают его из стали 25ХГМ  и цементирован на глубину 0,5-0,7 мм. После  термической обработки получается твердость поверхностного слоя HRC 60…65 и твердость сердцевины HRC 35…45.

При механической обработке  вала установочными базами в основном служат центровые отверстия и  реже наружные цилиндрические поверхности. Шероховатость зубьев шестерни и поверхности отверстия под роликовый подшипник должна соответствовать Rа=0,32÷0,25 мкм, остальные поверхности – Rа = 1,25÷1,0 мкм.

Первичный вал коробки передач  ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130) работает в условиях контактных нагрузок в сопровождении  изгибающих усилий. Разрушительными факторами являются контактные нагрузки, изгиб и трение.

 

  Количество производимых в год деталей равно 5000 шт. , поэтому выбираем по таблице 3 /1/  мелкосерийный тип производства .

Конструкция детали соответствует  технологическим требованиям ремонта, содержит необходимые для ремонта и восстановления технологические базы . Имеющиеся дефекты не нарушают технологических баз и позволяют применить передовые способы ремонта , относительные затраты на которые будут ниже по сравнению с изготовлением детали .

1.2. Выбор типового технологического процесса и его краткое описание.

 

  Для выбора типового технологического процесса необходимо определить классификационную принадлежность восстанавливаемой детали.

  Восстанавливаемая деталь принадлежит к II классу – круглые стержни.

  Типовой технологический процесс характеризуется единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для групп изделий с общими конструктивными признаками.

  Основное техническое требование, которое необходимо выполнить при восстановлении деталей круглые стержни – это обеспечение обеспечение размеров и шероховатости восстанавливаемых поверхностей, их твердости и прочности сцепления с основным металлом, а так же соосности и симметричности относительно общей оси, допустимой овальности и конусообразности.

  Технологический процесс восстановления деталей данного класса начинают с проверки состояния фасок центровых отверстий, и, при необходимости, их исправления. Затем производят правку детали и механическую обработку изношенных поверхностей под тепловые способы восстановления. Выполняют сварочные и наплавочные операции с последующей нормализацией поверхностей при необходимости улучшения их обрабатываемости. Наплавочные поверхности подвергают чистовой и черновой механической обработке, а затем нарезают резьбы, фрезеруют шлицы, шпоночные канавки. Для восстановления физико-механических свойств рабочих поверхностей деталей выполняют термическую обработку. Затем обрабатывают поверхности под постановку ДРД, их установку и механическую обработку. Подготавливают поверхности под гальваническое наращивание и после наращивания покрытия обрабатывают их.  Завершающей операцией является шлифование или полирование точных поверхностей, которое выполняется последним с целью предотвращения случайного повреждения окончательно обработанной поверхности.

1.3. Выбор рационального способа восстановления.

 

При восстановлении шеек под подшипники применяют следующие способы восстановления:

  Наплавка в среде углекислого газа.

 Достоинствами этого  метода являются:

- меньший нагрев деталей;

- возможность наплавки в любом положении детали;

- более высокая производительность;

- возможность наплавки деталей небольшого диаметра (от 10 мм);

- не требуется удалять шлаковую корку;

- стоимость ниже примерно на 20 %.

Недостатки:

- повышенное разбрызгивание металла;

- нужна легированная проволока;

- необходима защита сварщика от излучения дуги.

   Автоматическая вибродуговая наплавка. Осуществляется вибрирующим электродом при помощи наплавочной головки в струе жидкости, углекислого газа или воздуха для восстановления стальных деталей.

Достоинства:

- восстановление деталей малого диаметра;

- высокая производительность для тонких слоев;

- не нужна термическая обработка;

- финишная обработка шлифованием без точения;

- небольшой нагрев деталей.

Недостатки:

- снижение усталостной прочности;

- необходимы проволоки с большим содержанием углерода (наплавка на воздухе и в жидкости).

Электроконтактная сварка /2/ . Поверхности детали восстанавливаются путем навивки и контактной приварки проволоки за счет импульсов тока большой силы. При наплавке происходит деформация проволоки с помощью роликов.

Достоинства:

- высокая производительность;

- малые потери наплавляемого материала;

- незначительное снижение усталостной прочности;

- хорошие условия работы операторов.

Недостатки:

- сложное оборудование.

Гальванические покрытия. Сущность процесса гальванического осаждения металла на деталь заключается в получении покрытия из электролитов, при прохождении через них постоянного тока. Катодом является восстанавливаемая деталь, анодом – металлическая пластина. При восстановлении шеек под подшипники применяют железнение и хромирование.

Железнение – это процесс  получения твердых износостойких  железных покрытий из горячих хлористых электролитов. Достоинства процесса:

- высокий выход по металла по току - 85…90% (в 5-6 раз выше чем при хромировании);

- большая скорость нанесения покрытия с большой твердостью;

- простой и дешевый электролит;

- высокая прочность сцепления покрытий.

Недостатки:

- снижается усталостная прочность деталей;

- шероховатость (бугорчатость) поверхности покрытия (из-за наличия на поверхности покрытия посторонних частиц и наличия острых кромок и углов деталей).

Хромирование.

Достоинства:

- высокая твердость покрытия (в 1,5…2,0 раза выше, чем при ТВЧ);

- высокая износостойкость (в 3…5 раз выше, чем закаленная сталь);

- низкий коэффициент трения (на 50% ниже, чем у стали и чугуна);

- высокая коррозионная стойкость;

- высокая прочность сцепления с поверхностью детали.

Недостатки:

- низкий выход металла по току;

- небольшая скорость отложения осадков;

- высокая агрессивность электролита;

- большое количество ядовитых выделений;

- толщина покрытия не более 0,3 мм;

- плохое удержание масла гладким хромом.

Все приведенные способы  удовлетворяют критерию долговечности (К_Д ); наивысшие значения коэффициента технико–экономической эффективности имеют осталивание (К_Э=0,6) и наплавка в среде углекислого газа (К_Э=0,4). В соответствии с заданием в курсовом проекте деталь будет восстанавливаться хромированием (К_Э=0,125-0,137).

1.4. Назначение методов подготовки поверхностей к восстановительным операциям и отделочных методов обработки.

Подготовка деталей  к нанесению покрытия включает следующие операции: механическую обработку поверхностей; обезжиривание в органических растворителях; монтаж детали на подвесные приспособления; изоляцию поверхностей, не подлежащих хромированию; обезжиривание деталей с последующей промывкой в воде; декапирование (анодную обработку).

Механическая обработка включает шлифование поверхностей деталей для  придания им правильной геометрической формы и полирование для получения необходимой шероховатости поверхностей с использованием шлифовальных и полировальных кругов. Обезжиривание деталей предназначено для удаления с поверхностей деталей жировых загрязнений .

Деталь обезжиривают в органических растворителях: тетрахлорэтилене, трихлорэтилене, уайт-спирите, четыреххлористом углероде и др.

Монтаж деталей осуществляют на специальные подвесные приспособления, которые должны обеспечить надежный контакт с восстанавливаемой деталью и токопроводящей штангой, обеспечить получение равномерного открытия и беспрепятственного удаления пузырьков водорода, выделяющегося при электролизе, не допустить экранирование отдельных участков детали.