Восстановление вала в карданной передаче трактора К-701

Процесс плазменного напыления  применяется для восстановления размеров шеек коленчатых валов и  других деталей цилиндрической формы.

Достоинства плазменного напыления состоят в следующем: высокое качество покрытия, высокая производительность, возможность регулирования параметров процесса напыления.

К недостаткам необходимо отнести более высокую электроопасность из-за повышенного напряжения дежурной дуги, невысокий к.п.д. процесса.

Гальванические покрытия получают в результате переноса металла  из электролита на деталь при пропускании  через него постоянного тока. Катодом  при этом служит деталь, анодом —  металлическая пластина. Электролит представляет собой водный раствор солей металла, осаждаемого на деталь.

Технологический процесс  нанесения покрытий состоит из трех периодов: подготовка деталей к нанесению  покрытия, нанесение покрытия и обработка  детали после покрытия.

При выполнении ремонтных  работ восстановление размеров деталей гальваническим наращиванием проводится многими способами, из которых широко применяется осталивание, хромирование, никелирование, цинкование. Из химических способов применение находят оксидирование и фосфатирование.

Осталивание (железнение) представляет собой процесс нанесения  железных покрытий на изношенные детали из хлористых электролитов. Электролит состоит из водного раствора хлористого железа 200—680 г/л и небольшого количества соляной кислоты 1—3 г/л. Железные покрытия имеют твердость, близкую к твердости стали.

К достоинствам гальванического наращивания стального  покрытия относятся большая скорость нанесения покрытия 0,3 — 0,5 мм/ч, возможность  получения слоев высотой 1—5 мм, отсутствие коробления деталей.

Весьма эффективно осталивание применяется при восстановлении посадочных мест под подшипники корпусных деталей: коробка скоростей, корпус двигателя и др.

Способ может  быть применен для восстановления посадочных мест зубчатых колес, втулок и т. д.

Могут быть восстановлены шейки коленчатых валов.

Хромирование  рабочих поверхностей деталей. В  качестве электролита используется водный раствор хромового ангидрида 150— 400 г/л с содержанием 2—3 г/л  серной кислоты.

Аноды выполняются  из пластин свинца.

Режим хромирования определяется плотностью тока А/дм2 и температурой электролита. При температуре электролита 60—70°С и плотности тока больше 15 А/дм2 получают молочные хромовые покрытия, имеющие низкую твердость и высокую плотность. Такие слои хорошо работают при чисто коррозионном изнашивании. При низкой температуре электролита до 40° С и высокой плотности тока получают матовые хромовые покрытия высокой твердости с тончайшей сеткой трещин. Слои имеют высокую износостойкость. Нанесение твердых матовых хромовых покрытий применяется при ремонте цилиндров двигателей, плунжерных пар топливных насосов дизелей и других деталей. Покрытия компенсируют износ деталей и увеличивают их долговечность.

Для удержания  смазки на поверхности цилиндра хромирование должно быть пористым, что обеспечивается специальной технологией.

Коленчатые  валы, валы коробок передач и другие детали автомобиля хромируют в ваннах при средней плотности тока 45—60 А/дм2 и температуре электролита 55°С (блестящее хромирование).

К числу недостатков  хромирования относятся низкая производительность процесса, невозможность восстановления сильно изношенных деталей, так как хромовые покрытия толщиной более 0,3—0,4 мм имеют низкую прочность сцепления с металлом детали, высокая стоимость покрытий.

Защита крепежных  деталей — болтов, гаек, шайб и др. — осуществляется способом цинкования, который вьшолняется в специальных вращающихся барабанах в среде электролита. В состав электролита входят сернокислый натрий, сернокислый цинк, сернокислый аммоний, декстрин.

Оксидирование — процесс получения оксидных пленок толщиной более 0,06 мм с высокой твердостью и износостойкостью. Оксидирование защищает от коррозии.

В состав электролита  входят водные растворы едкого натра, азотнокислого натрия.

Из числа  химических способов защиты от атмосферной коррозии стальных деталей используется фосфатирование. Защитная пленка состоит из сложных солей фосфора, марганца, железа.

Проводят фосфатирование в водных растворах солей марганца, фосфора.

4. Обоснование рационального способа восстановления

Выбираем рациональный способ восстановления, руководствуясь тремя критериями:

технологическим критерием или критерием применимости;

критерием долговечности;

технико-экономическим  критерием (отношением себестоимости  восстановления к коэффициенту долговечности).

Согласно технологическому критерию, по таблице устанавливаем, что дефекты вала промежуточной опоры могут быть устранены следующими способами: дуговая металлизация, газопламенное напыление, наплавка в углекислом газе;

При выборе рационального  метода восстановления по критерию долговечности используем коэффициентом долговечности К_Д.

 (1)

где К_И - коэффициент износостойкости; К_В - коэффициент выносливости; К_СЦ - коэффициент сцепляемости.

Определяем  К_Д по таблице 2 [3] для всех выбранных ранее способов:

дуговая металлизация – К_Д = f(1,0; 0,6; 0,4) = 0,4.

газопламенное напыление – К_Д = f(1,0; 1,0; 0,7) = 0,7.

наплавка в  углекислом газе – К_Д = f(0,85; 1; 1) = 0,85.

Наибольший  коэффициент долговечности у  наплавки в углекислом газе, К_Д = 0,85. По технико-экономическому критерию окончательно принимаем способ восстановления изношенной наружной поверхности под скользящий фланец К–701 наплавка в углекислом газе.

 

5 Технологический расчёт операций восстановления

Необходимо  восстановить поверхность под скользящий фланец, диаметром 40мм и длиной 50мм, величина износа 0,5мм.

Перед восстановлением  деталь должна быть тщательно вымыта в моечной машине, а затем проводится микрометраж и деффектация вала подлежащего восстановлению.

Расчёт и выбор режимов наплавки в углекислом газе.

Деталь устанавливают  в центрах токарного станка 1К62, на котором смонтирована установка  и технологическая оснастка для  выполнения операции наплавка в углекислом газе.

Диаметр электропроволки  выбирают из соотношения:

 мм

Шаг наплавки зависит  от диаметра применяемой проволки:

           мм

    Скорость подачи электропроволки:

          м/мин

         Объем  расплавляемого в минуту  метала:

         

         Масса расплавляемого металла:

          ч/мин

         Скорость наплавки принемаю из  табличных данных(табл №2 в  метод. указаниях восстановление  деталей машин сваркой и наплавкой  в среде углекислого газа) Принемаю  =35м/ч

         Частота вращения восстанавливаемой  детали:

         

         Вылет электрода:

         мм

         Угол наклона мундштука  а=90°

 

        Смещение электрода от зенита:

        мм

        Рабочее напряжение:

U=20В,   при dэ=1,2 мм

       Плотность тока:

      А/мм

       Толщина наплавляемого слоя:

       мм

       Основное операционное время:

       мин 

 

6 Определение экономической эффективности восстановления деталей

Определим экономическую  эффективность восстановления изношенного  вала карданного привода трактора К - 701.

В условиях рыночной экономики как новые, так и восстанавливаемые детали реализуются потребителю по договорной цене. Однако очень важно определить возможные максимальную и минимальную цены на восстановленную деталь, при которых, с одной стороны, потребитель был бы заинтересован приобрести ее вместо новой детали, а с другой стороны, ее восстановление обеспечивало хотя бы нормативную рентабельность.

Определим максимальную цену восстановления детали по формуле 9:

, (9)

где К_Д - коэффициент долговечности восстановленной детали, для нашего способа восстановления (наплавка в углекислом газе) К_Д=0,85.

Ц_Н – цена новой детали, на данный момент, в среднем стоимость вала карданного привода трактора К - 701 составляет 950 руб.

Соответственно  определим максимальную цену восстановленного вала:

_{ЦВmax<950*0.85=807.5}

Определяем  минимальную цену по формуле 10:

, (10)

где - заводская себестоимость восстановления детали;

П - планируемая  балансовая прибыль, руб.

Заводская себестоимость  восстановления вала С₃:

, (11)

где - себестоимость устранения дефекта без учета затрат на очистку и дефектацию детали, руб., берем рассчитанное значение С_В = 110 руб.;

 - стоимость дополнительных работ, которые необходимо выполнить при восстановлении детали (очистка, дефектация), руб.;

- затраты на приобретение  ремонтного фонда (стоимость изношенной  детали), руб.

Стоимость дополнительных работ  принимается равным 10% от себестоимости устранения дефекта:

, (12)

Д_п= руб.

Стоимость изношенной детали:

, (13)

 С_ф= =98руб.

Заводская себестоимость  восстановления вала:

С_з=98+11+110=219

Прибыль П определяется из выражения 3.5:

, (14)

где - норма прибыли, в процентах, принимаем в курсовом проектировании норму прибыли 25%

руб.

Определяем  минимальную цену:

Ц_вmin=219+54.75=273.75руб

Таким образом, восстановленный вал карданной  передачи МТЗ-80 целесообразно продавать  по цене не выше 807,5 и не ниже 273,75 рублей.

Заключение

В курсовой работе произведено овладение методикой  и получены навыки самостоятельного решения конкретных задач, связанных с процессами изготовления и ремонта автомобильной техники.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема разборки и сборки и узла

 

 

 

 

 

 

                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УГСХА Кафедра ТС и РМ

Карта эскизов

Разраб

Романов М. Ю.

Пров

Галактионов И.И

Изм

лист

№ док.

подпись

Лист

1

 

Вал карданной передачи МТЗ-80

УГСХА Кафедра ТС и РМ

МАРШРУТНАЯ КАРТА

литера

Участка

Операции

Наименование и  содержание  операции

Оборудование (код, наименование, инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код, наименование)

коэф. штучн времени.

Количество рабочих

Кол. одн. обр. деталей

Код тарифной сетки

Объем производственной нормы

ТП.З.

професии

Разряд работы

Едецица нормир

Код вида нормы

ТШТ

005

Моечная

ОМ – 3360 – КГКБ

МЛ – 51

ГОСНИТИ

010

Дефектовочная

Стол дефектовщика

Микрометр МК 50

015

Токарная

1к62

Проходной резец

020

Востановительная

1к62

ОКС-6569

025

Токарная

Точить поверхность (3)

1к62

Центра, шц-0-150-0,05

030

Шлифовальная

Шлифовать поверхность (3)

3Б161

ПП500х305х50, МК-25-50

035

Шлифовальная

6Б12

Механическая обработка

1к62

резец

040

Контрольная

Шц-0-400-0,01

Разраб

Романов М. Ю.

Пров

Галактионов И.И

Лист

2