Техпроцесс восстановления распределительного вала двигателя ЗМЗ-511 (технологический раздел дипломного проекта)

Содержание

3. Технологическая часть         
3.1 Ремонтный чертеж детали, подлежащей восстановлению
3.2. Особенности конструкции детали
3.3. Определение класса детали
3.4. Анализ дефектов деталей
3.5. Выбор рационального способа восстановления детали
3.6. Выбор оборудования, станков, измерительного и режущего инструмента
3.7 Выбор режимов и расчет нормы времени выполняемых операций



3.2 Особенности конструкции детали 
Вал распределительный
Вал распределительный, № детали 13-1006015, материал: Сталь 40, Селект С=0,4-0,45%, ГОСТ 1050-60. Твердость: Вала-Нв 187-228. Кулачков шестерни и опорных шеек НRС 52-60.
3.3 Определение класса детали
Данная деталь относится к классу комплектующих деталей, как и различные виды подшипников, шкивов, зубчатых колес. Наиболее характерные дефекты этой детали, чаще всего устраняются токарной и слесарной обработкой, в противном случае деталь не подлежит восстановлению и бракуется.
3.4 Анализ дефектов деталей
Ошибки конструирования, нарушения технологического процесса производства, технического обслуживания и ремонта автомобилей, а также не правильная эксплуатация приводят к возникновению дефектов. Дефектом называют каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией.
Дефекты деталей по месту расположения можно подразделить на локальные, дефекты во всем объеме или по всей поверхности (несоответствие химического состава, качества механической обработки и т.д.), дефекты в ограниченных зонах объема или поверхности детали (зоны неполной закалки, коррозионного поражения и т.п.). Данное местонахождение дефекта может быть
внутренним (глубинным) и наружным (поверхностным и под поверхностным).
По возможности исправления дефекты классифицируют на устраняемые и не устраняемые. Устраняемый дефект технически возможно и экономически целесообразно исправить, в противном случае дефект не устраним.
По отражению в нормативной документации дефекты делят на скрытые и явные. Скрытый дефект - дефект, для выявления которого в нормативной документации не предусмотрены необходимые правила, методы и средства контроля. В противном случае это явный дефект.
По причинам возникновения дефекты подразделяют на конструктивные, производственные, эксплуатационные.
Конструктивные дефекты — это несоответствие требованиям технического задания или установленным правилам разработки (модернизации) продукции. Причины таких дефектов - ошибочный выбор материала изделия, неверное определение размеров деталей, режима термической обработки. Эти дефекты являются следствием несовершенства конструкции и ошибок конструирования.
Нарушение контакта - это следствие уменьшения площади прилегания поверхности у соединяемых деталей, в результате чего наблюдается потеря герметичности соединений и увеличение ударных нагрузок.
Нарушение посадки деталей вызывается увеличением зазора или уменьшением натяга. Нарушение размерных цепей происходит благодаря изменению соосности, перпендикулярности, параллельности, что приводит к нагреву деталей, повышению нагрузки, изменению геометрической формы, разрушению деталей.
Дефекты, возникающие у деталей в целом, - нарушение целостности (трещины, обломы, разрывы и др.), несоответствие формы (изгиб, скручивание, вмятины и др.) и размеров деталей. Причины нарушения целостности (механические повреждения) деталей - это превышение допустимых нагрузок в процессе эксплуатации, которые воздействуют на деталь или из-за усталости материала детали, которые работают в условиях циклических знакопеременных или ударных нагрузок. Если на деталь воздействуют динамические нагрузки, то у них может возникнуть несоответствие формы (деформация);
Дефекты, возникающие у отдельных поверхностей, - несоответствие размеров, формы, взаимного расположения, физико-механических свойств, нарушение целостности. Изменение размеров и формы (нецилиндричность, неплоскостность и т.д.) поверхностей деталей происходит в результате их изнашивания, а взаимного расположения поверхностей (неперпендикулярность, несоосность и т.д) - из-за неравномерного износа поверхностей, внутренних напряжений или остаточных деформаций. Физико-механические свойства материала поверхностей деталей изменяются вследствие нагрева их в процессе работы или износа упрочненного поверхностного слоя и выражается в снижении твердости. Нарушение целостности поверхностей деталей вызывается коррозионными, эрозионными или кавитационными поражениями.
Коррозионные поражения (сплошные окисные пленки, пятна, раковины и т.д.) возникают в результате химического или
электрохимического взаимодействия и действия на металл потока жидкости, движущейся с большой скоростью. Эрозионные повреждения металла детали происходят из-за непрерывного контакта металла со струей жидкости, что приводит к образованию пленок окислов, которые при трении потока жидкости о металл разрушаются и удаляются с поверхности, а на поверхностях деталей образуются пятна, полосы, вымоины.
Кавитационные повреждения (каверны) металла происходят тогда, когда нарушается сплошность потока жидкости, образуются кавитационные пузыри, которые, находясь у поверхности детали, уменьшаются в объеме с большой скоростью, что приводит к гидравлическому удару жидкости о поверхность металла.
В реальных условиях наблюдаются сочетания дефектов. При выборе способа и технологии восстановления большое значение имеют размеры дефектов. Величина дефектов количественная характеристика отклонения фактических размеров и (или) формы деталей и их поверхностей от номинальных значений. Можно выделить три группы размеров - до 0,5мм; 0,5...2мм и свыше 2мм.
Производственные дефекты несоответствие требованиям нормативной документации на изготовление, ремонт или поставку продукции. Производственные дефекты возникают в результате нарушения технологического процесса при изготовлении или восстановлении деталей. Эксплуатационные дефекты - это дефекты, которые возникают в результате изнашивания, усталости, коррозии деталей, а также неправильной эксплуатации. Наиболее часто встречаются следующие эксплуатационные дефекты: изменение размеров и геометрической формы рабочих поверхностей; нарушение требуемой точности взаимного расположения рабочих поверхностей; механические повреждения; коррозионные повреждения; изменение физико-механических свойств материала деталей.
Дефекты, возникающие у сборочных единиц, - потеря жесткости соединения; нарушение контакта поверхностей, посадки деталей и размерных цепей. Потеря жесткости возникает в результате ослабления резьбовых и заклепочных соединений
Основные дефекты распределительного вала
Отколы по торцам вершин кулачков - бракуют свыше 3 мм.
Изгиб вала - ремонтируют правкой.
Износ опорных шеек - ремонтируют шлифованием до ремонтного размера.
Износ шейки под распределительную шестерню — ремонтирую вибродуговой наплавкой.
Износ шейки под эксцентрик - ремонтируют вибродуговой наплавкой.
Уменьшение цилиндрической части выпускных кулачков - бракуют при размере 27,90 мм.
Износ выпускных кулачков по высоте - ремонтируют шлифованием кулачков по копиру.
Уменьшение цилиндрической части впускных кулачков - бракуют при размере 28,90 мм.
Износ впускных кулачков по высоте - ремонтируют шлифованием кулачков по копиру.
Заметная выработка на поверхности зубьев шестерни - бракуют.
Износ шпоночной канавки - ремонтируют заваркой.
Износ резьбы внутренней - растачивают и наплавляют.
3.5 Выбор рационального способа восстановления детали
В настоящее время ремонтные предприятия располагают достаточно большим числом проверенных практикой способов восстановления деталей, позволяющих возвратить работоспособность изношенным и поврежденным деталям. К ним относятся способы ремонтных размеров, дополнительных деталей, пластической деформации, электролитических и газометрических покрытий, наплавки и др. Однако не все из указанных способов восстановления деталей являются равноценными.
При использовании способа ремонтных размеров усложняется система снабжения запасными частями, технической документацией, возникает необходимость больших запасов деталей различной номенклатуры. Кроме того, многократное использование данного способа приводит к снижению запасов прочности деталей, уменьшению их износостойкости, так как при этом постепенно снимается упрочненный различными способами поверхностный слой металла.
При использовании способа дополнительных деталей значительно увеличиваются затраты на восстановление изделий и это во многих случаях, приводит к тому, что указанный метод оказывается экономически неэффективным. Особенно нерационально использовать данный способ для восстановления деталей, имеющих незначительные износы.
Простой и экономичный способ восстановления деталей пластической деформацией имеет ограниченную область применения и часто не может быть использован для восстановления конкретных изделий в связи со специфическими особенностями их конструкции.
Для того чтобы из существующих способов нанесения покрытий выбрать наиболее рациональный, необходимо правильно оценить как сами покрытия, так и применимость их для восстановления конкретных деталей.
Последовательность выполнения операций
При восстановлении детали проходят последовательно ряд операций в следующем порядке:
1. Выполняются подготовительные операции (очистка, обезжиривание, правка, восстановление базовых поверхностей);
2. Механическая обработка, которая предназначена для устранения дефектов, образовавшихся в процессе эксплуатации, или придания правильной геометрической формы изношенным поверхностям, в том
числе специальной, например, при электродуговом напылении нарезка
«рваной» резьбы, фрезерование канавок и т. п.);
3. Наращивание изношенных поверхностей (наплавка, напыление и пр.). При этом в первую очередь выполняют операции, при которых детали нагревают до высокой температуры (сварка, наплавка, термическая обработка). Если необходимо, то детали подвергают
вторичной правке. Затем выполняют операции, не требующие нагрева деталей (хромирование, железнение и пр.);
4. Окончательная обработка (токарная, фрезерная, слесарная и пр.): контрольные операции назначают в конце технологического процесса и после выполнения наиболее ответственных операций.
3.6 Выбор оборудования, станков, измерительного и режущего инструмента
Все оборудование для ТО и ремонта можно разбить на 3 группы:
а)технологическое (станки, подъемно-транспортное оборудование);
б) технологическая оснастка (оборудование, не имеющее площадей: ключи, приборы и т.д.);
в) организационная оснастка (верстаки, стеллажи, столы, лари для ветоши, отходов).
Таблица 5 Технологическое оборудование и организационная оснастка

Наименование Количество Размер Площадь
м2
Слесарный верстак на два рабочих места 1 2400x800 1,92
Шкаф для приборов и инструментов 1 1250x500 0,62
Стеллаж для узлов и деталей 1 1,400x500 0,70
Монтажный стол 1 1200x700 0,84
Передвижной стенд для ремонта двигателей 1 1600x1200 1,92
Моечный стенд передвижной 1 1200x1100 1,32