Совершенствование технологии ремонта колесного редуктора переднего моста трактора трактора «Беларус 1221» в условиях ОАО "МТЗ" с разработкой фрезерного приспособления

Дипломный проект.

В проекте представлен анализ хозяйственной деятельности РУП «МТЗ», рассмотрены действующая технология ремонта колесного редуктора переднего моста трактора «Беларус 1221» и существующие технологии ремонта, по результатам которых разработана перспективная, ресурсосберегающая технология восстановления вала-фланца колесного редуктора трактора «Беларус 1221» в условиях предприятия, обосновано технологическое оборудование и оснастка.
В конструкторской части проекта разработано фрезерное приспособление. Изложены устройство и работа приспособления, разработана конструкция, выполнены расчеты основных рабочих элементов.
В разделе по безопасности жизнедеятельности дана оценка состояния охраны труда и экологической обстановки на предприятии, рассмотрена оценка устойчивости потенциально опасных объектов.
Технико – экономические расчеты подтвердили целесообразность и обоснованность принятых в проекте решений.



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...
1 ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА...
1.1 Краткая характеристика РУП «МТЗ».....
1.2 Производственная структура предприятия......
1.3 Назначение, устройство, конструктивные особенности и характеристики трактора МТЗ-1221.....
1.4 Назначение, устройство, конструкционные особенности и характеристики переднего моста, дефекты 
2 ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ И ГОДОВОГО ОБЪЕМА РАБОТ ПО РЕМОНТУ РЕДУКТОРА ПЕРЕДНЕГО МОСТА...... 
2.1 Определение потребности в ремонте машин...
2.2. Обоснование принятой производственной программы...
3 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА КОЛЕСНОГО РЕДУКТОРА ПЕРЕДНЕГО МОСТА.
3.1 Понятие о производственном и технологическом процессах ремонта...
3.2 Прием в ремонт, разборка и дефектация...
3.3 Очистка узлов и агрегатов...
3.4 Методы ремонта и формы организации труда...
3.5 Разработка технологии сборки...
3.6 Заправка собранных сборочных единиц смазками...
3.7 Техническое обслуживание колесного редуктора
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВАЛА-ФЛАНЦА 1521-308017.4.1.......
4.1 Анализ конструкции, условий работы и дефектов детали...
4.2 Обоснование способов устранения дефектов...
4.3 Обоснование технологического маршрута восстановления детали..
4.4 Выбор оборудования и оснастки для процесса восстановления. Разработка технологических операций... 
5. ПРОЕКТИРОВАЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ...
5.1. Обоснование трудоемкости ремонта
5.2. Расчет годового объема работ
5.3 Расчет количества рабочих мест...
5.4 Технологическая планировка... 
5.5 Расчет потребностей в энергоресурсах...
6 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА
6.1 Анализ прототипов...
6.2 Состав и принцип действия устройства для наплавки ...
6.3 Расчет деталей устройства на прочность
6.4 Технико-экономическое обоснование конструкторской разработки...... 
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ...
7.1 Анализ состояния охраны труда на РУП “МТЗ”...
7.2 Требования безопасности при выполнении технологического процесса ремонта фланца редуктора ...
7.3. Обеспечение безопасности и санитарно-гигиенических условий труда на слесарно-механическом участке ...
7.4 Оценка пожарной безопасности в РУП “МТЗ” с целью повышения устойчивости ...
7.5. Инженерно-экологическая безопасность объекта..
8 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ...
8.1 Инвестиции ...
8.2 Расчет себестоимости восстановления вала-фланца....
8.2.1 Стоимость материалов...
8.2.2 Основная заработная плата производственных рабочих...
8.2.3 Дополнительная заработная плата производственных рабочих.
8.2.4 Отчисления на социальное страхование
8.2.5 Единый платеж чрезвычайного налога и обязательных отчислений в государственный фонд содействия занятости ...
8.2.6 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования......
8.2.7 Цеховые (общепроизводственные) расходы... 
8.3 Определение отпускных цен на восстановленные детали...
8.4 Оценка эффективности инвестиций...... 
8.5 Расчет критических объемов производства...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ... 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...
ПРИЛОЖЕНИЯ 


3.7 Техническое обслуживание колесного редуктора
Техническое обслуживание колесного редуктора заключается в поддержании определенного уровня масла и периодической смене его, проверке и подтяжке крепежных соединений, устранении выявленных неисправностей. Зубчатые зацепления верхних и нижних конических пар и роликовые конические подшипники колесных редукторов при эксплуатации регулировать не требуется. Необходимость в регулировках возникает лишь при ремонтах и замене деталей.
Боковой зазор в зацеплении зубчатых венцов вертикального вала и полуоси должен находиться в пределах 0,2...0,55 мм и регулируется перемещением шкворневой трубы вместе с вертикальным валом с помощью разрезных прокладок, установленных между фланцами шкворневой трубы и корпуса. Положение полуоси не регулируется.
Проверку зацепления проводят в следующем порядке: удаляют смазку шприцем, снимают крышку и на фланец корпуса закрепляют индикатор. Проворачивая ведущую шестерню главной передачи, замеряют индикатором перемещение зуба полуоси при застопоренном вертикальном вале. Если нет индикатора, боковой зазор можно определить с помощью свинцовой пластины, вставленной между зубьями.
При изменении толщины прокладок на 0,7 мм боковой зазор в зубьях изменяется примерно на 0,25 мм.
После регулировки бокового зазора проверяют пятно контакта в зубьях.
Регулировка подшипников колес и ведомой шестерни нижней конической пары осуществляется с помощью колец , установленных между внутренними обоймами подшипников . Кольца подбирают по толщине такими, чтобы после затяжки подшипников осевой зазор не превышал 0,05 мм и подшипники могли свободно проворачиваться.
При правильной первоначальной регулировке и нормальной эксплуатации трактора осевой зазор в подшипниках в пределах 0,2...0,4 мм появляется после 5000...6000 ч работы. Поэтому, как правило, подшипники требуется регулировать лишь при ремонте трактора. Однако, если обнаружен повышенный осевой зазор, его следует устранить. Для этого надо снять колесо, слить смазку из редуктора, отъединить от корпуса крышку редуктора вместе с ведомой шестерней и подшипниковым узлом, подтянуть до отказа болты . Если болты поддаются подтяжке, это значит, что причина повышенного осевого зазора подшипников в ослаблении затяжки болтов . Если он находится в допустимых пределах, узел устанавливают на прежнее место, предварительно зафиксировав болты отжимной пластиной. Если же после затяжки болтов осевой зазор превышает 0,4 мм, уменьшают общую толщину регулировочных колец подшлифовкой торца одного из них так, чтобы осевой зазор подшипников не превышал 0,05 мм.
Регулировка зацепления шестерен нижней конической пары осуществляется перемещением ведомой шестерни с помощью разрезных регулировочных прокладок , расположенных между фланцами стакана подшипников и крышкой редуктора. Положение ведущей шестерни не регулируется. Боковой зазор в зубьях новой пары шестерен устанавливается в пределах 0,25-0,64 мм.




4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВАЛА-ФЛАНЦА 1521-2308017.4.1

4.1 Анализ конструкции, условий работы и дефектов детали
Конструкционно-технологические особенности детали характеризуются геометрической формой, материалом, точностью и качеством обрабатываемых поверхностей, твердостью и структурой материала, видом термической обработки, покрытием поверхностей и т.п.
Вал изготавливается из стали 35ХГСА ГОСТ4543-71 механической обработкой. Наибольший диаметр вала –Ø100 мм. Длина детали -270 мм. Масса детали – 0,9 кг. Твердость обработанных поверхностей вала - не менее 50 HRC.
В процессе работы вал-фланец подвергается воздействию значительных изгибающих нагрузок.
В результате износа, старения и деформации нарушаются размеры поверхностей. В процессе восстановления наряду с доведением размеров поверхностей и шероховатостей до номинальных значений необходимо восстанавливать и их форму.
Рабочие поверхности детали подвержены следующим видам износа:
1) Посадочные поверхности под подшипник – фретинг-коррозия, усталостное изнашивание.
2) резьба – повреждение, разломы,
3) износ отверстий до большего диаметра,
4) шлицы – износ до меньшего допустимого размера.
Под усталостным изнашиванием понимают разрушение при многократных нагрузках и деформировании детали. При этом материал теряет свои пластические свойства, что приводит к образованию микротрещин, их росту и соединению.
Фретинг-коррозия является следствием механического воздействия, сопровождаемого химическим и (или) электрохимическим воздействием среды.
Шейка вала под подшипник изнашивается по следующим причинам: неправильный выбор посадки, внутреннее кольцо подшипника – вал; что также ведет к разрушению подшипника.
Глубокие вмятины, вырывы образуются за счет:
- воздействие корозионых сред;
- деформация вследствие ударов.
Изменение геометрической формы наблюдается при воздействии на вал высокой температуры и последующего резкого охлаждения.

.3 Обоснование технологического маршрута восстановления детали
Составление маршрута восстановления детали (разработка последовательности устранения дефектов детали с учетом схем базирования) состоит в разработке общего плана технологического процесса, содержания операций и выборе типа оборудования.
Маршрут восстановления деталей на специализированном ремонтном предприятии начинается с очистки. Затем следует дефектация. Дальнейшее построение маршрута должно обеспечивать изменение состояния детали, отвечающей требованиям чертежа.
Приступая к составлению технологического маршрута, необходимо определить план обработки поверхностей - структуру операций.
При разработке маршрута руководствуемся следующими правилами:
- первыми выполняются операции по восстановлению или изготовлению
технологических баз;
- перед нанесением (наращиванием) покрытий выполняют операции по
удалению дефектных слоев металла, восстановлению формы и созданию необходимой шероховатости поверхностей (наращивания поверхностей не производим, поэтому в такой операции нет необходимости);
- в первую очередь выполняются операции, вызывающие изменение физико-механических свойств материала, возникновению остаточных напряжений (таких операций не производим);
- в дальнейшем предусматриваем операции, устраняющие отрицательное
влияние энергетических воздействий (в такой операции нет необходимости);
- легкоповреждаемые и точные поверхности обрабатывают в конце маршрута (доводка до требуемой шероховатости раскаткой);
- каждая последующая операция должна улучшать качество поверхности;
- черновую и чистовую обработки со значительными припусками необходимо выделять в отдельные операции (механические обработки поверхностей
проводим с незначительными припусками в один проход).
Последовательность выполнения операций должна исключать повторное поступление деталей на посты восстановления.
С учетом вышеизложенного составляем маршрут восстановления детали. При наплавке в среде углекислого газа проволокой 1,6 Нn -30ХГСА ГОСТ 10543-82, твердость восстановленной поверхности равна 45-52 HRCэ.
Маршрут восстановления детали
Техническая норма времени на операции рассчитывается по формуле
Тш-к=(То+Тв+Тдоп+Тп-з)/nд (4.2)
где Тш.к - штучно-калькуляционное время, мин;
То - основное время, мин;
Тв вспомогательное время мин;
Тдоп - дополнительное время, мин;
Тдоп =К*(То+Тв),
К - отношение дополнительного времени к оперативному, %;
Тп.з -подготовительно-заключительное время, мин;
nд - количество деталей в партии (nд=1 шт.).
Основным или технологическим называют время, в течение которого происходит изменение формы, размеров, внешнего вида или внутренних свойств детали в результате какого-либо вида обработки.
Вспомогательным называют время, затрачиваемое на различные вспомогательные действия, обеспечивающие выполнение основной работы. К вспомогательным действиям относятся: установка, выверка, крепление и снятие обрабатываемой детали; настройка оборудования на определенные технологические режимы; управление станком и другим оборудованием; перестановка инструмента и др.
Дополнительное время складывается из времени организационно-технического обслуживания рабочего места, времени перерывов на отдых, естественные надобности и производственную гимнастику.
Подготовительно-заключительным временем называют время, затрачиваемое рабочим на подготовку к определенной работе и выполнения действий, связанных с ее окончанием.
Подготовительно-заключительное время включает следующие работы: получение задания, наряда, инструмента; ознакомление с работой, чертежом (образцом), технологическим процессом, а если его нет - продумывание технологии выполнения работы; инструктаж, получение приспособлений, материала; подготовка рабочего места; наладка или переналадка оборудования, инструмента и приспособлений для выполнения заданной работы; сдача готовых деталей (изделий); сдача инструмента и уборка рабочего места.
Технологический маршрут восстановления вала редуктора включает в себя следующие операции:
005 Термическая
010 Зенкерование отверстий
015 Токарная
020 Наплавочная (в среде углекислого газа)
025 Наплавочная
030 Термическая
035 Рихтовочная (править вал)
040 Токарная
045 Сверлильная
050 Фрезерная
055 Накаточная
060 Термическая
065 Круглошлифовальная
070 контрольная

6 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА

6.1. Анализ прототипов
Для наплавки валов промышленностью выпускается большое количество разнообразного оборудования, а именно для наплавки под слоем флюса, вибродуговой наплавке, в среде защитных газов (марок ОКС-5611, ОКС-5594 и т.п.).
Наплавочная установка включает в себя вращатель (токарный станок), обеспечивающий закрепление и вращение деталей и перемещение наплавочной головки относительно ее. Наплавочная головка состоит из механизма подачи проволоки, изменяющего ступенчато или плавно скорости подачи электрода, мундштука для подвода проволоки к детали.
Специальные наплавочные станки, создаются в институте электросварки им Е.О. Патона , используемые для наплавки детали типа "вал" (опорные катки, оси, различные валы), плоские поверхности шлицы валов, а также детали сложного профиля (зубья ведущих звездочек и т.п.).

Проведение патентного поиска по проектируемой конструкции

 Целью патентного поиска является изучение технической литературы, проработка и определение авторских свидетельств, рефератных материалов, получение аналогичных материалов по исследуемой теме. Применительно к нашему исследованию была проработана литература, авторские свидетельства.
Результаты патентного поиска представлены в таблице 6.1.




Таблица 6.1 - Проведение патентного поиска по проектируемой конструкции
Предмет
поиска (объект, его составные части) Страна выдачи и номер охранного документа, классификация и индекс Сущность заявленного технического решения и цели его создания (по описанию изобретения или опубликованной заявки)
1 2 3
Устройство для наплавки поверхностей СССР
авт.свид.
No1581502
В 23 К 9/0 Изобретение относится к восстановлению под номинальный размер изношенных отверстий в корпусных деталях с применением наплавки.
Целью изобретения является повы-шение надежности конструкции, снижение ее габаритов и массы, а также расширение технологических возможно-стей. Устройство для наплавки внутренних поверхностей отверстий, содержащее корпус с вращающейся в нем посредством подшипников качения полой обоймой, гибкий направляющий канал с наружной винтовой резьбой и изогнутым мундштуком для подачи защитного газа и сварочной проволоки в зону наплавки, размещаемый в полой обойме соосно с ней с возможностью вращения и продольного осевого перемещения, а также механизм продольного перемещения направляющего канала типа винт – гайка.

Продолжение таблицы 4.1
1 2 3
2.Установка для наплавки СССР
авт.свид.
No1593819
В 23 К 9/04 Изобретение относится к сварочной и наплавочной технике и может быть использовано для наплавки поверхностей катания крестовин стрелочных переводов при их восстановлении. Цель изобретения - расширение технологических возможностей, упрощение конструкции и снижение ее материалоемкости.

6.2. Состав и принцип действия устройства для наплавки.
За прототип разрабатываемого устройства возьмем авт.свид. No1593819 В 23 К 9/04.

Рисунок 6.1- Устройство для наплавки.
Устройство работает следующим образом.
Необходимая для наплавки деталь устанавливается в шпиндель 1 и поджимается конусом упорным 3. В вилку 2 устанавливается держак от полуавтоматической или автоматической сварки. Затем выбрав необходимую частоту вращения двигателя 22 с помощью частотного преобразователя начинаем процесс наплавки.
В случае если частотным преобразователем не удается выставить нужный режим наплавки (частота вращения наплавляемого вала, скорость перемещения вилки относительно наплавляемого вала), то добиваемся этого подбором шестерен 9 и 1.