Технологический процесс восстановительного ремонта шатуна двигателя ЗМЗ

Постоянная необеспеченность ремонтного производства запасными частями является серьёзным фактором снижения технической готовности автомобильного парка. Расширение же производства новых запасных частей связано с увеличением материальных и трудовых затрат. Вместе с тем около 75% деталей, выбраковываемых при первом капитальном ремонте автомобилей, являются ремонтопригодными, либо могут быть использованы вообще без восстановления.

Поэтому целесообразной альтернативой является вторичное использование изношенных деталей, восстанавливаемых в процессе ремонта автомобилей и его агрегатов. Из ремонтной практики известно, что большинство выбракованных по износу деталей теряют не более 1-2% исходной массы. При этом прочность деталей практически сохраняется. Например, 95% деталей двс выбрасывают при износах, не превышающих 0,3 мм, и большинство из них могут быть вторично использованы после восстановления. С позиции материалоёмкости воспроизводства машин экономическая целесообразность ремонта обусловлена возможностью повторного использования большинства деталей как годных, так и предельно изношенных. Это позволяет осуществлять ремонт в более короткие сроки с меньшими затратами металла и других материалов по сравнению с затратами при изготовлении новых машин. Восстановление деталей стало одним из важнейших показателей хозяйственной деятельности крупных ремонтных, специализированных предприятий. Создана фактически новая отрасль производства — восстановление изношенных деталей. Вторичное потребление деталей значительно больше, чем потребление новых запасных частей. Так, например, восстановленными блоками двигателей пользуются в 2,5 раза больше, чем новыми, коленчатыми валами в 1,9 раза, картерами коробок передач в 2,1 раза. Себестоимость восстановления для большинства восстанавливаемых деталей не превышает 75% стоимости новых, а расход материалов в 15 — 20 раз ниже, чем на их изготовление. Целенаправленная работа заводов — изготовителей по повышению ресурса рам и кабин, доведению его до срока службы автомобиля способствует резкому сокращению сферы при

менения капитального ремонта (КР) полнокомплектных автомобилей. В последнее время он неуклонно снижается, а для грузовых автомобилей предусмотрен КР только агрегатов. Эта тенденция вызывает изменение функций авторемонтных заводов, которые становятся предприятиями по КР агрегатов. Организационно-техническая перестройка АТП в последние годы ускорилась в связи с изменением социально-экономических условий хозяйствования в нашей стране. Дальнейшее эффективное развитие АТП базируется на идеях и принципах, которые создаются в процессе изготовления новой техники заводами-изготовителями, выполняющими услуги по централизованному ТО и ремонту этой техники.

21 стр., 10322 слов

Восстановление деталей автомобиля

... восстановления изношенных деталей автомобиля. Поэтому организацией производственного подразделения в составе автотранспортного предприятия по ремонту и восстановлению агрегатов и его деталей, в том числе корпусных деталей автомобиля ... Занимается завозкой угля населению, доставкой компонентов литейного производства, вывозкой отходов предприятия, металлолома, крупнотоннажного груза. 2. Камаз ...

Целью курсового проектирования является разработка технологического процесса восстановления шатуна двигателя ЗМЗ-53.

1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Шатун двигателя ЗМЗ-53 66-1004045-02 расположен в блоке цилиндров соединяет поршень с шатунной шейкой коленчатого вала и предназначен для передачи усилия от поршня (при рабочем ходе) на коленчатый вал и от коленчатого вала на поршень. Конструктивно шатун состоит из стального стержня, верхней неразъемной и нижней разъемной головок. Верхняя головка шатуна надета на поршневой палец и тем самым соединена с поршнем. Обе половинки нижней головки шатуна надеты на шатунную шейку коленчатого вала и соединены между собой стяжными болтами, гайки которых после затяжки шплинтуют. Чтобы уменьшить трение между деталями и, следовательно, их износ, в верхнюю головку шатуна вставляют бронзовую втулку, а в нижнюю — тонкостенные вкладыши, являющиеся подшипниками скольжения. Внутреннюю поверхность вкладышей заливают баббитом (сплавом олова и свинца).

Материал шатуна – сталь 45Г2, твёрдость материала шатуна НВ 228¸269, ширина 100мм, высота 40мм, длина 255мм, вес 0,929кг.

В процессе работы двигателя шатуны испытывают значительные знакопеременные нагрузки. При движении поршня во время рабочего хода и такта сжатия шатун сжимается силами давления газов, воспринимаемыми поршнем. Силы инерции поршня стараются оторвать поршень от шатуна, а значит – растянуть шатун. При нормальных условиях работы износа шатуна не происходит. При отсутствии смазки или её низком качестве может произойти схватывание, а в следствии этого – проворачивание верхней втулки или вкладышей, что приводит к задирам нижней и верхней головки шатуна. Износ верхней головки шатуна может происходить из-за частой замены верхней втулки. Шероховатость поверхности отверстий головок шатунов Ra=0,63¸0,40 мкм.

1.2. Технические требования на дефектацию детали

Технические условия на контроль-сортировку приводятся в карте технических требований на дефектацию детали. В карте дефектации указаны дефекты, размеры (номинальный, допустимый без ремонта и допустимый для ремонта), а также необходимые технические воздействия. Схема шатуна с указанием мест и значение размеров контроля и дефектовки представлена на эскизе. При контроле детали, поступившей в капитальный ремонт проверяются следующие параметры указанные в таблице 1.

Наименование детали (сборочной единицы).

Шатун 66-1004045-02

1

3

2

Материал: Сталь 45Г2

Твердость: НВ 228¸269

Позиция

на

эскизе

Возможный

дефект

Способ установления дефекта и средства контроля

Размер, мм

Заключение

По рабочему чертежу

Допустимый без ремонта

1

Износ торцев нижней головки

Штангенциркуль

Калибр скоба

26,60

25,90

Подлежит восстановлению хромированием

2

Износ отверстия под втулку верхней головки

Калибр пробка

Штангенциркуль

Нутромер

24,3 +0,045

25,007

Подлежит восстановлению под ремонтный размер 26,27 +0,023

3

Задиры на поверхности отверстия нижней головки шатуна

Визуальный осомтр

63,6 +0,012

Подлежит восстановлению железнением, хонингованием и шлифовкой

Таблица 1 – Карта дефектации детали

  • уменьшение расстояния между осями верхней и нижней головки, контролируется шаблоном 155,95 мм, бракуется при размере менее 155,95 мм;
  • износ отверстия верхней головки шатуна под втулку. При размере более 25,007 мм производят растачивание до ремонтного размера 26,27+0,023 мм;
  • дефектация или износ отверстия нижней головки шатуна. При размере более 63,512 мм ремонтируется.
  • износ торцов нижней головки. Бракуется при размерах менее 25,90 мм.

1.3. Дефекты деталей и причины их возникновения

Износ отверстия в верхней головки шатуна устраняется расточкой до ремонтного размера втулки (26,27 +0,023 мм) с использованием токарного станка типа 1М61.

Износ отверстия нижней головки шатуна устраняется железнением с последующим шлифованием и хонингованием до номинального размера.

Положительными особенностями этого способа является:

  • а).

    Высокая скорость осаждения металла на поверхность;

  • б).

    Возможность ремонта деталей с износом более 0,15 мм.

Процесс несения покрытия включает в себя три группы операций: подготовка деталей, нанесение покрытия, обработка покрытия детали.

Подготовка включает механическую обработку: чистовое растачивание с целью исправления геометрических параметров изношенной поверхности. Далее идёт предварительное обезжиривание с промывкой в проточной воде и анодное травление. Анодное травление способствует повышению прочности сцепления покрытий с восстанавливаемой поверхностью.

Нанесение покрытия осуществляется безванным способом в холодном электролите на асимметричном токе. Обработка детали после железнения включает: промывку деталей в проточной воде, сушку и механическую обработку (шлифование и хонингование до требуемого размера).

1.4. План рациональной последовательности и содержание технологических операций

При составлении технологического маршрута необходимо учитывать следующие требования:

  • одноимённые операции по всем дефектам маршрута должны быть объединены;
  • каждая последующая операция должна обеспечить сохранность качества работы поверхностей детали, достигнутую при предыдущих операциях;
  • в начале должны идти подготовительные операции, затем восстановительные, кузнечные, слесарно-механические, шлифовальные и доводочные.

План рациональной последовательности приведен в маршрутной карте

Маршрутная карта представлена в таблице 2.

Таблица 2 – маршрутная карта

Маршрутная карта

Группа

Наименование

код

материал

Шатун

66-1004045-02

Сталь 45Г2

N

Наименование операции

Оборудование

Приспособление

Примечание

1

2

3

4

5

1

Мойка

Машина моечная ОМ-5360

Моющий раствор Лабомид 201

Все поверхности

2

Контрольные операции

Контрольно-измерительные приборы

Штангенциркуль, калибр пробка, калибр скоба, нутромер индикаторный.

3

Расточная операция

Станок 1М61

расточной резец 2140-0001 ГОСТ 18882-73 с углом в плане g=60 0 с пластинами из твёрдого сплава Т15К16

Расточка отверстия в верхней головке шатуна под втулку ремонтного размера

4

Расточная операция

Станок 1М61

расточной резец 2140-0001 ГОСТ 18882-73 с углом в плане g=60 0 с пластинами из твёрдого сплава Т15К16

Чистовая расточка отверстия в нижней головке шатуна для исправления геометрии

5

Гальваническая операция

Абразивная обработка

Нанесения покрытия на поверхность отверстия в нижней головке шатуна

6

Шлифовальная операция

Токарный станок 3А228

шлифовальный круг типа переключения передач диаметром 50 мм, высотой 30мм и зернистостью 40¸10, материал круга 4А20СМ28К5/ПСС4015

Шлифовка восстановленного размера до номинального с учетом припуска на хонингование

7

Хонинговальная операция

Хонинговальный станок 3Б833

Бруски АС4125/100-М1-100%

Хонингование до номинального размера

8

Контрольная операция

Контрольно-измерительные приборы

1.5. Выбор технологических баз

Базовые поверхности следует выбирать с таким расчётом, чтобы при установке и замене деталь не смещалась с приданного местоположения и не деформировалась под воздействием сил резания и усилий закрепления. При выборе баз необходимо учитывать:

  • по возможности выбирать те базы, которые использовались при изготовлении детали;
  • базы должны иметь минимальный износ;
  • базы должны быть жёстко связаны точными размерами с основными поверхностями детали, влияющими на работу в сборочной единице.

При расточке, шлифовке и хонинговании в качестве зажимного устройства используются призмы, т.е. шатун устанавливается в призмы с опорой на плоскость торцом кривошипной головки.

Рисунок 1 – схема базировния.

При обработке, для того, чтобы лишить шатун подвижности используют призмы и опору на плоскость базовой поверхностью. При использовании этой схемы обеспечивается достаточная неподвижность детали и отсутствие деформации при закреплении.

1.6. Выбор оборудования, режущего и измерительного инструмента

При выборе оборудования для каждой технологической операции необходимо учитывать назначение обработки, габаритные размеры деталей, размер партии обрабатываемых деталей, расположение обрабатываемых поверхностей, требования к точности и качеству обрабатываемых поверхностей.

Для обработки деталей, восстанавливаемых гальванопокрытиями, чаще всего применяют абразивную обработку.

Для предварительного чистового растачивания используем токарный станок 1М61 с применением приспособления для центровки нижней головки шатуна. Для расточки используется расточной резец 2140-0001 ГОСТ 18882-73 с углом в плане g=60° с пластинами из твёрдого сплава Т15К16. Размеры контролируются индикаторным нутромером с ценой деления 10 мкм и пределами измерений 50¸75 мм.

После восстановления железнением деталь подвергается абразивной обработке до номинального размера. Для шлифования используется токарный станок 3А228 с использованием шлифовального круга вместо резца и приспособления для центровки нижней головки шатуна.

При внутреннем шлифовании используют шлифовальный круг типа переключения передач диаметром 50 мм, высотой 30мм и зернистостью 40¸10, материал круга 4А20СМ28К5/ПСС4015. при контроле отверстия используется нутромер индикаторный, цена деления 10 мкм, пределы измерений 50¸100 мкм.