Материал: Восстановление коленчатого вала 20-04С9

Восстановление коленчатого вала 20-04С9

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ П. А. СТОЛЫПИНА

Кафедра "Технический сервис и ремонт машин"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

"ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА МАШИН"

на тему "Восстановление коленчатого вала 20-04С9"

Выполнил: студент 3 курса ССО

инженерного факультета

Направление: Агроинженерия

Виноградов А.А.

Проверил: Халимов Р.Ш.

Ульяновск 2014

Содержание

1. Разработка структурной схемы разборки заданного изделия

. Техническая характеристика узла

. Выбор рационального метода восстановленной детали

. Разработка маршрута восстановления детали

. Технологические расчёты операций восстановления

6. Определение экономической эффективности восстановления деталей

Список использованной литературы

Приложение

. Разработка структурной схемы разборки заданного изделия

Разборка двигателя производится после его наружной очистки и мойки на специальном стенде, позволяющем поворачивать двигатель для обеспечения удобства выполнения разборочно-сборочных работ. Для того чтобы обеспечить высокое качество последующей сборки двигателя и не нарушить уравновешенности его деталей, необходимо устанавливать годные детали на прежние, приработанные места. Для этого при разборке детали метят без повреждения кернением, краской, бирками или надписями. К таким деталям относятся гильзы, поршни, поршневые кольца, пальцы и шатуны с крышками, коленчатый вал и маховик, маховик и сцепление, блок цилиндров и крышки коренных подшипников и картер маховика.

Порядок снятия коленчатого вала:

Установить подразборный двигатель на стенд для разборки, сборки. (кран-балка, подвеска, стенд);

вывернуть винты крепления масляного поддона, снять его;

вывернуть винты крепления маховика, снять его;

вывернуть винт крепления, снять барабан ручного тормоза;

снять масляный насос;

снять шкив привода вентилятора;

снять шестерни привода ГРМ и масляного насоса;

снять сальники;

открутить и снять крышки коренных подшипников;

открутить и снять крышки шатунных подшипников;

снять коленчатый вал

Сборка проводится в обратном порядке.

. Техническая характеристика узла

Коленчатый вал 20-04С9 находиться в двигателе внутреннего сгорания СМД-14, двигатель это устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую. В свою очередь коленчатый вал (рисунок 1) - деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма

В процессе работы из-за действия нагрузок происходит ослабление посадок и износ шеек вала и посадочных мест, что требует восстановительного ремонта.

Из задания на курсовой проект принимаю величину износа шатунных шеек

 мм.

Износ коренных шеек

 мм.

Биение торца фланца 0,03мм.

Вал изготовлен из стали марки 40ХНМА, его подвергают термической обработке - нормализации.

Рисунок 1 Коленчатый вал 20-04С9

3. 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, устанавливаем, что дефекты коленчатого вала 20-04С9, поверхность под шестерню может быть устранена следующими способами: наплавкой в среде углекислого газа; вибродуговой наплавкой; наплавкой под слоем флюса; дуговой металлизацией; газопламенным напылением; ручной наплавкой; электромеханической обработкой.

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:

Наплавкой в среде углекислого газа - К_Д = f(0,85; 0,95; 1) = 0,85

Вибродуговая наплавка - К_Д = f(0,85; 0,62; 1) = 0,62

Наплавка под слоем флюса - К_Д = f(0,9; 0,82; 1) = 0,82

Дуговая металлизация - К_Д = f(1,15; 0,9; 0,4) = 0,4

Газопламенное напыление - К_Д = f(1,15; 0,8; 0,73) = 0,73

Железнение электролитическое - К_Д = f(1,05; 0,8; 0,73) = 0,73.

Ручная наплавка - К_Д = f(1,1; 0,8; 0,7) = 0,7.

Наибольший коэффициент долговечности у наплавки в среде углекислого газа, К_Д = 0,85. Однако наплавка под слоем флюса также обеспечивает коэффициент долговечности К_Д ≥ 0,8. Поэтому для принятия окончательного решения определяем технико-экономический критерий по формуле 3.

,(2)

где  - коэффициент долговечности восстановленной поверхности;

 - себестоимость восстановления соответствующей поверхности, руб.

При обосновании способов восстановления поверхностей значение себестоимости восстановления , определяется из выражения

(3)

где С_у - удельная себестоимость восстановления, руб./дм²;

Находим площадь восстанавливаемой поверхности:

,(4)

где С - длина окружности шейки вала, мм;

D - диаметр шейки вала, мм;

l - длина шейки вала, мм.

Для наплавки в среде углекислого газа:

руб.

Для удобства составляем таблицу, куда заносим рассчитанные значения для выбранных способов.

По технико-экономическому критерию окончательно принимаем способ восстановления коленчатого вала 20-04С9, - наплавку в среде углекислого газа.

4. Разработка маршрута восстановления детали

После снятия и разборки вал нужно очистить от остатков смазочных материалов, коррозии и прочих загрязнений. Для этого используются различные моечные установки.

После мойки производится дефектации шейки с помощью микрометра и индикатора часового типа. Определяют отклонения от геометрической формы (конусность, овальность, и т.п.) и от заданного размера.

По результатам дефектации назначают механическую обработку - шлифование, с помощью которого восстанавливается правильная геометрическая форма.

После шлифования проводят операцию восстановления с помощью наплавки в среде углекислого газа. После операции восстановления производится микрометраж восстановленной шейки и делается вывод о годности детали.

Все операции заносим в маршрутную карту, указываем оборудование, приспособления и инструмент.

коленчатый вал деталь восстановление

5. Технологический расчет операции восстановления

Необходимо восстановить поверхность под посадку внутренней обоймы шестерни диаметром 38м и длиной 46мм.

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

Расчёт и выбор режима наплавки.

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

Режим наплавки выбираем в соответствии с таблицей 3.11 стр. 186 (4)

Диаметр электрода - 1,2 мм

Сила тока - 90…150 А

Напряжение - 19…23 В

Скорость наплавки - 35…40 м/ч (0,58…0,67 м/мин)

Смещение электрода - 5..8 мм

Шаг наплавки - 3 мм

Вылет электрода - 10…13 мм

Расход диоксида углерода - 6 - 8 л/мин

Определяем требуемую частоту вращения детали, т.е. число оборотов шпинделя станка при высадке:

(5)

где V - скорость, V = 0,63 м/мин;

D - диаметр шейки, D = 38мм.

мин.^-1

Принимаем по станку 6 об/мин.

Определяем машинное время операции наплавки:

(6)

где  - расчётная длина обработки, мм;

n - частота вращения, мин^-1;

S- величина подачи, мм/об;

i - число переходов.

мин.

Определяем штучное время на операцию наплавки в среде углекислого газа детали коленчатого вала 240-1005015-Б, поверхность под шестерню:

мин.(8)

 принимается 0,5…0,6 от в зависимости от уровня организации производства.

. Определение экономической эффективности восстановление деталей

Определим экономическую эффективность восстановления изношенного коленчатого вала 20-04С9. 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 (электромеханическая обработка) К_Д=0,85.

Ц_Н - цена новой детали, на данный момент, в среднем стоимость коленчатого вала 240-1005015-Б составляет 10 820 руб.

Соответственно определим максимальную цену восстановленного вала:

руб.

Определяем минимальную цену по формуле 10:

,(10)

где  - заводская себестоимость восстановления детали;

П - планируемая балансовая прибыль, руб.

Заводская себестоимость восстановления вала С₃:

где  - себестоимость устранения дефекта без учета затрат на очистку и дефектацию детали, руб., берем рассчитанное значение С_В = 23,8 руб. из 3 раздела;

 - 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)

руб.

Стоимость изношенной детали:

,(13)

руб.

Заводская себестоимость восстановления вала:

руб.

Прибыль П определяется из выражения 3.5:

,(14)

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

руб.

Определяем минимальную цену:

руб.

Таким образом, восстановленный коленчатого вал 240-1005015-Б целесообразно продавать по цене не выше 9197 и не ниже 1336 рублей.

Список использованной литературы

1.Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники / А.В. Шпилько, В И Драгайцев, П.Ф. Тулапин и др - М. Издат. комплекс "Родник", 1998. - 219 с.

2.Надежность и ремонт машин / Под ред. В.В. Курчаткина. - М.: Колос, 2000. - 776 с.

3.Проектирование технологических процессов ремонта и восстановления изношенных деталей: методические рекомендации по выполнению курсового проекта / Новиков B.C., Очковский Н.А. - М: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008. - 44 с.

4.Технология ремонта машин / Е.А. Пучин, B.C. Новиков, Н.А. Очковский и др. под ред. R.A. Пучина. - М : КолосС, 2007. - 488 с.

5.Технология ремонта машин. Проектирование технологических процессов восстановления деталей / А.А. Махмутов. - Иркутск: ИрГСХА, 2003. - 99 с.: ил.

Приложение

Схема сборки и разборки узла