Технологический процесс восстановления шатуна дизеля ямз-236

Chertezh (13).dwg

Наименование дефекта
Способы восстановления
детали альтернативный
Износ отверстия во втулке верхней головки
Задиры на поверхности отверстия нижней
шатуна или износ отверстия по диаметру
Железнить с обработкой
под номинальный размер
Хромирование или напыление
с обработкой под номинальный
Изгиб или скручивание шатуна
Браковать при изгибе или
неисправимых правкой;
Износ отврестий под втулку верхней головки
Износ торцов нижней головки

1 (9).docx

В настоящее время авторемонтное производство является достаточно крупной отраслью промышленности наряду с автомобилестроением призвано удовлетворять растущие потребности народного хозяйства страны в автомобилях агрегатах деталях. Благодаря ремонту срок службы автомобилей значительно повышается а парк автомобилей участвующих в транспортном процессе намного увеличивается. Вторичное использование деталей с допустимым износом и восстановление изношенных деталей узлов и механизмов способствует успешному решению проблемы снабжения автохозяйств и ремонтных предприятий запасными частями и даёт большую экономию различных материалов.
Восстановление деталей машин в настоящее время актуально как никогда ранее. Стареющий парк машин высокие цены на запасные части и обслуживание низкая экономическая стабильность предприятий низкое качество изготовление комплектующих частей и материалов — все это заставляет обращать пристальное внимание на технологии и оборудование для восстановления ресурса деталей машин.
Как известно рентабельность восстановления будет достаточной в случае обеспечения ресурса восстановленной детали не менее 80 процентов от уровня ресурса новой детали. Причем особое внимание уделяется выбору рационального способа восстановления деталей и сопряжений. Потребитель заинтересован в получении восстановленной детали узла или механизма с минимальными финансовыми и трудовыми затратами при максимально возможном ресурсе.
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ ДЕТАЛИ
Шатуны дизелей ЯМЗ имеют высокие эксплуатационные качества и не лимитируют повышения ресурса дизелей. Тем не менее основываясь на результатах изучения опыта эксплуатации систематически проводятся работы по усовершенствованию конструкции и технологии изготовления шатунов с учетом в первую очередь повышения стабильности их размеров и формы и ремонтопригодности конструкции.
Рисунок 1 – Поршень и шатун: 1 — стопорное кольцо: 2 — поршневой палец;
— маслосъемные кольца: 4— компрессионные кольца; 5 — поршень;
— втулка верхней головки шатуна; 7 — шатун: 8— вкладыши шатунного подшипника;
— замковая шайба: 10— длинный болт крышки шатуна:
— короткий болт крышки шатуна; 12— крышка нижней головки шатуна
Характерным для шатунов дизелей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 является так называемый косой разъем нижней головки плоскость которого не перпендикулярна оси стержня шатуна. Стык нижней головки шатуна с крышкой выполнен в виде системы попарно обработанных шлицев трапециевидного сечения. В стержне шатуна просверлен канал для подачи масла к втулке верхней головки. Шатуны дизелей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 изготовляются из стали 40Х дизелей ЯМЗ-240 — из стали 40ХН2МА.
Для смазки трущихся поверхностей верхней головки шатуна и бобышек поршня вдоль стержня шатуна просверлен канал по которому масло из (нижней головки шатуна под давлением поступает к верхней головке. Масло подается через дозирующее очко и далее по каналу шатуна поступает в кольцевое пространство втулки верхней головки.
Исследования шатунов имели целью определение и повышение их усталостной прочности а также изучение и снижение деформаций контактных поверхностей при работе дизеля. Среди характерных особенностей напряженного состояния шатуна помимо высоких знакопеременных напряжений и их градиентов следует отметить большую по сравнению с другими деталями величину отношения среднего по массе металла напряжения к максимальному. Вследствие этого надежность шатуна в значительной мере зависит от концентрации напряжений обусловливаемой конфигурацией детали и технологическими факторами. Кроме того проводились исследования по выявлению факторов влияющих на концентрацию напряжений в шатуне и мер способствующих их ослаблению.
УСЛОВИЯ РАБОТЫ ДЕТАЛИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
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.
Разрывающие напряжения в шатунах возникают также при заклинивании поршня и работе 2-х тактного двигателя с декомпрессией.
К конструкции шатунов предъявляют следующие основные требования: высокая жесткость и прочность головок шатуна и его стержня при возможно меньшей массе (для уменьшения сил инерции); габариты нижней головки (в тронковых дизелях) должны позволять демонтаж шатуна вместе с поршнем через цилиндр; высокая усталостная прочность податливость (упругость) и равнозначная прочность шатунных болтов.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА ДЕТАЛИ
Материал шатуна – сталь 40Х. Твердость 269-288НВ. При такой твердости сталь хорошо обрабатывается твердыми сплавами.
Данный материал имеет следующие механические свойства:
Повышенная твердость — 271 Мпа.
Сохранение структуры при больших нагрузках.
Устойчивость к образованию ржавчины.
Плотность — 7820 кгм3.
Предел текучести модуль упругости высокие. Изменяются при повышении или понижении температуры. Средний предел текучести — 785 Мпа.
Временное сопротивление — 980 Мпа.
Минимальное относительное удлинение — 10%.
Относительное сужение — 45%.
Данный материал оптимально подходит для изготовления детали «Шатун» и для условий ее работы.
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
Полуоси ведущих мостов могут иметь следующие основные дефекты: погнутость полуоси или фланца; износ конусных отверстий под разжимные втулки и шлицев по толщине. При наличии обломов или трещин а также скручивания полуось бракуют. Погнутость полуоси определяют после установки ее в центрах при помощи индикаторной головки.
Основные дефекты шатунов: изгиб и скручивание стержня; износ отверстия нижней головки шатуна; отверстия под втулку и самой втулки верхней головки шатуна; износ и смятие плоскостей разъема и торцевых плоскостей под болты в нижней головке шатуна.
От воздействия различных факторов шатун двигателя за время работы приобретает ряд характерных дефектов:
Износ втулки верхней головки шатуна
Износ отверстия нижней головки шатуна
Изгиб и скручивание стержня
Износ отверстия под втулку верхней головки шатуна
Таблица 1 – Дефекты детали
Способ установления дефекта
Замена препресовка на новую втулку
Электролитическое железнение с последующим растачиванием до номинального размера
В случае непараллельности и отклонения от положения более 004 мм на длине 100 мм ремонтировать правкой. Браковать при изгибе или скручивании неисправимых правкой;
Износ торцов нижней головки
Железнить или напылить с дальнейшей обработкой под номинальный размер
Рассмотрим устранение дефектов 2 и 4. Для проведения восстановления детали применяется станок расточной BERCO AB651 Электролит гальваническая ванная ТЕМП выпрямитель ТЕ1-100-12Т сушильный шкаф ШС 35250-250-П-Стандарт машина для обработки шатунов BR650. 5РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ И НОРМ ВРЕМЕНИ ПО ОПЕРАЦИЯМ
1.1 Расчет гальванической операции по восстановлению износ отверстия нижней головки шатуна
Гальваническая операция включает в себя: обезжиривание промывка травление промывка железнение промывка нейтрализация промывка сушка.
Припуск на обработку не менее 05 мм
Сила тока А определяется по формуле
где Dк – катодная плотность тока при осталивании – 20 30 Адм2;
Fк – площадь покрываемой поверхности дм2;
где R – радиус отверстия R = 47 мм;
h – высота обрабатываемого отверстия h = 488 мм.
Норма времени мин определяется выражением
где tО – время выдержки деталей в ванне ч;
t1 – время на загрузку и выгрузку деталей (t1 = 01-02 ч);
КПЗ – коэффициент учитывающий дополнительное и подготовительно-заключительное время КПЗ = 11 12;
nд – число деталей одновременно наращиваемых в ванне;
и – коэффициент использования ванны (и = 08-095).
Время выдержки деталей в ванне мин определяют по формуле:
где h – толщина наращивания мм ;
– плотность осажденного металла осталивание = 78 гсм3;
С – электрохимический эквивалент осталивание С = 1042 гА-ч;
g – выход металла по току для осталивания – 80-95%.
1.2 Расчет шлифовальной операции
Таблица 2 – Технические характеристики машины BR650
Макс.диаметррастачиваемогоотверстия
Мин. диаметршлифованного отверстия
Макс. диаметршлифованного отверстия
Частота вращения шпинделя (изменяется плавно)
Подача шпинделя (изменяется плавно)
Частота вращения водила шлифовального круга
Частота вращения шлифовального круга
Мощность потребляемой элэнергии
Режущий инструмент – шлифовальный круг ИНФ-АБРАЗИВ СМ1 (80х50х20) ГОСТ 2424-83 [2]. Чистовое шлифование планетарного типа с поперечной подачей.
установить закрепить открепить и снять деталь;
шлифовать отверстие под втулку нижней головки шатуна в размер 94 мм.
Поперечная подача t = 0024 ммоб.[2]
Продольная подача ммоб определяется по форуме
где B – ширина круга B = 50 мм;
– коэффициент шлифования таблица 34 [2].
Скорость вращения шлифовального кругаммин определяется по формуле:
где Dк – диаметр шлифовального круга мм;
nк – частота вращения шлифовального круга [Приложение 1] обмин
Основное технологическое время мин определяется по формуле
где L – длина продольного хода детали мм;
h – припуск на обработку мм;
nв – частота вращения водила шлифовального круга обмин;
К – коэффициент учитывающий точность шлифования и износ круга.
При черновом шлифовании К = 1.3-14; при чистовом - К = 13-17.
После восстановления детали производим контрольную операцию при помощи нутромера индикаторного НИ-100 ГОСТ 868-82.
2.1 Расчет гальванической операции по восстановлению износ отверстия верхней головки шатуна
Припуск на обработку не менее 04 мм
Определяем площадь покрываемой поверхности дм2 по формуле (2)
где R – радиус отверстия R = 28 мм;
Сила тока А определяется по формуле (1)
Время выдержки деталей в ванне определяют по формуле (4)
Норма времени мин определяется выражением (3)
2.2 Расчет шлифовальной операции
Машина для обработки шатунов BR650.
Режущий инструмент – шлифовальный круг ИНФ-АБРАЗИВ СМ1 (50х50х16) ГОСТ 2424-83 [2]. Чистовое шлифование планетарного типа с поперечной подачей.
шлифовать отверстие под втулку нижней головки шатуна в размер 56 мм.
Поперечная подача t = 0015 ммоб.[2]
Продольная подача ммоб определяется по форуме (5)
Скорость вращения шлифовального кругаммин рассчитаем по формуле (6)
Основное технологическое время мин определяется по формуле (7)
3.1 Расчет гальванической операции по восстановлению износ торцовой поверхности нижней головки шатуна
Припуск на обработку не менее 06 мм
Определяем площадь покрываемой поверхности дм2 по формуле
где b – ширина покрываемой поверхности b = 28 мм;
l – длина покрываемой поверхности l = 308 мм.
3.2 Расчет шлифовальной операции
Таблица 3 – Машина для обработки ОШ-2030 станок плоскошлифовальный.
Размеры шлифовального круга (DxHxd) мм
Частота вращения шлифовального шпинделя мин-1
Мощность главного привода кВт
Характеристики с приспособлением для шлифования
Предельные размеры обрабатываемых поверхностей мм
- диаметр наименьший;
- диаметр наибольший;
Наибольшая масса устанавливаемой заготовки кг
Частота вращения шпинделя передней бабки мин-1
Мощность привода передней бабки кВт
Габариты приспособления мм:
длина х ширина х высота
Масса приспособления кг
Режущий инструмент – шлифовальный круг ИНФ-АБРАЗИВ СМ1 (150х50х16) ГОСТ 2424-83 [2]. Чистовое плоское шлифование.
Поперечная подача t = 001 ммоб.[2]
где h – припуск на обработку мм;
Sпр – поперечнаяподача ммдв.ход;
Sв – вертикальная подача Sв =0005 ммдв. Ход;
К – коэффициент учитывающий точность шлифования и износ круга при чистовом К=13-17.
В результате работы был разработан технологический процесс восстановления шкива двигателя автомобиля ЯМЗ-236 проведён анализ способов восстановления т. е. выбранный способ с точки зрения сложности оборудования и технологичности является приемлемым.
В результате работы разработан технологический процесс восстановления детали разработаны эскизы выбранных процессов восстановления детали. Следовательно существует необходимость восстановления детали вместо замены её новой т. к. с точки зрении экономии средств это более выгодно чем покупка новой детали.
Ремонт автомобилей СИ. Румянцев А.Г. Боднев Н.Г. Бойко и др.; под ред. СИ. Румянцева. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт 1988. -327 с.
Расчет режимов резания при механической обработке металлов и сплавов: метод. пособие к курс. и дип. проектиованию Дальневост. гос. академ. путей и сообщ; сост. Э.Г. Бабенко.- Хабаровск: Изд-во ДГАПС 1997.-65с.
Курсовое проектирование по восстановлению деталей: учеб. пособие для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. А.П. Улашкин Н.С Тузов. - Хабаровск: Изд-во Хабаровск гос. техн. ун-та 2003. - 115 с.
Улашкин Л.П. Восстановление деталей и узлов автомобиля: учеб. пособие. - Хабаровск: Изд-во Хабаровск гос. техн. ун-та 2002. - 205 с.
Богодухов СИ. Гребенюк В.Ф. Проскурин АД. Обработка упрочненных поверхностей в машиностроении и ремонтном производстве: учеб. пособие. — М.: Машиностроение 2005. - 256 с.

Soderzhanie (13).docx

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ ДЕТАЛИ..
УСЛОВИЯ РАБОТЫ ДЕТАЛИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ . ..
МЕХАНЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА ДЕТАЛИ .. ..
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ ..
РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ И НОРМ ВРЕМЕНИ ПО ОПЕРАЦИЯМ
1.1 Расчет гальванической операции по восстановлению износ отверстия нижней головки шатуна .. .. .
1.2 Расчет шлифовальной операции ..
2.1 Расчет гальванической операции по восстановлению износ отверстия верхней головки шатуна .
2.2 Расчет шлифовальной операции
3.1 Расчет гальванической операции по восстановлению износ торцовой поверхности нижней головки шатуна
3.2 Расчет шлифовальной операции ..
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ . . . . . . . .. .