Номер позиции на рис.

Износ шейки под подшипник

Разработать технологический процесс восстановления детали.

Материал сталь 20 ХН

Твердость поверхности HRC = 60…65

Задание выдал:__________________

Срок сдачи законченного проекта на проверку:__________________________

1. Разработка структурной схемы разборки заданного изделия ….…………..

2. Техническая характеристика узла……………………………….……………

3. Выбор рационального метода восстановленной детали……….…………….

4. Разработка маршрута восстановления детали……………….……………….

5. Технологические расчёты операций восстановления………….…………….

6. Определение экономической эффективности восстановления деталей……

Список использованной литературы……………………………………………

Схема сборки и разборки узла………………….………….………………

Операционная карта очистки………………………………………………

Карта технологического процесса дефектации……….…………………..

Операционная карта механической обработки……………………………

Операционная карта восстановления…….…………………………………

1 Разработка структурной схемы разборки заданного изделия

Коробки передач разбираются на специальных стендах с применением съёмников и приспособлений. Не рекомендуется разукомплектовывать основные годные детали.

При сборке коробок передач рекомендуется нагревать подшипники до температуры 90…100°С, затем их напрессовывают на валы под прессом или же лёгкими ударами через наставки из латуни. Не допускается передача усилий через тела качения. Зазор буртиком гнезда и торцом наружного кольца запрессованного подшипника не более 0,1мм, а между буртиком вала и торцом внутреннего кольца – 0,05 на дуге 90°.

Порядок разборки коробки перемены передач:

— установить коробку перемены передач на стенд;

— расшплинтовать, выпрессовать палец и снять тягу привода ручного тормоза;

— снять рычаг ручного тормоза;

— вывернуть винт крепления, снять барабан ручного тормоза;

— снять фланец вторичного вала;

— снять щит ручного тормоза с колодками в сборе;

— снять верхнюю крышку коробки передач;

— снять крышку люка отбора мощности коробки передач;

— снять крышку заднего подшипника вторичного вала;

— снять крышку подшипника и выпрессовать первичный вал;

— снять ведущую шестерню привода спидометра, выпрессовать задний подшипник, снять вторичный вал.

Порядок разборки вторичного вала:

— отвернуть стопорную гайку;

— снять шестерню ΙΙΙ передачи;

— снять шайбу шестерни ΙΙ передачи;

— снять шестерни ΙΙ и Ι передач.

Сборка проводится в обратном порядке.

2 Техническая характеристика узла

Вал вторичный (рисунок 1) находиться в коробке перемены передач автомобиля ГАЗ-53. Коробка перемены передач предназначена для изменения передаточных чисел трансмиссии с целью получения требуемых скоростей движения автомобиля.

Вал работает при больших нагрузках. На нём установлены шестерни Ι, ΙΙ, ΙΙΙ передач, а также синхронизатор. Деталь установлена в подшипниках корпуса коробки перемены передач. Подшипники сопряжены с шейками вала по посадкам с натягом.

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

Из задания на курсовой проект принимаем величину износа шеек равной 0,15 мм.

Шейки диаметром 25 и 35мм и длинной 25 и 25мм соответственно.

Наиболее часто встречающиеся дефекты: износ опорных шеек; износ шлицов; износ шпоночного паза; износ или повреждение резьбы; износ, излом зубьев шестерни; скручивание, изгиб.

Вал сделан из стали марки 20 ХН, затем подвергнут цементации, закалке и низкотемпературному отпуску.

Рисунок 1 – Вал вторичный коробки перемены передач автомобиля ГАЗ-53

3 Обоснование рационального способа восстановления

Выбираем рациональный способ восстановления, руководствуясь тремя критериями:

технологическим критерием или критерием применимости;

технико-экономическим критерием (отношением себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности).

Согласно технологическому критерию, по таблице 1 [3] устанавливаем, что дефекты вторичного вала коробки перемены передач грузового автомобиля ГАЗ – 53 могут быть устранены следующими способами: электроконтактной наваркой стальной ленты, электромеханической обработкой, железнением, хромированием;

При выборе рационального метода восстановления по критерию долговечности используем коэффициентом долговечности К_Д.

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:

Электроконтактная наварка стальной ленты – К_Д = f(1,0; 0,8; 0,85) = 0,8.

Электромеханическая обработка – К_Д = f(3,0; 1,2; 1,0) = 1,0.

Железнение – К_Д = f(1,1; 0,8; 0,7) = 0,7.

Хромирование – К_Д = f(1,1; 1,0; 0,6) = 0,6.

Наибольший коэффициент долговечности у электромеханической обработки, К_Д = 1,0. Однако электроконтактная наварка стальной также обеспечивает коэффициент долговечности К_Д ≥ 0,8. Поэтому для принятия окончательного решения определяем технико-экономический критерий по формуле 3.

где – коэффициент долговечности восстановленной поверхности;

– себестоимость восстановления соответствующей поверхности, руб.

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

где С_у – удельная себестоимость восстановления, руб./дм 2 ;

S – площадь восстанавливаемой поверхности, мм 2 .

Находим площадь восстанавливаемой поверхности:

где С – длина окружности шейки вала, мм;

D – диаметр шейки вала, мм;

l – длина шейки вала, мм.

Для электромеханической обработки:

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

Электроконтактная наварка стальной ленты

По технико-экономическому критерию окончательно принимаем способ восстановления изношенной шейки вала вторичного коробки передач ГАЗ-53 – электромеханическую обработку.

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

По результатам деффектации назначают механическую обработку – шлифование, с помощью которого восстанавливается правильная геометрическая форма.

После шлифования проводят операцию восстановления с помощью электромеханической обработки. Сначала в один проход производится высадка металла шейки вторичного вала, затем следующим проходом производится сглаживание.

После операции восстановления производится микрометраж восстановленной шейки и делается вывод о годности детали.

Все операции заносим в маршрутную карту, указываем оборудование, приспособления и инструмент (см. приложение)

5 Технологический расчёт операций восстановления

Необходимо восстановить шейку под посадку внутренней обоймы подшипника диаметром 35м и длиной 25мм.

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

Производим вначале операцию высадки, затем сглаживания.

Расчёт и выбор режимов перехода высадки.

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

Скорость обработки, величину подачи, число проходов и суммарную величину высадки, усилие высадки, усилие сглаживания и силу тока выбираем по «Рекомендациям упрочнения и восстановления деталей машин электромеханической обработкой».

Примем усилие высадки равной 100…120 кг с, усилие сглаживания – 50…60 кг с.

Скорость перехода высадки закалённых деталей должна находиться в пределах 1,5…2,5 м/мин, выбираем среднюю величину – 2 м/мин.

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

где V – скорость, V = 2 м/мин;

D – диаметр первой шейки, D₁ = 25мм.

Принимаем по станку 20 об/мин, величину подачи принимаем равной 1,5 мм/об. Силу тока при высадке принимаем равной 550 А. Число проходов принимаем равным 2.

Определяем машинное время перехода высадки шейки:

где – расчётная длина обработки, мм;

n – частота вращения, мин -1 ;

S- величина подачи, мм/об;

i – число переходов.

Рассчитываем переход сглаживания.

Скорость сглаживания в пределах 8…10 м/мин., принимаем среднюю величину 9 м/мин.

Средняя величина подачи 0,3 мм/об.

Сила тока 500 А.

Определяем требуемую частоту вращения шпинделя:

Принимаем по паспорту станка 1К62 мин -1 .

Отсюда машинное время сглаживания шейки равно:

Рассчитаем общее технологическое время высадки и сглаживания:

Определяем штучное время на операцию ЭМО детали вторичного вала КПП ГАЗ -53:

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

6 Определение экономической эффективности восстановления деталей

Определим экономическую эффективность восстановления изношенного вала вторичного коробки перемены передач автомобиля ГАЗ–53.

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:

где К_Д – коэффициент долговечности восстановленной детали, для нашего способа восстановления (электромеханическая обработка) К_Д=1.

Ц_Н – цена новой детали, на данный момент, в среднем стоимость вала вторичного коробки перемены передач ГАЗ-53 составляет 1350 руб.

Соответственно определим максимальную цену восстановленного вала:

Определяем минимальную цену по формуле 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 = 23,4 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:

Стоимость изношенной детали:

Заводская себестоимость восстановления вала:

Прибыль П определяется из выражения 3.5:

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

Определяем минимальную цену:

Таким образом, восстановленный вторичный вал коробки перемены передач ГАЗ-53 целесообразно продавать по цене не выше 1350 и не ниже 201 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.