Технология ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-2108
4
Содержание
- Введение 2
- Глава 1. Теоретический анализ научно-технической и методической литературы по устройству автомобиля ВАЗ-2108 4
- 1.1 Устройство автомобиля ваз-2108 4
- 1.2 Назначение, типы и виды кривошипно-шатунного механизма 13
- 1.3 Кривошипно-шатунный механизм двигателя ВАЗ 2108 17
- Глава 2. Технология ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-2108 23
- 2.1 Технология восстановительного ремонта шатуна 23
- 2.2 Определение годовой программы технологического процесса восстановления детали 32
- 2.3 Разработка технологического процесса 41
- Заключение 47
- Литература 48
ВведениеВ 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, исходя из этого - выбранная тема курсовой работы является актуальной.Объектом работы является кривошипно-шатунный механизм автомобиля ВАЗ-2108.Предметом работы является освоение технологии ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-2108.Целью курсового исследования является повышение практических знании по проектированию процесса восстановления детали автомобиля ВАЗ-2108.Гипотеза данной работы сводится к тому, что выполнение проектной деятельности эффективно если: В содержание обучения будут введены изучение и освоение технологии ремонта и технического обслуживания кривошипно-шатунного механизма автомобиля ВАЗ-2108.Для наибольшей эффективности освоения материала по технологии ремонта кривошипно-шатунного механизма автомобиля ВАЗ-2108 будет регулярно применяться на занятиях по машиноведению, а также при изучении теории практической работы.Задачами данной курсовой работы являются: Обзор литературы по теме курсовой работы "Технология ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-2108".Изучить назначение, типы и виды кривошипно-шатунного механизмов.Составить технологию ремонта и восстановления шатуна автомобиля ВАЗ-2108.Методами курсовой работы построения задач служат: Применение технологии ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-2108 для его повышения срока службы.Повышение уровня понимания, и способствования развитию таких важных для специалиста любой области деятельности качеств, как интуиция, профессиональное чутье, образное мышление.Теоретический анализ научно-технической и методической литературы по устройству автомобиля ВАЗ-2108.Детальное изучение кривошипно-шатунного механизма автомобиля ВАЗ-2108.Применение логических приемов сравнения, анализа, синтеза, абстрагирования и обобщения для построения дедуктивных и индуктивных умозаключений, представленных в изложении данной работы.Практическая значимость выполненной курсовой работы состоит в том, что разработанная методика освоение технологии ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-2108 посредством машиноведения может быть использована в каждой общеобразовательной школе. Глава 1. Теоретический анализ научно-технической и методической литературы по устройству автомобиля ВАЗ-21081.1 Устройство автомобиля ваз-2108Рис.1. Устройство автомобиля ВАЗ-2108:
1. Блок - фара;
2. Аккумуляторная батарея;
3. Расширительный бачок системы охлаждения;
4. Бачок для жидкости гидропривода тормозов;
5. Двигатель;
6. Воздушный фильтр двигателя;
7. Бачок для жидкости смывателя стекол;
8. Монтажный блок с предохранителями и реле;
9. Внутреннее зеркало заднего вида;
10. Противосолнечный козырек;
11. Заднее сиденье;
12. Дверь задка;
13. Складная полка;
14. Запасное колесо;
15. Задний фонарь;
16. Основной глушитель;
17. Амортизатор задней подвески;
18. Задний мост;
19. Балка задней подвески;
20. Топливный бак;
21. Дополнительный глушитель;
22. Переднее сиденье;
23. Наружном зеркало заднего вида;
24. Боковой указатель поворота;
25. Рулевой механизм;
26. Передний тормоз;
27. Телескопическая стойка передней подвески.
Автомобили ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 и модификации на их базе это прежде всего переднеприводные легковые автомобили. Их компоновочная схема характеризуется передним и поперечным расположением силового агрегата (двигателя в сборе с коробкой передач, главной передачей и дифференциалом). От него крутящий момент передается на передние колеса с помощью валов неравной длины, на концах которых установлены шарниры равных угловых скоростей.
Передние ведущие колеса создают высокую устойчивость автомобиля против бокового заноса. Совпадение направления действия силы тяги на передних ведущих колесах с направлением движения колес обеспечивают автомобилю хорошую управляемость, маневренность и проходимость, особенно на скользких и обледенелых дорогах [2].
Переднеприводная компоновка, по сравнению с заднеприводной, позволяет полнее использовать длину автомобиля и уменьшить его массу, сделать удобнее салон и посадку водителя и пассажиров. Увеличивается полезный объем автомобиля без увеличения его габаритов. Это объясняется тем, что отсутствуют промежуточные звенья трансмиссии (карданная передача, задний мост) и поэтому не требуется кожух коробки передач, занимавший значительное пространство в зоне ног на заднеприводных автомобилях, и большой туннель на полу для карданной передачи. На переднеприводных автомобилях в небольшом туннеле пола размещается только система выпуска отработавших газов и привод стояночного тормоза.
Весьма компактна и задняя часть автомобиля. Топливный бак 20 размещается под задним сиденьем, а запасное колесо 14 в нише пола багажника. Благодаря этому получен значительный объем багажного отделения. Клиновидная форма кузова позволяет улучшить его аэродинамические характеристики, т.е. уменьшить сопротивление воздуха при движении автомобиля. Этому способствуют сглаженные наружные поверхности кузова, большой наклон передних и задних стекол, а также плавный переход наружной поверхности передних бамперов в формообразующую поверхность кузова [10].
Малое аэродинамическое сопротивление, новый более экономичный двигатель, а также установка новых шин с уменьшенным сопротивлением качению, позволили получить низкий расход топлива. С уменьшением расхода топлива тесно связано снижение массы автомобиля, на каждый килограмм собственного веса автомобиля обходится примерно в 20 г горючего на 100 км пути. Снижению массы способствовала как переднеприводная компоновка автомобиля (отсутствие тяжелого заднего моста, карданной передачи), так и рациональная силовая схема кузова, широкое применение легких пластмасс и новых конструкционных материалов.
Из пластмасс изготовлены бампера, различные кожухи, детали отопителя, облицовка салона и багажника. Масса деталей из пластмасс достигает 80 кг. Радиатор и многие детали коробки передач также изготовлены из алюминиевых сплавов, что также позволило уменьшить массу и силового агрегата, и автомобиля в целом [20].
Двигатель. На автомобиле установлен новый двигатель, специально разработанный для поперечного расположения, для чего максимально уменьшена его длина. Подбор оптимального процесса сгорания, фаз газораспределения, формы камеры сгорания и газовых каналов все это позволило довести степень сжатия в двигателе до 9,9. В сочетании с новым карбюратором и бесконтактной системой зажигания это улучшило экономичность двигателя. Система охлаждения двигателя жидкостная закрытого типа с принудительной циркуляцией жидкости.
Насос охлаждающей жидкости оригинальной конструкции, расположен в передней части блока цилиндров и приводится в движение ремнем привода распределительного вала. Радиатор алюминиевый с пластмассовыми бачками.
Система смазки двигателя имеет оригинальный масляный насос с шестернями внутреннего зацепления. Насос расположен на переднем конце коленчатого вала и не имеет какого-либо дополнительного привода. Масляный фильтр унифицирован с применяемым на автомобиле ВАЗ-2105. В системе питания установлен топливный фильтр тонкой очистки. Для стабилизации давлений на входе в карбюратор предусмотрена обратная топливная ветвь для слива излишков топлива обратно в бак. Применен новый карбюратор, обеспечивающий экономичное смесеобразование на различных режимах работы двигателя [5].
Система зажигания двигателя электронная бесконтактная. Бесконтактный датчик в датчике распределения зажигания построен на использовании эффекта Холла, коррекция угла опережения зажигания механическая, за счет центробежного и вакуумного регуляторов. Электронная система зажигания повышает стабильность работы двигателя на малых оборотах и улучшает его экономичность [7].
Трансмиссия автомобиля проста, компактна и надежна. Она объединена в единый узел, состоящий из сцепления и коробки передач с главной передачей и дифференциалом. Компактность этого агрегата позволила расположить силовой агрегат поперек автомобиля и осуществить привод передних колес непосредственно от коробки передач, что позволяет наиболее рационально использовать мощность двигателя и уменьшить расход топлива. Трансмиссия сохранила высокую надежность и работоспособность предшествующих моделей и в то же время уменьшена общая масса и уровень шума.
Коробка передач выполнена по двухвальной схеме. Все передачи переднего хода синхронизированы. Большая часть коробок передач выпускается в пятиступенчатом исполнении, но предусмотрено производство и четырехступенчатых коробок передач. Применение в коробке передач маловязкого моторного масла уменьшает потери при передаче крутящего момента и облегчает трогание автомобиля в зимнее время. Сцепление однодисковое сухое с диафрагменной нажимной пружиной и с повышенной износостойкостью фрикционных накладок. Привод сцепления тросовый, что делает его проще. В приводе отсутствуют зазоры, и подшипник выключения сцепления постоянно поджат к диафрагменной пружине с усилием 5-7 кгс.
Подвеска колес. На автомобилях применена принципиально новая подвеска 27 передних колес типа "качающаяся свеча", называемая также по имени изобретателя подвеской "Макферсон". Пружина в такой подвеске расположена фактически над осью поворотного устройства и нагружена меньше, чем в подвеске двух-рычажного типа. В подвеске есть только один рычаг нижний. Подвеска компактна, имеет малую массу. большой ход колес и более эластична. Плечо обката передней подвески отрицательное, так как точка пересечения оси поворота колеса с полотном дороги лежит за пределами наружной части автомобиля. Это способствует повышению устойчивости автомобиля при торможении, когда левое и правое колеса имеют разное сцепление с полотном дороги, а также уменьшает влияние тяговых сил на рулевое управление [6].
Подвеска передних колес хорошо согласуется с задней подвеской 19 из двух качающихся в продольной плоскости рычагов, соединенных между собой поперечиной, играющей роль стабилизатора. Упругим элементом в задней подвеске так же, как и в передней, являются винтовые пружины.
Рулевое управление. С поперечным расположением силового агрегата и подвеской передних колес типа "Макферсон" хорошо компонуется рулевое управление 25 с реечным рулевым механизмом. Оно не требует промежуточных рычагов, компактно и просто по конструкции. Рулевые тяги присоединяются к центральной части рулевого механизма, что позволило упростить конструкцию рулевого привода, так как применяются только два шаровых шарнира. Этот тип рулевого управления обеспечивает небольшое усилие на рулевом колесе (9-12 кгс).
Тормозная система имеет эффективные передние дисковые и задние барабанные тормоза. Привод тормозов с вакуумным усилителем, двухконтурный, с диагональным разделением контуров. Один контур обслуживает тормозные механизмы левого переднего и правого заднего колес, другой правого переднего и левого заднего колес. Такое разделение контуров является наиболее простым и отвечает требованиям по эффективности тормозов в случае выхода из строя одного из контуров, когда автомобиль сохраняет прямолинейное направление движения и теряется не более 50 проц. эффективности торможения.
Кузов трехдверный двухобъемный типа "хэтчбэк". Он совмещает универсальность грузопассажирского кузова со стремительными линиями спортивных автомобилей. Багажный отсек отделен от салона складывающейся пластмассовой полкой, установленной за задним сиденьем. Кузов легко трансформируется в груза пассажирский вариант откидыванием вперед подушки и спинки заднего сиденья. Большие боковые двери обеспечивают удобный вход и выход пассажиров, а задняя дверь облегчает погрузку и выгрузку багажа [3].
Передние анатомические сиденья с подголовниками существенно повышают комфорт. Они, так же как и заднее сиденье, выполнены из вспененного полиуретана с обивкой из трикотажного материала. Механизм бесступенчатой регулировки позволяет плавно регулировать наклон спинки передних сидений. Кроме того, передние сиденья можно перемещать вперед и назад как для подбора оптимального их расположения, так и для обеспечения удобной посадки пассажиров на заднее сиденье. Вследствие отработки силовой схемы каркаса кузова достигнута высокая прочность кузова и "мягкое" гашение энергии удара в случае аварии.
Так при лобовом ударе о неподвижное препятствие на скорости около 80 км/ч лобовое стекло остается в проеме, двери легко открывайся, а перемещение рулевою колеса в салон не превышает 90 мм. Силовая схема кузова гарантирует сохранение жизненного пространства салона при ударах спереди, сзади, сбоку и при перевертывании на крышу [11].
Высокая коррозионная стойкость кузова достигается прежде всего применением стали с цинковым покрытием на всех коррозионно опасных деталях: поперечинах пола, деталях порогов дверей и т.д. Предусмотрено уплотнение сварных швов специальной мастикой. Кроме того, увеличение коррозионной стойкости достигается катафорезным грунтом, специальной обработкой закрытых полостей и нанесением эпоксидного защитного покрытия при окончательной обработке кузова.
Электрооборудование практически полностью оригинально. В приборах и узлах широко применяется электроника и специализированные интегральные схемы (регулятор напряжения, коммутатор системы зажигания, сигнальные реле). На автомобилях устанавливается мало обслуживаемая или необслуживаемая аккумуляторная батарея, малогабаритный стартер с торцевым коллектором, электронная бесконтактная система зажигания, система встроенных датчиков с приборами, контролирующая работу важнейших систем автомобиля. Введен новый прибор эконометр, позволяющий подбирать наиболее экономичный режим движения. Помимо контрольных приборов, автомобили оснащены специальной системой диагностики [15].
Разъем для включения диагностического оборудования станций технического обслуживания размещен под капотом. Он соединен со всеми контрольными точками системы электрооборудования. Система диагностики позволяет обследовать техническое состояние генератора, регулятора напряжения, системы зажигания, аккумуляторной батареи и т.д. Электрический очиститель ветрового стекла имеет три режима работы два постоянных (но с разными скоростями движения щеток) и один прерывистый. На части выпускаемых автомобилей устанавливаются очистители фар. Для улучшения работы очистителей имеется смыватель стекол.
Особенности устройства автомобиля ВАЗ-2109. Автомобиль ВАЗ-2109 отличается oт автомобиля ВАЗ-2108 пятидверным кузовом и небольшими изменениями в системе питания двигателя. Двигатель оснащен заборником холодного воздуха, берущим воздух непосредственно под облицовкой радиатора. Он изготовлен из полипропилена и закреплен над радиатором системы охлаждения двигателя. Заборник соединен с терморегулятором воздушного фильтра полипропиленовым воздуховодом каркас кузова другой формы, с двумя проемами для передних и задних допрей [12].
Передние боковые двери и их механизмы имеют такое же устройство, как и двери автомобиля ВАЗ-2108, отличие только в размерах. Задние боковые двери подобны по конструкции передним, но незначительно отличаются устройством замков дверей. Замки не запираются снаружи ключом и оснащены дополнительной блокировкой против открывания замка изнутри. Рычажок этой блокировки находится на торце двери под наружным замком. Если перед закрытием двери перевести рычажок вниз, то дверь изнутри открыть будет невозможно. Она откроется только наружной ручкой двери.
Особенности устройства автомобиля ВАЗ-21081. На этом автомобиле устанавливается двигатель модели ВАЗ-21081 с уменьшенным рабочим объемом (1,1 л) и только четырехступенчатая коробка передач. Кузов и все остальные узлы и механизмы такие же, как на автомобиле ВАЗ-2108. Двигатель (по сравнению с моделью 2108) имеет другие блок цилиндров, головку цилиндров, коленчатый и распределительный валы. В связи с уменьшенным рабочим объемом двигателя устанавливается карбюратор с иными тарировочными данными, а также несколько измененная система выпуска отработавших газов.
Особенности устройства автомобилей ВАЗ - 21083 и ВАЗ-21093. Эти автомобили отличаются от автомобилей ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109 установкой более мощного двигателя 21083 с рабочим объемом 1,5 л. Кроме того, на них применяется только пятиступенчатая коробка передач. На части автомобилей может быть установлена цифровая система зажигания. Двигатель 21083 имеет блок цилиндров с увеличенным диаметром цилиндров (82 мм). Также увеличен диаметр поршней и диаметры впускных клапанов и каналов в головке цилиндров. Карбюратор устанавливается с другими тарировочными данными [21].
Особенности устройства автомобилей ВАЗ-21099. Автомобиль ВАЗ-21099 отличаются от всех вышеописанных автомобилей четырехдверным кузовом типа "седан". Кузов у него трехобъемный, т.е. разделен перегородками на три объема: моторный отсек, салон и багажное отделение объемом 0.43 м3. По устройству и компоновке автомобиль ВАЗ-21099 полностью аналогичен автомобилю ВАЗ-21093 (кроме задней части кузова). На нем тоже устанавливается двигатель 21083 с рабочим объемом 1,5 л и пятиступенчатая коробка передач. Возможна установка панели приборов.
1.2 Назначение, типы и виды кривошипно-шатунного механизмаНазначение КШМ. Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.Типы и виды КШМа) Несмещенный (центральный) КШМ, у которого ось цилиндра пересекается с осью коленчатого вала.б) Смещенный КШМ, у которого ось цилиндра смещена относительно оси коленчатого вала на величину а; в) V-образный кшм (в том числе с прицепным шатуном), у которого два шатуна, работающие на левый и правый цилиндры, размещены на одном кривошипе коленчатого вала.Состав КШМ. Детали кривошипно-шатунного механизма можно разделить на две группы: подвижные и неподвижные. К первым относится поршень с кольцами и поршневым пальцем, шатун, коленчатый вал и маховик, ко вторым - блок цилиндров, головка блока, крышка блока распределительных зубчатых колес и поддон (картер). В обе группы входят также и крепежные детали [23].Конструктивное исполнение деталей. Головка блока цилиндров предназначена для закрытия цилиндра, в ней размещаются впускные и выпускные каналы и клапана, а также форсунка или свеча. По типам головки блока цилиндров подразделяются на индивидуальные (а), групповые (б) и общие (в).Головка блока цилиндров, как правило, изготавливается из алюминиевых сплавов методами точного литья с последующей механической обработкой и имеет очень сложную форму. Головку крепят к блоку цилиндров болтами или шпильками, затяжка которых производится в определённой последовательности и с определённым моментом затяжки, рекомендованным заводом - изготовителем.Цилиндр - одна из основных деталей машин и механизмов: полая деталь с цилиндрической внутренней поверхностью, в которой движется поршень. Цилиндры также как и головка блока цилиндров бывают: индивидуальные, групповые и общие [22].Существует два типа гильз: "Сухие" это гильзы, не имеющие непосредственного контакта с охлаждающей жидкостью."Мокрые" это гильзы, наружная поверхность которых омывается охлаждающей жидкостью.Мокрые гильзы обеспечивают хороший теплоотвод, и могут быть легко заменены при ремонте. Они чаще всего используются в дизельных двигателях с диаметром цилиндра более 120 мм, но иногда применяется в двигателях с меньшим диаметром цилиндра. Сухие гильзы проще в изготовлении. Двигатели, снабженные сухими гильзами, обладают хорошей ремонтопригодностью. В случае износа гильзу можно легко заменить без расточки цилиндров. Сухие гильзы также можно использовать при ремонте двигателя, в котором раньше гильзы не применялись [14].В большинстве современных двигателей легковых автомобилей цилиндры выполняются непосредственно путем расточки в блоке цилиндров. В случае, когда блок алюминиевый, на стенки цилиндров наносят специальные покрытия, а к сопрягаемым деталям (поршням и кольцам) предъявляются особые требования.Внутренняя поверхность гильзы подвергается специальной обработке - хонингование, хромирование, азотирование. Гильзы отливают из чугуна высокой прочности или специальных сталей. Рубашки и корпус блока цилиндров изготавливают обычно из того же материала, что и станина двигателя.Поршень - деталь, предназначенная для циклического восприятия давления расширяющихся газов и преобразования его в поступательное механическое движение, воспринимаемое далее кривошипно-шатунным механизмом. Служит также для выполнения вспомогательных тактов по очистке и наполнению цилиндра. Как правило, оснащён поршневыми кольцами для улучшения герметичности системы цилиндр - поршень. Поршни бывают составными и несоставными [17].Поршень подразделяется на две части: головку и направляющая часть (юбка). В головку входят днище, камера сгорания и канавки для колец. В юбке есть две бабышки для отверстия под палец. Кольца бывают двух видов: компрессионные, служащие для исключения утечки газа из надпоршневого пространства и маслосъемные, предназначенные для удаления масла со стенок цилиндров.Рис.2. Шатунко-поршневая группа: а - поршень; б - поршневые кольца; в - шатун; 1 - юбка поршня; 2 - бобышки; 3 - стопорные кольца; 4 - головка поршня; 5 - днище; 6 - канавки для установки поршневых колец; 7 - поршневой палец; 8 - компрессионные кольца; 9 - маслосъемное кольцо; 10 - нижняя крышка шатуна; 11 - вкладыши; 12 - бронзовая втулка; 13 - отверстие для смазки поршневого пальца; 14 верхняя головка шатуна; 15 - стержень.Поршневой палец, служащий для шарнирного соединения поршня с шатуном, изготовляется пустотелым из стали с поверхностной закалкой токами высокой частоты. От продольного перемещения, что могло бы вызвать задиры на стенках цилиндров, палец удерживается в бобышках поршня при помощи двух стопорных колец, вставляемых в кольцевые выточки. Пальцы бывают закрепленными и незакрепленными.Шатун предназначен для соединения поршня с коленчатым валом через палец. Совершает сложное качательное движение. Состоит из трех частей: верхняя головка шатуна, стержень, нижняя головка с крышкой для крепления на коленчатый вал [19].Коленчатый вал предназначен для передачи крутящего момента потребителю и одновременного обеспечения возвратно-поступательного движения поршня за счет поворота кривошипа. У коленчатого вала есть носок и хвостовик, на котором установлен маховик.Рис.3. Коленчатый вал двигателя с маховиком: 1 - коленчатый вал двигателя; 2 - маховик с зубчатым венцом; 3 - шатунная шейка; 4 - коренная (опорная) шейка; 5 - противовес.Маховик - это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода, поршень, через шатун и кривошип, раскручивает коленчатый вал двигателя, который и передает запас инерции маховику. Маховик же передает крутящий момент через сцепление на коробку передач.Запасенная в массе маховика инерция позволяет ему, в обратном порядке, через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. То есть, поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска), именно за счет отдаваемой маховиком энергии. Если же двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик конечно тоже помогает [9]. 1.3 Кривошипно-шатунный механизм двигателя ВАЗ 2108Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала. Механизм состоит из поршня с поршневыми кольцами и пальцем, шатуна, коленчатого вала и маховика [2].N = 54,3 л. с. при n = 5600 об/минMax частота вращения клеенчатого вала = 7,94 кгс*мДиаметр поршня: D = 76 ммХод поршня: S = 60,6 ммРадиус кривошипа: R = 30,3 ммСтепень сжатия: е = 9,0Поршень 4 отливается из высокопрочного алюминиевого сплава. Поскольку алюминий имеет высокий температурный коэффициент линейного расширения, то для исключения опасности заклинивания поршня в цилиндре в головке поршня над отверстием для поршневого пальца залита терморегулирующая стальная пластина 5. Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов: Измерять диаметр поршня для определения его класса можно только в одном месте: в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу на расстоянии 51,5 мм от днища поршня. В остальных местах диаметр поршня отличается от номинального, т.к наружная поверхность поршня имеет сложную форму. В поперечном сечении она овальная, а по высоте коническая. Такая форма позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня из-за неравномерного распределения массы металла внутри поршня. На наружной поверхности поршня нанесены кольцевые микроканавки глубиной до 14 микрон. Такая поверхность способствует лучшей приработке поршня, так как в микроканавках задерживается масло. В нижней части бобышек под поршневой палец имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Для улучшения условий смазки в верхней части отверстий под палец сделаны два продольных паза шириной 3 мм и глубиной 0,7 мм, в которых накапливается масло. Ось отверстия под поршневой палец смещена на 1,2 мм от диаметральной плоскости поршня в сторону расположения клапанов двигателя. Благодаря этому поршень всегда прижат к одной стенке цилиндра, и устраняются стуки поршня о стенки цилиндра при переходе его через ВМТ. Однако, это требует установки поршня в цилиндр в строго определенном положении. При сборке двигателя поршни устанавливаются так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в сторону передней части двигателя. По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5г. Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: "Г", "+" и "-". Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов: Таблица 1. |
Класс | Диаметр поршня | |
A | ВАЗ 2108 | ВАЗ 21081 | |
B | 75,965 | 76,975 | |
C | 75,975 | 75,985 | |
D | 75,985 | 75,995 | |
E | 75,995 | 75,005 | |
|
В запасные части поставляются поршни номинального размера только трех классов: А, С и Е. Этого достаточно для подбора поршня к любому цилиндру при ремонте двигателя, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с некоторым перекрытием. Например, к цилиндрам классов В и D может подойти поршень класса С. На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе, чтобы уменьшить вибрации из-за неодинаковых масс возвратно-поступательно движущихся деталей. Главное при подборе поршня обеспечить необходимый монтажный зазор между поршнем и цилиндром 0,025 - 0,045 мм. Кроме поршней номинального размера в запасные части поставляются и ремонтные поршни с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. На днищах ремонтных поршней ставится маркировка в виде квадрата или треугольника. Треугольник соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 мм а квадрат на 0,8 мм. Поршневой палец 10 стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня. По наружному диаметру пальцы сортируются на три категории через 0,004 мм соответственно категориям поршней. Торцы пальцев окрашиваются в соответствующий цвет: синий первая категория, зеленый вторая и красный третья. Поршневые кольца обеспечивают необходимое уплотнение цилиндра и отводят тепло от поршня к его стенкам. Кольца прижимаются к стенкам цилиндра под действием собственной упругости и давления газов. На поршне устанавливаются три чугунных кольца два компрессионных 7, 8 (уплотняющих) и одно (нижнее) маслосъемное 6, которое препятствует попаданию масла в камеру сгораний. Верхнее компрессионное кольцо 8 работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгораний и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее компрессионное кольцо 7 имеет снизу проточку для собирания масла при ходе поршня вниз, выполняя при этом дополнительную функцию маслосбрасывающего кольца. Поверхность кольца для повышения износоустойчивости и уменьшения трения о стенки цилиндра фосфатируется. Маслосъемное кольцо имеет хромированные рабочие кромки и проточку на наружной поверхности, в которую собирается масло, снимаемое со стенок цилиндра. Внутри кольца устанавливается стальная витая пружина, которая разжимает кольцо изнутри и прижимает его к стенкам цилиндра. Кольца ремонтных размеров изготавливаются (так же, как и поршни) с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. Шатун является стальным, обрабатывается вместе с крышкой, и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер цилиндра, в который они устанавливаются. При сборке цифры на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны. Коленчатый вал 25 отливается из высокопрочного специального чугуна и состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек. Для уменьшения деформаций при работе двигателя вал сделан пятиопорным и с большим перекрытием коренных и шатунных шеек. В теле вала просверлены каналы 14 для подачи масла от коренных шеек к шатунным. На заднем конце коленвала установлен маховик 24, отлитый из чугуна. На маховик напрессован стальной зубчатый обод. Технологические выводы каналов закрыты колпачковыми заглушками 26. Для уменьшения вибраций двигателя вал снабжен противовесами, отлитыми заодно целое с валом. Они уравновешивают центробежные силы шатунной шейки, шатуна и поршня, которые возникают при работе двигателя. Кроме того, для уменьшения вибраций коленчатый вал еще динамически балансируют, высверливая металл в противовесах [18].
Рис.4. Кривошипно-шатунный механизм двигателя ВАЗ 21081:
1. Крышка шатуна;
2. Болт крепления крышки шатуна,
3. Шатун: 4. Поршень;
5. Терморегулирующая пластина поршня;
6. Маслосъемное кольцо;
7. Нижнее компрессионное кольцо;
8. Верхнее компрессионное кольцо;
9. Разжимная пружина: 10. Поршневой палец;
11. Вкладыш шатунного подшипника;
12. Упорные полукольца среднего коренного подшипника;
13. Вкладыши коренного подшипника;
14. Каналы для подачи масла от коренного подшипника к шатунному:
15. Держатель заднего сальника коленчатого вала:
16. Задний сальник коленчатого вала:
17. Штифт для датчика ВМТ: 18. Метка (лунка) ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндра;
19. Шкала в люке картера сцепления:
20. Метка ВМТ поршней l-гo и 4-го цилиндров на ободе маховика;
21. Шайба болтов крепления маховика:
22. Установочный штифт сцепления:
23. Зубчатый обод маховика:
24. Маховик;
25. Коленчатый вал;
26. Заглушка масляных каналов коленчатого вала;
27. Передний сальник коленчатого вала (запрессован в крышку масляного насоса);
28. Зубчатый шкив привода распределительного вала;
29. Шкив привода генератора:
30.А. Маркировка категории поршня по отверстию для поршневого пальца:
31.В. Маркировка класса поршня по наружному диаметру;
32.С. Маркировка ремонтного размера поршня,
33. D. Установочная метка;
34.I. Метки для установки момента зажигания; 35. II. Маркировка крышек коренных подшипников коленчатого вала (счет опор ведется от передней части двигателя).
Глава 2. Технология ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-21082.1 Технология восстановительного ремонта шатунаКраткое описание назначения, устройства, условий работы и краткое описание технологии ремонта шатуна.Рис.5. Шатун.Шатун (рис.5) изготовлен из стали 40Н2МА (ГОСТ 4543-71), а крышка из стали 40Х (ГОСТ 4543-71). Нижняя головка имеет косой разъем под углом 55° ± 30' к продольной оси. Шатун соединен с крышкой двумя болтами, ввернутыми в резьбовые отверстия тела шатуна. Фиксация шатуна и крышки осуществляется по шлицам и фиксирующему пояску на одном из шатунных болтов. Очень важно для работы шатунных болтов и вкладышей плотное сопряжение шлицов, поэтому грязь, заусеницы и забоины на шлицах не допускаются. Шатун с крышкой составляют комплект, одна из деталей которого не может быть заменена деталью другого комплекта. Перед сборкой шатуна резьбу болтов смазывают графитной смазкой. Затяжку начинают с длинного болта тарированным ключом крутящим моментом 20 - 22кгс-м.На шатуне и крышке вблизи стыка наносятся метки спаренности шатуна с крышкой. В нижней головке шатуна имеется отверстие диаметром 93 + 0'021 мм под вкладыши подшипников, в верхней головке - отверстие диаметром 56 + 0'03 мм под бронзовую втулку. Внутренняя поверхность втулки окончательно обработана до диаметра 50+0.040 мм после запрессовки в отверстие верхней головки шатуна, при этом колебание размера для одного шатуна должно быть не более 0,004 мм.В процессе эксплуатации двигателя у шатунов могут возникать следующие неисправности: изгиб и скручивание, износ отверстий в нижней головке и бронзовой втулке.Шатуны с указанными неисправностями восстанавливают. Шатуны, имеющие трещины любого размера и расположения, а также отклонение торцов верхней и нижней головок от положения в одной плоскости более чем на 1,0 мм, выбраковываются. Проверка на отсутствие трещин осуществляется на магнитном дефектоскопе в магнитном поле при силе тока 800 А.Бронзовую втулку из верхней головки выпрессовывают при износе отверстия во втулке более 50,08 мм или при ослаблении посадки втулки.Для ремонта устанавливают крышку на шатун и крепят болтами. Окончательную затяжку болтов крутящим моментом 20 - 22 кгс-м производят на приспособлении.Шатун торцом нижней головки устанавливают на площадку пленки, головку болта крепления крышки шатуна вставляют в головку приспособления и включают электродвигатель 3. В момент затяжки болта с усилием 20 - 22 кгс-м реактивные силы поднимают правый конец планки с грузом вверх; планка нажмет на концевой выключатель б, который выключит электродвигатель. Затяжку второго болта производят в том же порядке.Погнутые шатуны с кривизной, не превышающей 1,0 мм на длине шатуна, допускается исправлять обработкой торцов верхней головки шатуна. Правка шатуна не допускается.Торец верхней головки обрабатывают с двух сторон в размеры. Внутренний диаметр нижней головки шатуна проверяется после контрольной затяжки шатунных болтов моментом 20 - 22 кгс-м. Предельно допустимый диаметр - до 92, 98 - 93,05 мм, если среднее арифметическое диаметров в плоскости стыка и сечении, перпендикулярном стыку, не выходит за пределы 93,00 - 93,021 мм.Рис 6. Приспособление для расточки отверстий в головке шатуна: 1 - прижим; 2, 14 - съемные пальцы; 3 - накидная гайка; 4 - планка; 5, 15 - установочные втулки; 6, 10 - съемные приставки; 7 - палец срезанный; 8, 18 - направляющие втулки; 9, 12 - конусные шайбы; 11 - при хват; 13 - болт; 16 - установочный палец; 17 - упор; 19 - корпус.Восстановление отверстия в нижней головке шатуна производят осталиванием. Предварительную расточку отверстия до диаметра 93,6 мм под осталивание и окончательную расточку до диаметра 92,96+0'035 мм производят на алмазно-расточном станке модели 2705 в специальном приспособлении (рис.4).Для расточки отверстия в нижней головке шатуна на корпус 19 устанавливают съемную приставку 6 установочной втулки 5 в базовое отверстие диаметром 130+0'04 мм. На приставку 6 устанавливают шатун отверстием в верхней головке на палец 7, а торцом нижней головки на торец втулки 5 фиксируют отверстие нижней головки относительно оси шпинделя станка съемным пальцем 2. Устанавливают прижимную планку 4, крепят шатун в приспособлении накидной гайкой 3, вынимают съёмный палец 2 и растачивают отверстие. Расточку отверстия после осталивания производят за два прохода. Предварительно растачивают отверстие до диаметра 92,4 мм резцом с пластинкой из твердого сплава Т5КЮ (частота вращения расточной головки 372 об/мин, подача головки - 0,23 мм/об). Окончательно растачивают отверстие до диаметра 92,96+0>034 мм резцом с пластинкой из твердого сплава Т30К4 (частота вращения расточной головки - 520 об/мир, подача - 0,1 мм/об). После расточки отверстие в нижней головке шатуна хонингуют в размер 93+0'021 мм.Кроме процесса осталивания отверстия нижней головки шатуна, в последнее время разработан способ газопорошковой наплавки, заключающийся в том, что самофлюсующийся порошок ПГ-ХН80СР2 (РТУ УССР 1179-67) наносится на восстанавливаемую поверхность посредством ее подачи через пламя ацетилено-кислородной горелки специальной конструкции, использующей эффект эжекции (тип горелки ГАЛ-2-68).Химический состав порошка ПГ-ХН80СР2: углерод - 0,3-: 0,6%, кремний - 1,5-3,0%, железо - 4,5-5,0%, хром - 12 - 15%, бор - 1,5-2,5%, никель - 80,2-73,9%.Порошок выпускается Торезским заводом твердых сплавов Министерства цветной металлургии.Перед нанесением - порошковой композиции шатун должен быть собран с нижней крышкой; болты крепления крышки шатуна затянуть моментом 20-22 кгс-м.Рис.7. Хонинговальная головка: 1 - гидроцилиндр; 2 - опорная втулка: 3 - установочный палец; 4 - планка; 5 - колодка хонинго-вальной головки; 6 - алмазные бруски; 7 - поводок; в - чека; 9 - стержень; 10 - толкатель; 11 - корпус головки: 12 - разжимной конус; 13 - планка: 14 - прижимная втулка; 15 - шатун; 16 - корпус.При наплавке поверхности отверстия в самом шатуне стержень, его нужно охлаждать путем погружения в воду по головку. При наплавке отверстия в крышке шатуна охлаждение не требуется. Толщина наплавленного слоя - 0,1 мм. Твердость наплавленной поверхности - HRC 35-40. Трудоемкость наплавки - 7-10 мин на один шатун.После наплавки отверстие нижней головки шатуна хонингуют до получения номинального размера 93+0>021 мм. Хонингование отверстия в нижней головке шатуна после расточки или наплавки. производят на вертикально-хонинговальном станке модели ЗМ82-в приспособлении, показанном на рис.5. Хонинговальную головку крепят в патроне, который устанавливают в шпиндель станка. Привод механизма разжима брусков встроен в шпиндельную бабку станка. Поступательное движение от привода передается толкателю 10 и через поводок 7 разжимному конусу 12. Последний, воздействуя на планки 13, разжимает колодки 5 с алмазными брусками 6. Хонингуют отверстие предварительно до диаметра 92,99+°>021 мм алмазными брусками марки 2768-0103-Г-АСР 100/8Q-50M-73 (ГОСТ 16606-71) при удельном давлении брусков 4-6 кгс/см2 и окончательно до диаметра 93+0>021 мм алмазными брусками марки 2768-0103-1-АСМ 28/20-50М-73 (ГОСТ 16606-71) при удельном давлении брусков 3-5 кгс/см2. Хонинговальная головка должна делать 88 двойных ходов в минуту при 88 об/мин шпинделя станка. При ослаблении посадки или провороте бронзовой втулки отверстие в верхней головке после выпрессовки втулки растачивают под ремонтный размер 56,25 мм. Расточку отверстия под ремонтную втулку и во втулке под поршневой палец производят на алмазно-расточном станке модели 2705 в приспособлении.С корпуса 19 приспособления снимают съемную приставку, 6, а на ее место устанавливают съемную приставку 10 и крепят болтами. На приставку устанавливают шатун, базируя отверстием в нижней головке на установочный палец 16 и упор /7, фиксируют отверстие верхней головки относительно оси шпинделя станка съемным пальцем 14, крепят шатун в приспособлении болтом 13 и вынимают съемный палец 14. Растачивают отверстие до диаметра 56,25+0'03 мм под ремонтную втулку резцом с пластинкой из твердого сплава Т30К4 при 860 об/мин расточной головки и подаче 0,1 мм/об. Шероховатость поверхности после обработки Ra = 1,25 мкм.В расточенное отверстие запрессовывают ремонтную втулку (Рис.6), изготовленную из бронзы БрОЦС 5-5-5 (ГОСТ 61.3-65). Рис.8. Ремонтная втулка верхнее головки шатунаНаружный диаметр Д втулки для расточенного на ремонтный размер отверстия в шатуне должен быть 56,25 Бронзовую втулку запрессовывают с натягом 0,05-0,12 мм заподлицо с торцом шатуна, совместив масляные отверстия во втулке и шатуне. Перед запрессовкой втулку охладить до температуры минус 50°С в специальном контейнере с сухим льдом.Рис.9. Приспособление для контроля шатуна: 2, 6 - индикатор; 3 - основание; 4 - корпус; 5 - стойка; 7 - упор; 9 - базовый палец; 10 - установочный палец; U - скоба
Расточку отверстия в бронзовой втулке до диаметра 50 4+0°. Шероховатость поверхности после расточки равна 0,32 мкм. Перед мойкой масляный канал в шатуне прочищают шомполом. Промывают шатун в моечной машине и обдувают сжатым воздухом.
Изгиб, скручивание шатуна, расстояние между осями отверстий верхней и нижней головок проверяют на контрольном приспособлении.
Настройку индикаторов, установленных на приспособлении, производят по эталону. В верхнюю головку шатуна вставляют установочный палец 10, надевают шатун отверстием нижней головки на базовый палец 9 и кладут выступающими поверхностями установочного пальца 10 на упор 7.
Непараллельность осей отверстий верхней и нижней головок не должна превышать 0,04 мм на длине 100 мм.
Оси отверстий должны лежать в одной плоскости, отклонение не более 0,03 мм на длине 100 мм.
Расстояние между осями должно быть 280±0,03 мм. Контроль отверстий (диаметр 50^0^° mm и диаметр 93+0'021 мм) производят индикаторным нутромером. Шероховатость поверхностей в отверстиях головок - а = 0,63 мкм торцов а=1,25 мкм. Проверяют совпадение отверстий во втулке и шатуне.
Таблица 2.
Анализ дефектов детали и требований, предъявляемых к отремонтированной детали.
|
Номер дефекта | Название дефекта | Метод или прибор контроля | Размеры | |
| | | Номинальный | Пред. допустим. | |
1 | Износ торцов нижней головки шатуна рис.1 поз.1 | Штангенциркуль | 41,65 | 40,65 | |
2 | Задиры поверхности нижней головки шатуна рис.1. поз.1 | Визуально | | | |
3 | Износ отверстия под втулку верхней головки шатуна рис 1. поз 4. | Нутример | 50 + 0,031 | 50+0,04 | |
|
2.2 Определение годовой программы технологического процесса восстановления деталиГодовая программа: Nг=N n kр=25000 1 0,5 = 12 500 шт.Выбор способов устранения дефектов.Дефект №1 (Износ торцов нижней головки шатуна).Выбираем способы по конструкторско-технологическим характеристикам.Металлизация: МПл не подходит из-за малой толщины наращиваемого слоя металла и вида покрытия.Способ МГП не подходит из-за дороговизны материала покрытия (бронза дорогая).МЭД подходит по всем параметрам и показателям.МВЧ и МИВЧ не подходит по материалу покрытия и виду восстанавливаемой поверхности.Ручная и механизированная сварка под слоем флюса 6НРг и НРад не подходят по виду основного материала изношенной детали.НОФпл, НСФсер, НСФтмо, НСФпг, НСФпл подходят по всем показателям.Вибродуговая наплавка: НВдж, МВДсо2, НВДп, НВДвс, НВДгж, НВДпл, НВДуз, НВДтмо подходят по всем показателям.Микронаплавка, наплавка в среде СО2, припекание порошков.НЭИ, НПЭ, НБм не подходят по виду поверхности восстановления.НУГфл, НУГлэ, ТДПП, ЭНП не подходят из-за большего минимально допустимого диаметра восстанавливаемой поверхности.НУГ и НУГар подходят по всем показателям.Хромирование: ХРппол, ХРлег, ХРхэ не подходят так как сопряжение восстанавливаемой поверхности является подвижным.ХР, ХРор, ХРуз, ХРстр подходят по всем показателям.Железнение: Использование в данном случае любого вида железнения весьма не желательно по трем причинам: а) Приходится наносить 2-3 слоя, так как один не обеспечивает требуемой толщины.б) Низкая экологичность методов железнения, требуется очистка стоков.в) Низкая усталостная выносливость.По показателям физико-механических свойств: Способ наплавки ручной аргонодуговой не подходит из-за малой величины микротвердости (всего 200 кг/мм2).Способ наплавки вибродуговой в среде пара не подходит из-за малой величины микротвердости (всего 225 кг/мм2).Способы вибронаплавки НВдж, НВДвс, НВДгж, НВДпл, НВДуз и НВДтмо не подходят из-за малого показателя долговечности.Способ наплавки в среде углекислого газа без охлаждения не подходит из-за малой величины микротвердости (всего 230 кг/мм2).Способ хромирования в обычном электролите не подходит из-за малой величины выносливости.По технико-экономическим показателям.Наплавка ручная газовая не подходит для нашего массового ремонта деталей (12500 деталей в год), так как является весьма дорогим способом. Хромирование способами ХРппол, ХРхэ, ХРуз, ХРстр не желательны к применению из-за дороговизны.По прочим характеристикам: Способ металлизации МЭД не стоит применять т.к получаемое покрытие является хрупким, что для нашего случая недопустимо.Способ вибродуговой наплавки в среде углекислого неприемлем из-за наличия пор, раковин, трещин и т.д.Способ вибронаплавки порошковой проволоки не желателен к применению из-за наличия неравномерностей в структуре покрытия.Способ микронаплавки в среде углекислого газа с добавлением аргона нежелателен к применению из-за низкой производительности.Способ хромирования в электролите с каталитическими добавками применяется редко и оборудование для него весьма дорого, поэтому его мы тоже не будем применять.Выбираем способ хромированием в саморегулирующимся электролите.Дефект №2 (Задиры поверхности нижней головки шатуна).Выбираем способы по конструкторско-технологическим характеристикам.Металлизация: МВЧ, МПГ, МПл не подходят по виду материалу покрытия.Способ МИВЧ не подходит по виду восстанавливаемой поверхностиПо всем показателям подходит способ МЭД.Ручная и механизированная сварка под слоем флюса: Подходят способы НРад и НСФлп.Остальные способы не подходят по виду восстанавливаемой поверхности или материалу покрытия.Вибродуговая наплавка: Ни один способ не подходит из-за вида восстанавливаемой поверхности.Микронаплавка, наплавка в среде СО2, припекание порошков.Подходит метод НЭЧ, другие не подходят по виду поверхности восстановления (упрочнения).Хромирование: Также не подходит не один метод, так ка не совпадают виды поверхности восстановления (упрочнения).Железнение: Не подходит не один метод, так как не совпадают виды поверхности восстановления (упрочнения).По показателям физико-механических свойств.Способ металлизации МЭД не подходит из-за низких показателей коэффициента выносливости, сцепляемости и долговечности.По технико-экономическим и прочим показателям: В принципе способы ремонта сваркой НРад, НСФпл и микронаплавкой НЭИ имеют примерно одинаковую себестоимость, все же предпочтение отдадим способу электроимпульсной микронаплавки, т.к сварка НРад, является малопроизводительной, а НСФпл требует термической обработки.В результате выбираем способ электроимпульсной наплавки.Дефект №3 (Износ отверстия под втулку верхней головки шатуна).Данный дефект устраняется растачиванием отверстия верхней головки шатуна под следующий ремонтный размер. А при значительном износе выбираем способ восстановления.Ручная и механизированная сварка под слоем флюса: Способы НРэ, НСФпл, НСФсер, НСФтмо, НСФпг и НСФлп не подходят из-за большого минимально допустимого покрытия.Способ НРад не подходит по виду материала изношенной детали.Остается способ НРг.Вибродуговая наплавка: Не подходит не один из способов, из-за большого минимально допустимого диаметра восстанавливаемой поверхности.Микронаплавка, наплавка в среде СО2, припекание порошков.Подходят способы НУГ и НУГар.Остальные способы не подходят из-за большего минимально допустимого диаметра поверхности восстановления.Хромирование: В принципе для восстановления детали подходит почти любой способ хромирования, но заглядывая вперед отметим что хромированные детали в дальнейшем трудно обработать (механически), так что применение хромирования нежелательно.Железнение: Способы Жвв и Жпр не подходят по виду поверхности восстановления.Способы Жв, Жвх, Жуз, Жспл, Жмк и Жпор подходят для нашей детали.По показателям физико-механических свойств: Способ металлизации МЭД не подходит из за низких показателей коэффициента выносливости, сцепляемости и долговечности.Способ сварки НРг не подходит из-за низкой долговечности.По технико-экономическим и прочим показателям: Выбираем из способов микронаплавки (НУГ и НУГар) и железнения самый дешевый по себестоимости ремонта. Ими оказываются микронаплавка способами НУГар и железнение методом Жспл, но при дальнейшем рассмотрении характеристик этих двух способов делаем вывод, что применения способа железнения с нанесением сплава более выгодно, значит выбираем этот способ. Описание способа восстановления деталей хромированием в саморегулирующимся электролите.Процесс нанесения покрытий на детали включает в себя три группы операций: подготовку детали к нанесению покрытия, нанесения покрытия и обработку детали после покрытия.Подготовка деталей к нанесению покрытия включает в себя следующие операции: механическую обработку поверхностей, подлежащих наращиванию; очистку деталей от окислов и предварительное обезжиривание; монтаж деталей на подвесное приспособление; изоляцию поверхностей, не подлежащих покрытию; обезжиривание деталей с последующей промывкой в воде; анодную обработку (декапирование).Предварительная механическая обработка детали имеет цель придать восстанавливаем поверхностям правильную геометрическую форму. Производится эта обработка в соответствии с рекомендациями по механической обработке соответствующего материала.Очистку деталей от окислов с цель “оживления” поверхности проводят обработку поверхности путем обработки шлифовальной шкуркой или мягкими кругами с полировальной пастой. Предварительное обезжиривание деталей производят путем промывки в растворителях (уайт-спирите, дихлорэтане, бензине и др.).При монтаже деталей на подвесное приспособление необходимо обеспечить надежный их электрический контакт с токоподводящей штангой, благоприятные условия для равномерного распределения покрытия по поверхности детали и для удаления пузырьков кислорода, выделяющихся при электролизе.Для защиты поверхностей, не подлежащих наращиванию, применяют: шапон-лак в смеси с нитроэмалями в соотношении 1: 2, нанося его несколько слоев при послойной сушке на воздухе; чехлы из полихлорвинилового пластиката толщиной 0,3-0,5 мм; различные футляры, втулки, экраны, изготовленные из неэлектропроводных кислотостойких материалов (эбонит, текстолит, винипласт и т.п.).Окончательное обезжиривание подлежащих наращиванию поверхностей деталей наиболее часто производят путем электрохимической обработки в щелочных растворах следующего состава: едкий натр - 10 кг/м3, сода кальцинированная - 25, тринатрийфосфат - 25, эмульгатор ОП-7 3-5 кг/ м3. Режим обезжиривания: температура 70-80С, плотность тока 5-10 А/дм2, длительность процесса 1-2 мин.Детали при электрохимическом обезжиривании завешивают на катодную штангу. При электролизе на поверхности детали выделяется водород, который химически срывает жировую пленку и таким образом ускоряет процесс омыления и эмульгирования жиров. Во избежание наводораживания сменяют полярность на обратную и в течении 0,2-0,3 мин обрабатывают детали на аноде.Детали простой формы можно обезжиривать также путем протирки кашицей венской извести, состоящей из смеси окиси кальция и окиси магния с добавками 3% кальцинированной соды и 1,5% едкого натра. Эту смесь разводят водой до пастообразного состояния и наносят на детали волосяными кистями.После обезжиривания детали промывают в горячей, а затем в холодной воде, Сплошная, без разрывов, пленка воды на обезжиренной поверхности свидетельствует о хорошем качестве удаления жиров.Декапирование (анодную обработку) производят для удаления тончайших оксидных пленок с поверхности детали и обеспечения наиболее прочного сцепления гальванического покрытия с подложной. Эта операция непосредственно предшествует нанесению покрытия.При хромировании анодную обработку производят в основном электролите. Детали завешивают в ванну для хромирования и для прогрева выдерживают 1-2 мин без тока, а затем подвергают обработке на аноде в течении 30-45 с при анодной плотности тока 25-35 А/дм2. После этого не вынимая детали из электролита, переключают их на катод и наносят покрытие.В ряде случаев перед декапированием осталиваемые детали подвергают анодному анодному травлению. Анодному травлению перед декапированием подлежат детали, не подвергающиеся механической обработке. Травление в этом случае происходит в специальной ванне с хлористым электролите.Обработка деталей после нанесения покрытия включает следующие операции: нейтрализацию деталей от остатков электролита; промывку деталей в холодной и горячей воде; демонтаж деталей с подвесного приспособления и удаление изоляции; механическую обработку детали до требуемого размера; термическую обработку (при необходимости).Этот порядок выполнения заключительных операций сохраняется при нанесения покрытий из любых электролитов, однако конкретные процессы имеют некоторые особенности.Так, если детали подвергались хромированию, то их сначала промывают в ванне с дистиллированной водой (для улавливания электролита), а затем - в проточной воде, после чего погружают на 0,5-1 мин в 3-5%-ный раствор кальцинированной соды (для нейтрализации остатков электролита) и окончательно промывают в теплой воде. Затем детали снимают с подвесных приспособлений, удаляют с них изоляцию и сушат в сушильном шкафу при температуре 120-130С. В некоторых случаях для снятия внутренних напряжений в хромовых покрытиях детали проходят термообработку с нагревом до 180-200С в масляной ванне и выдержкой при этой температуре в течении 1-2 ч.Вообще сущность любого метода хромирования заключается в переносе ионов металла на ремонтируемую поверхность детали, которая является катодом. Любые способы хромирования протекают в ваннах в растворах электролитов (холодных и горячих).Хромирование саморегулирующемся электролите отличается от других видов тем, что при введении в электролит вместо серной кислоты трудно растворимых солей сернокислого стронция SrSO4 и кремнистого калия К2SiF6 в количестве, превышающем их растворимость, электролит становится устойчивым, так как автоматически поддерживается постоянная концентрация ионов SO4 и SiF6. При избытке в электролите указанных солей, превышающих их растворимость, часть солей будет находиться в растворе в виде диссоциированных ионов, а часть на дне ванны в виде твердой фазы. При изменении концентрации хромового ангидрида концентрация ионов SO4 и SiF6 будет автоматически поддерживаться постоянной за счет частичного растворения солей. Таким образом, необходимость в частых корректировках электролита отпадает. Применяется следующий состав электролита (г/л): хромовый ангидрид 200-300; сульфат стронция 5,5-6,5; кремнефторид калия 18-20. Плотность тока Dк=50-100 А/дм2; t=50-70 C; выход по току 17-18%.В саморегулирующимся электролите можно получать все три вида хромовых осадков. Скорость отложения осадка при плотности 60 А/дм2 и t=55-65 C достигает 45-50 мкм/ч.Вследствие агрессивности электролита свинцовая футировка ванны не пригодна из-за сильного растравливания. Хорошим материалом для ванн является нержавеющая сталь 1Х18Н9. В качестве материала для анодов применяют свинцово-оловянистые сплавы, из которых лучшим является припой ПОС-10. По причине агрессивного действия электролита на металл необходима тщательная защита поверхности деталей, не подлежащих хромированию. Изоляционными материалами здесь могут быть винипласт, полихлорвинил, плестиглас, а также специальные составы.В настоящее время разработаны и исследованы новые составы саморегулирующихся электролитов, значительно устраняющие недостатки сульфато-кремнефторидного электролита. Для примера привожу состав сульфато-кремнефторидного электролита с добавкой бихромата калия. (г/л): CrO3=250; SrSO4=6-8; K2SiF6=20; K2Cr2O7=110; режим хромирования Dк=30-100 А/дм2; t=40-70 C; выход по току 17-24%. При применении данного электролита получение блестящих осадков возможно при пониженных температурах и плотностях тока, коррозионная активность активность электролита значительно снижается. 2.3 Разработка технологического процессаПеред разработкой технологического процесса восстановления детали выбираю базы. Проводим основные операции по подготовке детали к восстановления.Разрабатываем схему технологического процесса. Последовательность операций устанавливают с учетом особенностей своей детали.Схема технологического процесса: |
05 | Моечная. Мойка и очистка валика от масла и грязи. | |
| Моечная машина. | |
10 | Дефектовочная. Выявление изношенных поверхностей | |
| Штангенциркуль, нутример. | |
15 | Наплавочная. Наплавка поверхности поверхности торцов нижней головки шатуна. | |
| Установка для автоматической наплавки. | |
20 | Предохранительная. Защита поверхностей от действия электролита. | |
| Установка для защиты винипластовыми материалами. | |
25 | Наращивающая. Наращивание торцов нижней головки шатуна | |
| Гальваническая ванна. | |
30 | Предохранительная. Защита поверхностей от действия электролита. | |
| Установка для защиты винипластовыми материалами. | |
35 | Наращивающая. Восстановление оверсти я верхней головки шатуна. | |
| Гальваническая ванна. | |
40 | Слесарная. Рассверливание и хонингование нижней головки шатуна после наплавки. | |
| Слесарный станок и инструмент. | |
45 | Шлифовальная. Шлифовка верхней и нижней головок шатуна. | |
| Круглошлифовальный станок. | |
50 | Токарный станок | |
|
Нормирование операций, связанных с восстановлением поверхностей детали. Техническая норма штучно-калькуляционного времени (в минутах) определяется по формуле:
tшк=to+ tв +tобс+tот+tп-з/n,
где to - основное технологическое время, необходимое для целенаправленного воздействия на деталь (время на хромирование или наплавку);
tв - вспомогательное время, затрачиваемое на установку и снятие детали, измерение размеров, подвод, отвод инструмента и т.д.;
tобс - время организационного и технологического обслуживания рабочего места;
tот - время на отдых и личные надобности работающего;
tп-з - время на подготовительные и заключительные работы, которое рассчитывают на партию деталей;
n - число деталей в партии.
Время (to+ tв) называется оперативным toп, а время (tобс+tот) - дополнительным и берется впроцентах от toп. Тогда
tшт=(1+к/100) toп,
где tшт - штучное время, мин;
к - коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места,%.
tшк= tшт+tп-з/n.
Нормирование операции хромирования цилиндрической поверхности.
Основное время нахождения деталей в ваннах (время наращивания металла), мин:
,
где h - толщина слоя покрытия 0,2мм;
- плотность осаждаемого металла 7,8;
Pк-катодная плотность тока, Рк=60 А/дм2;
С - электрохимический эквивалент с=0,324 г/А ч;
- выход по току =13%;
Вспомогательное время равно: ,
где - вспомогательное время, перекрывающееся основным,=0 мин;
- вспомогательное время, не перекрывающееся основным временем, =0,17 мин;
Норма времени на операцию, отнесенная к одной детали, равна:
Нормирование операции электроимпульной наплавки торцов нижней головки шатуна
Основное время при наплавке, мин:
,
где F - площадь поверхности 50 мм;
l - длина шва, 13мм;
- плотность осаждаемого металла 7,8;
Kп - коэффициент разбрызгивания металла 0,9;
С - электрохимический эквивалент с=0,324 г/А ч;
-выход по току =13%;
н - коэффициент расплавления 6 г/А ч;
I-сварочный ток, 200 А;
- коэффициент, учитывающий сложность работы (=1)
Вспомогательное время равно: мин.
Дополнительное время составляет 5% от оперативного времени (tо + tв)
Подготовительно-заключительное время принимают 15 мин на партию деталей. Норма времени на операцию, отнесенная к одной детали, равна:
мин
Оценка затрат на восстановление детали. Оценка затрат на восстановление методом хромирования в саморегулирующимся растворе электролита. Затраты на восстановление деталей группируются в себестоимости через следующие калькуляционные статьи:
где - стоимость расходных материалов,
= Км = 0,5 16,37=8,185 коп;
- основная заработная плата производителя,
=tшт Сч=57,6 17,053/60 = 16,37 коп;
- дополнительная заработная плата,
= KЗПд =0,15 16,37=2,45 коп;
- отчисления на социальное страхование:
=KCCТ (+) = 0,15 (16,37+2,45) = 2,82 коп;
- накладные цеховые расходы,
=Кцр =1 16,37=16,37 коп;
- общезаводские расходы,
= КОЗР =0,6 16,37=9,822 коп;
- расходы на эксплуатацию и содержание оборудования,
= КРС70 = 0,65х16,37=10,64 коп;
- прочие расходы,
=0,01 66,65=0,66 коп; 67,32 коп.
Оценка затрат на восстановление методом электроимпульсной наплавки.
Затраты на восстановление деталей группируются в себестоимости через следующие калькуляционные статьи:
где - стоимость расходных материалов,
= Км =1,1 0,95=1,05 коп;
- основная заработная плата производителя,
=tшт Сч=75,4 0,756/60 = 0,95 коп;
- дополнительная заработная плата,
= KЗПд =0,15 0,95=0,14 коп;
- отчисления на социальное страхование
=KCCТ (+) =0,15 (0,95+0,14) = 0,1635 коп;
- накладные цеховые расходы,
=Кцр =1 0,95=0,95 коп;
- общезаводские расходы,
= КОЗР =0,6 0,95=0,57 коп;
- расходы на эксплуатацию и содержание оборудования,
= КРС70 = 0,65х0,95=0,62 коп;
- прочие расходы,
=0,01 4,44 =0,044 коп;
4,48 коп.
ЗаключениеВ процессе выполнения курсовой работы были углублены и закреплены знания по дисциплине. Был выполнен расчёт для определённого задания и получены практические знания по проектированию процесса восстановления детали автомобиля. В соответствии с заданием на курсовую работу разработан технологический процесс восстановления шатуна двигателя ВАЗ-2108 и выбрано необходимое техническое оборудование, а также рассчитаны режимы и нормы времени на механическую обработку.Целью курсовой работы являлось повышение практических знаний по проектированию процесса восстановления детали автомобиля ВАЗ-2108.Задачами курсовой работы являлись: Обзор литературы по теме курсовой работы "Технология ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-2108".Изучение назначения, типов и видов кривошипно-шатунных механизмов.Составление технологии ремонта и восстановления шатуна автомобиля ВАЗ-2108.Современный этап научно-технического прогресса, да и любые другие исторические этап характеризующиеся серьёзными изменениями, происходящими в технике, технологии и организации производства, требуют от человека любой профессии мобильности трудовых функций, способности адаптироваться к новой, современной технике и технологии. Этого требует время, это необходимо для того, чтобы решить проблему социальной незащищённости выпускников школ и вузов.На основе проведенного исследования сформулируем следующие выводы: в результате данной работы нами разработана технология ремонта и восстановления шатуна автомобиля ВАЗ-2108 и разработана схема технологического процесса.Литература1. Автомобили. Под ред. А.В. Богатырева. - М.: Колос, 2001. - 496 с.
2. Автотранспорт. Эксплуатация. Обслуживание. Ремонт-журнал 2005-2007 г. г.
3. Болотов А.К., Лопарев, Л.А. Конструкция автомобилей. - М.: Колос, 2006. - 352 с.
4. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта. Подвижный состав и эксплуатируемые свойства. - М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 528 с.
5. Воловик Е.Л. "Справочник по восстановлению деталей", Колос, 1981.
6. Долгополов Б.П., Митротрохин, Н.Н., Скрипников, С.А. Методические указания по выполнению курсовой работы по курсу "Технология ремонта автомобилей и дорожных машин", Москва, 1996.
7. Дубина В.В. Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы двигателя внутреннего сгорания. / В.В. Дубина, Н.П. Чикунов. - Саранск: Изд-во Морд. ун-та, 2003. - 176 с.
8. Иншаков А.П., Карпов, А.М., Славкин, и др. Практикум по конструкции автомобилей. - Саранск: Изд-во Морд. ун-та, 2003. - 124 с.
9. Карагодин В.И., Митрохин, М.Н. Ремонт автомобилей и двигателей. - М.: Мастерство, Высш. шк., 2001. - 496 с.
10. Кутьков Г.М. Автомобили. Теория и технологические свойства. - М.: Колос С, 2004. - 504 с.
11. Малдык Н.В., Зелкин, А.С. Восстановление деталей машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1989 - 420 с.
12. Основы технологии производства и ремонта автомобилей: Метод. указания. / Сост. А.Д. Полканов, ВоГТУ: - Вологда, 1999 г.
13. Практикум по конструкции автомобилей / А.П. Иншаков, А.М. Карпов, В.И. Славкин и др., Под общ. ред. А.П. Иншакова. - Саранск: издательство Морд. ун-та, 2003. - 124 с.
14. Родичев, В.А. Устройство и техническое обслуживание легковых автомобилей. Учебник водителя автотракторных средств категории "В".3-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 80 с.
15. Справочник технолога авторемонтного производства. /Под редакцией Г.А. Малышева. - М.: Транспорт, 1977 г.
16. Шадричев, Е.А. "Основы технологии автостроения и ремонта автомобилей", Машиностроение, 1976.
17. Шестопалов, К.С. Легковые автомобили. М.: ДОСААФ, 1983. 208 с.
18. Шестопалов, С.К. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей. - М.: Профобриздат., 2001. - 544 с.
19. Ресурсы интернета: http://www.techno.stack.net - федеральный портал "Инженерное образование".
20. Ресурсы интернета: http://www.inauka.ru - портал "Известия науки".
21. Ресурсы интернета: http://www.w 45.ru - библиотека автомобилиста.
22. Ресурсы интернета: http: // www.2a2. ru - справочник по автомобилям.
23. Ресурсы интернета: http: // www. vaz-service. ru
