K005229 Курсовая работа Анализ технического состояния изделия

Содержание

Реферат……………………………………………………………………………………..….…3

Ведение………………………………………………………………………………..……….…4

Анализ технического состояния изделия  

Обзор технологических методов восстановления и повышения и повышения износостойкости детали. Постановка цели и задач проектирования………………………...5

Служебное назначение и техническая характеристика изделия и детали…..……….7

 Анализ рабочего чертежа и технических требований на изготовление детали..…...8

Анализ карты дефектов и технических условий на контроль-сортировку детали…9

Виды изнашивания основных соединений………………………………………..…..10

Тип производства и определение размера партии деталей при восстановлении…..11

Разработка технологического процесса восстановления и повышения износостойкости детали    

Выбор способов и средств устранения дефектов (с альтернативными вариантами) и методов обработки поверхностей. Разработка ремонтного чертежа. Оценка ремонтной технологичности детали………………………………………………………………………..12

Разработка маршрутно-операционного технологического процесса восстановления и повышения износостойкости детали (1-2 варианта)………………………….………..…..17

Проектирование технологических операций восстановления и отделочно-упрочняющей обработки поверхностей детали с разработкой структуры операции, схем обработки, базирования и установки по переходам………………......……………….……..26

Выбор оборудования и средств технологического оснащения по вариантам…..….26

Выбор и расчет режимов обработки, сил и мощности резания, припусков на обработку, межоперационных размеров, их припусков и допусков …………………...…..28

Нормирование операций……...………………………………………………………..36

Выбор оптимального варианта технологического процесса по себестоимости..…..

Проектирование оборудования, приспособлений и инструментов (выбор и расчёт структурных, кинематических, силовых схем; расчёты на прочность, жесткость, точность; компоновка и конструирование)……………………………………….……………………...56

Специальный вопрос: метод повышения износостойкости………………………….56

Заключение……………………………………………………………………………….……..59

Список литературы……………………………………………………………………….…….60

Реферат

Пояснительная записка содержит:  страниц , таблиц, чертежей

КРЫШКА ПОДШИПНИКА, ГАЗ,  ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ,  ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ, МАРШРУТНО-ОПЕРАЦИОННАЯ КАРТА, ВИБРОДУГОВАЯ НАПЛАВКА, ФАБО, ЗАВАРКА,ВИБРОНАКАТЫВАНИЕ, ОБОРУДОВАНИЕ, СЕБЕСТОИМОСТЬ, НОРМИРОВАНИЕ.

В курсовом проекте разработаны 2 варианта технологического процесса восстановления и повышения износостойкости крышки подшипника первичного вала автомобиля ГАЗ.

 1 вариант технологического процесса: восстановление способом вибродуговой наплавки, повышения износостойкости методом вибронакатывания шариком.

 2 вариант технологического процесса: восстановление способом вибродуговой наплавки, повышения износостойкости методом ФАБО.

Произведен выбор оптимального варианта технологического процесса восстановления (вибродуговая наплавка) по себестоимости.

Введение

Ремонт автомобилей является объективной необходимостью, которая обусловлена техническими и экономическими причинами.

Во-первых, потребности народного хозяйства в автомобилях частично удовлетворяют пути эксплуатации отремонтированных автомобилей. Во-вторых ремонт обеспечивает дальнейшее использование тех элементов автомобилей, которые не полностью изношены. В результате сохраняется значительный объем прошлого труда. В-третьих, ремонт способствует экономии материалов, идущих на изготовление новых автомобилей. При восстановлении деталей расход металла в 20-30 раз ниже, чем при их изготовлении. [1 с. 2]

Многочисленные исследования показывают, что первый КР, как правило, по всей слагаемым экономической эффективности затрат общественного труда выгоднее приобретение новой машины. Это объясняется двумя важными обстоятельствами.

Фактические затраты на капитальный ремонт (КР) большинства видов машин и оборудования обычно не превышают 30-40% их балансовой стоимости. Повторные же ремонты обходятся значительно дороже. [1 с. 3]

Большинство видов машин подвергаются первому КР, как правило, до поступления нормального износа. Исследования и практика показывают, что более половины агрегатов поступают на КР с недоиспользованным ресурсом (на 40-70%) по значительному числу сопряжений. При обезличенном методе ремонта остаточный ресурс этих агрегатов утрачивается, так как на сборку поступает комплект деталей с различными остаточными ресурсами.

Применение узлового ремонтного производства создают условия, позволяющие использовать многие научно-технические достижения, что может служить основой снижения затрат на восстановление деталей, повышения их качеств.

В настоящем курсовом проекте разработаны 2 варианта технологического процесса восстановления и повышения износостойкости полуоси заднего моста автомобиля ГАЗ.

1 вариант технологического процесса: восстановление способом вибродуговой наплавки, повышения износостойкости методом вибронакатывания.

 2 вариант технологического процесса: восстановление способом вибродуговой наплавки повышения износостойкости методом ФАБО.

Произведен выбор оптимального варианта технологического процесса восстановления (вибродуговая наплавка) по себестоимости.

1 Анализ технического состояния изделия

1.1 Обзор технологических методов восстановления и повышения и повышения износостойкости детали. Постановка цели и задач проектирования

Накатка микрорельефа шариком с применением вибрации(вибронакатывание).

Универсальный метод обработки поверхностей детали путём холодной пластической деформации, с целью образования регулярных микрорельефов. Это позволяет улучшить качество эксплуатации, свойства, повысить долговечность и надёжность пар трения. С целью повышения износостойкости на поверхности трения наносят неглубокие канавки для размещения смазочного материала. Канавки выполняют с помощью вибронакатыванием закаленным шариком, установленным в резцедержателе. Инструменту придают движение подачи и дополнительное движение от вибратора. Изменяя амплитуду и частоту колебаний вибратора, получают требуемый рисунок на поверхности детали. Распространение получили рисунки, с непересекающимися канавками, с не полностью пересекающимися и со сливающимися канавками. Возможно также вибронакатывание внутренних и плоских поверхностей. Канавки одновременно упрочняют поверхность.

Финишная антифрикционная безабразивная обработка( ФАБО).

Сущность технологического процесса ФАБО состоит в том, что стальные и чугунные детали после окончательной традиционной обработки (резание, шлифование, полирование и др.) покрывают тонким слоем (1-5 мкм) латуни, бронзы, медных сплавов определенного состава.

Покрытие производят путем трения латунного, медного или бронзового прутка (инструмента) о поверхность детали, смазывая при этом поверхность трения технологической жидкостью. При трении материал прутка (инструмента) переносится на стальную (или чугунную) поверхность детали.

Для того чтобы наносимый слой латуни был сплошным и ровным, необходимо, чтобы поверхность детали не имела окисных и масляных пленок, а материал инструмента пластифицировался поверхностно-активным веществом в процессе нанесения покрытия. Давление при трении должно обеспечивать полное прилегание поверхностей инструмента к поверхности детали. При таких условиях перенос материала инструмента на деталь происходит сплошным слоем, состоящим из очень мелких частиц, хорошо сцепленных как со стальной (или чугунной) поверхностью, так и между собой.

С этой целью детали, подлежащие ФАБО, обезжиривают, зачищают шлифовальной шкуркой, а сам процесс ФАБО производят при смазывании обрабатываемой поверхности технологической жидкостью, например глицерином. Глицерин в результате малой адсорбционной способности не препятствует непосредственному контакту, а значит, схватыванию металлических поверхностей при трении. В то же время при повышенной температуре, возникающей при трении, он восстанавливает окисные пленки как на стали, так и на инструменте, что способствует схватыванию и улучшению условий переноса материала инструмента.

Шероховатость поверхности после ФАБО деталей практически не отличается от исходной шероховатости.

ФАБО поверхностей деталей, представляющих тела вращения (болты, оси, втулки и др.) можно проводить с помощью простейшего приспособления на обычном токарно-винторезном станке.

1.1 Служебное назначение и техническая характеристика ТС и детали

Крышка подшипника первичного вала, деталь № 53-1701040, изготавливается из серого чугуна СЧ 18 ГОСТ 1412-85. Деталь является крышкой шарикового подшипника первичного вала коробки передач и предназначена для предупреждения осевого перемещения первичного вала коробки передач, и для слива масла, поступающего с маслосгонной резьбы в картер коробки передач. Обеспечивает соосность первичного вала с осью шарикоподшипника, установленного во фланце коленчатого вала. Относится к классу «Полые стержни». Крышка подшипника первичного вала работает в условиях трения, в сопровождении вибрации, и цикличных изменений температур. [1, с ]. Термической обработке деталь не подвергается.

Габаритные размеры: длина – 102 мм, диаметр – 116мм. М асса детали – 0,7 кг.

Технические требования

Размер по рабочему чертежу шейки под муфту выключения сцепления - 44  мм. Допустимая нецилиндричность должна быть не более 0,07 мм. Шероховатость поверхности шейки под муфту выключения сцепления должна быть в пределах Ra=1,25-1 мкм.

      Размер по рабочему чертежу фланца по наружному диаметру - 116  мм. Допустимое радиальное биение относительно отверстия под шарикоподшипник – не более 0,04 мм. Шероховатость поверхности фланца по наружному диаметру должна быть в пределах Ra=10-5 мкм (чертеж детали).

 Узел состоит из корпуса 8 в котором смонтирован первичный вал 1, изготовленный вместе с шестерней 5. Передний конец вала опирается на шарикоподшипник 2, установленный в выточке коленчатого вала, задний – на шарикоподшипник, установленный в стенке картера. На шлицах первичного вала крепится ведомый диск сцепления 14.На первичном валу установлена муфта 10.Шарикоподшипник 2 крепится гайкой 9, от проворачивания защищает стопорное кольцо 12. Так же на вал надевается крышка 3 вместе с манжетой 11 и прокладкой 15, которая крепится четырьмя болтами 4. На крышку 2 надевается выжимной подшипник 13.

1.3 Анализ рабочего чертежа и технических требований на изготовление детали

На рабочем чертеже имеются достаточное количество проекций, размеров и сечений для выявления и понимания конструкции детали. В достаточном количестве проставлены размеры и допуски, шероховатость поверхностей. Все технические требования размещены выше основной надписи и пронумерованы, что соответствует требованиям ЕСКД.

Точность поверхностей, в основном, соответствует поставленной шероховатости.

Поверхность 〖∅44〗_(-0,115)^(-0,075) мм

Т_D=-0,075+0,115=0,04 мм=40 мкм;

IT9 [2] стр.42;

Ra = 1,25 мкм [4] стр.68;

 Rчерт. = 1,25 мкм.

Представленная на чертеже шероховатость для 〖∅44〗_(-0,115)^(-0,075) мм соответствует точности размера IT9.

Поверхность 〖∅35,18〗^(+0,10) мм

Т_D=0,10-0=0,10 мм=100 мкм;

IT10 [2] стр.42;

Ra = 6,3 мкм [4] стр.68;

 Rчерт. = 6,3 мкм.

Представленная на чертеже шероховатость для 〖∅35,18〗^(+0,10)  мм соответствует точности размера IT10.

Поверхность 〖∅8,5〗_(+0,24)^(+0,36)мм

Т_D=0,36-0,24=0,12 мм=120 мкм;

IT11 [2] стр.42;

Ra = 6,3 мкм [4] стр.68;

 Rчерт. = 6,3 мкм.

Представленная на чертеже шероховатость для ∅8,5±0,05 мм соответствует точности размера IT11.

Поверхность 〖∅116〗_(-0,05)^(-0,01)мм

Т_D=-0,01-(-0,05) мм=40 мкм;

IT9 [2] стр.42;

Ra = 3,2 мкм [4] стр.68;

Rчерт. = 3,2 мкм. Представленная на чертеже шероховатость для 〖∅116〗_(-0,05)^(-0,01)мм соответствует точности размера IT9.

1.4 Анализ карты дефектов и технических условий на контроль-сортировку детали

В процессе эксплуатации, крышки подшипника первичного вала автомобиля ГАЗ возможны появления дефектов указанных в карте дефектов с учетом технических условий на её контроль и сортировку [5] стр.279:

Обломы и трещины на крышке. Устанавливаются при внешнем осмотре. При их обнаружении деталь браковать.

Износ шейки под муфту выключения сцепления. Для установления дефекта использовать микрометр 25-50 мм. Номинальный размер 〖∅44〗_(-0,115)^(-0,075). Допустимый размер без ремонта 43,8 мм. Допустимый размер для ремонта менее 43,8 мм. Ремонт заключается в вибродуговой наплавке.

Износ отверстия с маслосгонной резьбой. Для установления дефекта использовать пробка 35,65 мм. Номинальный размер 〖∅35,18〗^(+0,10). Допустимый размер без ремонта 35,65 мм. Браковать при размере более 35,65 мм.

4.Износ отверстия под болты. Для установления дефекта использовать пробку 9,2 мм. Номинальный размер 8,5 мм. Допустимый размер без ремонта 9,2 мм. Допустимый размер для ремонта более 9.2 мм.  Ремонтировать: заварка.

5. Износ фланца по наружному диаметру. Для установления дефекта использовать микрометр 100-150 мм. Номинальный размер 〖∅116〗_(-0,05)^(-0,01). Допустимый размер без ремонта 115,9 мм. Допустимый размер для ремонта менее 115,90 мм. Ремонтировать: вибродуговая наплавка.

Принимаем к восстановлению дефекты № 2 , № 4 и №5, то есть: износ шейки под муфту, износ отверстия под болты и износ фланца.

1.5 Виды изнашивания основных соединений

Абразивный износ

Сущность абразивного износа заключается в разрушении металла твердыми зернами абразива при пластическом деформировании и микрорезании трущихся поверхностей. Абразивный износ является ведущим для машин и оборудования горно – рудного производства, строительной, дорожной, почвообрабатывающей техники, инструмента производства кирпича, бетона и т.д.

Такому виду изнашивания подвергаются крышка подшипника первичного вала.

Адгезионный износ

Износ при трении двух металлических поверхностей под нагрузкой происходит в условиях пластической деформации металла в точках контакта. Развитие деформации сопровождается сближением поверхностей в плоть до активизации сил сцепления между атомами контактирующих металлов и возникновением адгезии на ограниченных участках. Многократное повторение адгезионных связей с последующим их разрушением и отделением частиц металла составляет сущность адгезионного изнашивания. Этот вид износа происходит в подшипниках скольжения (коленчатые валы, оси, пальцы ковшевых цепей, ходовые части различных машин).

Такому виду изнашивания подвергаются крышка подшипника первичного вала.

Усталостный износ

Износ при поверхностной усталости возникает в результате периодического действия напряжений сдвига при контактных объемах металла. При длительном циклическом действии напряжений в поверхностном слое металла образуются усталостные трещины. Близкорасположенные трещины объединяются, что приводит к отделению тонких чешуек металла. Износ характерен для пар трения качения и скольжения (рельсовые пути ж/д транспорта,  подкрановые пути грузоподъемных механизмов, детали и узлы горнодобывающего оборудования).

Усталостному изнашиванию подвергается подшипник выключения сцепления и крышка подшипника первичного вала.

1.6 Тип производства и определение размера партии деталей при восстановлении

Тип производства задан в исходных данных на курсовой проект– мелкосерийное. В соответствии с этим в зависимости от массы детали до 200 кг годовая программа выпуска при мелкосерийном производстве от 1000 до 5000 единиц в год. [7] стр. 27.

При равномерной загрузке по месяцам в течении года размер периодически повторяющейся партии будет равен:

П=N_г/12=(1000÷5000)/12=84÷417  (дет.)/(мес.)

2Разработка технологического процесса восстановления и повышения износостойкости детали