Введение
Применение для восстановления изношенных деталей современных методов нанесения покрытий и, в первую очередь, с использованием порошковых твердых сплавов способствует значительному повышению их долговечности. Организация восстановления изношенных деталей является не только важным резервом удовлетворения народного хозяйства запасными частями, но и существенным резервом повышения качества ремонта, а также снижения расходов материальных и трудовых ресурсов. Одной из наиболее сложных в изготовлении и ремонте деталей трактора Т-100М является коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания (ДВС), основной дефект которого - износ коренных и шатунных шеек. Процесс изнашивания коренных и шатунных шеек коленчатого вала ДВС является нежелательным, но неизбежным. Типовой технологический процесс восстановления коленчатых валов ДВС трактора Т-100М включает следующие операции: мойку, разборку и дефектацию коленчатого вала; проверку биения по средней шейке; правку коленчатого вала на прессе (при необходимости); установку пробок в отверстия масляных каналов вместо заглушек; шлифование коренных и шатунных шеек; контроль размеров коренных, шатунных шеек и радиуса кривошипа; полирование коренных и шатунных шеек; сборка коленчатого вала. Разборка коленчатого вала включает следующие операции: переднего и заднего выносных противовесов; изъятие заглушек и втулок центробежной очистки масла и внутренних полостей масляных каналов коленчатого вала. Правка коленчатого вала производится на прессе при наличии изгиба вала более 0,05 мм. Шейки коленчатого вала шлифуются на круглошлифовальных станках 3А432. В первую очередь шлифуются коренные шейки после установки коленчатого вала в центрах станка. Во вторую очередь шлифуются шатунные шейки. Для шлифования шатунных шеек коленчатый вал на станке устанавливается в центросместителях, обеспечивающих смещение
оси вала на величину радиуса кривошипа, который имеет размер (60±0, 5) мм, и совмещение оси шатунных шеек с осью шпинделя станка. Шлифование начинается с первой шатунной шейки, для шлифования следующей шейки вал поворачивается на угол 90°. Все коренные и шатунные шейки шлифуются под один ремонтный размер. После шлифования шейки подвергают полировке в течение одной минуты на полировальных станках полировальной лентой ЭБ 220 или пастой ГОИ № 10. Таким образом, на сегодняшний день коленчатые валы двигателя трактора Т-100М успешно ремонтируются в пределах своих ремонтных размеров путем шлифования. Но, стоит размерам вала выйти из ремонтных, как появляются трудности с наращиванием и упрочнением поверхностей. Изношенные валы с коренными и шатунными шейками, перешлифованные на все ремонтные размеры, но пригодные для
восстановления путем нанесения покрытий до номинальных размеров, составляют 65-75 %. В настоящее время на ремонтных предприятиях для восстановления коленчатых валов ДВС используют главным образом разновидности дугового способа наплавки под слоем флюса. Одним из наиболее универсальных методов и гибких технологических приемов воздействия на свойства обрабатываемых поверхностей как метод упрочнения вновь изготавливаемых деталей машин и восстановления деталей с большой степенью износа (0,5 мм и более), работающих в условиях интенсивного изнашивания, является плазменно-порошковая наплавка (ППН). В качестве материала при ППН коленчатых валов, работающих в условиях абразивного изнашивания, используются износостойкие порошковые наплавочные материалы, в структуре которых содержатся высокотвёрдые (карбиды, бориды и т.д.) фазы и относительно пластичная матрица. При постановке экспериментов по ППН наплавке коленчатых валов ДВС трактора Т-100М использовалась установка УД-209 на основе переделанного токарного станка для наплавки, выпрямитель сварочный ВДУ-506.
Для определения оптимальной величины размера производственной партии детали в стадии проектирования технологического процесса можно воспользоваться следующей формулой:
где N – производственная программа изделий в год;
n – число деталей в изделии;
t – необходимый запас деталей в днях для обеспечения производственного процесса.
Технологический процесс
Коленчатый вал у трактора Т-100М изготавливают из стали 30ХГТ, HRC 60-65 в зоне Б, в зоне В HRC 56.
При наличии трещин или обломов любого характера, а также при износе шейки под шестерню и ступицу шкива и по толщине более допустимого размера коленчатый вал бракуют.
Дефекты коленчатого вала:
- Изгиб вала;
- Износ маслосгонных канавок по диаметру ;
- Увеличение длинны шатунных шеек;
- Биение6 торцевой поверхности фланца;
- Износ коренных и шатунных шеек;
- Изной шейки под шестерню и ступицу шкива.
Выбираю дефект: Изной шейки под шестерню и ступицу шкива.
Виды выполняемых работ
Токарная операция
А. Установить деталь и зафиксировать в станке.
Б. Снять деталь.
1). Точить с диаметра 44,5 до диаметра 42,5 на длину 114 мм.
1.1.2 Наплавочная операция
А. Наплавить с диаметра 42,5 до диаметра 47,5 на длину 114 мм.
Б. Снять деталь.
1.1.3 Токарная операция
А. Установить деталь и зафиксировать в станке.
1). Точить с диаметра 47,5 до диаметра 46,2 на длину 114 мм.
Б. Снять деталь.
1.1.4 Шлифовальная операция
А. Установить деталь и зафиксировать в станке.
1). Шлифовать с диаметра 46,2 до диаметра 46 на длину 114 мм.
Б. Снять деталь.
1.2.1 Токарная операция
Машинное время при точении Тм, мин., вычисляем по формуле:
Тм= (1.1)
где =3,14;
Д – длина обрабатываемой детали, мм;
L – длина пути резца;
I – число проходов;
V – скорость резания, м/мин;
S – подача, мм/мин.
Расчетная длина обрабатываемой поверхности вычисляется по формуле:
L=l+l1+l2 (1.2)
L=114+2=46;
где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;
l1 – величина врезания в мм;
l2 – величина перебега в мм.
Вспомогательное время Тв, мин, вычисляем по формуле:
Тв=tв1+tв2; (1.3)
где tв1 – время затрачиваемое на установку и снятие детали, tв1=1,8;
tв2 – время связанное с переходом, мин, tв2=1,3;
Тв=1,8+1,3=3,1
Оперативное время Топ, мин, вычисляем по формуле:
Топ= Тм+ Тв (1.4)
Топ=0,321+3,1=3,42;
Дополнительное время Тдоп, мин, вычисляем по формуле:
Тдоп= (1.5)
Тдоп=
Штучное время Тшт, мин, вычисляем по формуле:
Тшт=Тм+Тв+ Тдоп (1.6)
Тшт=0,321+3,1+0,2=3,62;
где Тм – машинное время;
Тв – вспомогательное время.
Техническую норму времени Тн, мин, определяем по формуле:
Тн=Тшт+ (1.7)
Тн=3,62+
где Тпз – подготовительно-заключительное время, мин, Тпз=14;
х – количество деталей в партии, х=8.
1.2.2 Наплавочная операция
Машинное время при точении Тм, мин., вычисляем по формуле:
Тм= (2.8)
где =3,14;
Д – длина обрабатываемой детали, мм;
L – длина пути резца;
V – скорость резания, м/мин;
S – подача, мм/мин.
Вспомогательное время Тв, мин, вычисляем по формуле:
Тв=tв1+tв2; (2.9)
где tв1 – время затрачиваемое на установку и снятие детали;;
tв2 – время связанное с переходом, мин;
Тв=1
Оперативное время Топ, мин, вычисляем по формуле:
Топ= Тм+ Тв (2.10)
Топ=6,19+1=7,19;
Дополнительное время Тдоп, мин, вычисляем по формуле:
Тдоп= (2.11)
Тдоп=
Штучное время Тшт, мин, вычисляем по формуле:
Тшт=Топ+Тдоп в (2.12)
Тшт=7,16+1+0,43=8,59; (2.13)
Техническую норму времени Тн, мин, определяем по формуле:
Тн=Тшт+ (2.14)
Тн=8,59+
где Тпз – подготовительно-заключительное время, мин, Тпз=20;
х – количество деталей в партии, х=8.