КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ШАТУНА ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ-21083, УСЛОВИЯ РАБОТЫ ДЕТАЛИ И ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Большое количество деталей автомобилей и агрегатов, поступающих в ремонт, в результате износа, усталости материала, механических и коррозионных повреждений утрачивают свою работоспособность. Однако лишь некоторые из этих деталей – наиболее простые и недорогие в изготовлении – утрачивают работоспособность полностью и требуют замены. Большинство деталей имеет остаточный ресурс и может быть использовано повторно после проведения сравнительно небольшого объёма работ по их восстановлению.

Восстановление деталей имеет большое народнохозяйственное значение. Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления. Затраты на восстановление деталей даже в условиях современных небольших авторемонтных предприятия составляют в зависимости от конструктивных особенностей и степени изношенности деталей 10…50% от стоимости новых деталей. При этом чем сложнее деталь и, следовательно, чем дороже она в изготовлении, тем ниже затраты на её восстановление.

При восстановлении деталей сокращаются также расходы, связанные с обработкой деталей, так как при этом обрабатываются не все поверхности деталей, а лишь те, которые имеют дефекты.

Значение восстановления деталей состоит также в том, что оно позволяет уменьшить потребности в производстве запасных частей. При восстановлении деталей достигается наибольшая экономия в расходовании сырьевых, энергетических и трудовых ресурсов. Особенно велико значение восстановления деталей в сокращении расхода металлов. Восстановление деталей позволяет также значительно сократить расходы энергетических и трудовых ресурсов.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ШАТУНА ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ-21083, УСЛОВИЯ РАБОТЫ ДЕТАЛИ И ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Шатун двигателя ВАЗ-21083 изготавливается из стали 40Н2МА (ГОСТ 4543-71), а крышка – из стали 40Х (ГОСТ 4543-71). Шатун соединён с крышкой двумя болтами, ввёрнутыми 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 шлицев, поэтому грязь, заусенцы 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...22 кгс·м. На шатуне и крышке вблизи стыка наносятся метки спаренности шатуна с крышкой.

В нижней головке шатуна имеется отверстие диаметром  мм под вкладыши подшипников, в верхней головке – отверстие диаметром  мм под бронзовую втулку. Внутренняя поверхность втулки окончательно обработана до диаметра  после запрессовки в отверстие верхней головки шатуна, при этом колебание размера для одного шатуна должно быть не более 0, 004 мм.

Шатун работает в очень сложных условиях. Это обусловлено кинематикой работы кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Сам стержень шатуна подвергается резким ударным нагрузкам, как на растяжение, так и на сжатие. Верхняя часть шатуна работает в среде с повышенным температурным режимом, поэтому верхняя головка шатуна (бронзовая втулка) чаше выходит из строя. Нижняя головка шатуна работает в среде с температурным режимом значительно меньшим, чем в верхней её части. Однако из-за вытягивания шатунных болтов, а также из-за перегрева двигателя, определённая часть шатунов имеет дефект – проворот вкладышей.

В процессе эксплуатации двигателя у шатунов возникают следующие неисправности:

1) износ верхней головки шатуна;

2) проворот шатунных вкладышей;

3) проворот верхней втулки шатуна;

4) изгиб и скручивание шатуна;

5) вытягивание резьбы.

Шатуны с указанными выше неисправностями восстанавливаются. Технологический процесс восстановления шатуна будет подробно рассмотрен в третьем разделе настоящей пояснительной записки.

ОПЕРАЦИЯ 010 – РАСТОЧНАЯ

Предусматривается обработка отверстия верхней головки шатуна в размер Ø  мм. Шероховатость поверхности R_a = 0, 8.

Оборудование:

Станок горизонтальный алмазно-расточной, мод.2712В.

Приспособление:

Приспособление для расточки, мод.9675Р-0002.

Инструмент режущий:

Резец специальный, мод.9673-103.

Инструмент измерительный:

Нутромер НИ 50...120 ГОСТ 9244-85.

Глубина резания при черновой обработке обычно равна всему припуску на обработку; при чистовой обработке с шероховатостью до R_a = 3, 2 глубина резания t = 0, 5...2, 06 мм, при R_a = 1, 6 и 0, 8 – t = 0, 1...0, 4 мм.

Подача выбирается из условия прочности державки резца и пластинки из твёрдого сплава, жёсткости обрабатываемой детали и прочности механизма станка. Согласно [5], подача для нашего случая составляет s = 0, 05 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле:

 

,

гдеC_v – коэффициент, зависящий от условий работы и механических качеств обрабатываемого материала и металла инструмента. Значения C_v представлены в справочных таблицах [5] и для нашего случая коэффициент равен C_v = 10, 8;

D = 56, 25 мм – диаметр обрабатываемой поверхности;

Т – среднее значение стойкости инструмента, мин. Согласно [5] принимаем Т = 110 мин;

t = 0, 125 мм – глубина резания;

s = 0, 05 мм/об – подача;

q = 0, 6, x = 0, 2, y = 0, 3, m = 0, 25 – показатели степени;

k_v – общий поправочный коэффициент, характеризующий конкретные условия эксплуатации. Согласно [5] принимаем k_v = 1, 0.

Подставляя значения в формулу 3.4, получим:

 м/мин.

Крутящий момент определяется по формуле:

 

,

 

гдеС_м – постоянная условий резания. Согласно [5] С_м = 90;

q = 1, 0, x = 0, 9, y = 0, 8 – показатели степени;

k_p – коэффициент, учитывающий отличные от табличных механические свойства обрабатываемого материала. Согласно [5] k_p = 1, 0.

Подставляя значения в формулу 3.5, получим:

 Н·м.

Осевая сила определяется по формуле:

 

,

гдеС_р – постоянная условий резания. Согласно [5] С_р = 378;

q = 0, x = 1, 3, y = 0, 7 – показатели степени.

Подставляя значения в формулу 3.6, получим:

 Н.

Основное время обработки определяется по формуле:

 

,

 

гдеL_p = 30 мм – длина обрабатываемой поверхности;

n = 1250 мин^-1 – частота вращения шпинделя станка.

Подставляя значения в формулу 3.7, получим:

 мин.

Штучное время определяется по формуле:

 

Т_шт = Т₀ + Т_у + Т_пер + Т_об ,

 

где Т_у – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин. Определяется эмпирическим путём. В нашем случае Т_у = 0, 88 мин;

Т_пер – вспомогательное время, связанное с переходом, мин. Определяется эмпирическим путём. В нашем случае Т_пер = 0, 23 мин;

Т_об – время обслуживания рабочего места, мин. Составляет 10% от (Т₀ + Т_у + Т_пер). В нашем случае Т_об = 0, 159 мин.

Подставляя значения в формулу 3.8, получим:

Т_шт = 0, 48 + 0, 88 +0, 23 + 0, 159 = 1, 749 мин.

ОПЕРАЦИЯ 025 – РАСТОЧНАЯ

Данной операцией предусматривается обработка ремонтной втулки верхней головки шатуна в размер Ø  мм. Шероховатость поверхности – R_a = 0, 4.

Оборудование:

Станок горизонтальный алмазно-расточной, мод.2712В.

Приспособление:

Приспособление для расточки, мод.9675Р-0002.

Инструмент режущий:

Резец специальный, мод.9673-103.

Инструмент измерительный:

Нутромер НИ 50...120 ГОСТ 9244-85.

Скорость резания определяется по формуле 3.4.

Данные для расчёта:

Коэффициент С_v = 28, 1.

Диаметр обрабатываемой поверхности D = 22 мм.

Глубина резания t = 0, 1 мм.

Показатели степени q = 0, 25; x = 0; y = 0, 55; m = 0, 125.

Среднее значение стойкости инструмента Т = 110 мин.

Подача s = 0, 05 мм/об.

Общий поправочный коэффициент k_v = 1, 0.

Подставляя значения в формулу 3.4, получим:

 м/мин.

Крутящий момент определяется по формуле 3.5.

Данные для расчёта:

Постоянная условий резания С_м = 12.

Показатели степеней q = 2, 0; x = 0; у = 0, 8.

Поправочный коэффициент k_p = 1, 0.

Подставляя значения в формулу 3.5, получим:

 Н·м.

Осевая сила определяется по формуле 3.6.

Данные для расчёта:

Постоянная условий резания С_р = 315.

Показатели степеней q = 1, 0; x = 0; y = 0, 8.

Остальные значения, см, формулу 3.6.

Подставляя значения в формулу 3.6, получим:

 кг.

Основное время обработки определяется по формуле 3.7.

Данные для расчёта:

Длина обрабатываемой поверхности L_p = 30 мм.

Частота вращения шпинделя станка n = 1250 мин^-1.

Подставляя значения в формулу 3.7, получим:

 мин.

Штучное время определяется по формуле 3.8.

Вспомогательное время на установку и снятие детали Т_у = 0, 88 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом Т_пер = 0, 23 мин.

Время обслуживания рабочего места Т_об = 0, 159 мин.

Подставляя значения в формулу 3.8, получим:

Т_шт = 0, 48 + 0, 88 +0, 23 + 0, 159 = 1, 749 мин.

ОПЕРАЦИЯ 035 – РАСТОЧНАЯ

Предусматривается обработка нижней головки шатуна под ремонтный размер Ø  мм. Шероховатость поверхности R_а = 0, 8.

Оборудование:

Станок горизонтальный алмазно-расточной, мод.2712В.

Приспособление:

Приспособление для расточки, мод.9675Р-0002.

Инструмент режущий:

Резец специальный, мод.9673-103.

Инструмент измерительный:

Нутромер НИ 50...120 ГОСТ 9244-65.

Скорость резания определяется по формуле 3.4.

Данные для расчёта:

Коэффициент C_v = 10, 8.

Диаметр обрабатываемой поверхности D = 52 мм.

Среднее значение стойкости инструмента Т = 110 мин.

Глубина резания t = 0, 25 мм.

Подача s = 0, 05 мм/об.

Показатели степеней q = 0, 6; x = 0, 2; y = 0, 3; m = 0, 25.

Общий поправочный коэффициент k_v = 1, 0.

Подставляя значения в формулу 3.4, получим:

 м/мин.

Крутящий момент определяется по формуле 3.5.

Данные для расчёта:

Постоянная условий резания C_м = 90.

Показатели степеней q = 1, 0; x = 0, 9; y = 0, 8.

Коэффициент k_р = 1, 0.

Подставляя значения в формулу 3.5, получим:

 кг·м.

Осевая сила определяется по формуле 3, 6.

Данные для расчёта:

Постоянная условий резания С_р = 378.

Показатели степеней q = 0; x = 1, 3; y = 0, 7.

Подставляя значения в формулу 3.6, получим:

 Н.

Основное время обработки определяется по формуле 3.7.

Данные для расчёта:

Длина обрабатываемой поверхности L_p = 30 мм.

Частота вращения шпинделя n = 1250 мин^-1.

Подставляя значения в фоюрмулу 3.7, получим:

 мин.

Штучное время определяется по формуле 3.8.

Вспомогательное время на установку и снятие детали Т_у = 0, 88 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом Т_пер = 0, 23 мин.

Время обслуживания рабочего места Т_об = 0, 159 мин.

Подставляя значения в формулу 3.8, получим:

Т_шт = 0, 84 + 0, 88 +0, 23 + 0, 159 = 1, 749 мин.

ОПЕРАЦИЯ 065 – СЛЕСАРНАЯ

Предусматривается калибровка резьбы шатуна.

Оборудование:

Стол слесарный, мод.0Рц-00.003.00.

Приспособление:

Тиски станочные ГОСТ 4045-87.

Инструмент:

Метчик М 10× 1, 25-7H ГОСТ 9522-80.

Калибровка резьбы выполняется вручную, основное время данной операции определено эмпирическим путём и составило t₀ = 0, 97 мин.

Штучное время определяется по формуле 3.8.

Вспомогательное время на установку и снятие детали Т_у = 0, 88 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом Т_пер = 0, 23 мин.

Время обслуживания рабочего места Т_об = 0, 208 мин.

Подставляя значения в формулу 3.8, получим:

Т_шт = 0, 97 + 0, 88 +0, 23 + 0, 208 = 2, 288 мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс восстановления шатуна двигателя ВАЗ-21083.

Для выполнения поставленной задачи были выявлены основные дефекты шатуна, возникающие при эксплуатации двигателя, указана методика их обнаружения и перечислен необходимый для этого измерительный инструмент.

Затем была предложена возможная технология восстановления шатуна, содержащая информацию о последовательности проведения ремонтных операций, их сущности, а также об оборудовании и инструменте, необходимом для их выполнения и контроля.

Особое внимание следует обратить на то, что контроль необходимо проводить не только при выходе шатуна из ремонта, но и после каждой технологической операции.

В заключительной части данного курсового проекта было разработано приспособление для расточки нижней головки шатуна, облегчающее работу слесаря-станочника и уменьшающее трудоемкость проведения данной операции.

ВВЕДЕНИЕ

Большое количество деталей автомобилей и агрегатов, поступающих в ремонт, в результате износа, усталости материала, механических и коррозионных повреждений утрачивают свою работоспособность. Однако лишь некоторые из этих деталей – наиболее простые и недорогие в изготовлении – утрачивают работоспособность полностью и требуют замены. Большинство деталей имеет остаточный ресурс и может быть использовано повторно после проведения сравнительно небольшого объёма работ по их восстановлению.

Восстановление деталей имеет большое народнохозяйственное значение. Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления. Затраты на восстановление деталей даже в условиях современных небольших авторемонтных предприятия составляют в зависимости от конструктивных особенностей и степени изношенности деталей 10…50% от стоимости новых деталей. При этом чем сложнее деталь и, следовательно, чем дороже она в изготовлении, тем ниже затраты на её восстановление.

При восстановлении деталей сокращаются также расходы, связанные с обработкой деталей, так как при этом обрабатываются не все поверхности деталей, а лишь те, которые имеют дефекты.

Значение восстановления деталей состоит также в том, что оно позволяет уменьшить потребности в производстве запасных частей. При восстановлении деталей достигается наибольшая экономия в расходовании сырьевых, энергетических и трудовых ресурсов. Особенно велико значение восстановления деталей в сокращении расхода металлов. Восстановление деталей позволяет также значительно сократить расходы энергетических и трудовых ресурсов.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ШАТУНА ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ-21083, УСЛОВИЯ РАБОТЫ ДЕТАЛИ И ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Шатун двигателя ВАЗ-21083 изготавливается из стали 40Н2МА (ГОСТ 4543-71), а крышка – из стали 40Х (ГОСТ 4543-71). Шатун соединён с крышкой двумя болтами, ввёрнутыми 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 шлицев, поэтому грязь, заусенцы 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...22 кгс·м. На шатуне и крышке вблизи стыка наносятся метки спаренности шатуна с крышкой.

В нижней головке шатуна имеется отверстие диаметром  мм под вкладыши подшипников, в верхней головке – отверстие диаметром  мм под бронзовую втулку. Внутренняя поверхность втулки окончательно обработана до диаметра  после запрессовки в отверстие верхней головки шатуна, при этом колебание размера для одного шатуна должно быть не более 0, 004 мм.

Шатун работает в очень сложных условиях. Это обусловлено кинематикой работы кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Сам стержень шатуна подвергается резким ударным нагрузкам, как на растяжение, так и на сжатие. Верхняя часть шатуна работает в среде с повышенным температурным режимом, поэтому верхняя головка шатуна (бронзовая втулка) чаше выходит из строя. Нижняя головка шатуна работает в среде с температурным режимом значительно меньшим, чем в верхней её части. Однако из-за вытягивания шатунных болтов, а также из-за перегрева двигателя, определённая часть шатунов имеет дефект – проворот вкладышей.

В процессе эксплуатации двигателя у шатунов возникают следующие неисправности:

1) износ верхней головки шатуна;

2) проворот шатунных вкладышей;

3) проворот верхней втулки шатуна;

4) изгиб и скручивание шатуна;

5) вытягивание резьбы.

Шатуны с указанными выше неисправностями восстанавливаются. Технологический процесс восстановления шатуна будет подробно рассмотрен в третьем разделе настоящей пояснительной записки.

123Следующая ⇒

Поделиться: