Реферат Технология ремонта шатуна автомобиля ваз 2108
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
РЕФЕРАТ
Работа 30 с, 10 рис., 1 табл., 7 формул, 23 источников
АНАЛИЗ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, УСЛУГА, ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛИ, КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ, ДВИГАТЕЛЬ, АВТОМОБИЛЬ
Объектом работы является кривошипно-шатунный механизм автомобиля ВАЗ-21140.
Предметом работы является освоение технологии ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-21140.
Целью курсового исследования является изучение технологического процесса восстановления детали автомобиля ВАЗ-21140.
В процессе работы применялся аналитический метод исследования, использовалась: техническая документация, нормативные акты техническая литература.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: рассмотреть устройство автомобиля; изучить назначение, типы и виды кривошипно-шатунного механизма; разработать технологического процесса по восстановлению кривошипно-шатунного механизма автомобиля; определить годовую программу технологического процесса восстановления детали.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. 3
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АСПЕКТЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИМЛЯ.. 4
1.1 Устройство автомобиля ваз-21140. 4
1.2 Назначение, типы и виды кривошипно-шатунного механизма. 5
1.3 Кривошипно-шатунный механизм двигателя ваз 21140. 9
2. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ШАТУНА АВТОМОБИЛЯ 14
2.1 Технология восстановительного ремонта шатуна. 14
2.2 Определение годовой программы технологического процесса восстановления детали. 19
2.3 Разработка технологического процесса. 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 29
Введение.
В 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.
Целью курсового исследования является повышение практических знании по проектированию процесса восстановления детали автомобиля ВАЗ-21140.
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-21140.
Для наибольшей эффективности освоения материала по технологии ремонта кривошипно-шатунного механизма автомобиля ВАЗ-21140 будет регулярно применяться на занятиях по машиноведению, а также при изучении теории практической работы.
Методами курсовой работы построения задач служат:
- Применение технологии ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-21140 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-21140.
- Детальное изучение кривошипно-шатунного механизма автомобиля ВАЗ-21140.
- 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-21140 посредством машиноведения может быть использована в каждой общеобразовательной школе.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АСПЕКТЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИМЛЯ.
1.1 Устройство автомобиля.
Двигатель- четырёхтактный, бензиновый с распределённым впрыском топлива.
Трансмиссия- однодисковое, сухое с диафрагменной нажимной пружиной. Привод выключения сцепления тросовый, беззазорный. Коробка передач пятиступенчатая, с синхронизаторами на всех передачах переднего хода Главная передача цилиндрическая, косозубая. Дифференциал конический, двухсателлитный. Привод передних колёс валами с шарнирами равных угловых скоростей.
Ходовая часть. Передняя подвеска независимая, с телескопическими амортизационными стойками, с винтовыми цилиндрическими пружинами, нижними поперечными рычагами с растяжками и стабилизатором поперечной устойчивости. Задняя подвеска с винтовыми цилиндрическими пружинами, телескопическими гидравлическими амортизаторами двустороннего действия и продольными рычагами, упруго соединенными поперечной балкой. Колеса размер обода дисковые, штампованные 5J-13H2. Шины- размер шин радиальные, низкопрофильные, бескамерные 165/70R13, 175/70R13.
Рулевое управление. Тип рулевого управления - травмобезопасный, с регулируемым наклоном рулевой колонки. Рулевой механизм- шестерня-рейка. Рулевой привод две тяги с резинометаллическими шарнирами со стороны рулевого механизма и шаровыми шарнирами со стороны поворотных рычагов.
Тормоза. Рабочая тормозная система: передний тормозной механизм дисковый, с подвижным суппортом и автоматической регулировкой зазора между диском и колодками. Задний тормозной механизм барабанный, с самоустанавливающимися колодками и автоматической регулировкой зазора между колодками и барабаном . Тормозной привод гидравлический двухконтурныи с диагональным разделением контуров, с вакуумным усилителем и регулятором давления. Стояночный тормоз ручной, с тросовым приводом на колодки тормозных механизмов задних колес.
Электрооборудование- однопроводная, отрицательный полюс иточников питания соединен с "массой". Номинальное напряжение 12В. Аккумуляторная батарея 6СТ-55А, зарядом 55 А-ч. Генератор переменного тока со встроенным выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения. Стартер дистанционного управления с электромагнитным включением и муфтой свободного хода.
Кузов ВАЗ-21104 хэтчбек, цельнометаллический, несущей конструкции, пятидверный .
1.2 Назначение, типы и виды кривошипно-шатунного механизма.
Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.
Типы и виды КШМ.
а) 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.
а)
рис 1- Кривошипно-шатунный механизм.
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.
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.
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.
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.
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.
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 смазкн поршневого пальца; 14 верхняя головка шатуна; 15 — стержень.
Кольца бывают двух видов: компрессионные, служащие для исключения утечки газа из надпоршневого пространства и маслосъемные, предназначенные для удаления масла со стенок цилиндров.
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.
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.
1.3 Кривошипно-шатунный механизм двигателя ВАЗ 21140
N=54,3 л.с. при n=5600 об/мин
Max частота вращения клеенчатого вала = 7,94 кгс·м
Диаметр поршня: D=76 мм
Ход поршня: S=60,6 мм
Радиус кривошипа: R=30,3 мм
Степень сжатия: е=9,0
Кривошипно-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. Поршень 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.
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 (уплотняюших) 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.
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 масляною насоса); 28. Зубчатый шкив привода распределительного вала; 29. Шкив привода генератора: 30. А.Маркировка категории поршня по отверстию для поршневою пальца: 31. В.Маркировка класса поршня по наружному диаметру; 32. С. Маркировка ремонтною 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).
Двигатель ВАЗ 21140
1. Коленчатый вал; 2. Крышка первою коренного подшипника; 3. Шкив привода распределительного вала; 4. Шкив привода генератора; 5. Передний сальник коленчатого вала; 6. Масляный насос; 7. Шатун; 8. Передняя защитная крышка зубчатого ремня; 9. Поршень; 10. Впускной клапан; 11. Выпускной клапан; 12. Ремень привода распределительного вала; 13. Шкив распределительного вала; 14. Задняя защитная крышка зубчатого ремня; 15. Сальник распределительного вала; 16. Передний корпус подшипников распределительного вала: 17. Распределительный вал; 18. Сетка маслоотделителя системы вентиляции картера; 19. Крышка головки цилиндров; 20. Крышка маслоотделителя; 21. Задний корпус подшипников распределительного вала; 22. Эксцентрик привода топливного насоса; 23. Датчик-распределитель зажигания; 24. Корпус вспомогательных агрегатов; 25. Отводящий патрубок рубашки охлаждения; 26. Свеча зажигания; 27. Головка цилиндров; 28. Блок цилиндров; 29. Держатель с задним сальником коленчатого вала: 30. Маховик: 31. Кронштейн с опорой передней подвески двигателя; 32. Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач и сцеплением); 33. Кронштейн с опорой левой подвески двигателя; 34. Кронштейн с опорой задней подвески двигателя; 35. Опора передней подвески двигателя; 36. Кронштейн передней подвески двигателя; 37. Масляный картер; 38. Указатель уровня масла; 39. Пробка отверстия для слива масла из картера; 40. Кронштейн левой подвески двигателя; 41. Опора левой подвески двигателя; 42. Кронштейн задней подвески двигателя; 43. Опора задней подвески двигателя.
Блок цилиндров. Все цилиндры двигателя объединены вместе с верхней частью картера в один общий узел блок цилиндров, отлитый из специального высокопрочного чугуна. При такой компоновке обеспечивается прочность конструкции, жесткость, компактность и уменьшается масса двигателя. Протоки для охлаждающей жидкости сделаны по всей высоте блока цилиндров, что улучшает охлаждение поршней и поршневых колец и уменьшает деформации блока цилиндров от неравномерного нагрева. Цилиндры блока по диаметру подразделяются на пять классов через 0,01 мм, обозначаемых буквами А, В, С, D. Е. Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны быть одного класса. При ремонте цилиндры могут быть расточены и отхонингованы под увеличенный диаметр поршней на 0, 4 и 0, 8 мм. Снизу блок цилиндров закрывается стальным штампованным картером 37. Картер имеет перегородку для успокоения масла. Между масляными картером и блоком цилиндров установлена прокладка из пробкорезиновой смеси. К заднему торцу блока цилиндров крепится картер сцепления. Точное расположение картера относительно блока цилиндров и соосность коленчатого вала и первичного вала коробки передач обеспечивается двумя центрирующими втулками, запрессованными в блок цилиндров. Головка цилиндров 27 общая для четырех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава, имеет камеры сгорания клиновидной формы. В головку запрессованы направляющие втулки клапанов и седла, изготовленные из чугуна. Седла, предварительно охлажденные в жидком азоте, вставлены в гнезда нагретой головки цилиндров. Благодаря этому обеспечивается надежная и прочная посадка седел в головке. Между головкой и блоком цилиндров установлена специальная безусадочная прокладка на металлическом каркасе. Головка центрируется на блоке цилиндров двумя втулками и крепится к нему десятью болтами. В верхней части головки цилиндров расположены пять опор под шейки распределительного вала 17. Опоры выполнены разъемными. Верхняя половина находится в корпусах подшипников 16 и 21 (переднем и заднем), а нижняя в головке цилиндров. Установочные втулки корпусов подшипников распределительного вала размещены у шпилек крепления корпусов. Отверстия в опорах обрабатываются в сборе с корпусами подшипников, поэтому они невзаимозаменяемы, и головку цилиндров можно заменять только в сборе с корпусами подшипников.
2. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ШАТУНА АВТОМОБИЛЯ.
2.1 Технология восстановительного ремонта шатуна
Краткое 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'
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
Бронзовую втулку из верхней головки выпрессовывают при износе отверстия во втулке более
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
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 -
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
Для расточки отверстия в нижней головке шатуна на корпус 19 устанавливают съемную приставку 6 установочной втулки 5 в базовое отверстие диаметром 130+0'
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 -
После наплавки отверстие нижней головки шатуна хонингуют до получения номинального размера 93+0>
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'
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 шатуна.
Наружный диаметр Д втулки для расточенного на ремонтный размер отверстия в шатуне должен быть 56,25
Бронзовую втулку запрессовывают с натягом 0,05-
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
Оси отверстий должны лежать в одной плоскости, отклонение не более
Расстояние между осями должно быть 280±
2.2 Определение годовой программы технологического процесса восстановления детали.
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-
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 70-80°С, 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 120-130°С. В некоторых случаях для снятия внутренних напряжений в хромовых покрытиях детали проходят термообработку с нагревом до 180-200°С 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 процесса
Перед 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;
g - плотность осаждаемого металла 7,8;
Pк-катодная плотность тока, Рк=60 А/дм2;
С - электрохимический эквивалент с=0,324 г/А ч;
h - выход по току h=13%;
Вспомогательное время равно:
где
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
l - длина шва, 13мм;
g - плотность осаждаемого металла 7,8;
Kп - коэффициент разбрызгивания металла 0,9;
С - электрохимический эквивалент с=0,324 г/А ч;
h-выход по току h=13%;
aн - коэффициент расплавления 6 г/А ч;
I-сварочный ток, 200 А;
Вспомогательное время равно:
Дополнительное время составляет 5% от оперативного времени (tо + tв)
Подготовительно-заключительное время
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
Оценка затрат на восстановление методом электроимпульсной наплавки.
Затраты на восстановление деталей группируются в себестоимости через следующие калькуляционные статьи:
где
Заключение
В 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-21140 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-21140.
Задачами курсовой работы являлись:
Обзор литературы по теме курсовой работы "Технология ремонта шатуна автомобиля ВАЗ-21140".
Изучение назначения, типов и видов кривошипно-шатунных механизмов.
Составление технологии ремонта и восстановления шатуна автомобиля ВАЗ-21140.
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-21140 и разработана схема технологического процесса.
Литература
1. Автомобили. Под ред. А.В. Богатырева. - М.: Колос, 2001. - 496 с.
2. Автотранспорт. Эксплуатация. Обслуживание. Ремонт-журнал 2005-
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,
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,
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
