Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53

Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53

Реферат


Пояснительная записка содержит: 38 листов, 3 рисунка, 10 таблиц, 4 источника, 1 приложение.

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ, ОПЕРАЦИИ, НАПЛАВКА, НОРМЫ ВРЕМЕНИ, РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ.

Объектом исследования является коленчатый вал ЗМЗ-53 изготовленный из ВЧ-50-15.

Цель работы – разработать технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53.

В процессе работы были выбраны: рациональный способ восстановления, разработаны режимы восстановления, определены нормы времени выполнения операций, проведена технико-экономическая оценка технологического процесса восстановления.

Область применения - автоколонна, ремонтное предприятие.

Эффективность проекта обусловлена научным подходом к решению поставленных задач и его экономической целесообразностью.

Содержание


Введение

1. Краткое описание детали, принцип работы и возможные неисправности

2. Выбор средств измерения

3. Определение дефектов деталей и коэффициентов их повторяемости

4. Построение гистограммы распределения износов

5. Выбор рационального способа восстановления

6. Расчет основных режимов нанесения покрытия

6.1. Сущность способа восстановления наплавкой под легирующим флюсом по оболочке

6.2. Разработка режимов восстановления

7. Расчет режимов механической обработки нанесенного покрытия

8 Определения норм времени выполнения операции

9. Технико-экономическая оценка технологического процесса восстановления коленчатого вала двигателя ЗМЗ-53

Список использованных источников

Введение


В новых условиях хозяйствования, когда в сельскохозяйственном производстве после капитального ремонта эксплуатируются более 50 % тракторов и 75 % двигателей, необходимо увеличивать темпы технического перевооружения производственных, перерабатывающих и других отраслей АПК. В связи с этим важное значение имеет повышение качества и надежности выпускаемых машин, уровня их технического обслуживания и ремонта, включая организацию и проектирование ремонтно-обслуживающего производства. Однако с ростом балансовой стоимости сельскохозяйственной техники существенно увеличиваются и затраты на ее ремонт. Следовательно, встает задача снижения этих затрат за счет повышения качества и надежности изготовления и капитального ремонта машин.

Наиболее важный фактор снижения затрат – высокое качество капитального ремонта машин. Улучшения качества ремонтных работ можно добиться, с одной стороны, за счет модернизации устаревшего ремонтно-технологического оборудования и совершенствования технологий ремонта на крупных предприятиях, а с другой – за счет увеличения уровня концентрации ремонта разномарочных агрегатов и машин, имеющих близкие по характеру дефекты и конструктивно-технологические свойства (использование принципов узловой и технологической специализации), и углубления профессиональной специализации.

В системе мер по снижению затрат на ремонт важное значение имеет рациональный выбор способа восстановления изношенных деталей. Как известно, в настоящее время существует огромное количество различных методов нанесения покрытий и их последующей обработки. Основная задача предприятий ремонтного производства – оснащение производственных подразделений современным энергосберегающим оборудованием и внедрением ресурсосберегающих технологий ремонта. При этом необходимо добиваться того, чтобы затраты на внедрение новых технологий не приводили бы к значительным экономическим издержкам. Этого можно достичь путем предварительной тщательной дефектации часто изнашиваемых деталей и последующим грамотным назначением всех операций технологического процесса восстановления. Кроме того, необходимо сочетать преимущества агрегатного (обезличенного) метода ремонта с необезличенным методом ремонта, когда не происходит раскомплектовки прецизионных пар трения. Это позволяет достичь наибольшего ресурсосбережения и высокой экономии денежных средств.

Краткое описание детали, принцип работы и возможные неисправности


Коленчатый вал - важнейшая деталь двигателя. Он воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который через маховик передается на трансмиссию.

Коленчатый вал двигателя СМД-62 выполняется литым из высокопрочного чугуна (НВ 153-245).

Чугуны с шаровидным графитом применяют при повышенных требованиях к прочности; их обрабатывают в расплавленном состоянии присадками магния или церия, что придает графиту шаровидную форму и тем самым сильно уменьшает внутреннюю концентрацию напряжений. Предел выносливости высокопрочных чугунов с шаровидным графитом при средних размерах сечений приближается к пределу выносливости стали 45 и до двух раз выше, чем у обычного чугуна СЧ20 с пластинчатым графитом; модуль упругости (1, 6... 1, 9)105 МПа.

Чугун с шаровидным графитом может успешно заменять стальные отливки и поковки, а также ковкий чугун.

Повышение механических свойств чугунов позволяет применять их вместо сталей для деталей, работающих в условиях значительных переменных напряжений.

Характерным примером таких деталей являются коленчатые валы двигателей многих современных тракторов и автомобилей. В коленчатых валах пониженные механические свойства чугунов по сравнению с таковыми для термически обработанных сталей компенсируются более совершенной формой литых валов, существенно меньшей чувствительностью к концентрации напряжений, большим демпфированием колебаний в чугуне и меньшим модулем упругости, что уменьшает дополнительные напряжения от смещения опор. Для трущихся деталей в условиях ненапряженного режима работы и при непрерывном смазывании допустимо применение антифрикционного чугуна по ГОСТ 1585—85.

В таблице 1 приведены механические свойства чугуна с шаровидным графитом (ГОСТ 7293–85)


Таблица 1- Механические свойства чугуна с шаровидным графитом

Марка чугуна Временное сопротивление, МПа Условный предел текучести, МПа Относительное удлинение, %, не менее Твёрдость НВ
ВЧ50 500 320 7 153…245

Коленчатый вал состоит из опорных коренных шеек, шатунных шеек, щек и противовесов. На переднем конце вала выполнены шпоночные канавки для крепления распределительной шестерни и шкива привода вентилятора. В торце вала сделано нарезное отверстие для ввертывания маховика. В центре фланце высверлено углубление для установки подшипника ведущего вала коробки передач.

Коленчатый вал двигателя СМД-62 является V-образный с четырьмя шатунными шейками, расположенными под углом 90°. Причем у такого коленчатого вала число коренных шеек на одну больше, чем шатунных. Такой вал называется полноопорным.

Коленчатый вал работает в условиях периодических нагрузок от сил давления газов, сил и моментов инерции, которые в совокупности вызывают значительные скручивающие и изгибающие моменты, а также крутильные продольные колебания вала, создающие при резонансе дополнительные напряжения.

Основные дефекты коленчатых валов: изгиб, износ посадочных мест и шпоночных канавок под шестерню или шкив вала, повреждение или износ резьбы под храповик; износ отверстий или резьбы во фланце для крепления маховика, износ шеек и т. д. Коленчатые валы выбраковывают при трещинах и отслаивании металла на поверхностях шеек, если их нельзя устранить шлифованием под ремонтный размер или при любых трещинах в щеках вала. Коленчатый вал также выбраковывают при износе коренных и шатунных шеек, выходящем за пределы последнего ремонтного размера.

Коренные и шатунные шейки изнашиваются неравномерно. Шатунные шейки в результате износа по окружности приобретают эллипсность, а по длине конусность.

Наибольший износ шатунных шеек наблюдается по лини поверхности, обращенной к оси вала. Коренные шейки, как правило, по длине изнашиваются равномерно, а по окружности на овал.

2 Выбор средств измерения


При выборе средств измерения учитываются их метрологические и экономические показатели. Обобщающим показателем при выборе инструмента является погрешность при измерении. В общем случае должно выполнятся следующее условие:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53, (1)


где ΔLim – суммарная погрешность средства измерения (по таблицам соответствующего ГОСТа, см. прил. 8, 9), мкм;

δ – допускаемая погрешность измерения, мкм.

Допускаемая погрешность измерения показывает, на сколько можно ошибиться при измерении размера заданной точности в меньшую или большую стороны, т.е. имеет знаки Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53δ.

При расчете в курсовом проекте в учебных целях значения δ примем 20 % (для 10…17 квалитета) от значения допуска на изготовление.

Выбираем микрометр 0кл. МК-25-75 ГОСТ 6507-90 и штангенциркуль ШЦ-1-125 ГОСТ 166-74, прибор индикаторный ИЧ-02 кл.0 ГОСТ-577-68.

После расчета и подбора измерительных инструментов в курсовом проекте описывается каждый измерительный инструмент и его применение для выбранного объекта ремонта

3 Определение дефектов деталей и коэффициентов их повторяемости


Исходными данными для определения дефектов детали и коэффициентов их повторяемости являются размеры исследуемых поверхностей новой детали по чертежу, допустимые размеры детали в соединении с бывшими в эксплуатации деталями и с новыми.

Перед проведением расчетов необходимо произвести замеры исследуемых поверхностей у 50 – 60 изношенных деталей. Измеряемая поверхность должна быть тщательно очищена от загрязнений. Для измерений выбирают инструмент согласно методике, изложенной в [1].

В нашем случае имеется три дефекта:

- износ шатунных шеек;

- износ шейки под шестерню;

- износ коренных шеек.

Размер шатунных шеек:

- по чертежу dн = 60-0,013 мм.

- допустимый размер без ремонта

в соединении с новыми деталями – 59,987 мм.

Замерен диаметр у 50 шатунных шеек, получены следующие результаты:

58,12; 58,33; 58,30; 58,31; 58,13;

58,16; 58,16; 58,10; 58,12; 58,36;

58,15; 58,08; 58,15; 58,30; 58,42;

58,36; 58,46; 58,36; 58,10; 58,31;

58,38; 58,24; 58,12; 58,30; 58,17;

58,32; 58,38; 58,39; 58,11; 58,04;

58,12; 58,14; 58,38; 58,27; 58,12;

58,45; 58,16; 58,38; 58,17; 58,26;

58,13; 58,03; 58,43; 58,43; 58,03;

58,43; 58,13; 58,12; 58,43; 58,33.


Значения износов определяем по формулам:

- для валов И = dmin - dизм;

- для отверстия И = Dизм - Dmax,

где dизм и Dизм – измеренный диаметр соответственно вала и отверстия, мм;

dmin и Dmax – соответственно наименьший и наибольший предельные размеры вала и отверстия.

Для шатунных шеек dmin = 60 - 0,013 = 59,987 мм.

Тогда величины износов составят:

И1 = 59,987 - 58,12 = 1,867 мм; И2 = 59,987 - 58,33 = 1,657 мм;

И3 = 59,987 - 58,30 = 1,687 мм; И4 = 59,987 - 58,31 = 1,677 мм.

Остальные вычисления износов для сокращения не приводим, а результаты представим в сводной таблице 2 (вариационном ряде) информации, в которой полученные расчетом износы расположены в порядке их возрастания.


Таблица 2 Сводная ведомость по износам шатунных шеек

детали

Износ, мм

детали

Износ, мм

детали

Износ, мм

1

2

3

4

5

6

1

1,527

21

1,687

41

1,867

2

1,537

22

1,687

42

1,867

3

1,557

23

1,687

43

1,867

4

1,557

24

1,717

44

1,877

5

1,557

25

1,727

45

1,887

6

1,557

26

1,747

46

1,887

7

1,567

27

1,817

47

1,907

8

1,597

28

1,817

48

1,947

9

1,607

29

1,827

49

1,957

10

1,607

30

1,827

50

1,957

11

1,607

31

1,827

12

1,607

32

1,837

1

2

3

4

5

6

13

1,627

33

1,837

14

1,627

34

1,847

15

1,627

35

1,857

16

1,657

36

1,857

17

1,657

37

1,857

18

1,667

38

1,867

19

1,677

39

1,867

20

1,677

40

1,867


Размер шеек под шестерню:

- по чертежу dн = Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 мм.

- допустимый размер без ремонта

в соединении с новыми деталями – 40,009 мм.

Замерен диаметр у 50 шеек под шестерню, получены следующие результаты:


39,32; 39,33; 39,30; 39,31; 39,33;

39,26; 39,06; 39,30; 39,12; 39,36;

39,25; 39,38; 39,15; 39,30; 39,12;

39,36; 39,16; 39,36; 39,10; 39,31;

39,32; 39,32; 39,36; 39,30; 39,38;

39,34; 39,36; 39,38; 39,36; 39,37;13;

39,33; 39,39; 39,25; 39,27; 39,36;

39,33; 39,33; 39,23; 39,43; 39,33;

39,23; 39,08; 39,34; 39,38; 39,63.


Для шеек под шестерню dmin = 40 + 0,009 = 40,009 мм.

Результаты вычисления износов шеек под шестерню представим в сводной таблице 3.

Таблица 3- Сводная ведомость по износам шеек под шестерню

детали

Износ, мм

детали

Износ, мм

детали

Износ, мм

1

0,379

21

0,679

41

0,829

2

0,579

22

0,679

42

0,849

3

0,619

23

0,679

43

0,859

4

0,629

24

0,679

44

0,879

5

0,629

25

0,689

45

0,889

6

0,629

26

0,689

46

0,889

7

0,629

27

0,689

47

0,909

8

0,639

28

0,689

48

0,929

9

0,649

29

0,699

49

0,929

10

0,649

30

0,699

50

0,949

11

0,649

31

0,709

12

0,649

32

0,709

13

0,649

33

0,709

14

0,649

34

0,709

15

0,649

35

0,739

16

0,649

36

0,749

17

0,669

37

0,759

18

0,669

38

0,759

19

0,679

39

0,779

20

0,679

40

0,779


Размер шеек под шестерню

- по чертежу dн = Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 мм.

- допустимый размер без ремонта

в соединении с новыми деталями – 69,987 мм.

Замерен диаметр у 50 коренных шеек, получены следующие результаты:


68,57; 68,97; 68,80; 68,95; 68,83;

68,56; 68,36; 68,51; 68,52; 68,96;

68,51; 68,58; 68,25; 68,45; 68,35;

68,56; 68,96; 68,51; 68,44; 68,01;

68,31; 68,54; 68,22; 68,85; 68,57;

68,51; 68,48; 68,49; 68,24; 68,75;

68,51; 68,52; 68,58; 68,17; 68,62;

68,55; 68,86; 68,81; 68,35; 68,56;

68,23; 68,53; 68,11; 68,02; 68,47;

68,41; 68,07; 68,42; 68,54; 68,07.


Для коренных шеек dmin = 70 – 0,013 = 69,987 мм.

Результаты вычисления износов коренных шеек представим в сводной таблице 4.


Таблица 4-Сводная ведомость по износам коренных шеек

детали

Износ, мм

детали

Износ, мм

детали

Износ, мм

1

2

3

4

5

6

1

1,017

21

1,447

41

1,737

2

1,027

22

1,457

42

1,747

3

1,027

23

1,467

43

1,757

4

1,037

24

1,467

44

1,767

5

1,127

25

1,477

45

1,817

6

1,137

26

1,477

46

1,877

1

2

3

4

5

6

7

1,157

27

1,477

47

1,917

8

1,177

28

1,477

48

1,917

9

1,187

29

1,477

49

1,967

10

1,237

30

1,497

50

1,977

11

1,367

31

1,507

12

1,407

32

1,517

13

1,407

33

1,537

14

1,417

34

1,547

15

1,417

35

1,567

16

1,427

36

1,577

17

1,427

37

1,627

18

1,427

38

1,637

19

1,437

39

1,637

20

1,447

40

1,677

Определяем коэффициент повторяемости дефекта по формуле:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53, (2)


где Кi – коэффициент повторяемости i-го дефекта детали;

ni – число деталей, размеры поверхностей которых выходят за поле допуска на изготовление или на ремонтный размер изделия;

N – общее число замеренных деталей.

В нашем примере из табл. 3 ni = 50 деталей, так как у нас все детали изношенные, тогда по (3) получим:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53


Аналогично рассчитываются коэффициенты повторяемости для остальных дефектов.

4 Построение гистограммы распределения износов


Для построения гистограммы распределения износов необходимо первоначально составить статистический ряд информации. Он представляет собой таблицу, куда входят следующие характеристики: интервалы, середины интервалов, частота и опытная вероятность (частость). Вся информация по износам разбивается на интервалы, количество которых определяется по формуле:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53, (3)


где N – общее число измеренных деталей.

В нашем примере


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53.


Протяженность одного интервала определяем по соотношению:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53, (4)


где Иmax и Иmin – соответственно наибольшее и наименьшее значение износов (берется из таблицы 2). Подставим значения для шатунных шеек, получим:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 мм.


Протяженность интервала всегда округляют в большую сторону, тогда А=0,07 мм. Интервалы должны быть одинаковыми по величине и прилегать друг к другу без разрывов. Число интервалов и их протяженность используется для построения первой строки статистического ряда (таблица 5). Вторая строка статистического ряда представляет собой середину каждого интервала. Например, для первого интервала она составит:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 мм.


где И1, И2 –износы границ интервала, мм.

Для второго интервала середина определится как:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 мм.


Аналогично определяются остальные середины интервалов. Результаты сводятся в таблицу 4. Третья строка статистического ряда показывает частоту, то есть сколько деталей попадает в каждый интервал износов (исходные данные берутся из таблицы 2). При этом если на границе двух интервалов окажется несколько деталей с равным износом, то их поровну распределяют между этими интервалами. Четвертая строка статистического ряда показывает значения опытных вероятностей (частостей), которые определяются по формуле:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53, (5)


где mj – опытная частота в i-ом интервале,

N – общее число замеренных деталей.


Например, Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53, Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 и т.д.

Таблица 5-Статистический ряд

Показатель Интервал, мм

1,527-1,597

1,597

-

1,667

1,667

-

1,737

1,737

-

1,807

1,807

-

1,877

1,877

-

1,947

1,947

-

2,017

Середина интервала

Исрj, мм

Частота

Опытная вероятность Рj


1,562

8

0,16



1,632

11

0,22



1,702

8

0,16



1,772

1

0,02



1,842

18

0,36



1,912

5

0,1



1,982

3

0,06



Данные таблицы 5 используют для построения графиков, наглядно характеризующих опытное распределение случайной величины (в данном случае износов шатунных шеек): гистограммы и полигона.

Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53

Рисунок 1 Гистограмма и полигон распределения износов шатунных шеек.

Аналогично рассчитываются статистические показатели для других дефектов детали и строятся гистограммы и полигоны распределения износов.

Рассчитаем статистические показатели для шеек под шестерню.

Протяжённость одного интервала для шеек под шестерню:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 мм.

Округляем в большую сторону, получим А=0,09 мм. Построим статистический ряд (таблица 6).


Таблица 6-Статистический ряд

Показатель Интервал, мм

0,379-0,469

0,469

-

0,559

0,559

-

0,649

0,649

-

0,739

0,739

-

0,829

0,829

-

0,919

0,919

-

1,009

Середина интервала

Исрj, мм

Частота

Опытная вероятность Рj


0,424

1

0,02



0,514

0

0



0,604

15

0,3



0,694

27

0,54



0,784

3

0,06



0,874

7

0,14



0,964

3

0,06



По данным таблицы 6 строим гистограмму и полигон распределения износов шеек под шестерню.

.Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53

Рисунок 2 Гистограмма и полигон распределения износов шеек под шестерню.


Рассчитаем статистические показатели для коренных шеек.

Протяжённость одного интервала для шеек под шестерню:

Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 мм.


Округляем в большую сторону, получим А=0,14 мм.

Построим статистический ряд (таблица 7).


Таблица 7-Статистический ряд

Показатель Интервал, мм

1,017-1,157

1,157

-

1,297

1,297

-

1,437

1,437

-

1,577

1,577

-

1,717

1,717

-

1,857

1,857

-

1,997

Середина интервала

Исрj, мм

Частота

Опытная вероятность Рj


1,087

7

0,14



1,227

4

0,08



1,367

9

0,18



1,507

18

0,36



1,647

5

0,1



1,787

5

0,1



1,927

5

0,1



По данным таблицы 7 строим гистограмму и полигон распределения износов шеек под шестерню.


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53

Рисунок 3 Гистограмма и полигон распределения износов коренных шеек.

5. Выбор рационального способа восстановления детали


Как правило, изношенные поверхности деталей могут быть восстановлены несколькими способами. В каждом конкретном случае необходимо выбрать самый рациональный из них для обеспечения наилучших экономических показателей. Это зависит от конструктивно-технологических характеристик детали (формы, размера, материала, термообработки, поверхностной твердости и шероховатости), условий ее работы (характера нагрузки, рода и вида трения) и величины износа, а также стоимости восстановления.

Для учета названных факторов рекомендуется последовательно использовать три критерия:

технологический критерий, или критерий применимости;

технический критерий (критерий долговечности);

3) технико-экономический критерий (отношение себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности).

Первый учитывает, с одной стороны, особенности поверхностей, а с другой – технологические возможности способов восстановления. После выявления возможных способов, исходя из технологических соображений, применяют технический критерий, то есть отбирают те методы, которые обеспечивают наибольший последующий межремонтный ресурс этих поверхностей. Эта оценка производится по коэффициенту долговечности КД, который в общем случае представляет собой функцию трех других коэффициентов:


КД=f (КИ КВ КСЦ), (6)


где КИ – коэффициент износостойкости,

КВ – коэффициент выносливости,

КСЦ – коэффициент сцепляемости,

f – поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстановления деталей в условиях эксплуатации (f = 0,8…0,9). Для количественной оценки критерия долговечности необходимо иметь информацию по техническим ресурсам детали. Получение этих данных в процессе эксплуатации машин занимает много времени. К тому же не представляется возможным выявить основные физико-химические свойства восстановленных и новых деталей, которые определяют их долговечность. При получении указанных параметров на практике применяют методы ускоренных лабораторно-стендовых испытаний на надежность. Чтобы получить достоверную информацию, необходимо проводить испытания соответствующих деталей и соединений при одинаковых режимах нагрузки, скоростях относительного скольжения, температурах рабочих поверхностей и смазочных материалах. Оптимальным признается способ, имеющий минимальный технико-экономический показатель, равный отношению себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 (7)


где СВ – себестоимость восстановления поверхности, руб.;

КД – коэффициент долговечности восстанавливаемой поверхности.

Себестоимость восстановления СВ определяется из выражения:


СВ = СУ S (8)


где СУ – удельная себестоимость восстановления, руб./дм2;

S – площадь восстанавливаемой поверхности, дм2.

У коленчатого вала поверхности шатунных и коренных шеек могут быть восстановлены следующими способами: вибродуговая наплавка в жидкости, двухслойная наплавка под легирующим слоем флюса, плазменная металлизация, наплавка под легирующим флюсом по оболочке.

Предварительно отобранные методы восстановления для изношенных поверхностей сравниваются по значению технико-экономического показателя и сводятся в таблицу 8.


Таблица 8-Технико-экономическая характеристика способов восстановления шатунных шеек, шеек под шестерню и коренных.

де-фекта

Наименова-ние дефекта

Характеристика способов восстановления

Коэф. долго-вечнос-ти

Уд. себе-стоимость, Су, руб./дм

Площадь восстанов-ления, дм2

Технико-экономч. показа-тель, Св/Кд, руб.

1

Износ поверхности шатунных шеек

Вибродуговая наплавка в жидкости 0,53 17 3,918 125,66


Двухслойная наплавка под слоем флюса 0,80 24 3,918 117,5


Наплавка под легирующим флюсом по оболочке 0,80 24 3,918 117,5

2

Износ поверхности шейки под шестерню

Вибродуговая наплавка в жидкости 0,53 17 0,6049 19,4


Двухслойная наплавка под слоем флюса 0,80 24 0,6049 12,85


Наплавка под легирующим флюсом по оболочке 0,80 24 0,6049 12,85

3

Износ поверхности коренных шеек

Вибродуговая наплавка в жидкости 0,53 17 3,297 105,75


Двухслойная наплавка под слоем флюса 0,80 24 3,297 98,91


Наплавка под легирующим флюсом по оболочке 0,80 24 3,297 98,91

Несмотря на одинаковые технико-экономические показатели последних двух способов, наиболее приемлемым является способ под легирующим слоем флюса по оболочке.

Достоинство этого способа является отсутствие пор и трещин, высокие прочностные характеристики и простое, доступное по цене оборудование.

При испытании на усталостную и статическую прочность на машине УП-50 конструкции ЦНИИМАШ, лучшими характеристиками обладали образцы, восстановленные именно этим способом.

6 Расчет основных режимов нанесения покрытия.


6.1 Сущность способа восстановления наплавкой под легирующим флюсом по оболочке.


Сущность способа заключается в следующем. Деталь обвертывают металлической оболочкой из листовой стали, плотно прижимают оболочку к поверхности детали с помощью специального приспособления и сваркой в среде углекислого газа прихватывают ее в стыке. После удаления приспособления производят автоматическую наплавку под флюсом непосредственно по металлической оболочке.

Технические требования при наплавке под легирующим флюсом по оболочке:

- твердость шеек после наплавки HRC 56-62;

- масляные каналы и грязеуловители должны быть очищены;

- овальность и конусность шеек не более Ra 0,2-0,4;

- биение средней коренной шейки относительно крайних не более 0,02 мм;

- не параллельность осей шатунных и коренных шеек не более 0,012 мм.

При наплавке выбираем проволоку Св.-08, ГОСТ-2246-70; флюс АН-348-А, ГОСТ-9087-69 по оболочке.


6.2 Разработка режимов восстановления


Основные режимы наплавки.

Сварочный ток выбираем по эмпирической формуле:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53, (9)

где D - диаметр детали, мм.

Для шатунных и коренных шеек, с диаметром 60 мм и 70 мм соответственно, сварочный ток принимаем:


Iсв = 40 (3,91…4,12) = 156,4…164,8 А


Принимаем Iсв = 160 А.

Напряжение при наплавке принимаем U = 20…21 В.

Диаметр проволоки dпр = 1,6 мм.


Для шейки под шестерню, с диаметром 40 мм, сварочный ток принимаем:


Iсв = 40·3,41 = 136,4 А


Принимаем Iсв = 140 А.

Напряжение при наплавке принимаем U = 18…20 В.

Диаметр проволоки dпр = 1,2 мм.


Скорость наплавки определяется по формуле:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53, м/ч, (10)


где αН – коэффициент наплавки, г/А·ч (при наплавке постоянным током обратной полярности αН = 10 - 12 г/А·ч);

I – сила тока, А;

h – толщина наплавляемого слоя, мм;

S – шаг наплавки, мм;

γ – плотность электродной проволоки, г/см3 (γ = 7,85 г/см3).

Скорость наплавки

для шатунных шеек:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 м/ч,


для коренных шеек:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 м/ч,


для шеек под шестерню:


Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53 м/ч.


Принимаем скорость наплавки VН = 29…32

Похожие рефераты: