Ремонт штовхача клапана

Вступ


Знос деталі – зміна її розмірів, форми або стани її поверхонь під впливом навантажень. Прискорений знос найчастіше виникає із-за порушення правил експлуатації і техобслуговування двигуна і приводить до передчасного виходу його з ладу.

Поточний ремонт двигуна – усунення дрібних несправностей, що виникають в процесі експлуатації автомобіля.

Середній ремонт – часткове розбирання двигуна і відновлення або заміна зношених деталей (наприклад, ремонт головки блоку циліндрів).

Капітальний ремонт двигуна – процес повного відновлення його експлуатаційних характеристик, що включає зняття з автомобіля і повне розбирання двигуна, ремонт головки блоку циліндрів (ГБЦ), колінчастого валу і (або) блоку циліндрів, і заміну або відновлення всіх зношених деталей, вузлів і агрегатів. З необхідністю проведення капітального ремонту двигуна стикаються багато автовласників. Якість ремонту і запасних частин – основні чинники, від яких залежить ресурс двигуна після відновлення.

Основні поняття

Ресурс двигуна – тривалість його праці (пробіг) до приходу в непридатний для нормальної експлуатації стан, що не усувається регулюванням (падіння потужності, збільшення витрати масла і палива, токсичності відпрацьованих газів, погіршення пускових властивостей і т.д.). Величина ресурсу визначається швидкістю зносу деталей двигуна. Більшість іноземних двигунів мають ресурс 250–300 тис. км. і більш, вітчизняні, як правило, – близько 150 тис. км. Для того, щоб двигун відпрацював закладений в нього ресурс, необхідне дотримання правил експлуатації, встановлених виробником автомобіля.


1. Конструктивно-технологічна характеристика деталі


Параметри Значення параметрів
Назва деталі Штовхач клапана
Номер за каталогом 21 – 1007055 – А 3
Можливий спосіб виготовлення Гаряче кування з наступною механічною та термічною обробкою робочих поверхонь
Місце встановлення на автомобілі Двигун, ГРМ
Види навантажень, яким підлягає деталь під час експлуатації Тертя робочих поверхонь із змащуванням моторними оливами
Клас деталі Круглі стержні
Матеріал Сталь 15КП ГОСТ 1050–60
Границя міцності 60 кг/см

Дефектні поверхні:


Номер, назва: штовхач1

Форма: стержень

Твердість:HRC 35–40

Розміри з граничними відхиленнями, мм.

25-0.02-0.008


Номер, назва: штовхач1

Форма: стержень

Твердість: HRC 35–40

Розміри з граничними відхиленнями, мм

25-0.02-0.008

Вимоги до форми та взаємного розташування поверхонь Биття на поверхності 0,02 мм.

2.Технічні умови на дефектування деталі


Див. ремонтне креслення Деталь: штовхач клапана

№ деталі: 21–1007055-а-А3

Матеріал:

Сталь 15КП

Твердість:

HRC 35–40

Позначення на ескізі Найменування дефектів Спосіб встановлення дефекту та вимірювальний інструмент Розміри, мм Заключення



Номінальний Допустимий без ремонту Допустимий для ремонту
1 Зношення юбки штовхача Приспосіблення для сортування деталі по зносу

25-0,022-0,0008


Не менше 25,1 мм Наплавлювання.
2

Зношення,

задири,

викришування,

маленька стружка на сферичній поверхні п’яти штовхача

Шаблон 54,3 мм.

Сфера

R=750


Довжина штохача не менше

54,3 мм

Ремонтувати. Шліфуванням п’яти до получення сфери R=750 мм. Бракувати при довжині не менше 54,3 мм.

3. Технічні умови на ремонт деталі


Якщо на штовхачі клапана є обломи або тріщини любого характеру і розміщення то він бракується.

Штовхач клапана підлягає ремонту при наявності таких дефектів:

1. Зношення юбки штовхача не менше 25,1 мм

2. Зношення, задири, викришування, маленька стружка на сферичній поверхні п’яти штовхача

3. Зношення внутрішньої сферичної поверхні.


4. Перелік дефектів деталі, причини їх виникнення


Дефекти деталі Причини виникнення

Спрацьованість юбки штовхача

Спрацьованість сферичної частини штовхача

Втома металу; експлуатація з навантаженнями, які перевищують допустимі; місцевий раптовий перегрів чи переохолодження; порушення правил виконання розбирально-складальних

робіт.

Результат природнього спрацювання,

абразивне спрацьовування.


5. Розрахунок і обґрунтування розміру партії деталей


Певна кількість деталей одного найменування, які одночасно ремонтуються, називається партією деталей. Розмір партії встановлюють залежно від виду ремонту, масштабу ремонтного виробництва, норми запасу деталей на складі, коефіцієнта ремонту і від виробничої програми.

Розмір партії деталей повинен забезпечувати безперервність складання автомобілів при найменшій нормі часу на ремонт або виготовлення деталі.

Місячна потреба у відновлених деталях Х, шт.


Х = N Ремонт штовхача клапана K Ремонт штовхача клапана n / 12; [11]


Де N – річна виробнича програма підприємства, капітальних ремонтів;

К – коефіцієнт ремонту;

– n – кількість деталей одного найменування на автомобілі, шт.

Х = 2200Ремонт штовхача клапана0,72Ремонт штовхача клапана12/12=1584 шт.

Оскільки штовхач клапана відноситься до деталей із малою трудомісткістю ремонту, для яких рекомендовано розмір партії деталей 100–200 шт., приймаємо розмір партії у 200 шт.

При цьому направляємо деталі у ремонт 8-ма партіями.


7.Вибір раціональних способів усунення дефектів деталі


Перший дефект – зношення юбки штовхача. За технічними умовами він усувається за допомогою вібродугового наплавлювання.

Для наплавлення деталь встановлюють в центрах токарно-гвинторізного верстата і обертають із заданою швидкістю На супорті верстата закріплюють наплавочну головку. Відновлювана деталь обертається з частотою 2 хв» 1, наплавлення відбувається в середовищі електроліту (3% розчин кальцинованої соди, який подається насосом, або 20% розчин гліцерину). Пара, яка утворюється при подачі рідини, надійно захищає розплавлений метал від кисню і азоту повітря.

В результаті швидкого охолодження’ проплавлений шар загартовується, стає твердим і зносостійким. При одному і тому ж матеріалі електроду можна отримати різну структуру наплавленого шару в залежності від кількості охолоджувальної рідини і способу її подачі. Електрод вібрує з частотою від 25 Гц до 100 Гц, в результаті чого проходять часті короткі замикання електрода на деталь, тобто перервна електрична дуга.

Метал наплавляється, малими порціями на деталь. Крім цього, електрод і наплавлена поверхня деталі постійно охолоджуються спеціальною емульсією. В результаті цих особливостей майже відсутня деформація деталей після наплавлення поверхонь. Наплавлення може проводитись в один, або декілька шарів, За один перехід можна наплавити шар металу товщиною до 2 мм. Перед нанесенням другого шару рекомендується механічна обробка першого.

Автоматичне вібродугове наплавлення використовують для нарощування спрацьованих зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь, – валів, штоків бурових насосів, замків бурильних труб, коли товщина наплавленого металу не перевищує 1,5 мм.

Переваги методу: відсутність деформації металу після наплавлення; можливість отримання тонких і міцних покрить; незначне нагрівання деталі і незначне вигорання легуючих елементів електродного дроту. Цим методом можна отримати наплавлений шар будь-якої твердості (від 50 НКС до 56 ИК.С), процес є досить простим.

Недоліки методу:

втрата металу внаслідок його розбризкування і нерівномірна його твердість.

Продуктивність при вібродуговому наплавленні вища, ніж при ручному електродуговому, але нижча, ніж при наплавленні під шаром флюсу.

Другий дефект – зношення, задири, викришування, маленька стружка на сферичній поверхні п’яти штовхача.

Шліфування-це обробка поверхні металу, що містить у собі механічна обробка металу в процесі якої усуваються значні нерівності перед поліруванням. Для шліфування металів застосовують абразивні матеріали природного походження або штучні залежно від твердості матеріалу виробу. Тверді шліфувальні матеріали – корунд і карборунд – використовують для шліфування загартованої сталі, марганцевої бронзи й т. п. Наждаком шліфують чорні й кольорові метали; крокусом (окис заліза) або порошковою пемзою – латунь, цинк, алюміній; полірувальним або віденським вапном – м’які метали й сплави. Гарні полірувальні властивості має окис хрому, тому його застосовують для полірування твердих і м’яких металів. Крокус можна виготовити самому, якщо в насичений розчин залізного купоросу долити розчин щавлевої кислоти. Можна ошурки розчинити в соляній кислоті й у відфільтрований розчин додати соди. В обох випадках утворюється осад, який відфільтровують, промивають водою й прогрівають на повітрі до вишневого кольору.

Для шліфування застосовують абразивні керамічні або повстяні кола з наклеєним абразивом. Зручні для шліфування вулканітові й пінопласту алмазні кола. Широко використовують для шліфування шкірочки. Їх випускають на тихорєцькій основі – БТ, паперової – Н и на комбінованої – СТ. Величину зерна абразиву позначають номерами: 12, 16, 20, 24, 36, 46, 60, 80, 100, 120, 140, 170, 200, 280, 325. Чим більший номер, тим дрібніше абразив. Для очищення поверхні від іржі застосовують в основному шкірочки з номером 46, для шліфування – від номера 60 до 200, для полірування – інше.


8. Маршрутний план відновлення деталі


005 Токарна

Встановити деталь в центрах токарно-гвинторізного верстата.

Точити під наплавлювання поверхню () з Ремонт штовхача клапана по Ремонт штовхача клапана

010 Наплавлювання

Встановити на супорті верстата наплавлю вальну головку.

Наплавлювати на поверхню () з Ремонт штовхача клапана

015 Токарна

Переналагодити верстат на точіння поверхні ().

Точити поверхню () з Ремонт штовхача клапана.

Зняти деталь

020 Шліфувальна

Встановити деталь на плоскошліфувальний станок

Шліфувати поверхню () з до отримання сфери R=750 мм при L – 54.3 мм.

025 Контрольна

За допомогою штангенциркуля перевірити поверхню ().

За допомогою шаблона 54.3 перевірити поверхню ().


9. Установчі бази


Установочними (технологічними) базами називаються поверхні деталей, якими вони спираються на відповідні поверхні пристрою або верстата. Цим деталі при обробці з належним ступенем точності фіксуються відносно різального інструменту. Установочні бази поділяються на основні та допоміжні.

Основними базами називаються робочі поверхні деталей, які впливають на роботу спряжених деталей і вузлів у цілому. Для моєї деталі основною базою є поверхня ().

10. Технологічне забезпечення


Обладнання

Технічна характеристика токарно-гвинторізного верстата


Таблиця 4

Тип, марка верстата

Найбільші габарити

мм

Частота обертання шпинделя об/хв Подачі мм/об Потужність кВт
Токарно-гвинторізний верстат 710 – 1400 мм

12.5

16

20

25

31,5

40

56

63

80

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

0.05

0.06

0.075

0.09

0.1

0.125

0.15

0.175

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1

1.2

1.4

1.6

2.2

2.8

10

2. Безцентрово – шліфувальний станок 3М184

Тип, марка верстата Діаметр шліфування Частота обертання круга об/хв ККД Потужність кВТ
1. Безцентрово – шліфувальний станок 3М184 3 – 75 мм 1340–1560 мм 0.8 14

Ріжучий інструмент

Різець підрізний Т 15 К6, ГОСТ 18879 – 82

10.2.2 Наплавочна головка ОКС – 6569

Шліфувальний круг Ремонт штовхача клапана50 мм.

Вид зв’язування – бакелітове. Вид абразивного матеріалу – корунд, карбід кремнію. Вид профілів: прямій, чашка конічна, чашка циліндрична і тарілка. Швидкість – 30 м/с. Розміри кругів: зовнішній діаметр 50 – 400 мм, висота 6–63 мм, діаметр отвору 20 – 203 мм.

Вимірювальний інструмент

Штангенциркуль ШЦ-2000: ціна ділення 0,1;

Клас точності 1

Штангенциркулі ГОСТ 166–89 виготовляються з вуглецевої з хромовим покриттям і неіржавіючій сталі, із значенням відліку по ноніусу 0,05 мм і 0,1 мм, 1 і 2 класів точності, з дюймовою і метричною шкалами. Твердість вимірювальних поверхонь інструментальної і конструкційноїсталі не менше 51,5 HRC.


11. Режими обробки


005 Токарна

Точити під наплавлювання поверхню () з Ремонт штовхача клапана по Ремонт штовхача клапана

1) Глибина різання t, мм.


T = Д – д / 2;

T = 25.1 – 21/2 = 2.05 мм

де Д – діаметр поверхні до обробки, мм.;

д – діаметр поверхні після обробки, мм.

2) Подача S мм/об

S – 0.4 мм/об

3) Швидкість різання V t

V t = 48 м/хв.

4) Зкоректована швидкість різання Vк, м/хв


Vк= V т Ремонт штовхача клапана К м Ремонт штовхача клапана Кх Ремонт штовхача клапана Кмр Ремонт штовхача клапана Кох;


– де Vт – табличне значення швидкості різання, м/хв.;

Км – коефіцієнт, який враховує механічні властивості матеріалу деталі;

Кх – коефіцієнт, якій враховує характер поверхні деталі;

Кмр – коефіцієнт, який враховує матеріал ріжучої частини інструменту;

Кох - коефіцієнт, який враховує застосування охолодження.


V к = 48 Ремонт штовхача клапана 1.31 Ремонт штовхача клапана 0.85 Ремонт штовхача клапана 2.7 Ремонт штовхача клапана 1 = 144.3 м/хв


5) Теоретична частота обертання шпинделя n т, хв-1


n т = 1000 Ремонт штовхача клапана Vk /p Ремонт штовхача клапана Д;


n т = 1000 Ремонт штовхача клапана 144.3 / 3.14 Ремонт штовхача клапана 25.1 = 1830 об/хв

6) Верстатне значення nв, хв-1.

nв = 1600 об/хв

6) Фактична швидкість різання Vф, м/хв.


V = p Ремонт штовхача клапана д Ремонт штовхача клапана nв/ 1000;


V = 3.14 Ремонт штовхача клапана 21Ремонт штовхача клапана1000/1000 = 105.5 м/хв

8) Зусилля різання РzкГ


Рz = К Ремонт штовхача клапана t Ремонт штовхача клапана


– де К – коефіцієнт, який враховує механічні властивості матеріалу деталі. (Таб.18)

Рz = 170 Ремонт штовхача клапана Ремонт штовхача клапана 0.4 = 139.4 кВт

9) Потужність, потрібна для обробки деталі Nр, кВт


Nр = Ря Ремонт штовхача клапана Vф / 6120;


Nр =Ремонт штовхача клапана 109.9/6120 = 2.5 кВт

10) Ефективна потужність верстата (потужність на шпинделі) Nе, кВт.


Ne = Nд Ремонт штовхача клапана η в;


де Nд – потужність електродвигуна верстата, кВт.;

η – коефіцієнт корисної дії.

Ne =10Ремонт штовхача клапана0.75=7.5 кВт

Якщо Ne ≥ N p – обробка з даними режимами можлива.

015 Наплавлювання

Наплавлювати на поверхню () з Ремонт штовхача клапана

Визначаємо діаметр деталі після наплавлення мм – Ремонт штовхача клапанамм

Визначаємо товщину наплавленого шару метала за формулою:


H = (D – d), мм


H =27–21= 6 мм

Визначаємо кількість проходів за формулою;


І = h/t де,


h – товщина наплавленого шару

t – товщина наплавлення за один прохід (береться з таблиці)

І = 6/2 = 3

Вибрати марку дроту з таблиці

Встановити по таблиці шаг і швидкість наплавлення

Згідно таблиці 205 шаг – 2 мм/об

Швидкість наплавлення – 0.8 м/хв.

Визначити частоту обертів виробу по формулі;


Nt=(1000Ремонт штовхача клапанаV) (nРемонт штовхача клапанаД) де,


Nt – частота обертів виробу

V – швидкість наплавлення береться з таблиці

Д – діаметр виробу після наплавлювання

Nt= 1000 Ремонт штовхача клапана/ 0.8 Ремонт штовхача клапана =9 об/хв.

Визначити фактичну швидкість наплавлювання по формулі;


V0 = (ZРемонт штовхача клапанам/хв.


Де,

Z – довжина наплавлюваного шару, мм

І – число проходів,

Ремонт штовхача клапаначастота обертів деталі,

Ремонт штовхача клапанаподача таблиця 205

V0 =(40 Ремонт штовхача клапана/ 9Ремонт штовхача клапана2 = 6.6 м /хв.

020 Токарна

Точити поверхню () з Ремонт штовхача клапана.

1) Глибина різання t, мм.


T = Д – д / 2;


T=27 – 25.02/2 = 1.98/2= 0.99 мм

де Д – діаметр поверхні до обробки, мм.;

д – діаметр поверхні після обробки, мм.

Кількість проходів – 2

Залежно від знайденої глибини різання, діаметра оброблюваної поверхні, шорсткості обробки, з нормативних матеріалів вибирають рекомендований діапазон подач S, мм/об.

S – чорнова – 0.4 – 1.0 мм/об.

чистова – 0.2 – 0.35 мм/об

Для того, щоб реалізувати теоретичні значення режимів різання на конкретно вибраному верстаті, потрібно рекомендовані значення подач узгодити з верстатними. Для подальшого розрахунку приймають верстатне значення подачі.

Приймаємо діапазон подачі за 0.4 мм/об.

В залежності від розрахованої величини глибини різання та прийнятого верстатного значення подачі, розраховують або приймають за нормативами теоретичне значення швидкості різання Sт, м/хв.

Vt= 48 м/хв.

Нормативне значення швидкості різання не враховує конкретних умов обробки (властивостей металу деталі, матеріалу ріжучого інструменту, характеру поверхні деталі, використання охолодження тощо), тому потребує коректування з допомогою відповідних коефіцієнтів.

2) Зкоректована швидкість різання Vк, м/хв


Vк= VтРемонт штовхача клапанаКмРемонт штовхача клапанаКхРемонт штовхача клапанаКмрРемонт штовхача клапана Кох;


– де Vт – табличне значення швидкості різання, м/хв.;

Км – коефіцієнт, який враховує механічні властивості матеріалу деталі;

Кх – коефіцієнт, якій враховує характер поверхні деталі;

Кмр – коефіцієнт, який враховує матеріал ріжучої частини інструменту;

Кох - коефіцієнт, який враховує застосування охолодження.

Vк = 48Ремонт штовхача клапана 1.31Ремонт штовхача клапана1.25Ремонт штовхача клапана2.4 = 188.64 м/хв.

3) Теоретична частота обертання шпинделя nт, хв-1


nт = 1000 Ремонт штовхача клапанаVk/pРемонт штовхача клапана Д;


Визначене значення частоти обертання порівнюють з даними паспорта верстата вибирають найближче верстатне значення nв, хв-1.

nв =1000Ремонт штовхача клапана188.63/3.14Ремонт штовхача клапанамм =2224 хв-1

Після цього за верстатним значенням частоти обертання визначають фактичну швидкість різання Vф, м/хв.


V = pРемонт штовхача клапана д Ремонт штовхача клапанаnв/ 1000;


Vф =3.14Ремонт штовхача клапана1600/1000=125.7 м/хв.

4) Зусилля різання РzкГ

Рz = К Ремонт штовхача клапанаtРемонт штовхача клапанаSв;


– де К – коефіцієнт, який враховує механічні властивості матеріалу деталі.

Т. 18

Якщо розрахункове зусилля різання більше за зусилля, яке наведене у паспорті верстата, то режим повинен бути зміненим з врахуванням допустимого.

Рz = 170Ремонт штовхача клапана0.4= 67 кГ

5) Потужність, потрібна для обробки деталі Nр, кВт


Nр = РяРемонт штовхача клапанаVф / 6120;


Nр =67Ремонт штовхача клапана 125 /6120=1.3 кВт

6) Ефективна потужність верстата (потужність на шпинделі) Nе, кВт.


Ne= NдРемонт штовхача клапанаη в;


де Nд – потужність електродвигуна верстата, кВт.;

η – коефіцієнт корисної дії.

Ne =10Ремонт штовхача клапана0.75=7.5 кВт

Якщо Ne≥Np – обробка з даними режимами можлива.

020 Шліфування

Шліфувати поверхню () з до отримання сфери R=750 мм при L – 54.3 мм.


Шліфування Припуск на обробку

мм

h=Ремонт штовхача клапана

0.7 мм

Характеристика шліфувального круга:

Профіль

Діаметр зовнішній

Висота

Діаметр отвору

Матеріал

500 Х 200



(3) с. 52,53



Колова швидкість шліфувального круга

м/с

Ремонт штовхача клапана

Ремонт штовхача клапана

35.06 м/с

Табличне значення поперечної подачі

мм


(1) т. 140,142

0.020 мм

Повздовжня подача на один оберт виробу, β

-


(1) т. 141,142

0.45 мм

Кількість проходів

– чорнових-1

– чистових-2


-


2

Повздовжня подача

Мм/об

S пр =βРемонт штовхача клапана

S пр = 0.3 х 200

60 мм/об

Колова швидкість деталі

Мм/хв

(1) т. 143 13 м/хв

Коефіцієнти проектування: km

k0


-

(1) т. 144,145 1/1

Скоректована швидкість

Мм/хв

Ремонт штовхача клапана

35.06 м/с

Теоретична частота обертання

Хв-1

Ремонт штовхача клапана

Ремонт штовхача клапана

796 об/хв

Фактична швидкість різання м/хв

Ремонт штовхача клапана

Ремонт штовхача клапана

58.9 м/хв

12. Технічні норми часу


005 Токарна

Допоміжний час tд:

на встановлення і знімання деталі т. 106

на прохід т. 107

кількість проходів – 2

сумарний допоміжний час – 0.38 + 0.7 = 1.38 хв.

Підготовчо-заключний час t п.з т. 108

7 хв

Основний час tо = 0.18 хв.

Поправочні коефіцієнти до основного часу т. 149 – 153.


tо = tоп Ремонт штовхача клапана К м Ремонт штовхача клапана К х Ремонт штовхача клапана К мр Ремонт штовхача клапана Кох


tо = 0.18 Ремонт штовхача клапана 1х1.4 Ремонт штовхача клапана 1.54 Ремонт штовхача клапана 1 = 0.36 хв

Штучний час tшт =tо + tд + tдод

T шт = 0.36 + 1.38 +0.14 = 1.87 хв.

Додатковий час tдод 8% від оперативного часу tдод = tопРемонт штовхача клапанак / 100

T дод = 1.74 Ремонт штовхача клапана 8/100= 0.14 хв.

Оперативний час t оп = tо + tд

T оп = 0.36 + 1.38 = 1.74 хв.

Норма часу Тн = tо + tд + tдод+ tп.з. / Х»

Т н = 1.87 +7/200= 1.9 хв.

010 Наплавлення

Допоміжний час tд:

час на встановленняі знімання деталі – 0.5 хв т. 249

час на наплавлювання 0.9 на прохід

сумарний допоміжний час 0.5 +2.7 = 3.2 хв.

Додатковий час tдод 15% від оперативного часу t дод = tопРемонт штовхача клапана

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: