Разработка технологического процесса восстановления гильзы цилиндра ЗИЛ-130

        МИНОБРНАУКИ

ФГБОУ  ВПО

Самарский государственный технический  университет

Кафедра ,,ИССА’’

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

НА ТЕМУ:

"Разработка технологического процесса восстановления гильзы цилиндра ЗИЛ-130"

 

 

 

 

 

                                               Выполнил: студент 3-МиАТ-9 Богапов  И. Р.

                                            Проверил: преподаватель Круцило В. Г

 

 

 

 

 

 

Самара 2012

 

Содержание

 

Введение

1. Исходные данные

1.1 Условия работы детали

2. Расчетно-технологическая часть

2.1 Выбор способа восстановления детали

2.2 План технологического процесса

2.3 Разработка операций по восстановлению гильзы цилиндра автомобиля ЗИЛ-130

2.3.1 Содержание операций

3. Конструкторская часть

Заключение и выводы

Список литературы

 

Введение

 

Агрегаты и большинство  деталей автомобиля являются ремонтируемыми объектами, их исправность и работоспособность  в случае возникновения отказа или  повреждения подлежат восстановлению. В предельном случае нарушения работоспособности, когда эксплуатация автомобиля или его агрегата должна быть прекращена полностью или он должен быть подвергнут капитальному ремонту, состояние объекта называется предельным. Следует отметить, что критерии предельного состояния различных агрегатов автомобиля определяются и неустранимым нарушением безопасности движения, и неустранимым отклонением заданных параметров от установленных пределов, и главным образом неустранимым снижением эффективности эксплуатации автомобиля. Закономерности переходов технического состояния деталей, агрегатов и систем автомобиля из исправного, работоспособного состояния в неисправное, неработоспособное, и, наконец, в предельное состояние и обратно изучают методами теории надежности технических объектов. При анализе надежности рассматривают как отдельный технический объект автомобиль, его систему, агрегат ил деталь.

По мере использования  машин их работоспособность и  эксплуатационные показатели (тяговая мощность, тяговое сопротивление, расход топлива, производительность) не остаются постоянными, а изменяются в широких пределах.

На узлы, механизмы и  детали во время их работы оказывают  влияние механические, химические, тепловые и электрохимические факторы. В результате этого возникают необратимые процессы, например износ, смятие, коррозия, остаточные напряжения, вызывающие неисправности деталей машин.

Износ поверхностного слоя, изменение свойств материала, формы, размеров и веса детали - все это непрерывные, медленно нарастающие процессы. Развитие неисправностей вызывает постепенные или внезапные отказы в работе узла или всей машины.

Эти изменения становятся ощутимыми, когда работа деталей  качественно видоизменяется: неподвижное соединение переходит в подвижное, а плотное прилегание - в неплотное; увеличенный зазор в подвижном соединении вызывает появление ненормальных стуков или изменение показателей работы.

Для приведения неисправной  машины в работоспособное состояние  существует определенная совокупность работ называемая технологическим  процессом ремонта машин.

Основным документом для  осуществления технологических  процессов ремонта машин в  сельском хозяйстве служит типовая  технология ремонта. Изучение, освоение и внедрение рекомендаций, содержащихся в этом документе, позволит своевременно и высококачественно проводить ремонт машин.

Целью данного курсового  проекта является разработка технологического процесса восстановления гильзы цилиндра двигателя автомобиля ЗИЛ-130, с применением передовых форм и методов ремонта (организации авторемонтного производства). Так же курсовое проектирование ставит перед собой цель привить навыки самостоятельного решения конкретных задач, связанных с организацией ремонта машин на основе приобретенных знаний при изучении общетехнических и профилирующих дисциплин.

 

1. Исходные данные

1.1 Условия работы детали

 

В блоке двигателя устанавливают  вставные гильзы, омываемые охлаждающей  жидкостью. Внутренняя поверхность гильзы служит направляющей для поршней.

Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается  в результате запрессовки в наиболее изнашиваемую (верхнюю) их часть коротких тонкостенных гильз из кислотоупорного чугуна.

Гильзы цилиндров изнашиваются неравномерно. Наибольший износ по окружности наблюдается в плоскости качения шатуна, а вдоль оси цилиндра - в зоне расположения компрессионных колец при положении поршня в верхней мертвой точке.

 

Рис.1 - Блок цилиндров двигателя автомобиля ЗИЛ-130

2. Расчетно-технологическая часть

2.1 Выбор способа восстановления детали

 

Восстановление способом ремонтных размеров заключается в том, что соединению возвращают первоначальный зазор или натяг, т.е. посадку, но размеры восстановленных деталей отличаются от первоначальных. Например, при износе пары цилиндр - поршень цилиндр растачивают под увеличенный ремонтный размер и устанавливают новый поршень соответствующего размера. При таком восстановлении получается начальный зазор и правильная геометрическая форма цилиндра, соответствующие нормативной документации завода изготовителя.

Гильзы цилиндров не вышедшие за ремонтный размер восстанавливают  расточкой и подвергают двух - или трехкратному хонингованию. Износ цилиндра для большинства двигателей в этом случае не должен превышать 0,3 - 0,35 мм.

При меньшем износе цилиндра расточку часто заменяют шлифованием. Для этого используют бесцентровые внутришлифовальные станки типа СШ - 22, СШ - 64 и др. Гильзу устанавливают в приспособление и шлифуют кругами из белого электрокорунда зернистостью 40 среднемягкой твердости. Шлифуют гильзы за два перехода: черновое и чистовое шлифование. При чистовом шлифовании в два раза уменьшают поперечную и продольную подачи. В результате такой операции снижаются затраты на хонингование до 40%.

Один из недостатков восстановления гильз обработкой под ремонтный  размер - резкое (на 20...30%) снижение их ресурса из - за уменьшения твёрдости поверхности. При использовании способа ремонтных размеров в процессе восстановления гильз цилиндров и коленчатых валов ресурс двигателя снижается на 30 - 50%. Для его повышения гильзы упрочняют пластическим деформированием, плосковершинным хонингованием, закалкой ТВЧ, лазерной обработкой и т.д.

Гильзы цилиндров, вышедшие за ремонтный размер или не имеющие  ремонтных размеров, восстанавливают  одним из следующих методов: постановкой легкосъёмных тонких пластин; железнением; хромированием; электроконтактной приваркой ленты; термопластическим обжатием; индукционной центробежной наплавкой и др.

Выбор способа восстановления зависит от конструктивно-технологических  особенностей и условий работы деталей, их износа, технологических свойств  самих способов восстановления, определяющих долговечность отремонтированных  деталей, и стоимости их восстановления. Оценка способа восстановления дается по трем критериям - применимости, долговечности и экономичности.

Критерий применимости (технологический критерии) определяет принципиальную возможность применения различных способов восстановления по отношению к конкретным деталям. Этот критерий не может быть выражен числом и является предварительным, поскольку с его помощью нельзя решить вопрос выбора рационального способа восстановления деталей, если этих способов несколько. Решая вопрос о применимости того или иного способа ремонта, надо использовать данные авторемонтных предприятий страны, информацию журнала "Автомобильный транспорт" и других литературных источников. Критерий долговечности определяет работоспособность восстанавливаемой детали и выражается коэффициентом долговечности К_д как отношение долговечности восстановленной детали к долговечности новой детали. Чтобы обеспечить работоспособность детали на весь межремонтный пробег агрегата, принимаемый способ восстановления должен удовлетворять требуемому значению К_д (не ниже 0,85). Критерий экономичности определяет стоимость С_ВС восстановления детали. Значение С_ВС можно определить после окончательной разработки технологического процесса и установления норм времени. Для выбора рационального способа по критерию экономичности необходимо произвести расчет себестоимости по нескольким вариантам технологического процесса. В учебном варианте проекта для простоты допускается принимать значение С_ВС по прейскурантам, данным авторемонтных предприятий или удельной себестоимости восстановления.

2.2 План технологического процесса

 

Обработка под ремонтный  размер является основным способом восстановления внутренней поверхности гильзы. Гильзы карбюраторных двигателей типа ЗМЗ имеют три ремонтных размера, а типа ЗИЛ - два через 0,5 мм. Гильзы дизелей имеют один ремонтный размер, увеличенный на 0,5 мм или 0,7мм относительно номинального. Все современные автомобильные, тракторные, и комбайновые двигатели, как, правило, выполнены со сменными гильзами. Гильзы цилиндров одного блока обрабатывают под один и тот же ремонтный размер. Схема маршрутов восстановления гильз методом ремонтных размеров представлена на рисунке 2.

 

Рис 2. Схема маршрутов (1...3) технологического процесса восстановления гильз цилиндров

         Коротко рассмотрим рекомендуемые операции, применяемое оборудование, приспособления, инструменты, материалы и технические условия основного маршрута восстановления гильз цилиндров (маршрут 1).

Очистка.

Загрязнения поверхностей гильз  цилиндров удаляют с помощью  водных растворов технических моющих средств (ТСМ). ТСМ представляют собой многокомпонентные композиции включающие в свой состав поверхностно - активные вещества (ПАВ) и активные солевые добавки (карбонаты, силикаты, фосфаты). Наиболее эффективная очистка от отложений накипи, нагара, продуктов коррозии производится щелочным расплавом. Расплав состоит из следующих компонентов (% по массе): гидроксид натрия - 60...70, нитрат натрия - 25...35, хлорид натрия - 5. Деталь выдерживают в растворе 5...12 минут, промывают в проточной воде, протравливают в кислотном растворе и промывают в горячей воде.

Установку для мойки и  очистки выбирают в зависимости  от среднего объёма восстанавливаемых  деталей. При большом объёме деталей руководствуются картой типового технологического процесса очистки (КТТП).

Дефектация.

Явные неустранимые дефекты  гильз цилиндров можно определить визуальным контролем (трещины, сколы, раковины от ржавчины рядом с опорным буртом, также когда их количество превышает норму).

Скрытые неустранимые дефекты  определяют при помощи приспособлений и приборов (средств неразрушающего контроля).

Геометрические параметры  устанавливают измерительным контролем. Износ, овальность, конусность рабочей поверхности контролируют индикаторным нутромером НИ - 100 - 160. Износ опорного бурта (измерение высоты) устанавливают микрометром. Он составляет 0,08...0,10 мм. Износ посадочных поясков определяют измерением их диаметра и овальности с помощью приспособления КИ - 3343 ГОСНИТИ, биение опорного торца бурта и посадочных поясков относительно внутренней поверхности гильзы - приспособлением КИ - 3340 ГОСНИТИ.

Результаты измерений  должны заноситься в карту технических  требований на дефектацию, где оформляется  заключение о способе устранения дефекта.

Склад металлолома.

При выявлении невосстанавливаемых  дефектов или если гильзу экономически не выгодно восстанавливать (износ внутренней поверхности больше 0,35 мм), делают заключение о её негодности и по предварительной договорённости с заказчиком отправляют на склад металлолома.

Устранение кавитационных  разрушений.

Дефекты наружной поверхности  чаще всего устраняют нанесением на предварительно подготовленную и  подогретую до температуры 60°С поверхность  композиции на основе эпоксидной смолы. Более простой метод электроконтактная приварка стальной пластины. Пластина из стали 10 или 20 толщиной 0,3 мм должна на 5...10 мм перекрывать поврежденный участок.

 

Рис 3. Схема приспособления для крепления гильз при растачивании:  1 - корпус; 2 - нижний и верхний зажимы; 3 - резец; 4 - индикаторное приспособление; 5 - верхний и нижний посадочные пояски; 6 - гильза; 7 - стяжной винт с рукояткой

 

Поэтому допускается разностенность гильзы не более 0,1 мм. После центрирования приспособление закрепляют на столе станка. Затем с помощью микрометра устанавливают вылет резца (мм) на необходимый размер. Так как верхняя (10...15 мм) и нижняя (30 мм) части гильзы не закалены, а износ "зеркала" неравномерный, то при расточке сила резания резко изменяется и отжим резца по длине гильзы неодинаковый. Поэтому чтобы уменьшить припуск на хонингование более эффективно применять для расточки гильз резцов, оснащённых вставками из сверхтвёрдых синтетических материалов эльбор и гексанит. Их стойкость до переточки достигает 70 гильз, обычные резцы перетачивают после 5...7 гильз. При оптимальных режимах расточки овальность и конусность расточенных гильз составляет 0,01 - 0,03 мм, а припуск на черновое хонингование - 0,05 - 0,07 мм.

Черновое хонингование.

После растачивания отверстие  гильзы обрабатывают на хонинговальных станках 3Г833 и 3А83С-33. Гильзу закрепляют в диафрагменном приспособлении, что уменьшает её деформацию и повышает точность обработки (рис.4). В зазор между диафрагмой 2 и гильзой 3 подают под давлением 0,4...0,5 МПА воздух. Резиновая диафрагма плотно облегает наружную поверхность гильзы и удерживает её от перемещения при хонинговании.

 

Рис.4. Схема приспособления для крепления гильзы при хонинговании: 1 - гильза; 2 - диафрагма; 3 - корпус; V_O - окружная скорость хонингования; V_P - давление сжатия брусков; V_ВП - скорость возвратно-поступательного движения; Р - давление воздуха

 

Длина хода хонинговальной головки  должна быть такой, чтобы выход (пробег) брусков за края цилиндра был равен 1/3 их длины. При меньшем, ходе наблюдается бочкообразность гильзы, а при большем - корсетность. Длину брусков принимают равной половине высоты гильзы. Число брусков в хонинговальной головке должно быть таким, чтобы общая ширина их была не менее 20% длины окружности обрабатываемой гильзы.