Разработка технологического процесса восстановления блока цилиндров ЗИЛ-130

Министерство  образования Российской Федерации

Томский государственный архитектурно-

строительный  университет 
 
 
 
 
 

Разработка  технологического процесса восстановления блока цилиндров ЗИЛ-130 
 
 
 
 
 

            Выполнил: студент гр. 348-10у

Новикова  Ю.Н,

                                                                                                             Проверил: к. т. н. Кузнецов  М.Е. 
 
 
 
 
 

   Томск 2011.

1. Введение.

     Ограниченные  государственные запасы материалов и энергии не позволяют в достаточной  мере развивать машиностроение, и  с целью сохранения парка машин  в работоспособном состоянии  требуется развивать и совершенствовать ремонтное производство.

     Ремонт  машин существует со времени создания их парка как объективная необходимость  приведения машин в исправное  состояние в перерывах между  использованием по назначению. Ремонт состоит в устранении неисправностей и восстановлении ресурса машин, а главная задача ремонтного производства заключается в экономически эффективном  восстановлении надежности машин в  результате наиболее полного использования  остаточной долговечности их деталей.

     Ремонтное производство включает в себя заводы по ремонту автомобилей, тракторов, бронетехники, самолетов, судов, тепловозов и экскаваторов, бытовой техники  и агрегатов в системе министерств  сельского хозяйства, продовольствия, транспорта, обороны и др. По своей  мощности, функциям и задачам это  производство является крупной отраслью национального хозяйства, которая, по сути, осуществляет вторичное производство машин. В настоящее время в  эксплуатации находится больше отремонтированных  машин, чем новых.

     Научная база ремонта машин создавалась  на трудах профессоров В.Э. Вейриха, И.В. Грибова, В.В. Ефремова В.И. Казарцева, К.Т. Кошкина, В.А. Шадричева и др. Предмет науки о ремонте машин составляют закономерности подготовки и организации производства к ремонту машин, обеспечивающего требуемое качество и заданное количество отремонтированной техники с наименьшими затратами труда, энергии и материалов. Ремонтное производство имеет существенные отличия от машиностроительного производства, что определяет необходимость изучения его специфичных процессов, в том числе восстановления свойств, утраченных машинами в чеченце их длительной эксплуатации.

     Основной  источник экономической эффективности  ремонта заключается в восстановлении изношенных деталей. При восстановлении используют доремонтные материалы и формы деталей. Заготовки ремонта, полученные в результате разборки и очистки машины, значительно дешевле заготовок машиностроения, изготовленных в литейном или кузнечно-штамповочном производстве. При восстановлении детали обрабатывают меньшее число поверхностей, что объясняет и меньшую трудоемкость обработки. "Обоснованный процесс восстановления обеспечивает получение детали со свойствами, близкими к свойствам новой детали или превосходящими их.

2. Анализ условий   работы узла (агрегата).

Блок  цилиндров представляет собой массивный  литой корпус, на котором монтируются  различные механизмы и системы  двигателя. Рабочая поверхность  цилиндров является направляющей при  движении поршня и предназначена  для совершения в ней рабочего цикла двигателя. Изготавливается  отливкой из чугуна (например, для двигателей ВАЗ, ЗИЛ, КамАЗ) или алюминиевого сплава (например, для двигателей ГАЗ, ИЖ, ЗМЗ). Плоскость разъема блока цилиндров  может проходить через ось  коленчатого вала, а может быть смещена относительно нее.

Картер  — это нижняя часть блока цилиндров, в нем находятся опорные гнезда (рис. 7) для подшипников коленчатого  вала. К нему снизу крепится поддон для масла. Подшипники скольжения под  опорные шейки распределительного вала располагаются в отверстиях, находящихся в средней части  блока цилиндров. Ее стенки могут  быть отлиты как единое целое с  цилиндром или же цилиндры изготавливаются  в виде вставных гильз.

Между стенками блока и наружной поверхностью вставных гильз имеется специальная  полость — рубашка охлаждения, предназначенная для жидкостного  охлаждения двигателя. Ее стенки могут  быть отлиты как единое целое с  цилиндром или же цилиндры изготавливаются  в виде вставных гильз.

К блоку  цилиндров спереди прикреплена  крышка распределительных шестерен, сзади — картер сцепления.

Внутренняя  поверхность цилиндров из-за высокоточной обработки называется зеркалом цилиндра.

На него может быть нанесена сетка для  удержания смазки. 
 
 
 

В верхнюю  часть цилиндров устанавливаются  вставки (сухие гильзы) из легированного  чугуна, обладающие высокой коррозийной  и износостойкостью и предназначенные  для уменьшения изнашивания (сухие  гильзы запрессовываются в деталь, мокрые — омываются снаружи жидкостью  для отвода теплоты, что обусловило их широкое применение).

При установке  мокрые гильзы уплотняются сверху за счет выступания их над плоскостью разъема, а в нижней части уплотняются  резиновыми кольцами или медными  прокладками.

Головка блока или цилиндров предназначена  для размещения камеры сгорания, там  нее расположены впускные и выпускные  клапаны, свечи зажигания (в дизелях  — форсунки). Изготавливается из алюминиевого сплава. У двигателя  может быть одна головка блока  цилиндров (при рядном расположении) или две головки (при V-образиой компоновке), при V-образной компоновке также возможно наличие четырех головок — по головке на три цилиндра. У КамАЗов у каждого цилиндра своя головка.

По форме  камеры сгорания различны, например, в  карбюраторных двигателях камера сгорания может быть полусферической, полуклиновой или смешанной.

В головку  запрессовываются (или вставляются) седла впускных и выпускных клапанов и запрессовываются направляющие втулки клапанов. На головке могут располагаться  каналы для подвода горючей смеси, охлаждающей жидкости и для отвода отработавших газов.

Головка крепится к блоку цилиндров равномерно затянутыми шпильками с гайками, болтами. Герметичность соединения обеспечивается металло-асбестовыми прокладками.

Поддон  картера (нижняя часть картера) предназначен для защиты картера от попадания  посторонних частиц, грязи, применяется  как резервуар для масла. Изготавливается  штамповкой из ластовой стали. Располагается  ниже оси коленчатого вала. Крепится болтами, для уплотнения используются пробковые прокладки.

3. Анализ конструкции  детали.

  Блок цилиндров  относится к классу корпусных  деталей. Его изготавливают у  двигателя ЗИЛ-130 литьём из серого  чугуна СЧ 18-36, НВ 170-229. Это крупногабаритная  деталь сложной конфигурации, наиболее  дорогостоящая и металлоёмкая.

     Блок  цилиндров обеспечивает конструктивную  жёсткость двигателя, внутри и  снаружи его в заданном положении  фиксируют другие детали и  сборочные единицы. Нижняя часть  блока является картером, в литых  поперечинах которого расположены  опорные гнезда для подшипников  коленчатого вала.

В средней части  блока цилиндров имеются отверстия  для установки подшипников скольжения под опорные шейки распределительного вала. К нижней части блок-картера крепится стальной штампованный поддон, служащий резервуаром для масла. Блок имеет специальные масляные каналы по которым масло из поддона под давлением подается к трущимся деталям двигателя. В отливке блока цилиндров имеется рубашка для жидкостного охлаждния двигателя, представляющая собой полость между стенками блока и наружной поверхностью вставных гильз. Охлаждающая жидкость подается в рубашку охлаждения через два канала, расположенные по обеим сторонам блока цилиндров. К передней части блока цилиндров крепится крышка распределительных шестерен, а к задней - картер сцепления.

          После отливки в блоке присутствуют  остаточные напряжения, чтобы их  снять проводят старение, оно  продолжается и в процессе  эксплуатации. Как следствие этого  блок 

       может деформироваться, т.е. происходит коробление привалочных плоскостей, нарушается соосность гнёзд коренных подшипников, отклоняются от перпендикулярности к оси коленчатого вала посадочные пояски под гильзы.

         Кроме того эти дефекты могут  возникнуть и от неправильной  эксплуатации двигателя, например  при прерывистой или недостаточной  подаче масла вкладыши и гнёзда  перегреваются, а затем происходит  резкое охлаждение, как следствие  – возникновение внутренних напряжений  в металле и деформация гнёзд.  Также  в процессе работы  поверхности блока цилиндров  подвергаются интенсивным механическим, тепловым, химическимвоздействиям.  

4. Анализ точности  обработки и шероховатости  рабочих поверхностей.

   Анализ технологической сложностиблока  цилиндров ЗИЛ-130 произведём по  каждому дефекту (изношенной поверхности), по дифференциальным показателям  технологичности. Каждый из приведённых  показателей имеет три уровня: 0; 0,5; 1,0. Уровни упомянутых показателей  являются основной исходной информацией  для оценки технологической сложности  процесса восстановления детали.

Дефект № 4  Отклонение осей гнёзд под вкладыши коренных подшипников 

Дефект №  5 Отклонение от перпендикулярности осей расточек под гильзы            цилиндров и гнёзд коренных подшипников  коленчатого вала

Дефект №  6 Деформация или износ гнёзд под  вкладыши коренных подшипников

Дефект №  7 Износ отверстий под толкатели

Таблица 1.1. Показатели технологической сложности  устранения дефектов

блока цилиндров  ЗИЛ-130