Курсовая  работа 
 
 

Разработка  технологического процесса восстановления шатуна ЗИЛ-130 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент гр.347-1                                                    Данилин А.В.

 Проверил                                                                                  Кузнецов М.Е. 
 

 

    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.

    Для обеспечения эффективной работы многомиллионного автомобильного парка первостепенное приобретает повышение качества технического обслуживания и ремонта, эксплуатационной надежности и долговечности автомобилей.

В успешном решении этих задач большая роль принадлежит высококвалифицированным специалистам автомобильного транспорта, потребность в которых ежегодно растет. Современные инженеры авторемонтного производства должны обладать разносторонними и глубокими знаниями прогрессивных методов ремонта автомобилей, повышения качества и надёжности, обеспечивающих доведение ресурса отремонтированных машин до уровня, мало отличающегося от ресурса новых автомобилей.

    В процессе эксплуатации автомобиля надёжность, заложенная в нём при конструировании и производстве, снижается вследствие изнашивания деталей, коррозии, усталости и старения материала и других вредных процессов, протекающих в автомобиле. Вредные процессы вызывают проявление различных неисправностей и дефектов, устранение которых становится необходимым для поддержания автомобиля в работоспособном состоянии. Отсюда возникает потребность в техническом обслуживании и ремонте автомобиля. Все основные детали автомобиля являются достаточно сложными в конструктивно-технологическом отношении, и на их изготовление затрачивается много овеществленного труда, черных и цветных металлов, в том числе легированных сталей. Не использование в дальнейшем деталей с допустимым износом и подлежащих восстановлению, являющихся дорогостоящими, было бы экономически не оправданным.  В условиях хорошо организованного авторемонтного производства с широкой специализацией, механизацией и автоматизацией технологических процессов капитальный ремонт автомобилей является промышленным ремонтом в отличие от индивидуального ремонта с его мелкосерийным характером производства.  
 
 
 
 
 

    

    

    Промышленный  вид капитального ремонта исключает принадлежность деталей данному автомобилю и осуществляется с обезличиванием деталей и обеспечением их полной или частичной взаимозаменяемости. При этом отпадает понятие о количестве капитальных ремонтов данного автомобиля, поскольку агрегат или автомобиль, выпускаемый из капитального ремонта, является по существу вновь изготовленным из числа повторно используемых и новых деталей.

    Основная  задача курсовой работы по дисциплине "Основы технологии производства и ремонта автомобилей" является закрепление, углубление и обобщение теоретических знаний, полученных из лекционного курса, а также приобретение навыков  проектирования технологических процессов восстановления деталей автомобиля и пользования ГОСТами, нормативной и другой справочной литературой.

 

1 Анализ конструкции детали, её работа в сборочной

единицы и технические требования 

      Шатун служит для соединения коленчатого  вала с поршнем. Через шатун давление на поршень при рабочем ходе передаётся на коленчатый вал. При вспомогательных тактах (впуск, сжатие и выпуск) через шатун поршень приводится в действие от коленчатого вала.

      Шатун состоит из стального стержня  двутаврового сечения, в верхней  и нижней разъёмной головок. Шатун  относят к классу «некруглые стержни» и изготавливают у двигателей ЗИЛ-130 из стали 40Р, НВ 217…248, крышки из стали 40.

      Для уменьшения трения в верхнюю головку  шатуна запрессована бронзовая или биметаллическая с бронзовым слоем втулка, а в нижнюю, состоящую из двух частей, установлены тонкостенные вкладыши представляющие собой стальную ленту, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем антифрикционного сплава у ЗИЛ-130 высокооловянистый алюминий. Обе части нижней головки шатуна скреплены двумя болтами, гайки которых во избежание самоотвертывания фиксируются. Под гайки подкладываются специальные шайба, момент затяжки гаек 80…90 Н•м.

      На  стержне шатуна выштампован номер  детали, а на крышке метка. Номер  на шатуне и метка на его крышке всегда должны быть обращены в одну сторону. К верхней и нижней головкам шатуна подводится масло: к верхней головке через прорезь, а к нижней – через канал в коленчатом валу. Из нижней головки шатуна масло через отверстие выбрызгивается на стенки цилиндров.       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     2 Анализ материала и твердости детали

      В двигателе на шатун действует высокое давление, температура, силы трения. Поэтому необходимо изготовить шатун из такого материала, который бы удовлетворял всем этим требованиям. У двигателя ЗИЛ-130 шатуны изготовляют из стали 40.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3 Технические условия на дефектацию детали 

    При больших пробегах двигателя поверхность  шатуна по всей плоскости в той  или иной степени изнашиваются. Так  в верхней части происходит износ отверстия в верхней головке шатуна, в средней изгиб и в нижней – износ нижней головки шатуна. 

Характерными  дефектами шатунов  в двигателях являются: 

•  изгиб  и скручивание стержня;
• износ отверстия в нижней головке шатуна;
• износ отверстия под втулку в верхней головке шатуна;
• износ отверстия во втулке верхней головке шатуна;
• уменьшение расстояния между осями верхней и нижней головок шатуна.

 

Износ шатунов вызывается следующими причинами: 

• на двигателях применяются “плавающие” пальцы то есть могут свободно поворачиваться как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня;
• периодические нагрузки, действующие от давления газов и сил инерции вращающихся частей.
• наличие больших сил трения по причинам:
• при пуске двигателя недостаточное количество смазки в нижней головке шатуна;
• присутствие в масле абразивных частиц в результате износа деталей.

 

    Все эти причины вызывают износ разных частей шатуна. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4 Влияние дефектов на работу узла в целом

      В процессе работы двигателя шатуны испытывают значительные знакопеременные нагрузки. При движении поршня во время рабочего хода и такта сжатия шатун сжимается силами давления газов, воспринимаемыми поршнем. Силы инерции поршня стараются оторвать поршень от шатуна, а значит– растянуть шатун. При нормальных условиях работы износа шатуна не происходит. При отсутствии смазки или её низком качестве может произойти схватывание, а в следствии этого – проворачивание верхней втулки или вкладышей, что приводит к задирам нижней и верхней головки шатуна. Износ верхней головки шатуна может происходить из-за частой замены верхней втулки.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5 Разработка ремонтного  чертежа восстанавливаемой  детали

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6 Анализ возможных методов восстановления дефектов

      Восстановление  шатуна начинают с устранения изгиба и скручивания (допустимые значения изгиба и скручивания для ЗИЛ-130 - 0,04 мм). При изгибе и скручивании, превышающих допустимые значения, шатун правя под прессом, применяя правку с перегибом, что снижает остаточные напряжения.

При износе отверстия в нижней головке более 69,52 мм. Плоскости разъема шатуна и крышки фрезеруют, а затем отверстия растачивают до размера по рабочему чертежу. Для восстановления этих отверстий можно рекомендовать также железнение. Шатуны и крышки при фрезерование плоскостей разъема закрепляют в специальном приспособлении. Обработку производят на вертикально-фрезерном станке, используя торцевую фрезу диаметром 160 мм с вставными ножами, изготовленными из стали Р 18. Толщина снимаемого слоя до 0,25 мм. При небольших износах отверстия в нижней головке торца крышки шлифуют на глубину 0,08 мм. Замочные пазы под вкладыши углубляют дисковой фрезой диаметром 50 мм на горизонтально-фрезерном станке, обеспечивая ширину, глубину и расстояние от боковой поверхности до паза по рабочему чертежу. Расточку отверстия в нижней головке шатуна производят на алмазно-расточном станке 2А78, оставляя припуск на последующую обработку 0,01…0,03 мм, и снимают с двух сторон фаски 0,5´45°. До размера по рабочему чертежу диаметром 69,5+0,012 мм расточное отверстие доводят брусками из синтетических алмазов марок АСМ 28 М1 и АСМ 40 М1 на вертикально-хонинговальном станке 3А833, используя СОЖ, состоящую из 70 % керосина и 30 % веретенного масла при частоте вращения головки 35…40 мин-1, скорости возвратно-поступательного движения 8… 12 м/мин, давлении брусков на обрабатываемую поверхность 0,3…0,6 МПа, и продолжительностью обработки 20…25 с.

    Втулки  верхней головки шатунов при  КР заменяют новыми. Новую втулку запрессовывают под прессом так, чтобы стик ее был расположен под углом 90° к оси симметрии шатуна против часовой стрелки, затем втулку обрабатывают прошивкой до размера диаметра 27,5+0,045 мм (усилие запрессовки после обработки должно быть не менее 6 кН), сверлят отверстие для прохождения масла диаметром 5 мм, с двух сторон снимают фаски 0,75´45° и растачивают втулку до размера по рабочему чертежу диаметром 28,0+0,007-0,003 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Расточку  втулок производят на специальных или  токарно-винторезных станках после  установки шатуна в приспособление, используя как базу отверстия в нижней головки, что обеспечивает параллельность осей отверстий верхней и нижней головок шатуна.

    Уменьшение  расстояния между осями верхней  и нижней головок менее 184,9 мм является выбраковочным признаком. При восстановлении отверстий в нижней головке шатуна железнением это расстояние может быть при расточке отверстия выдержано в требуемых размерах по рабочему чертежу 185 ± 0,05 мм.

    После ремонта шатуны должны отвечать следующим 

    техническим требованиям:

• нецилиндричность отверстия нижней головки должна быть не более 0,080 мм;
• шероховатость должна соответствовать Ra = 0,050 мкм;
• нецилиндричность отверстия головки верхней головки соответственно 0,040 мм;
• шероховатость - Ra = 1,25 мкм.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература: 

1. Методические  указания: «Разработка технологического процесса восстановления деталей», Кузнецов М.Е.

2. Коробейник  А.В. «Ремонт автомобилей», Практический  курс / Серия 

«Библиотека автомобилиста». – Ростов н/Д: «Феникс»; 2004. – 512 с.

3. «Ремонт  автомобилей», Румянцев С.И., Бойко Н.Г.; Под ред. С.И. Румянцев.– 2-е

изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1988. – 327 с.

4. Молодык  Н.В., Зенкин А.С. «Восстановление  деталей машин» Справочник. – М.: Машиностроение, 1989. – 480 с.