Выбор способов восстановления детали

Введение

Автомобильный транспорт занимает ведущее положение в удовлетворении постоянно растущих потребностей народного хозяйства нашей страны в перевозках пассажиров и грузов.

В процессе эксплуатации автомобиля его надёжность и другие свойства постепенно снижаются вследствие изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются различные неисправности, которые устраняют при ТО и ремонте.

Необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обусловлена прежде всего неравнопрочностью деталей и агрегатов. Известно, что создать равнопрочную машину детали которой изнашивались бы равномерно и имели бы одинаковый срок службы, невозможно. Следовательно, ремонт автомобиля путём замены некоторых деталей и агрегатов, имеющих небольшой ресурс, всегда целесообразен и с экономической точки зрения оправдан. Поэтому в процессе эксплуатации автомобили проходят на автотранспортных предприятиях периодическое ТО и при необходимости текущий ремонт. Это позволяет поддерживать автомобили в технически исправном состоянии.

При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда затраты средств и труда, связанные с поддержанием их в работоспособном состоянии становятся больше прибыли, которую они приносят. Такое техническое состояние автомобилей считается предельным, и они направляются в капитальный ремонт. Задача капитального ремонта состоит в том, чтобы с оптимальными затратами восстановить утраченные автомобилем работоспособность и ресурс до уровня, нового или близкого к нему.

Капитальный ремонт автомобилей имеет большое экономическое и, следовательно, народнохозяйственное значение. Основным источником экономической эффективности КР автомобилей является использование остаточного ресурса деталей. Около 70…75% деталей автомобилей, прошедших срок службы до первого КР, имеют остаточный ресурс и могут быть использованы повторно, либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия.

Раздел 1. Разработка технологического процесса восстановления деталей

Характеристика детали и условий её работы

Деталь: Конец шлицевый промежуточного вала

Деталь характеризуется по следующим признакам:

- класс детали –(прямые, круглые стержни);

- изготовлена из - сталь 40 ГОСТ 4543-61;

- твёрдость шлицев HRC 45.

Сталь 40

Сталь конструкционная, углеродистая, качественная.

Химический состав:

Кремний (Si) =0.17- 0.37 % ;

Марганец (Mn) =0.50 - 0.80 % ;

Мышьяк (As) не более 0.08 % ;

Никель (Ni) не более 0,25 % ;

Медь (Cu) не более 0,25 % ;

Фосфор (P) не более 0,035 %;

Хром (Cr) не более 0,25 % ;

Сера (S) не более 0,04 % .

Механические свойства:

s_в=1200 МПа закалка 860 ^оС, масло,

s_T=1100 МПа отпуск 200 ^оС

d₅=10%

y=45%

- Шероховатость рабочих поверхностей и их обработка:

Шлифование чистовое, шероховатость R_z – 0,63 мкм, квалитет 7, припуск на сторону 0,1…0,2.

- Базовые поверхности при ремонте детали:

Шейка под сальник

характер износа детали – равномерный;

характер нагрузок – постоянные;

характер деформации – кручение.

Выбор способов восстановления детали

Каждая деталь должна быть восстановлена с минимальными трудовыми и материальными затратами при обеспечении максимального срока ее службы после ремонта. При обосновании способа устранения дефектов детали следует рассмотреть:

- конструктивные особенности детали: конец шлицевый, изготовлен из стали 40 ГОСТ 4543-61.

- число и виды дефектов: 4 Износ шейки под шариковый подшипник, износ шейки под сальник, износ шлицевых выступов по ширине, резьбы 1М х 22 х 1,5d .

- способ устранения дефекта: Ремонтировать. Шлифование, наплавка под слоем флюса.

Принимаем способ технико-экономическую целесообразность устранения дефекта.

Способ устранения дефекта (сочетание операций технологического процесса) принимают с учетом характера дефекта и величины износа рабочей поверхности, требований к физико-механическим свойствам наносимых металлопокрытий, конструктивно-технологических осо­бенностей и условий работы деталей (величина и характер нагрузки, виды трения и изнашивания, температура и др.). При этом для восста­новления детали считают целесообразным тот способ, который позво­ляет получить требуемую долговечность детали, ресурс работы соеди­нений и узла, в состав которого они входят, при минимальных затратах на восстановление и эксплуатацию (издержки на устранение отказов).

Определяем технико-экономическую целесообразность.

Технико-экономический показатель = себестоимость восстановления к коэффициенту долговечности:

С_В/К_Д → min, (1.1);

где С_В - себестоимость восстановления поверхности детали, руб.

Определяем способ устранения дефекта, который зависит от коэффициента долговечности «К_д» . В нашем случае «К_д» является функцией 4-х других коэффициентов и определяется по формуле

К_д=К_и·К_в·К_сц.·К_п (1.2);

где К_и К_в К_сц. – соответственно коэффициенты износостойкости, выносливости и сцепляемости.

К_п =0,8 – поправочный коэффициент.

Определим оптимальный коэффициент «К_д»

для вибродуговой наплавки:

К_д = 0,85 · 0,62 · 1 · 0,8 = 0,421.

для осталивания:

К_д = 0,9 · 0,8 · 0,65 · 0,8 = 0,374.

для наплавки в среде углекислого газа:

К_д = 0,85 · 0,9 · 1 · 0,8 = 0,612.

для хромирования:

К_д = 1,3 · 0,7 · 0,4 · 0,8 = 0,291.

Определяем значение себестоимости восстановления поверхности по формуле:

С_В = С_У × S, (1.3),

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

S – площадь восстанавливаемой поверхности, дм².

S_окр = l _окр · l _поверх ;

l _поверх =28 мм;

D = 51 мм;

3,14 ·51·28 = 448,6 мм;

S_окр = 3,14 ·51·28 = 448,6 мм² = 4,486 дм² ;

C_вд = 9 руб (табл. 2);

C_вд = 9 · 280 =2520 руб./ дм² ;

C_вд = С_У × S = 2520 · 4,486 = 113,04 руб.

C_уг = 7 × 280 = 1960 руб./ дм² ;

C_уг = 1960 × 4,486 = 879,25 руб.

C_о = 2,5 × 280 = 700 руб./ дм² ;

C_о = 700 × 4,486 = 314 руб.

C_х = 6 × 280 = 1680 руб./ дм² ;

C_х = 1680 × 4,486 = 753,64 руб.

Определяем технико-экономический показатель:

С_ввд/К_двд → min; (1.1)

К_{дх =} 0,421;

113,04/0,421 = 2681 руб.→ min;

C_вуг/ К_дуг → min;

C_вуг = 879 руб.

К_дуг = 0,612;

879/0,612 = 1436 → min.

C_во/ К_до → min;

C_во = 700 руб.

К_до = 0,374;

700/0,374 = 1871 → min

C_вх/ К_дх → min;

C_вх = 753 руб.

К_дх = 0,291;

753/0,291 = 2587 → min

Вывод: Нет возможности восстанавливать деталь методом хромирование, осталивание и наплавка в углекислом газе из-за нехватки материала на предприятии, поэтому деталь восстанавливаем способом вибродуговая наплавка, так как есть материалы для выполнения этого способа.