ЦапФА ПОВОРОТНОГО КУЛАКА

В дипломном проекте показана техническая и экономическая целесообразность организации специализированных производственных подразделений по восстановлению деталей автомобилей в условиях автотранспортного предприятия. Выполнен анализ конструкции и условий эксплуатации цапфы поворотного кулака ГАЗ-66 и известных технологических способов восстановления изношенных деталей машин. Определены возможные дефекты детали и рациональные способы её восстановления.
Разработан технологический процесс восстановления детали, включающая операции подготовки поверхности, вибродуговой наплавки резьбовой части, газопламенного напыления подшипниковых шеек, механической обработки восстановленных поверхностей. Произведен обоснованный выбор оборудования и материалов.
Разработан проект участка восстановления цапфы ...

Содержание

Введение_____________________________________________________8
1 Анализ конструкции и условия эксплуатации цапфы поворотного кулака автомобиля ГАЗ- 66____________________________________12
1.1 Назначение, описание и оценка технологичности детали______________12
1.2 Анализ технологических методов восстановления изношенных деталей машин_______________________________________________________14
1.2.1 Электролитическое осаждение металлов_________________________18
1.2.2 Железнение______________________________________________21
1.2.3 Хромирование_________ _________________________________22
1.2.4 Газоэлектрические методы напыления____________________________22
1.2.5 Высокочастотное напыление__________________________________26
1.2.6 Лазерная и плазменная сварка и наплавка ________________________31
1.2.7 Дуговая наплавка под флюсом__________________________________33
1.2.8 Электродуговое напыление__________________________________33
1.2.9 Плазменное напыление_____________________________________
1.2.10 Газопламенное напыление__________________________________
1.2.11 Детонационное напыление__________________________________
1.3 Возможные дефекты цапфы поворотного кулака и существующие методы их восстановления__________________________________________34
1.4 Рациональные способы восстановления цапфы поворотного кулака ___36
2. Разработка маршрутного технологического процесса восстановления цапфы поворотного кулака автомобиля ГАЗ- 66__________________38
2.1 Разработка маршрутного технологического процесса восстановления цапфы поворотного кулака ____________________________________38
2.2 Маршрутная технологическая карта______________________________47
2.3 Выбор оборудования и технологической оснастки__________________47
2.4 Определение качества восстановления покрытия____________________49
2.4.1 Режимы для вибродуговой наплавки____________________________50
2.4.2 Режимы механической обработки___________________________51
2.5 Техническое нормирование операций технологического процесса___57
3 Конструкторская часть______________________________________69
3.1 Проектирование технологической оснастки для механической обработки_______________________________________________________69
3.2 Расчёт приспособления на прочность___________________________69
3.3 Расчет болтов______________________________________________
4 Проектная часть_____________________________________________74
4.1 Организация и техническое оснащение участка по восстановлению цапфы поворотного кулака автомобиля ГАЗ – 66______________________74
4.2 Структура участка_____________________________________________75
5 Организационно-экономическая часть_________________________77
5.1 Годовая программа и режим работы участка______________________78
5.2 Годовые фонды времени участка______________________________79
5.3 Трудоемкость восстановления детали _____________________________80
5.4 Расчет годового объема работ, количества оборудования и производственных рабочих на участке_______________________________83
5.5 Стоимость материалов для восстановления детали________________89
5.6 Расчет затрат на материалы______________________________________90
5.7 Расчет заработной платы производственных рабочих ______________93
5.8 Определение амортизационных отчислений_____________________95
5.9 Расчёт затрат на электроэнергию______________________________97
5.10 Общие расходы на участке__________________________________99
5.11 Оценка экономической целесообразности восстановления детали___ 100
6 Безопасность жизнедеятельности______________________________102
6.1 Промышленная санитария______________________________________102
6.1.1 Параметры микроклимата____________________________________ 102
6.1.2 Вентиляция _____________________________________________ ___103
6.1.3 Расчет общеобменной механической вентиляции_________________105
6.1.4 Отопление__________________________________________________109
6.2. Меры безопасности___________________________________________111
6.2.1 Расчет освещения___________________________________________ 111
6.2.2 Электробезопасность________________________________________ 113
6.2.3 Защита от производственного шума и вибрации __________________116
6.3 Пожарная безопасность________________________________________118
6.4 Охрана окружающей среды_____________________________________120
6.5 Безопасность в Ч.С._________________________________________122
Заключение___________________________________________________125
Список используемой литературы_________________________________126
Приложение___________________________________________________130

Введение
На сегодняшний день эффективное использование автомобилей при всем разнообразии их конструкций и условий эксплуатации зависит от выбора соответствующей стратегии ремонта, системы правил, однозначно определяющих выбор решение о месте, времени выполнения ремонтных работ и их содержании за весь период эксплуатации автомобиля до списания. Главной задачей при выборе стратегии является восстановление работоспособности автомобиля до уровня, обеспечивающего его использование с заданными параметрами в течении очередного межремонтного цикла с наименьшими удельными затратами.
Восстановление поврежденных и изношенных деталей является важным резервом экономии трудовых и материальных ресурсов.
Опираясь на литературные источники [2,3], видно, что стоимость восстановления деталей значительно ниж е стоимости их изготовления. Так, например, при производстве автомобильных деталей расходы на материалы и изготовление заготовок (отливок, поковок, штамповок) составляет 70…75 %их стоимости, а при восстановлении деталей эти затраты составляют 6…8%, так как заготовкой является сама деталь и при этом обрабатываются только те поверхности, которые имеют дефекты [1]. Затраты на восстановление деталей в зависимости от их конструктивных особенностей и степени изношенности составляют 10…50% стоимости новых деталей [1]. При этом, чем сложнее деталь (в нашем случае цапфа поворотного кулака ГАЗ-66) и, следовательно, чем дороже она в изготовлении, тем ниже относительные затраты на ее восстановление.
Восстановление деталей является крупным резервом обеспечения автомобильной техники запасными частями, расходы на которые в настоящее время составляют 40…60% себестоимости капитального ремонта автомобилей. Расширение номенклатуры восстановления деталей позволяет уменьшить потребности в производстве запасных частей.
Повышение надежности отремонтированных автомобилей (агрегатов) зависит от качества восстановления деталей. В настоящее время авторемонтное производство располагает современными способами восстановления, обеспечивающими послеремонтные ресурсы деталей на уровне, близком к ресурсам новых. Для восстановления работоспособного состояния узлов и агрегатов необходимо восстановление первоначальной посадки в сопряжениях.

Поперечный размер общего воздуходува: ; - величина воздухообмена на каждом участке; - скорость движения воздуха на участке;;Диаметр воздуходувов:;.Определим сопротивление цепи вентиляции.Определение сопротивления участка цепи:; = 0,32 Па/м - потери давления на трение на i-м участке; - длина участка (м); = 0,73 – коэффициент местных сопротивлений; - скорость движения воздуха (м/с); - плотность воздуха ().Сопротивление всей цепи: ; = 7,3+3,2+3,3+3,5+3,4 = 20,7 Па.Подбор вентилятора и электродвигателя.Требуемое давление создаваемое вентилятором, с учетом запаса на непредвиденные сопротивления цепи (10%):; = 1,1×20,7 = 22,8 Па.Так как сопротивление ветви = 22,8200 Па, то применяем вентилятор марки В-06-300 (900 об./мин.) с асинхронным электродвигателем типа: 4АХ8038У3 (частота вращения 750 об./мин.).С учетом возможных дополнительных потерь при подсосах воздуха в воздуховодах, потребную производительность вентилятора увеличиваем на 10%. - потребная производительность вентилятора;;Мощность электродвигателя:;КПД вентилятора и ременной передачи: = 0,97; = 0,9;Давление создаваемое вентилятором = 22,8 Па;.Принимаем асинхронный двигатель – 4АХ8038У3.В качестве воздухораспределительного устройства используем двуструйные шестидиффузорные воздухораспределители – ВДШп.6.1.4 ОтоплениеЦель отопления помещений – поддержание в них в холодное время года заданной температуры воздуха.Система отопления должна компенсировать потери теплоты через строительные ограждения , а также нагрев поступающего в помещение холодного воздуха , поступающих материалов и транспорта . Эти потери в Вт (ккал/ч) можно определить по формуле:QП=QОГР+QХВ+QМ.Из этих составляющих основными являются потери теплоты через строительные ограждения и конструкции (стены, потолки, окна и т.д.), определяемые по формуле:QОГР=FОГР×(tВН-tНАР)×RОГР,FОГР - поверхность ограждения в ;tВН - температура воздуха в помещении;tНАР - расчетная температура наружного воздуха, принимаемая в зависимости от места нахождения предприятия;RОГР - сопротивление теплоотдачи конструкции, с/Вт .Потери теплоты через ограждения рассчитывают отдельно для каждой ограждающей конструкции, а затем полученные результаты суммируют.Количество теплоты, идущего на нагрев холодного воздуха, обычно составляет 20 – 30% от теплоты ; нагрев поступающих из вне материалов и транспорта 5 – 10%.На основании данных расчета тепловых потерь и выделении теплоты на производстве составляют балансы теплоты производственного помещения и определяют мощности отопительных установок. Отопление устраивают только в тех случаях, когда потери теплоты превышают выделение теплоты Q в помещении, т.е. Q.Для поддержания на участке по восстановлению ступицы заднего колеса в рабочее время температуры +20 0С, а в нерабочее время +5 – 10 0С в нем устраивается система водяного отопления с нагревом воды до +100 0С и подачей ее в систему от котельной предприятия насосом.Также в холодное время года для подогрева воздуха поступающего в помещение рабочей зоны используются специальные радиаторы, установленные в воздуходувах.6.2. Меры безопасности6.2.1 Расчет освещенияНаименьший размер объекта различения равный 0,5-1 мм, соответствует зрительной работе средней точности. Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод коэффициента использования.Для механических цехов, при высоте помещения 9,5 м, выбираем дуговые ртутные лампы ДРЛ. Этим лампам соответствует светильник РСП 05. Для зрительной работы средней точности при системе общего освещения необходима освещенность 200 лк.Определим расстояние между соседними светильниками или их рядами, мL = h = 6,5×1 = 6,5 мгде = 1 – величина, зависящая от кривой светораспределения светильника (типовая кривая силы света глубокая)h – расчетная высота подвеса светильников, м.h = H-hc-hp = 9,5-2-1 = 6,5 мH = 9,5 м - высота помещения;hc = 2 м - расстояние от светильников до перекрытия;hp = 1 м - высота рабочей поверхности над полом.Определим необходимое значение светового потока лампы, лм:Ф = ЕнSКзZ(N) = 200×384×1,5х1,1/(4х0,63) = 50285,71 лмЕн = 200 лк - нормируемая освещенность;S = 200 м2 - освещаемая площадь;Кз = 1,5 - коэффициент запаса;Z = 1,1 - коэффициент неравномерности освещения для ламп ДРЛ;- число светильников. = 0,63 - зависит от типа светильника, индекса помещения i, коэффициента отражения n, и других условий освещенности.По рассчитанному световому потоку выбираем лампу ДРЛ-80. Определение мощности светильной установки, Вт: Dy = PлN = 125×6 = 750 Вт.Рл = 125 Вт - мощность лампы,Схема расположения светильников6.2.2 ЭлектробезопасностьНа участке восстановления цапфы поворотного кулака эксплуатируются два токарно-винторезных станка 16К25, круглошлифовальный станок, фрезерный станок, электрическая печь, установки для наплавки и напыления, закалочная установка.Причины поражения электрическим током:- неправильная эксплуатация оборудования;- пробой фазы;- нарушение изоляции токопроводящих кабелей. Расчет защитного заземления по допустимому сопротивлению растекания тока заземлителя.В соответствии со СПЭУ сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать величины 4 Ом при мощности трансформатора более 100 кВА и напряжении в сети менее 1000 В.Исходные данные:- напряжение в сети U = 0,4 кВ;- заземляющее устройство из стержней l = 2500 мм и d = 50 мм.- стержни размещаются по периметру А×В.1. Расчетный ток замыкания на землю в сети напряжением 380 В:2. Сопротивление одиночного вертикального заземлителя, заглубленного ниже уровня земли:h = 1,4м - расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта;l, d - длина и диаметр стержневого заземлителя; = 0× = 100×1,7 = 170 Ом*м0 = 100 Ом×м - удельное электрическое сопротивление грунта; = 1,7 - коэффициент сезонности, учитывающий возможность повышения сопротивления грунта в течение года.3. Определение количества вертикальных заземлителей:Ориентировочное количество заземлителей:[Rз] = 4 Ом - допустимое сопротивление заземляющего устройства;з = 1 - коэффициент использования вертикальных заземлителей. = 170 Ом×м - удельное сопротивление грунта;п = 0,4 - коэффициент использования заземлительной полосы;з = 0,65 - коэффициент использования вертикальных заземлителей.Принимаем расположение вертикальных заземлителей по контуру с расстоянием между смежными заземлителями равным 2l:Окончательное количество заземлителей:4. Сопротивление соединительной полосы:b = 0,08 м - ширина заземлительной полосы;h = 0,04 м - глубина залегания заземлительной полосы;lп = 2l×nз = 2×2,5×20 = 100 м - длина полосы;5. Общее расчетное сопротивление заземляющего устройства с учетом соединительной полосы:Рассчитанное заземляющее устройство удовлетворяет условию .Окончательно принимаем число вертикальных заземлителей 20 шт., длиной 2,5 м, диаметром 0,05 м, соединенных горизонтальной полосой 100 м.6. Коэффициент напряжения прикосновения:7. Расчет заземлителей по допустимому напряжению прикосновения состоит в выполнении неравенства:Условие выполняется.6.2.3 Защита от производственного шума и вибрацииКлассификация средств и методов защиты от шума установлена ГОСТ 12.1.029-95 "Средства и методы защиты от шума". Этот стандарт распространяется на рабочие места производственных и вспомогательных помещений, а также на территории промышленных предприятий.Общая классификация средств, снижающих шум, приведена ниже:- снижение шума в источнике его возникновения (механического, аэродинамического, гидродинамического, электромагнитного);- снижение шума на пути его распространения (передача воздушного и структурного шумов);- акустические средства для защиты от шума: звукоизоляция (ограждения, экраны, кожуха, кабины), звукопоглощение (облицовка, поглотители звука), виброизоляция (опоры, прокладки, разрывы), демпфирование (с сухим трением, вязким трением, внутренним трением), глушители шума (абсорбционные реактивные, комбинированные);- средства индивидуальной защиты от шума (наушники, вкладыши, шлемы, каски, костюмы).Существуют и методы защиты от шума: архитектурно-планировочные (рациональные акустические решения размещения рабочих мест, оборудования и зданий, зоны транспортных потоков, шумозащитные зоны) и организационно-технические (применение малошумных машин и оборудования, рациональные режимы труда и отдыха работающих).Звукопоглощение. Для снижения уровня звукового давления на рабочих местах производственных помещений применяют конструкции в виде облицовки стен и потолков звукопоглощающими материалами и штучными звукопоглотителями. Звукопоглощающие материалы характеризуются коэффициентом звукопоглощения а. К таким материалам относят пористые, неорганические, органические и композиционные материалы и изделия (например, вату минеральную и стеклянную, маты в рулоне из штапельного волокна, холсты из сверхтонкого стекловолокна).Виброизоляция. При работе технологического оборудования (вибростендов) возникают вибрации, которые создают шум. Распространенным способом защиты от подобного шума является установка такого оборудования на виброизоляторы или упругие прокладки.Демпфирование. Демпферы предназначают также для погашения колебаний машин. В отличие от виброизолятора демпфер не имеет упругих элементов, и механическая энергия в нем не аккумулируется, а преобразуется в тепловую, рассеиваемую в пространстве. Демпферы с сухим или вязким трением устанавливаю под оборудование. К демпферам с внутренним трением относя вибродемпфирующие материалы в виде мастик. При нанесении мастик на металлические листовые конструкции ослабляется и вибрация вследствие внутреннего трения в мастике.Средства индивидуальной защиты от шума. В тех случаях, когда невозможно снизить шум до установленных норм с помощью конструктивных мероприятий применяют средства индивидуальной защиты. Эти средства подразделяют на внутренние и наружные. В первом случае в ушные раковины наружного слухового прохода вкладывают тампоны из ваты или марли, пропитанные жиром, воском или другим составом. К наружным средствам защиты относят наушники или шлемофоны плотно закрывающие ушные раковины, а также костюмы.Рис. 6.1. – Схема шумоизоляции Стенки кожуха изготовляют, например, из стального листа 1, шлаковаты 2, стального листа 3, мягкой древесноволокнистой плиты 4 и воздушной прослойки 5. Кожух устанавливают на виброизолирующие прокладки 6 из асбеста, войлоки или резины. На участке восстановления цапфы поворотного кулака применяют звукоизоляцию шумных узлов машин (токарно-винторезный станок и т.д.) или в целом агрегатов обеспечиваю с помощью звукоизолирующих кожухов (рис. 6.1.).Стенки кожуха изготовляют, например, из стального листа 1, шлаковаты 2, стального листа 3, мягкой древесноволокнистой плиты 4 и воздушной прослойки 5. Кожух устанавливают на виброизолирующие прокладки 6 из асбеста, войлоки или резины.Для устранения вибрации при работе технологического оборудования, применяю виброизоляторы или упругие прокладки в соответствии с ГОСТ 12.4.093-80 "Виброизоляция. Машины стационарные".Также применяю наружные средства индивидуальной защиты: наушники или шлемофоны, плотно закрывающие ушные раковины.6.3 Пожарная безопасностьПожары на предприятиях по восстановлению автомобилей представляют большую опасность и могут принести значительный материальный ущерб.