Розробка технологічного процесу відновлення шатунів ДВЗ ЯМЗ-6563.10/6582.10, річна програма 42000 шатунів

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Транспорт, грузоперевозки
Язык:

Украинский
,
Формат файла:
MS Word

140,49 Кб
Опубликовано:

2015-04-23

Все дипломные работы по транспорту

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Розробка технологічного процесу відновлення шатунів ДВЗ ЯМЗ-6563.10/6582.10, річна програма 42000 шатунів

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Харківський автомобільно-дорожній технікум

ДО ЗАХИСТУ

Завідуючий відділенням

___________ Є.Ф. Соболєв

“_____”_________________

Розробка технологічного процесу відновлення шатунів ДВЗ ЯМЗ-6563.10/6582.10, річна програма 42000 шатунів

Розробив:

Студент групи 41-Р

___________Д.Г. Черенько

Керівник дипломного проекту

___________Ю.Б. Батіщев

Керівник економічного розділу

___________О.Ф. Коханова

Керівник розділу “Охорона праці”

____________Г.О. Соколова

Зміст

Вступ

. Загальний розділ

.1 Короткі відомості з теорії і сфера застосування деталі

.2 Матеріали, які застосовуються

.3 Аналіз ремонтопридатності шатуна

.3.1 Вигин і скручування стержня шатуна

.3.2 Тріщини на шатуні

.3.3 Знос отвору верхньої голівки шатуна під втулку і отвори втулки під поршневий палець

.3.4 Знос отвору верхньої голівки шатуна

.3.5 Знос торцевої поверхні нижньої голівки шатуна

.4 Ремонтопридатність

. Технологічний розділ

.1 Визначення типу виробництва

.2 Організація виробництва

.3 Аналіз існуючих способів відновлення шатунів

.3.1 Осталюсання (залізнення)

.3.2 Механічна обробка

.3.3 Наплавлення

.4 Вибір раціонального способу відновлення шатунів

.5 Розробка технологічного процесу

.6 Розрахунок режимів різання

.6.1 Зенкерування бобишок кришки під голівки шатунових болтів

.6.2 Розточування отвору нижньої голівки шатуна

.6.3 Хонінгування отвору нижньої голівки шатуна

.6.4 Розточування отвору у втулці верхньої голівки шатуна під поршневий палець

.7 Розрахунок норм часу

.7.1 Зенкерування

.7.2 Розточування отвору нижньої голівки шатуна

.7.3 Хонінгування

.7.4 Розточування отвору у втулці верхньої голівки шатуна під поршневий палець

. Конструкторський розділ

.1 Призначення, улаштування і принцип роботи пристосування

.2 Розрахунок елементу пристосування на міцність

. Проектний розділ

.1 Визначення трудомісткості ремонтних робіт

.2 Визначення режимів роботи і фондів часу ділянки

.3 Розрахунок кількості виробничих робітників і обслуговуючого персоналу

.4 Розрахунок необхідної кількості устаткування і робочих місць

.5 Розрахунок площ ділянки

. Охорона праці і довкілля

.1 Загальні положення

.2 Гігієна праці та виробнича санітарія

.3 Пожежна безпека

.4 Техніка безпека

.4.1 Техніка безпеки при виконанні розбірно-складальних і слюсарних робіт

.4.2 Техніка безпеки при виконанні операцій механічної обробки

.4.3 Техніка безпеки при наплавці бобишок нижньої головки шатуна під головки шатунних болтів

.5 Охорона навколишнього середовища

. Економічний розділ

Література

Вступ

Автомобільний транспорт розвивається швидкими темпами. Величезні масштаби перевезень вимагають утримування автомобільного парку в технічно справному стані.

При роботі деталі автомобіля зношуються, виникають різні несправності, експлуатаційні якості автомобіля погіршуються. Через визначений час технічний стан автомобіля досягає граничного, при якому порушується його працездатність. В результаті цього його подальша експлуатація стає неможливою або економічно недоцільною.

Для відновлення працездатності зі збереженням експлуатаційних показників впродовж необхідного проміжку часу автомобіль і його агрегати капітально ремонтують.

При капітальному ремонті автомобіль і його агрегати повністю розбирають, замінюють або ремонтують будь-які деталі, включаючи базові, збирають, випробовують і регулюють.

На сучасних авторемонтних підприємствах капітальний ремонт автомобілів виконують індивідуальним методом. Суть його полягає в тому, що автомобілі і їх агрегати піддають знеособленому ремонту, при якому ремонт здійснюють без урахування приналежності ремонтованих деталей, механізмів, приладів до певного автомобіля або агрегату, а зборку виконують за принципом повної або часткової взаємозамінюваності. При цьому створюються умови для механізації виробничих процесів і підвищення продуктивності праці.

Капітальний ремонт автомобілів має велике народногосподарське значення, оскільки підвищує термін служби автомобілів і їх агрегатів.

Знос багатьох деталей автомобіля, що поступає в капітальний ремонт, не досягає граничних значень і вони ще мають значний запас працездатності. Використання таких деталей дає великий економічний ефект. Ремонт деталей дозволяє економити значну кількість металу і вивільняти виробничі потужності автомобільної промисловості зайнятих виготовленням деталей для нових автомобілів. Для виконання капітальних ремонтів автомобілів і агрегатів створене авторемонтне виробництво, що охоплює мережу авторемонтних заводів.

Авторемонтне виробництво на відміну від автобудування характеризується наступними специфічними особливостями: значним об'ємом розборо-мийних робіт, складною дефектацією деталей, декількома технологічними маршрутами ремонту деталей одного найменування, нестабільністю технічного стану ремонтного фонду, тобто автомобілів, агрегатів і вузлів, що поступають в ремонт, необхідністю його технічного приймання і транспортування. Зборка агрегатів і автомобілів здійснюється з трьох груп придатних за результатами дефектації після розбирання і очищення; відремонтованих і нових, що створює труднощі.

Сучасне авторемонтне виробництво має механізовані потокові лінії розбирання-зборки, сучасні способи відновлення деталей, високопродуктивне устаткування, прогресивні технологічні процеси.

Але, незважаючи на це, авторемонтне виробництво по технічній оснащеності і організації праці ще відстає від автомобілебудування. Якість капітально ремонту автомобілів і агрегатів, зокрема двигунів внутрішнього згорання (ДВС) у ряді випадків не відповідає вимогам. Потреби зростаючого автомобільного парку країни, що пред'являються, в капітальних ремонтах задовольняються ще далеко не повністю в результаті виниклих в останні роки економічних труднощів і у тому числі із-за розриву економічних зв’язків з країнами СНД.

Тому вдосконалення технології і організації виробництва, різке підвищення якості капітального ремонту автомобілів і їх агрегатів і зниження його собівартості - ось основні завдання, що стоять перед авторемонтним виробництвом.

Основним джерелом підвищення продуктивності праці при капітальному ремонті автомобілів і агрегатів є механізація і автоматизація виробничих процесів. При цьому механізація розбірно-мийних робіт і складальних робіт має первинне значення, оскільки при цьому підвищується якість ремонту. Важливо також механізувати трудомісткі процеси внутрішньо цехового і міжопераційного транспортування автомобілів, агрегатів, вузлів і деталей, оскільки вони роблять безпосередній вплив на зниження собівартості і значно полегшує працю робітників.

Підвищення якості ремонту має важливе значення, оскільки при цьому збільшується ефективність роботи автомобільного транспорту, зростає кількість технічно справних автомобілів, зростає коефіцієнт готовності, знижуються експлуатаційні витрати.

У рішенні цієї відповідальної задачі велике значення мають наукові дослідження в області ремонту, розробка і впровадження технічних умов на капітальний ремонт (ТУ), керівних технічних матеріалів (РТМ), Гостів і інших керівних технічних документів, дотримання вищезазначених документів, які, маючи силу закону, містять усі основні вимоги до технології виробництва і до готового виробу.

1. Загальний розділ

.1 Короткі відомості з теорії і сфера застосування деталі

Широке застосування поршневих двигунів внутрішнього згорання в усіх областях народного господарства і у тому числі на транспорті, пояснюється рядом їх переваг, з яких основними є їх висока економічність, відносно малі габарити і маса, пристосовність до різних режимів роботи і автономність.

Найбільше поширення у світі отримали автомобільні і тракторні двигуни, а основними вимогами, що пред'являються до них, є:

можливо малі маса і габаритні розміри при достатніх потужностях і жорсткості конструкції;

висока економічність при змінних швидкісних режимах;

гарна прийомистість;

надійний пуск і робота при значних коливаннях температури навколишнього середовища;

надійне охолодження двигуна;

якісна фільтрація повітря, палива і мастила.

Поршневі деталі внутрішнього згорання складаються з ряду механізмів і машин: механізми двигуна являються кривошипно-шатуновий і газорозподільний; системи двигуна - впускання і випуску, живлення, мастила, охолодження, пуску та інші.

У кривошипно-шатуновому механізмі шатун зв'язує поршень з колінчатим валом, передаючи зусилля від тиску газів на вал, при цьому поворотно-поступальна хода поршня перетворюється на обертальний рух ко-лінчатого валу. При цьому шатун здійснює складний рух і піддається дії змінних навантажень від тиску газів і сил інерції.

Отже, основними вимогами, що пред'являються до конструкції шатуна, є: міцність і надійність елементів шатуна при найменшій масі, а також працездатність підшипників.

Шатун складається з наступних елементів: стержня, поршневої (чи верх-ньої) і кривошипної (чи нижньої) голівок, шатунових болтів, вкладишів і втулки поршневого пальця.

Особливістю конструкції шатунів двигунів ЯМЗ є: застосування косого роз'єму кривошипної голівки для полегшення монтажу і зменшення ходу поршня, що сприяє підвищенню кількості обертів двигуна при збереженні середньої швидкості поршня; застосування в роз'ємі шліців для розвантаження шатунових болтів від дії радіальних сил.

.2 Матеріали, які застосовуються

Стержні шатунів двигунів ЯМЗ-6563.10/6582.10 виготовляються із сталі 40 ХФА або сталі 40ХНМА, а нижні кришки із сталі 40Х методом гарячого штампування. Тому технологія виробництва нових шатунів достатньо оригінальна: механічна обробка стержнів і нижніх кришок, робиться окремо і тільки після фрезерування шліців робиться зборка стержня з кришкою, а потім остаточна обробка отвору нижньої голівки шатуна.

Втулка верхньої голівки шатуна виготовлена з бронзи ОЦС-5-5-5.

Болти виготовлені із сталі 40Х.

.3 Аналіз ремонтопридатності шатуна

Довговічність і надійність двигуна після капітального ремонту багато в чому залежить від довговічності і надійності окремих деталей.

При зборці двигуна при капітальному ремонті використовують деталі трьох груп : придатні (після розбирання і дефектації), відремонтовані і нові (за-пасні частини). Кількісне співвідношення деталей вказаних груп значно впливає на собівартість капітального ремонту двигуна, оскільки вартість деталей кожної групи різна. За досвідченими даними, кількість деталей кожної групи від загальної кількості деталей складає: придатних від 30 до 40 %, відремонтованих від 20 до 40 %, нових від 20 до 50 %.

Собівартість ремонту деталей на спеціалізованих підприємствах складає 20-30 % від цін на нові деталі. Це пов'язано з тим, що при ремонті деталей відсутні витрати на виробництво заготівель і їх механічну обробку, оскільки початковим матеріалом служить сама деталь, що має лише деякі дефекти.

Основними дефектами шатуна є: вигин або скручування стержня; зменшення відстані між осями верхньої і нижньої голівок; знос отвору втулки під поршневий палець і отвори під втулку у верхній голівці; деформація або знос отвору нижньої голівки шатуна; знос торцевих поверхонь нижньої голівки шатуна; тріщини стержня; тріщини у болтах; зрив або вифарбовування різьблення болтів і в отворах під болти, зім'яття поверхонь під голівки болтів.

Чисельні значення і технічні вимоги по кожному з вищеперелічених дефектів представлені в додатку 1 [4,5].

.3.1 Вигин і скручування стержня шатуна

Вигин і скручування стержня шатуна відбувається в результаті сумарного навантаження від дії зовнішніх сил, тобто тиск газів на денце поршня і сил інерції, а також залишкових внутрішніх тисків (напруги). Це навантаження може перевищити розрахункову, внаслідок перекосу деталей кривошипного- шатунового механізму в результаті як допустимих відхилень від правильної геометричної форми в межах допусків, так і зносу деталей і збільшення проміжків в сполученнях. На збільшення перекосу роблять вплив також виробничі дефекти: криво розточені отвори втулки верхньої голівки шатуна або отвору у бобишках поршня.

Величини вигину і скручування, що допускаються, приведені в додатку 1.

Вигин і скручування шатуна понад допустимих меж в практиці авторемонтного виробництва усуваються правкою, проте для дизелів сімейства ЯМЗ відповідно до технічних умов на ремонт правка недопустима і такі шатуни вибраковуються. Проте допускається виправлення погнутих шатунів з відхиленням від прямолінійності не більше 1,0 мм підрізуванням торців верхньої голівки симетрично з обох боків.

.3.2 Тріщини на шатуні

Тріщини, що виникають в процесі роботи шатуна, носять як правило ус-талений характер, а також внаслідок залишкової внутрішньої напруги. При виявленні будь-яких видів тріщтн шатуни вибраковуються.

.3.3 Знос отвору верхньої голівки шатуна під втулку і отвори втулки під поршневий палець

Знос отвору верхньої голівки шатуна під втулку і отвори втулки виникають при експлуатації під дією сил, спрямованих уздовж стержня шатуна і мають знакозмінний характер; отвори стають овальними.

Знос отвору під втулку виникає також в результаті послаблення посадки втулки, в результаті повороту втулки внаслідок її заклинювання на поршневому пальці, а також із-за частої перепрессовки втулок.

В цьому випадку шатуни спрямовуються в ремонт.

.3.4 Знос отвору нижньої голівки шатуна

Отвір нижньої голівки шатуна під вкладиші в процесі експлуатації змінює свої розміри, тобто стає овальним, конусним під впливом діючого на шатун ударного навантаження, а також внаслідок перекосу деталей кривошипно-шатунового механізму.

В результаті виявлення цього дефекту шатуни спрямовуються в ремонт.

1.3.5 Знос торцевої поверхні нижньої голівки шатуна

Торцева поверхня шатунів V-подібних двигунів типу ЯМЗ, ЗИЛ-508, ЗМЗ-513 та інших з центральними шатунами, встановленими на одній шатунній шийці зношуються внаслідок взаємного тертя поверхонь, яке виникає під дією осьових сил і крутильних коливань.

Шатуни з цим дефектом також спрямовуються в ремонт.

.4 Ремонтопридатність

Ремонтопридатність - властивість об'єкту, що полягає в пристосуванні до попередження і виявлення причин виникнення відмов і ліквідації їх наслідків шляхом проведення ремонтів і технічного обслуговування.

Шатун, як ніяка інша деталь, ідеально пристосований до виявлення дефектів як органолептичними, так і інструментальними методами діагностування, наприклад, при виникненні ненормальних стуків у верхній зоні блоку циліндрів або зоні кривошипа, можна зробити однозначний висновок про знос отвору втулки шатуна або шатунових вкладишів.

Конструкція шатуна ідеально пристосована до ремонту і, являючись заготовкою, вже має ідеальну базу для операцій механічної обробки.

Такою базою служить торцева поверхня нижньої голівки. При її зносі вона досить легко може бути відновлена існуючими методами.

З аналізу досвіду ремонту шатунів на ремонтних підприємствах встановлено, що тільки до 30% шатунів двигунів ЯМЗ-6563.10/6582.10 остаточно вибраковуются, а до 70% відновлюється по тих або інших дефектах або їх сполученню.

2. Технологічний розділ

.1 Визначення типу виробництва

Тип виробництва - це класифікаційна категорія, яка визначається за ознаками широти номенклатури, регулярності, стабільності і об'єму випуску. Розрізняють одиничне виробництво, що характеризується малим обсягом випуску однакових виробів; серійне виробництво, що характеризується ремон-том виробів партіями, що періодично повторюються; масове виробництво, що характеризується великим обсягом випуску виробів, які безперервно ремонтуються впродовж тривалого періоду часу.

Тип виробництва визначається залежно від розміру партії деталей, що запускається у виробництво (ремонт) за формулою:

, (2.1)

де - кількість деталей в партії, шт.;

- річний об’єм ремонту, у відповідності із завданням на дипломний проект, = 6000 шт./рік;

- кількість днів запасу, = 5 - 10 днів, приймають = 5 днів;

- кількість робочих днів в році.

де - кількість календарних днів вроці, = 365;

- кількість вихідних днів в році, = 102;

- кількість святкових днів в році, = 11.

= 365 - 102 - 11 = 252 днів;

шт.

Визначаємо тип виробництва.

Залежно від маси деталі 4,02 кг і об’єму ремонту за рік це виробництво відноситься до середньосерійного.

2.2 Організація виробництва

Комплекти шатунів із складу деталей, очікуючих ремонту, завозяться на ділянку на електрокарах і складуються на поличних стелажах, звідки по маршрутам, присвоєних кожному комплекту піддаються відновленню у відповідності з маршрутною технологією для цього маршруту.

Специфіка конструкції шатунів, їх умови роботи і ТУ на їх ремонт вимагають виконання усього комплексу відновних робіт на ділянці.

Після відновлення шатуни піддаються контролю ОТК і комплектуванню по категорійним ремонтним розмірам і комплектам, а потім направляються на ділянку зборки двигунів. Вивезення готової продукції здійснюється в спеціальних контейнерах комплектувань електрокарами.

Аналіз існуючих способів відновлення шатунів

Відновлення шатунів зазвичай робиться за схемою, представленою на малюнку 2.1.

Внаслідок того, що технічними умовами на капітальний ремонт двигунів ЯМЗ-6563.10/6582.10 заборонена правка шатунів, що мають вигин і скручування вище за допустимі межі, тобто непаралельність осей отворів верхньої і нижньої голівок шатунів більше 0,05 мм на довжині 100 мм, то питання відновлення шатунів по цьому дефекту в проекті не розглядаю.

Малюнок 2.1 - Схема технологічного процесу відновлення шатуна

.3.1 Осталювання (залізнення)

Для відновлення отворів нижньої голівки шатуна і отворів під

втулку верхньої голівки шатуна в практиці авторемонтного виробництва більше поширення отримало осталювання.

До переваг процесу осталювання відносяться:

- висока твердість і зносостійкість покриття;

- висока міцність зчеплення з основним металом, яка забезпечує надійну роботу деталей і зокрема шатунів у важких умовах експлуатації з високими динамічними навантаженнями;

- невисока температура електроліту, яка не робить термічного впливу на відновлювану деталь, тобто не порушує структуру основного металу і його термічну обробку;

- отримання покриттів завтовшки 1,0÷1,2 мм і більше при повторенні процесу, що дає можливість ремонтувати деталь з великим зносом;

- висока продуктивність процесу, недефіцитність матеріалів, використовуваних при виготовленні електроліту.

До недоліків процесу осталювання відносяться:

- зниження втомної міцності деталі на 30%;

- складність підготовки деталей до нанесення покриття і необхідність частої фільтрації і систематичного коригування електроліту;

необхідність застосування у ванні анодної обробки і осталювання спеціальних покриттів.

.3.2 Механічна обробка

Механічна обробка шатунів використовується при усіх способах відновлення. У більшості випадків вона застосовується як допоміжний вид обробки для попередньої обробки зношеної поверхні при підготовці до нанесення покриттів, а також при завершуючій обробці відновленого шатуна.

Механічна обробка як самостійний вид ремонту при відновленні шатуна застосовується при використанні ремонтних деталей. При механічній обробці шатуна базою являється торцева поверхня нижньої головки шатуна.

Механічній обробці під ремонтний розмір зазвичай піддають складніші і дорожчі деталі, до яких відносяться і шатуни. Величину категорійного ремонтного розміру встановлюють залежно від величини і характеру зносу відновлюваної поверхні і від припуску на механічну обробку. Для збільшення ресурсу припуск на обробку повинен вибиратися як можна меншим. Для чистового розточування припуск 0,05÷0,1 мм, для шліфування 0,03÷0,05 мм, для чорнового і чистового хонінгування 0,01÷0,02 мм на сторону відповідно.

Спосіб ремонтних розмірів є найдешевим в порівнянні з іншими способами відновлення і тому отримав найширше поширення в автомобільному виробництві. Він забезпечує взаємозамінність деталей, що сполучаються, в межах цього ремонтного розміру, наприклад заходів сполучення верхньої голівки шатуна - втулка верхньої голівки шатуна. Завдяки наявності категорійних ремонтних розмірів є можливість організувати масове виробництво запасних частин ремонтних розмірів, що спрощує процес відновлення складних деталей, зокрема шатунів, і скорочує цикл ремонту.

Проте відновлення деталей способом ремонтних розмірів призводить до деякого зниження на 5-10 % запасу міцності внаслідок зняття металу з робочих поверхонь.

Наявність деталей ремонтного розміру порушує принцип повно взаємозамінності деталей при ремонті агрегатів, що призводить до збільшення номенклатури запасних частин, ускладнює організацію процесів комплектування і зборки, що є істотним недоліком способу ремонтних розмірів.

Спосіб додаткових ремонтних деталей застосовується для ремонту де-талей, що мають знос посадочних поверхонь. У практиці ремонту шатунів цей спосіб застосовується для відновлення зношеного отвору верхньої голівки шатуна.

2.3.3 Наплавлення

Під час експлуатації на бобишках нижньої голівки (кришки) шатуна під голівки болтів з'являються надіри і зім'яття поверхні, що перешкоджає надійному затягуванню шатунових болтів і може привести до самовідкручування болтів.

При неглибоких надірах дефект усувається механічною обробкою до виведення дефекту. При глибоких надірах і зім'ятті поверхонь виникає необхідність відновлення зношених поверхонь іншими способами. І найбільш ефективним способом є наплавлення зношених поверхонь в середовищі вуглекислого газу.

Для наплавлення у вуглекислому газі електродний дріт підводиться до зношеної поверхні, причому в отвори нижньої кришки під болти попередньо встановлюють мідні або латунні стержні. При включенні електричного струму в ланцюги збуджується електрична дуга, яка оточена вуглекислим газом, що поступає через сопло з балона. Наплавлений шар металу утворює дріт, що розплавився.

Необхідною умовою можливості наплавлення є наявність в присадочному дроті кремнію і марганцю. Тому для наплавлення у вуглекислому газі застосовуються дроти СВ-0,8Г2С, СВ-Г2С, СВ-30ХГСН.

При ремонті шатунів двигунів ЯМ3-6563.10/6582.10 подача дроту в зону наплавлення здійснюється на постійному струмі при зворотній полярності, тобто мінус на деталь.

.4 Вибір раціонального способу відновлення шатунів

З усіх способів, якими можливий ремонт шатунів і описаних в підрозділі 2.3, необхідно вибрати один найбільш раціональний.

На основі досвіду авторемонтних заводів, моторемонтних заводів уста-новлено, що шатуни, так само як і інші деталі, можуть бути відремонтовані різними, але цілком визначеними способами, Завдання полягає в тому, щоб з усіх технологічно доцільних способів вибрати один, що забезпечує найбільшу довговічність при найменших витратах.

Для оцінки способів ремонту служить коефіцієнт довговічності, чис-ленно що є добутком коефіцієнтів міцності зчеплення з основним металом, зносостійкості і втомній міцності. Коефіцієнти довговічності характеризують службові властивості покриттів в порівнянні з новою деталлю того ж найменування. Коефіцієнт довговічності може бути менше одиниці, якщо довговічність відремонтованої деталі нижче нової, рівний одиниці і більше одиниці, якщо довговічність відремонтованої деталі рівна або більше нової деталі.

Для підвищення довговічності і надійності відремонтованої деталі необхідно прагнути до набуття найбільш високих значень коефіцієнтів довговічності відновлених деталей шляхом вдосконалення технологічних процесів ремонту деталі, у тому числі і шатунів. Проте тільки коефіцієнт довговічності відремонтованої деталі не може служити основою для остаточного вирішення питання про раціональний спосіб ремонту, він виражає тільки технічну частину проблеми. Для вибору раціонального способу відновлення потрібна ще і економічна його оцінка, тобто необхідно визначити собівартість ремонту.

Очевидно, що найбільш раціональним з економічної точки зору буде відновлення з найменшою собівартістю ремонту. Таким чином, остаточний вибір раціонального способу залежить від техніко-економічної доцільності. Виходячи з цієї умови і аналізу виробництва на ГП МОУ «Харківський автомобільний ремонтний завод», виходить, що найбільш оптимальним варіантом технологічного процесу відновлення шатунів є метод механічної обробки під ремонтний розмір, способу наплавлення у вуглекислому газі бобишок кришки під голівки шатунових болтів і способу плазмової металізації торцевої поверхні нижньої головки для відновлення бази (при необхідності).

2.5 Розробка технологічного процесу

Для організації виробництва ремонтних робіт з ремонту якої-небудь деталі складається технологічна документація, яка складається з текстових і графічних документів, що в сукупності утворюють технологічний процес.

У основі будь-якого технологічного процесу лежить маршрут ремонту деталі, або декілька маршрутів. Велика кількість технологічних маршрутів небажана, оскільки викликає труднощі в організації і управлінні виробничим процесом; збільшує час обробки, а отже, і собівартість ремонту. При великій кількості технологічних маршрутів коефіцієнти малі, невизначеність об'ємів шатунів з різними поєднаннями дефектів, що ремонтуються по окремих маршрутах зростає; час формування партії запуску заданого об'єму і інші показники змінюються в широких межах. Це ускладнює розрахунок об'ємів ремонту і створює труднощі по забезпеченню планомірного завантаження робочих місць. Виникає потреба у збільшенні складських приміщень, оскільки збільшується час зберігання деталей на складі. Усі ці чинники, супутні великій кількості технологічних маршрутів, порушують ритмічність виробництва і ускладнюють його організацію. Тому одним з основних принципів формування технологічних маршрутів є принцип скорочення їх числа.

Розробка технологічних маршрутів ремонту передує визначенню узагальненою по номенклатурі кількості дефектів шатуна, встановлення комплексу дефектів, що усуваються по кожному технологічному маршруту, розподіл ремонтного фонду по технологічних маршрутах ремонту і вибір технологічної бази.

Шатуни двигунів ЯМЗ-6563.10/6582.10 при вступі в капітальний ремонт налічують 10 контрольованих дефектів, які приведені в ТУ на капітальний ремонт (див. дод. 1).

Статистичні дані, зібрані на авторемзаводах показують, що основними поєднаннями дефектів при ремонті шатунів є:

- знос отвору у втулці верхньої голівки під поршневий палець;

- знос отвору в нижній голівці шатуна під шатунові вкладиші;

- надіри на бобишках кришки під голівки болтів;

- знос нижньої голівки шатуна по ширині.

Знос отвору верхньої голівки шатуна під втулку, а також вигин і скрученість стержня зустрічається украй рідко.

Таким чином, найбільш оптимальним є технологічний маршрут, приведений в таблиці 2.1.

На базі цього маршруту розроблений технологічний процес.

Таблиця 2.1 - Технологічний маршрут відновлення двигунів ЯМЗ-6563.10/6582.10

Зміст операцій	Устаткування
1	2
1. Випресувати втулку верхньої голівки шатуна	Стенд 6305-14
2. Наплавити бобишки нижньої кришки шатуна під голівки шатунових болтів	01.07-005 «Ремдеталь»
3. Зенкувати бобишки, витримавши ширину, В = 1,2 мм	2А135
4. Шліфувати торцеву поверхню нижньої голівки, витримавши ширину, В = 41,01ЗБ722
5. Шліфувати торцеві поверхні верхньої голівки рівномірно з двох сторін, витримавши ширину В = 46,5-0,34	ЗБ722
6. Притерти кришку до стержня шатуна, забезпечивши овальність 0,5 мм в площині, перпендикулярній стику	Стенд H236-0-4-00-000
7. Очистити шатун і кришку від притиральної пасти, зачистити задирки	ОРГ-4990Б
8. Розточити отвір нижньої голівки шатуна, витримавши Ø 92,97	2Е78П
9. Хонінгувати отвір нижньої голівки шатуна, витримавши Ø 93,012	3Г833CA
10. Запресувати втулку верхньої голівки шатуна, забезпечивши натяг 0,05÷ 0,12 мм	6305-14
11. Розточити отвір у втулці верхньої голівки шатуна, витримавши Ø 506601-21

2.6 Розрахунок режимів різання

.6.1 Зенкерування бобишок кришки під голівки шатунових болтів Визначаємо швидкість різання V, м/хв., за формулою:

, (2.3)

де - поправочний коефіцієнт на швидкість різання, притискуваний в залежності від кута заточування інструменту, приймаємо = 10 по [2];

- діаметр бобишки, = 32 мм;

- стійкість зенкера, приймаємо = 50 хв. по [2];

- товщина наплавляємого шару, мм;

- подача ріжучого інструменту, приймаємо = 1 мм/об. по [2];

- поправочний коефіцієнт на зміну умови різання;, x, y, z - показники степенів, приймаємо по [2];

, (2.4)

де - величина зносу, = 0,3÷0,5 мм, приймаємо = 0,4 мм;

- припуск на механічну обробку, приймаємо = 0,8 мм.

мм

(2.5)

де - коефіцієнт, який враховує групу сталі і її механічні властивості або механічні властивості чавуна, приймаю = 0,73;

- коефіцієнт, який враховує матеріал ріжучої частини інструменту, приймаємо = 0,65.

м/хв.

Визначаємо крутячий момент за формулою:

, (2.6)

де - коефіцієнт тангенціальної складової сили різання при точінні, = 0,3÷0,5, приймаємо = 0,5;

- діаметр зенкера, приймаю = 32 мм;

- внутрішній діаметр зенкера, = 13 мм;

- кількість зуьців зенкера, = 4.

Нм

Визначаємо потужність, необхідну на різання за формулою:

, (2.7)

де - частота обертання шпінделя, за паспортом верстата 2А135, = 630 хв-1.

кВт.

2.6.2 Розточування отвору нижньої головки шатуна

Визначаємо швидкість різання за формулою:

, (2.8)

де - частота обертання шпінделя, приймаю за паспортом 2Е78П, = 600 хв-1.

- діаметр розточування, = 92,97 мм.

м/хв.

Визначаємо глибину різання за формулою:

, (2.9)

де - діаметр отвору нижньої голівки шатуна до розточки, тобто після притирки = 92,5 мм.

мм.

Визначаємо товщину зрізу за формулою:

, (2.10)

де - подача ріжучого інструменту, приймаємо = 0,08;

- головний кут різця в плані, приймаємо = 450.

мм.

Визначаємо ширину зрізу за формулою:

, (2.11)

мм.

Визначаємо площу поперечного перерізу стружки за формулою:

, (2.12)

мм2

Визначаємо силу різання за формулою:

, (2.13)

де - коефіцієнт, який залежить від оброблюваного матеріалу, приймаємо = 325;

т, п - показники степеня, приймаємо т = 1, п = 0,75;

Визначаємо крутячий момент за формулою:

, (2.14)

Нм

Визначаємо потужність, яка витрачається на розточування за формулою:

, (2.15)

де - коефіцієнт корисної дії верстата 2Е78П, = 0,7÷0,8, приймаємо = 0,75.

кВт

.6.3 Хонінгування отвору нижньої голівки шатуна

Визначаю частоту обертання хонінгувальної голівки за формулою:

, (2.16)

де - окружна швидкість хонінгувальної голівки, = 40÷70 м/хв., приймаємо = 70 м/хв.;

- діаметр хонінгування, = 93,012 мм.

хв-1

Приймаємо = 280 хв-1 у відповідності з паспортними даними верстата 3Г833СА.

Визначаємо довжину ходу хонінгувальної голівки (мал. 2.2) за формулою:

, (2.17)

де - відстань між центрами брусків при їх крайньому верхньому і нижньому положеннях, мм;

- довжина оброблюваної поверхні, за робочим кресленням шатуна = 41,4 мм;

- перебіг (вихід) брусків за край торцевої поверхні нижньої голівки шатуна, мм;

- довжина хонінгувального бруска, = 50 мм.

мм

мм.

Малюнок 2.2 - Схема для розрахунку ходу хонінгувальної голівки

Визначаю кількість подвійних ходів за формулою:

, (2.19)

де - швидкість зворотньо-поступального переміщення хонінгувальної голівки, за паспортними даними верстата 3Г833СА, = 8; 11,8; 18 м/хв.;

- довжина ходу хонінгувальної голівки, мм.

, (2.20)

де - товщина голівки, = 41,4 мм.

мм.

Кількість подвійних ходів при чорновому хонінгуванні:

хв-1.

Кількість подвійних ходів при чистовому хонінгуванні:

хв-1.

.6.4 Розточування отвору у втулці верхньої голівки шатуна під поршневий палець

Розрахунок проводимо за формулами, використаними при розрахунку підрозділу 2.6.2

де - діаметр розточування, = 50 мм;

- частота обертання шпінделя, приймаю за паспортом верстата 6601-21, = 1200 хв-1.

де - подача ріжучого інструменту, для свинцовистих бронз, приймаю = 0,05 мм/об.

мм,

де - товщина зрізу визначається кресленням ремонтної втулки, = 0б2 мм.

мм2

Нм

кВт

.7 Розрахунок норм часу

Нормативи часу розраховуються для підприємств з нормальними санітарно-гігієнічними умовами виробництва, раціональним розташуванням робочих місць. Передбачається, що робітники забезпечуються бесперебійною роботою, а робочі місця - інструментом, обладнанням і необхідним технологічним оснащенням.

При розрахунку норм часу основний час на проведення машинних робіт (механічної обробки, наплавлення) розраховуємо по загальноприйнятих технологічних режимах.

Оперативний час приймаємо за табличними даними.

Час на організаційно-технічне обслуговування, відпочинок, особисті потреби і підготовчо-завершальні роботи приймаємо за нормативами машинобудівних підприємств.

.7.1 Зенкерування

Визначаємо норму часу за формулою:

, (2.21)

де - машинний (технологічний, основний) час, хв.;

- допоміжний час, хв.;

- додатковий час, хв.;

- підготовчо-заключний час, = 9 хв.;

- добова партія деталей, розраховувалась за формулою (2.1), = 119 шт.

, (2.22)

де - допоміжний час на установку і зняття деталі, приймаємо = 0,5 хв.;

- допоміжний час на проходження, приймаємо = 0,12 хв.;

хв.

, (2.23)

де - розрахункова довжина проходження зенкера у напрямку подачі, мм;

- кількість обертів зенкера, приймаємо за паспортними даними верстата 2А135, = 630 хв-1.

мм/об.

, (2.24)

де - довжина оброблюваного отвору, = 1б2 мм дорівнює глибині різання;

- врізання інструменту, мм;

- перебіг зенкера, мм.

, (2.25)

мм

, (2.26)

де - кут заточування зенкера, = 750.

мм

хв.

, (2.27)

де - оперативний час, хв.;

- відсотковий коефіцієнт, = 6 %.

хв.

, час зенкування однієї бобишки.

Визначимо річну норму часу на зенкування бобишок за формулою:

, (2.29)

де 6000 - річний об’єм ремонтуємих двигунів.

ч.

.7.2 Розточування отвору нижньої голівки шатуна

Визначаємо машинний (технологічний) час на розточування за формулою:

, (2.30)

де - довжина проходження різця, мм;

- частота обертання шпінделя, = 600 хв-1;

- подача ріжучого інструменту, = 0,08 мм/об;

- припуск на обробку, мм;

- глибина різання, = 0,235 мм.

Припуск на обробку при розточуванні отвору нижньої голівки шатуна за один прохід дорівнює глибині різання, тобто = = 0,235 мм.

, мм (2.31)

де - довжина оброблюваної частини отвору нижньої голівки шатуна з урахуванням фасок отвору нижньої голівки, = 41,4 - 3,5 - 0,5 = 37,4 мм;

- величина підходу і виходу різця, мм;

- величина перегину різця, мм, приймаємо = 3 мм.

, (2.32)

де - головний кут різця в лані, для розточних різців = 600.

мм

хв.

де - допоміжний час на установку, перевірку і зняття деталі, приймаю = 2,3 хв.;

- допоміжний час на проходження, приймаємо = 0,2 хв.

хв.

, хв.

де - відсотковий коефіцієнт, - 8 %.

хв.

, хв.

де - підготовчо-заключний час, приймаємо = 14 хв.

хв.

год.

.7.3 Хонінгування

В літературних джерелах дані дослідно-статистичні дані по основному технологічному часу, який складає при обробці закаленої сталі:

- при підготовчому хонінгуванні 18÷80 с;

- при частовому хонінгуванні 18÷60 с.

Приведені дані узгоджуються з даними ГП МОУ "ХАРЗ" при хонінгуванні отворів нижньої голівки шатуна.

Таким чином, приймаємо машинний (основний технологічний) час:

- при попередньому ( чорновому) хонінгуванні = 80 с = 1,33 хв.;

- при чистовому хонінгуванні = 60 с = 1 хв.

, хв.

де - допоміжний час на установку, і зняття деталі в спеціальному пристосуванні, приймаю = 2 хв.;

- допоміжний час на проходження, приймаємо = 1,59 хв.

хв.

Підготовчо-заключний час, приймаємо = 23 хв.

Оперативний час:

- для попереднього хонінгування:

хв.

- для чистового хонінгування:

хв.

Додатковий час:

- для перевірки хонінгування:

хв.

- для чистового хонінгування:

хв.

Норма часу на хонінгування:

- попереднє:

хв.

- чистове:

хв.

На річну програму:

- на попереднє хонінгування:

год.

- на чистове хонінгування:

год.

.7.4 Розточування отвору у втулці верхньої голівки шатуна під поршневий палець

Величина підходу і виходу різця:

де - глибина різання, = 0,2 мм;

- головний кут різця в плані, = 600.

мм.

Довжина проходу різця при різанні:

де - довжина оброблюваної частини з урахуванням фасок, = 43 мм;

- величина перебігу, = 3 мм.

(мм)

Машинний (технічний) час

, хв.

де - частота обертання шпінделя, = 1200 хв-1;

- подача ріжучого інструменту, = 0,05 мм/об.

- припуск на обробку, = = 0,2 мм.

хв.

Допоміжний час на установку, перевірку і зняття деталі, приймаємо хв.

Допоміжний час на прохід, приймаємо хв.

Загальний допоміжний час:

хв.

Оперативний час:

хв.

Додатковий час:

хв.

Підготовчо-заключний час, приймаємо хв.

хв.

год.

3. Конструкторський розділ

шатун втулка поршневий болт

3.1 Призначення, улаштування і принцип роботи пристосування

Пристосування призначене для розточування отвору нижньої голівки шатуна двигунів ЯМЗ-6563.10/6582.10, постпритирання шліців роз'єму нижньої кришки і стержня шатуна і представлено в графічній частині проекту.

Пристосування складається з плити 1, встановленої на опорах 2. У плиті 1 передбачені верстатні пази для закріплення і виставляння пристосування на робочому столі верстата. Закріплення і виставляння робиться за допомогою спеціальних болтів.

Досвідчені дані показують, що знос отвору у верхній голівці шатуна під втулку поршневого пальця зустрічається украй рідко і крім того, цей отвір може бути легко відновлений як під категорійний розмір, так і в номінальний розмір.

Другою базою після притирання є необроблена поверхня отвору в стержні шатуна, для чого служить спеціальна напрямна 8. Після установки шатунів їх притискують прихватами 6.

Напрямна 8 після остаточної фіксації шатуна витягається і далі робиться розточування отвору нижньої голівки шатуна до розміру Ø 92,96 мм, передбаченого технологічним процесом.

Для точної виставки пристосування відносно осі шпинделя верстата передбачено спеціальне оправлення, яке базується по отвору Ø 110 Н4/s5 в плиті 1 і одночасно по зовнішньому діаметру шпінделя верстата в межах половини допуску на точність обробки.

На базі цього пристосування спроектовано і пристосування для хонінгування.

3.2 Розрахунок елементу пристосування на міцність

В конструкції даного пристосування є дві гвинтові пружини 19,

які я перевірив на надійність, зробивши прочностий розрахунок.

а) б)

Малюнок 3.1 - Розрахункова схема пружини

Гвинтові пружини є найбільш поширеним в техніці типом пружин. Найчастіше їх виготовляють із сталі круглого поперечного перерізу. Вони піддаються дії розтягуючих або стискуючих сил.

Точностний розрахунок на міцність гвинтових пружин досить складний, оскільки дріт гвинтової пружини може випробовувати одночасно кручення, зрушення і вигин. Проте при малих кутах нахилу гвинтів, гвинтових ліній, впливом вигину можна нехтувати.

Нехай циліндрична гвинтова пружина з середнім діаметром = 20 мм (мал. 3.1 а), що має кількість витків п = 4, діаметр поперечного перерізу стержня дроту = 3 мм піддається розтягуванню під дією осьової сили Р = 70 Н. Щоб встановити розрахункові формули для виникаючих напруг в пружині, розрізаю її на дві частини по будь-якому з витків площиною, що проходить через вісь циліндра, утвореного витками.

Застосовуючи метод перерізу (видаляючи подумки нижню частину), розглядаю рівновагу частини пружини (мал. 3.1, б), що залишилася (верхньою). Очевидно, вплив відкинутої частини пружини на дану верхню частину враховується додатком до місця розриву витка, поперечної сили = Р = 70 Н і крутячого моменту Нмм, отже кНмм.

Вважаючи, що приблизно кут нахилу витка дорівнює 0, можна іншими силовими чинниками (формальною системою, вигинаючим моментом) нехтувати.

Таким чином, в даному перерізі пружини є дві групи дотичної напруги:

- напруга від зрізу, рівномірно розподілена по перерізу :

, (3.1)

Н/мм2

напруга від кручення, максимальне значення яких:

, (3.2)

Н/мм2

Розподіл напруги від зрізу показаний на (мал.3.2, а), а напруга від кручення показана на (мал. 3.2, б). Сумарне навантаження в зрізі показане на (мал. 3.2, в), з якого видно, що розвиток тріщини розпочинається з внутрішньої частини пружини, оскільки там велике навантаження (напруга).

Як видно з малюнка 3.2 в точці А на внутрішньому радіусі пружини дотична напруга від дії поперечної сили і максимальної напруги, від крутячого моменту за напрямом співпадають.

Отже, максимальна напруга в пружині визначається за формулою:

, (3.3)

Н/мм2

Малюнок 3.2 - Розподіл навантаження в перерізі пружини

Напруга, що допускається, на зріз для пружини складає [] = 600 Н/мм2, а максимальна напруга в пружині 142,03 Н/мм2, з цього видно, що запас міцності на зріз і кручення у пружини забезпечений з великим запасом.

При визначенні деформації розтягання або осідання пружини , беруть зазвичай до уваги тільки кручення.

Визначаємо осідання пружини при дії на неї стискуючої сили за формулою:

, (3.4)

де - стискаюча сила, Н;

- діаметр навивки пружини, мм;

- кількість витків;

- діаметр дроту;

- модуль пружності пружини, = Н/мм2.

мм.

4. Проектний розділ

.1 Визначення трудомісткості ремонтних робіт

Визначаю норми часу на розбірні роботи по формулі:

,(4.1)

Де - сума часу на виконання розбірних прийомів, хв.;

Кп.р. - поправочний коефіцієнт, що враховує час на технічні перерви при розбиранні, приймаємо Кп.р. = 1,27.

Сума часу на виконання розбиральних прийомів приймаю згідно статистичного досвіду ГП МОУ «ХАРЗ» (в/ч А0910). Згідно розробленому технологічному процесу під час ремонту шатуна проводитьсч три рази розбиральні прийоми в наступних операціях: 005, 010 і 055, а витрати часу на взаємодію (штучно-калькуляційний час) відповідно для кожної із операції складає 2,13 хв., 2,24 хв. і 2,24 хв.

Визначаємо норми часу на збиральні роботи по формулі:

(4.2)

Де - сума часу на виконання збірних прийомів, хв.;

Кп.с. - поправочний коефіцієнт, що враховує час на технічні перерви при збиранні, приймаємо Кп.с. = 2,25.

Згідно часу на виконання збиральних прийомів, приймаю згідно статистичного досвіду ГП МОУ «ХАРЗ» (в/ч А0910). Згідно розробленому технологічному процесу (див. дод. 2) під час ремонту шатуна проводитьсч три рази збиральні прийоми в наступних операціях: 030, 075 і 100, а витрати часу на взаємодію (штучно-калькуляційний час) відповідно для кожної із операції складає 2,6 хв., 2,6 хв. і 2,19 хв.

Визначаємо штучно-калькуляційний час на розбірно-складальні роботи на річну програму за формулою:

,(4.3)

Де Т - річна програма ремонту, Т = 6000 шт.

Визначаю норми часу на виконання слюсарних робіт.

Норми часу на виконання слюсарних робіт розраховуються по формулі:

(4.4)

Де ТНШ - неповний штучний час, хв.;

ТДОПУ - допоміжний час на установку и зняття деталей, хв.;

ТПЗ - підготовчо-заключний час, хв.;

пШТ - кількість однойменних деталей в партії;

ТШТ - штучний час.

Для операції 025, зачистка задирок після зенкування бобишек кришки під головки шатунних гвинтів.

Визначаю сумарну довжину опилювання кромок за формулою:

(4.5)

Де D - діаметр зенкера, D = 32 мм;- діаметр отвору під гвинт, d = 16,5 мм.

Приймаємо ТНШ = 1,7 хв., ТДОПУ = 0,34 хв., ТПЗ = 3 хв.

год.

для операції 060, притерти кришку до стержня шатуна.

Приймаємо хв. При довжині притирочної поверхні мм, хв., хв.

хв.

год.

де - кількість шатунів, які одночасно встановлюються на верстат, = 4.

для операції 070, зачистити задирки на шліцах після притирки.

Приймаємо хв, хв., хв.

хв.

год.

Визначаю суму трудомісткостей слюсарних робіт за формулою:

, (4.6)

де - трудомісткість зачистки після зенкерування бобишок нижньої кришки шатуна під голівки шатунних гвинтів, = 206,5 год.;

- трудомісткість зачистки шліців після притирки нижньої кришки до стержня шатуна, = 176,54;

- трудомісткість притирки нижньої кришки до стержня шатуна, = 1359,25 год.

год.

Визначаємо норми часу на виконання наплавочних робіт:

де - основний (машинний) час, приймаємо = 0,61 хв. на одну бобишку;

- допоміжний час на наплавку, установку і зняття деталі, приймаємо = 1,83 хв.

хв.

, хв.

де - коефіцієнт додаткового часу від оперативного, приймаємо = 15 %.

хв.

, хв.

де - підготовчо-завершальний час, приймаємо = 17 хв.

хв.

Визначення норм часу на шліфування торцевої поверхні нижньої голівки шатуна операція 035:

Визначаємо машинний (технологічний) час, на подвійний хід столу, за формулою:

, (4.7)

де - довжина ходу круга у напрямку поперечної подачі, приймаємо = 300 мм;

- довжина поздовжнього ходу стола, мм;

- кількість деталей, які встановлюють на столі, = 2;

- швидкість переміщення стола, м/хв.;

- поперечна подача шліфувальної бабки, приймаю = 0,25 мм/ход по [17 табл. 122];

- за робочим кресленням, = 135 мм;

- глибина шліфування за проход, = 0,015 мм;

- поправочний коефіцієнт, який враховує втрати часу із-за зносу шліфувального круга, приймаємо = 1,4.

, (4.8)

де - діаметр деталі, мм;

- економічна стійкість круга, приймаємо = 15 хв;

, р, т, х, у - коефіцієнти і показники степенів,

м/хв.

, (4.9)

де - довжина столу, фактично зайнята шліфуємими деталями.

мм

хв.

Допоміжний час на установку і зняття деталі, приймаємо = 0,22 хв, а допоміжний на прохід = 0,6 хв.

Приймаємо підготовчо-завершальний час = 3 хв.

Оперативний час:

хв.

Додатковий час:

хв.

Визначення норм часу на шліфування торцевих поверхонь верхньої голівки шатуна (при ліквідації вигину і скручування) операція 045.

Визначаємо машинний час за формулою (4.7):

де - довжина ходу круга в направленні поперечної подачі, приймаємо = 180 мм;

- припуск на обробку, = 0,125 мм на сторону;

- приймаю = 140 мм;

(мм)

хв.

Приймаємо допоміжний час на установку і зняття деталі = 0,22 хв, а допоміжний час на прохід = 0,6.

хв.

год.

Визначаємо суму трудомісткостей механічних робіт за формулою:

, год. (4.10)

де - трудомісткість зенкерування бобишок нижньої кришки, = 149 год.;

- трудомісткість шліфування торцевої поверхні нижньої голівки шатуна, = 421 год.;

- трудомісткість шліфування торцевої поверхні верхньої голівки шатуна, = 178 год.;

- трудомісткість розточування отвору нижньої голівки шатуна, = 373 год.;

- трудомісткість розточування отвору верхньої голівки шатуна, = 615 год.;

- трудомісткість хонінгувальних робіт по хонінгуванню отвору нижньої голівки шатуна, год.

, год. (4.11)

де , - трудомісткість попереднього і чистового хонінгування отвору нижньої голівки шатуна відповідно, = 556 год., = 520 год.

год.

Визначаємо трудомісткість річного об’єму ремонтних робіт за формулою:

, год. (4.12)

де - сума трудомісткостей розбірно-збірних робіт, = 250 год.,

- сума трудомісткостей слюсарних робіт, = 548,3 год.

- трудомісткість наплавочних робіт, = 548,3 год.

- трудомісткість інших робіт (очистки, комплектування, маркування та інших допоміжних), год.

, год. (4.13)

де 20 - відсотковий коефіцієнт, %.

(год.)

.2 Визначення режиму роботи фондів часу дільниці

Фондом робочого часу називається час в годинах, відпрацьоване одним робочим за запланований період.

Визначаємо номінальний фонд робочого часу за формулою:

, год. (4.14)

де , , , - кількість календарних вихідних і святкових днів за запланований період відповідно;

- тривалість зміни, при п’ятиденному робочому тижні, = 8 год.

год.

Визначаємо дійсний фонд робочого часу за формулою:

, (4.15)

де - середнє значення продовженості відпустки, = 24 дні;

- продовжуваність зміни при семиденному робочому тижні, = год.;

- коефіцієнт, який враховує втрати робочого часу по хворобі та іншим причинам, = 0,96.

год.

Фондом часу обладнання називається час, протягом якого використовується одиниця обладнання за плануємий період.

Визначаємо номінальний фонд робочого часу обладнання за формулою:

, (4.16)

де - кількість змін роботи обладнання, = 1.

год.

Дійсний фонд часу обладнання враховує час перебування обладнання в ремонті.

де - коефіцієнт використання обладнання, який враховує просте обладнання, = 0,85÷0,98, приймаю = 0,9.

год.

Фонд робочого часу за формулою:

, (4.16)

де - прдовжуваність роботи на робочому місці за зміну, = 8 год.; - кількість змін, = 1.

год.

Визначаємо такт виробництва при ремонті за формулою:

, (4.17)

де - номінальний фонд часу дільниці, год.;

- річна виробнича програма, шт.

год.

.3 Розрахунок кількості виробничих робочих і обслуговуючого персоналу

Визначаємо кількість виробничих робочих дільниці за формулою:

, (4.18)

де - коефіцієнт переробки норм, = 1,1÷1,3, приймаємо = 1,2.

чол.

Приймаємо = 5 чоловік.

Визначаємо кількість допоміжних робочих (ремонтники, налагоджувальники) за формулою:

, (4.19)

= 0,12·5 = 0,6 чол., приймаємо = 1 чол.

Визначаємо чисельність інженерно-технічного персоналу за формулою:

, (4.20)

чол., приймаємо = 1 чол.

Визначаю кількість молодшого обслуговуючого персоналу за формулою:

(4.21)

чол.

Приймаємо = 1 чол.

Отримані результати зводимо до таблиці.

Таблиця 4.1 Відомість працюючих на ділянці

Найменування персоналу	Позначення	Кількість
1	2	3
Виробничі робітники	5
Допоміжні робітники	1
Інженерно-технічний персонал	1
Молодший обслуговуючий персонал	1
Всього		8

.4 Розрахунок необхідної кількості устаткування і робочих місць

Для розрахунку основного устаткування по кожній технологічній операції початковим параметром є величина річної трудомісткості технологічної операції.

Загальна кількість основного устаткування по усіх технологічних операціях розраховується за формулою:

, (4.22)

де - трудомісткість робіт по виду, год.;

- дійсний річний фонд часу обладнання, = 1804,5 год.

Розрахунок кількості основного обладнання за видами робіт і операціяями технологічного процесу представлений в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 - Розрахунок кількості основного устаткування

Найменування виду робіт	Річна	Кількість	Прийнята
	трудомісткість, год.	устаткування за розрахунком, шт.	кількість обладнання, шт.
1	2	3	4
Розбірно-	2502	1,4	2
складальні роботи
Наплавлення бобишок нижньої кришки шатуна під голівки гвинтів	548,3	0,3	1
Слюсарні роботи:	1742,25	0,97	1
- зачистка після	206,5
зенкерування;
- притирання;	1359.25		1
- зачистка після притирання.	176,5
Механічні роботи:
- зенкерування;	149	0,083	1
- шліфування площини нижньої голівки шатуна;	421	0,23	1
- шліфування площини верхньої голівки шатуна;	178	0.1	1
- розточування отвору нижньої голівки шатуна;	373	0,21	1
- розточування отвору у втулці голівки шатуна;	615	0,34	1
- хонінгування отвору нижньої голівки шатуна.	1076	0,6	1

Всього			9

Мийне, підйомно-транспортне устаткування і організаційно- технічне оснащення в проекті прийняті без розрахунку, а по технологічній необхідності.

Відомість основного технологічного устаткування відповідно до техпроцесу після розрахунку і його підбору за джерелами представлена в додатку 3:

, (4.23)

де т - кількість робітників, одночасно працюючих на цьому рабочому місці, або коефіцієнт одночасності (щільності) робочого місця, приймаємо т = 1;

- кількість змін, = 1.

Приймаємо = 5.

.5 Розрахунок площ дільниці

Сумарна площа, займана дільницею, включає виробниче і допоміжні площі, а також площі, зайняті кабіною майстра (або кафедрою). До виробничих площ відносять площі, зайняті обладнанням, робочими зонами, проходами і проїздами між устаткуванням. Допоміжні площі включають площі складів, комор, проходів і головних проїздів.

Визначаємо виробничу площу дільниці за формулою:

, (4.24)

де - площа поля, зайнята обладнанням, м2;

- коефіцієнт переходу, приймаю = 4,5.

м2.

Визначаємо площу робочої кімнати (кафедри) для майстрів, виходячи з норми, що на одного робітника ІТР і МОН доводиться 4 м2, за формулою:

де С - кількість робочих ІТР і МОП, С = 2.

м2

Визначаємо загальну площу дільниці за формулою:

, (4.26)

(м2)

В процесі розрахунку остаточно приймаємо площу дільниці 9×12 = 108 м2, що в межах допуску ± 10 %.

5. Організаційний розділ

.1 Загальні положення

Головним законодавчим документом в галузі охорони праці є Закон України “Про охорону праці” (введений в дію 18.12.2002р.), дія якого поширюється на всі підприємства, установи і організації незалежно від форм власності та видів їх діяльності, на усіх громадян, які працюють, а також залучені до праці на цих підприємствах.

В Законі України “Про охорону праці” (ст. 4) задекларовані основні принципи державної політики в галузі охорони праці:

– пріоритет життя і здоров’я працівників по відношенні до результатів виробничної діяльності підприємства;

– обов’язків соціальний працівників, повне відшкодування шкоди особам, які потерпіли від нещасних випадків на виробництві і професійних захворювань;

– повна відповідальність роботодавця за створення безпечних і нешкідливих умов праці;

– комплексне розв’язання завдань охорони праці на підставі національних програм з цих питань та з урахуванням інших напрямків економічної та соціальної політики, досягнень галузей науки і техніки та охорони навколишнього середовища;

– міжнародне співробітництво в галузі охорони праці, використання світового досвіду організації роботи щодо покращення умов і підвищення безпеки праці.

.2 Гігієна праці та виробнича санітарія

Відповідно до Закону України “Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення” ( введений в дію 24.02.1994р. із змінами і доповненнями станом на 01.05.2006р. ) забезпечення санітарного благополуччя досягається такими основними заходами:

– гігієнічною регламентацією та державною реєстрацією небезпечних факторів навколишнього та виробничого середовища;

– державною санітарно-гігієнічною експертизою проектів, інвестиційних програм та діючих об’єктів і обумовлених ними небезпечних факторів на відповідність вимогам санітарних норм;

– включенням вимог безпеки для здоров’я та життя в державні стандарти та іншу нормативно-технічну документацію;

– обов’язковими первинним та періодичними медичними оглядами робітників.

У виробничих приміщеннях функціонує така система опалення, обмінної вентиляції та кондиціювання, яка забезпечує дотримання вимог ГОСТ 12.1.005-88 стосовно оптимальних норм температури повітря, відносної вологості і швидкості руху повітря в робочій зоні. Для категорії робіт IIб (роботи, пов’язані з ходьбою, які виконуються стоячи та потребують переміщення вантажів до 10кг. і енерговитрати яких складають 233-290вт.) ці норми складають:

– для холодної пори року - t° - 17...19°С, відносна вологість - 40-60%, швидкість руху повітря не більше 0,2 м/сек.;

– для теплої пори року - t° - 20...22°С, відносна вологість - 40-60%, швидкість руху повітря не більше 0,3 м/сек..

При розташуванні технологічного обладнання в дільниці з ремонту шатунів дотримані вимоги щодо рівня шуму в робочій зоні, граничний рівень якого повинен бути менше 80 дБ.

Дільниця з ремонту шатунів і робочі місця забезпечуються комбінованим освітленням, достатнім для безпечного виконання робіт і переміщення людей. Штучне освітлення вмикається при освітленності робочого місця у денний час доби менше 75 лк. Освітлення в приміщеннях задовольняє вимогам СНіП ІІ-4-79 і відповідає специфіці відділень, розряду роботи зору і складати не менше:

– для оглядових канав - 150 лк (напруга для переносних освітлювальних пристроїв - 36 В);

- загальна освітленість для зон ТО - 300 лк;

- комбінована освітленість - до 750 лк.

Робота людей при ремонті шатунів на дільниці пов’язана з цілим рядом небезпечних факторів: фізичних, хімічних, біологічних та психофізичних. До групи фізично-небезпечних факторів входять: механізми, які рухаються; робоче обладнання; незахищені кожухами робочі елементи технологічного обладнан ня; транспортні засоби; вантажопідйомне обладнання тощо. До хімічно небезпечних і шкідливих факторів відносять: токсичні, агресивні і роздратовуючи рідини, палива, мастила, розчинники, кислоти та миючи засоби. Хімічні фактори діють на організм людини головним чином через органи дихання, шкірні покрови. Біологічні фактори теж погано діють на організм і здоров'я людини (викликають інфекційні захворювання). До групи психофізичних факторів входять наслідки фізичних та нервових навантажень, стресів, які виникають у процесі роботи людини.

З урахуванням цього при виконанні дипломного проектування передбачені наступні відповідні практичні заходи.

При проектуванні ремонтної дільниці передбачена загальна приточно-витяжна вентиляція і, крім того, додатково запроектовані вентиляційні пристрої на окремих робочих місцях, де можливе підвищення забруднення повітря , для яких встановлені наступні граничні допустимі концентрації шкідливих речовин в повітрі робочої зони:

– газообразні викиди (мг/м3) - оксид азоту - 5, бензин - 100, уайт-спіріт - 300, оксид вуглецю - 20;

– аерозолі (мг/м3) - свинець - 0,01, їдкі луги - 0,5.

З метою збирання та подальшої утилізації забрудненого обтирочного матеріалу передбачені окремі металеві скрині з щільною кришкою.

5.3 Пожежна безпека

Дільниця з ремонту шатунів, яка з точки зору вибухопожеженебезпечності відносяться до категорій В.

На дільниці з ремонту шатунів не дозволяється зберігати порожню тару з-під палива і мастильних матеріалів. Крім того, в приміщенні необхідно проводити ретельне прибирання після закінчення праці; розлите мастило прибирати за допомогою піску; збирати використані обтирочні матеріали і складати їх в металеві ящики з кришками.

В дільниці з ремонту шатунів передбачені первинні засоби пожежегасіння: вогнегасники (із розрахунку одна одиниця на 50 м2 площі), але не менш двох на кожне приміщення, ящики з піском об’ємом 0,5м3, по одному на 100 м2 і не менш одного на приміщення, ковдра для припинення доступу кисню до джерела пожежі.

Порошкові вогнегасники ВП-1, ВП-5, ВП-10, ВП-100 призначені для гасіння невеликих очагів пожежі. Вуглекислотні вогнегасники ВВ-2, ВВ-5, ВВ-8, ВВ-25 призначенні для гасіння електрообладнання та електричних мереж, бо вуглекислота не є електропровідною рідиною.

Пожежний щит має наступну комплектацію: сокира-1шт., ломи і лопати-2шт., багри залізні-2шт., відра-2шт., вогнегасники-2шт., ковдра(1,5м*1,5м)-1шт..

.4 Техніка безпеки

.4.1 Техніка безпеки при виконанні розбірно-складальних і слюсарних робіт

У технологічному процесі відновлення шатунів передбачені операції по випресуванню і запресовці втулок верхньої голівки шатуна, які оснащені спеціальним стендом 6305-14 для випресовки і запресовки втулок з відповідними оправками. Стенд забезпечує надійне закріплення шатуна; управління стендом здійснюється через розподільний кран від ножної педалі, чим забезпечується безпечне виконання операцій.

Операції по розбиранню і зборці оснащені стендом 6403-40 для закручування і відкручування шатунових болтів, шпинделі якого закриті захисним кожухом. Відключення стенду досягши моменту затягування 20-22 кгс*м відбувається автоматично за рахунок відповідного налаштування муфти граничного моменту; при відкручуванні болтів стенд відключається кнопкою «Стоп».

Подача шатуна робиться рухливою кареткою, керованою важелем і який розташований поза зоною обертання шпинделів. При роботі на стенді необхідно стежити за справністю ключових голівок шпинделів; голівки мають бути надійно закріплені на шпинделях; зрив граней і тріщини голівок не допускаються.

Контроль за технічним станом стенду відповідно до інструкції повинен робитися при щоденному огляді на початку і вкінці зміни і при проведенні технічних обслуговувань і планових ремонтів.

Виконання слюсарних операцій полягає в зачистці задирок на бобишках нижньої кришки під голівки шатунових болтів після зенкерування; зачистки задирок на шліцах після їх притирання і контролі моменту затягування шатунових болтів. Зачистка задирок робиться в лещатах напилків, при цьому необхідно стежити за щільністю насадки ручки напилка, за її станом. Ручка має бути щільно засаджена, пронесення не допускається; зколи і тріщини не допускаються. Затягування гвинта лещат має бути надійним; коливання або провертання закріплених деталей в губках лещат не допускаєтся.

Контроль затягування шатунових болтів робиться динамометричним ключем в спеціальному пристосуванні 236/8-П-164, що забезпечує надійну фіксацію шатуна. При виконанні операції необхідно стежити за справністю голівки і її надійною фіксацією на хвостовику динамометричного ключа 236-ВИ-37, який забезпечений підпружиненою кулькою.

Притирання шліців роз'єму шатунів робиться на спеціальному стенді, конструкція якого забезпечує надійну фіксацію стержня і нижньою голівки шатуна, а, отже, і безпечне виконання операції в автоматичному режимі.

.4.2 Техніка безпеки при виконанні операцій механічної обробки

Охорона праці при виконанні операцій механічної обробки забезпечується застосуванням спеціальних пристосувань для надійного закріплення шатуна і нижньої кришки шатуна, а також конструктивними особливостями вживаного устаткування.

Проте, при виконанні операцій хонінгування отворів нижньої голівки шатуна щоб уникнути удару в голівку шатуна хони і отримання травми необхідно дотримуватися певного порядку для нього:

- відкрити кран подачі охолоджувальної рідини;

- перемикач режимів управління поставити в положення «Введення хони». Натисненням кнопки «Подача, пуск» включити електродвигун подач, при цьому повзун вчинить зворотно-поступальний рух;

- для приведення повзуна в початкове положення необхідно натиснути кнопку «Кінець циклу». Повзун з будь-якого положення рухатиметься вгору до зупинки. Зворотно-поступальний рух припиниться, а рух при цьому знаходитиметься у ввімкненому стані.

Далі, при короткочасному натисненні на кнопку «Поштовховий», повзун виконає переривчастий рух вниз. Поштовховим режимом хонінгувальна голівка підводиться до шатуна на відстань не менше 50 мм.

Перемикач режимів поставити в положення «Ручної» і крутнем ручного введення плавно ввести хону в отвір нижньої голівки шатуна, притримуючи і направляючи хону рукою. Потім перемикач поставити в положення «Введення хони» і натисненням «Шпиндель пуск» повідомити голівці обертальний і зворотно-поступальний рух хонінговальній голівці. При цьому ввімкнеться і електродвигун насоса охолодження.

Після закінчення хонінгування або для контролю розміру натиснути на кнопку «Шпиндель стоп», а потім на кнопку «Кінець циклу». Хонінгувальна голівка при цьому піде вгору і натисне на штовхальник кінцевого вимикача. Рух повзуна разом з голівкою припиниться і верстат буде готовий до наступного пуску.

Для повторного пуску верстата необхідно натиснути на кнопку «Подача пуск», а потім на кнопку «Шпиндель пуск» і цикл буде продовжуватись в порядку, описаному вище. Для повної остановки верстата необхідно натиснути на кнопку «Загальний стоп».

.4.3 Техніка безпеки при наплавленні бобишок нижньої голівки шатуна під голівки шатунових болтів

Для забезпечення безпечної роботи необхідно виконати наступні правила. Спостерігати за процесом наплавлення слід через скло-фільтри встановлених марок, які знижують яскравість світлового потоку електричної дуги, а також поглинають інфрачервоні промені. На посту механізованої наплавки в середовищі вуглекислого газу проектом передбачено застосування установки 01.07-005 «Ремдеталь», на наплавлювальній голівці якого встановлений рухомий екран зі світлофільтром. Закриваючи їм місце горіння дуги, робітник має можливість безпечного спостереження за процесом наплавлення.

В цілях безпеки навколишнього персоналу установка розміщена в окремій кабіні, стіни якої забарвлені у світлі тони з матовою поверхнею. Дверний отвір закритий завісою, а сама кабіна обладнана місцевим вентиляційним відсмоктуванням, пуск якого блокується з пуском установки.

Усе устаткування, що має електричні приводи, надійно заземлене, а робочі місця забезпечені дерев'яними гратчастими трапами.

.5 Охорона навколишнього середовища

Проектом передбачено забезпечення екологічної безпеки і охорони довкілля.

Оскільки при гранично допустимій концентрації пари гасу в рабочій зоні по очищенню шатунів від притиральної пасти рівної 300 міліграм/м3 за рахунок забезпечення місцевим вентиляційним відсмоктуванням десятиразового повітрообміну відбувається викид в атмосферу не більше 30 мг/м3 пари гасу і така концентрація не чинить помітної дії на довкілля.

Злив відпрацьованого розчину синтетичних миючих засобів з установки ОРГ-4990Б передбачений в заводську систему оборотного водопостачання, яка обладнана станцією очищення стічних вод і таким чином, також не впливає на довкілля; виключено потрапляння неочищених стічних вод в міську каналізацію і в грунт.

Очищення газів, що утворюються при наплавленні від пилу і інших шкідливих виділень. Забезпечується в системі місцевого вентиляційного відсмоктування, на виході з якого встановлений циклон. У циклоні відбувається очищення від великих часток. Очищення газів від часток розміром 1-5 мкр забезпечується за рахунок застосування на виході з циклону на основі фторопластових елементів, що фільтрують. Самі елементи регенерируємі, тобто їх працездатність може бути відновлена продуванням зворотним струмом чистим повітрям.

Таким чином, забезпечується очищення зварювальних газів від шкідливих речовин і виключається з попадання в атмосферу.

6. Економічний розділ

Після розробки технологічного роцесу ремонту або виготовлення виробу та виконання необхідних розрахунків за визначенням норми калькуляційного часу за кожною з операцій технологічної карти - розхраховую собівартість зпроектованих робіт.

Розцінки з операцій визначають за формулою:

Р = , (6.1)