Разработать технологический процесс восстановления водила заднего ВОМ

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

         Выполняемая  тема курсового проекта «Разработать  технологический процесс восстановления  водила заднего ВОМ» является актуальной, так как в настоящее время ремонтно-обслуживающие предприятия осваивают технологию ремонтных работ, связанных с восстановлением работоспособности сельскохозяйственных машин. В зависимости от конкретных требований, предъявляемых к восстановлению деталей, материалу деталей и условий работы применяют различные способы восстановления. Применение того или иного способа связано также и с техническим оснащением ремонтного предприятия и объема работ, на который оно рассчитано. Для повышения надежности и долговечности машин необходимо внедрить в практику применение новых износостойких материалов, постоянно механизировать и автоматизировать процессы.  Экономическая целесообразность восстановления деталей обусловлена прежде всего возможностью повторного (очень часто неоднократного) использования 65-75% деталей. Себестоимость восстановления деталей не превышает 75% стоимости новых, а расход материалов в 15-20 раз ниже, чем при изготовлении деталей.

         При разработке  технологии восстановления используются  типовые проектные решения, приведенные  в литературе. Наряду с этим  за методическую основу разработки приняты рекомендации приведенные в [1], [2].Это в первую очередь относится на проектные материалы: ремонтный чертеж, схема технологического процесса восстановления детали, разработка средств малой механизации.

           При  работе над проектом широко  использовались данные [3], [4]. Разработанные в курсовом проекте материалы могут быть использованы в практической работе при решении следующих задач: разработка ремонтных чертежей, проектирование схем технологического процесса разборки (сборки) сборочных единиц, конструирование средств малой механизации ремонтных работ.

          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ И УСЛОВИЙ  РАБОТЫ ДЕТАЛИ 

 

Износ водила заднего ВОМ определяется циклическими нагрузками, режимом смазывания и степенью его стабильности, скоростью перемещения поверхностей трения, степенью агрессивности окружающей среды, качеством обработки и состоянием поверхностей трения и т.д.

         Водило имеет ряд цилиндрических поверхностей, шпоночные пазы, а также шлицы, которые работают на срез и смятие. Также присутствуют отверстия и галтели. Непостоянство, а также  большая величина передаваемых нагрузок сказывается на долговечности рабочих поверхностей и  способствует более быстрому появлению дефектов.

         В процессе  эксплуатации водила возникает ряд дефектов:

1. Износ шлицевой поверхности до размера менее Ø19,96 мм;

2. Износ поверхности отверстия  до размера более Ø17,53 мм;

3. Биение относительно оси детали  более 0,05 мм;

4. Износ наружной поверхности до размера менее Ø39,98 мм;

5. Износ наружной поверхности до размера менее Ø38 мм;

6. Износ шлиц по толщине до размера менее 5,8 мм;

7. Износ шпоночного паза по ширине до размера более 10 мм.

         В нашем случае рассматривается  два дефекта: износ шлицевой поверхности до размера менее Ø19,96 мм (деф.1), износ шпоночного паза по ширине до размера более 10 мм (деф. 7).

         Существуют  выбраковочные признаки, при которых деталь не подлежит восстановлению и сдается  в утиль – это  трещины по телу водила и скручивания. Физически эти дефекты можно устранить, но долговечность такой детали будет очень мала, т.к. водило подвергается постоянным силовым нагрузкам и восстановленная от трещин и скручивания, очень быстро снова выйдет из строя. Подобное восстановление экономически неоправданно, и деталь  с трещинами и изломами подлежит замене на новую.

           Водило имеет длину L = 340 мм, материал детали Сталь 38ХС ГОСТ 4543-71.

          

 

2.  РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ДЕТАЛИ

 

2.1 Обоснование требований к качеству очистки и выбор способов ее контроля

Из многих известных методов оценки качества очистки поверхностей заслуживает особого внимания методический подход Ю. С. Козлова. При этом качество очистки рассматривается с двух сторон:

1) на практике  не всегда требуется идеально  чистая поверхность, да и при  любом известном способе очистки  всегда наблюдается остаточная  загрязненность;

2) допустимая  остаточная загрязненность увязывается с шероховатостью поверхности и потребностями данного производства или конкретного процесса.         

Высказанные положения можно проиллюстрировать схемой (рис. 1), на которой выделено пять зон, обозначенных буквами русского алфавита:

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Схема процесса очистки поверхности:

1 – загрязнение; 2 – деталь; 3 –  загрязнение, оставшееся во впадинах  микро шероховатостей; 4 – поверхность после микро очистки; 5 – поверхность после травления; А – загрязненная поверхность; Б – поверхность в процессе очистки; В – поверхность после макро очистки; Г – поверхность после микро очистки; Д – покрытия, осадки, смолистые и лаковые отложения, нагар, накипь.

 

При макроочистке необходимо очищать поверхности от загрязнений до уровней, обусловленных шероховатостью поверхности. Так, для 4-го класса шероховатости допустимая загрязненность   поверхности  составляет 1,25 мг/см2, для 5...6 классов – до 0,70 мг/см2 и для 7... 9 классов – до 0,25 мг/см2.

Уровень микроочистки, когда удаляют следы загрязнений из впадин шероховатой поверхности, важно соблюдать на конечных операциях сборки сборочных единиц и агрегатов, а также при подготовке поверхности к нанесению лакокрасочных покрытий. От чистоты поверхностей при сборке зависит надежность и ресурс изделий, а при окраске – адгезия лакокрасочных покрытий.

Применительно к сборочным операциям допустимое количество загрязнений не должно превышать 0,1...0,15 мг/см2, а при окраске – 0,005 мг/см2, то есть в 20...30 раз меньше.

Активационную очистку  применяют при нанесении гальванических покрытий и достигают стравливанием слоя металла толщиной 2...15 мкм для удаления тончайшей окисной пленки и обнажения структуры металла. В зависимости от уровня очистки применяются различные методы контроля чистоты поверхности.

Для макроочистки  приемлемы весовой метод, метод протирания и флуоресцентный, а для микроочистки  и активационной очистки – флуоресцентный и метод смачивания водой.

Весовой метод сводится к определению массы оставшихся после очистки загрязнений. При этом остаток загрязнения снимают с поверхности механически или растворением его с последующей экстракцией.

Протирают поверхность фильтровальной бумагой, бумажной салфеткой, белой тканью или ватным тампоном. Количество грязи, оставшейся на салфетке, можно определить взвешиванием.                          

Остатки минерального масла слоем не более 5 мкм целесообразно определять флуоресцентным методом. Этот метод основан на свойстве масел светиться (флуоресцировать) под влиянием ультрафиолетового света. По величине светящейся поверхности, фиксируемой непосредственным наблюдением, фотоэлементом или при помощи фотоаппарата, судят о загрязненности поверхности.                                                  

Метод смачивания водой основан на том, что поверхность, покрытая масляными загрязнениями, водой не смачивается.

Метод смачивания водой удобен и прост.

Проверяемую деталь погружают в чистую холодную воду, подкисленную добавлением 0,1...1,0 % кислоты (кроме соляной). После извлечения ее дают стечь избытку воды с испытуемой поверхности (10...20 с). По непрерывности слоя воды определяют смачиваемость (качество очистки) поверхности. Если имеются разрывы слоя воды, то в этих местах остались масляные загрязнения.

 

2.2 Характеристика загрязнений и выбор способов очистки

В процессе эксплуатации заданной детали (водило заднего ВОМ) виды  загрязнений подразделяются на:

 Технологические загрязнения образуются на поверхности деталей машин в процессе их ремонта. К ним относятся: металлическая стружка, остатки притирочных паст, продукты износа и т. д.

Технологические загрязнения содержат в своем составе и твердые абразивные зерна, которые накапливаются обычно в глухих ответвлениях внутренних поверхностей, откуда их очень трудно удалить. Между тем при работе машин и агрегатов эти загрязнения со временем вымываются, попадают в рабочий поток и приводят к интенсивному износу трущихся сопряжений деталей машин.

 Смазочные материалы наиболее распространенный вид загрязнения. В процессе эксплуатации машин смазочные материалы претерпевают значительные изменения в результате их окисления и полимеризации. Степень происходящего при этом старения таких материалов зависит от температурно-временных факторов работы агрегатов машин.

В нашем случае, для такой детали, как вадило, характерны следующие типы загрязнений: смазочные материалы, технологические загрязнения.

Смазочные материалы – это остатки трансмиссионных масел, использовавшихся для смазывания трущихся поверхностей. Технологические загрязнения представляют собой  абразивные частицы, образование которых неизбежно при трении поверхностей.

 

2.3. Выбор оборудования, моющих сред  и режимов очистки

Основную массу маслянисто-грязевых  загрязнений смывают струёй воды под давлением 0,3...0,5 МПа.

Для уменьшения негативного воздействия технологического процесса очистки детали основной упор сделаем на механическую очистку, для чего первоначально произведём очистку вала при помощи мягкой металлической щётки и ветоши, «ершиков». Для окончательной очистки используем струйную высоконапорную очистку детали после вымачивания, в т.ч. с удалением технологических загрязнений.

Технологические загрязнения содержат в своем составе и твердые абразивные зерна, которые накапливаются обычно в глухих ответвлениях внутренних поверхностей, откуда их очень трудно удалить. Между тем при работе машин и агрегатов эти загрязнения со временем вымываются, попадают в рабочий поток и приводят к интенсивному износу трущихся сопряжений деталей машин.

В качестве используемого оборудования принимаем: мониторная моечная машина ОМ – 22616.

Основные параметры очистки: моющее средство МС-6, температура T=70..80 ºС, время t=7...8 мин.

Очистить деталь от загрязнений до такого со стояния, чтобы можно было осмотреть и  выявить дефекты.

Контроль качества очистки – визуальный с применением бумажной салфетки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ  ДЕФЕКТАЦИИ ДЕТАЛИ

 

3.1 Характеристика дефектов

 

В данном курсовом проекте необходимо спроектировать технологический процесс восстановления детали – водило заднего ВОМ.

В нашем случае рассматривается два дефекта: износ шлицевой поверхности до размера менее Ø19,96 мм (деф.1), износ шпоночного паза по ширине до размера более 10 мм (деф. 7).

Существуют  выбраковочные признаки, при которых деталь не подлежит восстановлению и сдается  в утиль – это  трещины, проходящие по поверхности отверстия, и изломы. Физически эти дефекты можно устранить, но долговечность такой детали будет очень мала, т.к. вал подвергается постоянным силовым нагрузкам, и восстановленная от трещин и изломов вал очень быстро снова выйдет из строя. Подобное восстановление экономически неоправданно, и деталь  с трещинами и изломами подлежит замене на новую

 

3.2 Выбор способов  и  средств их контроля

 

При приемке детали в ремонт сначала производим внешний осмотр невооруженным взглядом или при помощи лупы, проверяем на ощупь, простукиваем. Таким образом, мы выявляем трещины, забоины, риски, обломы, пробоины, вмятины, задиры.

Затем, используя универсальный и специальный инструмент микрометр гладкий МК50-1 ГОСТ 6507-90 определяем геометрические параметры детали, выявляем дефекты формы, зазоры и натяги.

Для обнаружения скрытых дефектов,  проверки твёрдости, контроля взаимного положения элементов деталей используют специально предназначенные для этого приборы и приспособления, такие как магнитный дефектоскоп PARKER DA-1500;

 

3.3  Технологический маршрут дефектации детали

 

При проведении дефектации руководствуемся рабочим чертежом детали и НТД на данную деталь.

При проектировании технологического процесса дефектации детали составляем карту эскизов детали и карту технологического процесса дефектации. Средства контроля (оборудование и инструмент) по каждому дефекту сводим в таблицу.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1– Результаты дефектации

 

№ дефекта	Возможные дефекты и выбраковочные признаки	Средства контроля	Размер, мм			Заключение
			По рабочему чертежу		Допустимый без ремонта
1	Трещины, усталостные разрушения	Магнитный дефектоскоп	Не допускается			браковать
2	Износ шлицевой поверхности	Микрометр гладкий МК 25-50 ГОСТ 6507-90				ремонтировать
3	Износ поверхности отверстия	Штангенциркуль ШЦ-I-125 ГОСТ 166-89				ремонтировать
4	Биение относительно оси детали	Микрометр гладкий МК 25-50 ГОСТ 6507-90	0,02	0,05		ремонтировать
5	Износ наружной поверхности	Микрометр гладкий МК 25-50 ГОСТ 6507-90				ремонтировать
6	Износ наружной поверхности	Микрометр гладкий МК 25-50 ГОСТ 6507-90				ремонтировать
7	Износ шлиц по толщине	Штангенциркуль ШЦ-I-125 ГОСТ 166-89		5,8		ремонтировать
8	Износ шпоночного паза по ширине	Штангенциркуль ШЦ-I-125 ГОСТ 166-89		10		ремонтировать