Особенности восстановления вала рулевой сошки

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

«ИРКУТСКИЙ КОЛЛЕДЖ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА И ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА»

Особенности восстановления вала рулевой сошки

Курсовая работа

По специальности 050501 Профессиональное обучение (автомобильный транспорт: техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта)

Казанцев Владимир Андреевич

Руководитель: А.Н. Ловцов

Иркутск 2015



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. НАЗНАЧЕНИЕ,УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РУЛЕВОГО МЕХАНИЗМА

1.1 Назначение и устройство рулевого механизма

1.2 Принцип действия рулевого механизма

Вывод по главе I

ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССАВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

2.1 Анализ исходных данных

2.2 Выбор способов восстановления

2.3 Определение режимов восстановления и механической обработки

Вывод по главе II

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе подробно описано назначение, устройство и принцип действия рулевого механизма. Так же перечислены особенности восстановления вала рулевой сошки.

Цель данной курсовой работы - изучение особенностей восстановления вала рулевой сошки.

Задачи данной курсовой:

1) Рассмотреть оптимальные способы восстановления вала рулевой сошки.

2) Изучить назначение, устройство и принцип действия рулевого механизма.

3) Рассмотреть определение режимов восстановления и механической обработки.

Предмет исследования - рулевой механизм автомобиля.

Методы исследования - теоретический анализ технической литературы.



ГЛАВА I. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РУЛЕВОГО МЕХАНИЗМА

1.1 Назначение и устройство рулевого механизма

Вал сошки своей цилиндрической шлифованной частью установлен в двух бронзовых втулках и на выходе из картера уплотнен сальником. На конические шлицы нижнего вала сошки насажена в одном определенном положении сошка , при совмещении сдвоенного шлица на валу со сдвоенной впадиной в отверстии сошки.

Зацепление червячной пары выполнено со смещением осей ролика и червяка на 5,5 мм, что позволяет регулировать беззазорное зацепление ролика с червяком по мере их износа. Это обеспечивается осевым смещением вала сошки при помощи регулировочного винта. Головка винта заходит в Т-образный вырез вала сошки вместе с пластиной, которая обеспечивает нужную посадку головки винта. Регулировочный винт ввернут в верхнюю крышку, зафиксирован от проворачивания шайбой и затянут контргайкой. При заворачивании регулировочного винта в крышку вал сошки опускается, и выбирается зазор в зацеплении ролика с червяком.

Для определения точности регулировки зазора в подшипниках червяка и в зацеплении ролика с червяком пользуются динамометром, который измеряет момент сопротивления (трения) проворачиванию. При этом сначала замеряют момент трения вала червяка без установки вала сошки. Он должен быть в пределах 20-50 Н-см (2-5 кгс см). Подбором толщины регулировочных прокладок устанавливают нужный зазор (момент трения) в подшипниках червяка. Затем, после установки вала сошки и регулировки зазора в зацеплении, проверяют момент трения червяка, который должен быть равен 90-120 Н-см (9-12 кгс см) при повороте вала червяка на 30° как влево, так и вправо от среднего положения и снижается плавно до 70 Н-см (7 кгс-см) при повороте от угла 30° до упора.

На верхнем торце картера рулевого механизма и на валу червяка выполнены метки (риски), при совмещении которых ролик устанавливается в среднее положение, а управляемые колеса обеспечивают прямолинейное движение автомобиля. При таком положении спица рулевого колеса должна располагаться горизонтально. Это говорит о правильном соединении вала червяка с промежуточным валом.

Детали червячного редуктора смазываются маслом ТАД-17и, которое заливается через отверстие, закрываемое пробкой, заправочная вместимость 0,215 л.

Рулевое колесо изготовлено из пластмассы, армированной стальным каркасом. В ступице рулевого колеса нарезаны шлицы со сдвоенной впадиной, а на верхнем валу сдвоенные шлицы, что обеспечивает соединение колеса с валом только в одном положении. Рулевое колесо крепится на валу гайкой, которая после затяжки раскернена в одной точке. Снизу к ступице крепится пластмассовый держатель нижнего контактного кольца, по которому скользит контакт переключателя. Этот контакт проводами соединяется с обмоткой реле включателя звукового сигнала.

К ступице рулевого колеса винтами присоединен держатель включателя сигнала. Он изолирован от массы. Нижнее контактное кольцо соединяется с проводами, наконечники которых вмонтированы во включатель звукового сигнала. Между включателем и спицей установлены пружины. При нажатии на включатель наконечники проводов замыкают на массу нижнее контактное кольцо, то есть обмотку реле включения звукового сигнала. При отпускании включателя под действием пружин контакты размыкаются.

В целях безопасности водителя вал рулевого управления выполнен составным. Он состоит из верхнего и промежуточного валов с карданными шарнирами. Верхний вал вращается на двух игольчатых подшипниках с резиновыми втулками. Подшипники завальцованы в трубе кронштейна. Ближе к нижней опоре на валу приварено кольцо с пазом противоугонного устройства.

Промежуточный вал по концам имеет два неразборных карданных шарнира на игольчатых подшипниках. Вилки шарниров насажены на валу червяка и верхнего вала и зафиксированы стяжными болтами.

Кронштейн крепится к кронштейну панели кузова четырьмя болтами, причем головки двух нижних болтов ввертываются в приварные гайки кронштейна панели и в момент максимального затягивания скручиваются. Под нижние болты установлены фиксирующие пластины, жесткость которых рассчитана на определенную нагрузку. Верхние болты приварные и кронштейн крепится к ним гайками с фигурными и пружинными шайбами.

1.2 Принцип действия рулевого механизма

Рулевое колесо, как первичный узел, хорошо знакомый каждому водителю, под влиянием его мысли и воздействием силы совершает вращательные движения в необходимом направлении. Эти движения посредством рулевого вала передаются на специальный рулевой механизм, где совершается преобразование крутящего момента в плоскостные перемещения. Последние через привод сообщают нужные углы поворота управляющим колесам. В свою очередь, пневматический, гидравлический, электрический и прочие усилители (при их наличии) облегчают вращение руля, делая процесс управления транспортным средством более комфортным.

Это основной принцип, по которому работает рулевое управление автомобиля.



Вывод по главе I

В данной главе нами рассмотрено устройство и принцип действия рулевого механизма. Мы определили составляющие детали рулевого механизма и технические составляющие.



ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

2.1 Анализ исходных данных

Поворотный кулак служит для поворота управляемых колес в сторону заданную от рулевого колеса на определенный угол. Он крепится к передней балке при помощи шкворня. Во время работы кулак испытывает большие знакопеременные нагрузки. На свободный конец кулака при помощи гайки крепится ступица колеса. Поворот кулака относительно шкворня проходит во втулке.

Основные дефекты детали: износ шеек под наружные и внутренние подшипники, износ резьбы на хвостовике, износ втулок под шкворень. При решении вопросов проектирования и реализации технологических процессов восстановления в ряде случаев целесообразно использовать типовые решения и методики, в частности при выборе способов восстановления или технологических баз. Для выбора типовых или групповых технологических процессов должен быть решен вопрос по классификации восстанавливаемых деталей. Поворотный кулак относится к классу II (круглые стержни) категории 1 (детали, восстанавливаемые на специализированных предприятиях). Тип производства характеризуется степенью постоянства загрузки рабочих мест выполнением одной и той же производственной операции.

В зависимости от количества однотипных восстанавливаемых деталей в партии или серии серийное производство подразделяется на мелко -, средне - и крупносерийное. По заданию годовая производственная программа составляет 5000 шт., что соответствует мелкосерийному производству.



Таблица 1 - Карта технических условий на дефектацию детали

Эскиз детали	Деталь	Кулак поворотный
	№ детали	130-3001011
	Материал	Сталь 45Х
	Твёрдость	НВ241…245
	Возможные дефекты	Контрольный инструмент	Размер, мм	Заключение
			По рабочему чертежу	Допустимый без ремонта
	2	3	4	5	6
	Износ шейки под внутренний подшипник (0.03 мм)	Проверка с помощью микрометра	39,99	39,95	Хромирование и шлифование под номинальный размер
	Износ шейки под наружный подшипник		54,988	54,94
	Износ резьбы на хвостовике	Осмотр с помощью лекало	М36х2	-	Срезать старую резьбу, наплавить металл и нарезать новую резьбу
	Износ втулок под шкворень (0.5мм)	Проверка с помощью щупа и микрометра	41	41,1	Замена новыми втулками

восстановление вал рулевой дефект

2.2 Выбор способов восстановления

Выбор того или иного способа восстановления на конкретном предприятии зависит от технико-экономических показателей. Наиболее рациональным способом ремонта детали будет тот, который обеспечивает наибольший срок службы отремонтированной детали при наименьших затратах, не превышающих стоимость новой детали.

Рациональный способ восстановления деталей выбирается путем последовательного использования следующих критериев:

- критерий долговечности;

- технико-экономический критерий.

Износ шеек под наружный и внутренний подшипник: Для обеспечения работоспособности сопряжений требуется восстановить правильную геометрическую форму и свойства поверхностных слоев деталей, а также обеспечить заданные при изготовлении допуски на размеры. Так как износ составляет 0,03 мм, то шлифованием можно добиться восстановления только под ремонтный размер, кроме того нужно будет производить последующую термообработку.

Рассмотрим способ хромирование + шлифование. Применяя хромирование, можно обеспечить нанесение слоя металла до 0,3 мм. Что обеспечит доведение диаметра детали до размера на 0,2мм больше чем номинальный размер. Для доведения детали до номинального размера.применим шлифование. Выберем данный способ.

Обоснование выбранного способа - хромирование + шлифование. Износостойкость увеличится в 1,67 раза, сцепление снизится на 20%, долговечность повысится в 1,73 раза. . Выберем данный способ.

Кд = f(Ки Кв Ксц ),

Где Ки - коэффициент износостойкости, Ки =0,98;

Кв - коэффициент выносливости, Кв = 1;

Ксц - коэффициент сцепляемости, Ксц =1

Кд = 0,66*0,97*09 =0,58

Обоснование выбранного способа - хромирование + шлифование. Износостойкость увеличится в 1,67 раза, сцепление снизится на 20%, долговечность повысится в 1,73 раза. Трудоемкость и энергоемкость хромирования по сравнению с механической обработкой увеличивается в 3 раза. Производительность снижается в три раза.

При восстановлении данного дефекта механической обработкой: износостойкость уменьшится в 1,5 раза, сцепление снизится на 10%, долговечность понизится в 1,7 раза. Трудоемкость и энергоемкость механической обработки по сравнению с хромированием уменьшится в 4 раза. Производительность увеличивается в 3 раза. Сопоставив все данные отдаем предпочтение долговечности и надежности, то есть в пользу хромирования.

Критерий долговечности может быть выражен коэффициентом долговечности Кд, который определяется как функция трёх аргументов:

Кд = 0,89*1*1 =0,89

Износ резьбы на хвостовике: Для обеспечения надежности крепления ступицы колеса к кулаку недопустимо уменьшение диаметра резьбового соединения. Выбираем способ восстановления наплавкой слоя металла в среде углекислого газа и нарезкой резьбы номинального диаметра. Наплавка в среде углекислого газа является самым дешевым способом наплавки и может обеспечить требуемую твердость до 300 НВ. Также она имеет наибольший коэффициент долговечности равный 0,85.

Кд = 0,87*1,8*0,9 =1,41

Износ втулок под шкворень: В нашем случае износ втулки составляет 0,5мм, а для грузовых автомобилей сопряжение с зазором 1,5мм считается годным к дальнейшей эксплуатации то, втулки заменять не требуется.

Экономический эффект от восстановления деталей на специализированном АРП:

МП - расходы на материал и изготовление заготовки в % от себестоимости изготовления, МП=70%;

- расходы на зарплату в % от себестоимости изготовления, = 10%;

- расходы на ремонтные материалы, =81,3 руб (с учетом расходов на наплавку и хромирование);

где - накладные расходы к основной зарплате на автозаводе, =5;

- накладные расходы к основной зарплате на АРЗ, =2,1;

K? =0,8*5 - 0,45 - 1,25*2 = 0,925

0,8*70+2,53*10;

81,3%

Эв=68,7%

Экономия в рублях:

Где Си-себестоимость изготовления детали=21,30;

N-программа восстановления деталей;

Эв =68,7%

2.3 Определение режимов восстановления и механической обработки

В первую очередь проводятся подготовительные операции (очистка и обезжиривание). Мойку деталей следует производить ванным способом (погружением в раствор) в моечных машинах типа ОМ-5288 - с использованием СМС (лабомид-101, лабомид-315, МС-8 и др.) с температурой до 100 С°.

а) восстановление резьбы. Для восстановления резьбы необходимо удалить остатки поврежденной резьбы на токарном станке (типа ХС-151). Остатки резьбы удалить в один заход до d = 22 мм.методом черновой резки. После срезки резьбы производят наплавку слоя металла в среде углекислого газа. При этом применяют следующее оборудование: наплавочную головку А-384 или А-409; источник питания ВС-400; подогреватель газа; осушитель, заполненный силикагелем КСМ крупностью 2,8-7 мм; редуктор расходомер ДРЗ-7. При наплавке использовать проволоку Нп-30ХГСА.

После наплавки удалить лишний слой металла на токарном станке (типа ХС-151) методом черной резки до d = 24 мм и провести чистовую обработку до d = 23,85. Нарезать плашкой метрическую резьбу М36/2. Снять фаску 45°.

б) восстановление шеек вала под наружные и внутренние подшипники. Перед хромированием деталь необходимо промыть в керосине, необрабатываемые поверхности покрыть липкой лентой. В данном случае лучше применить блестящие осадки хрома с применением проточного хромирования в универсальном электролите с повышенным содержания серной кислоты (3…7 г/л) при температуре - 55…65°С, плотности тока - 100…150 А/дм2, скорости протекания электролита - 100…120 см/с. Выход по току составляет 20…21%. Перед хромированием необходимо произвести выдержку детали в электролите в течении 5-6 мин. После хромирования промыть в горячей воде и просушить.

Далее производят центровую шлифовку вала. Шлифование выполняют в одну операцию. Для шлифования вала применяют универсальные шлифовальные станки ЗА423 и ЗВ423. Вал шлифуют при скорости шлифования 28-32 м/с, электрокорундовыми на керамической связке шлифовальными кругами зернистостью 16-60. Для получения оптимальных микронеровностей (0,63-1,25 мкм) вал вращают со скоростью 15 м/мин при предварительном шлифовании и 8 м/мин при окончательном.

Перед шлифованием шлифовальный круг правят алмазным карандашом, закрепленным в оправке, при обильном охлаждении эмульсией. Цилиндрическую часть круга правят, перемещая алмазный карандаш в горизонтальной плоскости. Боковые плоскости круга обрабатывают до требуемой ширины при поперечной подаче шлифовального круга. Шлифовальные круги рекомендуется править после шлифования пяти-шести валов. Базовыми поверхностями при шлифовании являются центровые отверстия. Припуск на шлифование оставляют в пределах 0,05-0,15 мм на сторону. В каждом конкретном случае режимы шлифования уточняются в зависимости от толщины слоя нанесенного хрома.

Для предотвращения появления микротрещин при шлифовании применяют обильное охлаждение. Струя охлаждающей жидкости должна полностью покрывать рабочую поверхность шлифовального круга. В качестве охлаждающей жидкости используют эмульсию (10 г. эмульсионного масла на 1 л воды).

Вывод по главе II

В данной главе были предложены оптимальные способы восстановления вала рулевой сошки с данными дефектами.Способ восстановления резьбы до номинального размера является самым распространенным, простым и наиболее дешевым в производстве. Коэффициент долговечности равен 0,85.Устранение износа втулок под шкворень не требуется, так как износ втулок составляет 0.5мм, а к работе допускается износ 1,5мм.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе исследования мы подробно изучили устройство и принцип действия рулевого механизма. Мы определили составляющие детали рулевого механизма и технические составляющие.

В данной курсовой были предложены оптимальные способы восстановления вала рулевой сошки с данными дефектами. Были перечислены самые распространенные и простые способы восстановления.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автомобили / Под ред. А. В. Богатырева. - М.: Колос, 2001. - 496 с.

2. Беднарский, В. В. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей / В. В. Беднарский. -Ростов-на-Дону: Феникс, 2007 - 456 с.

3. Болотов, А.К. Конструкция автомобилей / А.К. Болотов- М.: Колос, 2006. - 352 с.

4. Вахламов, В.К. Техника автомобильного транспорта. Подвижный состав и эксплуатируемые свойства /В.КВахламов- М.: Издательский центр Академия, 2004. - 528 с.

5. Власов, В. М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей /В. М. Власов - М.: Академия, 2006. - 477 с.

6. Воловик, Е.Л. Справочник по восстановлению деталей/ Е.Л. Воловик - Колос, 1981 - 33 c.

7. Газарян, А.А. Техническое обслуживание автомобилей. 2-е издание, переработанное и дополненное / А.А.Газарян -Москва, Третий Рим, 2006-272 с.

8. Дубина, В.В. Конструкция рулевого механизма / В.В. Дубина, Н.П. Чикунов. - Саранск: Изд-во Морд.ун-та, 2003. - 176 с.

9. Иншаков, А. П. Практикум по конструкции автомобилей / А. П.Иншаков- Саранск: Изд-во Морд.ун-та, 2003. - 124 с.

10. Иншаков, А. П. Практикум по устройству автомобилей / А.П. Иншаков, А.М. Карпов, В.И. Славкин и др., Под общ.ред. А.П. Иншакова. - Саранск: издательство Морд.ун-та, 2005. -215 с.

11. Конструкция рулевого механизма [Электронный ресурс]- Режим доступа:http://text.tr200.biz/referat_transport/?referat=152430&page=1(дата обращения: 15.06.2015).

12. Конструкция рулевого механизма[Электронный ресурс] - Режим доступа:http://znanieavto.ru/rulim/rulevoe-upravlenie-avtomobilya.html(дата обращения: 15.06.2015).

13. Кутьков, Г.М. Автомобили. Теория и технологические свойства/ Г. М. Кутьков.- М.: Колос, 2004. - 504 с.

14.Малышева, Г. А. Справочник технолога авторемонтного производства/Под редакцией Г.А. Малышева. - М.: Транспорт, 1977.- 35 с.

15. Малдык, Н. В. Восстановление деталей машин: Справочник / Н. В.Малдык - М.: Машиностроение, 1989 - 420 с.

16.Полканов, А. Д. Основы технологии производства и ремонта автомобилей: Метод. указания / Сост. А.Д. Полканов, ВоГТУ: - Вологда, 1999.- 135 с.

17.Родичев, В.А. Устройство и техническое обслуживание легковых автомобилей. Учебник водителя автотракторных средств категории В. 3-е изд., стер. /В.А. Родичев - М.: Издательский центр Академия, 2005. - 80 с.

18. Славкин, В. И. Автотранспорт. Эксплуатация. Обслуживание /В. И. Славкин //Ремонт-журнал- 2009 -№7. -C. 5-9

19. Техника безопасности при ремонте автомобиля [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://knigitut.net/18/114.htm (дата обращения: 15.06.2015).

20. Шадричев, Е.А. Основы технологии автостроения и ремонта автомобилей/ Е. А. Шадричев.-Машиностроение, 1976. - 245 c.

Размещено на Allbest.ru