Служебное назначение, техническая характеристика детали
Ось коромысел входит в состав деталей газораспределительного механизма, определяющая вместе с другими составляющими ресурс данного механизма. Эту же деталь в отдельных источниках называют валиком коромысел. Масса детали 0,124 кг, материал Ст. 40Х, твёрдость HRC 53…61. В процессе работы двигателя на неё действуют нагрузки со стороны коромысел клапанов.
Самые типичные, как правило, виды дефектов это: износ поверхности под втулки и стойки коромысел, а также ослабление посадки заглушек масляных каналов. Предельная степень износа сопряжений в газораспределительном механизме характеризуется экономическими критериями: допустимым падением мощности двигателя, ухудшение топливной экономичности и повышенным расходом масла на угар. Кроме того, износы приводят к уменьшению степени сжатия и коэффициента наполнения двигателя, что ухудшает пусковые качества дизеля и приводит к неполному сгоранию топлива (за счёт чего и падает мощность).
Данная ось коромысел имеет следующие дефекты:
Таблица 1.1 – Дефекты оси коромысел
| Контролируемый дефект | Способы и средства контроля | Размеры,мм | ||
| По чертежу | Допустимый в сопряжении с деталями: | |||
| бывшими в эксплуатации | новыми | |||
| Износ поверхности под втулки коромысел | Скобы или микрометр | 16-0,012 | 15,97 | 15,94 |
| Износ поверхности под стойки | Скобы или микрометр | 16-0,012 | 15,98 | - |
| Ослабление посадки или выпадение заглушек | Молоток | - | Не допускается |
Таблица 1.2 – Химический состав стали 40Х, % (ГОСТ 1050-88)
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Cu | S и P |
| Не более | ||||||
| 0,36…0,44 | 0,17…0,37 | 0,50…0,80 | 0,80…1,10 | 0,30 | 0,30 | 0,035 |
Таблица 1.3 – Механические свойства стали 40Х
| σт, МПа | σв, МПа | δ5,% | ψ,% | KCU, дж/см2 | HB (не более) | |
| не более | горячекатаной | отожжёной | ||||
| - | - |
Выбор способов устранения дефектов детали
При выборе рациональных способов устранения дефектов детали используем приложения к методическим указаниям для выполнения курсовой работы. Целесообразные способы восстановления устанавливают на основе конструктивно-технологических характеристик детали.
К ним относят вид основного материала детали, вид восстанавливаемой поверхности, материал покрытия, предельно (минимально) допустимый диаметр восстанавливаемой поверхности (наружный), минимально допустимый диаметр восстанавливаемой поверхности (внутренний), минимальная толщина (глубина) наращивания (упрочнения), максимальная толщина (глубина) наращивания (упрочнения), сопряжения или посадки восстанавливаемой поверхности, вид нагрузки на восстанавливаемую поверхность. С учетом номенклатуры деталей-представителей, рекомендуемых для восстановления тем или иным способом выбираем ряд альтернативных способов восстановления ремонтируемой детали.
Выбранные способы оцениваем по показателям физико-механических свойств деталей: коэффициент износостойкости, коэффициент выносливости, коэффициент сцепляемости, коэффициент долговечности, микротвердость. Окончательный выбор способов восстановления производим исходя из технико-экономических показателей каждого способа: удельный расход материала, удельная трудоемкость наращивания, удельная трудоемкость подготовительно-заключительной обработки, удельная суммарная трудоемкость, коэффициент производительности процесса, удельная стоимость восстановления, показатель технико-экономической оценки, удельная энергоемкость [1].
С учетом недостатков способов восстановления выбираем экономически целесообразные, обеспечивающие необходимый уровень качества.
Таблица 2.1 – Технико-экономические показатели альтернативных способов восстановления оси коромысел
| Наименование параметров | Размерность | НРГ | НРАД | НВДПП | ГВПЖ |
| Удельная трудоёмкость | Чел.-ч./м2 | 29,4 | 30,6 | 14,8-16,8 | |
| Коэффициент производительности процесса | - | 0,83-1,04 | 1,04-1,31 | 0,97-1,04 | 2,0-2,25 |
| Удельная себестоимость | руб./м2 | 74,6-80,4 | 58,9-63,5 | 66,5-68 | 29,7-34,8 |
| Показатель технико-экономической оценки | руб./м2 | 152-164 | 123-132 | 33,8-41 | 27,0-31,5 |
| Удельная энергоёмкость | кВт*ч/м2 | - |
НРГ – ручная электродуговая наплавка;
НРАД – ручная аргонодуговая наплавка;
НВДПП – вибродуговая наплавка порошковой проволокой;
ГВПЖ – гальваническое покрытие железом.
Для восстановления изношенных поверхностей оси коромысел применяем способ гальванического покрытия железом (осталивание).
Осталиванием называется процесс получения твёрдых износостойких железных покрытий из горячих хлористых электролитов. Процесс осталивания был разработан проф. М. П. Мелковым и применяется в авторемонтном производстве главным образом в целях компенсации износа деталей. По сравнению с процессом хромирования он имеет следующие преимущества: высокий выход металла по току, достигающий 85-90% (в 5-6 раз выше, чем при хромировании); большую скорость нанесения покрытия, которая при ведении процесса в станционарном электролите достигает 0,3-0,5 мм/ч (в 10-15 раз выше, чем при хромировании); высокую износостойкость покрытия (не ниже чем у стали 45 закаленной); возможность получения покрытий с твёрдостью 2000-6500 МПа толщиной в 1-1,5 мм и более; применение простого и дешёвого электролита. Эти достоинства осталивания объясняют его широкое применение в практике ремонта автомобилей.
Удельные трудоёмкость и себестоимость минимальны в сравнении с другими способами, одновременно с этим коэффициент производительности процесса выгодно выше. Кроме того, обеспечивается достаточный уровень физико-механических свойств восстановленной поверхности.