Разработка технологической и экономической документации по ремонту балки передней оси автомобиля ЗИЛ-130

Восстановление изношенных деталей машин – это не просто технический процесс, это стратегический подход к управлению ресурсами, который позволяет сохранить до 99,5% первоначальной стоимости детали. В контексте эксплуатации коммерческого транспорта, где каждая единица оборудования является активом, способным генерировать доход, вопрос продления срока службы ключевых узлов становится первостепенным. Автомобиль ЗИЛ-130, несмотря на свой почтенный возраст, до сих пор остается востребованной рабочей лошадкой во многих отраслях, и его эффективное обслуживание и ремонт напрямую влияют на экономику предприятий. Это означает, что качественный ремонт позволяет не только вернуть автомобиль в строй, но и обеспечить его дальнейшую прибыльную эксплуатацию, минимизируя простои и затраты.

Данная курсовая работа посвящена всесторонней разработке технологической и экономической документации по ремонту одного из важнейших элементов шасси — балки передней оси автомобиля ЗИЛ-130. Цель работы заключается в детальном анализе конструктивных особенностей и условий эксплуатации, приводящих к характерным дефектам, а также в обосновании рациональных методов диагностики и восстановления. Отдельное внимание будет уделено расчету производственных параметров и экономической эффективности ремонтного процесса.

В рамках исследования будут решены следующие задачи:

• Определены основные конструктивные особенности балки передней оси ЗИЛ-130 и условия её эксплуатации, способствующие возникновению дефектов.
• Систематизированы методы диагностики и дефектации, установлены критерии пригодности детали к ремонту.
• Выбраны и обоснованы технологии восстановления изношенных поверхностей, а также необходимое оборудование.
• Разработана последовательность технологических операций, включая выбор установочных баз и нормирование работ.
• Проведена оценка экономической целесообразности восстановления по сравнению с приобретением новой детали, выполнены расчеты ключевых экономических показателей.
• Освещены вопросы организации ремонтного участка, охраны труда и экологической безопасности.

Структура работы построена таким образом, чтобы читатель, будь то студент технического вуза или практикующий инженер, смог получить исчерпывающую информацию по каждому аспекту ремонта балки передней оси ЗИЛ-130, от фундаментальных принципов до конкретных технических и экономических расчетов.

Конструктивные особенности, условия эксплуатации и характерные дефекты балки передней оси ЗИЛ-130

Балка передней оси автомобиля — это не просто металлическая перекладина, это ключевой несущий элемент, который определяет управляемость, устойчивость и безопасность движения. Для ЗИЛ-130, грузоподъемность которого находится в диапазоне 5000–6000 кг, надежность передней оси критически важна, ведь именно от её состояния напрямую зависит безопасность водителя и груза. Рассмотрим, как её конструкция, материалы и условия эксплуатации формируют уникальный спектр дефектов.

Общие сведения о балке передней оси ЗИЛ-130

В основе передней оси ЗИЛ-130 лежит штампованная балка двутаврового сечения, изготовленная из высококачественной стали марки 45 (согласно ГОСТ 1050—60). Эта сталь, известная своей прочностью и износостойкостью, проходит термообработку, обеспечивающую твёрдость в диапазоне 241—285 единиц по Бринеллю (НВ). Выбор двутаврового профиля не случаен: он обеспечивает оптимальное соотношение прочности и массы, позволяя балке эффективно воспринимать изгибающие и крутящие нагрузки, возникающие при движении автомобиля.

Концы балки имеют специальные отверстия, предназначенные для соединения с поворотными кулаками. Это соединение осуществляется посредством шкворней — цилиндрических стержней, вокруг которых происходит поворот колес. Крепление балки к раме автомобиля выполняется через рессоры передней подвески, которые являются упругими элементами, смягчающими удары и вибрации от дорожного полотна.

Поворотные кулаки, взаимодействующие с балкой, оснащены бобышками, на которых со стороны балки предусмотрены кольцевые проточки. В эти проточки устанавливаются уплотнительные резиновые кольца, чья функция — защита поверхностей трения втулок и шкворня от попадания абразивных частиц, пыли и грязи. Такая защита значительно продлевает ресурс сопряжения.

Вертикальные нагрузки, возникающие между балкой и поворотными кулаками, воспринимаются упорными металлокерамическими подшипниками, которые обеспечивают плавность вращения и снижают трение. Система смазки является жизненно важной для долговечности шкворневого узла. Смазка втулок шкворней поворотных кулаков осуществляется через две пресс-масленки, расположенные в верхней и нижней бобышках каждого кулака. Примечательно, что упорные подшипники шкворней смазываются одновременно с нижними втулками через нижнюю пресс-масленку, что упрощает процедуру обслуживания.

Трапеция рулевого управления, отвечающая за синхронный поворот колес, размещена позади балки передней оси, что защищает её от прямого воздействия препятствий и ударов. Точность регулировки зазоров в шкворневом узле критически важна для управляемости и износа. Допустимый осевой зазор между нижним торцом верхней бобышки поворотного кулака и верхним торцом шкворневой бобышки балки должен составлять не более 0,15 мм. Этот зазор регулируется металлическими шайбами, что позволяет компенсировать износ и поддерживать оптимальные параметры.

Углы установки передних колес – это комплекс важнейших параметров, влияющих на устойчивость, управляемость и износ шин. Для ЗИЛ-130 они строго нормированы:

• Продольный угол наклона шкворня (кастор): 1°15′ без нагрузки. Этот угол обеспечивает самоцентрирование колес и курсовую устойчивость.
• Угол развала колес (камбер): 1°. Небольшой положительный развал помогает разгрузить подшипники ступиц и улучшает управляемость.
• Поперечный наклон шкворня: 8°. Способствует уменьшению усилия на рулевом колесе при повороте и стабильности.
• Максимальный угол поворота колес: 45° (внутренний) вправо и влево. Обеспечивает необходимую маневренность.
• Схождение колес: 2–5 мм. Компенсирует расхождение колес под нагрузкой и обеспечивает равномерный износ шин.

Отклонение от этих параметров не только ухудшает ходовые качества, но и значительно ускоряет износ всех элементов передней оси.

Условия эксплуатации, приводящие к дефектам

Жизнь грузового автомобиля ЗИЛ-130 — это постоянное испытание на прочность. Два основных фактора наиболее сильно влияют на состояние балки передней оси: работа с перегрузкой и эксплуатация в тяжелых дорожных условиях.

Перегрузка. Номинальная грузоподъемность базовой модели ЗИЛ-130 составляет 5000–6000 кг. Однако в реальной эксплуатации, особенно в коммерческом секторе, часто встречаются случаи превышения этой нормы. Каждая тонна сверх допустимой нагрузки приводит к пропорциональному увеличению напряжений в несущих элементах, включая балку передней оси. Это проявляется в повышенном изгибе балки, увеличении нагрузок на шкворневые соединения, рессоры и подшипники. Более того, при обкатке нового автомобиля производитель рекомендует не нагружать его более чем на 75% от номинальной нагрузки, что подчеркивает чувствительность конструкции к чрезмерным нагрузкам даже в начальный период эксплуатации. Длительная работа с перегрузкой неизбежно ведет к усталости металла, микротрещинам и, в конечном итоге, к деформациям и разрушению балки. И что из этого следует? Регулярный контроль массы перевозимого груза и соблюдение рекомендаций производителя критически важны для предотвращения преждевременного выхода из строя.

Тяжелые дорожные условия. Это понятие включает в себя целый спектр неблагоприятных факторов:

• Неровные дороги и бездорожье: постоянные ударные нагрузки от выбоин, ухабов и препятствий.
• Экстремальные температуры: сильный мороз делает металл более хрупким, а жара может усугублять тепловые напряжения.
• Дороги низкого качества: грунтовые, грязные, обледенелые участки, где автомобиль испытывает повышенные боковые нагрузки и вибрации.

В таких условиях ускоряется износ не только подвески и рамы, но и всех сопряженных элементов балки. Ударные нагрузки вызывают концентрацию напряжений в местах крепления, приводят к ослаблению соединений, деформациям и преждевременному износу поверхностей трения. Например, ослабление стопорного штифта шкворня, которое часто является следствием вибраций и ударных нагрузок, приводит к появлению люфта и быстрой выработке отверстия под шкворень в балке.

Характерные дефекты балки передней оси

Анализ конструкции и условий эксплуатации позволяет выделить наиболее типичные дефекты балки передней оси ЗИЛ-130:

1. Деформации балки:
   • Изгиб: Прогиб балки в вертикальной или горизонтальной плоскости, часто вызванный перегрузками или сильными ударами.
   • Скручивание: Деформация балки вокруг своей продольной оси, обычно результат асимметричных нагрузок или ударов.
2. Износ поверхностей:
   • Отверстий под шкворень: Естественный износ из-за трения и ударных нагрузок приводит к увеличению диаметра и овальности.
   • Отверстий под клин шкворня: Ослабление стопорного штифта и последующие нагрузки вызывают выработку и деформацию этого отверстия.
   • Отверстий под стремянки крепления рессор: Износ, вызванный подвижностью стремянок и вибрациями, что может привести к ослаблению крепления рессор.
   • Поверхностей бобышек под шкворень: Износ по высоте торцевых поверхностей бобышек, приводящий к увеличению осевого зазора в шкворневом узле.
3. Трещины: Наиболее опасный дефект, который может возникнуть в любом нагруженном участке балки — как результат усталости металла, ударных нагрузок или некорректного ремонта. Наличие трещин всегда является поводом для тщательной дефектации.
4. Геометрические отклонения:
   • Неперпендикулярность отверстия под шкворень относительно рессорных площадок: Нарушает углы установки колес.
   • Неперпендикулярность торцов бобышек балки относительно отверстий под шкворень: Увеличивает осевой зазор и неравномерно распределяет нагрузку на упорные подшипники.
5. Повреждения сопряженных деталей:
   • Повреждение резьбы поворотных кулаков и рычагов поворотного кулака: Износ или повреждение более двух ниток резьбы делает соединение ненадежным.

Эти дефекты, часто взаимосвязанные, требуют комплексного подхода к диагностике и ремонту, поскольку игнорирование одного из них может привести к быстрому повторному выходу из строя всей передней оси. Какой важный нюанс здесь упускается? Часто водители продолжают эксплуатировать автомобиль с незначительными, на первый взгляд, дефектами, что в итоге приводит к более серьёзным и дорогостоящим поломкам, а также ставит под угрозу безопасность.

Методы диагностики, дефектация и критерии пригодности к ремонту

Прежде чем приступить к восстановлению, необходимо с максимальной точностью определить характер и степень повреждений балки передней оси. Этот этап, известный как дефектация, является краеугольным камнем качественного ремонта. Неверная диагностика может привести либо к излишним затратам на ремонт годной детали, либо к выпуску в эксплуатацию неисправного агрегата, что чревато авариями.

Подготовительные операции к дефектации

Любая диагностика начинается с чистоты. Перед проведением детальной проверки и правки балки необходимо тщательно очистить её от грязи, ржавчины, старой смазки и прочих загрязнений. Особенно важно зачистить забоины на торцах отверстия под шкворень и на площадках под рессоры. Эти мелкие дефекты могут исказить показания измерительных приборов и создать ложное впечатление о деформации или износе. Только после тщательной подготовки поверхности можно приступать к точным измерениям.

Инструментальные методы диагностики

Основные деформации балки — изгиб и скручивание — невозможно определить «на глаз» с требуемой точностью. Для этого используются специализированные инструменты и оборудование:

1. Стенды и приспособления для проверки на изгиб и скручивание: Балка устанавливается на специальном стенде или в приспособлении, которое позволяет зафиксировать её в нескольких точках и с помощью индикаторов или шкал измерить отклонения. Приспособление, как правило, устанавливается опорами на площадки балки, фиксируясь в отверстиях под шипы рессор, а призма направляется по фиксатору, установленному в отверстие под шкворень. Изгиб, скручивание и величину наклона отверстия под шкворень определяют по шкалам этого приспособления с точностью до угловых минут.
2. Проверка осевого зазора: Осевой зазор между поворотной цапфой и проушиной балки переднего моста является критическим параметром. Его проверяют с помощью щупов или индикаторов часового типа. Для автомобилей ЗИЛ этот зазор не должен превышать 0,25 мм. Превышение этого значения указывает на износ торцевых поверхностей бобышек балки или упорных подшипников.
3. Измерение геометрических параметров: С помощью штангенциркулей, микрометров, нутромеров, калибров и специальных шаблонов измеряются диаметры отверстий под шкворень и клин, высота бобышек, ширина проушины и другие линейные размеры, а также контролируется перпендикулярность и плоскостность поверхностей.

Визуальный осмотр и другие методы

Несмотря на важность инструментального контроля, визуальный осмотр остается первоначальным и неотъемлемым этапом. Он позволяет выявить:

• Трещины и сколы: Наиболее опасные дефекты, которые могут быть обнаружены невооруженным глазом, особенно после тщательной очистки. Мелкие трещины часто обнаруживаются с помощью лупы или дефектоскопии (например, капиллярным методом).
• Забоины, вмятины, коррозию: Эти дефекты могут указывать на характер нагрузок, которым подвергалась балка, или быть причиной ускоренного износа в будущем.

Критерии пригодности и браковки деталей

На основании проведенной диагностики детали переднего моста ЗИЛ-130 классифицируются по трём основным категориям: годные без ремонта, подлежащие ремонту и негодные. Эта классификация осуществляется на основе «Технических условий на капитальный ремонт автомобиля ЗИЛ-130», которые содержат данные о номинальных, допустимых без ремонта и ремонтных размерах деталей, а также о величинах зазоров и натягов в сопряжениях.

Критерии негодности (браковки):

• Трещины или отколы любого характера на балке или поворотных кулаках: Это абсолютный критерий браковки. Наличие трещин недопустимо, так как они являются концентраторами напряжений и могут привести к внезапному разрушению детали в процессе эксплуатации. При изгибе балки, который не поддается правке, деталь также следует заменить.

Допустимые размеры без ремонта: Детали считаются годными без ремонта, если их фактические размеры не превышают следующие значения:

• Диаметр отверстия под шкворень: до 38,06 мм (номинальный размер 38,00–38,039 мм).
• Диаметр отверстия под стопорный клин шкворня: до 14,25 мм (номинальный размер 14,00–14,12 мм).
• Высота бобышек под шкворень: до 93,50 мм (номинальный размер 92,77–93,00 мм).
• Ширина проушины под балку переднего моста: до 109,50 мм (номинальный размер 109,00–109,23 мм).

Допустимые деформации и геометрические отклонения:

• Прогиб балки:
  • В горизонтальной плоскости: не более ±1,5°.
  • В вертикальной плоскости: не более ±30′.
• Скручивание балки: не должно превышать ±1,5°.
• Площадки крепления рессор: должны лежать в одной плоскости в пределах 1,0 мм и быть перпендикулярны оси симметрии детали.
• Угол наклона оси отверстия под шкворень к вертикальной оси: должен находиться в пределах 8° ± 15′.
• Неперпендикулярность отверстия под шкворень относительно рессорных площадок: не более 0,5 мм.
• Неперпендикулярность торцов бобышек балки относительно отверстий под шкворень: не более 0,20 мм.

Детали, чьи размеры и отклонения превышают допустимые, но не достигают критических значений браковки (например, наличие трещин), относятся к категории «подлежащие ремонту». Для них разрабатываются соответствующие технологические процессы восстановления.

Тщательное следование этим критериям позволяет обеспечить не только качество ремонта, но и безопасность дальнейшей эксплуатации автомобиля, что является приоритетом для любого ответственного предприятия или специалиста.

Технологии восстановления изношенных поверхностей и требуемое оборудование

Восстановление балки передней оси ЗИЛ-130 — это не просто устранение видимых дефектов, а комплексный технологический процесс, направленный на возвращение детали к её номинальным эксплуатационным характеристикам. Выбор методов восстановления зависит от типа и степени износа, а также от экономической целесообразности. Современные технологии позволяют эффективно ремонтировать большинство дефектов, значительно продлевая срок службы агрегата.

Правка балки

Первоочередной задачей при деформации балки является устранение изгиба и скручивания. Для этого применяется прав��а в холодном состоянии. Этот метод предпочтителен, так как исключает структурные изменения в металле, которые могут произойти при нагреве. Правка осуществляется на гидравлическом стотонном прессе или специальном стенде, оснащенном мощными силовыми элементами и точными измерительными системами. Балка устанавливается в приспособлении, обеспечивающем контроль геометрии, и под воздействием пресса ей возвращается исходная форма.

Восстановление отверстий

Износ отверстий является одним из наиболее распространённых дефектов, особенно в шкворневых соединениях, где постоянно присутствуют трение и ударные нагрузки.

• Отверстие под клин шкворня: Если износ отверстия под клин шкворня не критичен, его восстанавливают путём развертывания до ремонтных размеров. Первый ремонтный размер составляет 14,5 ± 0,12 мм, второй — 15,0 ± 0,12 мм. Это позволяет использовать шкворни стандартного диаметра с новым стопорным клином увеличенного размера.
• Отверстия под шкворни: При небольших износах этих отверстий применяется протягивание на протяжном станке модели 7А 520. Протягивание обеспечивает высокую точность и чистоту поверхности. Ремонтные размеры отверстий после протягивания составляют 38,25^+0,035_-0,010 мм (первый размер) и 38,5^+0,035_-0,010 мм (второй размер). В этом случае устанавливаются шкворни увеличенных диаметров, специально предназначенные для ремонтных размеров.
• Изношенные втулки шкворня: Втулки являются расходными элементами и при износе подлежат замене. Восстановление осуществляется путём их выпрессовки и замены новыми или, в некоторых случаях, постановкой дополнительных ремонтных втулок, которые затем растачиваются под рабочий чертеж для обеспечения требуемых зазоров.

Восстановление бобышек и площадок

Торцевые поверхности бобышек под шкворень и площадки под рессоры также подвержены износу.

• Бобышки под шкворень: Изношенные по высоте бобышки ремонтируют фрезерованием торцов «как чисто» на станке. После фрезерования производится растачивание отверстий под шкворень. Важно, чтобы после обработки толщина площадки под рессоры оставалась не менее 14,5 мм, обеспечивая необходимую прочность и жесткость.
• Площадки под рессоры: Изношенные площадки фрезеруют на вертикально-фрезерном станке модели 615 с использованием торцовой фрезы со вставленными ножами диаметром 200 мм. Материал ножей — высокопрочный сплав Т15К6 (ГОСТ 8529—57), который обеспечивает необходимую стойкость к износу при обработке стали 45.

Наплавка и гальванические покрытия

Эти методы применяются для восстановления поверхностей, где требуется наращивание слоя металла.

• Наплавка резьбы: Если резьба (например, на поворотной цапфе) повреждена (более двух ниток), её восстанавливают методом вибродуговой наплавки. Этот процесс позволяет наносить плотный круговой шов до диаметра 42,0 мм на установке типа УАНЖ-6 НИИАТ. Для наплавки используется электродная проволока из стали 50 диаметром 1,6—1,8 мм. Режимы наплавки строго контролируются: вылет проволоки из мундштука 12—15 мм, смещение против хода вращения детали 10—12 мм, скорость подачи проволоки 1,0—1,3 м/мин. Важно, что наплавка осуществляется без охлаждающей жидкости, что упрощает процесс.
• Восстановление шкворня: Шкворень, изготовленный из стали 18ХГТ и цементированный на глубину 1,0—1,4 мм с закалкой и отпуском до твёрдости 62—65 единиц по Роквеллу (HRC), является высоконагруженной деталью. При износе его диаметра до менее 37,983 мм, его восстанавливают хромированием или осталиванием.
  • Хромирование: Нанесение тонкого, но очень твёрдого слоя хрома. Толщина слоя хрома не должна превышать 0,15 мм, с последующим припуском на шлифование 0,05—0,1 мм.
  • После хромирования или осталивания шкворень шлифуют под номинальный или ремонтные размеры: 1-й ремонтный размер — диаметр 38,25^-0,017 мм, 2-й ремонтный размер — диаметр 38,5^-0,017 мм. При этом эллипсность и конусность шкворня не должны превышать 0,01 мм, что достигается на круглошлифовальных станках.
• Устранение трещин и сколов: Для устранения трещин и сколов на балке применяются методы сварки и наплавки: ручная наплавка, наплавка в среде углекислого газа или наплавка под слоем флюса. При ручной наплавке используется преобразователь ПСО-300 и электрод УОНИ 13/55. Режимы сварки: напряжение 15 В, ток 114 А. После наплавки поверхность зачищается и контролируется на отсутствие дефектов.

Перечень требуемого оборудования

Для обеспечения полного цикла ремонта балки передней оси необходим следующий комплекс оборудования:

• Для диагностики и правки:
  • Стенды или приспособления для проверки балки на изгиб и скручивание.
  • Гидравлические стотонные прессы или специальные стенды для холодной правки балки.
• Для механической обработки:
  • Протяжные станки модели 7А 520 (для отверстий под шкворни).
  • Вертикально-фрезерные станки модели 615 (для фрезерования площадок под рессоры и торцов бобышек).
  • Расточные станки (для растачивания отверстий после фрезерования бобышек).
  • Круглошлифовальные станки (для шлифования шкворней после хромирования/осталивания).
  • Вертикально-сверлильные станки 2170 (для различных сверлильных операций).
• Для наплавки и сварки:
  • Установки вибродуговой наплавки типа УАНЖ-6 НИИАТ (для наплавки резьбы).
  • Преобразователи ПСО-300 (для ручной наплавки трещин).
• Для термообработки:
  • Камерные печи СТ3-6.35.4/7 (для нормализации балки после сварки или при необходимости).
• Вспомогательное и измерительное оборудование:
  • Столы для дефектации ОРГ-14-6801-090 А ГОСНИТИ.
  • Слесарные и станочные тиски.
  • Слесарные верстаки ОРГ-1468-01-060А.
  • Измерительные инструменты (нутромеры, штангенциркули, микрометры, индикаторы часового типа, угломеры).

Этот комплекс оборудования позволяет проводить ремонт балки передней оси на высоком технологическом уровне, обеспечивая требуемую точность и долговечность восстановленной детали. А может ли ремонт быть не только качественным, но и максимально быстрым?

Технологический процесс ремонта и нормирование операций

Эффективный ремонт — это строго регламентированная последовательность действий, где каждый этап имеет свое назначение и чёткие параметры выполнения. Технологический процесс ремонта балки передней оси ЗИЛ-130 разрабатывается таким образом, чтобы обеспечить максимальное качество при оптимальных затратах времени и ресурсов.

Последовательность технологических операций

Процесс ремонта балки передней оси можно представить как логическую цепочку взаимосвязанных операций:

1. Предремонтная очистка: Деталь поступает на участок в загрязнённом состоянии. Первичная очистка от грязи, масла, ржавчины и старой краски необходима для облегчения последующих операций и точной дефектации. Используются моющие средства, например, МС-37 с концентрацией 10 г/л и температурой 70°С. Норма расхода может составлять 0,5 л/деталь.
2. Дефектация: После очистки балка подвергается всесторонней проверке. Этот этап включает:
   • Визуальный осмотр на предмет трещин, сколов, забоин.
   • Измерение геометрических параметров (диаметры отверстий, высота бобышек, ширина проушины).
   • Проверка на изгиб и скручивание на специальном стенде или с использованием приспособления.
   • Контроль неперпендикулярности отверстия под шкворень относительно рессорных площадок и торцов бобышек.
   • Проверка осевого зазора в шкворневом узле.
   • На основе этих данных принимается решение о ремонтопригодности и объеме необходимых работ.
3. Зачистка забоин: До проведения проверки и правки балки осуществляется тщательная зачистка забоин на торцах отверстия под шкворень и площадках под рессоры. Это предотвращает искажение результатов измерений и обеспечивает правильную установку детали на стенде.
4. Правка балки (при необходимости): Если дефектация выявила изгиб или скручивание, балка подвергается правке в холодном состоянии на гидравлическом прессе или стенде.
5. Восстановление изношенных поверхностей: Это основной этап ремонта, включающий различные технологические операции в зависимости от характера дефектов:
   • Наплавка: Для устранения трещин, сколов, повреждений резьбы (например, наплавка поворотной цапфы). Используются преобразователи ПСО-300, электроды УОНИ 13/55, или вибродуговая наплавка проволокой из стали 50.
   • Развертывание: Для восстановления отверстий под клин шкворня до ремонтных размеров.
   • Фрезерование: Для восстановления изношенных по высоте бобышек под шкворень и площадок под рессоры.
   • Протягивание: Для восстановления отверстий под шкворни на протяжных станках.
   • Сверление: Выполнение или восстановление отверстий различного назначения.
   • Установка ремонтных деталей: Замена изношенных втулок шкворня новыми или установка дополнительных ремонтных втулок.
6. Нормализация (при необходимости): После термического воздействия (сварка, наплавка) или для снятия внутренних напряжений, балка может быть подвергнута нормализации в камерных печах СТ3-6.35.4/7. Это улучшает структуру металла и его механические свойства.
7. Сверление и слесарная обработка: Зачистка заусенцев, прогонка резьбы, финишная обработка поверхностей. Например, режим сверления сверлом ВК6 может быть установлен с подачей 0,9 мм/об и скоростью 15,35 м/мин.
8. Контроль качества: Окончательная проверка отремонтированной детали на соответствие всем техническим требованиям и допускам. Включает повторную дефектацию, но уже с акцентом на качество выполненных ремонтных работ.

Разработка технологических карт

Каждая операция ремонта и технического обслуживания автомобиля должна быть регламентирована технологической картой. Это не просто документ, это детальная инструкция, которая обеспечивает унификацию, качество и повторяемость процесса. Типовая технологическая карта содержит:

• Перечень операций и переходов: Чёткое описание каждого действия.
• Место выполнения: Указание, где производится операция (на посту, на рабочем столе, на стенде).
• Применяемое оборудование и инструмент: Список всего необходимого для выполнения операции.
• Норма времени на операцию: Сколько времени должно быть затрачено на выполнение.
• Краткие технические условия: Требования к качеству выполнения работы.
• Разряд работ и специальность исполнителей: Указание квалификации рабочего.
• Эскизы или чертежи: Визуализация сложных операций.
• Рассчитанная трудоемкость: В человеко-часах.

Выбор установочных баз и схемы базирования

Правильный выбор установочных баз критически важен для обеспечения точности механической обработки. Установочные базы — это поверхности или элементы детали, которые используются для её ориентирования и закрепления на станке или в приспособлении. Схемы базирования указываются на ремонтном чертеже.

Например:

• При фрезеровании торцов бобышек балка закрепляется на столе станка с помощью прихватов, а в качестве базовых поверхностей используются плоскости рессорных площадок и отверстия под шкворни.
• При проверке балки передней оси на изгиб и скручивание приспособление устанавливается опорами на площадки балки, фиксируясь в отверстиях под шипы рессор. Призма приспособления направляется по фиксатору, установленному в отверстие под шкворень. Это обеспечивает точное позиционирование балки относительно измерительных элементов.

Техническое нормирование операций

Нормирование труда — это процесс установления норм времени на выполнение различных работ, что является основой для планирования производства, расчета численности персонала и заработной платы. Нормирование слесарных и станочных работ включает несколько компонентов:

1. Подготовительно-заключительное время (Т_пз): Время, затрачиваемое на подготовку к работе (получение задания, инструмента, изучение чертежа) и заключительные действия (сдача инструмента, уборка рабочего места).
2. Оперативное время (Т_оп): Непосредственно время выполнения операции, включающее основное и вспомогательное время.
3. Время на обслуживание рабочего места (Т_обл): Время на уход за оборудованием, смазку, замену инструмента.
4. Время на отдых и личные надобности (Т_отл): Предусмотренные перерывы в течение рабочего дня.
5. Штучно-калькуляционное время (Т_шк): Суммарное время, необходимое на изготовление или ремонт одной детали, с учетом всех вышеперечисленных компонентов.

Tшк = Tпз + Tоп + Tобл + Tотл

Нормативы подготовительно-заключительного времени, времени на обслуживание рабочего места, на отдых и личные потребности устанавливаются по видам выполняемых работ в соответствии с межотраслевыми укрупненными нормативами времени на ремонт автомобилей марок ЗИЛ.

Нормы расхода материалов: Помимо времени, нормируются и расходные материалы. Например, для моющего средства МС-37 с концентрацией 10 г/л и температурой 70°С норма расхода может составлять 0,5 единиц (например, литров на один агрегат или килограммов).

Режимы обработки: Технологические карты также включают точные режимы обработки:

• Режимы наплавки: Для электродной проволоки из стали 50 (диам. 1,6—1,8 мм), вылет из мундштука 12—15 мм, смещение против хода вращения детали 10—12 мм, скорость подачи проволоки 1,0—1,3 м/мин. При использовании преобразователя ПСО-300 с электродом УОНИ 13/55: напряжение 15 В, ток 114 А.
• Режимы сверления: Для сверла ВК6: подача 0,9 мм/об, скорость резания 15,35 м/мин.

Чёткое следование технологическому процессу и нормированию операций позволяет не только контролировать качество, но и оптимизировать затраты, что является основой экономической эффективности ремонта.

Экономическая целесообразность восстановления и расчет экономических показателей

В условиях рыночной экономики любой технологический процесс должен быть не только технически реализуем, но и экономически выгоден. Восстановление балки передней оси ЗИЛ-130 — яркий пример такого подхода, где использование остаточного ресурса деталей становится мощным инструментом для повышения экономической эффективности предприятия.

Значение использования остаточного ресурса

Остаточный ресурс детали — это потенциал её дальнейшего функционирования после выявления износа. Восстановление позволяет реализовать этот потенциал, что приносит значительные экономические и экологические выгоды:

• Сохранение стоимости: Изношенные детали, казалось бы, отслужившие свой срок, на самом деле сохраняют до 99,5% своей первоначальной стоимости. Эта стоимость может быть реализована путём восстановления, значительно снижая потребность в приобретении новых дорогостоящих запчастей.
• Экономия первичных материалов: Восстановление деталей обеспечивает снижение расхода первичных материалов в 10-100 раз по сравнению с производством новых. Это не только прямая экономия, но и уменьшение зависимости от поставщиков сырья.
• Снижение загрязнения окружающей среды: Производство новых деталей всегда связано с выбросами и образованием отходов. Восстановление сокращает загрязнения окружающей среды в 5-20 раз.
• Экономия ресурсов: Трудовые, материальные и энергетические ресурсы при восстановлении также сокращаются в 10-100 раз. Технологические работы уменьшаются в 4-6 раз, что ведет к снижению капитальных затрат на производственные мощности.

Сравнение стоимости восстановления и приобретения новой детали

Одно из ключевых доказательств экономической целесообразности ремонта — это сравнение его стоимости со стоимостью новой детали.

• Стоимость восстановления балки передней оси может составлять около 12% от стоимости новой детали. Это делает ремонт крайне привлекательным.
• В целом, для различных агрегатов и деталей, стоимость восстановления колеблется от 8% до 60% от цены новых изделий.
• Себестоимость восстановления на 70-90% меньше себестоимости изготовления новой детали. Этот факт является основным аргументом в пользу развития ремонтного производства.

Критерии выбора рационального способа восстановления

Для принятия решения о целесообразности восстановления и выборе оптимального метода используется технико-экономический критерий. Он связывает долговечность (ресурс) детали с затратами на её восстановление.

1. Основной технико-экономический критерий:
   Cв < Kд ⋅ Cн
   Где:
   • C_в — стоимость восстановленной детали.
   • K_д — коэффициент долговечности восстановленной детали.
   • C_н — стоимость новой детали.

   Этот критерий указывает, что восстановление выгодно, если его стоимость ниже стоимости новой детали, скорректированной на относительную долговечность восстановленной детали.

2. Расчет затрат на восстановление детали (С_в):
   Cв = Cо + Cм + Зр + Нр
   Где:
   • C_о — остаточная стоимость изношенной детали (часто принимается условно или рассчитывается как доля от стоимости новой).
   • C_м — затраты на ремонтные материалы (электроды, проволока, смазки, развертки и т.д.).
   • З_р — заработная плата рабочих, выполнявших ремонт, с начислениями (социальные отчисления).
   • Н_р — накладные расходы (амортизация оборудования, э��ектроэнергия, отопление, общепроизводственные и общехозяйственные расходы).
3. Расчет коэффициента долговечности (K_д):
   Kд = Дв / Дн
   Где:
   • Д_в — долговечность (ресурс) восстановленной детали.
   • Д_н — долговечность (ресурс) новой детали.

   Коэффициент долговечности является одним из ключевых показателей качества ремонта. Ресурс восстановленной детали должен обеспечивать нормативный пробег агрегата (не менее 80% от нормы для новых автомобилей), поэтому значения K_д не должны быть ниже 0,8.

4. Критерий выбора наиболее дешевого способа (K_т):
   Рациональным также считается способ восстановления, для которого технико-экономический критерий K_т имеет минимальное значение:
   Kт = Cв / Kд
   Этот критерий позволяет сравнить несколько возможных технологий ремонта и выбрать наиболее эффективную с учётом как затрат, так и долговечности.

Расчет годовой трудоемкости и численности персонала

Годовая трудоемкость работ по техническому обслуживанию и ремонту является фундаментальной основой для проектирования станций технического обслуживания (СТО), определения необходимого числа постов, а также для выбора и обоснования организации технологического процесса.

1. Годовая трудоемкость по каждому виду воздействий (ЕО, ТО-1, ТО-2, ТР):
   Определяется на основании скорректированных трудоемкостей каждой операции и годового количества воздействий (например, количество плановых ТО или ремонтов балок) в человеко-часах.
2. Расчет технологически необходимого (явочного) количества ремонтных рабочих (P_чел):
   Pчел = Tуч / (ΦРМ ⋅ Kисп)
   Где:
   • T_уч — годовой объем работ данного вида на участке, чел·ч.
   • Φ_РМ — номинальный годовой фонд времени рабочего, часов.
   • K_исп — коэффициент использования рабочего времени (обычно 0,75-0,85). Он учитывает потери рабочего времени на различные нужды, не связанные непосредственно с выполнением работ (перерывы, личные надобности и т.д.).
3. Определение номинального годового фонда времени рабочего (Φ_РМ):
   Φ_РМ рассчитывается на основе календаря на текущий год и режима работы конкретной зоны (участка). Для 5-дневной рабочей недели:
   ΦРМ = Тсм ⋅ (Дк - Дв - Дп - До)
   Где:
   • Т_см — продолжительность рабочей смены, ч (например, 8 часов).
   • Д_к — число календарных дней в году (365 или 366).
   • Д_в — число выходных дней в году.
   • Д_п — число праздничных дней в год.
   • Д_о — дни отпуска (принимается 28 дней).
4. Расчет числа постов участка (N_пост):
   При работе ремонтной зоны в две смены с неравномерным распределением объема работ по сменам, расчет производится по наиболее загруженной смене.
   Nпост = (Tуч ⋅ Kн) / (ДРГ ⋅ ТСМ ⋅ РУЧ ⋅ Kисп)
   Где:
   • T_уч — годовой объем работ данного вида, чел·ч.
   • K_н — коэффициент неравномерности загрузки постов (0,7-0,8). Учитывает, что не все посты всегда загружены на 100%.
   • Д_РГ — число рабочих дней в году.
   • Т_СМ — продолжительность рабочей смены, ч.
   • Р_УЧ — число рабочих на участке.
   • K_исп — коэффициент использования рабочего времени (0,75-0,85).

Эти расчеты позволяют не только обосновать экономическую целесообразность ремонта, но и эффективно спланировать производственную деятельность ремонтного участка, оптимизируя использование ресурсов и повышая общую производительность.

Организация ремонтного участка, охрана труда и экологическая безопасность

Эффективная организация ремонтного участка, строгое соблюдение требований охраны труда и комплексный подход к экологической безопасности являются неотъемлемыми компонентами успешного и ответственного ремонтного производства. Для предприятия, занимающегося ремонтом автомобилей ЗИЛ-130, эти аспекты не менее важны, чем технологические процессы и экономические расчеты.

Общие требования к организации ремонтного участка

Организация ремонтного участка должна быть продумана до мелочей, чтобы обеспечить непрерывность производственного процесса и высокое качество работ.

1. Многофункциональность участков: На ремонтном участке допускается выполнение работ по нескольким видам агрегатов, при условии, что все они закреплены за данным участком. Это позволяет оптимизировать использование оборудования и персонала, особенно на небольших предприятиях.
2. Технологические карты: Все работы по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей должны проводиться в строгом соответствии с технологическими картами. Эти карты не только регламентируют последовательность операций, но и указывают необходимое оборудование, инструмент, нормы времени и требования к качеству, обеспечивая стандартизацию и контроль.
3. Нормативная база: Важнейшим документом, регулирующим деятельность ремонтных предприятий, является «Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта». Этот документ обязателен для всех организаций и предприятий, эксплуатирующих и обслуживающих автомобили семейства ЗИЛ-431410 (включая ЗИЛ-130). Внедрение «Положения» способствует развитию инициативы работников в совершенствовании организации производства, внедрению прогрессивных технологических процессов, средств механизации и автоматизации, контроля и диагностирования.

Требования охраны труда и техники безопасности

Безопасность труда — приоритет номер один на любом производственном участке. Ремонт автомобилей связан с повышенными рисками, поэтому требуется строгое соблюдение правил, большинство из которых регламентированы ГОСТ 12.3.017-79 «Ремонт и техническое обслуживание автомобилей. Требования безопасности».

1. Работа на подъемниках: При обслуживании автомобиля на подъемнике на пульте управления обязательно вывешивается табличка с надписью: «Не трогать — под автомобилем работают люди!». Это предотвращает случайный запуск или опускание подъемника.
2. Работа с высоко расположенными деталями: Для работы с деталями, расположенными высоко, следует использовать устойчивые специальные подставки (козелки) или стремянки. Запрещается использовать непрочные или случайные предметы.
3. Запуск двигателя: Запрещается пуск двигателя автомобиля на постах ТО и ремонта ремонтным рабочим, за исключением водителя, бригадира или слесаря, назначенных приказом по организации. Это исключает несанкционированный пуск и связанные с ним риски.
4. Вывешивание автомобиля: Перед снятием колес или выполнением работ под автомобилем, он должен быть вывешен на специальном подъемнике или с помощью другого подъемного механизма. Под неподнимаемые колеса необходимо подложить противооткатные упоры, а под вывешенную часть — специальную подставку (козелок). Категорически запрещается производить какие-либо ремонтные работы на автомобиле, приподнятом на подъемном механизме и не закрепленном специальными подставками.
5. Работа с жидкостями: Работы с агрегатами и механизмами, заполненными жидкостью (масло, антифриз), разрешается проводить только после полного слива жидкости.
6. Мойка и очистка деталей: Очистку и мойку деталей, двигателей и агрегатов необходимо производить только в специальных моечных агрегатах или ёмкостях, предназначенными для этого веществами, с последующим обезвреживанием отложений.
7. Двигатель при ремонте: Техническое обслуживание и текущий ремонт должны осуществляться при неработающем двигателе, за исключением случаев, когда работа двигателя необходима для выполнения технологического процесса (например, регулировочные работы). В таких случаях помещение СТО должно быть оборудовано отсосом для удаления отработавших газов.
8. Ремонт рамы и кузова: Ремонт рамы необходимо выполнять либо на специальных подставках, либо на автомобилях с установленными колесами. Демонтированный кузов или кабину автомобиля необходимо устанавливать на специальные подставки или стенды в удобное для проведения ремонтных работ положение.
9. Электросварочные работы: Электросварочные работы на автомобиле следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 12.3.003-75 «Система стандартов безопасности труда. Работы электросварочные. Требования безопасности».
10. Подъемные механизмы: Для снятия и установки узлов и агрегатов весом 20 кг и более необходимо использовать подъемные механизмы, оборудованные специальными приспособлениями (захватами), и другие вспомогательные средства механизации.
11. Электроосвещение: Напряжение переносных электроламп и ламп освещения в осмотровой яме не должно превышать 12 В для исключения риска поражения электрическим током.

Экологическая безопасность

Деятельность автосервисных предприятий неизбежно связана с образованием отходов и загрязнением окружающей среды. Обеспечение экологической безопасности требует комплексного подхода.

1. Сбор и утилизация отходов:
   • Сливать масло и воду из агрегатов автомобиля следует только в специальную тару, не допуская слива бензина, керосина и других растворителей в канализацию.
   • Случайно пролитое на пол масло или солидол необходимо засыпать опилками или сухим песком и собрать в специальную тару для последующей утилизации.
   • Отработанные антифризы необходимо сливать в специальные ёмкости и отправлять на переработку, поскольку этиленгликоль, входящий в их состав, токсичен.
2. Очистка сточных вод: Сточные воды с участков механической обработки, загрязненные пылью, металлическими и абразивными частицами, содой, маслом, растворителями, требуют обязательной очистки при отведении в открытые водоемы или в городскую канализацию. Для этого используются локальные очистные сооружения.
3. Контроль вредных факторов:
   • Шум и вибрация: Наиболее опасными и вредными производственными факторами являются повышенный уровень шума и вибрации от работающего оборудования. Допустимые уровни шума на постоянных рабочих местах и в рабочих зонах устанавливаются ГОСТ 12.1.003-2014 «Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности», а для ручных машин — ГОСТ 12.2.030-2000 «Система стандартов безопасности труда. Машины ручные. Шумовые характеристики. Нормы. Методы испытаний».
   • Загрязнение воздуха: Загрязнение воздуха рабочей зоны регулируется ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», который устанавливает предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ. Например, ПДК для бензина (растворителя топливного) составляет 100 мг/м³. Максимальное содержание аэрозолей четвертого класса опасности в воздухе рабочей зоны не должно превышать 10 мг/м³. Постоянный контроль качества воздуха и эффективная вентиляция необходимы.
4. Основные направления повышения экологической безопасности:
   • Повышение культуры производства.
   • Внедрение безотходных и ресурсосберегающих технологий.
   • Использование экологически безопасных материалов.
   • Устройство инженерных средств защиты окружающей среды.
   • Сбор и утилизация производственных отходов.
   • Экономическое стимулирование персонала по повышению экологической безопасности.
   • На крупных предприятиях автосервиса может быть создан отдел охраны окружающей среды или введена должность эколога для системного решения этих вопросов.

Комплексное применение этих мер позволяет не только соблюдать законодательство, но и создавать безопасные и комфортные условия труда, а также минимизировать негативное воздействие на окружающую среду, что в конечном итоге повышает репутацию и устойчивость предприятия.

Заключение

Разработка технологической и экономической документации по ремонту балки передней оси автомобиля ЗИЛ-130 позволила всесторонне рассмотреть сложный и многогранный процесс восстановления одного из ключевых агрегатов грузового транспорта. В рамках данной курсовой работы были достигнуты все поставленные цели и решены задачи, охватывающие как технические, так и экономические аспекты ремонта.

Проведенный анализ конструктивных особенностей балки, её материалов и условий эксплуатации выявил типичные дефекты, такие как изгиб, скручивание, износ отверстий и бобышек, а также трещины. Детально описанные методы диагностики, включающие инструментальный контроль и визуальный осмотр, позволили установить четкие критерии пригодности и браковки деталей, что является фундаментом для принятия обоснованных ремонтных решений.

Были обоснованы и подробно изложены технологии восстановления изношенных поверхностей, начиная от холодной правки и заканчивая наплавкой и гальваническими покрытиями. Важным аспектом стало указание конкретных режимов обработки и перечня требуемого оборудования, что обеспечивает практическую применимость предложенных решений. Разработанная последовательность технологических операций, дополненная принципами нормирования труда и выбором установочных баз, формирует полную картину ремонтного процесса.

Особое внимание уделено экономической целесообразности восстановления. Расчеты показали, что ремонт балки передней оси ЗИЛ-130 является высокоэффективным, значительно снижая затраты по сравнению с приобретением новой детали и обеспечивая существенную экономию материальных и энергетических ресурсов. Представленные формулы для расчета стоимости восстановления, коэффициента долговечности, годовой трудоемкости и численности персонала предоставляют инструментарий для всестороннего экономического обоснования.

Наконец, работа акцентировала внимание на критически важных аспектах организации ремонтного участка, соблюдения требований охраны труда и обеспечения экологической безопасности. Указание на конкретные ГОСТы, ПДК вредных веществ и меры по утилизации отходов подчеркивает ответственность современного инженерного подхода.

В целом, восстановление балки передней оси ЗИЛ-130 является не просто экономически целесообразным, но и экологически оправданным решением. Полученные результаты подтверждают значимость внедрения современных технологий ремонта и системного подхода к управлению ресурсами в сфере автотранспорта, способствуя продлению срока службы техники, снижению эксплуатационных расходов и повышению безопасности дорожного движения.

Список использованной литературы

1. Канарчук В.Е., Чигринец А.Д. и др. Восстановление автомобильных деталей: технология и оборудование: учебник для вузов. М.: Транспорт, 1995. 301 с.
2. Клищенко А.М. Методическое пособие для выполнения курсовой работы студентами, обучающимися по специальности 230100 – «Эксплуатация и обслуживание транспортных и технологических машин и оборудования (в автомобильном транспорте)». Брянск: БГИТА, 2004. 65 с.
3. Миляков В.В., Клищенко А.М. Методическое пособие по техническому нормированию ремонтных работ для курсового и дипломного проектирования. Брянск: БГИТА, 2003. 75 с.
4. Румянцев С.И., Синельников А.Ф. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. М.: Машиностроение, 1989. 272 с.
5. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т.2 / под ред. А.Н. Малова. 3-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1972. 568 с.
6. Кузнецов А.С. Техническое обслуживание и ремонт автомобиля. М.: Издательский центр «Академия», 2013.
7. Власов В.М., Жанказиев С.В., Круглов С.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. М.: Издательский центр «Академия», 2017.
8. ГОСТ 12.3.017-79. Ремонт и техническое обслуживание автомобилей. Требования безопасности.
9. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. Часть вторая (нормативная). Автомобили семейства ЗиЛ-130. 1982.
10. Рахимянов Х.М., Красильников Б.А., Мартынов Э.З. Технология машиностроения: сборка и монтаж. М.: Издательство Юрайт, 2017.
11. ГОСТ 21624-81. Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Требования к эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности изделий.
12. Справочник технолога авторемонтного производства / под ред. Г.А. Малышева. М.: Транспорт, 1977.