Руководство по выполнению курсовой работы на тему «Ремонт автомобильных узлов»

В современном транспортном комплексе вопрос эффективной эксплуатации техники стоит особенно остро. Восстановление изношенных деталей — это не просто способ сэкономить, а ключевой элемент рационального хозяйствования и устойчивого развития. Технически и экономически доказано, что ремонт позволяет вернуть в строй до 75% деталей, требуя при этом в 20-30 раз меньше металла, чем производство новых. Это значительно сокращает затраты и снижает нагрузку на окружающую среду.

В данной работе мы рассмотрим эталонный пример курсового проекта на тему «Разработка технологического процесса восстановления полуоси заднего моста автомобиля КАМАЗ-4310».

Цель работы: разработать комплексный технологический процесс, позволяющий вернуть детали ее первоначальные эксплуатационные характеристики.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

  • Проанализировать конструкцию узла и типичные дефекты полуоси.
  • Выбрать и обосновать наиболее рациональный способ ремонта.
  • Разработать пошаговый технологический маршрут восстановления.
  • Выполнить необходимые инженерные расчеты (припуски, нормы времени).
  • Представить организационный план внедрения процесса на АТП.
  • Обосновать экономическую целесообразность предложенных решений.

Определив эти задачи, мы можем перейти к первому практическому шагу — детальному анализу самого объекта ремонта.

Исходная точка. Анализ конструкции узла и его дефектов

Полуось заднего моста автомобиля КАМАЗ-4310 является критически важным элементом трансмиссии. Ее основная функция — передача крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам. Она работает в составе сложного агрегата — редуктора заднего моста, который состоит из конических и цилиндрических шестерен, и постоянно подвергается высоким скручивающим и изгибающим нагрузкам.

В процессе эксплуатации полуось накапливает усталостные повреждения и износ, приводящие к возникновению ряда типичных дефектов:

  1. Износ шлицев. Возникает из-за циклических нагрузок и является наиболее частой причиной выхода детали из строя. Приводит к появлению люфта в соединении и, как следствие, к ударным нагрузкам.
  2. Изгиб оси. Может быть результатом перегрузки автомобиля или движения по неровной местности. Даже незначительный изгиб вызывает повышенную вибрацию и ускоренный износ подшипников и уплотнений.
  3. Износ посадочных поверхностей под подшипники. Появляется из-за трения во время вращения и приводит к ослаблению посадки подшипника, что нарушает соосность и правильную работу всего узла.

Понимание причин возникновения этих повреждений является фундаментом для выбора правильной стратегии ремонта. Теперь, когда у нас есть четкое представление о характере и причинах повреждений, необходимо выбрать наиболее рациональный способ их устранения.

Выбор пути восстановления. Обоснование оптимального метода ремонта

Для устранения износа посадочных поверхностей и шлицев существует несколько альтернативных методов, каждый со своими преимуществами и недостатками. Ключевая задача инженера — провести их сравнительный анализ и выбрать оптимальный.

Рассмотрим основные варианты:

  • Механическая обработка под ремонтный размер. Этот метод заключается в шлифовке изношенной поверхности до ближайшего ремонтного размера и использовании сопрягаемой детали (например, подшипника) соответствующего увеличенного размера. Плюс: простота. Минус: требует наличия номенклатуры ремонтных деталей, ослабляет сечение вала.
  • Металлизация. Нанесение расплавленного металла на изношенную поверхность с помощью газопламенного или электродугового напыления. Плюс: позволяет восстанавливать номинальный размер. Минус: относительно невысокая прочность сцепления нанесенного слоя с основой, что делает его менее предпочтительным для деталей, работающих при высоких нагрузках.
  • Наплавка. Нанесение слоя расплавленного металла на деталь путем сварки. Этот метод обеспечивает прочное металлургическое соединение наплавленного слоя с основным металлом, что критически важно для нагруженных деталей, таких как полуось.

Среди методов наплавки можно выделить ручную дуговую, автоматическую и полуавтоматическую. Ручная применяется в основном при единичном ремонте. В то же время автоматическая и полуавтоматическая вибродуговая наплавка обладают значительно большей производительностью и обеспечивают стабильно высокое качество наплавленного слоя с минимальным термическим воздействием на деталь. Учитывая характер нагрузок на полуось и требования к серийному ремонту на АТП, именно вибродуговая наплавка является наиболее сбалансированным и технически обоснованным решением.

Когда оптимальный метод определен, мы можем приступить к самой объемной части работы — детальной разработке технологического процесса.

Расчетно-технологический раздел. Проектируем процесс ремонта

Этот раздел — ядро всего курсового проекта. Здесь теоретический выбор метода превращается в конкретный, пошаговый план действий. Мы последовательно разработаем полный маршрут восстановления детали от грязного, изношенного состояния до готового изделия, прошедшего контроль качества. Далее, мы подкрепим этот маршрут инженерными расчетами припусков на обработку и определим нормы времени для ключевых операций. Это позволит создать целостную и технически грамотную картину всего производственного цикла.

Пошаговая разработка технологического процесса

Технологический маршрут восстановления полуоси представляет собой четкую последовательность операций, где каждая предыдущая готовит деталь к последующей. Общий принцип проектирования заключается в следующем: сначала устраняются общие деформации, затем восстанавливаются базовые поверхности, наносится износостойкое покрытие и, наконец, производится финишная обработка для достижения требуемых размеров и шероховатости.

Процесс выглядит следующим образом:

  1. Мойка и очистка. Деталь очищается от эксплуатационных загрязнений в моечной машине. Это обязательный первый шаг для качественной дефектоскопии.
  2. Дефектоскопия (контрольная операция). С помощью магнитного или ультразвукового дефектоскопа проверяется наличие скрытых трещин. Детали с трещинами выбраковываются.
  3. Правка. Проверяется биение полуоси. При наличии изгиба, превышающего допустимые значения, деталь устанавливается на гидравлический пресс и правится в холодном состоянии.
  4. Подготовка к наплавке. Изношенные посадочные поверхности протачиваются на токарном станке для удаления поврежденного слоя и придания правильной геометрической формы.
  5. Вибродуговая наплавка. На подготовленные поверхности на установке для вибродуговой наплавки наносится слой износостойкого металла до размера, превышающего номинальный на величину припуска на последующую обработку.
  6. Токарная обработка. После наплавки деталь устанавливается на токарный станок, где производится черновая и чистовая обработка наплавленных поверхностей до размеров, близких к финальным.
  7. Шлифование. Финишная операция, выполняемая на круглошлифовальном станке. Поверхности шлифуются под ремонтный размер, обеспечивая высокую точность и низкую шероховатость.
  8. Контроль качества (ОТК). Готовая деталь проверяется на соответствие всем требованиям чертежа: геометрические размеры, биение, твердость наплавленного слоя.

После того как мы определили последовательность действий, необходимо оцифровать этот процесс, рассчитав все ключевые параметры.

Расчет припусков и нормирование работ

Инженерная составляющая курсовой работы заключается в точных расчетах, которые обосновывают технологические решения. Два ключевых вида расчетов — это определение припусков и нормирование времени.

Расчет припусков на механическую обработку — это определение минимально необходимого слоя металла, который нужно снять на каждой стадии обработки (точение, шлифование), чтобы устранить дефекты предыдущей операции и получить требуемое качество поверхности. Расчет ведется от финального, чистового размера к черновому. Учитываются такие факторы, как шероховатость поверхности после наплавки, возможные погрешности установки детали на станке и пространственные отклонения. Правильно рассчитанный припуск гарантирует получение качественной детали при минимальных затратах времени и материала.

Техническое нормирование времени — это расчет времени, необходимого квалифицированному рабочему для выполнения определенной операции. Оно складывается из нескольких компонентов:

  • Основное (технологическое) время: время, в течение которого происходит непосредственное изменение формы детали (например, время резания при точении).
  • Вспомогательное время: затраты времени на установку и снятие детали, смену инструмента, измерения.
  • Время на обслуживание рабочего места и перерывы.

Например, для операции чистового точения основное время рассчитывается на основе длины обработки, числа проходов, подачи инструмента и скорости вращения шпинделя. Эти расчеты абсолютно необходимы для планирования производственной программы и определения себестоимости ремонта.

Завершив детальную проработку технологии, перейдем к вопросам ее внедрения в производственную систему автотранспортного предприятия.

Организационный раздел. Как встроить ремонт в работу АТП

Этот раздел переводит технологию из теории в плоскость практики. Его цель — показать, как спроектированный нами процесс ремонта может быть интегрирован в реальную работу автотранспортного предприятия (АТП).

Первый шаг — расчет годовой производственной программы. Он выполняется на основе данных о парке автомобилей. Для примера, возьмем условный парк автомобилей КАМАЗ-4310. Зная среднесуточный пробег одного автомобиля (около 217 км), количество дней эксплуатации в году (в среднем 251 день) и ресурс полуоси до первого ремонта, можно рассчитать, сколько полуосей потребует восстановления в течение года.

На основе полученной годовой программы можно приступать к организации специализированного рабочего места или даже небольшого ремонтного участка. Это включает в себя:

  • Подбор необходимого оборудования: моечная машина, дефектоскоп, пресс для правки, токарный и шлифовальный станки, установка для вибродуговой наплавки.
  • Планировка и расстановка оборудования: станки располагаются в соответствии с последовательностью технологических операций для минимизации перемещений детали и рабочего.
  • Организация рабочих мест: обеспечение слесарными верстаками, стеллажами для деталей, измерительным инструментом и необходимой оснасткой.

Такой подход позволяет превратить разрозненные ремонтные операции в системный, хорошо организованный производственный процесс. А любой такой процесс должен быть, в первую очередь, безопасным.

Безопасность превыше всего. Требования охраны труда и экологии

Разработка мер по охране труда — обязательный раздел любой инженерной работы, демонстрирующий ответственность проектировщика. Он включает как общие требования для работы в ремонтной зоне, так и специфические, связанные с конкретными операциями.

Общие требования безопасности:

  • Наличие и исправность средств индивидуальной защиты (спецодежда, спецобувь, очки).
  • Хорошее освещение рабочих мест.
  • Исправность электрооборудования и наличие заземления.
  • Своевременная уборка рабочих мест от стружки и пролитых жидкостей.

Специфические меры безопасности:

  • При сварочных (наплавочных) работах: обязательное использование защитной маски или щитка для защиты глаз и лица от ультрафиолетового излучения дуги; исправная работа местной вытяжной вентиляции для удаления вредных газов; использование защитных экранов для ограждения рабочего места.
  • При работе на токарном станке: проверка надежности крепления детали и режущего инструмента; использование защитного экрана от стружки; запрет на торможение патрона руками и проведение замеров при вращающейся детали.

Экологическая безопасность также является неотъемлемой частью современного производства. Она включает в себя разработку мер по правильной утилизации отходов: отработанные смазочно-охлаждающие жидкости и масла должны собираться в отдельную тару для последующей переработки, а металлическая стружка — для переплавки.

Теперь, когда мы спроектировали технологию, организовали рабочее место и обеспечили безопасность, осталось доказать финальный и самый важный аспект — экономическую целесообразность.

Экономическое обоснование. Почему восстанавливать выгодно

Финальным аргументом в пользу любого инженерного решения являются цифры. Экономический расчет должен наглядно доказать, что предложенный технологический процесс восстановления не только технически возможен, но и финансово выгоден. Вновь вспомним ключевой тезис: восстановление требует в 20-30 раз меньше металла, чем изготовление новой детали, что уже закладывает основу для высокой рентабельности.

Расчет начинается с составления калькуляции себестоимости восстановления одной полуоси. Она включает в себя следующие основные статьи затрат:

  • Материалы: стоимость наплавочной проволоки, электродов (если применимо).
  • Электроэнергия: расход на работу станков и сварочного оборудования.
  • Основная заработная плата рабочего: рассчитывается на основе норм времени, определенных ранее, и тарифной ставки.
  • Дополнительная заработная плата и отчисления: налоги и социальные взносы.

Полученная себестоимость восстановления затем сравнивается с рыночной ценой новой оригинальной полуоси. Как правило, стоимость восстановления составляет от 25% до 50% от цены новой детали, что наглядно демонстрирует прямую экономию.

Финальный шаг — расчет годового экономического эффекта. Экономия от восстановления одной детали умножается на годовую производственную программу, рассчитанную в организационном разделе. Полученная внушительная сумма и является главным доказательством того, что внедрение технологии ремонта — это стратегически верное решение для любого автотранспортного предприятия.

Детальный технологический процесс, организационный план и доказанная экономическая выгода позволяют нам подвести исчерпывающие итоги проделанной работы.

Заключение

В рамках данного проекта была успешно достигнута поставленная цель — разработана комплексная технология восстановления полуоси заднего моста автомобиля КАМАЗ-4310. Проделанная работа позволяет сделать ряд ключевых выводов.

На основе анализа эксплуатационных дефектов был выбран и технически обоснован наиболее эффективный метод ремонта — автоматическая вибродуговая наплавка. Этот способ обеспечивает высокое качество восстановленной поверхности и прочное сцепление с основным металлом, что критически важно для тяжелонагруженной детали.

Был разработан детальный, пошаговый технологический процесс, охватывающий все операции от дефектоскопии до финального контроля качества. Инженерные расчеты припусков и норм времени придали этому процессу необходимую точность и завершенность. В свою очередь, экономическое обоснование наглядно продемонстрировало, что предложенный метод восстановления полуоси является значительно более выгодным по сравнению с покупкой новой детали.

Таким образом, курсовой проект доказывает, что грамотно организованное ремонтное производство является мощным инструментом для снижения эксплуатационных расходов, повышения эффективности работы автопарка и рационального использования ресурсов.

Список использованной литературы

  1. С.И. Румянцев, Ремонт автомобилей. М., Транспорт, 1981.
  2. В.А. Матвеев, И.И. Пустовалов, Техническое нормирование ремонтных работ в сельском хозяйстве. М., Колос, 1979.
  3. Н.В. Молодых, А.С. Зенских, Восстановление деталей машин. Справочник. М., Транспорт, 1989.
  4. В.И. Карагодин, Н.И. Митрохин, Ремонт автомобилей . М., Мастерство, 2001.
  5. И.Е. Дюмин, Г.Г. Трегуб, Ремонт автомобилей. М., Транспорт 1995.
  6. А.Д. Цеханов, Лабораторный практикум по ремонту автомобилей. М., Транспорт, 1978.
  7. Отраслевые нормативы времени. Часть 1. М., Министерство обороны СССР, 1971
  8. А.Г. Малышев, Справочник технолога авторемонтного производства. М., Транспорт, 1977.
  9. Б.Н. Клебанов, Проектирование производственных участков авторемонтных предприятий. М., Транспорт 1975.

Похожие записи