Задание
Реферат
УДК 625. 23.004.67
Курсовая работа содержит 45 страниц, 4 рисунка, 6 таблиц, 2 приложения, 5 источников.
Ручная дуговая наплавка, автоматическая наплавка в среде углекислого газа, фрезерование, направляющие поверхности, боковая рама.
Объектом работы являются направляющие поверхности боковой рамы тележки 18-100 .
Цель работы – выбор наиболее оптимального вида наплавки для восстановления изношенной поверхности.
В процессе работы произведен анализ дефектов, возникающих на боковой раме тележки, выбраны два вида наплавки и механическая обработка, произведен их расчет и расчет себестоимости.
Оформление пояснительной записки выполнено в текстовом редакторе Microsoft Word с учетом требований стандарта СТП ОмГУПС-1.2-05 «Работы студенческие, выпускные и квалификационные».
Содержание
Введение……………………………………………………………………………...4
1 Анализ исходных данных для технологического процесса…………………….5
2 Выбор способа восстановления детали…………………………………………13
3 Фрезерование………………………………………..……………………………16
4 Расчет параметров выбранных видов наплавки………………………………..19
4.1 Ручная дуговая наплавка………………………………………………19
4.2 Автоматическая наплавка в углекислом газе………………………...21
5 Механическая обработка под размер………………………………………...…24
6 Расчет себестоимости восстановления деталей подвижного состава наплавкой………………………………………………………………………...…27
6.1 Расчет себестоимости ручной дуговой наплавки…………………....28
6.2 Расчет себестоимости автоматической наплавки в углекислом газе…………………………………………………………………………………..31
7 Определение себестоимости механической обработки……………………….34
7.1 Определение себестоимости предварительной механической обработки…………………………………………………………………………...34
7.2 Определение себестоимости механической обработки под размер после ручной дуговой наплавки…………………………………………………..37
7.3 Определение себестоимости механической обработки под размер после наплавки в углекислом газе………………………………………………...39
7.4 Полная стоимость и полное штучное время ремонта детали наплавкой…………………………………………………………………………...40
8 Расчет технико-экономической эффективности…………….………...……….41
Заключение……………………………………………………….…………...……44
Список использованных источников…………...………….…….…………...…..45
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Введение
Наплавка является одним из основных процессов при ремонте деталей подвижного состава. Она бывает нескольких видов, применение того или иного из них определяется условиями труда, размерами и материалом детали. Предварительно деталь проходит механическую обработку, а после наплавки – механическую обработку под размер.
В данной курсовой работе необходимо произвести восстановление направляющих поверхностей боковой рамы. Для этого необходимо выбрать два способа восстановления детали, рассчитать их, а также выбранную механическую обработку: предварительную черновую и чистовые, проводимые после каждой из наплавок. Также необходимо выбрать оборудование для проведения данных операций и по расчетам себестоимости и технико-экономической эффективности определить наиболее подходящий вид операции для восстановления заданной детали. По итогам расчетов оформить два альбома технологических карт и эскизов для проведенных наплавок.
1 Анализ исходных данных для разработки технологического процесса.
Тележка грузового вагона 18-100 относится к ходовым частям вагона. Предназначена для направления движения вагона по рельсам, плавности хода и с наименьшим сопротивлением движению, а также для передачи нагрузок от кузова вагона на рельс. Подкатывается под все грузовые четырехосные вагоны, кроме изотермических, с осевыми нагрузками до 23,4 тс и скоростями движения до 120 км/ч.
Данная тележка состоит из двух боковых рам 2, двух колесных пар 1, двух комплектов центрального рессорного подвешивания 3, литой надрессорной балки 4 и тормозной рычажной передачей с односторонним нажатием колодок (рис 1). Опирание кузова на тележку происходит через подпятник 7 надрессорной балки, при наклоне кузова – дополнительно через скользуны 8. Тележка допускает осевую нагрузку до 23 тс при скорости движения 120 км/ч.
Рисунок 1 ̶ Тележка 18-100.
Боковая рама тележки 18-100 служит для восприятия нагрузок от надрессорной балки через центральное рессорное подвешивание, а также для восприятия и передачи нагрузок от надрессорной балки к буксовым узлам.
Рама состоит из горизонтальных и наклонных поясов и колонок. В середине рамы располагается проем для размещения рессорного подвешивания, а по концам проемы для букс. Наклонные пояса и вертикальные колонки имеют сечения корытообразной формы. У горизонтального участка нижнего пояса замкнутое коробчатое сечение.
По бокам среднего проема имеются направляющие, которые ограничивают поперечные перемещения фрикционных клиньев, внизу - опорная поверхность с буртами и бонками, на которой размещают пружины рессорного комплекта. С внутренней стороны этой поверхности находятся полки, которые являются опорами для наконечников и удерживают триангель при обрыве подвесок. В местах расположения фрикционных клиньев приклепано по одной планке в каждой колонке рамы. Буксовые проемы имеют кольцевые приливы в верхней части. Ими тележка опирается на буксы, а по бокам – на челюсти.
На верхнем поясе располагаются кронштейны, к которым крепятся подвески тормозных башмаков.
На внутренней стороне наклонного пояса отлиты пять шишек. Они необходимы для подборки боковых рам при сборке тележки.
В результате эксплуатации боковая рама тележки взаимодействует с надрессорной балкой через комплекты рессорного подвешивания и с буксовым узлом, непосредственно без подрессоривания.
Боковая рама изготавливается из низколегированной стали марок 20ГЛ, 20Г1ФЛ или 20ФТЛ.
20Г1ФЛ – конструкционная низколегированная сталь, содержит 0,2% углерода, 1% марганца, 0,2-0,5% кремния, серы – до 0,05%, ванадия – 0,06-0,12%.
Механические свойства:
- предел прочности при растяжении – 520 МПа,
- предел текучести при достаточной деформации – 320 МПа;
- относительное удлинение после разрыва – 17%;
- относительное сужение – 25%;
- ударная вязкость – 500 кДж/м².
В результате эксплуатации боковая рама тележки подергается большим перепадам температур (практически от +40 до -40 и больше), постоянно изменяющимся погодным условиям (дождь, снег, иней и т.п.), что может привести к образованию различных повреждений (таблица 1).
На боковую раму действуют следующие силы (рис.2):
Рисунок 2 ̶ Схема силового нагружения боковой рамы тележки 18-100
1.  - сила, действующая в вертикальном направлении на опорную поверхность боковой рамы (в местах установки упругих элементов рессорного подвешивания).
2.  ,  - силы, действующие в вертикальном и горизонтальном направлении на опорные поверхности проемов для колесной пары в боковой раме.
3.  ,  - силы, действующие в вертикальном и горизонтальном направлении на поверхности боковой рамы, в местах взаимодействия рессорного подвешивания с фрикционными клиньями.
4.  ,  - силы, действующие в вертикальном и горизонтальном направлении на кронштейны боковой рамы, которые необходимы для установки тормозной рычажной передачи.
5.  - сила, действующая в поперечном и продольном направлении на опорную поверхность боковой рамы (в местах установки упругих элементов рессорного подвешивания).
6.  ,  - силы, действующие в поперечном и продольном направлении на поверхности боковой рамы при взаимодействии рессорного подвешивания с фрикционными клиньями (при применении в тележке фрикционного гасителя колебаний).
7.  ,  - силы, действующие в поперечном и продольном направлении на поверхности боковой рамы при взаимодействии рессорного подвешивания с фрикционными клиньями (при применении в тележке фрикционного гасителя колебаний) или с надрессорной балкой при ограничении перемещения надрессорной балки относительно боковой рамы в поперечном к оси пути направлении.
8.  ,  - силы, действующие в поперечном и продольном направлении на наружные упорные поверхности проемов для колесной пары в боковой раме.
9.  ,  - силы, действующие в поперечном и продольном направлении на внутренние упорные поверхности проемов для колесной пары в боковой раме.
10.  ,  - силы, действующие в поперечном и продольном направлении на опорные поверхности проемов для колесной пары в боковой раме.
11.  - сила, действующая в продольном и поперечном направлении на опорную поверхность боковой рамы (места для установки упругих элементов рессорного подвешивания).
12.  ,  - силы, действующие в продольном и поперечном направлении на поверхности боковой рамы (в местах взаимодействия рессорного подвешивания с фрикционными клиньями).
13.  ,  - силы, действующие в продольном и поперечном направлении на наружные упорные поверхности проемов для колесной пары в боковой раме.
14.  - сила, действующая в продольном и поперечном направлении на внутреннюю упорную поверхность проема для колесной пары в боковой раме.
Таблица 1 ̶ Виды и причины повреждений, способы их обнаружения и устранения, допустимые значения износа
Дефект
|
Допустимый износ, мм
|
Вид
|
Причина образования
|
Способ обнаружения
|
Способ устранения
|
Инструкция по сварке и наплавке при ремонте грузовых вагонов
|
Инструкция по ремонту сборочного узла
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
1. Трещины в буксовых проемах, на внутреннем поясе от боковой стенки смотрового окна к технологическому отверстию под буксовым проемом, в вертикальном поясе боковины, в верхнем поясе над технологическим проемом, продольные в стенках прилива для валика подвески башмака, в кронштейне подвески триангеля.
|
Из-за наличия скрытых дефектов литейного происхождения.
|
Обнаруживаются визуально, при плановых видах ремонта – при помощи цветного, феррозондового и вихретокового контроля.
|
бракуются
|
|
|
Табл. 1. Окончание
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
2. Износ поверхностей направляющих букс;
|
В результате действия продольных и поперечных сил, которые возникают при эксплуатации детали.
|
Измеряется шаблоном
|
Восстанавливаются износостойкой наплавкой
|
От 4 до 8 мм на сторону
|
Не более 4 мм шириной
|
3. Износ опорной поверхности букс и пружин;
|
Измеряется штангенциркулем
|
Не восстанавливаются
|
|
Не более 3 мм – установить сменные прокладки
|
4. Износ в местах крепления фрикционной планки;
|
Измеряется штангенциркулем
|
Восстанавливаются износостойкой наплавкой
|
|
|
5. Износ отверстия для валика подвески;
|
Измеряется штангенциркулем
|
Восстанавливаются износостойкой наплавкой
|
|
Допускается диаметр от 32 до 45, износ более 1 мм.
|
6. Износ упорных ребер, ограничивающих перемещение пружин
|
Измеряется штангенциркулем
|
Восстанавливаются износостойкой наплавкой
|
|
До 8 мм.
|
2 Выбор способа восстановления детали
Для восстановления деталей вагонов наибольшее распространение получили различные способы наплавки. Технология наплавочных работ зависит от выбора способа наплавки.
Среди предлагаемых видов наплавки для восстановления направляющих поверхностей боковой рамы следует рассмотреть ручную дуговую наплавку и автоматическую наплавку в углекислом газе.
Ручная дуговая наплавка (см. рисунок 3) является наиболее простой и относительно дешевой. К тому же она позволяет наплавлять детали в труднодоступных местах и хорошо сваривает детали из стали.
Рисунок 3 - Схема ручной дуговой сварки (наплавки) штучным электродом: 1– основной металл; 2 – сварочная ванна; 3 – электрическая дуга; 4 – проплавленный металл; 5 – наплавленный металл; 6 – шлаковая корка; 7 – жидкий шлак; 8 – электродное покрытие; 9 – металлический стержень электрода; 10 – электрододержатель
Процесс восстановления детали начинается с того, что на поверхность изделия наносят металл слоями, который обладает необходимыми физико-механическими свойствами. Для этого применяют дуговую наплавку плавящимся или неплавящимся электродами. Перед наплавкой поверхность тщательно зачищают, чтобы не осталось коррозии и жировых пятен. Электроды выбирают, исходя из условий эксплуатации наплавляемой поверхности. При наплавке необходимо учесть, что состав наплавленного металла может существенно отличаться от химического состава основного металла, поэтому необходимо тщательно подбирать состав плавящихся электродов, которые способны создать требуемую структуру и химический состав наплавленного слоя.
Однако данный метод наплавки имеет и свои недостатки. Это низкая производительность, загазованность в месте производства работ, сложность получения необходимого качества наплавленной поверхности. Эти проблемы частично решает другой вид наплавки – автоматическая наплавка в углекислом газе.
Автоматическая наплавка в углекислом газе (см. рисунок 4) обеспечивает высокое качество сварного шва, позволяет осуществлять наплавку на весу без подкладки, имеет высокую производительность. Еще одним преимуществом данного метода является низкая стоимость газа.
|
