Nockenwellennocken ZIL 130 wechseln. Das Teil in die Treiberpatrone einbauen

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Stanzwalzenstahl-Kurbelwelle

Einführung

1.1 Beschreibung der Zündkerze

2. Analyse der bestehenden Produktionstechnologie der ZIL-130-Nockenwelle

2.3 Eisenverhüttung

2.5 Siphonguss aus Stahl

2.6 Profilwalzen von Stahl

2.8 Mechanische Bearbeitung

2.9 Technologie zur Verstärkung der Wärmebehandlung

2.10 Kontrolle

3. Bestimmung der Produktionsart Kurbelwelle

3.1 Hochofenprozess

3.2 Stahlproduktion

3.3 Siphonguss aus Stahl

3.4 Warmumformung von Metallen

3.5 Heißprägen

3.6 Mechanische Bearbeitung und Wärmebehandlung

4. Entwicklung von Anforderungen an die Herstellbarkeit des Produktdesigns

4.1 Herstellbarkeitsanforderungen für den Hochofenprozess

4.2 Herstellbarkeitsanforderung Nockenwelle aus Stahl 45

4.3 Herstellbarkeitsanforderungen für Stahlguss

4.4 Herstellbarkeitsanforderungen für Warmformschmieden

4.5 Herstellbarkeitsanforderungen für die Metallbearbeitung und mechanische Bearbeitung

4.6 Herstellbarkeitsanforderungen für die Wärmebehandlung

5. Neueste Technologien in der Gussproduktion

Abschluss

Einführung

Die Nockenwelle (Nockenwelle) ist ein Zeitelement (Gasverteilungsmechanismus), das für die Synchronisierung des Motorbetriebs (Einlass- und Auslasshub) verantwortlich ist. Die Nockenwelle ist eine Welle, auf der sich die Nocken befinden, die für das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile verantwortlich sind.

Die Nockenwelle muss den Betriebsbedingungen des Motors bei unterschiedlichen Kurbelwellendrehzahlen standhalten, bei plus 1000 °C in den Zylindern und minus 50 °C außen, stundenlang, manchmal tagelang, ununterbrochen und fast ohne Pause. In diesem Fall muss die Welle die mit ihr verbundenen Ventile nicht nur zur Bewegung zwingen, sondern diese auch vor Überlastung schützen. Nur Spezialstähle oder gebleichtes Gusseisen, aus denen die Nockenwellen moderner Motoren gefertigt sind, können solch enormen Belastungen standhalten, und selbst dann unter der Voraussetzung ihrer härtenden Wärmebehandlung und guten Schmierung.

Zweck der Studie: Untersuchung der Produktionstechnologie der Nockenwelle.

Untersuchungsgegenstand: Prozess der Nockenwellenproduktionstechnologie.

Forschungsgegenstand: Technologie zur Herstellung von Nockenwellen.

Forschungsziele:

Studieren Sie wissenschaftliche Literatur zum Thema.

Beschreiben Sie das Detail.

Analysieren Sie die Betriebsbedingungen der Nockenwelle.

Analysieren Sie, welche Materialien zur Herstellung einer Zündkerze benötigt werden.

5.Beschreiben Sie jede technologische Phase der Teileproduktion.

1. Produktionstechnologie der ZIL-130-Nockenwelle

1.1 Beschreibung der Zündkerze

Bei Motoren interne Verbrennung Die rechtzeitige Aufnahme einer frischen Ladung des brennbaren Gemisches in die Zylinder und die Freisetzung der Abgase wird durch den Gasverteilungsmechanismus sichergestellt.

Der ZIL-130-Motor ist mit einem Gasverteilungsmechanismus mit hängenden Ventilen ausgestattet.

Der Gasverteilungsmechanismus besteht aus Steuerrädern, einer Nockenwelle, Drückern, Stangen, Kipphebeln mit Befestigungsteilen, Ventilen, Federn mit Befestigungsteilen und Ventilführungen.

Die Nockenwelle befindet sich zwischen der rechten und linken Zylinderbank.

Wenn sich die Nockenwelle dreht, läuft der Nocken in den Stößel und hebt ihn zusammen mit der Stange an. Das obere Ende der Stange drückt auf die Einstellschraube im inneren Arm des Kipphebels, der beim Drehen um seine Achse mit seinem äußeren Arm auf den Ventilschaft drückt und die Öffnung des Einlass- oder Auslasskanals im Zylinderkopf öffnet . Bei den betrachteten Motoren wirkt die Nockenwelle auf die Stößel der rechten und linken Zylinderbank.

Ein Gasverteilungsmechanismus mit hängenden Ventilen ermöglicht es, die Form des Brennraums, die Füllung der Zylinder und die Verbrennungsbedingungen des Arbeitsgemisches zu verbessern. Die bessere Form des Brennraums verbessert auch das Verdichtungsverhältnis, die Leistung und den Wirkungsgrad des Motors.

Die Nockenwelle dient dazu, die Ventile in einer bestimmten Reihenfolge entsprechend der Betriebsreihenfolge des Motors zu öffnen.

Installieren Sie es in den Löchern in den Wänden und Rippen des Kurbelgehäuses. Zu diesem Zweck verfügt die Welle über zylindrisch geschliffene Lagerzapfen. Um die Reibung zwischen den Wellenzapfen und den Lagern zu verringern, werden in die Löcher Buchsen eingepresst, deren Innenfläche mit einer Gleitschicht überzogen ist.

Auf der Welle befinden sich zusätzlich zu den Stützzapfen Nocken – zwei für jeden Zylinder, ein Zahnrad zum Antrieb Ölpumpe und einen Verteiler-Verteiler und einen Exzenter zum Antrieb der Kraftstoffpumpe.

Vom vorderen Ende der Nockenwellen des ZIL-130-Motors wird der Sensor des pneumatischen Zentrifugalmotor-Kurbelaktiviert. Um den Verschleiß zu reduzieren, werden die Reibflächen der Nockenwelle durch Hochfrequenzerwärmung gehärtet.

Der Antrieb der Nockenwelle erfolgt über ein Zahnradgetriebe von der Kurbelwelle. Zu diesem Zweck ist am vorderen Ende der Kurbelwelle ein Stahlzahnrad und am vorderen Ende der Nockenwelle ein Gusseisenzahnrad montiert. Das Steuerrad wird durch eine Passfeder am Drehen auf der Welle gehindert und mit einer Unterlegscheibe und einer in das Wellenende eingeschraubten Schraube gesichert. Beide Steuerräder haben eine Schrägverzahnung, die bei Drehung der Welle zu einer axialen Verschiebung führt.

Um eine axiale Verschiebung der Welle während des Motorbetriebs zu verhindern, ist zwischen dem Zahnrad und dem vorderen Wellenlagerzapfen ein Flansch eingebaut, der mit zwei Schrauben an der Vorderwand des Zylinderblocks befestigt wird. Im Flansch am Wellenende ist ein Distanzring eingebaut, dessen Dicke etwas größer ist als die Dicke des Flansches, wodurch eine geringe axiale Verschiebung der Nockenwelle erreicht wird. Bei Viertaktmotoren erfolgt der Arbeitsprozess in vier Kolbenhüben oder zwei Umdrehungen der Kurbelwelle, d.h. während dieser Zeit müssen die Einlass- und Auslassventile jedes Zylinders nacheinander öffnen, und dies ist möglich, wenn die Anzahl der Nockenwellenumdrehungen das Zweifache beträgt kleiner als die Anzahl der Kurbelwellenumdrehungen. Daher ist der Durchmesser des auf der Nockenwelle montierten Zahnrads doppelt so groß wie der Durchmesser des Kurbelwellenzahnrads.

Die Ventile in den Motorzylindern müssen je nach Bewegungsrichtung und Stellung der Kolben im Zylinder öffnen und schließen. Während des Ansaughubs, wenn sich der Kolben von c. m.t.k.n. m.t. muss das Einlassventil während des Kompressions-, Expansions- (Arbeitstakts) und Ausstoßtakts geöffnet und geschlossen sein. Um eine solche Abhängigkeit sicherzustellen, werden Markierungen auf den Steuerrädern angebracht: auf einem Zahn des Kurbelwellenrads und zwischen zwei Zähnen des Nockenwellenrads. Beim Zusammenbau des Motors müssen diese Markierungen übereinstimmen.

Stößelstangen dienen dazu, die Kraft von den Nockenwellennocken auf die Stangen zu übertragen.

Die Stangen übertragen die Kraft von den Drückern auf die Kipphebel und bestehen aus Stahlstangen mit gehärteten Spitzen (ZIL-130). Die Kipphebel übertragen die Kraft von der Stange auf das Ventil. Sie bestehen aus Stahl in Form eines doppelarmigen Hebels, der auf einer Achse montiert ist. Um die Reibung zu reduzieren, ist eine Bronzebuchse in das Kipphebelloch eingepresst.

Die Hohlachse ist in Zahnstangen am Zylinderkopf befestigt. Der Kipphebel wird durch eine Kugelfeder gegen Längsbewegung gehalten. Bei ZIL-130-Motoren sind die Kipphebel nicht gleich. In den kurzen Arm ist eine Einstellschraube mit Kontermutter eingeschraubt, die an der Kugelfläche der Stangenspitze anliegt.

Ventile dienen dazu, die Öffnungen der Einlass- und Auslassöffnungen periodisch zu öffnen und zu schließen, abhängig von der Position der Kolben im Zylinder und der Betriebsreihenfolge des Motors.

Beim ZIL-130-Motor sind die Einlass- und Auslasskanäle in den Zylinderköpfen gefertigt und enden mit Einsatzbuchsen aus hitzebeständigem Gusseisen.

Abbildung 1. Nockenprofil: 1 - Ruhesektor; 2 - Beschleunigungssektor; 3 - Seitenfläche; 4 - oben; 5 - Sektor der maximalen Ventilöffnung

Das Ventil besteht aus einem Kopf und einem Schaft. Der Kopf hat eine schmale Kante (Arbeitsfläche), die in einem Winkel von 45 oder 30° abgeschrägt ist, die sogenannte Fase. Die Ventilfase muss eng an der Sitzfase anliegen, hierfür werden diese Flächen aneinander gerieben. Die Einlass- und Auslassventilköpfe haben nicht den gleichen Durchmesser. Um die Zylinder besser mit frischem Kraftstoffgemisch zu füllen, ist der Durchmesser des Einlassventilkopfes größer als der Durchmesser des Auslassventils.

1.2 Analyse des Betriebszustands des Zylinderkopfes

Die Nockenwelle muss den Betriebsbedingungen des Motors bei unterschiedlichen Kurbelwellendrehzahlen standhalten, bei plus 1000 °C in den Zylindern und minus 50 °C außen, stundenlang und manchmal tagelang, ununterbrochen und fast ohne Pause. In diesem Fall muss die Welle die mit ihr verbundenen Ventile nicht nur zur Bewegung zwingen, sondern diese auch vor Überlastung schützen.

Das wichtigste Element der Nockenwelle ist der Nocken. Der dicke oder breite Teil davon ist zum Ausruhen gedacht, der dünne Teil ist am stärksten belastet. Absolut alle Bereiche der Oberfläche sind wichtig, die in Abbildung 1 mit den entsprechenden Namen dargestellt sind. Darüber hinaus nimmt die Bedeutung und Feinheit der Berechnung des Profils jedes Teils der Nocke mit zunehmender Höchstgeschwindigkeit der Motoren ständig zu.

Der mit der Welle rotierende Nocken muss einen thermischen Spalt im mit ihm arbeitenden Reibungspaar auswählen und beginnen, das Ventil vom Sitz abzuheben, um es für die vollständige Öffnung vorzubereiten. Hier kommt der Beschleunigungsbereich ins Spiel. Das Profil dieses Abschnitts des Nockens bestimmt die Geschwindigkeit des Ventilhubs und die Art der Erhöhung der Belastung des Nockens durch die Ventilfeder. Im freien Zustand drückt die Feder das Ventil mit einer Kraft von bis zu 15 Kilogramm auf den Sitz. Wenn das Ventil vollständig geöffnet ist, erhöht sich der Federwiderstand um weitere 30 Kilogramm. Berücksichtigt man, dass das Verhältnis der Hebelarme im Ventiltrieb nicht zugunsten des Nockens ist, erhöht sich die Belastung auf ihn und kann im Maximalwert 50 Kilogramm erreichen. Es verteilt sich nur in einer dünnen Linie über die gesamte Breite der Nocke, deren Fläche in der Regel nicht mehr als 0,2 mm 2 beträgt.

Bei allen diesen Angaben handelt es sich um Näherungswerte, ihre Werte entsprechen jedoch für die meisten Pkw-Motoren der Realität, und dank ihnen ist es möglich, die spezifischen Belastungen der Arbeitsfläche der Nockenwelle zu berechnen. Eine grobe Berechnung ergibt einen Wert von 200 kg/mm².

Nur Spezialstähle oder gebleichtes Gusseisen, aus denen die Nockenwellen moderner Motoren gefertigt sind, können solch enormen Belastungen standhalten, und zwar nur unter der Bedingung ihrer härtenden Wärmebehandlung, einer guten Schmierung und der strikten Einhaltung der Betriebs- und Ruhezeiten der Nocken. was durch die Lücken bestimmt wird. Die Größe des „Ventilspiels“ bestimmt, wie – mit einem Schlag oder allmählich – das Ventil beginnt, sich zu öffnen, und wie – sanft oder mit einem Rückprall – es wieder im Sitz sitzt.

Die Nockenwelle ist einer ganzen Reihe äußerer Kraftfaktoren ausgesetzt, die zu ihrer Funktionsunfähigkeit führen können. Der Hauptgrund für den Ausfall des rotierenden Ventils ist Verschleiß oder Abplatzen der Arbeitsflächen der Nocken. Um dem Verschleiß erfolgreich zu widerstehen, muss die Welle eine hohe Härte aufweisen. Eine hohe Härte des Materials im gesamten Volumen kann jedoch zu erhöhter Sprödigkeit und in der Folge zu Ermüdungsversagen führen. Deshalb bestes Ergebnis sorgt für eine Oberflächenhärtung des Nockenwellenmaterials (Zementierung, Hochfrequenzhärtung). Gleichzeitig erhöht sich die Härte (und damit die Verschleißfestigkeit) der Oberflächenschicht und der Kern der Welle bleibt ausreichend viskos, um Ermüdungsrissen erfolgreich zu widerstehen.

Auch an die Fertigungsgenauigkeit werden strenge Anforderungen gestellt einzelne Elemente Welle:

Die Lagerzapfen müssen nach der 2. Genauigkeitsklasse und der 8. Reinheitsklasse bearbeitet werden; die Unrundheit ihrer Größen im Verhältnis zum Außenhals sollte 0,015–0,02 mm nicht überschreiten. Das Druckende des ersten Halses muss eine Sauberkeit der 7. Klasse aufweisen, seine Rechtwinkligkeit zum Hals darf 0,02–0,03 mm nicht überschreiten. Die Ovalität und Konizität der Hälse beträgt nicht mehr als 0,01 mm.

Die Arbeitsflächen der Nocken müssen nach der 8. Reinheitsklasse bearbeitet werden. Die Symmetrieachsen der Nocken müssen mit einer Genauigkeit von 0º30" relativ zur Passfedernut eingehalten werden. Die Abweichung der Symmetrieachse der mittleren Nocke relativ zur Passfedernut sollte 0º30" nicht überschreiten. Die Abweichung der Symmetrieachsen der übrigen Nocken vom Durchschnitt sollte 0º20" nicht überschreiten. Die Abweichung vom theoretischen Hub des Flachschiebers bei der Prüfung des Nockenprofils an einzelnen Punkten sollte nicht mehr als 0,1-0,2 mm betragen und von Die nominelle tatsächliche Position der Nockenphasen beträgt nicht mehr als 1º…2º.

Die Verschiebung der Achse der Keilnut relativ zur Diagonalebene sollte 0,02–0,03 mm nicht überschreiten.

Die Zähne des Zahnkranzes des Ölpumpenantriebs und -verteilers müssen eine Reinheitsklasse 7 aufweisen.

1.3 Auswahl des Materials zur Herstellung eines Teils

Derzeit wird eine Vielzahl von Materialien und Härtungsmethoden verwendet, was mit der unterschiedlichen Art des Schachtbetriebs, dem Umfang, den Bedingungen und den Traditionen der Produktion in Unternehmen verschiedener Branchen zusammenhängt. Zur Herstellung und Härtung von Nockenwellen kommen hauptsächlich folgende Möglichkeiten zum Einsatz:

1. Wellen aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt der Klassen 40, 45, 50, hergestellt durch Heißprägen, wobei die Nocken und Lagerzapfen durch Oberflächenhärtung während der Oberflächeninduktionserwärmung gehärtet werden. Die meisten Motornockenwellen werden mit dieser Methode hergestellt. LKWs und Traktoren.

2. Wellen aus einsatzgehärteten Stählen (20Х, 18ХГТ usw.), verstärkt durch Aufkohlung und anschließende Oberflächenhärtung während der Oberflächeninduktionserwärmung der Nocken und Lagerzapfen

In diesem Fall wird die Bearbeitung von Wellen durch Schneiden erleichtert, jedoch steigt insgesamt die Arbeitsintensität und Komplexität der Wärmebehandlung.

3. Gusswellen aus perlitischem Grauguss und hochfestem Gusseisen, verstärkt durch Oberflächenhärtung bei der Induktionserwärmung der Nocken und Zapfen oder durch Aufhellen der Arbeitsflächen (Nase) der Nocken.

Tabelle 1. Zusammensetzung von Stahl 40x SCh35

Chemisches Element

Tabelle 2. Materialpreise

Eigenschaften von Stahl Steel 40:

Hochwertiger Baukohlenstoffstahl, gekennzeichnet als Stahl 40, hat ein breites Anwendungsspektrum:

Es wird nach der Verbesserung zur Herstellung von Kurbelwellen, Nockenwellen, Pleueln, Zahnkränzen, Schwungrädern, Zahnrädern, Bolzen, Achsen und anderen Teilen verwendet.

Es wird auch zur Herstellung mittelgroßer Teile verwendet, die eine hohe Oberflächenhärte und eine erhöhte Verschleißfestigkeit bei geringer Verformung erfordern, z. B. lange Wellen, Laufrollen, Zahnräder, unter Verwendung zusätzlicher Oberflächenhärtung mit Hochfrequenzerwärmung;

Begrenzte Schweißbarkeit (um qualitativ hochwertige Schweißverbindungen zu erhalten, ist ein Vorwärmen auf 100–120 Grad und ein Glühen nach dem Schweißen erforderlich), Unempfindlichkeit gegen Abblättern, außerdem neigt Stahl 40 nicht zur Anlasssprödigkeit.

Mechanische Eigenschaften von Stahl 40: Kurzzeitfestigkeitsgrenze – 520–600 MPa, Proportionalitätsgrenze – 320–340 MPa, relative Dehnung – 16–20 %, relative Kontraktion – 45 %, Schlagfestigkeit – 600 kJ/Quadrat. m., Materialhärte: HB 10 -1 = 217 MPa

Eigenschaften von Grauguss SCh35:

Trotz des Vorhandenseins von Graphit ist die Dichtigkeit von Gusseisen recht hoch, wenn im Guss keine Gussfehler vorliegen. So weisen Buchsen mit einer Dicke von 2 mm bei der Prüfung mit Wasser oder Kerosin bei einem Druck von bis zu 10-15 MPa eine vollständige Dichtheit auf. Gussteile aus Gusseisen mit feinem Graphit und niedrigem P-Gehalt ohne Haarrisse können einem Flüssigkeitsdruck von bis zu 100 MPa und einem Gasdruck von bis zu 70 MPa standhalten.

Die Schweißbarkeit von Grauguss ist deutlich schlechter als die von Kohlenstoffstahl; Daher wird das Gas- und Lichtbogenschweißen sowie das Schweißen von (insbesondere großen) Fehlern an Gussteilen mit einer speziellen Technologie durchgeführt.

Die Bearbeitbarkeit von Grauguss ist umgekehrt proportional zu seiner Härte. Sie verbessert sich mit zunehmender Ferritmenge im Gefüge und auch mit zunehmender Homogenität des Gefüges, d. h. ohne Einschlüsse von Phosphid-Eutektikum und Karbiden mit erhöhter Härte. Das Vorhandensein von Graphit ist sinnvoll, da die Späne bröckelig werden und der Druck auf das Werkzeug verringert wird.

Mechanische Eigenschaften von Grauguss SCh35: Elastizitätsmodul E N/mm 2 *10 -4 - 13-14,5; relative Dehnung, y,% - 0,6–0,9; maximale Biegefestigkeit, y, N/mm 2 - 630\, Materialhärte: HB - 179-290 MPa.

Anforderungen an die Nockenwelle:

* Bearbeitungsgenauigkeit (Stützzapfen müssen gemäß der 2. Genauigkeitsklasse und der 8. Reinheitsklasse bearbeitet werden; die Unrundheit ihrer Abmessungen relativ zum Außenzapfen sollte 0,015–0,02 mm nicht überschreiten; das Druckende des ersten Zapfens muss haben eine 7. Reinheitsklasse, deren zulässige Rechtwinkligkeit zum Hals nicht mehr als 0,02–0,03 mm beträgt; die Arbeitsflächen der Nocken müssen gemäß der 8. Reinheitsklasse bearbeitet werden;

* Verschleißfestigkeit (Die Härte aller gehärteten Wellenelemente beträgt HRC 54-62)

* Geringes Gewicht (15,7 kg);

* Gleichgewicht.

Entsprechend den mechanischen Eigenschaften der Nockenwelle aus geeigneten Materialien handelt es sich um Stahl 40 (je nach Härte des Materials niedriger Preis).

2. Analyse der bestehenden Produktionstechnologie der ZIL-130-Nockenwelle

2.1 Technischer Produktionsablauf

Vorbereitung von Material für das Hochofenschmelzen.

Eisenverhüttung

Stahlproduktion in Elektroöfen

Stahlguss

Profilwalzen von Metall durch Druck

Stempeln

Metallbearbeitung und mechanische Bearbeitung

Wärmebehandlung

2.2 Vorbereitung von Materialien für das Hochofenschmelzen

Ein Hochofen funktioniert normal, wenn er mit Stückgut beschickt wird optimale Größe. Zu große Erzstücke und andere Materialien haben beim Absenken in den Ofen keine Zeit, in ihren inneren Schichten zu reagieren, und ein Teil des Materials wird verschwendet; Zu kleine Stücke passen eng zusammen und lassen nicht die notwendigen Durchgänge für Gase, was zu verschiedenen Arbeitsschwierigkeiten führt. Das bequemste Material zum Schmelzen im Hochofen sind Stücke mit einem Durchmesser von bis zu 80 mm.

Daher werden in Bergwerken abgebaute Erzstücke durch sogenannte Siebe gesiebt und Stücke mit einem Durchmesser von mehr als 100 mm auf die erforderliche Größe zerkleinert.

Beim Zerkleinern von Materialien, wie bei der Erzgewinnung in Bergwerken, entstehen neben großen Stücken auch Feinteile, die ebenfalls nicht für die Verhüttung in Schachtöfen geeignet sind. Es besteht die Notwendigkeit, diese Materialien auf die erforderliche Größe zu agglomerieren.

2.3 Eisenverhüttung

Roheisen wird in Hochöfen aus Eisenerzen hergestellt. Hochöfen sind die größten modernen Schachtöfen. Die meisten derzeit in Betrieb befindlichen Hochöfen haben ein Nutzvolumen von 1300–2300 m3 – das Volumen, das von den darin geladenen Materialien und Schmelzprodukten eingenommen wird. Diese Öfen sind etwa 30 m hoch und produzieren 2000 Tonnen Gusseisen pro Tag.

Das Wesentliche beim Hochofenschmelzen besteht darin, Erz (oder Agglomerat), Koks und Flussmittel getrennt in den oberen Teil des Ofens, den sogenannten Deckel, zu laden, die sich daher in Schichten im Ofenschacht befinden. Wenn die Charge durch die Verbrennung von Koks erhitzt wird, die durch in die Schmiede geblasene heiße Luft erzeugt wird, finden im Ofen komplexe physikalische und chemische Prozesse statt (die im Folgenden beschrieben werden) und die Charge sinkt allmählich in Richtung der aufsteigenden heißen Gase nach oben. Durch das Zusammenspiel der Einsatzkomponenten und Gase im unteren Teil des Ofens, dem sogenannten Herd, entstehen zwei nicht mischbare Flüssigkeitsschichten – Gusseisen und Schlacke.

Die Materialversorgung des Hochofens erfolgt über zwei Absetzkipper mit 17 m³ Fassungsvermögen, die Sinter, Koks und andere Zusatzstoffe bis zu einer Höhe von 50 m in den Hochofen befördern Kegel. Um eine gleichmäßige Materialverteilung im Ofenhals zu gewährleisten, wird nach jeder Füllung ein kleiner Kegel mit Zylinder in einem bestimmten Winkel (normalerweise 60°) gedreht.

Im oberen Teil des Herdes befinden sich Düsenlöcher (16–20 Stück), durch die dem Ofen heiße, mit Sauerstoff angereicherte Luft mit einer Temperatur von 900–1200 °C und einem Druck von etwa 300 kPa zugeführt wird.

Flüssiges Gusseisen wird alle 3-4 Stunden abwechselnd durch zwei bis drei Stichlöcher abgegeben, die zu diesem Zweck mit einer elektrischen Bohrmaschine geöffnet werden. Aus dem Ofen austretendes Gusseisen reißt die darüber im Ofen befindliche Schlacke mit sich. Das Gusseisen wird durch die Rutschen des Gießhofs in Gusspfannen geleitet, die sich auf Bahnsteigen befinden. Die mit dem Gusseisen ausgegossene Schlacke wird zunächst in Rutschen durch hydraulische Dämme vom Gusseisen getrennt und zu Schlackentransportern befördert. Darüber hinaus wird üblicherweise ein erheblicher Teil der Schlacke aus dem Hochofen abgestochen, bevor das Roheisen durch den Schlackenabstich abgestochen wird. Nach dem Abstich des Gusseisens wird das Abstichloch verschlossen, indem es mit einer Druckluftpistole mit einem Stopfen aus feuerfestem Ton verschlossen wird.

Herkömmlicherweise kann der in einem Hochofen ablaufende Prozess in die folgenden Phasen unterteilt werden: Verbrennung des Brennstoffkohlenstoffs, Zersetzung der Chargenbestandteile; Oxidreduktion; Aufkohlung von Eisen; Verschlackung.

Die Verbrennung von Brennstoffkohlenstoff erfolgt hauptsächlich in der Nähe der Blasdüsen, wo der Großteil des Kokses beim Erhitzen auf auf 900–1200 °C erhitzten Luftsauerstoff trifft, der durch die Blasdüsen eindringt.

Das dabei entstehende Kohlendioxid steigt zusammen mit dem Stickstoff der Luft nach oben und interagiert beim Zusammentreffen mit heißem Koks entsprechend der Reaktion mit diesem

CO2 + C=2CO

Die Zersetzung der Ladungsbestandteile verläuft je nach Zusammensetzung unterschiedlich. Bei der Bearbeitung von Brauneisenerz sind hier die Zerstörung von Eisenoxid- und Aluminiumoxidhydraten sowie die Zersetzung von Kalkstein durch die Reaktion die wichtigsten Prozesse

CaCO3=CaO+CO2

Die Reduktion von Oxiden kann mit Kohlenmonoxid, Kohlenstoff und Wasserstoff erfolgen. Der Hauptzweck des Hochofenprozesses ist die Rückgewinnung von Eisen aus seinen Oxiden. Nach der Theorie des Akademiemitglieds Baikov verläuft die Reduktion von Eisenoxiden schrittweise nach folgendem Schema

Fe2O3 -Fe3O4 -FeO -Fe

Kohlenmonoxid spielt die Hauptrolle bei der Reduktion von Oxiden

3Re2O3 + CO = 2Re3O4 + CO2

Diese Reaktion ist praktisch irreversibel und läuft leicht bei einer sehr geringen CO-Konzentration in der Gasphase ab. Für die Entwicklung dieser Reaktion nach rechts sind eine Temperatur von mindestens 570° C und ein deutlicher CO-Überschuss in den Gasen erforderlich

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 - Q

Dann entsteht ein harter Eisenschwamm

FeRes + CO = Fere + C02 + Q3.

Einer der Hauptindikatoren für die Hochofenleistung, der zum Vergleich der Leistungsergebnisse verschiedener Anlagen verwendet wird, ist die Hochofenauslastung (UVE):

Es entspricht dem Verhältnis des Nutzvolumens V (m3) zur täglichen Gusseisenproduktion Q (t). Da in der Formel die Ofenproduktivität Q im Nenner steht, funktioniert der Hochofen umso besser, je geringer der Nutzungsgrad des Nutzvolumens ist. Der durchschnittliche KIPO in der UdSSR lag Anfang der 70er Jahre bei etwa 0,6, während er 1940 bei 1,19 und 1913 bei 2,3 lag.

Der beste CIPO-Wert von 0,39 bis 0,42 wurde in den letzten Jahren im Hüttenwerk Tscherepowez erreicht.

Zur Herstellung von Gusseisen werden neben Hochöfen auch verschiedene Hilfsanlagen eingesetzt. Die wichtigsten davon sind Lufterhitzer. Für den erfolgreichen Betrieb eines modernen Hochofens mit einem Volumen von 2700 m3 ist es notwendig, mit leistungsstarken Gebläsen täglich etwa 8 Millionen m3 Luft und 500.000 m3 Sauerstoff einzublasen.

2.4 Stahlproduktion in Elektroöfen

Die Produktion von Stahl in Elektroöfen nimmt von Jahr zu Jahr zu, da sie eine höhere Temperatur und eine reduzierende oder neutrale Atmosphäre erzeugen können, was beim Schmelzen hochlegierter Stähle sehr wichtig ist.

Für die Stahlproduktion werden am häufigsten dreiphasige Lichtbogenöfen mit vertikalen Graphit- oder Kohlenstoffelektroden und einem nichtleitenden Herd verwendet. Der Strom, der das Bad in diesen Öfen erhitzt, fließt durch den Stromkreis Elektrode-Lichtbogen-Schlacke-Metall-Schlacke-Lichtbogen-Elektrode. Die Kapazität solcher Öfen erreicht 270 Tonnen.

Der Ofen besteht aus einem zylindrischen Metallgehäuse und einem kugelförmigen oder flachen Boden. Das Innere des Ofens ist mit feuerfesten Materialien ausgekleidet. Lichtbogenöfen können wie Offenherdöfen sauer oder basisch sein. In den Hauptöfen wird der Herd aus Magnesitsteinen ausgelegt, auf den eine gepackte Schicht aus Magnesit oder Dolomit (150–200 mm) aufgebracht wird. Dementsprechend werden in Säureöfen Quarzitsteine ​​und Quarzitfüllungen auf flüssigem Glas verwendet.

Die Beschickung der Öfen erfolgt durch ein Fenster (mit Formen und einer Füllmaschine) oder durch ein Gewölbe (mithilfe einer Beschickungswanne oder eines Gitters). Dabei wird das Dach mit den Elektroden abnehmbar gemacht und während der Beschickungszeit angehoben, der Ofen zur Seite gefahren und die volle Ladung des Ofens mit einem Laufkran auf einmal oder in zwei Schritten beladen. Danach wird der Ofen schnell mit dem Dach abgedeckt.

Die Herstellung von Stahl in Elektrolichtbogenöfen hat unbestreitbare Vorteile: hohe Qualität des resultierenden Stahls, die Möglichkeit, jede Stahlsorte zu schmelzen, einschließlich hochlegierter, feuerfester und hitzebeständiger; minimaler Eisenabfall im Vergleich zu anderen Stahlschmelzanlagen, minimale Oxidation teurer Legierungszusätze aufgrund der neutralen Atmosphäre des Ofens, einfache Temperaturkontrolle.

Der Nachteil ist: der große Strombedarf und die hohen Verarbeitungskosten. Daher werden Elektrolichtbogenöfen hauptsächlich zur Herstellung hochlegierter Stähle eingesetzt.

2.5 Siphonguss aus Stahl

Beim Stahlguss wird flüssiger Stahl aus einer Pfanne in Metallaufnahmeformen gegossen, wo das Metall zu Barren erstarrt. Der Stahlguss ist ein wichtiger Schritt im technologischen Produktionszyklus, in dem viele physikalische und mechanische Eigenschaften des Metalls entstehen, die die Qualitätsmerkmale der fertigen Metallprodukte bestimmen.

Bei der Stahlherstellung wird flüssiger Stahl aus einer Pfanne entweder in Formen oder in kontinuierlichen Stahlgießanlagen gegossen. Es gibt zwei Methoden, Stahl in Formen zu gießen – von oben und durch einen Siphon (es gibt auch eine bedingte dritte Methode des Gießens – durch einen Siphon von oben, aber sie ist nicht sehr verbreitet und wird daher in diesem Artikel nicht besprochen). Im ersten Fall fließt der Stahl direkt von der Pfanne in die Kokille; Nach dem Befüllen der Form wird das Loch in der Pfanne verschlossen, die Pfanne mit dem Kran zur nächsten Form gefahren und der Vorgang wiederholt. Beim Siphongießen können Sie mehrere Formen (von 2 bis 60) gleichzeitig mit einer Metallschmelze füllen, die auf einer Palette installiert ist, in der sich Kanäle befinden, die mit hohlen feuerfesten Steinen ausgekleidet sind. Stahl aus der Pfanne wird in die Mitte des Angusssystems gegossen und gelangt dann von unten durch Kanäle in der Pfanne in die Formen. Die Wahl der Methode hängt von der Stahlpalette, der Masse und dem Verwendungszweck der Barren sowie anderen Faktoren ab.

Abbildung 2. Siphonguss aus Stahl. 1 - Gusseisenpfanne, 2 - Gussform, 3 - Gießpfanne, 4 - zentraler Anguss, 5 - feuerfeste Masse, 6 - Schlackenfallen, 7 - Siphonstein

In der Regel werden Barren mit geringem Gewicht im Siphonverfahren gegossen, es gibt jedoch Tendenzen letzten Jahren zeigen, dass sich dieses Verfahren beim Gießen großer Barren mit einem Gewicht von bis zu mehreren hundert Tonnen immer weiter verbreitet. Dies ist zum einen darauf zurückzuführen, dass der aktuelle Entwicklungsstand der außerofentechnischen Verarbeitungstechnologie es ermöglicht, reproduzierbar einen niedrigen Wasserstoffgehalt sicherzustellen und dementsprechend auf einen Vakuumguss verzichtet werden kann. Zweitens besteht beim Siphongießen die Möglichkeit einer kostengünstigeren (im Vergleich zum Vakuumgießen) und gleichzeitig ausreichend zuverlässigen Methode zum Schutz des Metallstroms vor Sekundäroxidation. Drittens ermöglicht dieses Gießverfahren die Stabilisierung des Stickstoffgehalts im fertigen Metall (relevant für mit Stickstoff legierte Stahlsorten). Und schließlich, viertens, ermöglichen moderne feuerfeste Materialien, Metallverunreinigungen durch exogene Einschlüsse aus Siphonkanälen praktisch auszuschließen.

Die Vorteile des Siphon-Gießverfahrens gegenüber dem Gießen von oben bestehen darin, dass eine hochwertige Oberfläche des Barrens erzielt wird, da das Metall von unten kommt und relativ langsam und ruhig aufsteigt Abisolieren und gründliche Reinigung; Ausschluss des Pfeilerteils des Barrens, da dessen Vorhandensein nicht erforderlich ist (der Pfeiler dient dazu, die Sprühzeit des Strahls beim Auftreffen auf den Boden der Form in den ersten Phasen des Gießens zu verkürzen, da er schneller ist). Entstehung eines Lochs in der Metallschmelze); die Möglichkeit, mehrere Barren gleichzeitig zu gießen, wodurch ohne Unterbrechung des Flusses eine große Metallmasse auf einmal gegossen werden kann, die der Masse jedes einzelnen Barrens multipliziert mit der Anzahl der gleichzeitig gegossenen Formen entspricht; Vereinfachung des Systems zum Schutz der Gussmetalloberfläche vor Sekundäroxidation: Hierzu werden alle Formen mit Deckeln abgedeckt, unter denen Argon eingeleitet wird; der gesamte Siphonvorrat wird mit Argon aufgeblasen; die Gießpfanne wird abgesenkt, bis das Tor den Aufnahmetrichter des Steigrohrs berührt; Durch sorgfältiges Zusammensetzen der Zusammensetzung mit Formen und sorgfältigen Umgang mit den Siphonvorräten (ohne Angst vor Verderb) können Sie reinen Stahl gießen, der in Metallveredelungsanlagen einer tiefen Veredelung unterzogen wurde. Die Gießzeit ist kürzer, weil mehrere Barren werden gleichzeitig gegossen, während beim Schmelzen einer großen Masse kleine Barren gegossen werden können; Beim Siphongießen ist es möglich, die Füllgeschwindigkeit von Formen in größeren Grenzen zu regulieren und das Verhalten des Metalls in den Formen während der gesamten Gießzeit zu überwachen. Die Nachteile des Siphonverfahrens des Metallgusses sind die Verschiebung des thermischen Zentrums zum Boden des Barrens und als Folge davon eine Verschlechterung der Bedingungen für eine gerichtete (von unten nach oben gerichtete) Erstarrung und dementsprechend eine Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der Bildung von axialer Lockerheit; die Notwendigkeit, das Metall vor dem Gießen auf eine höhere Temperatur zu erwärmen, da das Metall in der Mitte und in den Siphonrohren abkühlt und die Gießgeschwindigkeit geringer ist als beim Gießen von oben; erhöhte Kosten für feuerfeste Materialien des Angusssystems; erhöhte Kontamination mit exogenen Einschlüssen aus der Siphonverkabelung; erhöhter Metallverbrauch für das Angusssystem (von 0,7 auf 2 % der Masse des zu gießenden Metalls); erhöhte Arbeitsintensität bei der Montage von Gießereiausrüstung.

Der Einbau der Paletten sollte streng horizontal (je nach Ebene) erfolgen. Die Temperatur des Tabletts vor dem Stapeln muss mindestens 100 °C betragen. Die zur Montage der Palette vorgesehene Siphonversorgung (Stern-, Becher-, Spann- und Endrohre) muss trocken und frei von Spänen und Rissen sein. Die Sammlung der Paletten beginnt damit, dass der bei der Demontage der Paletten anfallende Abfall auf ein Bett aus trockenem Sand gelegt oder durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 3 mm gesiebt wird. Bei der Verlegung einer geraden Anzahl von Strömen werden Siphonsteine ​​mit geschmierten Schultern gleichzeitig in zwei gegenüberliegenden Kanälen der Palette vom Stern ausgehend verlegt. Jeder Ziegel wird auf den zuvor verlegten geschliffen. An die Enden der Ströme wird ein halber normaler Ziegelstein gelegt und beide Ströme gleichzeitig gestaut. Die Lücken zwischen dem Siphonstein und der Palette werden mit trockenem Sand oder durch ein Sieb gesiebtem Abfall gefüllt. Die Hinterfüllung wird gründlich verdichtet und die Nähte werden mit einer 25...30 %igen wässrigen Lösung von Sulfit-Alkohol-Schlempe verfüllt.

Die vorbereiteten Formen müssen stabil und streng vertikal auf dem Tablett installiert werden. Legen Sie eine Asbestschnur zwischen Tablett und Form. Beim Einbau der Formen ist es verboten, die Form gegen die Palette und die Mitte zu schlagen.

Bevor das Metall zum Gießen vorgelegt wird, sollten die Sauerstoffaktivität in der Metallschmelze und ihre Temperatur gemessen werden. Die Metalltemperatur sollte 80 bis 110 °C höher sein als die Liquidustemperatur für eine bestimmte Stahlsorte. Die Oxidation des Metalls wird durch die Anforderungen an die chemische Zusammensetzung und die Verunreinigung mit nichtmetallischen Einschlüssen bestimmt.

Um die Metalloberfläche thermisch zu isolieren und vor Sekundäroxidation zu schützen, sollten Schlackenmischungen verwendet werden: Kalk-Kryolith, brennstofffreie Schlackenmischungen (Grün-Graphit). Der Verbrauch an Schlackenmischungen beträgt 2...3,5 kg pro Tonne flüssigem Stahl. Schlackenmischungen werden der Form zugeführt, bevor sie in dichte drei- bis vierschichtige Papiersäcke gegossen werden. Die Zeit zum Füllen der Form mit Metall bis zur Gewinnung beträgt 5,5...6 Minuten. Die Gewinnfüllzeit sollte mindestens etwa 50 % der Edelmetallfüllzeit betragen. Das Gießen des Metalls wird direkt vom Meister des Schmelzabschnitts gesteuert, der die Oberfläche des aufsteigenden Metalls in der Form beobachtet und die Geschwindigkeit steuert, mit der das Metall in die Form gefüllt wird. Beim Füllen der Form ist darauf zu achten, dass Krustenkräuselungen und Metallsieden in der Nähe der Formwände vermieden werden.

Mit dem Siphonguss aus Stahl können Sie die Füllgeschwindigkeit des Barrens in einem weiten Bereich regulieren. Als normale Gießgeschwindigkeit gilt die Geschwindigkeit, mit der das Metall ruhig und ohne Spritzer aufsteigt. Nachdem 2/3 der profitablen Erweiterung gefüllt sind, wird ein Teil der Isoliermischung auf die Metalloberfläche gegossen und der Guss wird bei niedriger Geschwindigkeit fortgesetzt. Nach Abschluss des Gießens wird der restliche Teil der Isoliermischung gegossen. Die Metallprobenahme wird durchgeführt, wenn das Metall in den profitablen Teil gelangt und die Strahlgeschwindigkeit abnimmt.

Merkmale des Siphongusses:

Beim Siphongießen von Stahl befindet sich die Zone intensiver Metallzirkulation ständig im unteren Teil des Barrens und hier befindet sich auch das thermische Zentrum. Dies trägt zur Verwischung der harten Metallkruste bei und führt dementsprechend zu einer Verringerung seiner Dicke. Darüber hinaus tritt dies dort auf, wo der ferrostatische Druck seinen Maximalwert erreicht. Solche Bedingungen tragen dazu bei, die Bildung eines Spalts im unteren Teil des Barrens zu verzögern und bewirken eine Verzögerung der Stahlschrumpfung entlang der Höhe des Barrens, was zur Bildung von Querrissen auf der Oberfläche des Barrens führen kann.

In der Regel werden Barren mit geringer Masse im Siphonverfahren gegossen. Bei der Umstellung auf Siphongießen von Barren mit einem Gewicht von über 20 Tonnen steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich im axialen Teil des Barrens Schrumpfungsfehler entwickeln. In diesem Fall kann die Lage des thermischen Zentrums im unteren Teil des Barrens zu einer entsprechenden Verschiebung der axialen Porositätszone führen. Die folgende Abbildung zeigt einen 435 Tonnen schweren Barren aus NiCrMoV-Stahl (H/D 1,15), der für einen 200 Tonnen schweren Generatorrotor vorgesehen ist und im Thyssen-Werk Heinrichshütte im Siphonverfahren hergestellt wurde. Die Zone der axialen Schrumpfporosität hat sich in diesem Barren in seinen unteren Teil verschoben.

Beim Gießen von oben bewegt sich die Zone der intensivsten Zirkulation des flüssigen Stahls sequentiell von unten nach oben. Der maximale ferrostatische Druck wird von der bereits vollständig ausgehärteten, festen Hülle des Barrens wahrgenommen.

Der von oben gegossene untere Teil des Barrens kristallisiert bei relativ ruhigem Stahlzustand, also mit höherer Geschwindigkeit, was zu einer schnelleren Spaltbildung zwischen Barren und Kokillenwand führt . Die Hemmung der Schwindung entlang der Höhe des Barrens nimmt ab. Aus diesem Grund ist es beim Gießen von Stahl von oben möglich, den Stahl mit einer höheren Geschwindigkeit zu gießen als beim Gießen im Siphonverfahren.

Beim Siphongießen kommt flüssiger Stahl, der durch die Kanäle des Angusssystems fließt, zwangsläufig mit feuerfesten Materialien in Kontakt. In diesem Fall bilden sich aufgrund einer starken Temperaturänderung kleine Risse an der Innenfläche des Ziegels, die zum Abplatzen (Abblättern) des Ziegels führen. Von der Oberfläche des Kanals abbrechende feuerfeste Materialpartikel verunreinigen den Stahl. Anschließend wird bei gleichzeitiger Einwirkung von Hochtemperatur- und Desoxidationsprodukten auf den Siphonstein die Oberflächenschicht des feuerfesten Siphonmaterials erweicht. In die gebildeten Poren dringen Oxide und Produkte der Stahldesoxidation ein; Durch die Wechselwirkung mit dem feuerfesten Material bilden sie schmelzbare Verbindungen, die von einem bewegten Metallstrom weggespült werden und auch in den Barren gelangen. Die größte Kontamination des Stahls durch exogene Einschlüsse tritt am Ende des Füllens der Formen auf, wenn das feuerfeste Material des Siphons stärker erweicht wird. Die Art der Erosion von feuerfesten Siphonmaterialien hängt von ihrer Qualität und der chemischen Zusammensetzung des Gussstahls ab. Bei Siphon-Feuerfestmaterialien von zufriedenstellender Qualität ist die Oberfläche des gehärteten Metallangusses glatt und glänzend, und umgekehrt hat der gehärtete Angusskanal bei minderwertigen Siphon-Feuerfestmaterialien eine raue Oberfläche.

Wenn die Qualität der Feuerfestmaterialien beim Siphongießen nicht zufriedenstellend ist, kann es in stärkerem Maße zu einer Kontamination des Stahls mit exogenen nichtmetallischen Einschlüssen kommen als beim Gießen von oben. In diesem Fall kann eine größere Anzahl solcher Einschlüsse im unteren Teil des Barrens verbleiben.

Das Problem der Beseitigung der aufgeführten Nachteile lässt sich jedoch durch den Einsatz hochwertiger Feuerfestmaterialien lösen, daher sollte der Auswahl der Feuerfestmaterialien und der Vorbereitung des Angusssystems und der Palette besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.

2.6 Profilwalzen von Stahl

Walzen ist das Zusammendrücken von Metall zwischen rotierenden Walzen mit einer Änderung der Querschnittsform oder des Verhältnisses der geometrischen Abmessungen des Abschnitts. Durch die Einwirkung von Reibungskräften wird der Barren oder Barren von den Walzen in den Spalt dazwischen gezogen, in der Höhe gestaucht und in Länge und Breite gedehnt. In diesem Fall hat das Werkstück die Form eines Spalts zwischen den Walzen, einem sogenannten Kaliber.

Beim Walzen werden Schienen, Bauträger verschiedener Querschnitte, Bleche unterschiedlicher Dicke, Stangenmaterial und Rohre hergestellt, d. h. die Hauptprodukte für die Entwicklung vieler Industriezweige, des Bauwesens und des Transportwesens.

Das Rollschema ist in Abbildung 3 dargestellt.

Wie aus dem Diagramm hervorgeht, sind zwei Rollen im Abstand h(Schlitz) eingebaut und drehen sich hinein verschiedene Seiten, fangen dank Reibung ein Werkstück mit einer Höhe H ein, das in Pfeilrichtung zwischen den Rollen hindurchläuft. Während des Durchgangs zwischen den Walzen verringert sich die Höhe des Werkstücks H auf h und die Länge nimmt zu. H-h-Wert wird als Absolutwert der Komprimierung bezeichnet, und das Verhältnis (H-h)/H* 100 % wird als Komprimierungsgrad oder relative Komprimierung bezeichnet.

Abbildung 3. Diagramm des Walzvorgangs

Abbildung 4. Walzen zum Walzen von Metall: a – Bleche, b – Profile

Abbildung 4 zeigt Walzen zum Walzen von Blechen und Profilen. Eine in einem Rahmen eingebaute Gruppe von Walzen bildet einen sogenannten Käfig.

Mehrere miteinander verbundene Gerüste, ausgestattet mit speziellen Hilfsgeräten, bilden ein Walzwerk.

Abhängig von den hergestellten Produkten gibt es Blechwalzwerke (Herstellung von Blechen), Profilwalzwerke (Herstellung von Trägern, Stäben, Bändern), Rohrwalzwerke (Herstellung von Rohren), Schienen- und Trägerwalzwerke sowie Spezialwalzwerke.

Walzwerke unterscheiden sich auch je nach Zustand, in dem das Metall verarbeitet wird – heiß oder kalt.

Abhängig von der Anzahl der Walzen werden Walzwerke in Zweiwalzen-, Dreiwalzen- und Mehrwalzenwerke unterteilt. Mühlen werden als reversibel bezeichnet, wenn sowohl in eine als auch in die entgegengesetzte Richtung gewalzt wird.

In den letzten zwei Jahrzehnten haben sowjetische Konstrukteure viele Walzwerke mit hoher Produktivität und sehr hohen Walzgeschwindigkeiten gebaut. Das Dünnbandwalzwerk kann bis zu 35 m/s Fertigprodukt produzieren. Das Metall bewegt sich hier mit einer Geschwindigkeit von 125 km/h, also mit der Geschwindigkeit des schnellsten Zuges.

Hochleistungswalzwerke, die für die Vordimensionierung großer Barren ausgelegt sind, werden Vorwalz- und Brammenwalzwerke genannt. Vorformmaschinen mit Walzendurchmessern von 840 bis 1150 mm ermöglichen die Herstellung von Produkten in Form von Pressbarren mit einem Querschnitt von 140 x 140 bis 450 x 450 mm. Solche komprimierten quadratischen Barren (Blüten) wiegen bis zu 10-12 Tonnen oder mehr.

Brammenwalzwerke sind leistungsstarke Walzwerke zum Walzen von Blechzuschnitten mit einer Dicke von bis zu 250 mm und einer Länge von bis zu 5 m. Sowohl Vorwalz- als auch Brammenwalzwerke haben eine enorme Produktivität von 1,5 bis 2 Millionen Barren pro Jahr.

Die Notwendigkeit, große Barren zu erhalten, erklärt sich aus der Tatsache, dass der wachsende Bedarf an Metall eine Vergrößerung der Öfen erfordert, während das Gießen von Stahl aus großen Öfen in kleine Formen mit Schwierigkeiten verbunden ist und wirtschaftlich nicht rentabel ist.

Arten der Vermietung. Durch Walzen verarbeitetes Metall wird Walzmetall genannt. Walzprodukte werden in folgende Haupttypen unterteilt: Bleche, Profile, Rohre.

Das Walzen dieses Profils erfolgt je nach Stahlsorte und Abmessungen unterschiedlich (Abbildung 5).

Abbildung 5. Methoden I-X Walzen von Rundstahl:

I - Oval, Raute oder Sechseck; II. IV. V – glattes Lauf- oder Kastenmaß; III – Zehneck- oder Kastenkaliber; VI – quadratische oder sechseckige Kaliber; VII - Kreis usw.; VIII - Lanzettenkaliber, glattes Lauf- oder Kastenkaliber; IX, X - oval usw.

Die Methoden 1 und 2 unterscheiden sich in den Möglichkeiten, ein Vorbearbeitungsquadrat zu erhalten (das Quadrat wird genau diagonal fixiert und es besteht die Möglichkeit, die Höhe anzupassen). Methode 2 ist universell, da Sie damit mehrere benachbarte Rundstahlgrößen erhalten können (Abb. 2). Methode 3 besteht darin, dass das vorgefertigte Oval durch ein Zehneck ersetzt werden kann. Diese Methode wird zum Rollen großer Kreise verwendet. Methode 4 ähnelt Methode 2 und unterscheidet sich von dieser nur in der Form des Rippenmaßes. Das Fehlen von Seitenwänden bei diesem Kaliber ermöglicht eine bessere Entfernung von Zunder. Da Sie mit dieser Methode die Größe des aus der Rippenlehre austretenden Streifens weitgehend anpassen können, wird sie auch als Universaldimensionierung bezeichnet. Die Methoden 5 und 6 unterscheiden sich von den anderen durch höhere Hauben und eine größere Stabilität der Ovale in der Verkabelung. Allerdings erfordern solche Kaliber eine genaue Justierung der Mühle, da sie bei geringem Metallüberschuss überlaufen und Grate bilden. Die Methoden 7–10 basieren auf der Verwendung eines Ovalkreis-Kalibrierungssystems

Vergleich mögliche Wege Die Herstellung von Rundstahl zeigt, dass die Methoden 1-3 in den meisten Fällen das Walzen des gesamten Rundstahlspektrums ermöglichen. Das Walzen von hochwertigem Stahl sollte nach den Methoden 7-10 erfolgen. Methode 9 ist eine Art Mittelding zwischen dem Oval-Kreis- und dem Oval-Oval-System und ist hinsichtlich der Regulierung und Einstellung der Mühle sowie der Verhinderung von Sonnenuntergängen am bequemsten.

Bei allen betrachteten Verfahren zum Walzen von Rundstahl bleibt die Form der Schlicht- und Vorschlichtstiche nahezu unverändert, was dazu beiträgt, allgemeine Muster des Metallverhaltens in diesen Stichen für alle Walzfälle zu ermitteln.

Abbildung 6. Beispiel für die Kalibrierung von Rundstahl mit Methode 2

Der Aufbau einer Schlichtlehre für Rundstahl erfolgt wie folgt.

Bestimmen Sie den berechneten Durchmesser des Messgeräts (für ein Warmprofil beim Walzen bei Minus) dg = (1,011-1,015)dx – dies ist Teil der Toleranz +0,01dx, wobei 0,01dx die Durchmesserzunahme aus den oben genannten Gründen ist: dx = (d1 + d2)/2 - Durchmesser des Rundprofils im kalten Zustand. Dann

dg = (1,011-1,015) (d1 + d2)/2

Dabei sind d1 und d2 die maximal und minimal zulässigen Durchmesserwerte.

Die Vorbearbeitungslehren für das Rad werden unter Berücksichtigung der für das fertige Profil erforderlichen Genauigkeit entwickelt. Je näher sich die ovale Form der Kreisform annähert, desto genauer ist das fertige Rundprofil. Theoretisch ist die Ellipse die am besten geeignete Profilform, um einen perfekten Kreis zu erhalten. Allerdings ist ein solches Profil bei der Eingabe einer fertigen Rundlehre recht schwer beizubehalten, weshalb es relativ selten verwendet wird.

Flache Ovale werden durch Drähte gut gehalten und sorgen zudem für große Kompressionen. Bei kleinen ovalen Kompressionen ist die Möglichkeit von Größenschwankungen bei einer runden Stärke sehr unbedeutend. Das gegenteilige Phänomen gilt jedoch nur für den Fall, dass ein großes Oval und eine große Haube verwendet werden.

Bei runden Profilen mittlerer und großer Größe erweisen sich die durch einen Radius umrissenen Ovale entlang der Hauptachse als zu lang und bieten daher keinen zuverlässigen Halt des Bandes durch die Rollen. Die Verwendung von scharfen Ovalen hat neben der Tatsache, dass dadurch kein präziser Kreis gewährleistet wird, auch eine nachteilige Wirkung auf die Haltbarkeit der Rundlehre, insbesondere im Ausgangsgerüst der Mühle. Notwendigkeit häufiger Austausch Walzen reduzieren die Produktivität der Mühle stark und die schnelle Produktion von Kalibern führt zum Auftreten von Zweitqualitäten und manchmal zu Defekten.

Eine Untersuchung der Ursachen und Mechanismen der Kaliberproduktion ergab, dass die scharfen Kanten des Ovals, die schneller abkühlen als der Rest des Bandes, einen erheblichen Widerstand gegen Verformung aufweisen. Diese Kanten, die in die Nut der Fertiggerüstwalzen eindringen, wirken auf den Nutgrund als Schleifmittel. Die harten Kanten an der Oberseite des Ovals bilden an der Unterseite des Messgeräts Vertiefungen, die zur Bildung von Vorsprüngen auf dem Streifen über seine gesamte Länge führen. Daher wird bei Rundprofilen mit einem Durchmesser von 50–80 mm und mehr eine genauere Profilausführung durch die Verwendung von Ovalen mit zwei und drei Radien erreicht. Sie haben ungefähr die gleiche Dicke wie ein Oval mit einem Radius, aber durch die Verwendung zusätzlicher kleiner Krümmungsradien wird die Breite des Ovals verringert.

Solche Ovale sind flach genug, um sie in den Drähten zu halten und einen zuverlässigen Halt zu bieten, und die abgerundetere Kontur des Ovals, die sich der Form einer Ellipse annähert, schafft günstige Bedingungen für eine gleichmäßige Verformung über die Breite des Streifens in einer runden Stärke.

2.7 Warmgesenkschmiedetechnik

Beim volumetrischen Stanzen handelt es sich um den Prozess der Herstellung von Schmiedestücken, bei dem der formgebende Hohlraum des Gesenks, Nut genannt, zwangsweise mit Metall aus dem ursprünglichen Werkstück gefüllt und entsprechend der in der Zeichnung angegebenen Konfiguration neu verteilt wird.

Durch das Stanzen können sehr komplex geformte Produkte entstehen, die mit freien Schmiedetechniken nicht hergestellt werden können.

Das volumetrische Prägen erfolgt bei unterschiedlichen Temperaturen des Ausgangswerkstücks und wird entsprechend der Temperatur in kalt und heiß unterteilt. Am weitesten verbreitet ist das Warmgesenkschmieden (HOF), das in einem Temperaturbereich durchgeführt wird, der die Entfernung der Härtung gewährleistet. Der technologische Prozess hängt von der Form des Schmiedestücks ab. Nach ihrer Grundrissform werden Schmiedestücke in zwei Gruppen eingeteilt: Scheiben und längliche Schmiedestücke.

Die erste Gruppe umfasst runde oder quadratische Schmiedestücke mit relativ kurzer Länge: Zahnräder, Scheiben, Flansche, Naben, Abdeckungen usw. Das Stanzen solcher Schmiedestücke erfolgt durch Stauchen bis zum Ende des ursprünglichen Werkstücks, wobei nur Stanzübergänge verwendet werden.

Die zweite Gruppe umfasst Schmiedestücke mit länglicher Form: Wellen, Hebel, Pleuel usw. Das Stanzen solcher Schmiedestücke erfolgt durch Ziehen des Originalrohlings (flach). Vor dem endgültigen Stanzen solcher Schmiedeteile in Stanzstränge ist es erforderlich, das Ausgangswerkstück in den Stanzsträngen des Gesenks durch Freischmieden oder auf Schmiedewalzen zu formen.

Stempelmuster:

Da die Art des Metallflusses während des Stanzvorgangs durch die Art des Stempels bestimmt wird, kann dieses Merkmal als das wichtigste Merkmal für die Klassifizierung von Stanzverfahren angesehen werden. Je nach Stempeltyp wird beim Stempeln in offene und geschlossene Stempel unterschieden (Abbildung 7).

Abbildung 7. Stempelschemata:

a) offener Stempel: b) geschlossener Stempel; c) ein geschlossener Stempel mit zwei zueinander senkrechten Trennebenen

Das Stanzen in offenen Matrizen (Abbildung 8, Position a) ist durch einen variablen Spalt zwischen den beweglichen und stationären Teilen der Matrize gekennzeichnet. Ein Teil des Metalls fließt in diesen Spalt – Grat, der den Ausgang aus dem Formhohlraum verschließt und den Rest des Metalls dazu zwingt, den gesamten Hohlraum zu füllen. Im letzten Moment der Verformung wird das überschüssige Metall im Hohlraum in den Grat gedrückt, wodurch keine hohen Anforderungen an die Massengenauigkeit der Werkstücke gestellt werden können. Durch das Stanzen in offenen Gesenken können Schmiedeteile aller Art hergestellt werden.

Das Stanzen in geschlossenen Matrizen (Abbildung 8, Position b) zeichnet sich dadurch aus, dass der Matrizenhohlraum während des Umformvorgangs geschlossen bleibt. Der Spalt zwischen den beweglichen und stationären Teilen des Stempels ist konstant und klein; die Bildung von Graten ist darin nicht vorgesehen. Die Gestaltung solcher Stempel hängt von der Art der Maschine ab, auf der sie gestempelt werden. Beispielsweise kann die untere Hälfte einer Matrize einen Hohlraum und die obere Hälfte einen Vorsprung haben (bei Pressen), oder die obere Hälfte kann einen Hohlraum und die untere Hälfte einen Vorsprung haben (bei Hämmern). Ein geschlossener Stempel kann zwei zueinander senkrechte Trennebenen haben (Abbildung 7, Position c).

Beim Stanzen in geschlossenen Gesenken ist unbedingt auf die Gleichheit der Volumina von Werkstück und Schmiedeteil zu achten, da sonst bei Metallmangel die Ecken des Gesenkhohlraums nicht ausgefüllt werden und bei vorhandenem Metallmangel die Ecken des Gesenkhohlraums nicht ausgefüllt werden Überschreitung führt dazu, dass die Schmiedehöhe größer als erforderlich ist. Beim Abtrennen von Werkstücken muss eine hohe Genauigkeit gewährleistet sein.

Ein wesentlicher Vorteil des Stanzens in geschlossenen Matrizen ist die Reduzierung des Metallverbrauchs aufgrund des Fehlens von Graten. Schmiedestücke haben eine günstigere Struktur, da die Fasern um die Kontur des Schmiedestücks herumfließen und nicht an der Stelle geschnitten werden, an der das Metall in den Grat eintritt. Das Metall wird unter Bedingungen einer allseitig ungleichmäßigen Kompression bei hohen Druckspannungen verformt, wodurch große Verformungsgrade erzielt und Legierungen mit geringer Plastizität gestanzt werden können.

2.7 Mechanische Bearbeitung

Gestanzte Nockenwellen werden einer Wärmebehandlung unterzogen, um innere Spannungen abzubauen und die vorgeschriebene Härte des Materials sicherzustellen.

Die Bearbeitung der Enden und Mittellöcher an den Wellen erfolgt auf doppelseitigen Fräs- und Zentriermaschinen. Das Drehen der Hälse und das Besäumen der Enden erfolgt auf mehrschneidigen halbautomatischen Drehmaschinen mit Einweg-, Zweiweg- (Rotation durch beide Enden der Welle) oder Zentralantrieb (Rotation durch den mittleren Hals). In den letzten beiden Fällen wird die Verdrehung der Welle während der Bearbeitung deutlich reduziert.

Aufgrund der geringen Steifigkeit von Nockenwellen und der Möglichkeit ihrer Durchbiegung durch Schnittkräfte erfolgt die Bearbeitung von Zapfen und Nocken mit Lünetten. Hierzu wird der Mittelzapfen der Welle eines Vierzylindermotors bzw. die beiden Mittelzapfen der Welle eines Mehrzylindermotors nach dem Zentrieren des Werkstücks für eine Lünette geschruppt und geschlichtet. Die Wellenzapfen werden auf Rundschleifmaschinen in den Zentren geschliffen.

Die Nocken haben ein komplex geformtes Profil und ihre Bearbeitung erfordert den Einsatz von Kopiermaschinen. Das Drehen der Nocken erfolgt auf halbautomatischen Kopierdrehmaschinen. Um beim Drehen das gewünschte Profil des Nockens zu erhalten, muss der im Werkzeughalter eingebaute Fräser entsprechend gegenüber der Drehachse der Welle in Querrichtung verschoben werden. Um günstige Schnittbedingungen zu gewährleisten (Erstellung der notwendigen Schnittwinkel), muss sich der Fräser auch abhängig vom Höhenwinkel der Nockenlinie an einem bestimmten Punkt drehen. Beide Bewegungen werden an der Maschine durch entsprechende Nockenmechanismen erzeugt.

Abbildung 8. Schematische Darstellung des Drehens einer Nockenwelle auf einer Drehmaschine: 1 - Werkstück; 2 – Kopierschacht; 3 – Kopierer

Abbildung 8 zeigt Schaltbild Beim Schleifen der Nocken an einer Dreh- und Kopiermaschine drehen sich das zu bearbeitende Werkstück, die Kopierwelle und die Kopiermaschine synchron. Die Mitnehmerwelle erzeugt eine radiale Bewegung des Fräsers entsprechend dem Nockenprofil, und der Mitnehmer dreht den Fräser, wodurch der Schnittwinkel konstant bleibt. Der Längsvorschub wird durch die Bewegung des Werkstücks relativ zu seiner Achse gewährleistet. Um ein Durchbiegen der Wellen zu verhindern, werden Stützstützen eingesetzt.

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Gasverteilungsmechanismus:

Bei Verbrennungsmotoren wird durch den Gasverteilungsmechanismus die rechtzeitige Zufuhr einer neuen Ladung des brennbaren Gemisches in die Zylinder und die Freisetzung von Abgasen sichergestellt.

Der ZIL-130-Motor verfügt über einen Gasverteilungsmechanismus mit hängenden Ventilen.

Der Gasverteilungsmechanismus besteht aus Steuerrädern, einer Nockenwelle, Drückern, Stangen, Kipphebeln mit Befestigungsteilen, Ventilen, Federn mit Befestigungsteilen und Ventilführungen.

Die Nockenwelle befindet sich zwischen der rechten und linken Zylinderreihe.

Wenn sich die Nockenwelle dreht, läuft der Nocken in die Stößelstangen und hebt diese zusammen mit der Stange an. Das obere Ende der Stange drückt auf die Einstellschraube im inneren Arm des Kipphebels, der beim Drehen um seine Achse mit seinem äußeren Arm auf den Ventilschaft drückt und den Einlass- oder Auslasskanal im Zylinderkopf öffnet. Bei den betrachteten Motoren wirkt die Nockenwelle auf die Stößel der rechten und linken Zylinderbank.

Ein Gasverteilungsmechanismus mit hängenden Ventilen ermöglicht es, die Form des Brennraums, die Füllung der Zylinder und die Verbrennungsbedingungen des Arbeitsgemisches zu verbessern. Durch die bessere Form des Brennraums erhöhen sich auch das Verdichtungsverhältnis, die Leistung und der Wirkungsgrad des Motors.



Reis. 1 - Gasverteilungsmechanismus mit Überkopfventilen

Die Nockenwelle dient dazu, die Ventile in einer bestimmten Reihenfolge entsprechend der Motorbetriebsreihenfolge zu öffnen.

Nockenwellen werden aus Spezialgusseisen gegossen oder aus Stahl geschmiedet. Installieren Sie es in den Löchern in den Wänden und Rippen des Kurbelgehäuses. Zu diesem Zweck verfügt die Welle über zylindrisch geschliffene Lagerzapfen. Um die Reibung zwischen Wellenzapfen und Lagern zu verringern, werden in die Löcher Buchsen eingepresst, deren Innenfläche mit einer Gleitschicht überzogen ist.

Auf der Welle befinden sich zusätzlich zu den Stützzapfen Nocken – zwei für jeden Zylinder, ein Zahnrad zum Antrieb der Ölpumpe und des Verteiler-Verteilers sowie ein Exzenter zum Antrieb der Kraftstoffpumpe.

Vom vorderen Ende der Nockenwellen des ZIL-130-Motors wird der Sensor des pneumatischen Fliehkraftbegrenzers der Motorkurbelwelle aktiviert. Um den Verschleiß zu reduzieren, werden die Reibflächen der Nockenwelle durch Hochfrequenzerwärmung gehärtet.

Der Antrieb der Nockenwelle erfolgt über ein Zahnradgetriebe von der Kurbelwelle. Zu diesem Zweck ist am vorderen Ende der Kurbelwelle ein Stahlzahnrad und am vorderen Ende der Nockenwelle ein Gusseisenzahnrad montiert. Das Steuerrad wird durch eine Passfeder am Drehen auf der Welle gehindert und mit einer Unterlegscheibe und einer in das Wellenende eingeschraubten Schraube gesichert. Beide Steuerräder haben eine Schrägverzahnung, die bei Drehung der Welle zu einer axialen Verschiebung führt.

Um eine axiale Verschiebung der Welle während des Motorbetriebs zu verhindern, ist zwischen dem Zahnrad und dem vorderen Wellenlagerzapfen ein Flansch eingebaut, der mit zwei Schrauben an der Vorderwand des Zylinderblocks befestigt wird.

Reis. 2 - Vorrichtung zur Begrenzung der axialen Verschiebung der Nockenwelle

Im Flansch am Wellenende ist ein Distanzring eingebaut, dessen Dicke etwas größer ist als die Dicke des Flansches, wodurch eine geringe axiale Verschiebung der Nockenwelle erreicht wird. Bei Viertaktmotoren erfolgt der Arbeitsprozess in vier Kolbenhüben bzw. zwei Umdrehungen der Kurbelwelle, d.h. während dieser Zeit müssen die Einlass- und Auslassventile jedes Zylinders nacheinander öffnen, und dies ist möglich, wenn die Nockenwellendrehzahl 2-mal kleiner ist als Die Kurbelwellendrehzahl, also der auf der Nockenwelle montierte Zahnraddurchmesser, ist doppelt so groß wie der Durchmesser des Zahnrads der Kurbelwelle.

Die Ventile in den Motorzylindern müssen je nach Bewegungsrichtung und Stellung der Kolben im Zylinder öffnen und schließen. Während des Ansaughubs, wenn sich der Kolben von c. m.t.k.n. m.t. muss das Einlassventil während des Kompressions-, Expansions- (Krafthubs) und Ausstoßhubs geöffnet und geschlossen sein. Um eine solche Abhängigkeit sicherzustellen, werden Markierungen auf den Zahnrädern des Gasverteilungsmechanismus angebracht: auf einem Zahn des Kurbelwellenzahnrads und zwischen zwei Zähnen des Nockenwellenzahnrads. Beim Zusammenbau des Motors müssen diese Markierungen übereinstimmen.

Reis. 3 – Markierungen des Steuerrads ausrichten

Stößelstangen dienen dazu, die Kraft von den Nockenwellennocken auf die Stangen zu übertragen.

Die Stangen übertragen die Kraft von den Drückern auf die Kipphebel und bestehen aus Stahlstangen mit gehärteten Spitzen (ZIL-130) oder Duraluminiumrohren mit beidseitig eingepressten kugelförmigen Stahlspitzen. Die Spitzen liegen auf der einen Seite an der Aussparung des Drückers und auf der anderen Seite an der Kugelfläche der Kipphebel-Einstellschraube an.

Kipphebel übertragen die Kraft von der Stange auf das Ventil. Sie bestehen aus Stahl in Form eines doppelarmigen Hebels, der auf einer Achse montiert ist. Um die Reibung zu reduzieren, ist eine Bronzebuchse in das Kipphebelloch eingepresst. Die Hohlachse wird in den Zahnstangen am Zylinderkopf befestigt. Der Kipphebel wird durch eine Kugelfeder gegen Längsbewegung gehalten. Bei ZIL-130-Motoren sind die Kipphebel nicht gleich. In den kurzen Arm ist eine Stellschraube mit Kontermutter eingeschraubt, die an der Kugelfläche der Stangenspitze anliegt.

Ventile dienen dazu, die Öffnungen der Einlass- und Auslasskanäle periodisch zu öffnen und zu schließen, abhängig von der Position der Kolben im Zylinder und der Betriebsreihenfolge des Motors.

Beim ZIL-130-Motor sind die Einlass- und Auslasskanäle in den Zylinderköpfen gefertigt und enden mit Einsatzbuchsen aus hitzebeständigem Gusseisen.

Reis. 4 - Ventil- und Befestigungsteile

Das Ventil besteht aus einem Kopf und einem Schaft. Der Kopf hat eine schmale Kante (Arbeitsfläche), die in einem Winkel von 45 oder 30° abgeschrägt ist, die sogenannte Fase. Die Ventilfase muss eng an der Sitzfase anliegen, hierfür werden diese Flächen aneinander gerieben. Die Einlass- und Auslassventilköpfe haben nicht den gleichen Durchmesser. Um die Zylinder besser mit frischem Kraftstoffgemisch zu füllen, ist der Durchmesser des Einlassventilkopfes größer als der Durchmesser des Auslassventils. Da sich die Ventile im Motorbetrieb ungleichmäßig erwärmen (das von heißen Abgasen umspülte Auslassventil erwärmt sich stärker), bestehen sie aus unterschiedlichen Materialien: Einlassventile bestehen aus Chromstahl, Auslassventile aus Silchrom hitzebeständiger Stahl. Um die Lebensdauer der Auslassventile des ZIL-130-Motors zu erhöhen, ist auf deren Arbeitsfläche eine hitzebeständige Legierung aufgeschmolzen; die Stäbe sind hohl und mit Natrium gefüllt, was eine bessere Wärmeableitung vom Ventilkopf zum Ventilkopf fördert Stange.

Der zylindrische Ventilschaft hat oben eine Aussparung für Montageteile für die Ventilfeder. Die Ventilschäfte werden in Führungsbuchsen aus Gusseisen oder Sinter gesteckt. Die Buchsen werden in die Zylinderköpfe eingepresst und mit Sicherungsringen gesichert.

Das Ventil wird durch eine zylindrische Stahlfeder mit variabler Windungssteigung gegen den Sitz gedrückt, was zur Beseitigung seiner Vibrationen erforderlich ist. Eine Seite der Feder liegt an der Unterlegscheibe am Zylinderkopf an, die andere Seite an der Stützscheibe. Die Stützscheibe wird durch zwei konische Muttern am Ventilschaft gehalten, deren Innenschulter in die Nut des Ventilschafts passt.

Um das Eindringen von Öl durch die Ventilschäfte in den Brennraum des Motors zu reduzieren, werden Gummiringe in die Stützscheiben eingebaut oder Gummikappen auf die Ventilschäfte aufgesetzt. Um eine gleichmäßige Erwärmung und Abnutzung des Ventils zu gewährleisten, ist es wünschenswert, dass es sich bei laufendem Motor dreht.

Reis. 5 - Vorrichtung zum Drehen des Auslassventils des ZIL-130-Motors

Beim ZIL-130-Motor verfügen die Auslassventile über einen Drehmechanismus. Es besteht aus einem festen Körper, in dessen geneigten Nuten sich Kugeln mit Rückholfedern, eine Tellerfeder und eine Stützscheibe mit Sicherungsring befinden. Der Mechanismus ist auf einer Ventilführung in einer Aussparung im Zylinderkopf montiert.

Die Ventilfeder liegt an der Stützscheibe an. Bei geschlossenem Ventil und geringem Ventilfederdruck ist die Tellerfeder mit ihrer Außenkante nach oben gebogen und liegt mit ihrer Innenkante an der Schulter des Gehäuses an.

Dabei werden die Kugeln mittels Federn in die Endposition in den Rillen gedrückt.

Wenn das Ventil öffnet, erhöht sich der Ventilfederdruck, wodurch die Tellerfeder durch die Stützscheibe gerade wird. In diesem Fall entfernt sich die Innenkante der Feder von der Gehäuseschulter und die auf den Kugeln aufliegende Ventilfeder überträgt den gesamten Druck auf diese, wodurch sich die Kugeln in die Aussparung der Gehäusenuten bewegen und verursachen Drehung der Tellerfeder und damit der Ventilfeder-Stützscheibe und des Ventils. Beim Schließen des Ventils kehren alle Teile in ihre ursprüngliche Position zurück.

Voreilendes Öffnen und verzögertes Schließen der Ventile. Bei der Beschreibung des Arbeitsvorgangs eines Viertaktmotors wurde darauf hingewiesen, dass das Öffnen und Schließen von Ventilen dann erfolgt, wenn der Kolben seinen Totpunkt erreicht. Aufgrund der hohen Drehzahl der Kurbelwelle ist jedoch die Zeitspanne für die Ansaugung des brennbaren Gemisches und der Abgase kurz, das Befüllen und Reinigen der Zylinder ist schwierig.

Um die größte Leistung zu erzielen, ist es notwendig, die Zylinder bestmöglich mit dem brennbaren Gemisch zu füllen und von Verbrennungsprodukten zu reinigen. Dazu öffnet das Einlassventil, bevor der Kolben die Spitze erreicht. am Ende des Auspufftaktes, d.h. mit einem Vorlauf innerhalb von 10 ... 31° der Kurbelwellendrehung und schließt, nachdem der Kolben Bodenniveau erreicht hat. zu Beginn des Kompressionshubs, d.h. mit einer Verzögerung von 46 ... 83º.

Die Öffnungsdauer des Einlassventils beträgt 236 ... 294 ° Kurbelwellendrehung, was die Menge an brennbarem Gemisch oder Luft, die in die Zylinder gelangt, deutlich erhöht. Das Ansaugen von Gemisch oder Luft, bevor der Kolben die Spitze erreicht. am Ende des Auspuffhubs und nach b.m.t. Der Beginn des Kompressionshubs erfolgt aufgrund des Trägheitsdrucks im Ansaugkrümmer aufgrund häufig wiederholter Hübe in den Zylindern.

Das Auslassventil öffnet 50 ... 67° bevor der Kolben Bodenniveau erreicht. Am Ende des Hubs erfolgt die Verbrennung durch Expansion und schließt, nachdem der Kolben den oberen Totpunkt erreicht hat. Freigabehub um 10 ... 47º. Die Öffnungsdauer des Auslassventils beträgt 240 ... 294 ° Kurbelwellendrehung. Das Auslassventil öffnet früher, da der Druck am Ende des Expansionshubs niedrig ist und zur Reinigung der Zylinder verwendet wird.

Nachdem der Kolben den i.m.t. passiert hat. Aufgrund der Trägheit entweichen weiterhin Abgase.

Die Öffnungs- und Schließmomente der relativen Totpunktventile, ausgedrückt in Grad Kurbelwellendrehung, werden als Ventilsteuerzeiten bezeichnet.

Reis. 6 - Ventilsteuerung

Die Abbildung zeigt ein Ventilsteuerzeitendiagramm, das zeigt, dass es im Motor Momente gibt (am Ende des Auslasstakts und am Anfang des Einlasstakts), wenn beide Ventile geöffnet sind. Zu diesem Zeitpunkt werden die Zylinder mit einer frischen Ladung des brennbaren Gemisches oder mit Luft gespült, um sie besser von Verbrennungsprodukten zu reinigen. Dieser Zeitraum wird Ventilüberschneidung genannt.

Reis. 7

Fast alle Viertakt-Kolben-Verbrennungsmotoren verfügen über einen Gasverteilungsmechanismus auf Basis einer Nockenwelle. Lesen Sie im vorgeschlagenen Artikel alles über Nockenwellen, ihre vorhandenen Typen, Konstruktions- und Betriebsmerkmale sowie die richtige Auswahl und den richtigen Austausch von Wellen.

Motor (Motoren mit niedrigerer Wellenposition); Einbau in den Zylinderkopf (Motoren mit obenliegender Welle). Normalerweise gibt es in den unteren Wellen keine zusätzlichen Elemente; sie werden durch Ölnebel im Kurbelgehäuse und durch die Zufuhr von Öl unter Druck zu den Lagerzapfen durch die Buchsen geschmiert. Die oberen Wellen verfügen häufig über einen Längskanal und in den Stützzapfen sind Querbohrungen angebracht – dies gewährleistet die Schmierung der Zapfen durch Ölzufuhr unter Druck. Der Motor kann ein oder zwei Ventile haben, im ersten Fall sorgt eine Welle für den Antrieb aller Ventile, im zweiten Fall übernimmt nur eine Welle den Antrieb Einlassventile, der zweite - nur Abschlüsse. Dementsprechend entspricht bei einem gemeinsamen Ventil die Anzahl der Nocken der Anzahl aller Ventile, und bei jedem der einzelnen Ventile beträgt die Anzahl der Nocken die Hälfte der Gesamtanzahl der Ventile. Der Antrieb kann über einen Riemen, eine Kette oder ein Zahnrad erfolgen, das direkt mit dem Kurbelwellenrad verbunden ist. Heute am häufigsten verwendet

Aufbau und Funktionsprinzip der Nockenwelle

Ein Automotor ist ein komplexer Mechanismus, dessen wichtigstes Element die Nockenwelle ist, die Teil des Zahnriemens ist. Der normale Betrieb des Motors hängt weitgehend vom genauen und unterbrechungsfreien Betrieb der Nockenwelle ab.

Je nach Motorkonstruktion kann der Gasverteilungsmechanismus eine untere oder obere Ventilanordnung aufweisen. Heutzutage sind Zahnriemen mit hängenden Ventilen häufiger anzutreffen. Diese Konstruktion ermöglicht eine Beschleunigung und Erleichterung des Wartungsprozesses, einschließlich der Einstellung und Reparatur der Nockenwelle, für die Ersatzteile für die Nockenwelle erforderlich sind. Struktur der Nockenwelle Aus struktureller Sicht ist die Nockenwelle des Motors mit der Kurbelwelle verbunden, was durch das Vorhandensein einer Kette und eines Riemens gewährleistet wird. Die Nockenwellenkette oder der Nockenwellenriemen passt auf das Kurbelwellenritzel oder die Nockenwellenriemenscheibe. Eine Nockenwellenriemenscheibe wie ein geteiltes Zahnrad gilt als die praktischste und effektivste Option und wird daher häufig zum Tuning von Motoren verwendet, um deren Leistung zu steigern. Am Zylinderkopf befinden sich die Lager, in denen sich die Nockenwellenzapfen drehen. Wenn sich die Halsverschlüsse lösen

1 EINFÜHRUNG

Das Wachstum der Automobilflotte unseres Landes hat zur Entstehung einer Automobilreparaturindustrie geführt. Der Bedarf an Maschinenreparaturen entsteht mit ihrem Aussehen, daher gibt es menschliche Aktivitäten, die auf die Befriedigung dieses Bedarfs abzielen, schon seit es Maschinen gibt. Eine gut etablierte Reparaturproduktion ermöglicht es Ihnen, die Lebensdauer von Autos zu maximieren. Wenn ein Auto wegen Reparaturen stillsteht, erleidet das Unternehmen Verluste. Es ist notwendig, das Auto so schnell wie möglich auf die Linie zu bringen; dies ist nur mit schnellem und schnellem Fahren möglich Qualitätsreparaturen. Zur Durchführung solcher Reparaturen ist eine genaue Berechnung des Arbeitsablaufs, der Zeit und der Methoden zur Mängelbeseitigung erforderlich.

Immer mehr ATPs legen großen Wert auf die umfassende Organisation von Sanierungsarbeiten. Durch eine umfassende Restaurierung werden Reparaturzeit und Arbeitsintensität reduziert. Derzeit gibt es viele Autoreparaturbetriebe, die größere Reparaturen an Autos und deren Systemen und Baugruppen durchführen. Dadurch können wir eine höhere Zuverlässigkeit des Fahrzeugs im weiteren Betrieb gewährleisten und ein nach einer größeren Reparatur restauriertes Fahrzeug ist 30–40 % günstiger als die Kosten eines Neuwagens, was für ATP sehr wichtig ist. Viele Teile, die einer Restaurierung unterliegen, können repariert werden, sie können bei einem ATP mit spezieller technologischer Ausrüstung repariert werden, was das Unternehmen in kürzerer Zeit und zu geringeren Materialkosten kostet.

Um einen so großen Tätigkeitsbereich wie die Autoreparaturbranche effektiv zu verwalten, ist es notwendig, sich auf moderne wissenschaftliche Erkenntnisse zu verlassen und über einen gut organisierten Ingenieurdienst zu verfügen. Der Organisation von Autoreparaturen wird in unserem Land ständig große Aufmerksamkeit geschenkt. Dank der Entwicklung wirksame Methoden Die Wiederherstellung verschlissener Teile, die fortschrittliche Technologie der Demontage und Montage komplexer Arbeiten und die Einführung fortschrittlicherer technischer Mittel in der Reparaturproduktion haben die Voraussetzungen für eine Verlängerung der Lebensdauer von Autos nach größeren Reparaturen geschaffen, obwohl die Lebensdauer eines reparierten Autos derzeit 60-60 Jahre beträgt. 70 % der Lebensdauer neuer Autos, und die Reparaturkosten bleiben hoch.

2 TECHNOLOGISCHER TEIL

2.2 Betriebsbedingungen der Verteilung

Welle ZIL - 130

Während des Betriebs ist die Nockenwelle folgenden Belastungen ausgesetzt: periodische Belastungen durch Gasdruckkräfte und Massenträgheit, die in ihren Elementen eine Wechselbeanspruchung hervorrufen; Reibung von Zapfen an Lagerschalen; Reibung bei hohen spezifischen Drücken und Belastungen in Gegenwart von Schleifmitteln; dynamische Belastungen; Biegen und Verdrehen usw. Sie zeichnen sich durch folgende Verschleißarten aus: oxidativer und dauerfester, molekularmechanischer, korrosionsmechanischer und abrasiver Verschleiß. Sie sind durch folgende Phänomene gekennzeichnet: die Bildung von Produkten der chemischen Wechselwirkung von Metallen mit der Umgebung und die Zerstörung einzelner Mikrobereiche der Oberflächenschicht unter Materialtrennung; molekularer Anfall, Materialtransfer, Zerstörung möglicher Bindungen durch Herausreißen von Partikeln usw.

2.3 Auswahl rationeller Methoden zur Beseitigung von Teilefehlern

Defekt 1

Verschlissene Lagerzapfen werden auf eine der Reparaturgrößen geschliffen. Das Schleifen erfolgt auf einer Rundschleifmaschine. Aufgrund der Einfachheit des technologischen Prozesses und der verwendeten Ausrüstung; hohe Wirtschaftlichkeit; Aufrechterhaltung der Austauschbarkeit von Teilen innerhalb einer bestimmten Reparaturgröße.

Defekt 2

Wenn sich das Gewinde abnutzt, wird es durch Vibrations-Lichtbogenschweißen beseitigt, da eine leichte Erwärmung des Teils seine Wärmebehandlung, eine kleine Wärmeeinflusszone und eine relativ hohe Produktivität des Prozesses nicht beeinträchtigt.

Defekt 3

Wenn der Exzenter abgenutzt ist, wird er geschmolzen und anschließend auf einer Schleifmaschine geschliffen. Da: einfacher technologischer Prozess und Einsatz von Geräten; hohe Wirtschaftlichkeit; Aufrechterhaltung der Austauschbarkeit von Teilen innerhalb einer bestimmten Reparaturgröße.

2.4 Entwicklung technologischer Prozessdiagramme, Beseitigung jedes Fehlers in der Abteilung es gibt Details

Tabelle 1

Mängel

Methoden zur Teilereparatur

Nr. Operationen

Operationen

1. Schema

Galvanisch (Eisenbeschichtung)

Verschleiß der Lagerzapfen

Bügeln

Schleifen (Zapfen schleifen)

Polieren (Hälse polieren)

2. Schema

Drehen von Schrauben

Fadenverschleiß

M30x2

Auftauchen unter einer Flussmittelschicht

(abgenutzte Fäden abschneiden)

Drehen von Schrauben

(schleifen, fädeln)

3. Schema

Auftauchen (Schmelzen

Verschleiß der Keilnut

Auftauchen unter einer Flussmittelschicht

Rille)

Schraubendrehmaschine (schleifen)

Horizontales Fräsen

(Mühlennut)

4. Schema

Auftauchen

Exzentrisch abgenutzt

Auftauchen

(den Exzenter schmelzen lassen)

Schraubendrehmaschine (Drehexzenter)

Rundschleifen (Exzenterschleifen)

2.5 Plan der technologischen Abläufe mit der Auswahl von Geräten, Vorrichtungen und Werkzeugen

Nr. Artikel

Operationsname

Ausrüstung

Anpassungen

Werkzeug

Arbeitnehmer

Messen-

Telny

Galvanisch (Eisenbeschichtung)

Bügelbad

Aufhängung zum Bügeln

Isolierbürste

Bremssättel

Schleifen

(Schleifen Sie die Tagebücher

Bleipatrone

Schleifscheibe D=450

Mikrometer 25-50 mm

Polieren

(Polnische Hälse)

RundschleifmaschineZB151

Bleipatrone

Polierscheibe

Mikrometer 25-50 mm

Drehen von Schrauben (Gewindeschneiden)

Durchlaufschneider mit Einsatz I5K6

Bremssättel

Oberflächenbearbeitung (Oberflächenbearbeitung des Halses für den Faden)

Oberflächeninstallation

Schweißen

Naya pro-

Portage

Bremssättel

Drehen von Schrauben

(drehen, Faden abschneiden)

Schraubendrehmaschine 1K62

Bleifutter mit Spitzen

Durchlaufschneider mit Einsatz I5K6

Bremssättel

Begrenzung des Gewindes

Ring

Auftragen (Verschmelzen der Nut)

Oberflächeninstallation

Selbstzentrierendes Dreibackenfutter

Schweißen

Naya pro-

Portage

Drehen von Schrauben

(Schleifen)

Schraubendrehmaschine 1K62

Bleifutter mit Spitzen

Durchlaufschneider mit Einsatz I5K6

Bremssättel

Fräsen (Fräsen einer Nut)

Horizontal-

Fräsmaschine

6N82G

Halterung

yn Jack

Qilin-

driches-

Kaya-Cutter

Bremssättel

Oberflächenbearbeitung (exzentrische Oberflächenbearbeitung)

Oberflächeninstallation

Selbstzentrierendes Dreibackenfutter

Schweißen

Naya pro-

Portage

Bremssättel

Drehen von Schrauben

(den Exzenter schleifen)

Schraubendrehmaschine 1K62

Bleifutter mit Spitzen

Durchlaufschneider mit Einsatz I5K6

Bremssättel

Rundschleifen

(den Exzenter schleifen)

RundschleifmaschineZB151

Schleifscheibe D=150

Mikrometer 25-50 mm

2.6 Kurzbeschreibung der Ausrüstung

Schraubendrehmaschine 1K62

1 Abstand zwischen den Spitzen, mm 710, 1000, 1400

2 Größter Durchmesser zur Bearbeitung einer durch die Spindel laufenden Stange, mm 36

Oberhalb des Bremssattels 220

Über dem Bett 400

3 Spindelgeschwindigkeit pro Minute 12,5, 16, 20, 25, 31,5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000

4 Längsgänge des Bremssattels in mm pro 1 Spindelumdrehung 0,07, 0,074, 0,084, 0,097, 0,11, 0,12, 0,13, 0,14, 0,15, 0,17, 0,195, 0,21, 0,23, 0,26, 0,28, 0,3, 0,3 4, 0,39, 1,04, 1,21, 1,4, 1,56, 2,08, 2,42, 2, 8, 3,8, 4,16

5 Querschiebervorschübe 0,035, 0,037, 0,042, 0,048, 0,055, 0,065, 0,07, 0,074, 0,084, 0,097, 0,11, 0,12, 0,26, 0,28, 0,3, 1,04, 1,21, 1,0 4, 2,08, 3,48, 4,16

6 Elektromotorleistung 10 kW

7 Abmessungen Maschine, mm

Länge 2522, 2132, 2212

Breite 1166

Höhe 1324

8 Maschinengewicht 2080-2290 kg

Rundschleifmaschine

1 Der größte Durchmesser des Werkstücks beträgt 200 mm

2 Schleifscheibendurchmesser, mm 450-600

3 Maximale Tischbewegung 780 mm

4 Maximale seitliche Bewegung des Schleifscheibenspindelstocks 200 mm

5 Maximale Länge des Schleifprodukts 7500 mm

6 Hauptelektromotorleistung 7 kW

7 Drehzahl der Spindel des Schleifkopfes pro Minute 1080-1240

8 Spindelstockgeschwindigkeit pro Minute 75;150;300

9 Geschwindigkeitsbegrenzungen für Längstischwegmeter pro Minute 0/8$10

Horizontalfräsmaschine 6N82

1 Abmessungen der Arbeitsfläche des Tisches, in mm 1250x320

2 Maximale Tischbewegung, mm

Längs 700

quer 250

vertikal 420

3 Spindelumdrehungen pro Minute 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

4 Längs- und Quervorschub, U/min 19;23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950

5 Vertikalvorschübe entsprechen 1/3 der Längsvorschübe

6 Elektromotorleistung, kW

Spindel 7 gegeben

reduziertes Futter 2.2

7 Maschinenabmessungen in mm 2100 x 1740 x 1615

8 Maschinengewicht, kg - 3000

2.7 Installationsbasen auswählen

Defekt 1

Wenn die Lagerzapfen abgenutzt sind, dient die Montagebasis als Lagerzapfen für das Steuerzahnrad und als Zahnrad für das Gewinde.

Defekt 2

Wenn das Gewinde abgenutzt ist, dienen die Stützzapfen als Montagebasis.

Defekt 3

Wenn der Exzenter verschleißt, dient die Montagebasis als Lagerzapfen für das Steuerzahnrad und als Zahnrad für das Gewinde.

2.8 Berechnung der Schnittbedingungen und Zeitstandards

2.8.1 Galvanischer Betrieb

1) Wischen Sie das Teil mit einem Lappen ab;

2) Reinigen Sie die zu beschichtenden Oberflächen;

3) Montieren Sie die Teile an der Aufhängung

4) Isolieren Sie Bereiche, die nicht abgedeckt werden müssen

5) Entfetten Sie das Teil

6) Mit kaltem Wasser abspülen

7) Behandeln Sie die Anode mit einer 30 %igen Säurelösung

8) Unter fließendem kaltem Wasser waschen

9) In heißem Wasser waschen

10) Im Hauptbad hängen

11) Nehmen Sie ein Bad ohne Strom

12) Schalten Sie den Strom ein und erhöhen Sie die Stromdichte schrittweise

13) Tragen Sie eine Metallschicht auf

14) Entladen Sie das Teil aus dem Bad

15) Mit kaltem Wasser abspülen

16) Mit heißem Wasser abspülen

17) In Salzlösung neutralisieren

18) In heißem Wasser waschen

19)Trocken

20) Entfernen Sie das Teil von der Aufhängung

Hauptzeit:

Die überlappende Betriebszeit vor dem Laden der Teile in das Bad:

∑t op.n=2+0,4+0,4+0,5+10+10=23,3

Zeit, das Teil in das Hauptbad zu laden und aus dem Bad zu entladen t v.n:

a) Bewegungszeit des Arbeiters während der Arbeit 0,10 min

b) Zeit zum Bewegen einer Aufhängung 0,18

c) Be- und Entladen des Wagens 0,18

d) Zeit zum Laden der Teile in das Bad und zum Entladen 0,30

t v.n=0,1+0,18+0,18+0,30=0,76

Gesamtüberlappungszeit:

134,7+(0,76+23,3)=158,76

Überlappungszeit:

Teile reinigen und abwischen 0,4;0,28 Min

Montagezeit der Aufhängung 0,335 Min

Zeit zum Isolieren unbeschichteter Oberflächen 14,5 Min

14,5+0,4+0,28+0,335=15,5

Stückberechnungszeit

Zeit für die Instandhaltung des Arbeitsplatzes

t =23,3*0,18

Anzahl der Teile, die gleichzeitig in das Bad geladen werden

Anzahl der Bäder, die gleichzeitig von einem Mitarbeiter bedient werden

2.8.2 Rundschleifen

2) Schleifen Sie die Zeitschriften;

3) Entfernen Sie das Teil.

Bestimmen Sie die Bearbeitungsdrehzahl e meine Daten:

M/min, (10)

wo Cv ein konstanter Wert abhängig vom verarbeiteten Material,

Die Beschaffenheit der Scheibe und die Art des Schleifens;

D Durchmesser der behandelten Oberfläche, mm;

T Haltbarkeit der Schleifscheibe, mm;

T Schleiftiefe, mm;

β Koeffizient, der den Anteil der Schleifscheibenbreite bestimmt

K, m, x v, y v Exponenten.

M/min.

Bestimmen Sie die Drehzahl:

U/min, (11)

wo V D Schleifgeschwindigkeit, m/min;

π = 3,14;

D Durchmesser des Werkstücks, mm.

1000 4,95

n = = 105,09 U/min,

3,14 1,5

S = β B , mm/U, (12)

wo B Breite der Schleifscheibe, mm;

β Koeffizient, der den Anteil der Schliffbreite bestimmt

Kreis;

β = 0,25 (L1 S. 369 Tab. 4.3.90 - 4.3.91).

S = 0,25 · 1700 = 425 mm/U.

Bestimmen Sie die Hauptzeit:

t o = i K, min, (13)

n·S

wo L geschätzte Schleiflänge, min;

j - Das Ausmaß der Eindringtiefe des Fräsers und des Werkzeugaustritts, mm;

S Längsvorschub, mm/U;

K-Koeffizient abhängig von Schleifgenauigkeit und Scheibenverschleiß,

(L1 S. 370);

ich - Anzahl der Durchgänge.

L = l + B, mm, (14)

L = 1,5 + 1700 = 1701,5 mm

, (15)

Nehmen wir an: S = 0,425 m;

K = 1,4;

ich = 1.

Min.

t pcs = t o + t vu + t vp + t orm, min, (16)

wohin Hauptzeit, min;

t wu

t ch Nebenzeit, die mit dem Übergang verbunden ist, min.

Nehmen wir an: t vy = 0,25 min;

t VP = 0,25 min.

Min. (17)

Min. (18)

Min,

Min,

Min.

2.8.7 Schraubendrehmaschine

1) das Teil in das Antriebsfutter einbauen;

2) abgenutzte Fäden abschneiden;

3) Entfernen Sie das Teil.

Bestimmung der Eindringtiefe des Fräsers und des Werkzeugaustritts:

Y = y 1 + y 2 + y 3, mm, (55)

wo y 1 Eindringtiefe des Fräsers, mm;

U 2 Fräserüberlauf (2 - 3 mm);

U 3 Probespäne (2 - 3 mm) entnehmen.

Bestimmen Sie die Einschnittmenge des Fräsers:

Mm, (56)

wo t = 0,2 mm - Schnitttiefe;

φ – Vorderwinkel des Fräsers(φ = 45º).

Mm,

y = 0,2 + 3 + 3 = 6,2 mm.

Bestimmung der Schnittgeschwindigkeit:

mm/U, (57)

wo С v, x v, y v Koeffizienten abhängig von den Betriebsbedingungen;

K-Korrekturfaktor, der spezifisch charakterisiert

Arbeitsbedingungen;

S Fräservorschub (0,35 - 0,7 mm/U, L-1 S. 244 Tab. IV 3,52);

Per Maschine akzeptieren wir S = 0,5 mm/U;

C v = 141 (L-1 S. 345 Tab. IV 3,54);

x v = 0,18 (L-1 Seite 345 Tab. IV 3,54);

g v = 0,35 (L-1 Seite 345 Tab. IV 3,54);

K = 1,60 (L-1 Seite 345 Tab. IV 3.54).

mm/U.

Bestimmen Sie die Anzahl der Umdrehungen:

U/min, (58)

wo d Durchmesser der behandelten Oberfläche, mm.

U/min

Ermittlung der Hauptzeit für das Halsnuten:

Min. (59)

wo l = 18 mm, Länge der bearbeiteten Fläche;

У Fräser-Schnittwert, mm;

N Drehzahl;

S = 0,35 - 0,7 mm/U Fräservorschub (L-1 S. 244 Tab. IV 3,52);

Per Maschine akzeptieren wir S = 0,5 mm/U.

Wir akzeptieren den nächstgelegenen Reisepass n = 500 U/min.

Min.

Definition der Stückzeit:

t pcs = t o + t vu + t vp + t orm, min, (60)

wohin Hauptzeit, min;

t wu Nebenzeit für den Ein- und Ausbau von Teilen, min;

t ch mit dem Übergang verbundene Hilfszeit, min;

t wu IV 3,57);

t ch = 0,25 min (L-1 S. 347 Tab. IV 3.57).

Min. (61)

Min. (62)

Min,

Min,

Min.

2.9 Ermittlung der Stückrechenzeit

Min. (92)

wo t Stk Stückzeit, min;

T PZ Vorbereitungs- und Abschlusszeit, min;

Z Anzahl der Teile in der Charge.

Bestimmen Sie die Größe der Teile in der Charge:

ΣT pz

Z = , (93)

Σ t Stk. K

wobei ΣT pz - Gesamte Vorbereitungs- und Abschlusszeit für alle

Operationen, min;

Σ t Stk - Gesamtstückzeit für alle Vorgänge, min;

K-Serialisierungskoeffizient, 0,05.

2.10 Betriebskarte

Tabelle 5

Werkzeug

t Oper

min

m/min

um

Zu

min

U/min

t rein

min

Arbeitnehmer

Messung

Auftauchen

2. Schweißen Sie die Oberseiten der Nocke

3. Entfernen Sie das Teil

Schleifrad

Bremssättel

3,71

65,64

54,26

0,22

Schleifen

2. Schleifen Sie die Nocken

3. Entfernen Sie das Teil

Schleifrad

Heftklammern

4,95

105,09

10,67

0,25

0,25

Polieren

1. Bauen Sie das Teil in das Antriebsfutter ein.

2. Polieren Sie das Teil.

3. Entfernen Sie das Teil.

Schleifband

Heftklammern

0,49

104,03

0,53

0,25

0,25

Schleifen

1. Bauen Sie das Teil in das Antriebsfutter ein

2. Schleifen Sie die Zeitschriften

3. Entfernen Sie das Teil

Schleifrad

Heftklammern

14,48

85,40

13,53

0,25

0,25

Auftauchen

1. Platzieren Sie das Teil auf dem Zapfen unter dem Steuerzahnrad und das Zahnrad unter dem Gewinde

2. Schweißen Sie die Hälse

3. Entfernen Sie das Teil

_____

Bremssättel

3,71

21,88

56,26

0,22

Schleifen unter Reparaturgröße

1. Bauen Sie das Teil in das Antriebsfutter ein

2. 4 Zapfen auf Reparaturmaß schleifen

3. Entfernen Sie das Teil

Schleifrad

Heftklammern

6,897

4,02

23,09

1,73

0,25

0,25

Fortsetzung von Tabelle 5

Drehen

1. Bauen Sie das Teil in das Antriebsfutter ein

2. Abgenutzte Fäden abschneiden

3. Entfernen Sie das Teil

Durchlaufschneider mit Einsatz

Bremssättel

38,076

505,25

0,25

0,25

Auftauchen

1. Montieren Sie das Teil in das Gerät zur Befestigung der Stützzapfen

2. Schweißen Sie den Hals für das Gewinde

3. Entfernen Sie das Teil

______

Bremssättel

3,71

50,71

56,26

0,22

Drehen

1. Bauen Sie das Teil in das Antriebsfutter ein

2. Schleifen Sie den Hals und schneiden Sie den Faden ab

3. Entfernen Sie das Teil

Durchlauf-Geradschneider mit Einsatz

Bremssättel

41,846

555,28

0,25

0,25

Mahlen

1. Installieren Sie das Teil in einer Halterung oder einem Wagenheber

2. Fräsen Sie die Fläche

3. Entfernen Sie das Teil

Zylindrischer Fräser

Bremssättel

12,7

0,57

0,25

0,25

Schlosser

1. Legen Sie das Teil in einen Schraubstock

2. Führen Sie den Thread aus

3. Entfernen Sie das Teil

Sterben

Gewindering

0,014

3 DESIGNTEIL

3.1 Beschreibung des Gerätes und Bedienung des Gerätesüber Ideen

Das Gerät dient zum Festklemmen der Nockenwelle ZMZ-Motor 402.10

Das Spannfutter ist ein Spannfutter mit Nockenantrieb. Das Spannfutter besteht aus einer am Flansch der Maschinenspindel befestigten Scheibe 8, einem schwimmenden Schieber 7, zwei auf Fingern 4 sitzenden Nocken 2, die in die Löcher des schwebenden Schiebers gedrückt werden, Ringen 12 und 18 , Kugeln 13, Buchsen 15, Federn 1 und 17 , Streifen 24, die den Schieber vor dem Herausfallen schützen, Abdeckung 10, Gehäuse 11, Riegel 26 und andere Befestigungselemente.

Um die zu bearbeitende Welle in der Mitte zu installieren, muss das Gehäuse 11 gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, bis die Verriegelung 26 in die Nut des Rings 18 eindringt. In diesem Fall

Die Nocken 2 werden in die äußerste Position gedreht, in der die Welle installiert ist.

Beim Einschalten der Maschine kommt der Riegel 26 aus der Nut des Rings 18 heraus und zu diesem Zeitpunkt dreht sich unter der Wirkung der Feder 1 das Gehäuse 11 im Uhrzeigersinn und mit ihm der Deckel 10, der Ring 12 und die Nocken 2, die gegen das Werkstück gedrückt werden. Unter dem Einfluss des Moments der Schnittkräfte wird das Teil durch die Reibungskraft der an seine Oberfläche gedrückten Nocken erfasst. Mit steigendem Drehmoment erhöht sich automatisch auch die Spannkraft.

Zur Sicherung von Wellen mit einem Durchmesser von 20 bis 160 mm werden vier Nockensätze verwendet.

Eine Patrone dieser Bauart wurde erfolgreich eingesetzt Maschinenbaubetriebe Tschechoslowakei.

ABSCHLUSS

Während ich ein Kursprojekt abschloss, lernte ich, rationale Wege zur Fehlerbeseitigung zu wählen.

Die Methoden und Methoden, die ich bei den Berechnungen verwendet habe, sind nicht arbeitsintensiv und kostengünstig, was für die Wirtschaftlichkeit eines Autoreparaturunternehmens wichtig ist.

Diese Mängel können in kleinen Betrieben behoben werden, in denen es Dreh-, Schleif- und Verzinkungsbetriebe sowie die erforderlichen Fachkräfte gibt.

Ich habe auch gelernt, Literatur zu nutzen und bestimmte Formen zur Berechnung von Schnittbedingungen und Zeitstandards auszuwählen.

Ich habe gelernt, eine Betriebskarte zu erstellen, habe gelernt, was Grundzeit, Vorbereitungs- und Endzeit, Zeit für den Ein- und Ausbau eines Teils, Zeit für Übergänge, Organisations- und Akkordzeit sind.

Ich habe den Aufbau und die Bedienung des Gerätes kennengelernt, mich damit vertraut gemacht kurze Beschreibung Ausrüstung, lernte, wie man sie auswählt, um Mängel zu beseitigen.

Ich habe auch gelernt, Prozessablaufdiagramme zu entwickeln und einen Plan für technologische Abläufe mit der Auswahl der erforderlichen Geräte, Vorrichtungen und Werkzeuge zu erstellen.

Liste der verwendeten Literatur

1 Alexandrov V.A. „Randformer’s Handbook“ M.: Transport, 1997 450 S.

2 Vanchukevich V.D. „Grinder's Handbook“ M.: Transport, 1982 480 S.

3 Karagodin V.I. „Reparatur von Autos und Motoren“ M.: „Masterstvo“, 2001 496 S.

4 Klebanov B.V., Kuzmin V.G., Maslov V.I. „Autoreparatur“ M.: Transport, 1974 328 S.

5 Malyshev G.A. „Handbuch des Autoreparatur-Produktionstechnologen“ M.: Transport, 1997 432 S.

6 Molodkin V.P. „Verzeichnis eines jungen Drehers“ M.: „Moskauer Arbeiter“, 1978 160 S.

7 „Richtlinien für Kursgestaltung» Teil 2. Gorki 1988 120p.

Strukturelle und technologische Eigenschaften des Teils

Nockenwelle Automotor ist einer der kritischen Teile. Der Zustand der Hauptarbeitsflächen der Welle bestimmt den Betrieb des gesamten Motors. Die Hauptmängel der Motornockenwellen sind:

1. Verschleiß der Nockenwellenzapfen;

2. Verschleiß der Nocken in der Höhe;

3. Ändern des Nockenprofils;

4. Wellenbiegung.

Alle aufgeführten Nockenwellendefekte verursachen Klopfen im Ventilmechanismus, eine Verringerung der Motorleistung und eine Vergrößerung des Lagerspiels führen auch zu einem Abfall des Öldrucks im Schmiersystem. Der Betrieb des Ventilverteilungsmechanismus wird theoretisch durch einen Parameter namens „Abschnittszeit“ beurteilt und ist durch die Fläche gekennzeichnet, die durch die Kurve der zeitlichen Änderung der Ventilhubhöhe begrenzt wird.

Abbildung 5 zeigt die Kurven zur Änderung der Fläche des Ventilverteilungsmechanismus. Schattierte Zonen: Die untere Zone kennzeichnet die Flächenverringerung infolge der Abnutzung der Nocke entlang des Profils.

Eine Verringerung der „Durchschnittszeit“ des Ventils aufgrund des Verschleißes dieser zugehörigen Teile führt zu einer Verkürzung der Füllzeit der Zylinder und einem Rückgang der Motorleistung.

Reis. 5. Veränderung im Bereich „Zeitabschnitt“ beim Tragen

Ventilmechanismus

Die Wiederherstellung der Ventilhubhöhe auf normales Maß erfolgt durch Nachschleifen des Nockens entlang des gesamten Profils und ist damit begründet, dass, wenn vom Nocken rundum die gleiche Metallschicht (im Verhältnis zum unverschlissenen Nocken) entfernt wird, die Der Ventilhub und die Zeitpunkte des Öffnens und Schließens des Ventils ändern sich nicht. Sie müssen lediglich den Spalt zwischen Ventil und Drücker auf einen normalen Wert bringen (Abb. 6).

Reis. 6. Nockenwellennocken, auf Reparaturmaß geschliffen

mit Profilspeicherung

Strukturmaße und technische Spezifikationen zur Herstellung und Reparatur der Nockenwelle des ZIL-130-Autos sind im Anhang aufgeführt. 3.

Zweck der Arbeit:

1. Untersuchen Sie mögliche Arten von Nockenwellendefekten gemäß den technischen Spezifikationen. Bedingungen für die Inspektion, Sortierung und Identifizierung vorhandener Mängel am kontrollierten Schacht;

2. Untersuchen Sie die Art und das Ausmaß des Verschleißes an den Nockenwellen.

3. Erwerben Sie Kenntnisse im Umgang mit speziellen Geräten und Werkzeugen zur Messung von Wellennocken.

1. Äußere Inspektion der Nockenwelle;

2. Vermessung aller Nocken in 2 Zonen mit Ermittlung des Nockenverschleißes in der Höhe;

3. Bestimmung der Nockenwellenauslenkung;

4. Messen der Nockenwellenzapfen;

5. Konstruktion des Profils einer Nocke.

Ausrüstung, Geräte, Werkzeuge:

1. Werkbank zum Einbau der Nockenwelle;

2. Vorrichtung zum Messen von Nockenelementen;

3. Werkzeuge:

a) Mikrometer 25-50, 50-75 mm;

b) Indikator mit konstanter Genauigkeit von 0,01 mm;

c) dreieckiger Schaber.

4.Technische Bedingungen für die Kontrolle und Sortierung von Teilen bei größeren Reparaturen.

Forschungsgegenstände

Motornockenwellen: GAZ-51, ZIL-130, M-21, YaMZ-236 (YaMZ-238) usw.

Arbeitsauftrag:

1. Führen Sie eine Außenprüfung der Nockenwelle durch und dokumentieren Sie die Prüfergebnisse im Protokoll.

2. Die äußere Inspektion zeigt folgende Wellenfehler:

a) Späne an Zapfen, Zahnrädern und Nocken;

b) Risse verschiedene Größen und Standort;

c) lokale Abnutzung, Abnutzung und Risiken;

d) Gewindeausfall und -verstopfung, Verschleiß, Beschädigung der Keilnut usw.

Die Messungen stellen fest:

a) Verschleiß der Lagerzapfen;

b) Verschleiß der Nocken in der Höhe;

c) Wellendurchbiegung.

3. Konfigurieren Sie das Messgerät.

4. Nehmen Sie Messungen im in dieser Anleitung vorgesehenen Umfang vor.

5. Basierend auf den Ergebnissen externer Inspektionen und Messungen der Nockenwelle gemäß den technischen Spezifikationen. Bedingungen für die Kontrollsortierung werden einer von 3 Kategorien zugeordnet: a) geeignet, b) ungeeignet, c) reparaturbedürftig.

6. Geben Sie die Messergebnisse in das Berichtsformular ein und erstellen Sie eine Stößelhubkurve für die neue und geänderte Nocke.

7. Erstellen Sie einen Bericht und ziehen Sie eine Schlussfolgerung über die Arbeit.

8. Übergeben Sie den Arbeitsplatz an den Laborassistenten.

Bestimmung der Reparaturgröße von Nockenwellenzapfen

Reparaturgröße: D r = D z - Z,

wobei D r die nächstgelegene erforderliche Reparaturgröße des Wellenzapfens ist, mm;

Dz – gemessener Durchmesser des Wellenzapfens, mm;

Z – Bearbeitungszugabe (pro Durchmesser).

Schleifzugabe

wobei Z  ein Aufmaß ist, das den ungleichmäßigen Verschleiß der Lagerzapfen berücksichtigt, Z  = 0,06 mm;

f – nicht einstellbare Wellenauslenkung (gemäß Spezifikation zulässig, f = 0,05 mm;

Z h – Zuschlag unter Berücksichtigung der Tiefe der Markierungen an den Hälsen (Tiefe der beschädigten Schicht Z h = 0,08 mm);

 in – Fehler bei der Positionierung und Sicherung der Welle beim Schleifen ( in = 0,02 mm).

Anleitung zur Durchführung der Arbeiten:

1. Bestimmung des Verschleißes der Lagerzapfen.

Um den Verschleiß der Wellenlagerzapfen zu bestimmen, ist es notwendig, jeden Wellenzapfen in 2 Ebenen 1 – 1 (1. Riemen) und 2 – 2 (2. Riemen) im Abstand von 5 mm von den Kanten der Lagerzapfen zu messen (Abb. 2.7).

Bei jedem Riemen werden die Stützzapfen in zwei zueinander senkrechten Ebenen A – A, parallel zur Ebene der Keilnut, und Ebene B – B, senkrecht zur Ebene, die durch die Keilnut verläuft, gemessen.

Bei der Messung von Zapfen sollte die Nockenwelle auf Prismen oder Spitzen montiert werden.

2. Bestimmung des Nockenverschleißes anhand der Höhe.

Um den Nockenverschleiß in der Höhe zu bestimmen, müssen Sie:

a) Messen Sie jede Nocke in 2 Ebenen (Abb. 7);

b) Vergleichen Sie die Ergebnisse der Höhenmessungen mit der Nennhöhe der neuen Nocke und bestimmen Sie den Verschleiß der Nocken in der Höhe.

c) eine Stellungnahme zur Möglichkeit eines weiteren Betriebs der Nockenwellennocken ohne Reparatur abzugeben, basierend auf dem gemäß den technischen Spezifikationen zulässigen Verschleiß. Bedingungen festlegen oder eine Methode zur Wiederherstellung der Nockenwerte auf ihren Nennwert vorschreiben.

Reis. 7. Nockenwellenmessdiagramm

Bestimmung der Wellendurchbiegung.

Zur Ermittlung der Wellenauslenkung wird die Nockenwelle mittig eingebaut:

a) Bringen Sie den Messstab des Anzeigekopfes abwechselnd an den Mittelhals (bei symmetrischer Schaftanordnung);

b) Stellen Sie den Stab des Anzeigekopfes auf eine Position, in der der kleine Pfeil eine Abweichung von 1 - 2 mm anzeigt, und bringen Sie den Nullpunkt der beweglichen Skala auf den großen Pfeil.

c) die Nockenwelle entlang der zu messenden Nocke relativ zum Messgerät ausrichten,

d) Stellen Sie die Nocke auf die maximale Hubposition, die durch den kleinen Pfeil beim Drehen der Nockenwelle bestimmt wird.

e) Drehen Sie die Welle um 90 ° in eine beliebige Richtung und stellen Sie den Zeigerpfeil auf Null.

f) Drehen Sie die Welle und notieren Sie alle 10° des Drehwinkels die Höhe des Nockenhubs gemäß den Anzeigewerten. Der maximale Hub der Nocke muss einem Drehwinkel von 90° vom Referenzpunkt entsprechen,

g) Konstruieren Sie auf der Grundlage von Messdaten und tabellarischen Daten (für eine neue Nocke siehe Poster) Hubkurven für die Nocke (neu und geändert).

Referenzdaten sind in Anhang 2 dargestellt.

Sicherheitsfragen

    Nennen Sie die wichtigsten Strukturelemente der Nockenwelle und ihre Mängel?

    Welche Parameter charakterisieren den Zustand der Nockenwellenlagerzapfen und Nocken?

    Wie ermittelt man die größte Halsgröße, nach der die Reparaturgrößenkategorie zugeordnet wird?

    Wie prüfe ich die Nockenwelle auf Durchbiegung?

    In welcher Reihenfolge wird die Mikrometerschraube auf „0“ gestellt?

    Wie prüfe ich das Nockenprofil der Nockenwelle?



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