Технология ремонта машин
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Технология машиностроения
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2020
Кол-во страниц: 352
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-0422-8
Артикул: 744305.02.99
Изложены материалы по теоретическим основам ремонта машин, рассмотрены производственные и технологические процессы ремонта машин, технологические процессы восстановления деталей, ремонта типовых агрегатов и сборочных единиц, технико-экономические показатели и управление качеством ремонта.
Предназначено для студентов агроинженерных специальностей, аспирантов, слушателей факультетов повышения квалификации, специалистов предприятий, работающих в области технического сервиса.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.02: Технологические машины и оборудование
- 35.03.06: Агроинженерия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
М. И. Чеботарёв, И. В. Масиенко, Е. А. Шапиро ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА МАШИН Под редакцией доктора технических наук, профессора М. И. Чеботарева Допущено Департаментом научно-технологической политики и образования Министерства сельского хозяйства РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 35.03.06 – «Агроинженерия», профиль «Технические системы в агробизнесе»; 23.05.01 – «Наземные транспортно-технологические средства», профиль «Технические средства агропромышленного комплекса» Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2020
УДК 631.3 ББК 30.83 Ч-34 Р е ц е н з е н т ы: канд. техн. наук, директор филиала ООО «АСТ» А. Л. Мечкало; директор Краснодарского отделения ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» А. Г. Черноиванов Чеботарёв, М. И. Ч-34 Технология ремонта машин : учебное пособие / М. И. Чеботарёв, И. В. Масиенко, Е. А. Шапиро ; под ред. М. И. Чеботарёва. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2020. - 352 с. ISBN 978-5-9729-0422-8 Изложены материалы по теоретическим основам ремонта машин, рассмотрены производственные и технологические процессы ремонта машин, технологические процессы восстановления деталей, ремонта типовых агрегатов и сборочных единиц, технико-экономические показатели и управление качеством ремонта. Предназначено для студентов агроинженерных специальностей, аспирантов, слушателей факультетов повышения квалификации, специалистов предприятий, работающих в области технического сервиса. УДК 631.3 ББК 30.83 ISBN 978-5-9729-0422-8 М. И. Чеботарёв, И. В. Масиенко, Е. А. Шапиро, 2020 Издательство «Инфра-Инженерия», 2020 Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2020
СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ .......................................................................................................... 7 ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕМОНТА МАШИН .................. 12 1.1. Жизненный цикл машин ....................................................................... 12 1.2. Эксплуатационный цикл машин ........................................................... 14 1.3. Потребительная стоимость машин ....................................................... 16 1.4. Старение машин ..................................................................................... 18 ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА МАШИН .................................................. 21 2.1. Производственный и технологический процессы ремонта машин .... 21 2.1.1. Основные понятия и определения технологии ремонта машин ................................................................. 21 2.1.2. Производственный процесс ремонта машин ........................... 24 2.1.3. Технологический процесс ремонта машин .............................. 29 2.1.4. Вспомогательный процесс ......................................................... 31 2.1.5. Отличие технологического процесса ремонта машин от процесса их изготовления ............................................................... 31 2.1.6. Технологическая документация на ремонт машин ................. 32 2.2. Подготовка машин к ремонту и очистка объектов ремонта .............. 33 2.2.1. Подготовка машин к ремонту .................................................... 33 2.2.2. Требования на приёмку машин в ремонт ................................. 34 2.2.3. Предремонтное диагностирование машин ............................... 34 2.2.4. Виды и характеристика загрязнений ........................................ 35 2.2.5. Классификация способов очистки ........................................... 36 2.2.6. Характеристика моющих средств ............................................ 37 2.2.7. Регенерация моющих средств.................................................... 38 2.3. Разборка машин и агрегатов ................................................................. 40 2.3.1. Общие понятия и определения .................................................. 40 2.3.2. Последовательность разборки машин ...................................... 40 2.3.3. Технологическое оборудование, инструмент и приспособление для разборки машин ............................................. 42 2.3.4. Особенности разборки и сборки машин в ЦРМ и СРП .......... 44 2.4. Дефектация деталей ............................................................................... 45 2.4.1. Общие положения ....................................................................... 45 2.4.2. Способы и средства контроля геометрических параметров деталей .................................................. 47 2.4.3. Проверка физико-механических свойств материала деталей ................................................................... 49 2.4.4. Способы выявления несплошности материала деталей ......... 49 2.5. Комплектование и балансировка деталей и сборочных единиц ....... 53 2.5.1. Сущность и задачи комплектования деталей........................... 53 2.5.2. Способы комплектования деталей ............................................ 54 2.5.3. Назначение балансировки деталей ............................................ 57 ϯ
2.5.4. Статическая балансировка ......................................................... 57 2.5.5. Динамическая балансировка ...................................................... 58 2.6. Сборка, обкатка и испытание объектов ремонта ................................ 60 2.6.1. Общие требования сборки ......................................................... 60 2.6.2. Способы сопряжения деталей .................................................... 60 2.6.3. Сборка соединений ..................................................................... 61 2.6.4. Основные понятия и назначение обкатки и испытания объектов ремонта ............................................................ 64 2.6.5. Обкатка и испытание объектов ремонта .................................. 65 2.7. Окраска агрегатов и машин .................................................................. 68 2.7.1. Общие сведения о лакокрасочных материалах и покрытиях ...................................................................... 68 2.7.2. Технологический процесс окраски машин ............................... 70 2.7.3. Контроль качества лакокрасочных покрытий ......................... 75 ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ .................................................................................... 78 3.1. Общие сведения...................................................................................... 78 3.1.1. Значение восстановления деталей ............................................. 78 3.1.2. Основные понятия и определения ............................................. 78 3.1.3. Характерные неисправности деталей ....................................... 80 3.1.4. Классификация способов восстановления деталей ................. 85 3.2. Проектирование технологических процессов восстановления деталей ................................................................................ 89 3.2.1. Классификация технологий восстановления деталей ............. 89 3.2.2. Разработка технологической документации на восстановление деталей ................................................................... 90 3.2.3. Техническое нормирование ....................................................... 93 3.2.4. Выбор рационального способа восстановления деталей ........ 95 3.3. Слесарно-механическая обработка ...................................................... 98 3.3.1. Восстановление посадок регулировкой .................................... 98 3.3.2. Перестановка деталей в другое положение .............................. 99 3.3.3. Обработка под ремонтный размер .......................................... 100 3.3.4. Постановка дополнительной ремонтной детали ................... 101 3.4. Особенности механической обработки при восстановлении деталей ...................................................................... 102 3.4.1. Особенности механической обработки .................................. 102 3.4.2. Выбор установочных баз .......................................................... 103 3.4.3. Выбор инструмента для обработки ......................................... 105 3.5. Восстановление деталей пластическим деформированием ............ 105 3.5.1. Характеристика способа восстановления ............................... 105 3.5.2. Виды обработки деталей .......................................................... 106 3.5.3. Электромеханическая обработка (ЭМО) ................................ 111 3.5.4. Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием ...................................................... 114 ϰ
3.6. Ручная сварка и наплавка .................................................................... 118 3.6.1. Основные понятия сварки и наплавки .................................... 118 3.6.2. Дуговая сварка и наплавка ....................................................... 119 3.6.3. Газовая сварка ........................................................................... 124 3.6.4. Сварка деталей из чугуна ......................................................... 125 3.6.5. Сварка деталей из алюминия и его сплавов ........................... 127 3.7. Механизированная сварка и наплавка ............................................... 128 3.7.1. Дуговые способы сварки и наплавки ...................................... 128 3.7.2. Бездуговые способы наплавки ................................................. 136 3.8 .Восстановление деталей полимерными материалами ..................... 144 3.8.1. Общие сведения ........................................................................ 144 3.8.2. Основные полимерные материалы и область их применения .................................................................... 145 3.8.3. Способы и технология применения полимерных материалов ..................................................................... 145 3.8.4. Использование герметиков и жидких прокладок .................. 150 3.9. Газотермические способы восстановления деталей ........................ 152 3.9.1. Основные определения ............................................................. 152 3.9.2. Дуговая металлизация .............................................................. 153 3.9.3. Плазменная металлизация ....................................................... 154 3.9.4. Газовая металлизация ............................................................... 156 3.9.5. Требования к поверхностям деталей при газотермических способах восстановления .............................. 158 3.9.6. Контроль качества покрытия ................................................... 158 3.9.7. Достоинства и недостатки газотермических способов ......... 159 3.10. Восстановление деталей гальваническим покрытием .................. 160 3.10.1. Основные понятия и определения ......................................... 161 3.10.2. Технология нанесения гальванических покрытий .............. 163 3.10.3. Способы нанесения гальванических покрытий ................... 166 3.10.4. Преимущества способа ........................................................... 167 3.11. Восстановление деталей химико-термической обработкой .......... 167 3.11.1. Общие сведения ...................................................................... 167 3.11.2. Процессы диффузионного насыщения ................................. 168 3.12. Другие способы восстановления деталей ........................................ 170 3.12.1. Восстановление деталей заливкой жидким металлом ........ 170 3.12.2. Восстановление деталей наплавкой намораживанием ....... 171 3.12.3. Сварка трением ....................................................................... 172 3.12.4. Электрохимическая обработка .............................................. 172 3.12.5. Электроэрозионный способ ................................................... 173 ГЛАВА 4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТИПОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ И РЕМОНТ СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ .............. 175 4.1. Восстановление типовых поверхностей деталей ................................ 175 4.2. Ремонт типовых агрегатов и сборочных единиц ................................ 189 4.2.1. Ремонт двигателей .................................................................... 189 ϱ
4.2.2. Ремонт турбокомпрессора ........................................................ 227 4.2.3. Ремонт топливной аппаратуры дизелей ................................. 230 4.2.4. Ремонт сборочных единиц смазочной системы и системы охлаждения ........................................................................ 238 4.2.5. Восстановление зубчатых колёс .............................................. 244 4.2.6. Ремонт трансмиссии ................................................................. 248 4.2.7. Ремонт ходовой части гусеничных тракторов ....................... 257 4.2.8. Ремонт ходовой части колёсных тракторов и автомобилей ................................................................... 260 4.2.9. Ремонт гидроприводов сельхозтехники ................................. 262 ГЛАВА 5. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ, СОЕДИНЕНИЙ И МАШИНЫ В ЦЕЛОМ ........................................................... 273 5.1. Основные понятия, термины и определения ..................................... 273 5.2. Трение и изнашивание ......................................................................... 275 5.3. Смазывание и смазочные материалы ................................................. 282 5.4. Самоорганизация и «эффект безызносности» .................................. 290 5.5. Применение новых техпроцессов ремонта на практике .................. 292 5.5.1. Металлоплакирующие композиции ........................................ 293 5.5.2. Полимерсодержащие материалы ............................................. 294 5.5.3. Металлокерамические материалы ........................................... 294 5.5.4. Кондиционеры металла ............................................................ 296 5.5.5. Слоистые модификаторы ......................................................... 297 ГЛАВА 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РЕМОНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА ....................................................................... 302 6.1. Основные и оборотные фонды предприятия .................................... 302 6.2. Затраты ремонтной мастерской .......................................................... 303 6.3. Расчёт технико-экономических показателей ремонтного производства ........................................................................... 306 6.4. Анализ производственной деятельности ремонтного предприятия и оценка его эффективности ............................................... 317 6.5. Учет и отчетность ................................................................................ 320 ГЛАВА 7. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ РЕМОНТА МАШИН ...................... 323 7.1. Показатели качества новой и отремонтированной техники ............ 323 7.2. Управление качеством продукции на ремонтных предприятиях ... 327 7.3. Технический контроль качества продукции ..................................... 332 7.4. Обеспечение стабильности качества продукции .............................. 335 7.5. Контроль и система формирования качества ремонта и технического обслуживания машин в ремонтной мастерской ........... 339 7.6. Методы оценки уровня качества отремонтированных машин в ремонтной мастерской ............................................................................. 342 ЛИТЕРАТУРА ......................................................................................................... 348 ϲ
ПРЕДИСЛОВИЕ Ремонт машин, как производственный процесс восстановления утраченной ими работоспособности, возник одновременно с появлением машин. Первые тракторы, работавшие на полях России, и автомобили были закуплены за рубежом. Их техническое обслуживание и ремонт проводили механики зарубежных фирм. Первые мастерские по ремонту автомобилей появились в начале прошлого века. Многие из них, сначала занимались ремонтом велосипедов и конных экипажей, позже взялись за ремонт автомобильных кузовов. Журнал «Автолюбитель» (1903 г.) в справочном листе «Полезные адреса» привёл перечень мастерских и торговых организаций, в которых можно было отремонтировать автомобили, двигатели, кузова, шины, аккумуляторы, приобрести бензин, масло, лаки, краски, запасные части, заказать изготовление деталей, включая чугунные и медные отливки. Большинство мастерских, располагая необходимым станочным и литейным оборудованием, могли отремонтировать автомобили любой марки. Большей частью ремонт заключался в замене или восстановлении сломанных или испорченных неумелой эксплуатацией деталей. В мастерских и гаражах в 19111916 гг. уже использовалось оборудование сокращающее сроки технического обслуживания (ТО) и ремонта и повышающее качество выполняемых работ. Мастерские и гаражи оборудовались поворотными кругами для постановки автомобилей на место хранения и посты ремонта, стационарными и передвижными компрессорами для накачки шин, насосами для заливки топлива и масел, динамометрами для определения мощности двигателей, устройствами для зарядки аккумуляторных батарей, стал использоваться пневматический инструмент отечественного производства. Начало авторемонтного производства относится к 1921 году, когда в Москве на Миусской площади был построен авторемонтный завод Наркомпрода для ремонта автомобилей иностранных марок. О ремонте тракторов и сельскохозяйственных машин, как о системе мероприятий, стало возможным говорить лишь после того как в 1925 году на XIV съезде Коммунистической партии было принято решение о превращении нашей страны из аграрной в индустриальную. С этого времени дело технического обслуживания и ремонта тракторов и сельскохозяйственных машин прошло ряд организационных этапов. Первому этапу соответствует период до 1929 года, когда в нашей стране использовался, по существу, один тип тракторов массового производства, изготавливавшийся на заводе «Красный Путиловец» с 1924 г. марки ФП «Фордзон-Путиловец», а также первые отечественные автомобили, выпущенные в Москве на заводе АМО (1924 г.). Ремонтные мастерские сельского хозяйства были обеспечены несложным специализированным оборудованием, пригодным для ремонта только одного типа трактора. 7
Второму этапу соответствует период до 1934 г. За эти годы были построены заводы-гиганты автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения. Сельское хозяйство получило огромный, измеряемый тысячами, парк машин. Это был самый трудный этап в развитии технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве. Для решения проблем технического обслуживания и ремонта машин, используемых в сельском хозяйстве, во Всесоюзном научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства (ВИМ), в декабре 1930 года была создана группа ремонта машин первое научно-исследовательское подразделение в России, начавшее разработку технологии ремонта машин. В 1932 году группа была преобразована в лабораторию в составе Д. А. Клепикова, Л. Р. Либермана, С. А. Петрова, А. И. Селиванова, Л. Г. Ливишуа, М. А. Лапицкого, Б. С. Ферберга, П. Г. Макарьева, в которой начались конструкторские разработки по созданию ремонтно-технологического оборудования, приспособлений, оснастки, приборов и инструмента. Именно здесь были разработаны первые отечественные комплекты оборудования и оснастки для ремонтных мастерских сельского хозяйства. Главным итогом работы ВИМа, по проблемам обеспечения готовности техники в этот период, было создание планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта тракторов и сельскохозяйственных машин (ППС). Были обоснованы периодичность и содержание отдельных видов обслуживаний, нормативы трудоёмкости, потребности в запасных частях и материалах. Планово-предупредительная система, несомненно, сыграла большую положительную роль в создании необходимой технической документации, воспитании механизаторских кадров, налаживании работы ремонтных мастерских и полевых служб обеспечения готовности машин, а также в организации высокопроизводительного использования техники. Следующий этап, начиная с 1934 года, характерен возникновением и последующим развитием движения передовиков-новаторов во всех областях народного хозяйства страны, в том числе и в области ремонта и технического обслуживания машин. В 1934 году специальной комиссией Наркомзема СССР была разработана классификация видов ремонта, а в 1936 году были разработаны и утверждены краткие технические условия на ремонт тракторов и сельскохозяйственных машин. В России, в этот период, не существовало общего для всех ремонтников «Положения по обслуживанию и ремонту машин». Отсутствие диагностических приборов создавало трудности с использованием рабочих средней квалификации. В большинстве мастерских имелись один-два знающих мастера, которые ставили диагноз машине, давали указания и советы своим помощникам. Но всё это не было достаточно полноценным техническим условием на ремонт тракторов и других машин. Долгое время заботы о ремонте машин лежали на персонале, эксплуатирующем машины в поле. Мастерские придерживались инструкций заводов-изготовителей, поэтому преобладал в основном метод, вы8
полнения технического обслуживания и ремонта, рекомендованный предприятием-изготовителем. Другой, ещё более крупной работой по ремонту и обслуживанию техники было создание в послевоенные годы (1949-1952 гг.) лабораторией ВИМа и специалистами других научно-исследовательских организаций типовой технологии ремонта тракторов и комбайнов с необходимым, для выполнения отдельных операций, оборудованием и приспособлениями. Большая роль в развитии и становлении ремонтного производства принадлежит Государственному научно-исследовательскому технологическому институту ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГосНИТИ), организованному в 1953 году на базе лаборатории ремонта и эксплуатации тракторов и автомобилей ВИМа и Перовского механического завода. Институт разработал новые правила технических уходов и технические условия на ремонт тракторов и других машин, разработал большое количество нормативно-технической документации, провёл исследования по повышению долговечности деталей, технологий и режимов обработки деталей, оснастки для ремонта узлов и агрегатов машин и т. п. На базе конструкторского бюро Перовского механического завода в 1961 году было создано Центральное опытноконструкторское и технологическое бюро (ЦОКТБ ГосНИТИ), которое стало головным по разработке ремонтно-технического оборудования. Значительное число технологических процессов и оборудования для восстановления и упрочнения деталей разработано научно-исследовательским институтом технологии упрочнения, восстановления и изготовления деталей (ВНИИТУВИД). Надёжность и ремонт машин как наука о причинах нарушения и износа сопрягаемых деталей, способах поддержания и восстановления работоспособности и надёжности машин опираются на положения теории трения, изнашивания, смазки и старения машин. Велика заслуга в этой области знаний русских учёных. Впервые в 1752 году М.В. Ломоносов предложил «Исследовать материалы, особливо металлы, долгим стиранием». Так была сконструирована машина, на которой испытывали материалы на износостойкость. Основоположниками гидродинамической теории трения и смазки были академик С. А. Чаплыгин, профессор Н. П. Петров, Н. Е. Жуковский, Н. И. Мерцалов, труды которых стали основой для разработки процессов по снижению изнашивания и увеличению долговечности машин. Большой вклад в науку о трении и изнашивании внесли профессора В. Д. Кузнецов, Б. И. Костецкий, И. В. Крагельский, Д. Н. Гаркунов, М. Н. Ерохин, В. И. Балабанов и др. Технология восстановления деталей машин базируется на открытиях и изобретениях инженеров Н. Н. Бенардоса и Н. Г. Славянова (дуговая сварка); академика Б. С. Якоби (электрическое осаждение металлов); академика Е. О. Патона (автоматизация сварочных процессов). Вопросы надёжности и ремонта машин освещены в трудах профессоров В. И. Казарцева, В. В. Ефремова, И. С. Левитского, Н. С. Ждановского, 9
В. А. Шадричева, Л. В. Дегтяринского, Р. В. Кугеля, К. Т. Кошкина, Н. Н. Маслова, С. С. Черепанова, М. И. Юдина, доцента Ю. Н Артемьева, академиков А. И. Селиванова, В. И. Черноиванова, В. М. Кряжкова, и др. Основы процессов и технология электрометаллизации разработаны профессорами Н. В. Катц, Д. Г. Вадивасовым, наплавки деталей машин - академиком Б.Е. Патоном, профессором И. Е. Ульманом, электроконтактной приварки присадочных материалов - профессором А. В. Поляченко, гальванических способов нанесения покрытий - академиком Ю. Н. Петровым, профессорами В. П. Ревякиным, М. П. Мелковым и др. Было установлено, что сложные виды технического обслуживания и ремонта нужно проводить на специализированных предприятиях технического сервиса. Современные рыночные отношения между производителем и потребителем техники вызвали необходимость формирования новой концепции обеспечения качества ремонта машин в условиях минимума затрат на обеспечение ресурса запланированного изготовителем. Основной целью издания является формирование компетенций бакалавров, специалистов и магистров направления подготовки «Агроинженерия». Для реализации этой цели издание поддерживает формирование следующего набора компетенций: ОПК-4 - способность решать инженерные задачи с использованием основных законов механики, электротехники, гидравлики, термодинамики и тепломассообмена; ОПК-5 - способность обоснованно выбирать материал и способы его обработки для получения свойств, обеспечивающих высокую надежность детали; ОПК-7 - способность организовывать контроль качества и управление технологическими процессами; ПК-3 - готовность к обработке результатов экспериментальных исследований; ПК-4 - способность осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования; ПК-7 - готовность к участию в проектировании новой техники и технологии; ПК-9 - способность использовать типовые технологии технического обслуживания, ремонта и восстановления изношенных деталей машин и электрооборудования; ПК-11 - способность использовать технические средства для определения параметров технологических процессов и качества продукции; ПК-13 - способность анализировать технологический процесс и оценивать результаты выполнения работ; ПК-15 - готовность систематизировать и обобщать информацию по формированию и использованию ресурсов предприятия; ПКР-5 - способность обеспечивать эффективное использование сельскохозяйственной техники и технологического оборудования для производства сельскохозяйственной продукции; 10