Дипломний проект - Ремонт ГРМ ВАЗ-2102

ЗМІСТ
ВСТУП
1 АНАЛІЗ КОНСТРУКЦІЇ ВУЗЛА ТЕРТЯ
1.1 Призначення, загальна будова, основні функції ГРМ автомобіля ВАЗ-2102
1.2 Характеристика матеріалів пари тертя стержень клапана - втулка напрямна ГРМ автомобіля ВАЗ-2102
1.3 Характеристика мащення деталей пари тертя
2 ВИЗНАЧЕННЯ УМОВ РОБОТИ ПАРИ ТЕРТЯ “СТЕРЖЕНЬ КЛАПАНА - ВТУЛКА НАПРЯМНА” ГРМ АВТОМОБІЛЯ ВАЗ-2102
2.1 Визначення щвидкості клапана
2.2 Сили і тиски, діючі в механізмі газорозподілу
2.3 Розрахунок деталей механізму газорозподілу на міцність і знос
3 ДЕФЕКТАЦІЯ І РЕМОНТ КЛАПАНА ГРМ АВТОМОБІЛЯ ВАЗ-2102, КРИТЕРІЇ ВИБОРУ МЕТОДУ ПІДВИЩЕННЯ ЙОГО ЗНОСОСТІЙКОСТІ
3.1 Технічні умови на дефектацію і ремонт клапана ГРМ автомобіля ВАЗ-2102
3.2 Критерії вибору методів підвищення зносостійкості стержня клапана
4 АНАЛІЗ І ВИБІР МЕТОДУ ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ ВУЗЛА ТЕРТЯ 4.1 Вибір способу усунення дефекту №1 клапана (ділянки стержня під напрямною втулкою)
4.1.1 Вибір способу усунення дефекту №1 клапана за конструкторсько-технологічними характеристиками
4.1.2 Вибір способу усунення дефекту №1 клапана за показниками фізико-механічних властивостей
4.1.3 Вибір способу усунення дефекту за іншими характеристиками
4.2 Визначення оптимального способу усунення дефекту №1 клапана
4.3 Фізико-механічні властивості металів, зміцнених іонним азотуванням
4.3.1 Фізика процесу іонного азотування та його переваги
4.3.2 Антифрикційні властивості азотованих шарів
4.3.3 Обладнання для іонного азотування
5 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ІОННОГО АЗОТУВАННЯ НОВОГО СТЕРЖНЯ КЛАПАНА
5.1 Опис способу зміцнення стержня клапана іонним азотуванням
5.2 Визначення оптимального режиму іонного азотування ділянки стержня клапана під направляючою втулкою
5.3 Кінетика процесу іонного азотування стержня клапана
6 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОГО ХРОМУВАННЯ ЗНОШЕНОГО СТЕРЖНЯ КЛАПАНА
6.1 Технологічний процес електролітичного осадження металів
6.1.1 Фізика процесу електролітичного хромування та його переваги
6.1.2 Склади електролітів і режими хромування
6.1.3 Саморегулюючі електроліти хромування
6.1.3.1Швидкісний саморегулюючий сульфатно-кремнієфторидний електроліт
6.1.3.2Саморегулюючий електроліт з добавкою біхромату калію
6.1.4 Кінетика процесу електролітичного хромування стержня клапана
7 ДОСЛІДЖЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ СТЕРЖНЯ КЛАПАНА
7.1 Фізико-механічні основи процесу тертя
7.2 Методика проведення досліджень
7.2.1 Критерії зносу і методи їх вимірювання
7.2.2 Установка і методика дослідження зносостійкості
7.2.3 Умови експерименту
7.3 Експериментальне визначення параметрів зношування
8 РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ЗМІЦНЕННЯ І ВІДНОВЛЕННЯ СТЕРЖНЯ КЛАПАНА
8.1 Розробка технологічного процесу іонного азотування стержня клапана
8.2 Опис способу відновлення стержня клапана хромуванням у саморегулюючому електроліті
8.2.1 Якість поверхні деталей перед нанесенням покриття
8.2.2 Технологічний процес відновлення стержня клапана
8.2.3 Вимоги до деталей після нанесення гальванопокриття
8.2.4 Механічна обробка при відновленні деталей
9 ОХОРОНА ПРАЦІ І ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ
9.1 Види і джерела забруднювачів навколишнього середовища
9.1.1 Хімічне забруднення природних вод
9.1.2 Неорганічне забруднення
9.1.3 Органічне забруднення
9.1.4 Характеристика виробничого процесу в цеху
9.1.5 Джерела і види забруднювачів навколишнього середовища, характерні для даного виробництва
9.2 Порівняльна характеристика і вибір методів очищення стічних вод і системи водозабезпечення. Опис вибраного комплексу заходів
9.2.1 Хімічні методи очищення стічних вод
9.2.2 Нейтралізація цианістих сполук
9.2.3 Нейтралізація хромоутримуючих стічних вод
9.2.4 Нейтралізація кислих і лужних стічних вод
9.3 Вибір варіантів очищення і системи водопостачання
10 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА
10.1 Режим роботи ділянки стічних вод
10.2 Фонди часу роботи устаткування
10.3 Капітальні вкладення у ЗФ природоохоронного об'єкту
10.4 Склад обслуговуючого персоналу і фонд оплати праці
10.4. 1 Основні робочі
10.4. 2 Допоміжні робочі
10.4.3 Фонд оплати праці
10.5 Витрати на хімікати і матеріали для очищення
10.6 Витрати на утримання та експлуатацію устаткування
10.7 Цехові витрати
10.8 Собівартість очищення стічних вод
10.9 Оцінка зниження економічної шкоди від забруднення водоймища
10.10 Розрахунок економії платежів за скидання стічних вод
10.11 Економічна ефективність запропонованої системи ПОМ
ВИСНОВКИ
РЕКОМЕНДАЦІЇ
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
ДОДАТКИ

ВСТУП
Вантажопасажирський автомобіль мод. ВАЗ-2102 — п'ятимісний комфортабельний швидкохідний малолітражний автомобіль, призначений для експлуатації по будь-яких дорогах, окрім ґрунтових з глибокими коліями.
Автомобіль розрахований на експлуатацію при температурі навколишнього повітря від +50 до -40 °С. Прогресивна конструкція двигуна із застосуванням високоякісних мастил забезпечує надійний його пуск при температурі до -25 °С без пускового підігрівача.
ВАЗ-2102 відрізняється раціональною і вдалою компоновкою, простою конструкцією вузлів і агрегатів, надійністю і довговічністю роботи. При невеликих габаритах і масі має двигун з робочим об'ємом 1,2 л.
Підвищення терміну служби деталей автотранспорту відноситься до числа найважливіших проблем сучасного машинобудування. Функціональні порушення у роботі машин, обумовлені зношенням деталей, обмежують тривалість їх нормальної експлуатації. Затрати на ремонт і на виготовлення нових машин і механізмів замість передчасно списаних складають одну з великих статей розходу у державному бюджеті.
Аналіз досвіду експлуатації транспортних машин показує, що передчасне зношування деталей нерідко є наслідком:
- невдалих конструктивних рішень;
- неправильного вибору матеріалів;
- неправильного вибору методу зміцнення.
Питання про вибір матеріалу чи методу зміцнення деталей ГРМ автомобіля є практично складним. Конструктор при виборі матеріалу для деталі на даний час не має досить довідкових даних по зносостійкості; розрахунки на зносостійкість обмежені порівняно вузькою номенклатурою деталей та вузлів. До запозичення відомостей з літературних джерел підходять з певною обережністю, так як зносостійкість не є властивістю, якою володіє даний матеріал незалежно від умов експлуатації. Тому метою даної роботи ставилось вибір оптимального методу зміцнення стержня клапана ГРМ пари тертя «стержень клапана – втулка напрямна» автомобіля ВАЗ-2102.

ВИСНОВКИ
Наведено призначення, загальну будову, основні функції ГРМ автомобіля ВАЗ-2102, а також характеристику матеріалів пари тертя стержень клапана - втулка напрямна цього вузла:
- стержень клапана - сталь 40ХНМА (для підвищення зносостійкості стержнів обидва клапани азотуються або хромуються, а торці стержнів, на які спираються важелі, загартовані струмами високої частоти);
- матеріал втулки напрямної – СЧ 18;
- для мащення ГРМ ВАЗ-2102 можна використовувати масло М-6з/12Гр – всесезонне (його використовували для проведення досліджень на зносостійкість).
Визначені умови роботи вузла стержень клапана - втулка напрямна, проведено розрахунки силових та кінематичних параметрів, швидкості ковзання, діючих сил і тисків у ГРМ. Наведено розрахунки деталей механізму газорозподілу на міцність і знос.
Проаналізовані причини виходу з ладу ГРМ. Основним методом підвищення довговічності вузла є застосування сучасних технологій відновлення і зміцнення його деталей.
Згідно поставленої задачі встановлені технічні умови на дефектацію і ремонт клапана ГРМ автомобіля ВАЗ-2102, наведені критерії вибору методів підвищення його зносостійкості. Для вибору оптимальних методів усунення дефектів застосовано систему керування базами даних Microsoft Access. Згідно запиту на вибірку з бази даних встановлені оптимальні методи підвищення довговічності стержня клапана:
- азотування іонне нового;
- хромування електролітичне зношеного.
Наведена фізика процесу іонного азотування та його переваги, антифрикційні властивості азотованих шарів, обладнання та опис зміцнення. Так як кінетика процесу іонного азотування сталі 40ХНМА вивчена недостатньо, то проведені відповідні дослідження. Для визначення оптимального режиму іонного азотування ділянки стержня клапана під напрямною втулкою використано мову структурованих запитів SQL. Математичну обробку результатів експериментів проводили за допомогою MathCAD. Результати досліджень відображались за допомогою MS Excel.

Проведено дослідження процесу електролітичного хромування зношеного стержня клапана, які включали опис фізики процесу та його переваги, склади електролітів і режими хромування, кінетику процесу.
Запропонована методика дослідження зносостійкості стержня клапана, наведені умови проведення експериментів і визначена інтенсивність зношування та коефіцієнт тертя азотованої та хромованої сталі 40ХНМА.
Розроблені технологічні процеси іонного азотування і хромування у саморегулюючому електроліті стержня клапана, описано механічну обробку при його відновленні.
У розділі охорони праці описані види і джерела забруднювачів навколишнього середовища, наведена порівняльна характеристика та вибрані методи очищення стічних вод і системи водозабезпечення, охарактеризований вибраний комплекс заходів.
В економічній частині описана організація дільниці стічних вод. Розрахунком економічного ефекту від упровадження повторного очисного методу (ПОМ) встановлена ефективність упровадження даного ПОМ для підприємства і термін його окупності - 2,33 роки.