Физические основы восстановления деталей машин

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано		Утверждаю
Руководитель ООП по направлению 150700 профессор		Зав. кафедрой машиностроения профессор

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Направление подготовки: 150700 Машиностроение

Профиль подготовки:

«Технологии, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Составитель: доцент

Санкт-Петербург

2012

1. Цель и задачи дисциплины

Целью освоения дисциплины является ознакомление с физическими и теоретическими основами технологии восстановления деталей машин, принципами построения технологических процессов восстановления, основами анализа типовых ремонтных деталей и выбора наиболее эффективного способа их восстановления.

Задачи дисциплины – усвоение основных положений технологии восстановительного ремонта деталей машин.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Курс «Физические основы восстановления деталей машин» входит в вариативную часть математического и естественнонаучного цикла (Б.2) и является дисциплиной по выбору студента.

Дисциплина основывается на знаниях, полученных в предшествующих дисциплинах «Физика», «Химия», «Материаловедение», «Технология конструкционных материалов», и взаимосвязана с дисциплинами «Основы технологии машиностроения», «Технология машиностроения», «Механика жидкости и газа», «Процессы формообразования и инструмент».

Полученные при изучении дисциплины знания будут использоваться при решении технологических задач курсового и дипломного проектирования, а также в практической деятельности.

3. Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных компетенций:

ПК-6 - Уметь выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения.

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать:

- физические основы применяемых методов восстановления деталей машин;

- особенности технологических процессов восстановления;

- состав используемого оборудования и технологической оснастки;

- структуру типовых маршрутов восстановления деталей авторемонтного производства.

Уметь:

- оценить характер повреждений и величину износа деталей, подлежащих восстановлению;

- выбрать оптимальный вариант способа восстановления с учетом назначения детали, ее материала и производственных условий;

- определить технологический маршрут восстановления детали, используемое оборудование и оснастку, схемы базирования;

- назначить режимы обработки, методы контроля качества.

Владеть:

- методами анализа структуры восстанавливаемой детали по геометрическим параметрам и физико-механическим свойствам материала;

- методами проектирования эффективных технологических процессов восстановления деталей в авторемонтном производстве.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы или 108 часов.

Вид учебной работы	Всего часов
Форма обучения
Очная
Общая трудоемкость дисциплины (ОТД)	108
В т. ч. аудиторные занятия: лекции практические занятия (ПЗ) лабораторные работы (ЛР)	20 20 –
Самостоятельная работа студента (СР)	68
Промежуточный контроль, количество	–
В том числе: контрольная работа	–
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	Зачет

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1	Введение. Общие сведения о восстановлении деталей машин	Исторический обзор развития научной дисциплины о восстановлении деталей машин. Содержание и задачи курса.
1.1	Мойка и очистка деталей	Значение и сущность моечно-очистных работ. Классификация и характеристика загрязнений автомобильных деталей. Физические основы очистки поверхностей деталей от загрязнений. Очистные технологические среды. Оборудование для мойки и очистки. Контроль остаточной загрязненности.
1.2	Дефектация и сортировка деталей	Сущность дефектации и сортировки деталей. Классификация дефектов деталей. Методы контроля размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей. Методы обнаружения скрытых дефектов. Физические основы методов неразрушающего контроля (акустических, магнитных, радиационных, капиллярных, вихретоковых). Оборудование и оснастка для дефектоскопии. Сортировка деталей по группам годности и по маршрутам восстановления.
1.3	Классификация деталей и способов их восстановления	Сущность технологии восстановления деталей. Технико-экономическая целесообразность восстановления деталей. Классификация деталей. Классификация способов восстановления деталей машин, их сравнительная характеристика, оценочные показатели
2	Физические основы и способы восстановления деталей машин	Общие сведения о физических основах способов восстановления деталей машин
2.1	Восстановление деталей слесарно-механической обработкой.	Физические основы обработки резанием. Восстановление сопряжений обработкой под ремонтные размеры (способ ремонтных размеров). Определение значения и числа ремонтных размеров Восстановление сопряжений постановкой дополнительной ремонтной детали. Способы крепления дополнительных ремонтных деталей. Восстановление деталей способом пластинирования рабочих поверхностей
2.2	Восстановление деталей способом пластического деформирования	Физические основы процесса пластического деформирования, влияние обработки давлением на качество восстанавливаемой детали. Классификация и виды способов восстановления деталей пластическим деформированием: осадка давлением, объемные вдавливание, раздача, обжатие, накатка, кузнечная протяжка, электромеханическая обработка, термопластическое деформирование, гидродинамическая раздача. Восстановление геометрической формы деталей (правка). Упрочнение поверхностей и восстановление механических свойств деталей (упрочняющее обкатывание, упрочняющая чеканка, калибрование отверстий, алмазное выглаживание, дробеструйная и центробежная обработка).
2.3	Восстановление деталей сваркой и наплавкой	Классификация способов сварки (наплавки). Физические основы электродуговой сварки. Электрическая дуга и ее свойства. Статическая вольтамперная характеристика дуги и внешняя характеристика источника сварочного тока. Ручная сварка и наплавка. Автоматическая сварка и наплавка под флюсом. Сварочные флюсы и электродные проволоки. Оборудование для восстановления деталей наплавкой под слоем флюса. Сварка и наплавка в среде защитных газов. Сварка и наплавка деталей в среде углекислого газа. Сварочные материалы и оборудование для сварки и наплавки в среде углекислого газа. Режимы сварки и наплавки. Аргонно-дуговая сварка и наплавка. Область применения способа. Аргонно-дуговая сварка неплавящимся и плавящимся электродом. Сварочные материалы и оборудование для сварки и наплавки в среде аргона. Режимы и технология аргонно-дуговой сварки и наплавки. Вибродуговая наплавка деталей. Сварочные материалы и режимы вибродуговой наплавки. Газовая сварка и наплавка. Получение ацетилена, ацетиленовые и кислородные баллоны, газосварочные горелки. Свойства ацетиленокислородного пламени. Способы газовой сварки. Применение пропанобутановой смеси для газовой сварки. Сварка и наплавка деталей из алюминиевых сплавов. Способы восстановления алюминиевых деталей. Сварка и наплавка чугунных деталей. Горячий и холодный способы сварки чугуна. Электродуговая и газовая сварка чугуна. Электроконтактная приварка металлического слоя. Схема электроконтактной приварки ленты. Оборудование для электроконтактной приварки, наплавочные материалы, режимы приварки. Плазменно-дуговая сварка и наплавка. Получение плазменной струи. Схема плазмотрона для работы на порошках и на проволоке, схемы включения плазмотронов. Технические характеристики плазмотронов для наплавки и сварки. Наплавочные материалы, режимы плазменной наплавки. Лазерная сварка и наплавка. Физические основы процесса, технологические возможности. Оборудование для лазерной сварки и наплавки. Наплавочные материалы, технологические параметры лазерной наплавки. Индукционная наплавка. Физические основы нагрева токами высокой частоты. Высокочастотные установки, индукторы для нагрева восстанавливаемых деталей. Способы индукционной наплавки: наплавка порошкообразной шихтой, наплавка монолитным или брикетированным материалом, наплавка в огнеупорной среде, центробежная индукционная наплавка, наплавка заливкой жидкого присадочного сплава на предварительно нагретую поверхность
2.4	Восстановление деталей напылением	Физическая сущность процесса напыления и его преимущества. Схема процессов газотермического напыления для проволочных и порошковых материалов. Основные технологические операции восстановления деталей газотермическим напылением. Способы газотермического напыления: электродуговое, газопламенное, высокочастотное, плазменное, детонационное. Схема процесса электродугового напыления. Особенности процесса и свойства получаемых покрытий. Оборудование для электродугового напыления, технологические режимы, используемые материалы. Схемы газопламенного напыления с подачей наплавочного материала в виде проволоки (стержней) и в виде порошков. Особенности процесса газопламенного напыления и его разновидности: без последующего оплавления, с одновременным оплавлением, с последующим оплавлением нанесенного слоя. Горелки для газопламенного напыления. Комплект оборудования для участка газопламенного напыления. Типовой технологический процесс восстановления деталей способом газопламенного напыления. Материалы для напыления. Высокочастотное напыление. Схема распылительной головки аппарата для высокочастотного напыления, физико-механические свойства получаемых покрытий. Схема процесса плазменного напыления. Преимущества способа плазменного напыления, свойства получаемых покрытий. Установки для плазменного напыления. Режимы напыления, материалы для покрытий. Технологический процесс восстановления деталей способом плазменного напыления. Плазменное напыление с последующим оплавлением покрытия. Детонационное напыление. Схема установки для нанесения детонационного покрытия. Физические основы процесса, свойства получаемых покрытий. Оборудование для детонационного напыления.
2.5	Восстановление деталей нанесением гальванических и химических покрытий	Классификация гальванических и химических покрытий. Физические основы процесса электролитического осаждения металлов. Законы Фарадея для процесса электролиза металлов. Свойства электролитических покрытий. Подготовка поверхностей деталей к нанесению покрытий: механическая обработка, очистка от оксидов и обезжиривание, химическая или электрохимическая обработка. Процесс хромирования деталей. Область применения, свойства хромовых покрытий, состав электролитов и режимы хромирования. Процесс железнения деталей. Свойства электролитических железных покрытий. Электролиты для железнения. Режимы железнения на постоянном и асимметричном переменном токе. Защитно-декоративные покрытия: электролитическое меднение, электролитическое никелирование, цинкование, оксидирование, фосфатирование. Способы вневанного нанесения гальванических покрытий: струйные и проточные способы хромирования и железнения, способ электролитического натирания. Оборудование и оснастка для нанесения покрытий. Химический способ нанесения никелевых, фосфатных и оксидных защитных покрытий
2.6	Восстановление деталей пайкой	Физические основы процесса пайки. Характеристика пайки как способа восстановления деталей, область применения. Припои, классификация по температуре плавления. Флюсы - их назначение, свойства, разновидности. Технологические процессы пайки низкотемпературными и высокотемператур-ными припоями. Способы пайки высокотемпературными припоями: газопламенная, электросопротивлением, индукции-онная, в печах, в соляных ваннах, плазменная, лазерная, электронно-лучевая. Инструмент и оборудование для пайки.
2.7	Восстановление деталей синтетическими материалами	Характеристика синтетических полимерных материалов для восстановления деталей, их свойства и область применения. Эпоксидные композиции, эластомеры и герметики, синтетические клеи, анаэробные полимерные составы. Технологии использования синтетических материалов. Заделка трещин и пробоин в корпусных деталях, приклеивание фрикционных накладок, восстановление неподвижных подшипниковых соединений, посадочных отверстий под отверстия в корпусных деталях, восстановление герметичности деталей и их соединений, стопорение резьбовых соединений. Технологии нанесения полимеров и восстановления изношенных деталей: газопламенным напылением, теплолучевым напылением, вибровихревым способом, литьем под давлением, прессованием. Восстановление лакокрасочных покрытий. Состав, свойства, виды лакокрасочных покрытий. Способы нанесения лакокрасочных покрытий, используемое оборудование. Технологический процесс нанесения лакокрасочных покрытий. Способы сушки нанесенных лакокрасочных покрытий.
3	Восстановление типовых деталей	Основные типовые детали и маршруты восстановления
3.1	Корпусные детали	Конструктивно-технологические особенности корпусных деталей, допуски на размеры, форму и взаимное расположение основных поверхностей и отверстий. Виды износа, характерные дефекты корпусных деталей и способы их устранения. Типовой маршрут технологического процесса восстановления корпусных деталей
3.2	Валы, оси	Конструктивно-технологические особенности валов и осей, материал, условия эксплуатации, виды износа, характерные дефекты. Требования к точности и шероховатости восстанавливаемых поверхностей. Способы устранения дефектов, типовой технологический маршрут процесса восстановления деталей класса «круглые стержни». Схема технологического процесса восстановления валов и осей: правка деталей, подготовка поверхностей под нанесение покрытий или установку дополнительных ремонтных деталей, нанесение покрытий или установка и закрепление дополнительных ремонтных деталей, термическая обработка, черновая механическая обработка, закалка шеек токами высокой частоты, упрочнение галтелей, чистовая механическая обработка, отделка шеек
3.3	Гильзы, пальцы	Конструктивно-технологические особенности гильз и пальцев, виды износа, характерные дефекты. Способы устранения дефектов, типовой технологический маршрут восстановления. Технологический процесс восстановления гильз цилиндров. Способы создания припусков на зеркале гильзы: путем центробежного индукционного напекания композиции порошков, электроконтактной приварки стальной ленты, термопластического деформирования, установки дополнитель-ной ремонтной детали в виде свернутой ленты, железнения, хромирования, использование в качестве припуска изношен-ного поверхностного слоя зеркала гильзы. Механическая обработка гильзы: растачивание и хонингование. Восстановление поршневых пальцев Получение ремонтных заготовок нанесением хромового покрытия, раздачей в холодном состоянии, гидротермической раздачей, гидродинамической раздачей. Термообработка и механическая обработка поршневых пальцев
3.4	Шатуны, коромысла	Восстановление шатунов, коромысел. Характерные повреждения, способы получения ремонтных заготовок, последовательность механической обработки, допуски на размеры, контроль параметров
3.5	Поршни	Технология восстановления поршней: очистка, создание технологических баз, установка дополнительных ремонтных деталей, механическая обработка головки, канавок, юбки, отверстий под поршневой палец, нанесение химическим способом слоя олова
3.6	Клапаны	Технология восстановления клапанов: правка стержней, хромирование или железнение стержней, наплавка фасок клапанов, шлифование стержней, торцов стержней, фасок, полирование стержней
3.7	Гильзы, пальцы	Конструктивно-технологические особенности гильз и пальцев, виды износа, характерные дефекты. Способы устранения дефектов, типовой технологический маршрут восстановления. Технологический процесс восстановления гильз цилиндров. Способы создания припусков на зеркале гильзы: путем центробежного индукционного напекания композиции порошков, электроконтактной приварки стальной ленты, термопластического деформирования, установки дополнительной ремонтной детали в виде свернутой ленты, железнения, хромирования, использование в качестве припуска изношенного поверхностного слоя зеркала гильзы. Механическая обработка гильзы: растачивание и хонингование
3.8	Зубчатые колеса	Восстановление зубчатых колес. Характерные повреждения зубчатых колес. Способы восстановления элементов зубчатых колес: заменой венцов, наплавкой, напеканием, пластическим деформированием. Механическая обработка, термообработка, шлифование зубьев
3.9	Упругие элементы	Восстановление упругих элементов. Дробеструйная и термомеханическая обработка. Контроль жесткости упругих элементов
	Заключение	Оценка перспективных направлений технологии восстановления деталей машин. Применение полученных знаний в последующем обучении и практической деятельности

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№ тем данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3
1	Основы технологии машиностроения	-	+	+
2	Технология машиностроения	-	+	+
3	Механика жидкости и газа	+	+	+
4	Процессы формообразования и инструмент	-	+	+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

Для очной формы обучения

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лекции	Прак. зан.	Лаб. зан.	Семин.	СРС	Всего час.
1	Введение. Общие сведения о восстановлении деталей машин	4	–	–		16	20
2	Физические основы и способы восстановления деталей машин	10	–	–		36	46
3	Восстановление типовых деталей	6	20	–		16	42

6. Лабораторный практикум: не предусмотрен.

7. Практические занятия (семинары)

Для очной формы обучения

№ п/п	№ раздела дисциплины	Тематика практических занятий (семинаров)	Трудоемкость (час)
1	3.1	Разработка технологического процесса восстановления корпусных деталей	4
2	3.2	Разработка технологического процесса восстановления валов и осей	6
3	3.3	Разработка технологического процесса восстановления гильз и пальцев	6
4	3.4	Разработка технологического процесса восстановления шатунов и коромысел	4

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература

1. Карагодин, автомобилей и двигателей: учеб. пособие/ , . – М.: Академия, 2008. – 496 с..

2. Восстановление деталей машин: справочник / [и др.]; .]; под ред. . – М: Машиностроение, 2003. – 672 с.

б) дополнительная литература

1. Восстановление автомобильных деталей: технология и оборудование: учеб. для вузов / [и др.]. – М.: Транспорт, 1995. – 303 с.

2 . Ремонт автомобилей: учебник для автотрансп. техникумов / [и др.]; под ред. . – М.: Транспорт, 1988. – 327 с.

3. Капитальный ремонт автомобилей: справочник / [и др.]; под ред. . – М.: Транспорт, 1989. – 335 с.

4. Автомобильный справочник/ [и др.]; под общей ред. . - М.: Машиностроение, 20с.

в) программное обеспечение

Microsoft Windows XP, Microsoft Office, Kомпас-3D LT V12

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Кафедра имеет аудитории для проведения занятий, оснащенные соответствующими учебными макетами, предназначенными для успешного усвоения лекционного материала; мультимедийным проектором для представления презентационных работ.

__________________________________________________________________________

Разработчик:

кафедра Машиностроения доцент