2369

степени несовершенств кристаллического строения (накопления внутренней энергии) в процессе деформирования. Образование вторичных структур перечисленных типов происходит в широком диапазоне температур (в том числе и при нормальных температурах). Это связано с тем, что главным фактором, определяющим кинетику их образования, является изменение внутренней энергии (неравновесной концентрации несовершенств) в процессе деформирования.

В качестве вторичных структур могут выступать химические соединения с различными группами элементов: типа мыл (олеатов, стеаратов и др.), роданидов и металлов (5-й тип структур). Главными факторами, определяющими кинетику образованного типа структур, являются химическое сродство, структурное состояние металла в процессе деформирования и его температур. Полимерные пленки являются 6-м типом вторичных структур. Эти пленки могут быть образованы путем введения в смазку высокомолекулярных соединений (присадок), адсорбирующихся на поверхностях трения, или путем применения смазочных материалов полимеризующихся непосредственно при трении под воздействием высоких давлений и температур в зоне контактирования.

Структурообразования в результате избирательного переноса являются 7-м типом структур, которые можно использовать в узком диапазоне нагрузок, скоростей и температур. Образование структур обусловлено химической природой среды, главным образом гидроксилсодержащими соединениями (многоатомными спиртами.) При незначительной интенсивности переноса металла и скорости удаления продуктов переноса с поверхностей трения (износа) структуры 7- го типа могут быть отнесены к нормальным.

Существует особый класс разделяющих структур, которые являются продуктами непосредственного физического или химического взаимодействия смазки и основного металла. Однако структуры могут быть отнесены к вторичным, так как их действие связано с их физикохимическими превращениями в процессе трения при обязательном воздействии напряженного состояния среды. К этим структурам относятся жидкие металлы, претерпевающие при трении структурные изменения в присутствии поверхностно-активной смазки (8-й тип структур), и твердые смазки, приобретающие смазочные свойства в присутствии адсорбирующихся соединений, например, паров воды и некоторых органических соединений (9-й тип структур). Это, в первую очередь, графит, соли металлов, дисульфид молибдена. Таким образом, вторичные структуры представляют собой разделительную

60

фазу, образующуюся в процессе трения в результате адсорбционного и химического взаимодействия поверхности твердого тела, смазки и активных элементов газовой среды. Основными факторами, определяющими это взаимодействие, являются степень активации (запасенная энергия) тонких поверхностных слоев металла в процессе деформирования, адсорбционная и химическая активность смазки и состав газовой среды (например, наличие кислорода).

7. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА СПЕЦИЗДЕЛИЙ

Специзделия бронетанковой техники представляют собой сложные, металлоемкие и трудоемкие изделия, серийное производство которых требует высокого уровня технологии и комплексномеханизированных производств по всем видам работ.

Наиболее сложными узлами специзделия являются: -корпус и башня;

-узлы ходовой части (гусеничные ленты, балансиры, торсионные валы, опорные катки);

-коробки перемены передач.

Конструкции специзделия постоянно изменялись и усложнялись, улучшались их тактико-технические характеристики. Соответственно менялась и технология их изготовления.

На каждом заводе через определенное время ставилось производство новых специзделий. При этом производство базировалось на традиционно освоенной технологии, в основном, на уже имеющемся оборудовании с добавлением по необходимости более совершенного.

По этим причинам, вследствие разного времени постановки на производство новых специзделий, технология и оборудование на заводах значительно отличались.

Для технологической подготовки производства нового специзделия в сжатые сроки требуется разработать:

-технологических процессов – 11000-15000 наименований;

-приспособлений – 12000-18000 наименований;

-специального инструмента – 1500-2000 наименований;

-штампов листовой штамповки – 4000-6500 наименований;

-штампов горячей штамповки – 500-700 наименований;

-литейных моделей и кокилей – 200-300 наименований.

61

Для начала серийного производства необходимо спроектировать и изготовить оснастку первой очереди, что составляет 40-50 % от всего потребного количества. Для ускорения разработки технологической документации и изготовления оснастки, кроме технологических служб завода-изготовителя, привлекались технологические институты машиностроительного профиля, а также различные заводы отрасли.

Проектная технология определяет общий технико-экономический уровень нового производства с учетом оптимальной трудоемкости и минимальных затрат на подготовку производства.

Необходимое качество деталей и узлов обеспечивается комплексной системой технологических процессов.

Комплексная система предусматривает разработку технологических процессов, начиная с получения заготовок и кончая отделочными операциями деталей, сборки, испытания узлов и изделий в целом, использованием специального высокопроизводительного оборудования и всех видов оснастки, рациональной организацией производства.

Кроме обеспечения заданного качества, не менее важными задачами технологии являются обеспечение оптимальной трудоемкости изготовления изделий, экономия металла и всех видов материалов, комплексная механизация и автоматизация производственных процессов, создание нормальных условий труда работающих, обеспечение экологически чистых производств.

Особые требования к деталям и сборочным узлам в части обеспечения заданных служебных свойств предопределили необходимость создания нетрадиционных, принципиально новых технологических процессов и оборудования для их реализации, позволяющих конструкторам создавать качественно новые изделия спецтехники с минимальными весовыми и габаритными параметрами.

Удельный вес трудоемкости по всем видам производства изготовления специзделия по специфическим и оригинальным деталям и узлам составляет: по корпусу – 10-16 %, по башне – 10-12 %, по трансмиссии – 15-20 %, по ходовой части – 13-15 %. Таким образом, трудоемкость изготовления основных узлов составляет более половины.

По металлоемкости (массе) эти детали и узлы составляют: по корпусу – 40 %, по башне – 16 %, по трансмиссии – 5 %, по ходовой части – 22 %.

62

7.1. Изготовление корпусов специзделий

Изготовление корпусов включает в себя почти все виды производства (технологические переделы), требует применения уникального технологического оборудования, больших производственных площадей, высокого уровня технологии и квалифицированных рабочих кадров.

На всех заводах технология изготовления корпусов специзделий примерно одинакова и отличается конструкциями изделий, программой выпуска, временем постановки на производство, составом оборудования.

Изготовление листовых броневых деталей

Исходные листы, поставляемые от металлургических заводов, подвергаются термообработке в камерных печах. Затем производится их вырезка по контуру на газорезательных установках с программным управлением и срезание фасок газовыми резаками под последующую сварку основных швов в корпусе.

После газовой резки происходит подкал поверхностей, который значительно усложняет последующую механическую обработку и может явиться причиной возникновения трещин при сварке. Для устранения подкала вырезанные детали подвергались отпуску в камерных печах.

Институт разработал и внедрил новые способы и оборудование для электроконтактного отпуска кромок с применением индукционного низкотемпературного нагрева.

Окончательная термообработка, во избежание поводки и коробления производится в мощных закалочных прессах. Отдельные поверхности листовых деталей подвергаются механической обработке.

Изготовление закладных узлов

Закладные узлы корпуса: нос, борта (левый и правый), днище, задний мост собираются и свариваются на специализированных ком- плексно-механизированных участках.

Все участки оборудованы специальными механизированными установочными стендами, на которых производятся установка, базирование и сварка.

Сборка и сварка производятся на специальных механизированных стендах автоматическими сварочными установками под слоем флюса или полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа.

63

На участках происходит максимальное насыщение узлов деталями для уменьшения объемов работ на главном конвейере сварки корпуса. При необходимости производится механическая обработка отдельных поверхностей узлов.

Сборка и сварка корпусов

Изготовленные закладные узлы поступают на механизированные стенды с гидравлическими приводами для сборки предварительной сварки корпуса.

Каждый узел базируется и выставляется от установочных баз, закрепляется с обеспечением необходимого пространственного положения и предварительно сваривается в целый корпус. После этого предварительно сваренный корпус передается на главный сварочный конвейер.

По ходу технологических операций на конвейере происходит автоматическая многопроходная сварка основных швов под слоем флюса. Сварочные автоматы подвешены на порталах с возможностью поворота на необходимые углы.

Способы накатки и конструкции оборудования защищены авторскими свидетельствами, удостоены дипломов и медалей.

Развивая направление холодного пластического деформирования, на основе опытных и научно-исследовательских работ, разработан и внедрен новый способ холодной продольной формообразующей раскатки длинномерных валов в неприводных ручьевых роликах.

Раскатка производится двумя неприводными роликами за ряд двойных возвратно-поступательных ходов и поворотами заготовки по определенной программе (90º-45º-90º).

В качестве заготовки берется круглый пруток по наибольшему диаметру детали, длина заготовки на 30-40 % меньше длины готовой детали. Поверхность прутка должна быть предварительно обработана для удаления обезуглероженного слоя.

При раскатке заготовки с помощью следящего устройства осуществляется непрерывный контроль ее длины. Сигнал на окончание цикла раскатки поступает после достижения требуемой длины, а следовательно, и диаметра раскатанной детали.

По мере развития способа холодной продольной раскатки круг авторов значительно расширился. Были получены дополнительные авторские свидетельства и патенты, в авторский коллектив вошли специалисты института, которые создали полуавтоматические станы (типа ПР), для формообразования длинномерных валов и осей на основе холодной продольной раскатки.

64

Холодное формообразование оказывает на обрабатываемый металл детали упрочняющее воздействие и после раскатки имеет повышенную прочность. Следующая термообработка значительно повышает прочностные и эксплуатационные характеристики.

Первые промышленные станы-автоматы ПР-30 для раскатки силовой шпильки двигателя внедрены в 1967 году на Свердловском турбомоторном заводе. Затем в 1969 году два более совершенных стана ПР-30-67 внедрены на Харьковском заводе имени Малышева для раскатки силовых шпилек двигателя.

При отладке первых опытных станов происходил изгиб раскатных валов, превышающий допустимые значения.

После долгих поисков и экспериментов было введено синхронизирующее устройство, осуществляющее одновременный подход и вдавливание роликов в заготовку. Синхронизирующее устройство позволило обеспечить раскатку в соответствии с требованиями чертежа.

В объединении «Белавтомаз» внедрен самый мощный, с высокой степенью автоматизации, продольно-раскатный стан ПР-200 для изготовления торсионных валов большегрузного автомобиля.

Всего было создано 9 моделей станов типа ПР, общим числом 33 единицы, для раскатки валов и осей диаметром от 15 до 200 мм и длиной от 250 до 2500 мм, которые внедрены на восьми машиностроительных заводах страны.

Накопленный опыт холодного пластического формообразования валов и осей позволил создавать комплексные, практически безотходные (с коэффициентом использования металла до 0,95), высокопроизводительные технологии изготовления ответственных длинномерных валов.

Наиболее показательным примером могут служить созданные автоматические линии изготовления торсионов уравновешивания кабины автомобиля КамАЗ.

Исходной заготовкой является шлифованный пруток с диаметром по размерам шлицевой и граненой головок.

Раскатывание утоненной части торсионов производится на 2- позиционном стане ПР-50, формообразование граней – на гранераскатном специзделии ГР-50, накатывание шлицов – на шлиценакатном специзделии ШН-3.

Все технологические агрегаты объединены автоматической транспортной системой.

Изготовление торсиона, за исключением бесцентрового шлифования исходной заготовки и зацентровки, осуществляется методами

65

пластического деформирования без образования стружки. Производительность линии составляет 30 валов в час.

Создание способа и автоматизированного оборудования для холодной продольной раскатки стало значительным достижением, , вызвавшим широкий отклик в стране и за рубежом.

Горячая раскатка точных кольцевых заготовок

Кольцевые детали сложного профиля диаметром 200-1000 мм составляют значительную номенклатуру машиностроительных изделий.

Заготовки для их производства изготавливаются горячей штамповкой или раскаткой с большими припусками на механическую обработку, что влечет за собой большой расход металла и повышенную трудоемкость механической обработки.

Специалисты разработали принципиально новый способ закрытой горячей радиально-торцевой раскатки и создали оригинальное оборудование для производства кольцевых заготовок с профилями, максимально приближающимися по форме и размерам к готовым деталям.

Заготовками под раскатку являются мерные отрезки трубы соответствующего сечения или гнутосварные кольца. Нагретая до температуры 1000-1100 ºС заготовка раскатывается формирующимся валком в матрице с радиальной подачей до запрессовки ее в матрицу.

С использованием оставшегося тепла во вращающейся матрице происходит бездеформационная закалка заготовки на требуемую твердость за счет подачи охлаждающей жидкости.

Нагрев исходных заготовок под раскатку осуществляется индукционными нагревателями, являющимися составной частью раскатных станов.

Была создана гамма раскатных станов: КР-50, КР-70/400, КР70/700 для раскатки кольцевых заготовок диаметром 200-700 мм. Станы внедрены на Кировском заводе и Омском заводе транспортного машиностроения.

Внедрение станов позволило повысить коэффициент использования металла (КИМ) с 0,15-0,40 до 0,40-0,70; снизить трудоемкость механической обработки на 10-30 % за счет уменьшения припусков; сократить производственный цикл за счет совмещения операций формообразования и термообработки в одном переходе.

На базе станов КР-70 впервые в стране была создана переналаживаемая автоматическая линия (ПАЛ) раскатки точных кольцевых заготовок. ПАЛ состоит из индукционного нагревателя, раскатного

66

стана КР-70/700 со встроенным устройством ускоренного охлаждения раскатных заготовок и манипуляторов для передачи заготовок по ходу технологического процесса. За счет ведения раскатки в требуемом температурно-скоростном режиме обеспечивается термомеханическое упрочнение заготовки с повышением уровня механических свойств. Все оборудование ПАЛ работает в автоматическом режиме и имеет возможность быстрой переналадки на новый вид заготовки.

Производительность автоматической линии составляет 20 заготовок в час, размеры заготовок: наружный диаметр 400-700 мм, высота 20-60 мм, толщина стенки 20-50 мм, усилие раскатки 70 тс.

Для горячей раскатки заготовок деталей КПП специзделия диаметром 300-1000 мм и массой 50-125 кг технологами разработана технология и создан уникальный комплексно-механизированный участок на Уралвагонзаводе на базе изготовленного ВНИИ “Метмаш” кольцераскатного стана КПС-1000.

Участок состоит из карусельной печи для нагрева заготовок под предварительную штамповку, штамповочного молота с массой падающих частей 16 тс и обрезного пресса, карусельной печи для нагрева под раскатку, кольцераскатного стана КПС-1000 и манипуляторов для передачи заготовок по технологическим агрегатам.

7.2. Узловая и общая сборка изделий

Узловая и общая сборка, испытание и сдача заказчику изделий являются завершающими этапами производства.

В 1950 году на Уралвагонзаводе в составе комплексной бригады специалистов технологи-сборщики закладывали прогрессивные технологии процессов узловой и общей сборки первого послевоенного специзделия. Практически это был прогноз развития производства специзделий на длительный период.

Было предусмотрено создание механизированных конвейеров узловой и общей сборки, испытательных стендов, сборочных приспособлений, механизированных инструментов. Разработаны принципы испытания изделий в различных условиях и сдачи заказчику.

Основные технологические предложения легли в основу рабочих технологических планировок проектов на реконструкцию сборочного производства завода.

Строительство и сдача в эксплуатацию нового сборочного цеха, ставшего впоследствии образцово-показательным цехом, явилось

67

примером практической реализации новых технологических идей в сборочном производстве.

При постановке на производство новых, более совершенных изделий технологи-сборщики разрабатывали и внедряли прогрессивные технологические процессы, механизировали тяжелые ручные работы, предлагали новые формы организации производства.

Началась разработка сборочно-монтажного производства проектных технологий, отработка узлов и изделий на технологичность.

В период 1965-1988 годов проделана большая работа по подготовке и освоению серийного производства специзделий Т-64, Т-72, Т- 80, инженерных машин на их базе, боевых машин пехоты, трактора К- 700 и его модификаций.

Общая сборка специзделия, ввиду очень тесного внутреннего пространства, не позволяет находиться внутри одновременно более 2- 3 сборщиков. Поэтому, учитывая крупносерийное производство, сложность и плотность компоновки специзделия, требовалась разработка такой технологии, которая позволяла бы собирать и испытывать узлы отдельно, вне корпуса специзделия.

Для входного контроля покупных и комплектующих узлов перед постановкой их на изделие разработаны и внедрены специальные контрольные устройства и стенды.

Разнообразие узлов и агрегатов (механических, гидравлических, электрических, радиоэлектронных), систем управления вооружения требовало разработки технологических планировок и создания различных по специфике участков с соответствующей оснасткой, сборочными и испытательными стендами, контрольно-измерительной аппаратурой.

Сборочные стенды были оборудованы поворотными столами и кантователями, обеспечивающими удобство в работе. Испытательные стенды обеспечивали условия, максимально приближающиеся к работе узлов в специзделиях при различных условиях и нагрузках. В необходимых случаях параметры испытаний записывались самописцами.

Большое внимание уделялось созданию и внедрению различного механизированного инструмента, в том числе гайковертов с регламентированным крутящим моментом.

При сборке габаритных и тяжелых узлов предусматривались различные подъемники и манипуляторы.

Общая сборка специзделия выполнялась на конвейере с определенным ритмом перемещения, что требовало разрабатывать техноло-

68

гические процессы с примерно равным временем на выполнение каждой операции позиций конвейера.

Пробего-сдаточные испытания на полигоне и предъявление готового изделия заказчику проводилось по разработанной и утвержденной методике, что создавало нормальную деловую обстановку и исключало конфликтные ситуации.

Для сборочно-монтажного производства тракторов типа К-700 на Кировском заводе технология сборки предусматривала высокую степень дифференциации операций, вплоть до описания рабочих движений сборочных механизмов и рук слесарей-сборщиков.

8.РЕМОНТ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН

8.1.Виды дефектов и методы контроля деталей

Характерные дефекты деталей

Структурные параметры агрегатов зависят от состояния сопряжений деталей, которое характеризуется посадкой. Всякое нарушение посадки вызывается рядом причин: изменением размеров и геометрической формы рабочих поверхностей; нарушением взаимного расположения рабочих поверхностей; механическими повреждениями, хи- мико-тепловыми повреждениями; изменением физико-химических свойств материала детали.

Изменение размеров и геометрической формы рабочих поверхностей деталей происходит в результате их изнашивания. Неравномерное изнашивание вызывает возникновение таких дефектов формы рабочих поверхностей, как овальность, конусность, бочкообразность, корсетность. Интенсивность изнашивания зависит от нагрузок на сопряженные детали, скорости перемещения трущихся поверхностей, температурного режима работы деталей, режима смазывания, степени агрессивности окружающей среды.

Нарушение взаимного расположения рабочих поверхностей проявляется в виде изменения расстояния между осями цилиндрических поверхностей, отклонений от параллельности или перпендикулярности осей и плоскостей, отклонений от соосности цилиндрических поверхностей. Причинами этих нарушений являются: неравномерный износ рабочих поверхностей; внутренние напряжения, возникающие в деталях при их изготовлении и ремонте; остаточные деформации деталей вследствие воздействия нагрузок.

69