книги из ГПНТБ / Какуевицкий В.А. Восстановление деталей автомобиля методом давления

VIII. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ ПРАВКОЙ

Правке подвергается ряд ответственных деталей автомобиля, определяющих не только срок службы отдельных агрегатов, но и

безопасность движения.

При правке деталей необходимо учитывать следующие особен­ ности этой операции.

1.Холодная правка деталей неустойчива, так как устраненная при ремонте деформация в процессе работы детали может вновь появиться [4].

2.Для стабилизации установившегося после правки состояния детали ее целесообразно подвергать нагреву до различных темпе­ ратур и выдержке в течение 0,5—1 часа: Детали с температурой последней термической обработки не ниже 500° после правки не­ обходимо подвергать стабилизации нагревом до температуры

400—450°. Если такой нагрев для деталей недопустим (детали с поверхностями, закаленными при нагреве т.в.ч.), то стабилизацию

следует производить при максимально возможной температуре (не ниже 200—250°), при которой не снижаются физико-механиче­ ские свойства детали.

3. Правка снижает предел выносливости стали, меньше для нормализованной стали и больше для закаленной (до 14%) [4].

Правка коленчатых валов. Коленчатые валы двигателей ГАЗ-51

и ЗИЛ-120 изготовляются из селектированной по углероду ста­

ли 45, подвергаются предварительной термической обработке (в по­ ковке) — нормализации при температуре 870° и окончательной тер­ мической обработке — поверхностной закалке шеек при нагреве токами высокой частоты до температуры 860—880° на глубину 3—4 мм и отпуску при температуре 170—190°. Твердость наружной

поверхности шеек коленчатых валов должна находиться в преде­ лах HRC 55-^60 (ГАЗ-51) и HRC 52н-62 (ЗИЛ-150).

В настоящее время применяются два способа правки коленча­ тых валов: под прессом статической нагрузкой и наклепом.

При отсутствии специальных приспособлений правка под прес­ сом производится следующим образом. После определения места наибольшего изгиба вал укладывается на специальные призмы на столе пресса. Затем через медную прокладку давят штоком прес­ са на одну из промежуточных коренных шеек (большей частью на среднюю шейку) для получения необходимого по величине и на­ правлению остаточного прогиба. Ввиду пружинистости вала вели­ чины обратного прогиба в 10—15 раз больше устраняемой несоосносги. Под созданной прессом нагрузкой вал выдерживают 1,5—2 мин.

Для повышения производительности труда при правке коленча­ тых валов применяются специальные стенды.

Одна из конструкций такого стенда для правки коленчатого вала двигателя ЗИЛ-120 (дет. № 120-1005020) показана на рис. 21.

39

На столе стенда установлен угольник 7, который является направ­ ляющей для движения тележки 1. На тележке 1 имеются опоры 10 в виде шариковых подшипников, установленных попарно на перед­ нем 8 и заднем 3 кронштейнах тележки. Кронштейны смонтирова­ ны на плите 4, имеющей ролики 5 для передвижения тележки. Каждая плита 4 опирается на полку угольника шариковыми под­ шипниками 6.

Вал устанавливается первой и последней коренными шейками

на опоры 10. Индикатором 9 проверяется биение каждой шейки вала. Передвигая вал с тележкой,'можно проверить биение любой шейки и подвести под шток пресса 2 любое место вала. При правке вал опирается на опоры, которые подводятся под крайние шейки и слегка его приподнимают.

Такой стенд применяется на Харьковском авторемонтном за­ воде № 4 [21].

Для предупреждения ■ самопроизвольного изменения формы оси коленчатого вала в процессе эксплуатации целесообразно про­ изводить нагрев правленых валов до температуры 180—200° и выдерживать их при этой температуре в течение 5—6 час.

Наиболее существенным недостатком правки коленчатых валов под прессом является снижение усталостной прочности, поэтому для высоконагруженных валов с незначительным запасом прочно­ сти правка под прессом не рекомендуется.

Правка коленчатых валов наклепом является прогрессивным

способом [5]. Сущность этого способа заключается в том, что для устранения биения коленчатого вала наклепывают молотком по­ верхности щек вала в такой мере и с такой стороны, чтобы в ре­ зультате возникающего при этом искривления щек получить необ­ ходимое смещение оси вала.

При правке наклепом практически отсутствует концентрация

остаточных напряжений растяжения в опасных сечениях, что име­

ет место при правке под прессом, и поэтому после правки уста­ лостная прочность валов не изменяется.

Точность правки очень высокая, так как легко получить очень малые деформации щеки, а следовательно, и чрезвычайно малые смещения оси вала.

Процесс правки коленчатого вала наклепом гораздо проще по сравнению с правкой под прессом.

Для правки коленчатых валов, у которых коренные шейки име­ ют значительную длину, наклеп можно осуществить ручным моло­ тком шаровой формы. При правке не рекомендуется наносить удар по одному и тому же месту более 3—4 раз, так как при этом сни­ жается эффективность правки. Для правки наклепом рекомен­ дуется применять пневматический многоударный молоток (рис. 22), снабженный приспособлением — переходником, который при по­ мощи коромысла 3, свободно вращающегося по оси 2, передает

удары бойка молотка 4 на щеку 1.

При правке коленчатый вал рекомендуется укладывать на

41

призмы крайними коренными шейками или устанавливать в цент­ рах. Перед правкой замеряется величина и направление биения всех коренных шеек.

Для ориентации в выборе режимов правки наклепом в табл. 8 приведены данные об изменении биения оси коренных шеек и по­ верхности фланца крепления ма­ ховика коленчатого вала двигате­ ля ГАЗ-51 в зависимости от по­ рядкового номера наклепываемой щеки (считая от носка вала) по­ сле нанесения 50 ударов симмет­ рично на поверхности щек по обе стороны от шатунной шейки. На­ клеп производился ручным моло­ тком с радиусом закругления шарового ударника 20 мм и че­ канкой (с радиусом закругления

Таблица 8

Изменение биения коренных шеек и фланпа, мм

Xs наклепыва­

Правка шатунов. Шатуны двигателей изготовляются, из сталей

45Г2 (ГАЗ-51) и 40 (ЗИЛ-120) и в состоянии поковки подвергают­ ся улучшению: закалке при температуре 820—850° в масле и от­ пуску при температуре 600—650°. Твердость шатунов после изго­

Изгиб и скручивание шатунов, приводящие к нарушению пра­ вильности расположения осей верхней и нижней головок, устра­ няются методом правки. Правка шатунов должна производиться без вкладышей и втулки верхней головки. При правке шатуна без втулки верхней головки допуск на точность расположения осей

42

палец 9. В отверстие Верхней головки устанавливается штырь 3,

«крепленный с поверочной пластиной 4. Для изгиба стержня ша­

туна применяется приспособление, состоящее из двух скоб 6, стя­

гиваемых винтом 7. Для устранения скручивания шатуна служит

«коба 10, охватывающая стержень шатуна и винт 8.

Рис. 24. Приспособление для проверки и правки шатуна двигателя ЗИЛ-120

Изгиб и скручивание шатуна контролируются индикатором 5 со

•стойкой 2, устанавливаемой на плиту 1 приспособления. При пере­ мещении индикатора вдоль поверочной плиты контролируется из­ гиб шатуна, а в поперечном направлении — скручивание.

После правки, как установлено исследованиями [4], шатун це­ лесообразно подвергать термической стабилизации при'температу­

ре 400—450° в течение 1,5 часа.

Правка передней балки оси автомобиля ГАЗ-51 (дет. № 51-

3001010). Передняя балка оси автомобиля ГАЗ-51 изготовляется

44

из стали ЗОХ и подвергается улучшению по режиму: закалка при температуре 840° в растворе каустической соды, отпуск при тем-'

пературе 550°. Твердость указанной детали должна соответствовать НВ 269 -+■ 302.

Правка балки передней оси производится при нарушении пра­ вильности взаимного расположения осей под шкворни в холодном состоянии — без нагрева.

На рис. 25 показана конструкция стенда для проверки и прав­ ки балки передней оси автомобиля ГАЗ-51. Стенд состоит из ста­ нины 9 сварной конструкции, к верхней левой части которой при­ варена балка 8. С правой стороны такая же балка 20 укреплена на кронштейне и может поворачиваться на оси 19. Фиксация бал­ ки .в горизонтальном положении производится двумя пальцами 12.

Для установки и закрепления передней оси И на балках S-и 20

имеются площадки А, поверхности которых лежат в одной плоско­ сти, и зажимы 13. В центре стенда на площадке Б установлен за­ жим 10. Стенд закреплен на фундаменте анкерными болтами 7.

На поворотной балке 20 установлены шкалы 17, а на кронштей­ не балки — стрелки 21, которые показывают по шкале величину скрученности балки. Под поворотной балкой установлены два дом­ крата 18.

С обеих торцов станины установлены на кронштейнах 5 домкра­ ты 15, которые могут поворачиваться на осях 6 в обе стороны на 90°. Эти домкраты упираются в опоры 16.

Стенд оснащен двумя стойками 3 с отвесами 1 и шкалами 2 и

двумя поворотными цапфами. Шкала стенда проградуирована в си­

стеме полярных координат, что позволяет легко записывать как ве­ личину деформации, так и ее направление. В центре шкалы нахо­ дится прямоугольник 3X4 мм, который представляет собой поле допусков. Нижняя часть стойки 3 по размерам соответствует шкворню (дет. № 51-3001018) и фиксируется после установки сто­ порными штифтами 4 (дет. № 51-3001025).

Порядок правки передней балки на стенде следующий. Балка

устанавливается на стенд и закрепляется зажимом 10. Затем уста­

навливаются поворотные цапфы 14, стойки 3 и при помощи домкра­ тов 15 устраняется правкой продольный изгиб балки.

Затем, освободив балку от зажима 10 и закрепив зажимами 13, устраняют правкой продольное скручивание балки при помощи домкратов 18. Концы стрелок 21 должны совместиться с нулевыми

показателями шкал 17. При устранении правкой продольного скру­ чивания балки пальцы 12 вынимаются из своих гнезд.

Окончательная правка балки производится через поворотные цапфы 14 домкратами 15. Балка при этом фиксируется в горизон­

тальной плоскости пальцами 12. После правки острие отвеса 1 стой­

ки 3 не должно выходить за границы прямоугольника на шкале 2.

Описанный метод правки балки передней оси применяется на одном из московских авторемонтных заводов [22].

45

IX. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ НАКАТКОЙ

Исследованиями и практикой работы ремонтных предприятий установлено, что накатка, как способ ремонта, может быть рекомен­ дована для восстановления изношенных посадочных мест под под­ шипники качения тех деталей, у которых напряжение смятия на рабочих поверхностях не превышает 70 кг[см2. Отличаясь исключи­ тельной простотой выполнения самого процесса, несложным обору­ дованием, высокой производительностью, накатка в то же время имеет ограниченное применение и может быть использована для

восстановления только определенных деталей.

Накаткой могут восстанавливаться изношенные посадочные

вергнуты обработке накаткой.

Введение дополнительных операций термической обработки усложняет и удорожает процесс восстановления деталей накаткой, в связи с чем он получил применение на ремонтных предприятиях только для восстановления стальных деталей, имеющих твердость не более HRC 30-е- 35, и деталей из ковкого чугуна.

При восстановлении деталей накаткой овальность детали не

должна превышать 0,05 мм.

Детали, у которых износ поверхностей превышает 0,3 мм, на­ каткой не могут быть восстановлены, так как максимально возмож­ ный подъем металла при использовании этого метода составляет 0,2 мм на сторону.

Накатка может быть использована для восстановления детали

только один раз; при необходимости повторного ремонта таких де­ талей должны быть применены другие методы.

Выбор основных параметров технологического процесса накатки выполняется в следующей последовательности.

Детали, которые возможно восстановить накаткой, сортируются

на несколько групп, в зависимости от величины износа. По величи­ не износа, биения и овальности детали определяется требуемый

общий подъем металла при накатке с учетом припуска на шлифо­ вание.

Подъем гребешка металла восстанавливаемой детали при на­ катке вычисляется исходя из следующего условия соблюдения тех­ нологических параметров:

Z, = Ci а2 «з -j-

где L — подъем гребешка металла восстанавливаемой детали на сторону, мм;

fij — износ детали на сторону, мм; а3—овальность детали, мм;

47

Оз — биение детали, мм;

at — припуск на шлифование, мм.

По известной величине необходимого подъема гребешка опреде­ ляется шаг накатки

о, legt -|-

где а — угол заострения зуба ролика накатки, град.

Далее определяется, диаметр ролика накатки

d0 = D-2H,

где D — диаметр изношенной детали, мм;

Н— глубина .внедрения зуба ролика в металл детали при на­

катке; она может быть принята равной величине подъема гребешка L.

Количество зубьев накатки п вычисляется на основании обще­ известной зависимости и должно быть целым числом.

Если п оказывается не целым числом, отбрасывают дробную часть и пересчитывают диаметр ролика накатки соответственно принятой величине п.

Проведенными исследованиями [6] установлено следующее.

Высота зуба накатки должна выбираться равной не менее 2L.

В этом случае величина потери рабочей поверхности не будет пре­ вышать 50%, что является одним из основных условий обеспечения нормальной работы детали, восстановленной накаткой.

Оптимальный угол заострения зуба ролика при накатке деталей, изготовленных из стали марки 40Х, составляет 60—70°.

Изменение скорости накатки мало влияет на величину подни­

маемого гребешка металла. Практически она выбирается в преде­ лах 10—15 м!мин.

При накатке деталей, изготовленных из сталей с твердостью НВ 270-г-300, продольная подача может устанавливаться в преде­

лах 0,4—0,8 мм/об, поперечная —в пределах 0,05—0,15 мм/об.

Впроцессе накатки ролик не должен выводиться из зацепления

свосстанавливаемой деталью до тех пор, пока не будет достигнут подъем металла на необходимую высоту.

Накатка должна производиться при обильной подаче к месту

обработки машинного масла.

В случае восстановления этим способом изношенных поверхно­ стей деталей, подвергающихся в процессе эксплуатации действию

знакопеременных нагрузок, накатка должна производиться на рас­ стоянии не менее 5 мм от галтели детали. При правильно построен-

48