Методические указания по выполнению лабораторной работы «Ремонт тормозных дисков проточкой» по дисциплине «Ремонт и утилизация автомобилей и тракторов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Р. И. ЛИ, Ф. А. КИРСАНОВ, С. А. ДМИТРИЕВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

«РЕМОНТ ТОРМОЗНЫХ ДИСКОВ ПРОТОЧКОЙ» ПО ДИСЦИПЛИНЕ «РЕМОНТ И УТИЛИЗАЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ»

Липецк 2014

УДК 631.3(075.8) Л55

Методические указания по выполнению лабораторной работы «Ремонт тормозных дисков проточкой» по дисциплине «Ремонт и утилизация автомобилей и тракторов» [Текст] / Ли Р. И., Кирсанов Ф. А., Дмитриев С. А. Липецк: ЛГТУ, 2014. – 21 с.

Приведены общие сведения и порядок выполнения лабораторной работы. Описаны причины износа и виды дефектов тормозных дисков, основные характеристики станков для их проточки и технология обработки рабочих поверхностей тормозных дисков без демонтажа.

Предназначены для студентов направления подготовки 23.05.01 (190109) «Наземные транспортно-технологические средства».

Ил. 13. Табл. 1.

Утверждены ОПН по направлению подготовки 190109 «Наземные транс- портно-технологические средства», протокол № 4 от 20 февраля 2014 г.

Рецензент Носов С. В. – к. т. н., доцент кафедры «Транспортные средства и техносферная безопасность» ЛГТУ.

© Липецкий государственный технический университет, 2014

2

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью лабораторной работы является:

1. Изучить причины износа и виды дефектов тормозных дисков;

2. Ознакомиться с методами восстановления рабочих поверхностей тор-

мозных дисков и с устройством и характеристиками оборудования для их про-

точки.

3. Приобрести практические навыки по восстановлению рабочих поверх-

ностей тормозных дисков методом проточки.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Движущийся автомобиль обладает кинетической энергией, которая при торможении преобразовывается в тепловую: при этом происходит нагрев тор-

мозных дисков, температура которых может возрастать до 300 … 500 °С. Диск прогревается крайне неравномерно. Максимальные значения температуры наблюдаются в пятне контакта диска с колодками, на остальных участках тем-

пература ниже за счет охлаждения воздухом и отвода тепла к более холодным частям.

В процессе торможения автомобиля изнашиваются как тормозные колод-

ки, так и тормозные диски. Износ поверхности диска происходит неравномер-

но. Это обусловлено тем, что структура тормозных колодок неоднородная, а

сами колодки помимо фрикционных обладают и абразивными свойствами.

На неравномерность износа тормозных дисков влияет изменение геомет-

рии ступицы, приводящее к определенному биению. В этом случае характер износа тормозного диска неравномерный, как по концентрическим направлени-

ям (возникают концентрические бороздки или выступы), так и по радиальным.

Следствием этого является больший износ диска с одной стороны.

При неравномерном нагреве диск прогибается, а его толщина изменяется в зависимости от степени нагрева (рис. 1). В результате чего плоские рабочие поверхности диска деформируются, а их износ становится неравномерным, до-

3

стигая наибольшего значения в зоне максимального нагрева. Также износ уско-

ряют различные твердые частицы, попадающие между диском и тормозными колодками.

Рис. 1. Деформация тормозных дисков из-за нагрева

Коробление тормозного диска приводит к уменьшению площади пятна контакта между диском и колодкой. По мере увеличения степени износа тор-

мозного диска усилие прижатия тормозной колодки, развиваемое тормозным цилиндром, становится недостаточным для обеспечения надежного замедления.

Следствием этого является увеличение тормозного пути.

На рис. 2. показана разница в величине тормозных путей двух автомоби-

лей. У первого автомобиля замена тормозных колодок производилась без про-

точки тормозных дисков, а у второго замена тормозных колодок производилась с проточкой тормозных дисков. Торможение осуществлялось со скорости 120

км/час и до полной остановки. Усилие на педали тормоза – 150 Н. Разница в ве-

личине тормозного пути составила 20 метров.

Проточка тормозных дисков необходима, когда появляются сильный нагрев в процессе эксплуатации, вибрации рулевого колеса, а также глубокая

4

ржавчина или механические повреждения.

Рис. 2. Зависимость тормозного пути от вида ремонта тормозной системы

Установка новых тормозных колодок на диск с дефектами на рабочей по-

верхности недопустима, так как это приводит к их быстрому выходу из строя.

По ряду причин рабочая поверхность тормозного диска начинает приобретать борозды, а по краю прилегания тормозной колодки к диску, образуются «бур-

тики» (рис. 3).

Рис. 3. Дефекты на рабочих поверхностях диска и тормозной колодки

5

Основные причины износа и деформации тормозных дисков

неравномерность нагрузок (включая удары) при различных условиях эксплуатации;

инородные предметы, попадающие на поверхности трения;

абразивные частицы, твердые включения во фрикционном материале накладок.

превышение допустимых температурных режимов при эксплуатации.

Причинами этого являются:

повреждения после сверхнормативного износа тормозных накладок;

биение вращающихся деталей из-за неодинаковой толщины диска

(возникает, как правило, вследствие неравномерного износа, что приводит как к вибрации, так и к повышенному шуму при торможении);

 низкое качество изготовления тормозных дисков и колодок (множе-

ственные кольцевые неровности на рабочей поверхности, которые приводят к повышенному шуму при торможении) (рис. 4);

 частое повторение циклов: разгон – экстренное торможение.

Рис. 4. Кольцевые неровности на рабочей поверхности тормозного диска

6

Экстренное торможение ведет к перегреву дисков, повышенная влаж-

ность воздуха – к появлению глубокой коррозии, длительные простои автомо-

биля, также являются причиной коррозии тормозных дисков. Изношенная накладка тормозной колодки наносит механические повреждения рабочей по-

верхности диска.

Одним из действенных методов по устранению приведенных выше де-

фектов является проточка тормозных дисков.

Проточка тормозных дисков с использованием специального оборудова-

ния позволяет удалить поверхностные дефекты. Минимально допустимая тол-

щина тормозных дисков для каждой модели автомобиля приведена в соответ-

ствующих руководствах по эксплуатации или ремонту, а также в документации производителей дисков. Поэтому перед проточкой необходимо измерить тол-

щину диска (рис. 5).

Рис. 5. Определение толщины тормозного диска при помощи микрометра

7

Слишком тонкий тормозной диск быстро разогревается до высоких тем-

ператур, при которых фрикционный материал колодок не способен обеспечить требуемую эффективность торможения. После ремонта толщина диска должна соответствовать нормативным значениям (как правило, не менее 8 … 9 мм для невентилируемых дисков и 15 … 16 мм для вентилируемых).

Способы диагностики состояния тормозных дисков:

диагностика в динамике: во время движения и в процессе торможения обращается внимание на появление повышенной вибрации, скрежета, рывков,

блокировки тормозов;

визуальный осмотр: при осмотре тормозного диска видны трещины или сколы на рабочей поверхности диска, а также выработка диска по краю

(буртики), ощутимая на ощупь;

инструментальные измерения: замер производят при помощи штан-

генциркуля или микрометра и сравнивают полученные результаты с допусти-

мыми значениями толщины тормозного диска.

Дефекты тормозных дисков, возникающие в процессе эксплуатации,

при которых требуется их замена:

глубокие трещины (рис. 6 и 7). Данный дефект возникает из-за силь-

ного перегрева диска с последующим резким охлаждением. Как следствие про-

исходит дальнейшее разрушение диска, которое может привести к заклинива-

нию колеса. Если трещины неглубокие (поверхностные), то их удаление произ-

водится с помощью проточки. Однако после данной операции гарантировать полную исправность диска и пригодность к работе нельзя, так как существуют микротрещины которые распознаются только микроскопом;

износ диска до минимально допустимой толщины;

вибрация при торможении (вызвана наличием неравномерного износа,

при котором толщина диска вдоль его окружности оказывается переменной);

коробление диска. После длительной езды с интенсивными разгонами

иторможениями диски сильно разогреваются, а при попадании воды происхо-

дит резкое охлаждение. Из-за быстрого охлаждения диск «ведет», в результате

8

чего наблюдается биение рабочих поверхностей относительно оси вращения ступицы колеса (искривление тормозного диска также приводит к появлению вибрации при торможении).

биение диска, обычно сопровождаемое увеличением свободного хода педали тормоза. В этом случае при движении автомобиля возникает дополни-

тельное сопротивление и, как следствие, увеличивается расход топлива.

Рис. 6. Примеры дефектов рабочих поверхностей тормозного диска

Рис. 7. Глубокая трещина на рабочей поверхности тормозного диска

9

Вибрация и биение диска – явления взаимосвязанные. Проверка на бие-

ние осуществляется с помощью индикаторной головки измерением максималь-

ного значения отклонения, при повороте вывешенного колеса на один оборот

(допустимое биение составляет до 0,1 мм).

Зимняя эксплуатация усугубляет коррозию тормозных дисков. Результа-

том может стать появление коррозии по всей ширине рабочей поверхности диска, что значительно снижает эффективность работы тормозной системы и срок службы колодок.

Все подобные дефекты, возникающие на поверхности тормозного диска,

снижают эффективность работы всей тормозной системы и увеличивают тор-

мозной путь. Эффективным методом восстановления рабочей поверхности тормозных дисков является проточка. В настоящее время существуют два ос-

новных способа проточки:

1)с полным демонтажем тормозного диска и установкой его в токарный станок для дальнейшей проточки;

2)проточка без демонтажа, которая является более эффективной и отни-

мает меньше времени на обработку рабочих поверхностей.

Проточка без демонтажа значительно более точная, так как диск базиру-

ется на своей оси вращения, при этом сразу учитывается возможное изменение геометрии оси и ступицы. При обработке диска на токарном станке, существует возможность погрешности центрирования, которая в эксплуатации проявляется в виде излишнего биения.

Благодаря проточке тормозных дисков все вышеперечисленные дефекты полностью устраняются. После проточки тормозного диска его поверхности становятся абсолютно плоскими и параллельными.

Основные характеристики станков для проточки тормозных дисков

Основными характеристиками данного оборудования являются макси-

мальный диаметр диска, который можно обрабатывать; тип подачи режущего инструмента; наличие регулируемой скорости вращения шпинделя станка, ко-

личество режущих инструментов, оснащенность измерительным инструментом.

При минимальных размерах устройства возможна обработка дисков толь-

10