Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологии производства и ремонта автомобилей. Учебное пособие для студентов направления подготовки 23.03.03 «Эксплуатациятранспортно-технологи
.pdf
4.3. Коэффициенты структурного состава ремонтного фонда
Структурный состав ремонтного фонда по деталям данного наименования
определяется тремя коэффициентами: годности, сменности и ремонта.
Коэффициент годности К
показывает, какая часть деталей данного
г
наименования может быть использована при ремонте автомобиля (агрегата)
повторно без ремонтного воздействия:
К
г=nг/nо
, (4.1)
где nг – число годных деталей;
nо – общее число деталей данного наименования, прошедших дефектацию.
Коэффициент сменности показывает, какая часть деталей данного
наименования при ремонте автомобиля требует замены:
К
= nн/nо, (4.2)
с
где nн – число негодных деталей.
Коэффициент ремонта показывает, какая часть деталей данного
наименования требует ремонта:
К
где n
= n
рем
– число деталей, требующих ремонта.
рем
, (4.3)
рем/nо
Знание этих коэффициентов позволяет более точно планировать
потребность ремонтного предприятия в запасных частях и определять объем
работ по ремонту деталей.
Вопросы для самопроверки.
1. Методы и средства выявления скрытых дефектов.
2. Контроль скрытых дефектов.
3. Что собой представляет люминесцентный метод выявления скрытых
дефектов
4. Что собой представляет метод магнитной дефектоскопии
5. Что собой представляет метод ультразвуковой дефектоскопии
6. Коэффициенты структурного состава ремонтного фонда.
51
5. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕСОВ И МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ДЕТАЛЕЙ
5.1. Пластическое деформирование
Устранение дефектов при этом способе ремонта деталей основано на
использовании пластических свойств металла, из которого они изготовлены. Под
пластичностью металлов понимают их способность при определенных условиях
под действием нагрузок изменять форму и размеры без разрушения.
Пластическую деформацию деталей производят как в холодном, так и в горячем
состоянии в специальных приспособлениях на прессах. Пластическое
деформирование применяют при восстановлении размеров деталей, их формы и
механических свойств.
Восстановление размеров изношенных деталей. При ремонте
пластическим деформированием восстановление размеров достигается за счет
перераспределения металла с нерабочих элементов деталей на изношенные.
Процесс восстановления размеров деталей состоит из подготовки детали,
деформирования и обработки после деформирования.
Подготовка деталей к деформированию включает отжиги или высокий
отпуск обрабатываемых поверхностей перед холодным деформированием или
нагрев их перед горячим деформированием. Стальные детали с твердостью до
HRC
…30, а также детали из цветных металлов подвергаются деформированию
Э
в холодном состоянии без предварительной термообработки. Во всех остальных
случаях производится термообработка деталей перед холодным
деформированием или нагрев перед горячим деформированием.
Обработка деталей после деформации сводится к механической обработке
восстанавливаемых поверхностей до требуемых размеров. При необходимости
применяют также термическую обработку.
Пластическое деформирование деталей с целью восстановления
изношенных поверхностей осуществляют осадкой, раздачей, обжатием,
вытяжкой и накаткой рис. 5.1.
52
Рисунок 5.1 - Виды обработки, применяемые при ремонте деталей пластическим
деформированием: а - осадка; б - раздача; в - обжатие; г - вытяжка; д - накатка; Р - усилие;
δ – деформация
Осадку применяют для уменьшения внутреннего или увеличения
наружного диаметра полых деталей, а также увеличения наружного диаметра
сплошных деталей за счет уменьшения их длины (рис. 5.2) в холодном
состоянии.
Рисунок 5.2 - Приспособление для осадки втулок: 1 - пуансон; 2 - палец; 3 - деталь;
4 - втулка; 5 - матрица
Если после осадки предусмотрена механическая обработка внутренней
поверхности втулки, то размер пальца, ограничивающего деформацию втулки по
внутреннему диаметру, принимают на 0,3 мм меньше, чем диаметр окончательно
обработанного отверстия. Уменьшение высоты втулок, воспринимающих
большие нагрузки, допускается не более чем на 5…8%, а для втулок, менее
нагруженных – на 10…15%.
Осадкой восстанавливают также размеры стальных деталей – шейки
валов, расположенные на концах деталей, толкатели клапанов и др. Деформацию
деталей при этом производят в специальных штампах при нагреве до
температуры ковки (850-1100ºС). На рис.5.3 показано приспособление для
осадки толкателя при восстановлении его цилиндрической поверхности.
53
Рисунок 5.3 - Схема приспособления для осадки толкателей клапанов:
1 -пуансон; 2 - матрица: 3 - ремонтируемая деталь
Раздачей восстанавливают наружные размеры полых деталей за счет
увеличения их внутренних размеров (рис. 5.1.б). Раздачу применяют при
восстановлении наружной поверхности поршневых пальцев, посадочных
поверхностей под подшипники чашек дифференциала, наружных посадочных
поверхностей труб полуосей и др.
Раздачу деталей производят сферическими прошивками в холодном
состоянии. Если деталь подвергалась закалке или цементации, то их перед
раздачей подвергают отжигу или высокому отпуску, а после раздачи
восстанавливают первоначальную термическую обработку.
Увеличение наружного, внутреннего диаметра полых деталей возможно
производить электрогидравлической раздачей в холодном состоянии. В
результате воздействия мощного гидравлического потока, создаваемого
электрогидравлическим эффектом (ЭГЭ), деталь (поршневой палец ДВС)
расширяется в холодном состоянии до размеров, обеспечивающих
перешлифовку под номинальный размер. Последующей термической обработки
не требуется.
Обжатие применяют для уменьшения внутреннего диаметра полых
деталей за счет уменьшения их наружного диаметра (рис.5.1. в). Этим способом
можно восстанавливать втулки из цветных металлов, отверстия в проушинах
рулевых сошек, рычагах поворотных цапф и т.п.
При восстановлении конусного отверстия в проушине рулевой сошки ее
нагревают до 900…950°С и обжимают в горячем состоянии, используя
специальное приспособление (рис. 5.4).
54
Рисунок 5.4 - Приспособление для обжатия конусного отверстия рулевой сошки:
1- верхняя обжимка; 2 – сошка; 3 - нижняя обжимка
При обжатии с нагревом металл детали изменяет свою структуру, поэтому
после деформации ее подвергают повторной термической обработке.
После ремонта деталей раздачей и обжатием их необходимо проверить на
отсутствие трещин.
Вытяжка применяется для увеличения длины деталей за счет местного
обжатия (рис.5.1. г). Этим способом восстанавливают длину всевозможных тяг,
толкателей и других деталей. Деформацию производят чаще всего в холодном
состоянии.
Накатка применяется для компенсации износа наружных
цилиндрических поверхностей деталей за счет выдавливания металла из
восстанавливаемой поверхности (рис.5.1. д). Накаткой восстанавливают
посадочные поверхности цапф, валов коробок передач и других деталей.
Накаткой можно ремонтировать детали с твердостью не более НRC
…30.
э
Если твердость выше, то деталь подвергается отпуску. Накатку производят
зубчатым роликом с шагом зубьев 1,5…1,8 мм.
Оценивая пластическое деформирование как способ ремонта деталей,
можно отметить следующие его преимущества: простоту технологического
процесса и применяемого оборудования, особенно при выполнении
деформирования деталей в холодном состоянии; высокую экономическую
эффективность процесса, так как отсутствую дополнительные расходы
материалов, а трудоемкость работ небольшая. К недостаткам этого способа
следует отнести ограниченность номенклатуры ремонтируемых деталей,
невозможность их повторного ремонта и некоторое снижение механической
прочности деталей.
Восстановление формы деталей. В процессе эксплуатации многие детали
автомобилей теряют свою первоначальную форму вследствие деформаций от
изгиба и кручения. Этот дефект деталей устраняется правкой, которая является
одним из видов пластического деформирования. Правке подвергаются балки
55
передних мостов, детали рамы, коленчатые и распределительные валы, шатуны
и многие другие детали.
При ремонте автомобилей применяют два способа правки: правку
статическим нагружением (под прессом) и правку наклепом. Подавляющее
большинство деталей правят под прессом в холодном состоянии. Для того, чтобы
при правке получить требуемую остаточную деформацию детали, ее перегибают
в обратном направлении с прогибом, в 10…15 раз большим первоначального.
При холодной правке под прессом возникают внутренние напряжения,
которые при работе деталей складываются с напряжениями от рабочих нагрузок
и вызывают вторичные деформации. Для повышения стабильности правки и
увеличения несущей способности деталей их подвергают после правки
термической обработке.
Правка наклепом не имеет недостатков, присущих правке деталей
статическим нагружением. Правку наклепом производят пневматическим
молотком с закругленным бойком путем нанесения ударов по нерабочим
поверхностям деталей. Так, например, правку коленчатых валов производят
наклепом щек (рис. 5.5).
Рисунок 5.5 - Схема правки коленчатого вала наклепом шеек
Преимуществами правки наклепом являются, стабильность правки во
времени, высокая точность (до 0,02 мм), высокая производительность,
отсутствие снижения усталостной прочности деталей.
Восстановление механических свойств материала деталей. Многие
детали автомобилей при их использовании и ремонте различными способами
утрачивают свою первоначальную усталостную прочность и износостойкость.
Восстановить эти свойства можно путем поверхностного пластического
деформирования (наклепа) деталей. Наклеп повышает поверхностную твердость
слоя металла и создает в нем благоприятные остаточные напряжения. Благодаря
такой обработке повышается усталостная прочность деталей и их
износостойкость.
56
К числу наиболее распространенных способов упрочнения деталей
поверхностным пластическим деформированием относятся обкатка рабочих
поверхностей деталей роликами и шариками, чеканка, алмазное выглаживание,
дробеструйная обработка и др.
Обкатка роликами и шариками применяется для упрочнения наружных
и внутренних поверхностей деталей. Обкатывание наружных поверхностей
производится на токарных станках при помощи специального инструмента –
накатки, которая устанавливается на суппорте станка и прижимается к детали
за счет поперечной подачи. При такой обработке повышается на 20…30%
усталостная прочность деталей.
Наиболее эффективным способом упрочнения галтелей на валах является
чеканка. При этом методе наклеп на упрочняемых поверхностях создается при
помощи бойков, приводимых в движение при помощи специальных
приспособлений.
К числу весьма эффективных методов упрочнения деталей поверхностным
пластическим деформированием относится алмазное выглаживание.
Сущность процесса алмазного выглаживания заключается в обработке
поверхностного слоя детали инструментом, рабочей частью которого является
сферическая поверхность кристалла алмаза с радиусом закругления 1…3 мм.
Алмаз устанавливается в наконечнике, который ходит в пружинную оправку,
закрепленную в резцедержателе суппорта токарного станка. Режим обработки
алмазным выглаживанием рекомендуется следующий: подача 0,02…0,06 мм/об,
скорость выглаживания 40…100 м/мин, усилие прижима алмазного наконечника
к детали 150…300 Н. обработка ведется за один проход. Алмазное выглаживание
позволяет получить Ra ≤ 0,04…0,08 мкм, повысить твердость на 25…30%,
износостойкость – на 40…60% и усталостную прочность – на 30…60%
При восстановлении пружин, рессор, торсионных валов с целью
повышения их усталостной прочности применяют дробеструйную обработку
механическими или пневматическими дробеметами. В механических
дробеметах дробь выбрасывается вращающимся с большой скоростью
барабаном, а в пневматических – струей сжатого воздуха под давлением 0,5…0,6
МПа. При обработке деталей применяют стальную или чугунную дробь
диаметром 0,5…1,5 мм. Режим обработки деталей рекомендуется следующий:
скорость полета дроби 60…100 м/с, время обработки 3…10 мин. При этом
режиме наклепанный слой имеет глубину до 1 мм.
57
5.2. Сварка и наплавка
Для устранения дефектов деталей автомобиля используются ручная
дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка и наплавка под флюсом или в
защитном газе, вибродуговая наплавка, газовая сварка и наплавка, контактная
сварка и другие виды сварки и наплавки.
Ручная дуговая сварка. При ремонте деталей такой сваркой режим
процесса зависит от толщины материала ремонтируемого изделия. Сила тока при
этом l=Ks, где K – коэффициент, зависящий от толщины свариваемого изделия,
s – толщина материала. При толщине материала 1…2 мм К=25…30, при 3…4 мм
К=30…45. Напряжение дуги U=22…40 В, диаметр электрода dэ=0,5s+(1…2) мм.
Ручной дуговой сваркой ремонтируются детали, изготовленные из
листового материала, труб и профилей различного поперечного сечения,
используемых для изготовления каркасов кузовов, рам и других элементов
металлоконструкции. Чаще всего устраняют этим способом трещины, пробоины,
изломы и т.п. Детали из листового материала, имеющие пробоины и другие
повреждения (панели кузова и т.п.), ремонтируются установкой накладки. При
этом поврежденный участок вырезают. Полученное отверстие должно быть
круглое или прямоугольное с закругленными углами.
Перед сваркой деталей производят подготовку кромок. В зависимости от
места расположения поврежденного участка, а также от предъявляемых
требований к ремонтируемому изделию накладка может быть установлена
впотай или внахлестку. Продольные трещины заваривают. Трубчатые детали,
имеющие поперечные трещины, а также пробоины, изломы целесообразно
ремонтировать установкой наружных или внутренних бужей. Аналогичным
образом ремонтируются металлоконструкции, имеющие различный профиль
поперечного сечения (угловые, швеллерные и другие профили).
Автоматическая дуговая сварка и наплавка под флюсом. В этом случае
дуга горит под флюсом между голой электродной проволокой и изделием,
образую газовый пузырь, в котором существует дуга, расплавляющая металл.
При кристаллизации расплавленного метала образуется сварной шов. Схема
электродуговой наплавки под флюсом приведена на рис. 5.6.
58
Рисунок 5.6 - Схема электродуговой наплавки детали под флюсом:
1 - наплавочный аппарат; 2 - кассета с проволокой: 3 - бункер с флюсом;
4 - электродная проволока; 5 - деталь; 6- мундштук;7 - шлаковая корка; 8 - наплавляемый
металл; 9 - луга; 10 - расплавленный металл
Цилиндрические детали при наплавке совершают вращательное движение,
а наплавочная головка – поступательное. При этом электродная проволока
подается с некоторым смещением е от зенита наплавляемой поверхности в
сторону, противоположную вращению детали. Это предотвращает стекание
жидкого металла сварочной ванны. Смещение электродной проволоки для
деталей диаметром 40…50 мм составляет 4…6 мм, а для 60…80 мм – 8…10 мм.
При наплавке плоской поверхности наплавочная головка или деталь
совершает поступательное движение со смещением электродной проволоки на
3…5 мм поперек движения до наложения шва заданной длины. Наплавку шлицов
производят в продольном направлении путем заплавки впадин, устанавливая
конец электродной проволоки на середине впадины между шлицами.
Электродная проволока при наплавке подбирается в зависимости от
материала ремонтируемой детали к предъявляемых к ней требований в условиях
эксплуатации. Для наплавки деталей, изготовленных из углеродистых сталей
марок Нп-30, - 40, - 50, - 65 или из низколегированной стали Нп-30ХГСА. Детали
из сталей 30Х, 35Х, 40Х и других низколегированных сталей направляют
проволокой Нп-30ХГСА или других марок. Для автоматической наплавки
применяют проволоку диаметром обычно 1,6 мм для деталей до 70 мм.
Закаленные детали после наплавки и последующей механической обработки
повторно закаливаются ТВЧ для получения необходимой твердости
поверхности.
Флюсы для автоматической наплавки должны способствовать
устойчивому горению дуги, образованию плотного направленного металла и
шлака, легко удаляемого с поверхности металла. Температура плавления флюса
должна быть на 200…300°С ниже температуры плавления металла. Таким
требованиям отвечают флюсы АН-348А, АНК-18 и некоторые другие. В
59
необходимых случаях в флюс вводят легирующие компоненты, например,
феррохром, графит. Режимы наплавки устанавливаются в зависимости от
диаметра обрабатываемой детали. Напряжение холостого хода берется 30…36 В,
рабочее – 23…28 В.
Для наращивания деталей с большим износом рекомендуется применять
автоматическую наплавку порошковой проволокой под флюсом или открытой
дугой без дополнительной защиты
Для повышения твердости наплавленной поверхности последняя
подвергается пластической деформации. Режим наплавки цилиндрических
поверхностей обусловливается их диаметром: при 40…100 мм сила тока
110…200 А, скорость подачи проволоки 70…100 м/ч, скорость наплавки 14…24
м/ч, смещение электрода 4…8 мм. Наплавкой под флюсом восстанавливаются
коленчатые валы, полуоси заднего моста и многие другие детали автомобиля.
Сварка и наплавка в углекислом газе. Подача электродной проволоки в
зону сварки осуществляется при помощи автоматов или полуавтоматов
различных конструкций. Сварка производится на постоянном токе при обратной
полярности («плюс» - на электродной проволоке, «минус» - на детали).
Сварку в среде углекислого газа применяют на ряде авторемонтных
заводов при ремонте кузовов легковых автомобилей, кабин и оперений грузовых
автомобилей, при сварке платформ автомобилей самосвалов, а также для
наплавки деталей по цилиндрическим поверхностям, шлицам и др.
Параметры режимов дуговой сварки стыковых швов в среде углекислого
газа низкоуглеродистых и низколегированных сталей определяются толщиной
металла деталей: при толщине 0,6…5 мм и зазоре в стыке 0,5…2 мм диаметр
электродной проволоки 0,5…2 мм, сила тока 50…200 А, напряжение дуги 18…30
В, скорость сварки 20…22 м/ч.
Вибродуговая наплавка. Вибродуговая наплавка является
разновидностью наращивания поверхности с использованием тепла
электрического тока (рис. 5.7).
В этом случае возбуждение дуги происходит вибрирующим электродом
под струей охлаждающей жидкости или защитного газа. Основное достоинство
этого процесса наплавки – небольшой нагрев детали, малая зона термического
влияния и возможность получения наплавленного металла с требуемой
твердостью и износостойкостью без термообработки после наплавки.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]