Основы технологии производства и ремонте автомобилей (стр. 6 )

Толщина кожуха, состоящего из 2-х половин, 3,5…9,5 мм.

Комбинированные картеры используют в легковых автомобилях среднего класса и грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности. Центральной частью этой конструкции является корпус главной передачи. Его изготавливают отливкой из ковкого чугуна. Корпус имеет рукава, в которые запрессованы трубы кожухов полуосей.

Преимуществом комбинированных корпусов является компактность конструкции и возможность использования для отдельных частей его разных конструкционных материалов.

К недостаткам следует отнести сравнительно малую жесткость из-за многочисленных соединений его частей, что приводит к необходимости увеличивать толщину стенок и протяженность посадочных поверхностей.

Несмотря на различие в конструкциях картеров задних мостов (ведущих мостов), требования к точности размеров, шероховатости основных сопрягаемых поверхностей и точности их расположения можно представить в виде некоторых обобщенных данных:

- точность обработки шеек цапф под подшипники качения и сальники ступиц колес грузовых автомобилей по 6-7 квалитету, шероховатость Ra = 1,25мкм;

- точность отверстий под подшипники в штампосварных и комбинированных картерах легковых автомобилей по 6-7 квалитету, шероховатость Ra = 1,25мкм;

- точность отверстия корпуса главной передачи в центральной части цельнолитых и штампосварных картеров грузовых автомобилей – 8-9 квалитеты;

- точность отверстий под посадку труб полуосей в цельнолитых картерах – 7-8 квалитеты, шероховатость Ra = 2,5мкм;

- соосность отверстий под посадку труб – 0,05мм;

- непараллельность привалочной плоскости корпуса главной передачи оси полуосей не должна превышать 0,1 – 0,15 мм на длине 300 мм.

На ВАЗе для сварки и механической обработки резанием заготовок картеров задних мостов используют комплекс автоматических и автоматизированных линий, который состоит из трех потоков:

- сварка половин картера с двух сторон на 8-позиционной автоматической линии под флюсом;

- 15-позиционная автоматическая линия для механической

обработки;

- 9-позиционная линия – соединение двух фланцев с картером (кожухами полуосей), двух кронштейнов крепления нижних штанг и амортизаторов задней подвески и других деталей и сварку их под слоем флюса.

Полная обработка резанием заготовки заднего моста в сборе (с приваренными фланцами, крышкой и усилителями) производится на 29-позиционной линии.

После этого они транспортируются на сборочный участок.

Заготовку корпуса коробки передач автомобилей «Жигули» изготавливают из алюминиевого сплава литьем под давлением.

Механическая обработка производится на двух потоках. Каждый поток состоит из двух автоматических линий с жесткой транспортной системой:

- 18-позиционная автоматическая линия; обработка резанием заготовки осуществляется на двухсторонних агрегатных станках;

- 29-позиционная линия с жесткой транспортной системой

состоит из семи специальных многошпиндельных одно-двусторонних горизонтальных фрезерных, сверлильных и расточных станков, с 13-ю рабочими позициями.

Обработанные полностью корпуса коробки передач поступают на мойку и контроль, а затем по приводному рольгангу транспортируются на автоматизированную линию сборки.

1.9.2 Круглые стержни и диски

Исходя из конструктивного подобия деталей типа круглые стержни, общая схема построения технологического процесса обработки заготовок этих деталей может быть представлена следующим образом:

- изготовление первичной заготовки из прутка или трубы, горячая штамповка или литье;

- базирование заготовки при обработке резанием по центровым отверстиям или по поверхностям шеек;

- токарная обработка с поворотом заготовки;

- при обработке длинных валов предварительное обтачивание или шлифование шеек под люнеты;

- обработка фасонных поверхностей;

- обработка второстепенных поверхностей;

- при необходимости – термообработка;

- шлифование после термообработки;

- балансировка;

- доводочная обработка;

- контроль.

Предложенная схема не полностью отражает конкретные техпроцессы изготовления отдельных деталей рассматриваемого класса, однако имеющиеся отклонения носят частный характер. Так при обработке заготовок коленчатых валов приходится смещать ось. Вращение заготовки при обработке шатунных шеек. При изготовлении пустотелых валов технологический процесс дополняется операциями, связанными с обработкой внутренней полости вала и т. д.

Особенности изготовления ступенчатых валов.

Ступенчатые валы имеют несколько конструктивных разновидностей: валы без шлицев и зубчатых колес; валы со шлицами; валы- шестерни без шлицев; валы-шестерни цилиндрические со шлицами; валы-шестерни конические со шлицами.

Ниже приведен маршрут технологического процесса механической обработки для крупносерийного производства ступенчатых валов со шлицами (таблица 1.9.1).

Таблица 1.9.1

Операция	Оборудование
1 Фрезерование торцев и за- центровка	Фрезерно-центральный полуавтомат
2 Токарная обработка	Многорезцовый токарный полуавтомат
3 Предварительное шлифо - вание	Круглошлифовальный станок
4 Фрезерование шлицев	Шлицефрезерный станок
5 Фрезерование резьбы	Резьбофрезерный станок
6 Термообработка (закалка)	Нагревательная печь, закалочная ванна
7 Окончательное шлифова- ние поверхности	Круглошлифовальный станок
8 Шлифование шлицев	Шлицешлифовальный станок
9 Контроль	Контрольные приспособления

Во многих случаях за основные базы принимают поверхности опорных шеек вала. Однако использовать их в качестве технологических баз для обработки наружных поверхностей трудно. Поэтому для значительного количества операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий.

Полые цилиндры.

Обработка производится обычно при вращающейся заготовке, но иногда обработку основных поверхностей выполняют вращающимся инструментом при неподвижной заготовке.

Установочными базами при обработке служит один из торцев заготовки и ее внутренняя или наружная цилиндрическая поверхность. Заготовки сложных деталей базируют в некоторых случаях по фасонной поверхности. При последующей обработке в качестве постоянных баз используют обработанные поверхности (торец и цилиндрическую поверхность).

Детали типа дисков: маховики, тормозные барабаны, диски сцепления, цилиндрические и конические зубчатые колеса, диски с гладкими или шлицевыми отверстиями и другие.

Конструктивная особенность деталей этого типа состоит в том, что все они имеют форму тела вращения, у которых диаметр превышает высоту (длину).

Для обработки заготовок рассматриваемых деталей применяют одинаковые технологические схемы, причем основные операции выполняются при вращении заготовки.

Заготовки деталей типа дисков получают в виде поковок, отливок из чугуна, стали, цветных сплавов, а также холодной штамповкой из листа. В отдельных случаях штучные заготовки получают из труб и круглого проката.

Технологическая схема обработки резанием заготовок деталей типа дисков во многом сходна со схемой обработки деталей типа полых цилиндров. Различие состоит в том, что они имеют малую длину и главными обрабатывающими поверхностями у них являются торцы, а также короткие цилиндрические и конические поверхности.

На операциях обработки резанием технологическими базами служат сначала один торец и наружная или внутренняя поверхность (цилиндрическая) заготовки, а в последующем – поверхности (базы), обработанные на первой операции. Если требуется угловая ориентация заготовки, то используют ее выступающие бобышки, а при отсутствии их – отверстие, обработанное на первой операции.

Наиболее массовыми и характерными деталями типа дисков являются зубчатые колеса. По ряду геометрических параметров их изготавливают с высокой точностью (6-5 степень) и шероховатостью обработанной поверхности профиля зубьев Ra = 0,32мкм. Критерием качества колес являются также нормы шума пары в зацеплении и контактная прочность их зубьев. Материалом для изготовления зубчатых колес автомобилей служат стали 18ХГТ, 12Х2НЧА, 38ХС, 12ХНЗА, 20ХГНР.

Технологический процесс обработки заготовок зубчатых колес резанием включает большое количество операций (до 20 и более).

1.9.3 Некруглые стержни

К этому типу деталей относят прямые и кривые стержни с некруглым поперечным сечением и длиной, превышающей размер поперечного сечения более чем в 2 раза (балки передней оси, шатуны двигателей, вилки переключения коробок передач, коромысла, поворотные кулаки.

Конструктивные формы рычагов разнообразны и технологичес-кие процессы их изготовления имеют свои особенности, однако для всех деталей этого типа обрабатываемыми поверхностями обычно являются площадки на концах стержня и отверстия на этих площадках. Обработка рычагов с точными параллельными отверстиями (например, шатунов) наиболее трудоемка.

Черновыми технологическими базами при обработке заготовок рычагов обычно служат торцы основных отверстий и наружные контуры бобышек этих отверстий. При дальнейшей обработке основные отверстия и их торцы используют в качестве постоянных технологических баз. Обработка резанием осуществляется при неподвижной заготовке.

Наиболее типичными деталями этого типа являются балки переднего моста грузового автомобиля и поворотный кулак.

2 Основы ремонта автомобилей

2.1 Система ремонта автомобилей

2.1.1 Краткая характеристика процесса старения автомо-

биля; понятие о предельном состоянии автомобиля и

его агрегатов

При работе автомобиля наряду с рабочими процессами возникают и развиваются различные вредные, по , разрушительные процессы, под влиянием которых уровень рабочих процессов снижается, а технико-эксплуатационные качества автомобиля ухудшаются. Рабочие процессы протекают в период функционирования автомобиля, а вредные процессы в период всего его существования.

К вредным процессам относятся:

- изнашивание рабочих поверхностей деталей;

- усталость металла;

- вибрации узлов и механизмов;

- внутренние напряжения в деталях;

- различные виды коррозии, старения.

Вредные процессы могут происходить под влиянием погрешностей в самой машине, например от неуравновешенности вращающихся масс, нарушения взаимного расположения деталей в узлах и механизмах, несоблюдения продолжительности или вообще отсутствия старения литых заготовок корпусных деталей и т. д., и под действием внешних условий – нарушения нагрузочного режима, температурных влияний окружающей среды и т. п.

По скорости протекания вредные процессы делят на три группы:

- быстропротекающие,

- средней скорости,

- медленные.

Быстропротекающие: - вибрация узлов, изменение сил трения в подвижных сопряжениях, колебания рабочих нагрузок.

Медленные процессы могут длиться дни и месяцы – изнашивание деталей, усталость металла, коррозия и т. п.

Изменение состояния машины влияет на скорость протекания вредных процессов. Так, например, износ рабочих поверхностей деталей подвижных сопряжений приводит к росту зазора, что в ряде сопряжений вызывает повышенные динамические нагрузки и интенсивность изнашивания.

Развитие вредных процессов ведет к росту параметра потока отказов и снижению надежности автомобиля.

Устранить полностью вредные процессы не представляется возможным. Однако замедлить интенсивность их проявления не только можно, но и необходимо. Своевременное ТО и ТР.

Вредные процессы относятся к области случайных событий, характерной особенностью которых является рассеивание параметров их значений.

До капитального ремонта работоспособность автомобиля поддерживается благодаря проведению текущих ремонтов автомобилей. Работоспособность автомобиля, несмотря на возрастающее количество проводимых текущих ремонтов, со временем постепенно снижается, трудоемкость же их проведения увеличивается из-за появления все большего числа дефектов и неисправностей, приводящих к отказам.

Когда уровень вредных процессов резко возрастает, выходя за допустимые пределы, а рабочие процессы перестают нормально функционировать, автомобиль утрачивает работоспособность и его эксплуатация становится технически невозможной или экономически нецелесообразной. В этом случае автомобиль подлежит капитальному ремонту или списанию.

Износ деталей.

Виды трения: трение без смазки, граничное трение и жидкостное.

Толщина масляного слоя при граничном трении примерно 0,1 мкм. При граничном трении свойства граничных пленок масла отличаются от свойств смазывающей жидкости. Действие смазки при граничном трении зависит не только от вязкости масла, но и от присутствия в нем поверхностно-активных молекул, способных адсорбироваться на трущихся поверхностях.

Процесс постепенного изменения размеров деталей при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и (или) его остаточной деформации, называется изнашиванием.

Все виды изнашивания деталей, которое происходит в процессе работы машин, разделяют на три группы:

- механическое,

- молекулярно-механическое,

- коррозийно-механическое.

Механическое изнашивание (абразивное, гидроабразивное, газоабразивное, эрозионное, усталостное, кавитационное).

Молекулярно-механическое изнашивание (изнашивание при заедании).

Коррозионно-механическое изнашивание (окислительное, фретинг-коррозия).

Из механических видов изнашивания наиболее часто встречает-ся абразивное изнашивание.

Изменение размеров деталей при абразивном изнашивании зависит от материала и механических свойств деталей, режущих свойств абразивных частиц, удельного давления и скорости скольжения при трении.

Абразивное изнашивание распространено также при трении деталей, восстановленных различными способами наплавки, метал-лизации, хромирования и железнения.

Усталостное изнашивание возникает при трении качения и наиболее отчетливо проявляется на рабочих поверхностях подшипников качения и на зубьях шестерен.

Гидроабразивное изнашивание возникает в результате воздействия твердых частиц, увлекаемых потоком жидкости. Оно часто проявляется совместно с эрозионным изнашиванием из-за воздействия потока жидкости.

Газоабразивное изнашивание происходит в результате воздействия твердых частиц, увлекаемых потоком газа.

Кавитационное изнашивание возникает при относительном движении твердого тела и жидкости в условиях кавитации. Пузырьки газа разрываются вблизи поверхности, что создает местное повышение давления и температуры, образуя язвы.

Молекулярно-механическое изнашивание – изнашивание в результате одновременного механического воздействия и молекулярных или атомарных сил. К числу этого изнашивания относится изнашивание при заедании в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность.

выделяет два вида схватывания деталей при трении:

- схватывание I рода при отсутствии смазки и защитной пленки окислов при трении с малыми скоростями скольжения и удельными давлениями, превышающими предел текучести металла в местах действительного контакта;

- схватывание II рода при трении скольжения с большими скоростями относительного перемещения и значительными удельными давлениями при интенсивном повышении температуры в поверхностных слоях трущихся металлов и их пластичности.

Коррозийно-механическое изнашивание происходит при трении материала, вступившего в химическое взаимодействие со средой. К этому виду изнашивания относится окислительное изнашивание и изнашивание при фреттинг-коррозии.

Изнашивание при фреттинг-коррозии – коррозийно-механичес-кое изнашивание соприкасающихся тел при малых колебательных пе-ремещениях. Фреттинг-процесс возникает при трении скольжения с очень малыми возвратно-поступательными перемещениями в ус-ловиях динамической нагрузки.

Изнашивание характеризуется следующими показателями:

- скорость изнашивания – отношение величины износа ко времени, в течение которого он возник;

- интенсивность изнашивания – отношение величины износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или к объему выполненной работы;

- износостойкость – свойство материала оказывать сопротивле-ние изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания;

- относительная износостойкость – отношение износостойкости испытуемого материала и материала, принятого за эталон, при их изнашивании в одинаковых условиях.

На скорость изнашивания деталей основное влияние оказывает удельное давление и скорость относительного скольжения сопряженных деталей.

,

где - коэффициент, характеризующий влияние материала детали и

качества поверхности.

Методы определения износа:

- метод микрометрирования,

- метод вырезанных лунок,

- метод определения суммарного износа (взвешивание детали,

по содержанию железа в масле, радиоактивный).

2.1.2 Процессы восстановления деталей автомобилей, их

основные характеристики и функции

При капитальном ремонте автомобилей используют без восстановления 20-30% годных деталей с допустимым износом. К ним относятся: детали, обладающие высокой износостойкостью; детали, несущие небольшие нагрузки и работающие в относительно легких условиях; детали, замененные при текущем ремонте и ко времени поступления автомобиля в капитальный ремонт, не вышедшие за пределы допустимых размеров.

Значительное количество деталей автомобилей, поступивших в капитальный ремонт, имеют предельный износ. Большая часть их может быть восстановлена. В зависимости от мощности и уровня организации производственного процесса восстанавливается от 20 до 40% деталей ремонтируемых автомобилей.

Дефекты автомобилей классифицируются по следующим признакам:

- износ (равномерный, неравномерный, царапины, риски, задиры);

- изменение свойств поверхностных слоев (усталостные трещины, выкрашивание, изменение твердости);

- повреждение от действующих внутренних напряжений и

внешних нагрузок (деформации вследствие старения, изгиб, скручивание, смятие, трещины, обломы, пробоины);

- повреждение от химических и тепловых воздействий (выгорание, коробление, коррозия, цвета побежалости);

- отложения или наслоения (нагар, накипь, смола, грязь, старая краска).

Восстановление деталей сводится к устранению имеющихся у них дефектов. Наиболее часто используются следующие способы восстановления деталей:

- механическая обработка (под ремонтный размер, под номинальный размер, добавление ремонтных деталей);

- гальваническими покрытиями (хромирование, осталивание, меднение);

- слесарно-механическая обработка (припиловка, шабровка, фрезерование, шлифование, притирка, штифтовка, постановка заплат, развертывание, прогонка резьбы);

- пайка (мягкими припоями, твердыми припоями);

-сварка и наплавка (электродуговая ручная, автоматическая под флюсом, сварка и наплавка в среде защитного газа, вибродуговая наплавка, газовая сварка и резка, сварка сопротивлением (трением), точечная сварка;

- металлизация (газовая, электродуговая, электрическая высокочастотная, плазменно-дуговая);

- давлением (осадка, вдавливание, раздача, обжатие, вытяжка, правка, накатка);

- обработка полимерными материалами (восстановление изношенных деталей, заделка трещин, склеивание);

- электрическая обработка (электроискровая обработка, электромеханическая обработка, электрохимическая обработка);

- перезаливка антифрикционными материалами (баббитами, свинцовистой бронзой).

2.1.3 Производственный и технологический процессы

ремонта автомобилей

Производственным процессом ремонта автомобилей (агрегатов) называется весь комплекс процессов по превращению автомобилей (агрегатов), утративших работоспособность в результате износа и других дефектов деталей и узлов, в автомобили полной работоспособности.

Производственный процесс авторемонтного производства включает получение и хранение ремонтного фонда, т. е. автомобилей, агрегатов, узлов и деталей (в зависимости от типа предприятий), снабжение запасными частями и материалами и их хранение, подготовку средств производства, организацию и планирование, все стадии восстановления деталей, их комплектования, сборки и испытания агрегатов и автомобилей, контроль и транспортировку на всех этапах производства и другие действия, связанные с ремонтом автомобилей. Поэтому производственный процесс автомобилей может быть разделен на отдельные участки, например:

- разборочно-моечный;

- наплавки и сварки деталей;

- механический;

- кузовной;

- сборочный и т. д.

Часть производственного процесса непосредственно связанная с последовательным качественным изменением объекта производства называется технологическим процессом.

Различают технологические процессы разборки, мойки, контроля и сортировки деталей, ремонта рам и кузовов, восстановления деталей, сборки и другие.

Производственные процессы в авторемонтном производстве обуславливаются конструкцией объекта ремонта, специализацией и концентрацией производства. Производственные процессы ремонта автомобилей можно свести к двум принципиальным схемам:

- ремонт грузовых автомобилей;

- ремонт легковых автомобилей.

Разница состоит в различии основного агрегата (рамы) и продолжительности его ремонта, а также в различном удельном объеме отдельных видов ремонтных работ.

При ремонте грузового автомобиля, удельный объем работ по ремонту кабины и платформы занимает 16…18% общего объема, а кузова легкового автомобиля – 40-42%.

Среди ремонтных предприятий значительное место занимают заводы по ремонту двигателей, агрегатов шасси, кузовов, электрооборудования, централизованному восстановлению деталей.

Схема производственного процесса ремонта автомобиля определяется еще и типом производства – индивидуальным или крупносерийным. В первом случае она значительно укрупняется, во втором – дифференцируется.

2.1.4 Особенности технологии ремонта автомобилей

Под технологией ремонта автомобилей понимается учение о причинах утраты, методах и способах восстановления работоспособности автомобилей требуемого качества и надежности с наименьшими затратами. Технология ремонта автомобилей является основной составной частью общего учения о ремонте машин – тракторов, дорожно-строительных и других и отличается от технологии ремонта последних особенностями технологического процесса, обусловленными конструктивными и технологическими различиями объектов ремонта.

Восстановления работоспособности автомобилей с требуемым качеством и надежностью нельзя добиться без знания причин возникновения дефектов и отказов, приводящих к потере автомобилем работоспособности.

Основная особенность технологии ремонта автомобилей – ана-лиз вредных процессов, протекающих в автомобиле и вызывающих потерю их работоспособности.

Процесс производства автомобилей начинается с изготовления заготовок, процесс ремонта – с разборки изношенного автомобиля, обезжиривания и мойки деталей, контроля и разбраковки их по группам годности.

I группа – детали негодные и не подлежащие восстановлению;

II группа – детали, износ которых не достиг предельного состояния, имеют запас на износ и могут быть использованы без восстановления при условии группового и попарного подбора (составляют 20…30%);

III группа – (40…45% ) детали достаточно высокой прочности,

но имеющие износ выше предельного значения; по общему техническому состоянию и экономической целесообразности эти детали подлежат восстановлению различными способами. Стоимость восстановленных деталей не превышает 25…30% стоимости новых.

Существенная особенность технологии ремонта – это восстановление деталей различными способами.

Восстановление деталей в авторемонтном производстве занимает большой объем работ, от качественного выполнения которых во многом зависит долговечность деталей и эксплуатационная надежность капитально отремонтированных автомобилей.