Лекция №2 Способы и технология восстановления деталей автомобилей (стр. 1 )

Лекция №2 СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ

2.1. ВИДЫ РЕМОНТА И МЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ

В зависимости от назначения, характера и объема выполняе­мых работ ремонт автомобилей подразделяется на два вида: теку­щий и капитальный.

Текущий ремонт - для устранения отказов и неис­правностей, в автомобиле и его агрегатах, обеспечения безопасной эксплуатации до капитального ремонта. ТР выполняется путем замены неисправных агрегатов, узлов и деталей на исправные. ТР проводят в АТО, СТО, РМ. Особенности ТР изу­чают в дисциплине «Техническая эксплуатация автомобилей». В наших лекциях мы рассмотрим вопросы, связанные с капитальным ремонтом автомобилей.

1.Предназначение капитального ремонта.

Капитальный ремонт ПС, - восстановление исправности агрегатов и узлов до состояния, близкого к полному восстановлению ресурса с обеспечением ко­эффициента восстановления Кд ≥  0,8 [5]. При КР преду­сматривается полная разборка объекта ремонта, дефектовка каж­дой детали, восстановление или замена отдельных составных час­тей, сборка, регулировка, испытание и сдача в эксплуатацию.

Данная лекция посвящена технологическим про­цессам восстановления отдельных деталей автомобилей. На этом этапе деталь должна быть доведена до необходимой кондиции, при которой ее долговечность составит не менее 0,8 этого показателя для новой детали при достаточном уровне надежности.

Восстановление сопрягающихся поверхностей изношенных де­талей осуществляют двумя методами:

1.Восстановлением в тело, когда размеры детали изменяются в пределах установленных ремонтных размеров;

2.Восстановлением в номинал, когда размеры детали восстанавли­ваются до начального (номинального) значения.

1.Первый метод – восстановление в тело. Для примера рассмотрим два случая: восстановление шеек коленчатых валов и зеркала цилинд­ров ДВС. Этим методом можно восстановить только те детали, у которых все технические требова­ния на геометрические и пространственные отклонения находятся в пределах нормы согласно чертежу на эту (новую) деталь. Исклю­чение составляют отдельные размеры, значения которых не пре­вышают предельно допустимых с учетом наличия минимально не­обходимого припуска для механической обработки поверхностей. Для шеек коленчатого вала применяется технологический процесс шлифования на очередной установленный ремонтный размер с последующим суперфинишированием; для зеркала цилиндров ­процесс расточки с последующим хонингованием.

2.Восстановление в номинал –

пластическое деформирование за счет использования пласти­ческих свойств металла детали (осадкой, раздачей, обжатием, редуцированием, электромеханической накаткой и т. д.); сварка и наплавка (под флюсом, в среде защитных газов, виб­родуговой наплавкой и т. д.); металлизация напылением на поверхность детали расплавлен­ного металла (газовая, электродуговая, высокочастотная, плаз­менно-дуговая, детонационным взрывом и др.); гальваническое осаждение слоя металла на поверхность детали (хромирование, железнение и т. п.); заливка подшипников скольжения антифрикционными спла­вами (баббитная, свинцовистая бронза и т. п.); применение пластмасс и клеев; применение дополнительных ремонтных деталей (ДРД).

2. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКИМ  ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

2 .2.Способы  восстановления деталей пластическим де­формированием.

Восcтaнoвлениe деталей осyщeствляется за счет перераспределения  ме­тала детали в результате его пластического течения в горячем или холодном состоянии, с обязательным учетом упругих свойств металла. При этом используется закон постоянства объема (объемы исходного и деформированного металлов  равны).

При холодном деформировании стальные детали, имеющие твердость HRC < 30, подвергаются предварительной термообра­ботке (отжиг или высокий отпуск при температуре 850 ... 1100оС); детали, имеющие твердость HRC > 30, а также детали из цветных металлов термообработке практически (при одноразовом дефор­мировании) не подвергаются.

Рассмотрим основные способы восстановления деталей авто­мобилей пластическим деформированием: осадку, обжатие, раз­дачу, обратное редуцирование, накатку, электромеханическую высадку, правку.

Осадка применяется для увеличения наружного диаметра у сплошных деталей за счёт уменьшения их длины (рис. 2.1, а). При этом следует помнить о том, что при сухом трении по торцам дета­ли она получается бочкообразной. Но если на поверхность торцов этой же детали предварительно нанести смазку, например MoS2 (сернистый молибден), то бочкообразности практически не будет.

Обжатие применяется для восстановления втулок путем умень­шения их внутреннего диаметра при  обжатии в замкнутой полости, а также для восстановления втул­ки и конусного отверстия сошки рулевого управления, как пока­зано на рис. 2.1, б.

Раздача применяется для восстановления наружных размеров полых деталей за счет увеличения внутреннего диаметра d, на­пример, поршневых пальцев. Процесс осуществляется дорном в холодном (при невысокой прочности металла) или горячем со­стоянии с ограничением по наружному диаметру D и учетом уп­ругой деформации материала детали и припуска на чистовую об­работку наружной поверхности (рис. 2.1, в).

Обратное редуцирование рекомендуется для восстановления цапф крестовин, когда необходимо компенсировать износ одновременно по наружному диаметру и торцу цапфы.

Накатка применяется для компенсации износа цилиндриче­ских поверхностей деталей (рис. 2.2), имеющих невысокую твер­дость (HRC<25) и работающих при небольших удельных эксп­луатационных нагрузках (р<7МПа). После накатки необходимо выполнить обкатку шариком или роликом наружной поверхности до требуемого диаметра.

Электромеханическая высадка - это разновидность процесса накатки, которая обеспечивает восстановление деталей любой твердости без последующей термообработки

(рис. 2.3). В основу процесса положен эффект Пельтье. К детали 1, установленной на токарном станке, и инструменту, выполненному из твердо­сплавной пластины, подводится безопасное по величине напря­жение, под действием которого через деталь и инструмент про­текает значительный ток (силой более 200 А). При продольной подаче с шагом S, приблизительно равным двойной толщине пластины, и поперечном воздействии на пластину силы Ру в пре­делах 1 ... 2 кН в зоне контакта пластины с деталью выделяется интенсивный тепловой поток. В результате контактная зона мгно­венно нагревается до температуры 850 ... 900ОС, снижается пре­дел текучести материала детали в поверхностном слое, и в нем образуется винтовая канавка. Наружный диаметр D2 становится больше исходного диаметра D1 на  0,4…0,5 мм. При выполнении последнего перехода формообразующая узкая пластина 3 заменяется сглаживающей 2, режим по току остается прежним, и наружный диаметр  уменьшается до заданной величины D при шероховатости Ra=0,63…0,16 мкм. Благодаря быстрому отводу теплоты в глубь детали происходит закалка металла, обеспечивающая его твердость. ☺

Правка детали – (холодная правка статическим нагружением) - операция при восстановлении деталей типа вала, например коленчатых и распределительных валов, а также других подобных деталей автомобилей, оси которых имеют откло­нения от прямолинейности.

Холодная правка снижает величину снимаемого припуска, но в результате обработки проявляется влияние неравномерных внутренних остаточных напряжений, которые при эксплуатации опять могут вызвать деформацию оси вала.

Для того, чтобы детали не деформировались в процессе дальнейшей работы при температуре выше температуры релаксации материала детали целесообразно снимать остаточные внутренние напряжения путем соответствующей термообработки детали, предварительно закрепленной в жестком стапеле. ☺

Новый гидродробеструйный метод упрочнения деталей машин обеспечивает существенное увеличение долговечности деталей        машин при их восстановлении (до 4-х раз). Упрочнение детали 15 путем обработки ее потоком дроби (шарики ШХ-15) со смазывающе-охлаждающей жидкостью (СОЖ), на­пример трансформаторным маслом. Масло нагнетается насосом 3 под давлением 300 ... 500 кПа через сопло-эжектор 5.

Преимущества обработки деталей в такой установке перед обыч­но применяемой дробеструйной обработкой сухой дробью заключаются в ТОМ, что поверхностный слой детали приобретает следу­ющие улучшенные характеристики:

  наличие только сжимающих остаточных напряжений; сравнительно малая шероховатость поверхности (Ra = 1,25 ... 0,16 мкм) сохраняется; если исходная шероховатость была значи­тельной (Ra = 10 ... 2,5 мкм), то она снижается до Ra = 2,5 ... 1,25 мкм;

улучшенная микрогеометрия, так как радиусы закругления впадин (лунок от ударов шариками) и выступов на опорной по­верхности, увеличиваются;

исключен процесс газонасыщения в связи со снижением тем­пературы в зоне контакта и изоляцией поверхностного слоя дета­ли от атмосферы сплошной жидкостной пленкой;

в цветных металлах практически отсутствуют вкрапления час­тиц железа, что обусловлено высокой прочностью и малой шеро­ховатостью инструмента - шариков, а также наличием разделительной прослойки из СОЖ.        

Следует отметить еще два важных положительных эффекта, связанных с применением гидродробеструйного упрочнения (ГДУ) вместо сухого:

поле рассеяния показателей качества деталей после проведе­ния процесса ГДУ существенно меньше, что способствует значи­тельному повышению надежности деталей;

размеры и микрогеометрия точных инструментов (например, модульных и подобных им инструментов) практически не изме­няются, что объясняется отсутствием сухого трения, адгезионно­го эффекта, усиленного шелушения и других причин возможного съема металла, имеющих место при ДУ.