Попов. восстан детал

5) рекомендуемые способы устранения дефектов, базирующиеся на накопленном опыте по восстановлению деталей автомобилей в отечественных авторемонтных организациях и за рубежом.

Допустимым является такой износ детали, при котором деталь, установленная после КР без ремонтного воздействия, надежно проработает до следующего КР.

Предельным является такой износ детали, при котором она не может быть использована без восстановления или должна быть заменена новой.

Методы контроля при дефектации деталей. Цель контроля – выявить все дефекты, которые могут повлиять на долговечность и надежность детали при ее работе до следующего КР.

Необходимо соблюдать следующий порядок контроля. Прежде всего проводится визуальный контроль детали (невооруженным глазом), выявляются крупные трещины, пробоины, изломы, задиры, риски, элементы коррозии к т.п. Далее с помощью различных устройств и приспособлений выявляют дефекты, связанные с нарушением взаимного расположения базовых поверхностей и физико-механических свойств материала детали. После этого ответственные детали проверяют на наличие скрытых дефектов (невидимых глазу трещин и внутренних дефектов).

Контроль взаимного расположения базовых поверхностей заключается в проверке отклонений от соосности, перпендикулярности, параллельности осей или плоскостей и др. Для того чтобы контроль деталей был эффективным, необходимо правильно базировать их. Напомним, что существует два принципа базирования деталей: принцип постоянства баз и принцип их совмещения.

Отклонения от соосности шеек валов (рис. 1.4) оцениваются при помощи индикаторов часового типа с ценой деления 0,01 мм путем базирования детали в центрах и вращения ее вокруг оси. Величина радиального биения шеек (их несоосность) определяется как разность отклонений индикаторов.

Рис. 1.4. Схема измерения несоосности шеек валов

21

И в завершение, если в детали отсутствуют недопустимые дефекты, определяют ее размер и форму базовых поверхностей.

Отклонение от перпендикулярности фланца к оси вала (рис. 1.5) оценивается при помощи индикаторной головки, установленной перпендикулярно к торцу фланца на возможно большем удалении R от оси вала. При вращении вала величина биения торца фланца относительно оси вала определяется по разности максимального и минимального отклонения стрелки индикатора.

Рис. 1.5. Схема замера неперпендикулярности фланца к оси вала

Рис. 1.6. Схема измерения несоосности отверстий в корпусных деталях:

1 – втулки; 2 – оправка (скалка); 3 – индикатор

Отклонение от соосности отверстий в корпусных деталях, например несоосность отверстий под коренные подшипники коленчатого вала, проверяется при помощи скалки 2 – длинного вала с прямолинейной осью (рис. 1.6). Скалка устанавливается по крайним отверстиям корпуса в две опорные базовые втулки 7. Наилучший вариант реализуется в том случае, если наружные поверхности втулок выполнены конусными, что исключает погрешность установа. Для измерения биения каждого отверстия на скалке закрепляется легко снимающийся индикатор 3, который при вращении вместе со скалкой вокруг общей оси обеспечивает измерение с точностью 0,01 мм. При вращении головки индикатора вокруг оси вала ее шкала поворачивается вниз, и показаний не видно. По-

22

этому с тыльной стороны устанавливается зеркальце. Чтобы исключить продольное смещение скалки при измерении, ее ограничивают с одного (двух) конца опорными втулками.

Отклонение осей отверстий от параллельности оценивается при помощи втулок, базирующих оси отверстий, и двух скалок (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Контроль непараллельности осей отверстий:

расстояние между осями; L – расстояние между точками измерения значений а1 и а2

Разность расстояний 1 и 2 между скалками, измеряемая щупом, характеризует непараллельности осей. Следует отметить, что мы проверили параллельность осей только в одной плоскости. Чтобы проверить их параллельность в другой плоскости, рекомендуется положить на скалки широкую плоскую пластину и покатать ее. Непараллельность можно определить при помощи щупа, вставляемого в зазор между пластиной и скалкой.

Отклонение оси отверстий от перпендикулярности к оси вала оценивается при помощи поворотного приспособления, оснащенного индикаторной головкой (рис. 1.8, а). При повороте приспособления индикаторная головка касается вала сначала с одной, а затем с другой стороны, показывая величину смещения оси. На рис. 1.8, б приведен пример определения отклонения от перпендикулярности при помощи щупа.

Рис. 1.8. Контроль неперпендикулярности оси отверстий к оси вала:

а – поворотом индикаторной головки на угол 180°; б – измерением зазоров 1 и 2 щупом; L – расстояние между точками измерения

23

Контроль неперпендикулярности оси отверстия к торцу детали осуществляют следующим образом. Измерительный вал устанавливают в отверстие в торце измеряемой части детали. На нем закрепляют индикаторную головку так, чтобы ось индикатора была перпендикулярна плоскости торца детали.

Рис. 1.9. Контроль перпендикулярности оси отверстия к торцу детали:

а – поворотом индикаторной головки; б — измерением зазоров 1 и 2 щупом; D – расстояние между точками измерения

При вращении вала (скалки) отмечают наибольшее и наименьшее значение показаний индикатора и по их разности (с учетом знаков) определяют величину неперпендикулярности оси отверстия к торцу детали (рис. 1.9, а). На рис. 1.9, б приведен вариант определения неперпендикулярности посредством измерения зазоров 1 и 2 при помощи щупа.

24

ГЛАВА 2. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Основная задача, которую преследуют ремонтные предприятия, – это снижение себестоимости ремонта автомобилей и агрегатов при обеспечении гарантий потребителей, т. е. гарантии послеремонтного ресурса.

Исследования ремонтного фонда (автомобилей и агрегатов, поступающих в ремонт) показали, что в среднем около 20 % деталей – утильных, 25...40 % – годных, а остальные 40...55 % – можно восстановить.

Даже процент утильных деталей можно значительно снизить на АРП, если оно будет располагать эффективными способами дефектации и восстановления.

Технологии восстановления деталей относятся к разряду наиболее ресурсосберегающих, так как по сравнению с изготовлением новых деталей сокращаются затраты (на 70 %). Основным источником экономии ресурсов являются затраты на материалы. Средние затраты на материалы при изготовлении деталей составляют 38 %, а при восстановлении – 6,6 % от общей себестоимости. Для восстановления работоспособности изношенных деталей требуется в 5...8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей.

Несмотря на рентабельность, трудоемкость восстановления деталей еще неоправданно высока и даже на крупных ремонтных предприятиях в среднем до 1,7 раз больше трудоемкости изготовления одноименных деталей на автомобильных заводах.

Мелкосерийный характер производства, использование универсального оборудования, частые его переналадки, малые партии восстанавливаемых деталей затрудняют возможность значительного снижения трудоемкости отдельных операций.

Основное количество отказов деталей автомобилей вызвано износом рабочих поверхностей – до 50 %, 17,1 % связано с повреждениями и 7,8 % вызвано трещинами. Основное место среди технологических отказов автомобилей занимает двигатель – это до 43 % отказов. Примерно 85 % деталей восстанавливают при износе не более 3 мм, т. е. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины. Нанесение металла на несущие поверхности с последующей механической обработкой позволит многократно использовать деталь.

25

Эффективность и качество восстановления деталей в значительной степени зависит от технических возможностей способа, обеспечивающего необходимый уровень эксплуатационных свойств. В зависимости от характера устраняемых дефектов, все способы восстановления деталей подразделяются на три основные группы: восстановление деталей с изношенными поверхностями, механическими повреждениями и с повреждениями противокоррозионных покрытий.

Рис. 2.1. Классификация способов восстановления деталей

Доля восстанавливаемых наружных и внутренних цилиндрических поверхностей составляет 53,3 %, резьбовых – 12,7 %, шлицевых – 10,4 %, зубчатых – 10,2 %, плоских – 6,5 %, все остальные – 6,9 %.

На рис. 2.1 приведена классификация способов восстановления деталей, которые нашли применение в ремонтном производстве и обеспечивают необходимые эксплуатационные характеристики деталей.

Объемы восстановления деталей на АРП определяются наличием соответствующих по наименованию и цене запасных частей.

26

2.2. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Известно более 100 способов устранения дефектов деталей при их восстановлении. Однако качество и стоимость работ по восстановлению деталей разными способами неодинаковы. Для обеспечения возможности целенаправленного выбора оптимального способа восстановления разработан ряд критериев. В частности, В.А. Шадричевым рекомендованы три следующих критерия [5]:

1)критерий технологической применимости, который учитывает реальность выполнения техпроцесса восстановления данным способом. При помощи этого критерия отбирают все способы, которые могут быть применены, но без ответа на вопрос о том, какой из них наилучший;

2)критерий долговечности КД, который позволяет оценить способ восстановления с точки зрения относительной величины ресурса детали после ее восстановления,

(2.1)

где Рв, Рн – ресурс (долговечность) детали соответственно после восстановления и новой детали. Рекомендуемое значение КД для детали, восстанавливаемой в первый раз, должно составлять не менее 0,8;

3) технико-экономический критерий, который определяется по величине относительных затрат на восстановление детали,

(2.2)

где Св Сн – стоимость соответственно восстановленной и новой деталей; Кпр – коэффициент приведения к реальным условиям, определяемый по формуле:

, (2.3)

где Корг.рем – коэффициент, учитывающий условия организации ремонта (если ремонтные работы выполняются в крупной СТО или АТО, то этот коэффициент будет близок к 0,1; если в частной мастерской, то значительно выше 0,5); Ксв – коэффициент, учитывающий связи производства и потребителя (если ремонт автомобиля ВАЗ осуществляется в г. Тольятти, где имеется полная обеспеченность запасными деталями, то этот коэффициент будет очень мал, но если тот же автомобиль будет ремонтироваться, скажем, на Сахалине, то Ксв может увеличиться до 0,8 и выше); Ккон.сп – коэффициент, учитывающий конъюнктурный спрос на данную деталь в условиях рыночных взаимоотношений.

27

Реальное значение коэффициента Кпр находится в пределах 0,2...0,9. Однако в отдельных случаях, например при решении вопроса о восстановлении деталей автомобиля иностранной марки, в связи с дефицитностью деталей этот коэффициент может значительно превышать единицу.

Автор полагает, что к рекомендованным В.А. Шадричевым критериям необходимо добавить еще один – критерий экологичности процесса восстановления, который может оцениваться по суммарному показателю – объему вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу или сливаемых в водный бассейн в результате восстановления данной детали.

Например, стоимость восстановления детали хромированием в большинстве случаев выше стоимости новой, в то же время долговечность хромированной детали в 2–3 раза больше, чем у новой. Казалось бы, целесообразно широко применять процесс хромирования. Однако здесь начинают диктовать свои требования условия экологичности технологического процесса. Действительно, хромирование, травление и другие процессы, применяемые при гальваническом осаждении покрытий на восстанавливаемые детали, сопровождаются выбросами в атмосферу кислотных паров, отравляющих окружающую среду, и поэтому являются нежелательными.

Исходя из приведенных критериев, наиболее целесообразно восстановление деталей партиями на специализированных ремонтных заводах, где техпроцесс является отлаженным, типовым.

В настоящее время на зарубежных заводах до начала выпуска автомобилей новой марки оценивается номенклатура восстанавливаемых деталей, т.е. заблаговременно подготавливается обеспечение процесса повторного использования автомобилей. Этот процесс предусматривает полную утилизацию устаревших или поврежденных автомобилей и создание условий для восстановления всех деталей, кроме практически не восстанавливаемых.

Построить математические модели оптимизации способов восстановления деталей автомобилей очень сложно. Тем не менее есть попытки их построения (В.А. Наливкин) с использованием математического метода планирования экстремальных экспериментов, т.е. многофакторных экспериментов. Существуют три формы организации восстановления деталей автомобилей:

1)при капитальном ремонте на рабочих местах ремонтных цехов

АРЗ;

2)в специализированных цехах или в выделенных участках АРЗ;

28

3) в специализированных организациях (централизованное восстановление), что реализуется в ряде зарубежных авторемонтных фирм для одномарочных автомобилей.

2.3. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВАРКОЙ

2.3.1. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА СВАРКИ

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частицами при их местном (общем) нагреве или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

Сущность сварки заключается в сближении элементарных частиц свариваемых частей настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи, которые обеспечивают прочность соединения.

Все технически важные металлы при обычной температуре – это твердые кристаллические тела, при сварке которых возникают некоторые трудности: образование трещин, окисление, деформация металла и коробление изделия, снижение механических свойств металла в зоне сварки. Отрицательное влияние часто оказывают пленки окислов различных загрязнений на поверхности металлов. Для осуществления сварки необходимо сблизить большое количество атомов поверхностей соединяемых металлов на очень малые расстояния, т.е. привести их в соприкосновение. Такому сближению препятствует высокая прочность и твердость металла: его атомы прочно удерживаются в узлах кристаллической решетки и малоподвижны.

Твердость металла и жесткость кристаллической решетки можно ослабить нагревом. Чем выше температура нагрева, тем мягче металл и подвижнее его атомы. При нагреве до температуры плавления металл становится жидким, атомы в нем легко перемещаются, поэтому для сваривания достаточно расплавить немного металла у соединяемых кромок. Жидкий металл обеих кромок сливается в общую сварочную ванну. Образование общей ванны вследствие подвижности атомов в жидком металле происходит самопроизвольно (спонтанно) и не требует приложения каких-либо усилий. По мере охлаждения расплавленный металл затвердевает и прочно соединяет свариваемые детали.

Известен и другой способ сварки, когда сильно сжатый металл течет подобно жидкости при обычной температуре. В этом состоянии металлы свариваются, срастаясь в монолитное целое, с полным исчезновением границы раздела. Взяв две детали, приведя их в соприкосновение и сдавив с такой силой, чтобы металл обеих деталей в стыке совместно деформировался и тек подобно жидкости, получим сварное соеди-

29

Рис. 2.2. Схема сварки (наплавки) деталей сварочной дугой:

1 – расплавленный метал;

2 – граница расплава;

3 – электрическая дуга;

4 – электрод; 5 – деталь

нение деталей. Это будет сварка давлением. Пластическое деформирование металла под давлением называется осадкой.

Сварка давлением значительно облегчается и упрощается подогревом металла, поэтому в большинстве случаев сварка давлением используется с одновременным подогревом металла ниже точки его плавления.

Следовательно, различают сварку плавлением (металл нагревается до плавления, при этом осадка, как правило, не требуется) и многочисленными способами, в которых используется давление и производится осадка, для облегчения которой металл подогревается.

На использовании этих двух основных факторов (нагрев металлу и его осадка), которые применяются в различных комбинациях и соотношениях, базируются многочисленные способы сварки, используемые в современном производстве.

Детали соединяются между собой благодаря расплавлению металла краевых частей соединяемых элементов и дополнительного металла, вводимого в зону расплава в виде присадочного материала (проволока, порошок, стержни и т.п.). Соединение получается цельным и прочным.

1.Существуют следующие виды сварки плавлением:

– электродуговая открытой дугой;

– ацетиленокислородная плавящимися электродами;

– электродуговая под флюсом;

– аргонодуговая.

2.Сварка и наплавка осуществляются в электрической дуге или при горении газа, когда выделяется большое количество теплоты, достаточное для расплавления металла поверхностного слоя детали и металла, вводимого в эту же зону (рис. 2.2). При электродуговой сварке КПД полезного использования теплоты в случае проведения процесса открытой дугой составляет 0,5...0,7, в защитном газе – 0,5...0,6, под флюсом – 0,8...0,85.

3.Производительность наплавки плавящимся электродом определяется массой G г, металла, расплавленного за время горения дуги:

( 2 . 4 )

где αР – коэффициент плавления металла электрода, г/(А·ч);

30