Виды дисбаланса деталей, механизмов

1.

2. Виды дисбаланса деталей, механизмов

Могут быть : ошибки конструирования, нарушения технического процесса производства, технического обслуживания и ремонта автомобилей, а также при эксплуатации автомобиля .

Виды дисбаланса деталей по месту расположения можно подразделить на локальные, вызванные (трещинами, рисками, и т. д.), дефекты во всем объеме или по всей поверхности (несоответствия химического состава, качества механической обработки и т. д.) , виды ограниченных зонах объема или поверхности детали (зоны неполной закалки, коррозийного поражения, местах наклеп и т.д.). Данное место может быть внутренним ( глубинным ) или наружным.

По возможности исправления виды дисбаланса распределяются на устраняемые и не устраняемые. Устраняемый технически устраняемый и экономически целесообразно исправить. В противном случае это не устраняемый дефект .

По отражению в нормативной документации дисбаланс делят на скрытый или явный. Скрытый –дефект для выполнения которого в нормативной документации не предусмотрены необходимые правила, методы и средства контроля. В противном случи это явный дефект.

По причинам возникновения дисбаланса подразделяют на конструктивные, производственные, эксплуатационные. Конструктивные дефекты – это несоответствие требованиям технического задания или установления правилам разработки (Модернизации) продукции. Причина таких дисбалансов- ошибочный выбор материала изделия, неверное определения размеров деталей, режима термической обработки . Эти виды являются следствии несовершенства конструкции и ошибок конструирования. Производственные дефекты- несоответствия требованиям нормативов документации на изготовление, ремонт или поставку продукции. Производственные дефекты возникают в результате нарушения технологического процесса при изготовлении или восстановлении деталей. Эксплуатационные – это виды дисбаланса, которые возникают в результате изнашивания, усталости, коррозии деталей, а также неправильной эксплуатации. Наиболее частой встречаются следующие эксплуатационные виды дисбаланса: изменения размеров и геометрической формы рабочих поверхностей, нарушения требуемой точности взаимного расположения рабочей поверхностей, механические повреждения, коррозионное повреждения, изменения свойств физико-механических свойств материала деталей.

Дисбалансы, возникающие у сборочных единиц, - потеря жесткости соединения; нарушения контакта поверхности, посадки деталей и размерных цепей. Потеря жесткости возникает в результате ослабления резьбовых и заклепочных соединений. Нарушения контакта – это следствие уменьшения площади прилегания поверхностей у соединяемых деталей, в результате чего наблюдается потеря герметичности соединений и увеличения ударных нагрузок. Нарушения посадки деталей вызывает увеличения зазора или увеличения натяга. Нарушения размерных цепей происходит благодаря изменения соосности, перпендикулярности, параллельности и т. д. что приводит к нагреву деталей, повышения нагрузки, изменения геометрической формы, разрушения детали.

Дефекты, возникающие у деталей в целом, - нарушения целостности (трещины, обломки, разрывы и т. д.), несоответствие формы( изгиб, скручивание, вмятины и др.) и размер деталей. Причины нарушения целостности ( механические повреждения) деталей- это превышение допустимых нагрузок в процессе эксплуатации, которые воздействуют на деталь или из-за установки материала детали, которые работают в условиях циклических знакопеременных или ударных нагрузок. Если на деталь воздействуют динамические нагрузки, то у них может возникнуть несоответствия формы (Деформация).

Дефекты, возникающие у отдельных поверхностей, - несоответствие размеров, формы, заимного расположения, физико-механических свойств, нарушения целостности. Изменение размеров и формы( нецилиндричность, неплоскостность и т. д.) поверхностей деталей происходит в результате их изнашивания, а взаимного расположения поверхностей ( не перпендикулярность, не соосносность и т. д.) – из- за неравномерного износа поверхностей, внутренних напряжений или остаточной деформаций. Физико- механические свойства материала поверхностей деталей изменяется в следствие нагрева их в процессе работы или износа упрочненного поверхностного слоя и выражается в снижении твердости. Нарушение целостности поверхностей деталей вызывается коррозионными, эрозионными или кавитационными поражениями. Коррозионные повреждения (сплошные окисные пленки, пятна, раковины и т. д.) возникают в результате химического или электрохимического взаимодействия металла детали с коррозионной средой. Эрозионные и кавитационные поражения поверхностей возникают при действии на металл потока жидкости, движущейся с большой скоростью. Эрозионные повреждения металла со струей жидкости, что приводит к образованию пленак окислов, которые при трении потока жидкости о металл разрушаются и удаляются с поверхности, а на поверхностях деталей появляются пятна, полосы, вымоины. Кавитационные повреждения (каверны) металла происходит тогда, когда нарушается сплошность потока жидкости и образуется кавитационные пузыри, которые находясь у поверхности детали, уменьшаются в объеме с большой скоростью, что приводит к гидравлическому удару жидкости о поверхность металла .

В реальных условиях наблюдается сочетание дефектов.

2.Применения процесса железнения и других гальванических покрытий в авторемонтном производстве.

Процесс железнения представляет собой осаждение металла на ремонтируемую поверхность детали в водных растворах солей железа. Он нашел широкое применение при восстановлении деталей с износом от нескольких микрометров до 1,5 мм на сторону. Производительность процесса железнения примерно в 10 раз выше, чем при хромировании. Средняя скорость осаждение металла составляет 0,72 … 1 мкм/с, а выход металла по току равен 80…95%.

Железнение возможно из водных растворов сернокислых или хлористых закисных солей. Сернокислые электролиты по сравнению с хлористыми менее агрессивны, ниже по производительности и при одних и тех же условиях электролиза осадки откладываются хрупкие, с большими внутренними напряжениями. Исходный материал сернокислых электролитов дороже хлористых. В ремонтной практике наибольшее распространение получили хлористые электролиты. Выбор того или иного электролита зависит от условий работы деталей и производственный возможностей предприятий.

Электролит готовят растворением в воде солей хлористого железа и других компонентов. Если для приготовления электролита используется струшка из малоуглеродистой стали, то ее перед употреблением подвергают обезжириванию в 10…15%-ном растворе каустической соды при температуре 80…90 °С, а затем промывают в горячей ( t=60…80 °С) воде. После этого обезжиренную стружку травят до насыщения соляной кислоты.

Электролиты бывают горячие и холодные. Горячие электролиты ( t = 60…95 °С) производительней холодных, но при работе с ними необходимы дополнительный расход энергии на поддержание высокой температуры электролита, частая его корректировка, дополнительная вентиляция и большая предосторожность со стороны рабочих.

Холодные электролиты ( t< 50 ˚С) устойчивее против окисления. Позволяют получать качественные покрытия с лучшими механическими свойствами. Во все холодные электролиты вводится хлористый марганец, который замедляет образование дендритов и способствует получению гладких покрытий большой толщены. Марганец на электроде не осаждается и сохраняется в электролите длительное время.

При железнении применяют растворимые аноды, изготовленные из малоуглеродистой стали с содержанием углерода до 0,2 %. При электролизе аноды растворяются, образуя на поверхности нерастворимый шлак, состоящий из углерода, серы, фосфора и других примесей. Попадая в ванну, они загрязняют ее и ухудшают качество покрытия. Во избежание этого аноды необходима помещать в диафрагмы из пористой керамики или чехлы, сшитые из кислотостойкого материала ( стеклоткань, шерсть и др.)

Железнение проводят в стальных ваннах, внутренние стенки которых облицовывают кислотостойкими материалами ( антегмитовая плита АТМ-1, эмаль типа 105А, железокремниймолибденовый сплав МФ-15, кислостойкая резина, фторопласт-3, керамика, фарфор).

Один из существенных недостатков процесса железнения- большое количество водорода в осадке (до 2,5 м³ на 1 мкг осадка). Он в осадке находится в различных формах и отрицательно влияет на механические свойства восстановленных деталей. С целью освобождения от водорода в осадке необходима детали после железнения подвергать низкотемпературному сульфидированию с последующей размерной чистотой обработкой пластическим деформированием. В этом случае усталостная прочность деталей повышается на 40… 45%, а износостойкость возрастает в 1,5…2 раза.

При восстановлении крупногабаритных деталей сложной конфигурации ( блоки цилиндров, картеры коробок передач и задних мостов, коленчатые валы и другие) возникают трудности, связанные с изоляцией подлежащих покрытию ( площадь их поверхности в десятки раз превышает покрываемую площадь), сложной конфигурацией подвесных устройств, необходимостью иметь ванны больших размеров, быстрым загрязнением электролитов и т. д. Для железнения таких деталей применяют вне ванный способ.

Способы вне ванного осаждения металлов. Струйное железнение. С помощью насоса электролит подают струями в межэлектродное пространство через отверстия насадки. Насадок одновременно служит анодом и местной ванночкой. Для получения равномерного покрытия деталь вращается с частотой до 20 мин¯¹. Железнение возможно из концентрированного холодного хлористого электролита при плотности тока Dк = 40…55А/дм² с производительностью 0,4 мм/ч. Для упрощения технологического процесса применительно к ремонту шеек коленчатых валов разработана электролитическая ячейка, которая дает возможность вести железнение и хромирование шеек без вращения детали. В эту ячейку электролит поступает под давлением через патрубок 1 и благодаря наклонному расположению отверстий в цилиндрическом аноде 8 приобретает вращательное движение вокруг катода. Скорость протекания электролита в аноднокатодном пространстве принимают 100…150 см/с при удельном его расходе 40… 45 л/мин на 1 дм² покрываемой поверхности.

Проточное железнение. С помощью приспособлений изношенное отверстие детали превращается в закрытую местную гальваническую ванночку. В ее центр устанавливают анод 5 и через нее прокачивают насосом электролит. Анод и деталь неподвижны. При их подключении к источнику постоянного тока на поверхности отверстия осаждается в катодно-анодном пространстве со скоростью 15…18 см/c. Температура электролита- 75…80 ⁰С, катодная плотность тока – 25…30 А/дм². Осаждаются качественные гладкие покрытия со скоростью 0,3 мм/ч, толщиной до 0,7 мм и твердостью 4000…4500 МПа. Износостойкость восстановленных данным способом посадочной поверхностей на 25…50% выше износостойкости новых.

Электронатирание. При этом способе осаждения металла деталь не опускается в ванну, а устанавливается либо на специальном столе, либо в центрах (патрон) товарного станка и присоединяется к катоду источника постоянного тока. Анодом служит стержень, изготовленный из любого металла или графита и обернутый каким-либо адсорбирующим материалом так, чтобы образовался плотный тампон. Тампон в зависимости от требуемого покрытия пропитывают электролитом до полного его насыщения и посредством кабеля соединяют с анодом источника тока. Анодный тампон, непрерывно смачиваемый электролитом, из сосуда накладывают на деталь, которая медленно вращается, и устанавливают требуемую плотность тока. В системе катод- тампон (своего рода гальваническая ванна) – анод (стержень) протекает электрохимическая реакция и на поверхности катода (детали ) осаждаются тот или другой металл. Стекающий электролит собирается в ванну для повторного использования. Постоянное поступление в зону электролиза свежего электролита и перемещение анода по покрываемой поверхности препятствуют росту зародившихся кристаллов металла, снижают внутренние напряжения в покрытии и уменьшают дендритообразование. Все это позволяет получить мелкозернистые покрытия высокого качества. Этот способ железнения целесообразно применять для восстановления посадочных поверхностей крупных валов, осей и корпусных деталей.

А также гальванических покрытий бывают Защитно -декоративные покрытия. К ним относят Цинкование. Этот процесс применяют главным образом для защиты деталей из черных металлов от коррозии крепежных материалов. Покрытия осаждается в ваннах или в специальных вращающихся барабанах или колоколах. Процесс идет при комнатной температуре и плоскости тока 1…2 А/ дм² - без перемешивания и 3…5 А/дм² - при перемешивании электролита. Толщина цинковых покрытий 15…30 мкм.

Никелирования. Никелирование применяют для покрытия металлов – стали, меди, латуни, цинка, алюминия. Непосредственно никелем покрывают только медь и латунь а остальные металлы – только после предварительного меднения. Никель применяют в качестве защитного покрытия перед декоративном хромированием. С помощью никелирования повышают износостойкость трущихся деталей поверхностей деталей и восстанавливают их размеры.

А так же применяется Хромирование в авторемонтном производстве. Хромирование получило широкое распространение как для восстановления деталей и повышение их износостойкости, так и для декоративных и противокоррозионных целей.

Преимущества электролитического хрома: электролитический хром – металл серебристо- белого цвета с высокой микротвердостью 400…1200 МН/м² (в 1,5… 2,0 раза выше, чем при закалке ТВЧ), близкой к микротвердости корунда; обладает высокой износостойкостью, особенно в абразивной среде ( в 2 … 3 раза сравнению с закаленной сталью); устойчивостью в отношении химических и температурных воздействий, причем высокая коррозионная стойкость сочетание с красивым внешним видом; имеет низкий коэффициент трения (на 50% ниже, чем у стали и чугуна); высокую прочность сцепления покрытия с поверхностью детали.

Недостатки хромирование и хромового покрытия: низкий выход металла по току (8…42%); небольшая скорость отложения осадков (0,03% мм/ч); высокая агрессивность электролита; большое количество выделения ядовитых выделений, образующихся при электролизе; толщина отложения покрытия практически не превышает 0,3 мм; гладкий хром плохо удерживает смазочное масло.

Восстановления блока цилиндров, основные дефекты и способы их устранения.

Они, как правило, изготавливаются в виде отливки из чугуна ( блока двигателей Камаз из серого чугуна СЧ-1, ЯМЗ- из легированного чугуна и т. д.) и алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ9 (блок цилиндров двигателя ЗМЗ и др.)

Корпусные детали предназначены для крепления деталей агрегата, имеют тем самым: отверстия, отверстия для установки подшипников, втулок, вкладышей, валов, гильз, штифтов и резьбовых отверстия для крепления деталей; плоскости и технологические плоскости.

В процессе эксплуатации блок цилиндров подвергается химическому, тепловому и коррозионному воздействию газов и охлаждающей жидкости, механическим нагрузкам от переменного давления газ, динамическим нагрузкам, вибрации, контактным нагрузкам, влиянию абразивной среды и т. д.

При эксплуатации блока цилиндров возможно появление следующих характерных дефектов:

1. Механические повреждения- повреждение баз; Трещины на стенках и плоскостях разъемов, поверхностях под подшипники и на опорных поверхностях; забоины установочных, привалочных или стыковых поверхностей; обломы и пробоины частей картера; обломы шпилек; забитость или срыв резьбы; выпадение заглушек.

2. Нарушение геометрических размеров, формы и взаимного расположения поверхностей – износ посадочных и рабочей поверхностей, резьбы; кавитационный износ отверстий, через которые проходит охлаждающая жидкость; несоосность, неперпендикулярность, не цилиндричность и некруглость отверстий; коробление, деформация обработанных установочных, привалочных или стыковых поверхностей.

Дефекты корпусных деталей, которые устраняются с помощью слесарных операций:

Трещины –заделываем с помощью фигурных вставок; нанесение состава на основе: эпоксидной смолы с наложением металлической накладки и закреплением ее болтами; сваркой; сваркой с последующем герметизацией шва полимерным составом, с помощью фигурных вставок и эпоксидной смолы;

Повреждение и износ резьбовых отверстий – прогонкой метчиком, нарезание резьбы увеличенного размера, установкой ввертыша ( резьбовой пробки) и нарезанием резьбы нормального размера, нанесением полимерных материалов на резьбовую поверхности, установка резьбовых спиральных вставок;

Коробление привалочных поверхностей – шлифованием, фрезерование или шабрением.

Ослабление посадки и выпадение штифтов- развертыванием отверстий под штифты и установкой штифтов увеличенного размера( по диаметру)

Восстановление блока цилиндров начинается с удаления обломанных шпилек и болтов, повреждение резьбовых отверстий, а также устранения трещин и других повреждений, требующих применения сварочных операций и других, так как сварка может повлечь за собой коробление обработанных плоскостей деталей. Последовательность операций технологического процесса восстановление корпусных деталей приведена в таблице.

Отломанную часть болта, шпильки, оставшуюся в глубине резьбового отверстия, удаляют с помощью бора, экстрактора.

Проектирование основных участков АРП. Задание и последовательность проектирования

Генеральный план (генплан) АРТ отражает расположение на участке застройки (Территории предприятия) зданий и сооружений, складских (территории предприятия) зданий и сооружений, складских площадок, транспортных путей, зеленых насаждений, ограждений и других обьектов. Перечень размещаемых обьектов и их размеров должны быть установлины перед разработкой генплана. Наиболее важным является определение количества производственных корпусов и расположения вспомогательных (административно-бытовых) помещений.

Существуют рекомендации размещать разборочно-моечные производства в одном здании, а остальные – в другом с целью обеспечения чистоты в производственном корпусе. Однако более весомы противоположные рекомендации – по возможности блокировать цеха и помещения в одном здании, что позволяет снизить затраты на строительство зданий и прокладку инженерных коммуникаций.

У входа на территорию предприятия предусматривают площадку для стоянки легковых автомобилей из расчета десяти машино-мест на 100 работающих в двух смежных сменах при площади одного машино-места 25 м²

Генеральный план ремонтных предприятий выполняется, как правило, в масштабе 1: 500.

Задания АРП проектируют, как правило, с железобетонными колоннами. Оси колонн, определяющие в плане расположение их рядов, называют пролетам, в продольном – шагом колонн. Пролет L и шаг колонн t в метрах образуют сетку колонн, обозначаемую L* t. На чертежах компоновочных планов разбивочные оси направо и длинной стороне задания цифрами слева направо и по короткой- заглавными буквами русского алфавита снизу вверх.

Компоновочный план разрабатывают для каждого отдельно стоящего здания, а при использовании многоэтажных зданий – для каждого этажа. На нем указывают расположение производственных участков, складных и административно-бытовых помещений, тепловых пунктов, продольных и поперечных проездов. Обозначают габаритные размеры здания, сетку колонн с маркировкой разбивочных осей, наружные и внутренние стены и перегородки, подвалы и антресоли. На компоновочном плане показывают подъемно- транспортное оборудование, связанное с конструктивными элементами зданий (опорные и подвесные краны, лифты). Расстановку технологического оборудования на компоновочном плане не показывают. Исключением является обозначение расположения основных поточных линий, если это необходимо для обоснования принимаемого объемно – планировочного решения. На свободном поле чертежа показывают вертикальный разрез здания, а в пролетах с мостовыми кранами дополнительно указывают расстояние от пола до головки рельсов подкрановых путей. Компоновочные планы выполняют в масштабе 1: 400 или 1:200.

В зависимости от направления перемещения в процессе ремонта рамы ( для предприятий по ремонту полнокомплектных автомобилей) или базовой детали ( для предприятия по ремонту агрегатов) различают три компоновочные схемы: прямоточную, Г- образную и П- образную.

Преимуществами прямоточной схемы является прямолинейность и, соответственно, удобство перемещения базовой детали и других крупногабаритных и тяжелых деталей, минимальное пересечение транспортных потоков. Недостатки – наличие ограничений на длину разборочных и сборочных поточных линий, относительное увеличение дальности транспортирования деталей от мест разборки к местам сборки, затрудненность изоляции разборочно-моечного участка от других участков.

Применение Г- образной и П-образной схем позволяет боле эффективно изолировать разборочно-моечный участок от других участков, несколько сократить дальность транспортирования деталей, значительно ослабляет ограничения на длину разборочных и сборочных поточных линий ( особенно при П- образной схеме), однако не прямолинейность перемещения базовой детали и других крупногабаритных и тяжелых деталей вызывает повышенное пересечений транспортных потоков и трудности в их организации.

Разработку компоновочного плана начинают с выбора сетки колонн и определения габаритных размеров здания. Для одноэтажных зданий наиболее часто применяется сетка колонн 12*6 м , с которой и рекомендуют начать определение габаритных размеров здания. Исходя из принятой компоновочной схемы, задают число пролетов, регламентируя ширину здания. Длину здания определяются путем деления его площади на ширину. Рекомендуемые соотношения ширины и длины здания – от 1: 1,3 до 1:2. Добиться рекомендуемых соотношений можно , изменяя число пролетов, а при необходимости – и сетку колонн, выбирая ее из ряда 18*6 м , 18*12 м , 24*12 м. Размеры пролетов и шагов колонн могут быть и большими унификации изделий строительной индустрии.

Размещение в производственном корпусе производственных, складских и вспомогательных помещений удобно начать с определения расположения продольных магистральных проездов.

Нормы ширины проходов и проездов, м :

Проход для рабочих………………………………………………………………………………….2

Транспортный проезд при одностороннем движении электрокар и

электро - погрузчиков грузоподъемностью до 3 т…………………………………..3

То же при двухстороннем движении………………………………………………………4

Транспортный проезд при двухстороннем движении электрокар,

автопогрузчиков и электро – погрузчиков грузоподъемностью бо-

лее 3 тонн………………………………………………………………………………………………….5

Расположение в производственном корпусе производственных, складских и вспомогательных помещений должно удовлетворять следующим требованиям: расположение производственных участков основного производства должно соответствовать технологической последовательности выполнения работ при минимальном грузообороте; производственных участки вспомогательного производства следует располагать вблизи от обслуживаемыми ими участков основного производства; склады следует располагать вблизи от обслуживаемых ими производственных подразделений; изолировать производственные участки и склады от других помещений стенами следует только при необходимости, которая диктуется противопожарными и санитарными требованиями, а также требованиями сохранности материальных ценностей.

Литература

Карагодин В. И. Ремонт автомобилей и двигателей : Учеб. для студ. Сред. проф. заведений / В. И. Карагодин, Н. Н. Митрохин. – 2-е изд., стер.-М.: Издательский центр «Академия» : Мастерство, 2002 г. – 496с

Пузанков А. Г. Автомобили: Устройство автотранспортных средств: Учебник для студ. Учреждений сред. проф. образования / Алексей Григорьевич Пузанков. – 2-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2005.- 560 с.

Стуканов В. А., Леонтьев К. Н. Устройство автомобилей: Учебное пособие.- М.: ИД «Форум» Инфра- М, 2006. – 496 с. –(Профессиональное образование).