Ремонт коленчатого вала автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВЕДЕНИЕ

Общие характеристики предприятия

ТОО «Энергия ДСБ основано в 1990году. Более двадцати лет осуществляет строительство и ремонт воздушных и кабельных линий электропередач, распределительных и потребительских трансформаторных подстанций, внутренних инженерных систем электроснабжения, монтаж (включая пуско-наладочные работы) электротехнических установок и оборудования и другие услуги по энергообеспечению.

Для производственной деятельности необходима мощная производственно-техническая база предприятия.

Производственная база ТОО «Энергия ДСБ» размещена на территории 2,6 га.

Предприятие имеет три строительно-монтажных участка, собственную автобазу на 90 единиц техники, ремонтные мастерские площадью 674 м², строительный цех и складские помещения, в том числе имеется склад ГСМ.

Кроме этого, на базе ТОО «Энергия ДСБ» имеется мобильная ремонтная служба, которая производит ремонт техники, замену вышедших из строя частей прямо на объекте, не перегоняя технику на базу.

Созданный за эти годы коллектив - прекрасный коллектив специалистов. Под крышей предприятия трудятся в синхронном ритме 35 специалистов инженерного состава и около ста семидесяти рабочих различных специальностей. Коллектив способный к тому, чтобы выполнять поставленные перед ним не только текущие задачи, а также к созданию нового производства.

Компания, привлекая новые способы управления проектами и используя современный технологический потенциал рынка, обеспечивает вероятность получения новых контрактов стремится только вперед.

Мы делаем ставку на долгосрочные отношения с клиентами. ТОО «Энергия ДСБ» ценит каждого клиента компании и делает все возможное для удовлетворения потребностей в сфере электроснабжения. Что позволяет нашим заказчикам вновь обращаясь к нам получать надежное, качественное и своевременное выполнение работ.

Также одним из основополагающих элементов стратегии развития компании является построение длительных, долговременных отношений с поставщиками-изготовителями всех основных видов продукции, необходимой для электросетевого строительства, что позволяет обеспечивать своевременное снабжение материалами и оборудованием и беспрерывную работу на объекте.

Приоритетом деятельности ТОО «Энергия ДСБ» является постоянное подтверждение профессиональных компетенций и авторитета надежного партнера, выполняющего свои обязательства точно, в срок и с высоким качеством.

Система менеджмента качества Высокий уровень стабильности достигается за счет качественного выполнения работ по международным, межгосударственным стандартам, использование в строительстве только высококачественного материала и оборудования, современных технологий, внедрения системы качества предприятия.

Система менеджмента качества

ТОО «Энергия ДСБ» соответствует международному стандарту ИСО 9001 и OHSAS 18001.

В целях обеспечения охраны труда на предприятии принимаются меры к тому, чтобы труд работающих был безопасным. На предприятии имеется инженера по качеству и техники безопасности, разрабатывающие мероприятия, которые должны обеспечить рабочему безопасные условия работы, контролирующие состояние техники безопасности на производстве. Все рабочие на предприятие обучаются безопасным приемам работы.



1. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

ТОО «ЭНЕРГО ДСБ» предлагает:

Проектно-изыскательская деятельность

Строительно-монтажные работы, в том числе

Земляные работы общего характера.

Возведение несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений II и III уровня ответственности, включающее.

Производство специальных строительных и монтажных работ (в том числе ведение специальных работ в грунтах), включающих магистральные линии электропередачи с напряжением до 35 кВ и до 110 кВ и выше.

Специальные работы по устройству наружных инженерных сетей и сооружений и внутренних инженерных систем.

Специальные работы по защите конструкций и оборудования.

Отделочные работы при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте зданий и сооружений I или II уровня ответственности (за исключением штукатурных и малярных работ).

Монтаж технологического оборудования (в том числе пуско-наладочные работы).

Экспертные работы и инжиниринговые услуги в сфере архитектурной, градостроительной и строительной деятельности



2. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЯЕМЫХ РАБОТ

2.1 Схема технологического процесса по ТО и ремонту

При возвращении с линии автомобильпроходит через контрольно-технический пункт (КТП), где проводится визуальный осмотр автомобиля и при необходимости делается в установленной форме заявка на ТР. Затем автомобиль подвергается ежедневному обслуживанию (ЕО) и в зависимости от плана-графика профилактических работ поступает общей или поэлементной диагностики (Д-1 или Д-2), через зону ожидания технического обслуживания и текущего ремонта или в зону хранения.

После Д-1 автомобиль поступает в зону ТО-1, затем в зону хранения. Туда же направляются автомобили после Д-2. Если при Д-1 не удается обнаружить неисправность, то автомобиль направляется на Д-2 через зону ожидания. После устранения обнаруженной неисправности автомобиль поступает в зону ТО-1, а затем оттуда в зону хранения.

После оформления заявки на ТР автомобиль подвергается ЕО и направляется на диагностирование Д-2 для устранения объема предстоящего ТР, после чего направляется в зону ТР и затем в зону хранения.

2.2 Технология выполняемых работ на рабочих местах

Текущий ремонт автомобилей.

Объем текущего ремонта автомобиля (техники) зависит от характера работ, которые определяются при возникновении неисправностей или при техническом обслуживании машин. Объем работ при текущем ремонте машин обычно не превышает 20 чел.-ч. Содержание операций технологического процесса текущего ремонта может быть различным, так как оно зависит от количества и характера выявленных неисправностей, способов их устранения. Выполняется текущий ремонт машины в соответствии с маршрутной схемой технологического процесса. Он начинается с уточнения неисправностей и определения способов их устранения. При необходимости автомобиль перед ремонтом очищается от загрязнений и подвергается мойке. Неисправные приборы, механизмы, узлы и агрегаты могут ремонтироваться непосредственно на машине или после снятия их с автомобиля.

Общий осмотр:

1. Осмотреть автомобиль, проверить при этом состояние кабины, платформы, стекол, зеркал заднего вида, оперения, номерных знаков.

2. Механизмов дверей, запоров бортов платформы, буксирного (опорно-сцепного) устройства.

3. Проверить действие стеклоочистителя и омывателей ветрового стекла, действие системы отопления и обогрева стекол (в холодное время года), системы вентиляции.

Двигатель, включая системы охлаждения, смазки:

4. Проверить осмотром герметичность систем смазки и охлаждения двигателя (в том числе пускового подогревателя).

5. Проверить на слух работу клапанного механизма.

6. Проверить крепление деталей выпускного тракта (приемная труба, глушитель и др.), масляного картера.

7. Проверить крепление двигателя.

8. Проверить состояние и натяжение приводных ремней.

Сцепление:

9. Проверить свободный ход педали сцепления. Проверить герметичность системы гидропривода выключения сцепления.

10. Проверить уровень жидкости в компенсационном бачке главного цилиндра привода выключения сцепления.

Коробка передач:

11. Проверить крепление коробки передач и ее внешних деталей.

12. Проверить в действии механизм переключения передач на неподвижном автомобиле.

Карданная передача:

13. Проверить крепление фланцев карданных валов. Проверить люфт в шарнирных и шлицевых соединениях карданной передачи.

Задний мост:

14. Проверить герметичность соединений заднего (среднего) моста.

15. Проверить крепление картера редуктора, фланцев полуосей.

Рулевое управление и передняя ось:

16. Проверить герметичность системы усилителя рулевого управления.

17. Проверить крепление в шплинтовку гаек рычагов поворотных цапф шаровых пальцев рулевых тяг.

18. Проверить люфт рулевого колеса и шарниров рулевых тяг.

Тормозная система:

19. Проверить состояние и герметичность трубопроводов и приборов тормозной системы.

20. Проверить ход штоков тормозных камер.

21. Сменить спирт в предохранителе от замерзания.

Ходовая часть:

22. Проверить осмотром состояние рамы, узлов и деталей подвески.

23. Проверить крепление стремянок и пальцев рессор, крепление колес.

24. Проверить состояние шин и давление воздуха в них: удалить посторонние предметы, застрявшие в протекторе и между спаренными колесами.

Кабина, платформа (кузов) и оперение:

25. Проверить состояние и действие запорного механизма, упора-ограничителя и страхового устройства опрокидывающейся кабины.

26. Проверить крепление платформы к раме автомобиля,

27. Проверить крепление, подножек, брызговиков. Осмотреть поверхности кабины и платформы; при необходимости зачистить места коррозии и нанести защитное покрытие.

Система питания:

28. Проверить осмотром состояние приборов системы питания, их крепление и герметичность соединений.

Электрооборудование:

29. Проверить действие звукового сигнала, ламп щитка приборов, освещения и сигнализации, фар, подфарников, задних фонарей, стоп-сигнала и переключателя света.

30. Проверить состояние и крепление электропроводов.

31. Проверить крепление генератора и состояние его контактных соединений.

32. Очистить аккумуляторную батарею от пыли, грязи и следов электролита; прочистить вентиляционные отверстия, проверить крепление и надёжность контакта наконечников проводов с выводными штырями; проверить уровень электролита.

Смазочные и очистительные работы:

33. Смазать узлы трения и проверить уровень масла в картерах агрегатов с химмотологической картой.

34. Прочистить сапуны коробки передач и мостов.

Проверка автомобиля после обслуживания:

35. Проверить после обслуживания работу агрегатов, узлов и приборов автомобиля на ходу или посту диагностики.

2.3 Характеристика ремонтного технологического оборудования и средств технологического оснащения рабочих мест

Значение и задачи ремонтной службы предприятии

Ремонт технологического оборудования организуется в соответствии с положениями Единой системы планово-предупредительного ремонта (ЕСППР).Системой ППР называется совокупность запланированных технических и организационных мероприятий по уходу, надзору и ремонту оборудования. Это уход и надзор за оборудованием в процессе его эксплуатации, т.е. межремонтное обслуживание, периодические осмотры и промывания, испытания на точность оборудования; периодические ремонты оборудования (малый, средний, капитальный). Следует подчеркнуть, что особое внимание в системе ППР уделяется профилактическим мероприятиям. Это позволяет увеличить сроки службы оборудования, сократить простои, связанные с неисправностью оборудования, и затраты, связанные с эксплуатацией оборудования. Кроме того, значительная часть работ, относящихся к межремонтному обслуживанию, возлагается непосредственно на производственных рабочих, что повышает их ответственность за состояние оборудования. Система ППР предусматривает строгую последовательность чередования мероприятий и их выполнение в заранее установленные сроки. В плане-графике ремонта оборудования в соответствии с научно обоснованными нормативами для каждой единицы оборудования устанавливаются сроки и состав очередных ремонтов. В промежутке между ремонтами в таком же строгом порядке выполняются профилактические мероприятия. Система ППР предусматривает всестороннюю подготовку к ремонту; подготовку технической документации, материалов, заготовок, запасных деталей и узлов; подготовку ремонтной базы . Это позволяет максимально сократить простои оборудования в ремонте и общие затраты на ремонт. Разработка планов-графиков и организация ухода и надзора за состоянием оборудования, составляющие основу системы ППР, предусматривают использование единой классификации всех организационных и технических мероприятий и специальных нормативов. Для определения сроков выполнения ремонтных работ и ремонтных операций используется нормативная база ППР: нормативы продолжительности межремонтных циклов, их структуры, продолжительности плановых простоев оборудования в ремонте. Система ППР предусматривает использование специфической единицы измерения трудоемкости ремонта оборудования - ремонтной единицы. Каждой модели оборудования присваивается определенная категория сложности ремонта, она определяется в зависимости от конструктивных и технологических особенностей данного оборудования. Нормативы объема ремонтных работ, величины простоев, расхода материалов и т.д. устанавливаются на единицу ремонтной сложности, что существенно упрощает плановые расчеты. Нормативы трудоемкости ремонта устанавливаются для технологического и подъемно-транспортного оборудования, электротехнического и теплосилового. Они дифференцируются по видам ремонтных операций, ремонтов и характеру работ (слесарные, станочные и прочие).

Техническая подготовка ремонта включает разработку технологии ремонта различных моделей оборудования, технологических процессов изготовления сменных деталей, ремонта и восстановления деталей и узлов, проектирования технологической оснастки. Основной технической документацией, используемой при организации ремонта, являются: альбомы чертежей на сменные детали, узлы и механизмы, проекты модернизации оборудования, а также паспорта и инструкции по уходу и эксплуатации оборудования. В тех случаях, когда ремонтные операции по своему содержанию аналогичны соответствующим операциям, выполняемым при изготовлении нового оборудования, задача состоит в том, чтобы максимально использовать прогрессивную технологию основного производства при ремонте оборудования. Чем выше степень концентрации однотипных ремонтных работ, тем выше эффективность внедрения прогрессивной технологии. Что касается специфических ремонтных работ, то совершенствование технологии их выполнения идет по пути максимальной механизации процессов, многократного использования деталей (металлизация, сварка, использование метода ремонтных размеров и т.п.), широкого использования заменителей металла, высокопроизводительного оборудования, повышения оснащенности технологических процессов, введения операций.



3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание конструкции детали (узла)

Коленчатый вал предназначен для преобразования возвратно - поступательного движения поршня во вращательное движение.

Коленчатый вал двигателя Урал 375

Основные элементы коленчатого вала

Коренная шейка -- опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.

Шатунная шейка -- опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).

Щёки -- связывают коренные и шатунные шейки.

Передняя выходная часть вала (носок) -- часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.

Задняя выходная часть вала (хвостовик) -- часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.

Противовесы -- обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей-40ХНМА, 18ХНВА и др.

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке - нормализация - и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со “штампованными” имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можно получить ряд внутренних полостей при отливке.

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и “оборудования” особенно в автоматизированном производстве.

Коленчатые валы отливают в оболочковые формы в горизонтальном положении. Если в одной форме отливают два вала, заливку металла производят через общий литник.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Конструкция коленчатого вала зависит от следующих факторов:

1. Количества цилиндров.

2. Расположения цилиндров (рядное или V-образное)

3. Метода синхронизации зажигания.

4. Количества коренных шеек.

5. Величины воспринимаемого момента.

Коленчатый вал при изготовлении подвергается динамической балансировке. Балансировка осуществляется методом компенсации отверстий, расположенных на шейках вала. Также для балансировки коленчатого вала применяются специальные противовесы.

Подшипники коленчатого вала.

Подшипники предназначены для снижения износа шеек коленчатого вала. Как правило, подшипники коленчатого вала являются подшипниками скольжения (вкладыши). Вкладыши изготавливают из стальной ленты с нанесённым на нее слоем антифрикционного сплава. Для того, чтобы установленные вкладыши не проворачивались в опорах коленчатого вала и головках шатунов, они имеют выступ, с помощью которого фиксируются в соответствующих канавках. Для предотвращения осевого смещения коленчатого вала используют упорные подшипники скольжения. Между контактными поверхностями шеек вала и вкладышей под давлением подается масло, которое предназначено для исключения их непосредственного контакта.

Для подачи масла к подшипникам, внутри коленчатого вала имеется специальная магистраль, каналы от которой подведены к каждому подшипнику. Толщина масляной плёнки на рабочей поверхности подшипника зависит от количества оборотов коленчатого вала и температуры двигателя. Если масла к подшипникам подаётся недостаточно, это может стать причиной повышенного износа рабочих поверхностей и, как следствие, «заклинивания» двигателя.

В новом двигателе осевой зазор коленчатого вала в упорных подшипниках составляет 0,075 - 0,245 мм. При установке упорных шайб коленчатого вала проследите за их фиксацией в пазах передней крышки коренного подшипника.

При износе шатунных или коренных вкладышей одновременно заменяются обе половины вкладышей.

После замены вкладышей проводится обкатка двигателя при минимальной частоте вращения на холостом ходу в течение 30 мин.

Коленчатый вал отбалансирован динамически в сборе с маховиком и сцеплением.

Для уплотнения переднего конца коленчатого вала установлен резиновый каркасный сальник. Для этой же цели на заднем конце коленчатого вала имеются сальники из асбестовой набивки, маслосбрасывающий гребень, маслоотгонная накатка на шейке коленчатого вала под набивкой, резиновые уплотнители под крышкой пятого коренного подшипника и деревянные уплотнители по ее сторонам.

На переднем конце коленчатого вала насажен двух ручьевой шкив. От первого (переднего) ручья шкива коленчатого вала приводным ремнем приводятся в движение вентилятор и генератор, от второго ручья - водяной насос и насос гидроусилителя. Компрессор приводится в движение от шкива водяного насоса.

При нормальном натяжении прогиб ремней привода генератора и насоса гидроусилителя руля под усилием 4 кгс должен составить 8 - 14 мм, ремня привода компрессора - 5 - 8 мм.

Натяжение ремня компрессора достигается перемещением его в пазах крышки болтом 19, генератора и вентилятора - поворотом генератора в ушках кронштейна, а водяного насоса и насоса гидроусилителя рулевого привода - перемещением насоса гидроусилителя в пазах кронштейна.

3.2 Условия работы детали

Коленчатый вал испытывает большие нагрузки и подвергается скручиванию, изгибу и механическому изнашиванию. Крутящий момент, развиваемый на коленчатом валу, передается на трансмиссию автомобиля, а также используется для привода в действие различных механизмов двигателя. Силы, действующие на коленчатый вал, складываются из сил давления газов и инерционных сил движущихся масс. Особенно большие силы возникают в момент выключения сцепления. Основными неисправностями валов являются износ опорных шеек из-за повреждения вкладышей или деформация - искривление вала из-за перегрева. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, в то время как условия смазки ухудшаются, естественный износ шеек наблюдается при больших нагрузках на двигатель автомобиля. Кроме износа шеек под подшипники коленчатые валы поступают в ремонт, имеют обычно износ резьбы под храповик (в зависимости от конструкции вала), износы отверстий во фланце под болты крепления маховика, под установочные пальцы или направляющие шпильки, отверстия под шарикоподшипник ведущего вала. Все эти нагрузки и силы, действующие, на коленчатый вал приводят к проявлению дефектов и возникновению изнашивания.

Процесс изнашивания деталей сопровождается сложными физико-химическими явлениями и многообразием влияющих на него факторов. В зависимости от материала и качества поверхности сопряженных деталей, характера контакта, нагрузки скорости относительно перемещения процесс изнашивания протекает различно. Ведущим процессом разрушения является механическое изнашивание, в которое входит абразивный и усталостный износ. Сопутствующими видами износа являются молекулярно - механический и коррозионно-механические износы со всеми своими разновидностями, которые в зависимости от условий работы влияют на износ и при определенных условиях могут стать ведущими процессами износа.

ГОСТ 16429-70 установлены три группы изнашивания в машинах: механическое, молекулярно - механическое и коррозионно - механическое. Рассмотрим механическое изнашивание и его подвиды, потому, что анализируемая нами деталь больше всего подвергается факторам присущих для механического износа. Из приведенных видов изнашивания коленчатым валам характерно абразивное изнашивание схватывание и коррозионно-механическое и усталостный износ. Например, абразивное изнашивание является подвидом механического износа. Абразивное изнашивание получается в результате режущего или царапающего действия твердых тел и частиц. При этом протекание изнашивания не зависит от проникновения абразивных частиц на поверхности трения. Изменение размеров деталей при абразивном изнашивании зависит от ряда факторов: материала и механического свойства деталей, режущих свойств абразивных частиц, удельного давления и скорости скольжения при трении. По своей природе и механизму протекание абразивного изнашивания близко подходит к явлениям, имеющим место при резании металлов, отличаясь специфическими особенностями- геометрией абразивных частиц и малым сечением стружки. Абразивное изнашивание широко распространено при трении деталей машин, особенно работающих в абразивной среде, а также при трении деталей, восстановленных различными способами наплавки, металлизация, хромирование, железнения. На разрушение поверхности коленчатого вала очень сильно влияет усталостное изнашивание, которое возникает при трении, качении, и отчетливо проявляется на рабочих плоскостях. Разрушение поверхностных слоев происходит вследствие возникших микроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые трещины и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. Абразивному изнашиванию на коленчатых валах, прежде всего, подвергаются шатунные и коренные шейки и вкладыши подшипников скольжения. Также на износ поверхности коленчатого вала очень сильно влияет усталостный износ.

Усталостный износ - особый тип разрушения поверхности вызванный повторно действующими циклами напряжения, амплитудное значение которого не превышает предела упругости материала. При усталостном изнашивании трущихся деталей возникает микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла. В результате упрочнения возникают остаточные напряжения сжатия. Повторно-переменные нагрузки превышающие предел текучести металла при трении качения, вызывают явления усталости, разрушающие поверхностные слои. Разрушение поверхностных слоев происходит в следствии возникших микро и макроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые углубления и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. Рассмотрим молекулярно-механическое и коррозионно-механическое изнашивание которые играют не маловажную роль при износе вала.

Молекулярно-механическое изнашивание в результате одновременного механического воздействия и молекулярных или атомарных сил. В число 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.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении материала вступившего в химическое взаимодействие со средой. Коррозионно-механическим видам изнашивания относятся окислительное изнашивание и изнашивание при фретинг - коррозии.

При эксплуатации коленчатого вала очень часто происходит возникновение износа схватыванием. Износ схватыванием первого рода возникает при отсутствии смазки и защитной пленки окислов при трении с малыми скоростями и удельными давлениями, превышающими предел текучести металла в местах действительного контакта. Схватывание происходит в результате большой пластической деформации поверхностных слоев металла и образования металлических связей между контактными участками поверхностей.

Схватывание второго рода возникает при трении скольжения с большими скоростями относительного перемещения и значительными удельными давлениями, при интенсивном повышении температуры в поверхностных слоях трущихся металлов и их пластичности. При схватывании происходят не допустимые повреждения трущихся поверхностей в результате возникновения металлических связей их деформации и разрушения с отделением частиц налипания и намазывания поверхности контактов.

3.3 Технические условия на дефектацию детали

Виды дефектации

Детали после мойки и очистки подвергаются дефектации и сортировке на годные без восстановления, подлежащие восстановлению и подлежащие выбраковке из-за невозможности их восстановления. К годным без восстановления относятся детали, износ которых лежит в пределах установленных допускаемых величин. Детали с износом выше допустимого, но не относящиеся к группе негодных, а также детали с повреждениями, поддающимися устранению, подлежат восстановлению и дальнейшему использованию. Детали, которые по техническим условиям на ремонт автомобиля в связи со сложностью повреждений не подлежат восстановлению, бракуются и направляются в утиль. Работы по дефектации сортировке деталей оказывают большое влияние на эффективность авторемонтного производства, а также на качество и надежность отремонтированных автомобилей.

Дефектацию начинают с внешнего осмотра детали. При внешнем осмотре обнаруживают значительный износ, задиры, трещины, обломы, пробоины, коррозию, вмятины и т. п. Для выявления скрытых трещин в корпусных деталях (блок цилиндров, головка блока и пр.) их подвергают гидравлическому или пневматическому испытанию.

При гидравлическом испытании корпусную деталь устанавливают на стенд и герметизируют заглушками наружные отверстия, после чего во внутренние полости детали насосом нагнетают воду до давления 0,3-- 0,4 МПа. Течь воды показывает местонахождение трещины. При пневматическом испытании внутрь детали подают воздух под давлением 0,10--0,15 МПа и погружают ее в ванну с водой. Пузырьки выходящего воздуха указывают место расположения трещины. Пневматическое испытание применяют при проверке на герметичность топливных баков, трубопроводов и др.

Для выявления скрытых дефектов в деталях, изготовленных из стали (например валов), наиболее широкое применение нашел метод магнитной дефектоскопии. Для обнаружения дефектов этим методом деталь сначала намагничивают, затем посыпают сухим магнитным порошком или поливают суспензией, состоящей из смеси керосина и трансформаторного масла (1:1). При наличии на детали трещины магнитный порошок будет притягиваться ее краями и границы трещины обрисуются. После контроля детали размагничивают.

Наибольшее внимание при контроле и сортировке деталей уделяется определению геометрических размеров и формы их рабочих поверхностей. При этом используют как универсальный измерительный инструмент (штангенциркули, микрометры, индикаторные нутромеры, микрометрические штихмасы и др.), так и калибры.

Калибры изготавливают в виде скоб, пробок, пластин, колец. Размер детали назначают всегда с двумя предельными отклонениями. Поэтому калибры имеют обычно проходную и непроходную стороны. Ими проверяют наружные и внутренние цилиндры, конусы, другие элементы деталей.

Важное значение для авторемонтного производства имеет своевременная отправка продефектованных деталей в комплектовочные отделения (куда направляются годные без ремонта детали) и на участки восстановления (куда направляются детали, подлежащие восстановлению). От этого зависит и культура производства, и сохранность деталей, и нормальный ритм всего производственного процесса.

3.4 Механические, технологические, эксплуатационные свойства материала детали

Техническое описание

Коленчатый вал - необходимый элемент любого двигателя.

Данная деталь имеет места для установки шатунов, которые используются для передачи усилий. А коленвал за счет данных усилий вращается. Таким образом, усилия толчковые преобразуются в крутящий момент.

Коленчатый вал - достаточно сложная для производства деталь, т.к. требует высокой точности при производсттве, а так же при математических расчетах.

Прочность данной детали тоже очень важна, т.к. любая деформация ведет в нарушению геометрии детали.

Материалы и способы получения заготовок для коленчатых валов

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей -- 40ХНМА, 18ХНВА и др.

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке -- нормализация -- и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со «штампованными» имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можно получить ряд внутренних полостей при отливке.

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и «оборудования» особенно в автоматизированном производстве.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Механическая обработка коленчатых валов

Сложность конструктивной формы коленчатого вала, его недостаточная жесткость, высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей вызывают особые требования к выбору методов базирования, закрепления и обработки вала, а также последовательности, сочетания операций и выбору оборудования. Основными базами коленчатого вала являются опорные поверхности коренных шеек. Однако далеко не на всех операциях обработки можно использовать их в качестве технологических. Поэтому в некоторых случаях технологическими базами выбирают поверхности центровых отверстий. В связи со сравнительно небольшой жесткостью вала на ряде операций при обработке его в центрах в качестве дополнительных технологических баз используют наружные поверхности предварительно обработанных шеек.

При обработке шатунных шеек, которые в соответствии с требованиями технических условий должны иметь необходимую угловую координацию, опорной технологической базой являются специально фрезерованные площадки на щеках.

Технологический процесс изготовления коленчатого вала.

Получение заготовки.

Заготовки коленчатых валов получают горячей штамповкой и литьём. Кованые коленчатые валы изготовляются из углеродистых и легированных сталей, а литые валы - из высокопрочных глобулярных чугунов, из ковких перлитных чугунов и легированных сталей. Литьё выполняется в земляные и оболочковые формы. Последний метод является более прогрессивным, т.к. он обеспечивает более высокую точность заготовки, снижает припуски на механическую обработку, а в некоторых случаях полностью её устраняет.

Изготовление заготовок коленчатых валов горячей штамповкой отвечает требованиям поточно-массового производства, т.к. этот метод приближает форму и размеры заготовки к форме и размерам готовой детали за счёт применения специальной технологической оснастки и специального оборудования, что снижает отход металла в стружку при механической обработке. При этом обеспечивается выгодное расположение волокон в металле, что повышает прочностные показатели деталей.

Технологический процесс изготовления заготовки коленчатого вала автомобиля

Исходным материалом для заготовки служит сталь 45, имеющая следующие механические свойства: твёрдость в нормализованном виде НВ 163--197; s_в =61кГ/мм²; s_т=36 кГ/мм². Химический состав стали в %: 0,42--0,50 С; 0,17--0,37 Si; 0,50--0,80 Мn. Заготовка коленчатого вала изготовляется из штанги квадратного сечения 120х120 мм, длиной 875 мм, весом 96,95 кг. Отход на угар, заусенцы и клещевину составляет 40%. Поковка коленчатого вала весит 58 кГ. Требования, предъявляемые к качеству поковки: штамповочные уклоны максимум 5°; неоговоренные радиусы - не более 3 мм; поверхности вала, не подлежащие обработке, должны быть чистыми (без окалины, закатов, плён, расслоений и трещин); не допускается устранение дефектов зачеканкой и заваркой; твёрдость поковки НВ 163--197.

Схема технологического процесса изготовления коленчатого вала.

Операция	Оборудование и оснастка
Резка штанги на длину заготовки с предварительным подогревом до 450--550° С	Нагревательная шахтная печь, пресс-ножницы
Нагревание заготовки до 1220--1340° С	Полуметодическая печь
Предварительная штамповка при 1000° С (минимальная температура)	Паровой штамповочный молот, штамп
Окончательная штамповка	То же
Обрезка заусенца и клещевины (допускается заусенец не более 2,5 мм)	Обрезные пресс и штамп
Выкрутка 2 и 3-го колена относительно 1 и 4-го на 90°±2° (горячая)	Выкрутная машина
Правка заготовки в двух ручьях (горячая)	Паровой молот, правильный штамп
Подогрев вала (по мере необходимости)	Полуметодическая печь
Выкрутка остальных колен (горячая)	Выкрутная машина
Нормализация (температура печи 850--870° С, время нагрева 35 мин, охлаждение на воздухе)	Конвейерная печь
Контроль твёрдости (диаметр отпечатка 4,3--4,7 мм)	Пресс Бринеля, измерительная лупа
Очистка заготовки травлением или дробью	Травильный агрегат, дробемётная камера
Холодная правка по коренным шейкам (допускается биение шеек I и V не более 2,5 мм; биение хвостовика не более 3 мм относительно тех же шеек)	Правильный гидравлический пресс
Окончательный контроль

Заготовка подвергается термообработке (нормализации), это регламентирует твёрдость, снимает внутренние напряжения, что обеспечивает более производительную и качественную механическую обработку. При изготовлении горячештамповочных заготовок коленчатых валов требуется обеспечить особенно высокое уплотнение металла в местах наибольших напряжений (по коренным и шатунным шейкам) за счёт качественной проковки.

Не следует допускать перерезания волокон в местах сопряжения шеек вала с щёками. Современные технологические процессы изготовления горячештамповочных заготовок коленчатых валов обеспечивают кривизну вала 1,0--1,3 мм, овальность шеек 1,5--2,0 мм, продольный и поперечный перекосы 1,0--2,0 мм, неперпендикулярность торца фланца 0,5--0,8 мм, припуски по диаметру шеек 5,0--6,5 мм, припуски по торцам щёк 3,0--4,0 мм.

В условиях крупносерийного и массового производства заготовки стальных коленчатых валов штампуются на ковочных прессах, это обеспечивает более высокую производительность (до 2 раз) по сравнению со штамповкой на молотах. Кроме того, штамповка на прессах повышает точность заготовки за счёт уменьшения штамповочных уклонов и позволяет снизить припуски на механическую обработку (на 30--40%) за счёт лучшего обжатия металла в штампах и повышения точности формы заготовки. Лучшие результаты получаются, когда сочетаются штамповка на ковочных прессах с высадкой фланца на ГКМ. Горячештамповочные заготовки коленчатых валов изготовляются по 8--9-му классам точности.

Заготовки чугунных коленчатых валов получают литьём в земляную или оболочковую форму. При литье валов коренные и шатунные шейки изготавливают полыми за счёт установки литейных стержней. У крупных литых валов делают полыми и щёки, что снижает вес вала. У литых валов исключается трудоёмкая обработка масляных каналов, т.к. при отливке вала ставятся специальные трубки. Структура литого вала способствует лучшему гашению вибрации при работе двигателя. При отливке в земляную форму в качестве связующего используют жидкое стекло, которое скрепляет форму при продувке её углекислым газом.

Более прогрессивным методом изготовления заготовки коленчатых валов является литьё высокопрочного глобулярного чугуна (s_в=61кГ/мм² и

НВ 185--255) в оболочковые формы. Литьё в оболочковые формы обеспечивает высокий коэффициент использования металла, высокое качество отливки, точность до 5-го класса и чистоту до 4-го класса по ГОСТ 2789--59. Высокая точность отливки позволяет сократить трудоёмкость механической обработки (на 20--25%) за счёт уменьшения припусков. Литые валы лучше обрабатываются, менее чувствительны к концентрации внутренних напряжений и имеют меньшую начальную неуравновешенность, что облегчает условия эксплуатации станков и инструментов.

В условиях крупносерийного и массового производства изготовления оболочковых форм на основе термореактивных смол может быть организовано по полуавтоматическому или автоматическому циклу, а литьё деталей в оболочковые формы производится на конвейере. Эти особенности оболочкового литья позволяют сократить технологический цикл изготовления заготовок коленчатых валов, потребность в площадях заготовительных цехов, а также потребность в формовочных материалах в 10--15 раз. Литые заготовки коленчатых валов подвергают термообработке (нормализация, обжиг) с целью снятия внутренних напряжений и выравнивания структуры. После термообработки литой вал правят в горячем состоянии. Отливки коленчатых валов характеризуются следующими данными; припуски по диаметру шеек 3,0--3,5 мм; смещение отливки по линии разъёма формы 0,2--0,4 мм; припуски по торцам со стороны шеек 1,5--2,0 мм; овальность шеек 0,5--1,0 мм; кривизна вала 1,0--1,5 мм.

Механическая обработка коленчатых валов.

Технологический процесс механической обработки усложняется в связи с тем, что они имеют сложную конструкцию недостаточной жёсткости и сравнительно легко деформируются под действие сил резания, в то время как высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей вызывают особые требования к выбору методов базирования, закрепления и обработки вала, а также к последовательности, сочетанию операций и выбору оборудования. Как правило, базами коленчатого вала принимаются поверхности его опорных шеек. Однако не на всех операциях механической обработки возможно использовать эти базы. В некоторых случаях на отдельных операциях за технологическую базу принимают поверхности центровых отверстий. При проектировании процесса механической обработки стремятся компенсировать недостаточную жёсткость коленчатого вала за счёт введения промежуточных опор по длине вала. При использовании таких опор в качестве дополнительных баз принимают поверхности предварительно обработанных шеек.

Как правило, после обработки технологической базы в виде центровых отверстий обработку вала ведут с дополнительной опорой в средней его части. Кроме того, снятие припуска при механической обработке разбивается на ряд операций (черновая, получистовая, чистовая, доводочная), что позволяет снижать усилия резания, а следовательно, и упругие отжатия по мере приближения размеров заготовки к заданным размерам по чертежу вала. Существенное влияние на конечный результат обработки коленчатого вала оказывает установление надлежащего порядка обработки поверхностей. Более ответственные и точные поверхности должны обрабатываться последними со снятием минимальных припусков. Точность механической обработки повышается за счёт холодной правки вала в процессе механической обработки. При обработке шатунных шеек они устанавливаются со смещением от оси коренных шеек на величину радиуса кривошипа вала, а в угловом положении ориентируются по обработанным площадкам на щёках. На точность обработки влияют усилия закрепления вала на отдельных операциях, поэтому следует регламентировать их (величину и место приложения).

Сложность конструкций коленчатых валов и большое количество разнообразных технологических операций являются значительным затруднением в направлении полной автоматизации процессов механической обработки. В связи с этим автоматизация изготовления коленчатых валов осуществляется за счёт создания отдельных автоматических участков и высокопроизводительных автоматических станков для отдельных видов обработки: подрезка торцов и центровка, токарная обработка коренных и шатунных шеек, сверление отверстий, шлифование, суперфиниширование, динамическое балансирование.

При автоматизации технологических процессов обработки коленчатых валов синхронизацию работы оборудования осуществляют за счёт разделения лимитирующих операций, применения взаимозаменяемой инструментальной оснастки с принудительной сменой инструмента.

Воздействие сил резания на отдельных операциях вызывает деформацию обрабатываемого коленчатого вала, что вынуждает включать в технологический процесс его обработки многократные правки на прессах. В зависимости от конструкции коленчатого вала и типа производства количество правок может достигать 6--10.

В то же время правка вызывает внутренние напряжения, которые могут привести к деформации вала при последующей обработке. С этих позиций правки следовало бы избегать, но сокращение или полное устранение правок вызовет увеличение припуска на обработку, что ведёт к повышению трудоёмкости механической обработки.

Схема автоматизированного технологического процесса обработки коленчатого вала

Операция	Оборудование
Фрезерование торцов вала	Две автоматические линии: двусторонний фрезерный автомат
Обработка центровых отверстий	двусторонний трёхшпиндельный сверлильный автомат
Фрезерование базовых площадок на щеках вала	двухшпиндельный фрезерный автомат
Предварительное обтачивание всех коренных шеек, шейки под сальник, шейки под шкив и под шестерню	Специальный многорезцовый полуавтомат с центральным приводом
Окончательное обтачивание тех же поверхностей	То же
Правка коренных шеек с точностью 0,15 мм относительно оси центровых отверстий	Гидравлический пресс с усилием 35 Т
Предварительное шлифование коренных шеек и шейки под сальник	Специальный шлифовальный полуавтомат
Предварительное шлифование шейки под шкив и шестерню	То же
Протачивание маслосгонной канавки	Специальный автомат
Подрезка щеки и противовесов, прилегающих к шатунным шейкам, предварительное протачивание шатунных шеек	Специальный четырёхшпиндельный полуавтомат
Окончательное протачивание шатунных шеек под шлифование (выдержать радиус кривошипа 47,7--47,3 мм и расстояние от осей шатунных шеек до базовых площадок 0,2 мм)	То же
Промывка вала водным раствором (триполифосфат - 5%, поташ - 35%, вода - 60%) при температуре 80° С	Моечная машина
Обтачивание шести противовесов	Специальный токарный полуавтомат
Сверление смазочных каналов, отверстия под пробки и нарезание резьбы	Две автоматические линии: специальный сверлильный автомат
Фрезерование шпоночного паза на хвостовике вала	специальный фрезерный автомат
Снятие фаски на выходе смазочных каналов, зачистка заусенцев в грязесборниках
Промывка вала и продувка каналов	Установка для промывки и продувки
Закалка т.в.ч. коренных и шатунных шеек и шейки под шкив (глубина закалённого слоя 6,7--3,3 мм, твёрдость HRC 62--520)	Две автоматические линии из закалочных машин т.в.ч.
Промывка и охлаждение вала водным раствором	Моечная машина
Правка коренных шеек с точностью 0,15 мм относительно оси центров	Правильный пресс с усилием 35 Т
Предварительное шлифование всех коренных шеек и шейки под сальник (непараллельность шеек 0,006 мм, чистота поверхности по 7-му классу)	Специальные шлифовальные полуавтоматы с многокамневыми наладками
Окончательное шлифование всех коренных шеек (чистота поверхности по 8-му классу)	Специальные шлифовальные полуавтоматы с многокамневыми наладками
Шлифование шейки под шкив и шейки под шестерню (чистота поверхности по 7-му классу)	Круглошлифовальный полуавтомат с бабкой, расположенный под углом
Шлифование цилиндрической поверхности и торца фланца вала	Круглошлифовальный полуавтомат
Шлифование шатунных шеек (чистота поверхности по 7-му классу)	Специальный шлифовальный полуавтомат
Сверление отверстий во фланце (точность расположения отверстий 0,15 мм между осями)	Трехсторонний специальный фрезерный полуавтомат
Сверление отверстий с другой стороны под храповик	Трехсторонний специальный фрезерный полуавтомат
Зенкерование отверстия во фланце	Трехсторонний специальный фрезерный полуавтомат
Сверление в 2 перехода отверстия со стороны фланца по оси коренных шеек	Трехсторонний специальный фрезерный полуавтомат
Нарезание резьбы под храповик	Трехсторонний специальный фрезерный полуавтомат
Цекование отверстия со стороны фланца с формированием фасок 0,3 мм х 120° и 2,3 мм х 60°	Трехсторонний специальный фрезерный полуавтомат
Цекование отверстия под храповик с формированием фаски 3,1 мм х 60°	Трехсторонний специальный фрезерный полуавтомат
Правка коренных шеек с точностью 0,03 мм относительно оси центров	Правильный пресс
Растачивание отверстия под подшипник со стороны фланца и базирующих фасок с двух сторон вала 3,5 мм х 60°	Специальный алмазно-расточной полуавтомат
Динамическая балансировка: первая с точностью 300 ГЧсм; вторая с точностью 30 ГЧсм	Две автоматические линии из специальных балансировочных и сверлильных автоматов
Окончательная правка коренных шеек с точностью 0,03 мм	Правильный пресс
Предварительное и окончательное полирование всех коренных и шатунных шеек и шейки под сальник (чистота поверхности по 9-му классу)	Специальный полировальный суперфинишный станок
Промывка вала	Моечная машина
Окончательный контроль качества обработки вала

Фрезерование торцов, центровка вала и обработка базовых площадок на щёках вала выполняются на автоматических линиях. На линию обработки заготовки подаются подвесным транспортёром, а на рабочую позицию - кран-балкой с тельфером. При этом вал устанавливается по поверхностям коренных шеек I и V в самоцентрирующие призматические зажимные губки приспособления. Фиксация в осевом направлении осуществляется по 3 и 6-й щекам, а угловая ориентация - по 1-й шатунной шейке.

Токарная обработка коренных шеек, переднего и заднего концов вала производится на специальном многорезцовом полуавтомате с центральным приводом. При этом деталь устанавливается по центровым отверстиям, осевая фиксация производится по центровому отверстию во фланце, а в угловом положении - с помощью фрезерованных базовых площадок на 3 и 4-й щеках. В этом случае вращающий момент передаётся от центрального привода через щёки вала.

Обработка ведётся широкими и фасонными резцами с переднего и заднего суппортов по методу вырезания, с гидравлической бесступенчатой подачей суппортов.

В других условиях обработки обтачивание коренных шеек может производиться по другому варианту, т.е. сначала обтачивают и шлифуют среднюю шейку, которая используется в качестве дополнительной центровой опоры при токарной обработке остальных коренных шеек и концов вала. Схема обработки центральной коренной шейки , а установка вала при обточке остальных коренных шеек.

При предварительном шлифовании коренных шеек и концов коленчатый вал устанавливается по центровым отверстиям, а в осевом направлении - с помощью торца Т со стороны конца вала. Крутящий момент передаётся поводком через отверстия во фланце. Овальность и конусность всех шеек при указанной обработке 0,03 мм, а чистота поверхности по 7-му классу. При предварительном шлифовании шеек под шкив и шестерни шлифовальные круги устанавливаются под углом к оси детали, что позволяет одновременно шлифовать цилиндрические поверхности и подрезать торцы. При шлифовании коренных шеек применяется поддерживающий гидравлический люнет.