Text
                    nit iPHECcmimik hhiiiiiie
В.И. Карагодин
H.H. Митрохин
РЕМОНТ
АВТОМОБИЛЕЙ
И ДВИГАТЕЛЕЙ

УДК 629.119 ББК 39.33-08 К21 Рецензенты: доктор технических наук, профессор Б. П. Долгополов', преподаватель МАДК им. А. А. Николаева М.И.Аршинкин Карагодин В.И. К21 Ремонт автомобилей и двигателей: Учеб, для студ. сред. проф. учеб, заведений / В. И. Карагодин, Н. Н. Митрохин. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 496 с. ISBN 5-7695-1125-7 Изложены основы авторемонтного производства и общие положения по организации ремонта автомобилей. Подробно рассмотрен технологический про- цесс капитального ремонта автомобилей и агрегатов. Приведены типовые техно- логические процессы ремонта деталей и узлов автомобилей. Даны основы проек- тирования авторемонтных предприятий. Для студентов средних профессиональных учебных заведений. УДК 629.119 ББК 39.33-08 Учебное издание Карагодин Виктор Иванович, Митрохин Николай Николаевич Ремонт автомобилей и двигателей Учебник 2-е издание, стереотипное Редактор Н. Н. Согомонян. Технический редактор Е. Ф. Коржуева. Компьютерная верстка: А. Улик. Корректор А.П. Сизова Диапозитивы предоставлены издательством Изд. № А-654-П/2. Подписано в печать 25.09.2003. Формат 60x90/16. Бумага тип. № 2. Печать офсетная. Гарнитура «Таймс». Усл. печ. л. 31,0. Тираж 50000 экз. (2-й завод 12 001-22000 экз.). Заказ №12494. Лицензия ИД № 02025 от 13.06.2000. Издательский центр «Академия». Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.02.953.Д.003903.06.03 от 05.06.2003. 117342, Москва, ул. Бутлерова, 17-Б, к. 223. Тел./факс: (095)334-8337, 330-1092. Отпечатано на Саратовском полиграфическом комбинате. 410004, г. Саратов, ул. Чернышевского, 59. ' ' I' © Карагодин В.И., Митрохин Н.Н., 2001 ISBN 5-7695-1125-7 © Издательский центр «Академия», 2003
ВВЕДЕНИЕ В процессе эксплуатации автомобиля его рабочие свойства по- степенно ухудшаются из-за изнашивания деталей, а также корро- зии и усталости материала, из которого они изготовлены. В ав- томобиле появляются отказы и неисправности, которые устраня- ют при техническом обслуживании (ТО) и ремонте. Исправным считают автомобиль, который соответствует всем требованиям нормативно-технической документации. Работоспо- собный автомобиль в отличие от исправного должен удовлетворять лишь тем требованиям, выполнение которых позволяет использо- вать его по назначению без угрозы безопасности движения. Рабо- тоспособный автомобиль может быть неисправным, например, иметь ухудшенный внешний вид, пониженное давление в смазоч- ной системе двигателя. Повреждением называют переход автомобиля в неисправное, но работоспособное состояние; переход его в неработоспособное со- стояние называют отказом. Ремонт представляет собой комплекс операций по восстанов- лению исправности или работоспособности изделий и восстанов- лению ресурсов изделий и их составных частей. Необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обус- ловлены прежде всего неравнопрочностью их составных частей (сборочных единиц и деталей). Известно, что создать равнопроч- ный автомобиль, все детали которого изнашивались бы равномер- но и имели бы одинаковый срок службы, невозможно. Поэтому в процессе эксплуатации автомобили проходят на автотранспорт- ных предприятиях (АТП) периодическое ТО и при необходимости текущий ремонт (ТР), который осуществляется путем замены от- дельных деталей и агрегатов. Это позволяет поддерживать автомо- били в технически исправном состоянии. При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда их ремонт в условиях АТП становится техничес- ки невозможным или экономически нецелесообразным. В этом слу- чае они направляются в централизованный текущий или капи- тальный ремонт (КР) на авторемонтное предприятие (АРП). Текущий ремонт должен обеспечивать гарантированную рабо- тоспособность автомобиля на пробеге до очередного планового ре- монта, причем этот пробег; должен быть не менее пробега до оче- редного ТО-2. В случае возникновения отказов выполняют непла- 3
новый ТР, при котором заменяют или восстанавливают детали и сборочные единицы в объеме, определяемом техническим состоя- нием автомобиля. Капитальный ремонт должен обеспечивать исправность и пол- ный (либо близкий к полному) ресурс автомобиля или агрегата путем восстановления и замены любых сборочных единиц и дета- лей, включая базовые. Базовой называют деталь, с которой начи- нают сборку изделия, присоединяя к ней сборочные единицы и другие детали. У автомобилей базовой деталью является рама, у агрегатов — корпусная деталь, например, блок цилиндров двига- теля, картер коробки передач. Основным источником экономической эффективности КР ав- томобилей является использование остаточного ресурса их дета- лей. Около 70...75 % деталей автомобилей, поступивших в КР, мо- гут быть использованы повторно либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия. Детали, полностью исчерпавшие свой ресурс и подлежащие замене, составляют 25...30% всех деталей. Это поршни, поршне- вые кольца, подшипники качения, резинотехнические изделия и др. Количество деталей, износ рабочих поверхностей которых на- ходится в допустимых пределах, что позволяет использовать их без ремонта, достигает 30...35%. Остальные детали автомобиля (40...45%) могут быть использованы повторно только после их восстановления. К ним относится большинство наиболее сложных, металлоемких и дорогостоящих деталей автомобиля, в частности блок цилиндров, коленчатый и распределительный валы, головка цилиндров, картеры коробки передач и заднего моста и др. Сто- имость восстановления этих деталей не превышает 10...50% сто- имости их изготовления. Себестоимость КР автомобилей и их составных частей обычно не превышает 60... 70 % стоимости новых аналогичных изделий. При этом достигается большая экономия металла и энергетических ре- сурсов. Высокая эффективность централизованного ремонта обус- ловила развитие авторемонтного производства, которое всегда за- нимало значительное место в промышленном потенциале нашей страны. Объемы централизованного ремонта автомобилей и их со- ставных частей достигли, а по некоторым позициям превзошли объемы их производства. Организации ремонта автомобилей в нашей стране постоянно уделялось большое внимание. В первые годы советской власти ав- томобильный парк в нашей стране состоял всего из нескольких тысяч автомобилей, главным образом иностранного производ- ства. Для организации производства автомобилей в молодой Со- ветской республике не было ни материальной базы, ни опыта, ни подготовленных кадров, поэтому развитие авторемонтного про- изводства исторически опередило развитие отечественного авто- мобилестроения. 4
В мае 1918 г. Совет Народных Комиссаров принял декрет об организации автомобильного транспорта. В этом декрете, подписан- ном В. И. Лениным, решение вопросов организации ремонта авто- мобилей возлагалось на Высший совет народного хозяйства (ВСНХ). Уже в 1921 г. Наркомат продовольствия построил в Москве Миусский авторемонтный завод, а в 1929 г. был создан завод АРЕМЗ-1, который и в настоящее время является одним из наи- более крупных и передовых ремонтных заводов в нашей стране. Дальнейшая история развития авторемонтного производства са- мым тесным образом связана с историей развития отечественного автомобилестроения. В 1932—1933 гг. были построены и сданы в эксплуатацию первые заводы массового производства автомобилей в городах Горьком, Москве и Ярославле. Одновременно (в 1932 г.) был построен авторемонтный завод МАРЗ-1 в Москве, а в после- дующие годы такие же заводы были созданы в Ленинграде, Харь- кове, Киеве, Иркутске, Хабаровске и других городах страны. В годы Великой Отечественной войны авторемонтное произ- водство сыграло решающую роль в обеспечении Советской Армии автомобильной техникой. В тылу на базе некоторых предприятий промышленности были открыты новые ремонтные заводы, а так- же созданы подвижные ремонтные части для текущего и ка- питального ремонта автомобилей и их составных частей в полевых условиях. В послевоенные годы одновременно с развитием автомобиле- строения развивалось и авторемонтное производство. Однако прак- тика директивного снижения нормативов трудоемкости ремонта без соответствующего повышения уровня механизации и автоматиза- ции технологических процессов привела к уменьшению объемов восстановления деталей и отказу от выполнения ряда технологи- ческих операций, формирующих качество ремонта. Это привело к повышению затрат потребителей на поддержание работоспособности автомобилей, отремонтированных с недостаточным уровнем каче- ства, и снижению спроса на централизованный ремонт. Для мировой практики характерно многообразие форм ремонта машин, среди которого отчетливо проявляются три характерных направления: все виды ремонтных работ выполняются предприятиями или объединениями, эксплуатирующими технику; ремонтные работы осуществляются организациями, которые не производят и не эксплуатируют технику; выполнение ремонтных работ берут на себя крупные машино- строительные предприятия. В развитии авторемонтного производства нашей страны до кон- ца 70-х годов преобладало первое направление. Различные минис- терства и ведомства, эксплуатирующие автомобили, создавали свои сети АРП, в которых преобладали предприятия по КР полноком- плектных автомобилей. Развитие этого вида ремонта шло в ущерб 5
применению других видов, в частности ремонта по техническому состоянию, позволяющего сокращать объемы ремонтных воздей- ствий за счет большего использования остаточных ресурсов дета- лей и сопряжений. При капитальном ремонте полнокомплектных автомобилей они на длительный срок выбывают из эксплуатации. Стремление со- кратить простои автомобилей в ремонте привело к практике стро- ительства АРП в местах высокой концентрации автомобильного парка, с тем чтобы максимально их приблизить к поставщикам ремонтного фонда. При строительстве многих крупных промыш- ленных и энергетических объектов рядом создавались ремонтные заводы для обслуживания автомобилей, работающих на строитель- стве. Потери времени и затраты средств на их транспортировку в ремонт при этом невелики, но получаемый от этого эффект цели- ком поглощается высокой себестоимостью и низким качеством ремонта на универсальном предприятии с небольшой производ- ственной программой. Одной из прогрессивных тенденций в отечественной практике ремонта явилось широкое распространение агрегатного метода при ТР автомобилей. Он осуществляется путем плановой замены нера- ботоспособных агрегатов новыми или заранее отремонтирован- ными, взятыми из оборотного фонда. При ремонте автомобилей агрегаты в зависимости от их технического состояния подвергают- ся ТР или КР. Агрегатный метод отделяет процессы индустриаль- ного ремонта агрегатов от работ по их демонтажу и монтажу в эксплуатационных условиях и тем самым обеспечивает значитель- ное сокращение простоев автомобилей в ремонте и способствует централизации работ как по капитальному, так и по текущему ремонту агрегатов. Целенаправленная работа заводов-изготовителей по повыше- нию ресурса рам и кабин, доведению его до срока службы автомо- биля способствует резкому сокращению сферы применения КР полнокомплектных автомобилей. В последнее время он неуклонно снижается, а для грузовых автомобилей перспективных моделей (КамАЗ, MA3-5335, ЗИЛ-4331) предусмотрен КР только агрега- тов. Эта тенденция развития авторемонтного производства вызы- вает изменение функций авторемонтных заводов, которые стано- вятся преимущественно предприятиями по КР агрегатов. Организационно-техническая перестройка АРП в последние годы ускорилась в связи с изменением социально-экономических условий хозяйствования в нашей стране. Наряду с развитием тра- диционных ведомственных и самостоятельных АРП производствен- ные объединения автомобильной промышленности создали и раз- вивают фирменные системы обслуживания и ремонта автомоби- лей новых моделей. Наиболее развитой в нашей стране является фирменная система акционерного общества КамАЗ. Она имеет в своем составе около 200 автоцентров и 4 завода по ремонту агрега- 6
тов КамАЗ (двигателей, коробок передач и задних мостов). В пери- од наибольшего развития годовая производственная программа завода по ремонту двигателей в г. Набережные Челны достигала 50 тыс. двигателей, что не уступает лучшим зарубежным ремонт- ным заводам. Такая программа позволяет применять высокопро- изводительное технологическое оборудование и достигать высокого качества ремонта. Автоцентры в зоне своего действия обеспечивают предприятия запасными частями, производят сбор и доставку ремонтного фон- да и отремонтированных изделий, в зависимости от производствен- ных возможностей выполняют централизованное техническое об- служивание и текущий ремонт автомобилей КамАЗ, сложные виды текущих ремонтов агрегатов и систем, оказывают техническую помощь транзитным автомобилям, контрольно-диагностические, инженерно-коммерческие и другие услуги. Дальнейшее эффективное развитие АРП базируется на идеях и принципах, которые порождаются интеграционными процессами заводов-изготовителей новой техники с предприятиями, выпол- няющими услуги по централизованному ТО и ремонту этой тех- ники. Необходимость систематизации и углубления знаний о ремонте автомобилей повышает роль научных исследований в этой области. В 30-х годах под руководством проф. В. В. Ефремова группой со- трудников МАДИ совместно с работниками НИИАТа впервые были проведены исследования, в результате которых разработана пла- ново-предупредительная система технического обслуживания и ремонта автомобилей. В дальнейшем большой вклад в формирова- ние теоретических и практических основ ремонта автомобилей внесли профессора В. И. Казарцев, К. Т. Кошкин, Л. В. Дехтеринс- кий, В. А. Шадричев, М.А. Масино, В. Г.Дажин и многие другие ученые. Большое внимание уделяется подготовке специалистов по ре- монту автомобилей. В 1930 г. был организован Московский автомо- бильно-дорожный институт, в котором была организована кафед- ра производства и ремонта автомобилей. В нашей стране создано большое количество автотранспортных и автодорожных коллед- жей и техникумов, которые выпускают специалистов по техни- ческому обслуживанию и ремонту автомобилей.
РАЗДЕЛ I. ОСНОВЫ АВТОРЕМОНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РЕМОНТУ АВТОМОБИЛЕЙ 1.1. Старение автомобилей и их составных частей Старением называется процесс необратимого изменения его свойств и (или) состояния, обусловленного структурными превраще- ниями, химическими изменениями в материалах, из которых изготов- лены детали, а также постепенным накоплением в элементах конст- рукции автомобиля микро- и макроповреждений при эксплуатации. При эксплуатации автомобиля имеют место физическое изна- шивание деталей, потеря усталостной прочности их материала. Как при эксплуатации автомобиля, так и при его хранении происхо- дят изменения, связанные с коррозией, потерей жесткости, структурные изменения и химические превращения в металлах, потеря некоторых свойств (например, упругости, пластичности и др.). Процессы старения всегда связаны со временем. В связи с этим для решения задач ремонта необходимо знать законы старения, устанавливающие зависимость повреждений от времени. Например, толщины изношенного слоя, остаточного прогиба при деформации детали, площади или глубины повреж- денного коррозией слоя в зависимости от наработки. Использование этих закономерностей позволяет прогнозировать потерю рабо- тоспособного состояния автомобилем и его составными частями. Процесс старения механизма определяется процессами старе- ния всех образующих его деталей и нарушением их взаимного рас- положения. Старение детали происходит в результате воздействия нескольких разрушительных процессов и является результатом воз- действия большого числа факторов. Изнашиванием называется процесс отделения материала с поверхности твердого тела и (или) увеличения его остаточной де- формации при трении, проявляющийся в постепенном измене- нии размеров и (или) формы тела. Износ является результатом изнашивания и определяется в установленных единицах (толщи- ны слоя, объема, массы). Процесс изнашивания обычно происходит в три стадии. На ста- дии I (рис. 1.1) идет приработка сопряженных поверхностей дета- лей, занимающая небольшой отрезок времени t„. При этом износ h 8
изменяется нелинейно, h скорость изнашивания вы- сокая, но постепенно убывает. Стадия //являет- ся наиболее продолжи- тельной и характеризует- ся стабильностью процес- са. Скорость изнашивания в этом случае небольшая и постоянная. Стадия III— ускоренное изнашивание, характеризующееся резко возрастающей скоростью Рис. 1.1. Зависимость износа h и ско- рости dh/dt изнашивания от времени работы изнашивания. Причиной этого является изменение условий тре- ния из-за изменения размеров и формы трущихся поверхностей. Деформация детали может быть обратимой (упругой) и необра- тимой, т. е. остаточной. Деформация возникает при появлении на- пряжений в материале детали. Если возникающие напряжения в материале детали меньше предела его упругости, то будет иметь место главным образом упругая деформация. Однако упру- гая деформация может сопровождаться и остаточной деформаци- ей, например, при повышенных температурах. Остаточная де- формация изменяет размеры и конфигурацию детали. Напри- мер, у такой сложной детали, как блок цилиндров двигателя, из- меняется положение осей посадочных отверстий под гильзы, под вкладыши коренных подшипников коленчатого вала, а также появляется коробление и нарушается положение обработанных поверхностей относительно технологических баз, что приводит к снижению долговечности двигателя в целом. Разрушение приводит к полному расчленению детали. Разруше- ния бывают вязкими, хрупкими и усталостными. Вязкое разрушение происходит от касательных напря- жений вследствие значительной пластической деформации. Плос- кость разрушений расположена под углом к направлению прило- жения нагрузки и совпадает с направлением действия касатель- ных напряжений. Хрупкое разрушение происходит под действием нормаль- ных напряжений. Ему предшествует незначительная пластическая деформация, и плоскость разрушения оказывается перпендикуляр- ной направлению приложения нагрузки. Процесс разрушения со- стоит из двух стадий: в первой стадии происходит зарождение тре- щины, а во второй — ее развитие через все сечение детали. Усталостное разрушение деталей является результатом многократного приложения нагрузок и происходит при напряжени- ях, значительно меньших, чем в случае однократного нагружения. Трещина при усталостном разрушении зарождается в поверхностных слоях, где действуют максимальные растягивающие напряжения. 9
По мере ослабления сечения темп развития трещины усиливается и при определенном остаточном сечении происходит полное раз- рушение детали. Коррозия представляет собой разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с корро- зионной средой. Эрозия и кавитация возникают при действии на металл потока жидкости, движущейся с большой скоростью. На поверхностях де- талей, подвергающихся жидкостной эрозии, образуются пятна, полосы, вымоины. Таким повреждениям подвергаются детали си- стемы охлаждения двигателя, крылья кузова, воспринимающие со стороны колес поток воды, песка и мелких камней. Кавитаци- онное повреждение металла происходит тогда, когда нарушается непрерывность потока жидкости и образуются кавитационные пу- зыри. Кавитационные пузыри, которые находятся у поверхности детали, уменьшаются в объеме с большой скоростью, что приво- дит к гидравлическому удару жидкости о поверхность металла. Со- средоточение в одном месте на поверхности металла большого количества таких ударов и вызывает образование кавитационных разрушений в виде каверн диаметром 0,2... 1,2 мм. Такому разру- шению часто подвергаются детали системы охлаждения двигате- ля, гильзы цилиндров, посадочные пояски блоков цилиндров под гильзу, патрубки и др. С течением времени или по мере роста наработки в состоянии автомобиля или его составных частей наступает предел, после ко- торого использование автомобиля оказывается нецелесообразным: автомобиль (агрегат) достиг предельного состояния. Предельным состоянием автомобиля и его составных частей на- зывается состояние, при котором их дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстанов- ление их невозможно или нецелесообразно. Так, например, необ- ходимость смены масла в картерах агрегатов связана с достижени- ем маслами предельного состояния при изменении их смазываю- щих свойств; выполнение регулировочных работ обусловливается достижением предельных зазоров в сопряжениях; замена или ре- монт детали диктуется износом хотя бы одной ее рабочей поверх- ности до предельного размера. Количественные значения показа- телей предельного состояния устанавливаются нормативно-техниче- ской документацией. 1.2. Надежность автомобилей и их составных частей Надежность — свойство объекта сохранять во времени в уста- новленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. 10
Под параметром понимается некоторая выходная характе- ристика детали, сопряжения, сборочной единицы или автомоби- ля в целом, в качестве которой принимается один или несколько технологических показателей качества. Выход значения параметра за границы предельного значения классифицируется как отказ, если при этом происходит нарушение работоспособного состоя- ния объекта, т.е. такого состояния, при котором значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять задан- ные функции, соответствуют требованиям нормативно-техничес- кой и (или) конструкторской документации. Отказы обычно разделяют на внезапные и постепенные. Вне- запные отказы характеризуются скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта. Они проис- ходят в случайные моменты времени, которые точно прогнозиро- вать невозможно, а можно лишь характеризовать наступление или ненаступление данного события с определенной вероятностью. Постепенный отказ характеризуется плавным изменением одного или нескольких параметров объекта. Например, монотон- ное возрастание износа деталей цилиндропоршневой группы дви- гателя, снижение топливной экономичности и мощности. Разде- ление отказов на постепенные и внезапные носит условный ха- рактер. Например, постепенное изнашивание рабочих поверхнос- тей деталей коробки передач увеличивает зазоры и приводит к внезапному самовыключению передачи. Составные части автомобилей подразделяются на ремонтируе- мые и перемонтируемые. Для первых в нормативно-технической и (или) конструкторской документации предусмотрено проведение ремонтов, а для вторых не предусмотрено. Надежность изделий обусловливается их безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью. Безотказность— свойство объекта непрерывно сохранять рабо- тоспособное состояние в течение некоторого времени или наработ- ки. Основными показателями безотказности являются: вероятность безотказной работы (вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает); средняя наработка на от- каз (отношение наработки восстанавливаемого объекта к средне- му значению числа его отказов в течение этой наработки); пара- метр потока отказов (отношение среднего числа отказов восста- навливаемого объекта за произвольно малую его наработку к зна- чению этой наработки). Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного значения при установлен- ной системе технического обслуживания и ремонта. К основным показателям долговечности относятся: средний ресурс (например, средняя наработка до капитального ремонта, средняя наработка от капитального ремонта до списания); гамма-процентный ресурс (наработка, в течение которой объект не достигнет предельного 11
состояния с заданной вероятностью у, выраженной в процентах) и другие показатели. Ремонтопригодность— свойство объекта, заключающееся в при- способленности к предупреждению и обнаружению причин воз- никновения отказов, повреждений; поддержанию и восстановле- нию работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта. Это свойство охватывает достаточно ши- рокий круг требований к конструкции автомобиля, в том числе требование ремонтной технологичности. Под ремонтной тех- нологичностью понимается такое конструктивное и техноло- гическое формирование автомобиля, при котором учтена не- обходимость обеспечения минимальных затрат труда и средств на ремонт при обеспечении назначенного ресурса за срок его службы. Сохраняемость — свойство объекта сохранять значения показа- телей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в те- чение и после хранения и (или) транспортирования. 1.3. Система ремонта автомобилей Техническая политика в области поддержания работоспособ- ности автомобилей основана на планово-предупредительной систе- ме технического обслуживания и ремонта. Плановый характер системы, с одной стороны, предусмат- ривает плановое проведение ТО, что обеспечивает предупрежде- ние непредвиденного (аварийного) отказа автомобиля и регуляр- ное получение информации о его техническом состоянии, с дру- гой — предполагает планируемые наработки агрегатов и автомо- билей до вывода их в ремонт, а также объемы работ при ремонте, что способствует повышению ритмичности работы ремонтных пред- приятий и улучшению условий их обеспечения материалами, за- пасными частями и другими видами ресурсов. Предупредительный характер системы состоит в том, что она предполагает проведение ремонта составных частей и ав- томобиля в целом до наступления периода ускоренного изнаши- вания базовых и основных деталей. Дальнейшее использование ба- зовых и основных деталей, достигших этой стадии изнашивания, сопряжено с опасностью аварий и неизбежно приводит к увеличе- нию объемов, сложности и стоимости ремонта. Система ремонта автомобилей представляет собой совокупность взаимодействующих средств ремонта, исполнителей, стратегии, технологии и нормативно-технической документации, обеспечи- вающих работоспособное состояние подвижного состава. Средства ремонта включают производственно-техничес- кую базу (здания, сооружения, оборудование), размещенную на автотранспортных и специализированных предприятиях по ремонту подвижного состава. Средства ремонта характеризуются производ- ственной и организационной структурами. Производственная струк- 12
тура средств ремонта как системы авторемонтных предприятий (АРП) отражает их функции, размеры, специализацию и произ- водственные связи с потребителями продукции и между собой. Про- изводственная структура отдельно взятого предприятия отражает характер, функции, размеры и взаимосвязи производственно- складских подразделений. Организационная структура средств ре- монта предусматривает взаимодействие предприятий и производ- ственных подразделений в соответствии с закрепленными за ними функциями, способы оценки выполнения функций и права, обес- печивающие возможность их выполнения. Исполнители разделяются на основных производственных и вспомогательных рабочих, инженерно-технических работников, счетно-конторский, младший обслуживающий персонал и пожар- но-сторожевую охрану. Стратегия ремонта — это система правил, однозначно определяющих выбор решения о содержании, месте и времени выполнения ремонтных работ, либо о списании автомобиля или его составной части. Технология ремонта — это совокупность методов изме- нения технического состояния автомобилей и их составных частей в процессе ремонта. Нормативно-техническая документация содержит принципы, определения, методы и нормы, позволяющие наибо- лее эффективно решать задачи поддержания работоспособности подвижного состава автомобильного транспорта. Различают две основные разновидности стратегий ремонта: по наработке, когда объем разборки изделия и дефектации его составных частей назначается единым для парка однотипных изде- лий в зависимости от наработки с начала эксплуатации или после капитального (среднего) ремонта, а перечень операций восста- новления определяется с учетом результатов дефектации состав- ных частей изделия; по техническому состоянию, когда перечень операций, в том числе разборки, определяется по результатам диагностирования изделия перед ремонтом (предремонтного диагностирования), а также по данным о надежности этого изделия и однотипных изде- лий. Опыт ремонта автомобилей показывает, что замена их элемен- тов по наработке не обеспечивает высокой надежности и мини- мальных затрат на поддержание работоспособности подвижного состава из-за большой вариации наработок элементов до отказа. Замена по наработке в зависимости от назначенной периодичнос- ти замены может привести либо к значительному недоиспользова- нию ресурса элемента, либо к его внезапному отказу. Избежать этого позволяет стратегия ремонта по техническому состоянию. В зависимости от назначения, характера и объема выполняемых работ различают текущий, средний и капитальный ремонты. 13
Текущий ремонт (ТР) предназначен для обеспечения работоспособного состояния подвижного состава с ремонтом или заменой отдельных его агрегатов, узлов и деталей (кроме базо- вых), достигших предельного состояния. Текущий ремонт обеспе- чивает безотказную работу отремонтированных агрегатов, узлов и деталей на пробеге, не меньшем, чем до ближайшего ТО-2. Сокра- щение времени простоя автомобиля достигается применением аг- регатного метода ремонта, при котором производится замена неис- правных или требующих капитального ремонта агрегатов и узлов на исправные, взятые из оборотного фонда. Оборотный фонд со- ставных частей автомобиля может создаваться как непосредствен- но на АТП, так и в обменных пунктах, при региональных цент- ральных мастерских и ремонтных заводах. Средний ремонт (СР) автомобилей предусматривается для слу- чаев их эксплуатации в тяжелых дорожных условиях; проводится с периодичностью более одного года. При нем могут выполняться следующие ремонтные работы: замена двигателя, достигшего предельного состояния и требующего капитального ремонта, уст- ранение неисправностей других агрегатов с заменой или ремон- том деталей, окраска кузова и другие работы, которые бы обеспе- чили восстановление исправного состояния автомобиля. Капитальный ремонт (КР) автомобилей, агрегатов и узлов предназначен для обеспечения назначенного ресурса автомобиля и его составных частей путем восстановления их исправности и близкого к полному (не менее 80% доремонтного) восстановле- нию ресурса и обеспечения других нормируемых свойств. При КР заменяют или восстанавливают любые узлы и детали, включая ба- зовые. Автомобили и агрегаты подвергают, как правило, не более чем одному капитальному ремонту. Базовой частью легкового ав- томобиля и автобуса является кузов, грузового автомобиля — рама. К базовым деталям агрегатов относятся: в двигателе — блок ци- линдров; в коробке передач, заднем мосту, рулевом механизме — картер; в переднем мосту — балка переднего моста или поперечина независимой подвески; в кузове или кабине — корпус; в раме — продольные балки. Централизованный КР полнокомплектных грузовых автомо- билей недостаточно эффективен в связи с тем, что из-за малых производственных программ и универсального характера произ- водства увеличиваются транспортные затраты на доставку ре- монтного фонда и отремонтированной продукции, автомобили на длительное время отвлекаются из сферы эксплуатации. В свя- зи с этим КР полнокомплектных автомобилей должен осуществ- ляться главным образом для тех из них, которые работают в осо- бо тяжелых дорожных условиях при интенсивной эксплуатации. В этом случае КР и СР автомобилей должен быть максимально приближен к АТП и производиться с использованием готовых агрегатах, узлов и деталей, поступающих в специализирован- 14
ную мастерскую в порядке кооперации с соответствующих ре- монтных заводов. Если базовая часть не нуждается в ремонте в течение назначен- ного срока службы автомобиля (агрегата) до списания, то КР про- изводить не следует, а ресурс обеспечивается путем замены комп- лектов неисправных агрегатов и узлов на исправные за счет обо- ротного фонда. По характеру постановки на ремонт различают плановый и не- плановый ремонты. Плановый ремонт — ремонт, постановка на который осущест- вляется в соответствии с требованиями нормативно-технической документации. Неплановый ремонт — ремонт, постановка на который осущест- вляется без предварительного назначения. Неплановый ремонт проводится с целью устранения последствий отказов. По регламентации выполнения предусматриваются ремонты: регламентированный и по техническому состоянию. Регламентированный ремонт — плановый ремонт, выполняемый с периодичностью и в объеме, установленными в эксплуатацион- ной документации, независимо от технического состояния изде- лия в момент начала ремонта. Ремонт по техническому состоянию — плановый ремонт, при котором контроль технического состояния выполняется с перио- дичностью и объемом, установленными в нормативно-техничес- кой документации, а объем и момент начала работы определяются техническим состоянием изделия. По признаку сохранения принадлежности составных частей к ремонтируемому изделию различают необезличенный и обезли- ченный методы ремонта. Необезличенный метод— метод ремонта, при котором сохраня- ется принадлежность восстановленных составных частей к опреде- ленному экземпляру, т. е. к тому экземпляру, к которому они при- надлежали до ремонта. При этом методе сохраняется взаимная при- работанность деталей, их первоначальная взаимосвязь, благодаря чему качество ремонта оказывается, как правило, более высоким, чем при обезличенном методе. Существенные недостатки необез- личенного метода ремонта заключаются в том, что при нем значительно усложняется организация ремонтных работ и неиз- бежно увеличивается длительность нахождения изделия в ремонте. Обезличенный метод — метод ремонта, при котором не сохра- няется принадлежность восстановленных составных частей к опре- деленному экземпляру. Снятые с автомобилей агрегаты и узлы при этом методе заменяются заранее отремонтированными или новыми, взятыми из оборотного фонда, а неисправные агрегаты и узлы подвергаются ремонту и идут на комплектование оборотного фон- да. При обезличенном методе ремонта упрощается организация ремонтных работ и значительно сокращается длительность пребы- 15
вания автомобилей и их составных частей в ремонте. Экономия времени достигается за счет того, что объекты ремонта не ожида- ют, пока будут отремонтированы снятые с них агрегаты и узлы. Агрегатный метод — обезличенный метод текущего ремонта, при котором неисправные агрегаты заменяются новыми или зара- нее отремонтированными. Замена агрегатов может выполняться после отказа изделия или по плану. 1.4. Производственный, технологический процессы и их элементы Производственным процессом называется совокупность всех дей- ствий людей и орудий производства, необходимых на данном пред- приятии для изготовления или ремонта изделий. В производствен- ный процесс входят не только основные процессы, связанные с преобразованием исходных материалов для получения автомобилей и их составных частей, но и вспомогательные, например из- готовление инструмента и приспособлений, ремонт оборудования, а также обслуживающие процессы (внутризаводская транспорти- ровка материалов и деталей, складские операции, контроль и др.), обеспечивающие возможность изготовления изделий. Технологическим процессом называется часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства. На авторемонтном предприятии применяется множество разнообразных технологи- ческих процессов: разборка, мойка, обработка давлением, меха- ническая обработка резанием, термическая обработка, сборка, ок- раска и др. Технологический процесс состоит из операций. Технологическая операция — законченная часть технологическо- го процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Операция яв- ляется основной расчетной единицей при техническом нормиро- вании процесса, при проектировании производственных участков, при определении себестоимости технологического процесса. При выполнении операции деталь очень часто приходится устанавливать и закреплять несколько раз, т. е. выполнять несколь- ко установов. Установ — это часть технологической операции, вы- полняемая при неизменном закреплении обрабатываемой детали (заготовки) или собираемой сборочной единицы. Обрабатываемая деталь или сборочная единица, закрепленные в приспособлении, могут занимать несколько последовательных положений относительно инструмента, т. е. позиций. Позицией на- зывается фиксированное положение, занимаемое обрабатываемой деталью или собираемым изделием вместе с подвижной частью приспособления относительно инструмента или станка при вы- полнении операции. Технологическая операция состоит из переходов. Так, напри- мер, при обработке точного отверстия его последовательно под- 16
вергают сверлению, зенкерованию и развертыванию. Каждый из перечисленных видов обработки является частью сверлильной опе- рации и представляет собой технологические переходы. Техноло- гический переход— это законченная часть технологической опера- ции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. Каждый технологический переход состоит из одного или не- скольких рабочих ходов. Рабочий ход — это законченная часть пере- хода, представляющая собой однократное перемещение инстру- мента относительно обрабатываемой детали, сопровождаемое из- менением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств материала детали. Кроме технологических переходов, каждая операция включает в себя вспомогательные переходы. Вспомогательный переход — это законченная часть технологической операции, состоящая из дей- ствий человека или оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхностей, но необходимы для выполнения технологического перехода. К вспо- могательным переходам относятся установка и снятие детали со станка, замена инструмента и т. п. Технологический переход, кроме рабочего хода, может иметь вспомогательный ход. Вспомогательный ход — это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного переме- щения инструмента относительно заготовки (детали), которая не сопровождается изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств детали, но необходима для выполнения рабочего хода. ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ 2.1. Порядок направления и приемки автомобилей и их составных частей в ремонт Капитальный ремонт автомобилей и их составных частей про- изводится на специализированных ремонтных предприятиях, как правило, обезличенным методом, предусматривающим полную раз- борку объекта ремонта, дефектацию, восстановление или замену составных частей, сборку, регулировку, испытание. Направление автомобилей и их составных частей в КР произво- дится на основании результатов анализа их технического состоя- ния с применением средств контроля (диагностирования) и с уче- том пробега, выполненного с начала эксплуатации или после КР, норм пробега до капитального ремонта, суммарной стоимости 3 8 4 515 Биб. ценена Нотстирскто денного 17
израсходованных запасных частей с начала эксплуатации и других затрат на текущие ремонты. Автобусы и легковые автомобили направляются в КР при необхо- димости капитального ремонта кузова. Грузовые автомобили напра- вляются в КР при необходимости капитального ремонта рамы, ка- бины, а также не менее трех других агрегатов в любом их сочетании. Агрегат направляется в КР, если: базовая и основные детали (табл. 2.1) требуют ремонта с пол- ной разборкой агрегата; работоспособность агрегата не может быть восстановлена или ее восстановление путем проведения текущего ремонта экономиче- ски нецелесообразно. Поступающие в ремонт автомобили и их составные части на- зывают ремонтным фондом. Приемка ремонтного фонда осуществ- ляется представителем ремонтного предприятия, который проверя- ет его комплектность и соответствие техническим требованиям. 2.2. Типы авторемонтных предприятий Капитальный ремонт автомобилей и их составных частей вы- полняют различные АРП, которые в зависимости от масштаба производства, назначения (специализации) и типа производства классифицируются следующим образом. По масштабу производства АРП делятся на две группы: ремон- тные заводы и ремонтные мастерские. По основному назначению с учетом специализации АРП могут быть разделены на виды, каж- дый из которых определяется номенклатурой товарной продукции. Нормами технологического проектирования АРП, используемы- ми при разработке вариантов реконструкции, технического пере- вооружения и нового строительства, предусмотрены предприятия, осуществляющие ремонт: силовых агрегатов грузовых автомобилей и автобусов (двигате- ля со сцеплением и коробкой передач или гидромеханической пе- редачей); прочих основных агрегатов грузовых автомобилей и автобусов (мостов, рулевого управления, раздаточной коробки); силовых и прочих агрегатов легковых автомобилей, в том числе передней и задней подвесок в сборе; автобусов на базе получаемых по кооперации агрегатов. В нормах технологического проектирования не предусмотрены предприятия по ремонту полнокомплектных грузовых и легковых автомобилей и комплектов их агрегатов. В свое время эти типы пред- приятий в связи с отказом от ремонта полнокомплектных автомо- билей были признаны неперспективными, однако практика авто- ремонтного производства в современных экономических условиях показывает, что подобные предприятия имеют такое же право на существование, как и перечисленные выше. 18
Таблица 2.1 Базовые и основные детали агрегатов автомобиля Агрегат Базовая деталь Основная деталь Двигатель с картером сцепления в сборе Блок цилиндров Головка цилиндров, коленчатый вал, маховик, распределительный вал, картер сцепления Коробка Картер коробки Крышка картера верхняя, удлини- передач передач тель коробки передач, первич- ный, вторичный и промежуточ- ный валы Гидромехани- Картер Корпус двойного фрикциона, ческая механического первичный, вторичный и передача редуктора промежуточный валы, турбинное и насосное колеса, реактор Карданная передача Труба (трубы) карданного вала Фланец-вилка, вилка скользящая Задний мост Картер заднего моста Кожух полуоси, картер редуктора, стакан подшипников, чашки дифференциала, ступица колеса, тормозной барабан или диск, водило колесного редуктора Передняя ось Балка передней оси или поперечина при независимой подвеске Поворотная цапфа, ступица колеса, шкворень, тормозной барабан или диск Рулевое Картер рулевого ме- Вал сошки, червяк, рейка-пор- управление ханизма, картер зо- лотника гидроуси- лителя, корпус на- соса гидроусилителя шень, винт шариковой гайки, крышка корпуса насоса гидроуси- лителя, статор и ротор насоса гидроусилителя Кабина грузо- Каркас кабины или Дверь, крыло, облицовка вого и кузов легкового автомобилей кузова радиатора, капот, крышка багажника Кузов автобуса Каркас основания Кожух пола, шпангоуты Платформа грузового автомобиля Основание платформы Поперечины, балки Рама Лонжероны Поперечины, кронштейны рессор 19
Предприятия по централизованному восстановлению деталей и по ремонту отдельных сборочных единиц оказались нежизнеспособ- ными из-за трудностей их стабильного обеспечения ремонтным фондом. Практика показала, что при достижении достаточно боль- ших производственных программ предприятий по ремонту агрега- тов на них эффективно восстановление отдельных деталей и сбороч- ных единиц. Тип производства — классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, ста- бильности и объема выпуска продукции. Различают единичное, серий- ное, массовое производство. Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций, количест- венно представляющий собой отношение числа всех различных опера- ций, выполняемых в течение месяца, к числу рабочих мест. Единичное производство характеризуется малым объемом выпус- ка одинаковых изделий, что характерно для ремонтных мастерских, где автомобили и агрегаты ремонтируются, как правило, необезли- ченным методом. Применяемое оборудование и инструмент имеют универсальное назначение, уровень механизации процессов низкий, квалификация рабочего персонала высокая и широкопрофильная. Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В за- висимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелко-, средне- и крупносерийное производства. Коэффициент закрепления опе- раций составляет для мелкосерийного производства — 20...40, для среднесерийного — 10...20, для крупносерийного — 1... 10. Для се- рийного производства характерно применение универсального обо- рудования со специальными приспособлениями и инструментом. В средне- и крупносерийном производствах широко применяется поточный метод ремонта. Уровень квалификации рабочих колеблет- ся в широких пределах и с возрастанием серийности понижается. Массовое производство характеризуется большим объемом вы- пуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве ра- бочих мест выполняется одна рабочая операция. Коэффициент за- крепления операций для массового производства равен 1. Закреп- ление за каждым рабочим местом одной технологической опера- ции позволяет применять конвейеры, широко использовать спе- циальное оборудование, механизировать и автоматизировать трудо- емкие процессы. Требования к уровню квалификации рабочих при этом существенно снижаются. На принципах единичного производства осуществляются ремонт большегрузных автомобилей и разномарочных автобусов в авторемонтных мастерских, а также ремонт и изготовление при- цепного состава на заводах и в мастерских. Серийное производство характерно для ремонта основных типов автомобилей и агрегатов 20
на ремонтных заводах. К условиям массового производства при- ближается ремонт двигателей и других агрегатов и сборочных еди- ниц на специализированных ремонтных заводах с большим установившимся объемом выпуска продукции. 2.3. Основы организации производственного процесса на авторемонтном предприятии В условиях АРП возможно применение различных организацион- ных форм выполнения ремонтных работ: ремонт на универсаль- ных рабочих местах; ремонт на специализированных рабочих мес- тах; поточный ремонт автомобилей и агрегатов. Ремонт на универсальных рабочих местах производится в том случае, если производственная программа по данному типу изде- лий мала, а их конструкция не допускает обезличивания состав- ных частей. Эта форма организации ремонта применяется обычно в условиях небольших мастерских. Весь ремонт выполняется одной бригадой рабочих, которая производит все работы от начала до конца. Детали, требующие для восстановления специального оборудования, которого нет на универсальных рабочих местах, направляются на соответствующие участки предприятия. Недостат- ками такой формы являются длительный простой объекта в ре- монте, потребность в высококвалифицированной рабочей силе и высокая стоимость ремонта. Ее положительной стороной считает- ся сравнительная простота организации работ и определенность исполнителя, отвечающего за качество выполненных работ. При значительной производственной программе ремонт орга- низуется на специализированных рабочих местах. В условиях такой организации работ на каждом рабочем месте выполняется ремонт одного узла или совокупность заранее определенных техно- логических операций, что позволяет повысить производительность труда, снизить требования к уровню квалификации рабочих и умень- шить за счет этого стоимость ремонта. Эта форма организации ра- бот применяется на ремонтных заводах и в крупных мастерских. Наиболее совершенной формой организации производства яв- ляется поточная. Поточное производство характеризуется рас- положением средств технологического оснащения в последователь- ности выполнения операций технологического процесса и опре- деленным интервалом выпуска изделий. При этой форме техноло- гические операции закрепляются за рабочими местами, располо- женными в последовательном порядке согласно технологическому процессу ремонта. Перемещение объектов осуществляется механи- зированным способом непрерывно или с перерывом через неко- торые промежутки времени, соответствующие такту выпуска про- дукции. Такт выпуска — интервал времени, через который периоди- чески производится выпуск изделий или заготовок определенного наименования, типоразмера и исполнения. Поточное производ- 21
ство требует ритмичной синхронной работы всех рабочих мест, четкого и бесперебойного функционирования всех производствен- ных подразделений предприятия, обслуживающих поточные ли- нии. Поточная форма организации работ обеспечивает наивысшую производительность труда, не требует использования высоко- квалифицированных рабочих и, следовательно, снижает стоимость ремонта. 2.4. Основы организации рабочих мест Рабочее место — первичное и основное звено структуры пред- приятия, где размещены исполнители работы, технологическое оборудование, оснастка и предметы труда. Правильная организация рабочего места предполагает четкое определение объема и характера выполняемых на нем работ, не- обходимое оснащение, рациональную планировку, систематичес- кое обслуживание, благоприятные и безопасные условия труда. Оснащение рабочего места осуществляется по утвержденной тех- нической документации на выполнение работ и включает организа- ционную и технологическую оснастку. К организационной оснастке относятся устройства для хранения и размещения при работе инструмента, приспособлений, технической документации и пред- метов ухода за рабочим местом (верстаки, инструментальные шка- фы); устройства для временного размещения на рабочем месте за- готовок, деталей, узлов и агрегатов (стеллажи, подставки, спе- циальная тара), устройства для обеспечения наиболее удобной рабочей позы и безопасных условий труда (подъемно-поворотные стулья, решетки под ноги, упоры для ног и подлокотники, щит- ки, защитные экраны и очки, крючки для снятия стружки и т.д.); средства для поддержания чистоты, порядка и обеспечения благо- приятных условий труда (щетки, совки, урны для отходов, короба для стружки); светильники для местного освещения, местные вен- тиляционные и пылеотсасывающие устройства и пр. Количество и номенклатура средств технологической оснастки на рабочем месте определяются работами по принятому техно- логическому процессу. Технологическое оснащение включает обо- рудование и оснастку, измерительный, режущий, монтажный и вспомогательный инструмент, а также техническую документацию. Средства технологического оснащения на рабочем месте должны размещаться в определенном, удобном для работы порядке. 2.5. Схемы технологических процессов капитального ремонта автомобилей и их составных частей Технологический процесс капитального ремонта полнокомп- лектного грузового автомобиля включает работы, перечисленные на рис. 2.1. С принятого в ремонт автомобиля снимают аккумуля- 22
От заказчика От заказчика Рис. 2.1. Схема технологического процесса капитального ремонта гру- зового автомобиля и агрегатов 23
торную батарею, приборы систем питания, электрооборудования и направляют его на склад ремонтного фонда, откуда по мере не- обходимости автомобили подают в разборочно-моечный цех. Бук- сиром или с помощью тяговой цепи автомобиль устанавливают на конвейер, по которому он проходит рабочее место наружной мой- ки, а затем предварительной разборки, где с него снимают плат- форму, колеса, кабину и топливные баки. Снятые части направля- ют для ремонта на соответствующие производственные участки. Шасси автомобиля повторно моют и в специальные резервуары сливают масло из картеров двигателя, коробки передач, ведущих мостов, механизмов управления. Затем шасси перемещают по кон- вейеру на рабочие места полной разборки, где с него снимают механизмы управления, силовой агрегат, карданные валы, перед- ний и задний мосты, части подвески и тормозной привод. Снятые механизмы и раму автомобиля моют и направляют для ремонта на соответствующие участки. Агрегаты, снятые с автомобиля или поступающие в КР как то- варная продукция, проходят наружную мойку и поступают на раз- борку. После разборки агрегатов наружные и внутренние поверх- ности деталей моют и очищают от нагара, накипи, старой краски, продуктов коррозии, коксовых и смолистых отложений. При де- фектации детали разделяют на три группы: утильные (восстанов- ление которых технически невозможно или экономически не- целесообразно), годные без ремонта (износ которых не превысил допустимого значения, регламентированного техническими усло- виями) и требующие восстановления. Детали последней группы восстанавливают различными способами и после контроля пере- дают на комплектование, где их подбирают в комплекты и переда- ют на сборку агрегатов. Двигатели обычно собирают на поточных линиях, другие агре- гаты — на специализированных рабочих местах. Собранные агрега- ты испытывают и после устранения обнаруженных дефектов окра- шивают. Агрегаты, принятые отделом технического контроля (ОТК), поступают на конвейер для сборки автомобилей или на склад готовой продукции, откуда выдаются заказчикам. Автомобиль после общей сборки заправляют топливом и испы- тывают пробегом или на стенде с беговыми барабанами. Во время испытаний регулируют механизмы и устраняют обнаруженные не- исправности. При необходимости автомобиль моют, подкрашива- ют, после чего сдают заказчику. 2.6. Схема технологического процесса централизованного ремонта по техническому состоянию Ремонт по техническому состоянию может выполняться на ав- тотранспортном предприятии (АТП) и централизованном специ- ализированном производстве (ЦСП). В первом случае перечень 24
технологических операций ремонта определяется для каждого от- дельно взятого агрегата, т. е. ремонт выполняется в условиях еди- ничного производства по единичным технологиям. Во втором слу- чае подобная организация производства неоправданна, так как при механическом переносе принципов организации ремонта по техни- ческому состоянию из АТП в ЦСП централизация позволяет не- сколько повысить загрузку технологического оборудования и ис- полнителей, однако практически не вносит в технологический процесс ремонта изменений, которые бы его качественно улучшили. ЦСП может быть организовано при авторемонтном заводе либо как самостоятельное хозрасчетное предприятие. Централизованный ремонт по техническому состоянию (ЦРТС) основывается на принципах серийного производства и характери- зуется широким использованием типовых технологических про- цессов. Его суть состоит в том, что каждому агрегату по результа- там предремонтного диагностирования, которое может проводиться перед отправкой агрегата в ремонт (до снятия с автомобиля) либо при его приемке в ремонт (на испытательном стенде), назначает- ся один из заранее разработанных технологических маршрутов ти- пового технологического процесса ремонта. Это сопровождается некоторым увеличением объемов разборочно-сборочных работ вви- ду неполного соответствия, с одной стороны, фактических соче- таний дефектов агрегатов, направленных по соответствующему тех- нологическому маршруту, а с другой — сочетания дефектов, уст- ранение которых предусмотрено данным маршрутом. Однако оно будет компенсироваться сокращением объема контрольно-диагно- стических операций, так как в этом случае не требуется локализа- ция всех дефектов агрегата, а достаточно установить наличие или отсутствие только тех дефектов, которые определяют распределе- ние агрегатов по технологическим маршрутам. Эффективность и качество ЦРТС в значительной степени зави- сят от используемых методов и средств технического диагностиро- вания. Однако при предремонтном диагностировании неизбежны значительные по величине ошибки типа «ложная неисправность» (ошибки 1-го рода) и «пропуск неисправности» (ошибки 2-го рода). Повысить достоверность распознавания технического состояния ремонтируемого агрегата и правильность назначения технологи- ческого маршрута ремонта можно путем введения дополнитель- ных контрольно-диагностических операций непосредственно в процесс разборки агрегата (операционного контроля разборочно- го процесса). Кроме того, при операционном контроле появляется возмож- ность локализации таких неисправностей, которые принципиаль- но не могут быть выявлены при предремонтном диагностирова- нии. Определение технического состояния частично разобранного агрегата также позволяет исключить искажающие влияния на опре- деляемый диагностический параметр некоторых структурных пара- 25
метров. Например, значения утечек сжатого воздуха, определяе- мые с помощью пневмотестера при снятой головке цилиндров, будут определяться только зазорами между гильзами цилиндров и юбками поршней, между компрессионными кольцами и стенками канавок поршней. При пневмотестировании же двигателя в сборе невозможно исключить влияние на измеряемый диагностический параметр неплотностей клапанов и дефектов прокладки головки цилиндров. Схема технологического процесса централизованного ремон- та автомобильных агрегатов по техническому состоянию пока- зана на рис. 2.2. Каждый поступающий в ЦРТС агрегат характери- зуется имеющимся у него q-м сочетанием дефектов из множества Сочетания дефектов агрегатов Рис. 2.2. Схема технологического процесса централизованного ремонта автомобильных агрегатов по техническому состоянию 26
Q (q = 1, Q) сочетаний дефектов, устранимых на данном предприятии. По результатам предремонтного диагностирования агрегату с q-м сочетанием дефектов назначается к-й техноло- гический маршрут ремонта из множества К (к = 1, К) техно- логических маршрутов, выполняемых на предприятии, причем К < Q, и в один маршрут могут объединяться агрегаты со сход- ными сочетаниями дефектов. Агрегаты в соответствии с назначенными им технологически- ми маршрутами распределяются по специализированным рабочим местам, множество которых R (г = 1, ..., R) достаточно для вы- полнения годового объема работ, причем на одном рабочем месте может выполняться один или несколько технологических маршрутов. В ходе разборки агрегатов выполняется операционный контроль, результаты которого могут подтвердить или опровергнуть пра- вильность назначенного технологического маршрута. В первом слу- чае выполняется весь комплекс разборочно-сборочных работ, пре- дусмотренных технологическим маршрутом, после чего агрегат поступает на обкатку и испытания (приемочный контроль). В слу- чае ошибочного назначения технологического маршрута по резуль- татам операционного контроля агрегату назначается другой марш- рут, выполняемый на этом же (штриховая линия) или другом ра- бочем месте (штрихпунктирная линия). Детали, снятые в соответствии с выполняемым технологичес- ким маршрутом, направляются на дефектацию, а на рабочие мес- та подаются ремонтные комплекты (комплекты деталей, необхо- димые и достаточные для выполнения ремонта по назначенному технологическому маршруту). Восстановление деталей производится на специализированных участках АРП. В случае обнаружения дефектов отремонтированных агрегатов при приемочном контроле они либо устраняются на участке ис- пытания, доукомплектования и доводки агрегатов, либо, если это технически невозможно или экономически нецелесообразно в связи с большим объемом дополнительных работ, агрегат направляется в повторный ремонт. Соответствующий техническим условиям на приемку агрегат направляется на склад готовой продукции или выдается заказчику.
РАЗДЕЛ И. ТЕХНОЛОГИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ ГЛАВА 3. ПРИЕМКА АВТОМОБИЛЕЙ И АГРЕГАТОВ В РЕМОНТ И ИХ НАРУЖНАЯ МОЙКА 3.1. Приемка автомобилей и агрегатов в ремонт и их хранение Предприятие, эксплуатирующее автомобили (заказчик), направ- ляет и сдает подлежащие ремонту автомобили и агрегаты, руко- водствуясь существующими положениями, а АРП принимает их на основании тех же положений. Технические условия на сдачу автомобилей и агрегатов в капи- тальный ремонт должны соответствовать требованиям ГОСТов и руководствам на капитальный ремонт. Заказчик сдает в ремонт автомобили и агрегаты, выработавшие установленный ресурс (табл. 3.1), достигшие предельного состоя- ния и имеющие аварийные повреждения, которые могут устра- няться только на предприятиях по капитальному ремонту при на- личии соответствующего акта; достигшие предельного состояния, но не выработавшие установленного ресурса с приложением соот- ветствующего акта. Автомобили и агрегаты, направляемые в ремонт, должны быть комплектными и иметь лишь те неисправности, которые возник- ли в результате естественного износа деталей. Для грузовых автомобилей и их агрегатов установлены первая и вторая комплектность; для автобусов и легковых автомобилей — только первая; силовых агрегатов (двигатель с коробкой передач и сцеплением) — первая; дизелей — первая; для карбюраторных двигателей — первая и вторая. Все остальные агрегаты автомобиля имеют только одну комплектность. Автомобиль первой комплектности — это автомобиль со всеми составными частями, включая запасное колесо. Автомобили вто- рой комплектности сдают в ремонт без платформы, металличес- ких кузовов и специального оборудования. Двигатель первой комплектности — это двигатель в сборе со всеми составными частями, установленными на нем, включая сцеп- ление, компрессор, вентилятор, насос гидроусилителя рулевого управления, топливную аппаратуру, приборы системы охлажде- ния и смазочной системы, воздухоочиститель, электрооборудова- 28
<< 00 00 СО оо CO 00 00 00 1—j i—j >—1 О ri *< S S S S S s s > > S S > > > > > > 00 00 S S 00 00 00 00 00 00 w 00 00 7s сл сл И—А £ co co о\ о о\ о Ch оо o\ o\ o\ Ch Ch CJ СЭ Oh Ch t'O Ch ьо Ch to tap 2 о J-4 Ch си н-* 2 СО 2 оо о E о оо со оо Ch > cn о > 2 <=> О Ch 5 РЭ Ch S Ch 8 с^ i СО Ch Ch Ch Ch О Ch > 00 СЭ Ch Ch ьо to Ю BTO] > > о Ch со Ch Ch *“"1 Ch 4^ CO о co > Ch Q О 1 2 Д Ch O1 Ch Ch Ch О ьо -k § £ W Ch > Ch ьо ю ю Н-* ьо ьо ЬО bJ ьо , so Полнокомплектный о о о о 50 Ch 50 50 oo о oo о оо Ch 50 20 Ch 50 О о о СЛ 40 oo о о автомобиль 210 220 125 125 200 175 125 180 200 200 150 150 О oo о 150 170 180 100 OO о 150 90 Двигатель ьо о ьо о Ch Ch 25 25 25 28 28 ОО Ch ьо co Ch OO H-1 4^ Ch 40 /-*\ Коробка передач о о о О О СЛ О О О О Ch О о Ch О О о Ch О О VwZ 1 1 Ch Ch 25 25 | \o Ch h- 1 h- | o\ 1 Раздаточная коробка и о О Ch О О СЛ О О СЛ о подъемное устройство ю ю ю ю ьо ьо ьо ьо h- H-* ю ю ьо Ch Ch Ch oo oo о ОО ьо ( Ch oo *>^д [S. o\ 40 передний о о Ch Ch О СЛ О О о о о Ch о Ch О О о СЛ о о 2 ю ю 1—* ьо ьо ЬО Ю ьо н-* H-* VO задний о н н-* о 20 25 25 50 Ch 50 50 oo о oo о оо Ch 50 20 co Ch 50 О oo о Ch 40 60 о (средний) ю ю ьо И—А ю ЬО ЬО ьо H-* ю Ch Ch Ch Ch Ch oo оо оо Ch OO Ch oo 40 гулевой механизм о о о О О СЛ О О о о Ch О О О о Сл о О С./ Ресурсы до первого капитального ремонта автомобилей, тыс.
Окончание табл. 3.1 Марка автомобиля Полнокомплектный автомобиль Двигатель Коробка передач Раздаточная коробка и подъемное устройство Мост Рулевой механизм передний задний (средний) МАЗ-503, -503Б 180 180 180 180 180 180 180 МАЗ-509, -509А 120 120 120 120 120 120 120 КамАЗ-5320, -5410 300 300 300 300 300 300 300 КамАЗ-5510 300 300 300 300 300 300 300 КрАЗ-255Л, -255Л1 130 130 130 130 130 130 130 КрАЗ-255Б, -255В 150 150 150 150 120 120 120 КрАЗ-257, -258 200 200 200 200 200 200 200 КрАЗ-256Б, -256Б1 160 160 160 160 160 160 160 ние и т. п. Двигатель второй комплектности — это двигатель в сбо- ре со сцеплением, но без других составных частей, устанавливае- мых на нем. В отдельных случаях (как исключение) АРП может принимать в ремонт автомобили и агрегаты в комплектности, отличной от ус- тановленной. При этом доукомплектование их производится по каль- куляции ремонтного предприятия, согласованной с заказчиком. Автомобили и агрегаты, выработавшие свой ресурс, но не дос- тигшие предельного состояния, не подлежат капитальному ремонту. В капитальный ремонт не принимаются: грузовые автомобили, если их кабины и рамы подлежат списанию; автобусы и легковые автомобили, если их кузова не могут быть восстановлены; агрегаты и узлы, у которых базовые или основные детали подлежат списанию. Наружные поверхности автомобилей и агрегатов должны быть очищены от грязи. Автомобили и агрегаты не должны иметь дета- лей, которые отремонтированы способами, исключающими воз- можность последующего их использования или ремонта и иметь годные к эксплуатации аккумуляторы и шины. Все сборочные еди- ницы, детали и приборы должны быть закреплены на машине в соответствии с его конструкцией. Техническое состояние автомобилей, сдаваемых в КР, должно обеспечивать, как правило, возможность запуска двигателя и ис- 30
пытания пробегом до 3 км. Автомобиль, имеющий повреждения аварийного характера или неисправности, при которых запуск дви- гателя и движение его невозможно или могут повлечь дальнейшее разрушение деталей, сдается в КР не на ходу. Техническое состояние агрегатов осуществляется на контрольно- испытательных стендах. Для определения технического состояния автомобилей и агрегатов необходимо использовать средства диаг- ностирования. Результатом диагностирования является заключение о техническом состоянии автомобилей и агрегатов с указанием места, вида и причины дефекта. При приемке автомобиля в ремонт составляется приемо-сда- точный акт по установленной форме в трех экземплярах. В акте отмечается техническое состояние и комплектность сдаваемого в ремонт объекта. Акт подписывается представителями АРП и заказ- чика. Первый и третий экземпляры акта остаются на ремонтном предприятии, а второй выдается заказчику. Сборочные единицы, сдаваемые в ремонт отдельно, должны иметь справку, подтверждающую необходимость капитального ре- монта, составленную заказчиком. Двигатели и их сборочные единицы сдаются в КР согласно с требованиями ГОСТов и техническими условиями на ремонт. Сда- ваемые в ремонт двигатели должны быть укомплектованы сбороч- ными единицами и деталями, предусмотренными конструкцией. Отклонение в комплектности двигателей допускается в пределах конструктивных изменений, внесенных в данную модель органи- зацией-разработчиком. Допускается отсутствие на двигателях и сбо- рочных единицах отдельных крепежных деталей (болтов, гаек, шпилек) и мелких деталей (колпачков и т.п.). Двигатели и их сборочные единицы не должны иметь деталей, отремонтированных способами, исключающими последующее их использование или ремонт; должны быть очищены и вымыты сна- ружи, а смазка и вода — слиты. Все отверстия, через которые мо- гут проникнуть атмосферные осадки и пыль во внутренние полос- ти двигателей и их сборочных единиц, должны быть закрыты крыш- ками или пробками-заглушками. Наружные неокрашенные металлические поверхности предох- раняются от коррозии противокоррозионной смазкой. Тара и транс- портные средства, применяемые для перевозки двигателей и сбо- рочных единиц, должны обеспечивать их сохранность. К каждому двигателю и отдельно сдаваемому топливному насо- су прилагаются паспорт и справка, подтверждающая необходи- мость проведения капитального ремонта. Процесс приемки состоит из следующих стадий: предваритель- ный технический осмотр и выявление комплектности; наружная мойка; окончательный технический осмотр. Ремонтному предпри- ятию предоставляется право при приемке вскрывать любую сбо- рочную единицу. 31
Если машина или сборочная единица не отвечает техническим условиям на приемку, то она в капитальный ремонт не принима- ется, но может быть принята в восстановительный ремонт. Принятые в ремонт автомобили и агрегаты отправляются на склад ремонтного фонда, где и хранятся до поступления в ремонт. Ремонтный фонд (автомобили и агрегаты) можно хранить под навесами на площадках с твердым покрытием. Склады ремонтного фонда должны быть оборудованы (с учетом вида изделия и про- граммы производства) стеллажами, в том числе многоярусными, монорельсами, кранами-штабелерами, обеспечивающими возмож- ность установки, снятия и транспортирования ремонтного фонда. Топливную аппаратуру и электрооборудование хранят в закры- тых вентилируемых помещениях. Не допускается совместное хра- нение топливной аппаратуры, электрооборудования и веществ, вызывающих коррозию. 3.2. Наружная мойка автомобиля и агрегатов Для наружной мойки автомобиля и агрегатов в практике широ- кое распространение получил метод струйной очистки под высо- ким давлением (гидродинамическая очистка). Природа удаления загрязнений с помощью струи заключается в механическом разру- шении слоя загрязнений, его адгезионных связей с очищаемой поверхностью за счет нормальных и касательных напряжений, воз- никающих при ударе движущейся жидкости (вода, моющий ра- створ) о преграду. Загрязнения удаляются в случае, если сила уда- ра (ударный импульс) струи о поверхность объекта очистки пре- высит хотя бы одну из прочностных адгезионно-когезионных ха- рактеристик загрязнений, таких, как прочность на сжатие, изгиб, сдвиг, сила адгезии и др. Если сила взаимодействия частиц загряз- нений с очищаемой поверхностью больше силы взаимодействия между частицами загрязнений, то очистка осуществляется спосо- бом «сверления». В противном случае — способом «отрывания». Особенность струйной очистки заключается в использовании насадок, преобразующих потенциальную энергию напора жид- кости в кинетическую энергию струи. Насадками различного про- филя и размера формируют струи жидкости. Например, насадки с круглым отверстием на выходе дают резкую, сплошную и со- средоточенную струю, которая проникает через слой загрязне- ний для отделения их снизу от очищаемой поверхности и позво- ляет очищать труднодоступные места. Насадки же со щелевым выходом обеспечивают плоскую веерную струю с углом 15... 120°. При малых углах струя получается плоская и резкая с большой силой удара. По мере увеличения угла струя расширяется, но сила удара снижается. При больших углах струя — плоская широкозах- ватная. По сравнению с обычными насадками насадки высокого давления имеют более четко очерченную концентрированную 32
струю. В результате — тесно связанные капельки воды увеличива- ют силу удара струи на 40%. К простейшим установкам, которые реализуют метод гидроди- намической очистки, относят насосы, снабженные шлангами и пистолетами-распылителями. Высокопроизводительная и качествен- ная очистка поверхностей обеспечивается путем повышения удар- ного действия струи в сочетании с высокой температурой воды и большой скоростью струи (170... 250 м/с), обусловленной высо- ким напором перед насадкой (до 200...220 кгс/см2). Моечные машины условно можно разбить: по виду исполнения — передвижные и стационарные; типу привода насоса — от электродвигателя, от двигателя внут- реннего сгорания, с пневматическим и гидравлическим приводами; исполнению насоса — аксиально-поршневые, радиально-пор- шневые и рядные; конструкции насосного агрегата — моноблочные, редукторные и фланцевые; температуре подаваемой воды — с подогревом, без подогрева, парогенераторы. Принцип действия гидравлической мониторной моечной ма- шины заключается в следующем (рис. 3.1): вода через водяной фильтр 9, обеспечивающий защиту насоса от попадания песка и других механических частиц, поступает в головку цилиндров. Насос со- здает давление и нагнетает воду через перепускной клапан 75 в напорный шланг высокого давления 7 и далее в пистолет 2 и через насадку 5 (турболазер) наружу, на очищаемую поверхность. Давле- ние на выходе изменяется рукояткой 3 регулятора давления и кон- тролируется по манометру 4. При повышении давления выше нор- мы открывается встроенный в систему предохранительный клапан 10, вода вновь подается на вход насоса, тем самым предотвращая его повреждение. При работе машины в автоматическом режиме активизацией ручки пистолета 2 обеспечивается перетекание воды через смеситель 14 и машина включается. Если ручка больше не активизируется, то вода циркулирует через перепускной клапан 77 и машина останавливается. Повторное включение происходит че- рез активизацию ручки пистолета 2. При работе машины в ручном режиме происходит забор воды из любой емкости (бака). Если руч- ка пистолета не активизируется в течение 4 мин, то машина вы- ключается. Моющее средство подается в систему через инжектор 13 из отдельной емкости, куда опускается шланг. После поворота ру- коятки регулятора давления машина автоматически засасывает мо- ющее средство и подает его вместе с водой в турболазер 10. Для повышения качества очистки и облегчения труда исполь- зуются: насадки высокого давления обусловливают форму и площадь следа струи на очищаемой поверхности. Насадки имеют постоянный угол распыла (0, 15, 25, 30, 40 и 60°) или переменный (от 0 до 90°), 2 К;|р.н<>ли|| 33
Рис. 3.1. Гидравлическая схема мониторной моеч- ной машины: 1 — шланг высокого давления; 2 — пистолет-распыли- тель; 3 — рукоятка регулятора давления; 4 — манометр; 5 — турболазер; 6 — насос; 7 — электродвигатель; 8 — разъем для подсоединения шланга подачи воды; 9 — водяной фильтр; 10 — предохранительный клапан; 11 — перепускной клапан; 12 — шаровой клапан подачи моющего средства; 13 — инжектор; 14 — смеситель; 75 — перепускной клапан регулируемый в процессе очистки от минимального до максималь- ного значений. При угле распыла 0° — струя сосредоточенная, с большим ударным импульсом, но площадь очистки небольшая. Уве- личение угла распыла приводит к расширению струи — струя ста- новится плоской, веерной и широкозахватной, но ударный импульс резко снижается; турбонасадки, в которых сосредоточенная струя жидкости, вра- щаясь со скоростью 4000 мин-1, описывает конусную поверхность. Хорошая очищающаяся способность достигается высоким удар- ным импульсом (на расстоянии 20 см от насадки величина ударного импульса составляет более 70%), а большая площадь очистки — вращением струи; турболазер — насадка, которая изменяет структуру жидкости, поступающей на очищаемую поверхность. Каждая капля воды тур- болазера в 10 раз крупнее и весит в 1000 раз больше, чем в маши- нах с обычными насадками. Мелкие капли жидкости теряют свою силу из-за сопротивления воздуха, а крупные — ударяют по очи- щаемой поверхности со скоростью 600 км/ч. Отсюда возникает мощный ударный импульс, величина которого на расстоянии 20 см от насадки составляет 90%, в то время как для обычных машин — 515%, а для турбонасадки — 70...75 %. 34
Моющие средства — дополнительные высокоэффективные со- ставы для обеспечения качественного удаления загрязнений. Номен- клатура выпускаемых моющих средств отличается большим разно- образием (см. гл. 5). Однако большинство из них с трудом разлагают- ся на почве и в воде водоемов, рек, обладают способностью накап- ливаться в тканях организмов растительного и животного проис- хождения, нередко и сами средства, смешиваясь с загрязнениями, активно участвуют в нарушении экологического баланса в природе. В этой связи моющие средства должны иметь не только высокую активность к различным загрязнениям, но и обладать низкой ток- сичностью, водорастворимостью, пожаробезопасностью, биоразла- гаемостью. В мониторных моечных машинах необходимо использо- вать универсальные биоразлагаемые моющие средства (табл. 3.2). Процесс проведения моечно-очистительных работ характери- зуется следующими основными показателями: динамическим дав- лением струи воды (сила удара); расходом воды; температурой воды; применяемыми моющими средствами. Таблица 3.2 Универсальные моющие средства Наимено- вание Марка Рекомендации по применению и основные особенности Производство СП ТОО «КОМПАНИЯ «ЭСТОС» Авто- шампунь Очисти- тель дви- гателя ЕС-Грейт- А-шампунь ЕС-очисти- тель Мойка наружных частей автомобиля от почвен- ных и масляных загрязнений. Высокая моющая способность, сильное обезжиривающее и анти- статическое действие. Не вызывает коррозии Удаление комбинированных загрязнений, неф- тепродуктов, нагаров с наружных поверхностей автомобильных двигателей, узлов и деталей. Экономичное концентрированное средство. Высокая моющая способность, сильное обезжиривающее и антистатическое действие Индустриальные очищающие средства (щелочные) многоцелевого назначения. Серия «Грейт» Универ- сальный жидкий очисти- тель То же ЕС-Грейт ЧДХ, ЕС- Грейт ЕПХ, ЕС- Грейт Т ЕС-Грейт ЧДХАФ Очистка от эксплуатационных загрязнений, удаление сажи. Очень высокая концентрация активных компонентов Удаление сажи. Очень высокая концентрация активных компонентов. Низкая пенообразую- щая способность 35
Продолжение табл. 3.2 Наимено- вание Марка Рекомендации по применению и основные особенности Жидкий очисти- тель То же Универ- сальный жидкий очисти- тель То же ЕС-Грейт АФ ЕС-Грейт ЕС-Грейт ЧДХТ, ЕС- Грейт СП ЕС-Грейт ЧП Удаление сажи. Высокая концентрация актив- ных компонентов. Низкая пенообразующая способность Удаление масляных, почвенных загрязнений, удаление сажи, обезжиривание деталей. Высокая концентрация активных компонентов Удаление комбинированных загрязнений мас- логрязевого характера, удаление сажи. Очень высокая концентрация активных компонентов Очистка поверхностей от нефтепродуктов. Очень высокая концентрация активных компонентов Серия «Люксол» Жидкий очисти- тель То же ЕС-Люксол X, ЕС-Люксол XT ЕС-Люксол Карбон Эффективен для удаления сажи, масляных и почвенных загрязнений. Удаляет копоть и нагары. Очень высокая концентрация активных компонентов Удаление прочных нагаров и сажи. Обезжири- вание деталей. Очень высокая концентрация активных компонентов Специализированные средства Концент- рирован- ный очисти- тель Индуст- риальный концен- трирован- ный жид- кий про- дукт ЕС-Наф- толь ЕС-Мари- нол Удаление жирных, масляных загрязнении. Эффективен для очистки двигателей и деталей. Жидкий щелочной продукт Обезжиривание деталей, загрязненных масла- ми и жирами Индустриальные очищающие средства (кислотные). Серия «Дескалер» Жидкий очисти- тель ЕС-Деска- лер 2 Удаление накипи 36
Окончание табл. 3.2 Наимено- вание Марка Рекомендации по применению и основные особенности ТОО «ХЕМОЛЮКС» - АООТ«ЭКООЧИСТКА-ГОСНИТИ» Универсальные моющие средства Авто- шампунь Автолик Мойка автомобилей. Содержание пены низкое То же Автолик 11 Мойка автомобилей. Содержание пены высокое Моющее средство УниДАР Мойка автомобилей от масляных загрязнений Сила удара струи о поверхность — один из важнейших показа- телей, характеризующих ее очистительную способность. На повы- шение силы удара решающее влияние оказывают четыре составля- ющие — форма струи, расход воды, давление, развиваемое насо- сом, расстояние от насадки до очищаемой поверхности. Увеличе- ние силы удара струи пропорционально расходу воды и давлению ее истечения. Так как вода является ценным лимитируемым про- дуктом, то повышение давления — это наиболее реальное и эф- фективное условие повышения силы удара. Даже при неизменном расходе воды при повышении давления наблюдается значительное возрастание силы удара. С увеличением расстояния насадки от очищаемой поверхности величина ударного импульса снижается по гиперболической зави- симости. Радиус действия пистолета-распылителя и турбонасадки ограничивается расстоянием 40... 50 см. С ростом давления перед насадкой производительность насоса увеличивается. Наибольший расход воды наблюдается при исполь- зовании пистолета-распылителя. При давлении 140-105 Па расход воды достигает 16 л/мин и превышает расход воды при использо- вании турбонасадок на 14... 28 %. Повышение температуры воды приводит к снижению межмо- лекулярных сил, действующих внутри загрязнения, и снижению сил адгезии с очищаемой поверхностью. Температура воды выби- рается в зависимости от вида и состава загрязнений, материала очищаемой поверхности, требований к качеству очистки и др. Вода, используемая в процессе мойки и очистки, загрязняется вредными для окружающей среды примесями. Так, например, один автомобиль несет на себе в среднем до 60 кг загрязнений, сложных по составу, пропитанных маслами и продуктами их физико-хими- ческого превращения. Высокая адгезия загрязнений, сложная кон- фигурация поверхностей обусловливают необходимость использо- вания моющих средств, которые, повышая качество очистки и про- изводительность труда, одновременно резко ухудшают состав сточ- 37
ных вод. Применение нетоксичных биоразлагаемых моющих средств значительно расширило сферу использования моечных машин. Охрана природы и рациональное использование природных ре- сурсов требуют особенно внимательного отношения к проведе- нию моечно-очистительных работ. Процесс следует организовы- вать таким образом, чтобы полностью исключить сброс грязной воды в канализацию. Если используются мониторные моечные машины, то процесс наружной мойки и очистки в зависимости от объема работ, усло- вий работы и эксплуатации объекта проводится непосредственно на специализированных участках (постах) мойки и очистки. Для работы моечных машин необходимо использовать оборотную, тех- ническую и свежую воду. Участок наружной мойки и очистки мо- жет располагаться на открытой площадке с твердым покрытием или в изолированном помещении. Рабочее помещение участка должно быть оборудовано при- точно-вытяжной вентиляцией, грязесборником или установкой для очистки сточных вод. На участке необходимо поддерживать нормальный воздухообмен (скорость движения воздуха не более 0,3 м/с); температурный режим (17... 19°C) и относительную влаж- ность воздуха (30...60 %). Кратность воздухообмена — 5. Уклон полов в сторону трапа для стока грязной воды или к приемному колодцу должен быть в пределах 2... 3 %. На участке наружной мойки и очистки разрешается использо- вать все марки моечных машин высокого давления, выпускаемых отечественными и зарубежными фирмами-изготовителями. Во время проведения моечно-очистительных работ необходи- мо: держать распылительный пистолет машины двумя руками; сле- дить (по манометру) за давлением на выходе распылительного пистолета; не превышать максимальных значений давления и тем- пературы; при перерыве в работе ставить распылительный писто- лет на предохранитель. Запрещается: использовать моечную машину в других це- лях; направлять струю воды на людей, животных, электрические установки, провода и т. п. При использовании моющих средств рекомендуется одеть пер- чатки или нанести на кожу рук защитную пасту, кремы (силико- новый крем, пасту Миколан, ХИ ОТ-6, мазь ИЭР-1 и др.). ГЛАВА 4. РАЗБОРКА АВТОМОБИЛЕЙ И АГРЕГАТОВ 4.1. Организация разборочных работ Разборка — это совокупность операций, предназначенных для разъединения объектов ремонта (автомобилей и агрегатов) на сбо- рочные единицы и детали, в определенной технологической пос- 38
ледовательности. Трудоемкость разборочных работ в процессе ка- питального ремонта автомобилей и агрегатов составляет 10... 15 % общей трудоемкости ремонта. При этом около 60 % трудоемкости приходится на резьбовые, а около 20 % — на прессовые соедине- ния. Технологический процесс разборки дает ремонтному пред- приятию до 70 % деталей, которые пригодны для повторного ис- пользования. Качественное проведение разборочных работ может позволить значительно исключить повреждения деталей и тем са- мым уменьшить себестоимость ремонта. Годные детали обходятся ремонтному предприятию в 6... 10 % от их цены, отремонтирован- ные в 30...40%, а замена деталей в НО... 150%. Разборку автомобилей и агрегатов выполняют в последователь- ности, предусмотренной картами технологического процесса, ис- пользуя указанные в них универсальные и специальные стенды и оснастку (рис. 4.1). Степень разборки определяется видом ремонта и техническим состоянием объектов разборки. Разборку автомоби- лей и их агрегатов производят в соответствии со следующими ос- новными правилами: сначала снимают легкоповреждаемые и защитные части (электро- оборудование, топливо- и маслопроводы, шланги, крылья и т.д.), затем самостоятельные сборочные единицы (радиаторы, кабину, двигатель, редукторы), которые очищают и разбирают на детали; агрегаты (гидросистемы, электрооборудования, топливной ап- паратуры, пневмосистемы и т.д.) после снятия с автомобиля направляют на специализированные участки или рабочие места для определения технического состояния и при необходимости ремонта; в процессе разборки не рекомендуется разукомплектовывать сопряженные пары, которые на заводе-изготовителе обрабатыва- ют в сборе или балансируют (крышки коренных подшипников с блоком цилиндров, крышки шатунов с шатунами, картер сцепле- ния с блоком цилиндров, коленчатый вал с маховиком двигате- ля), а также приработанные пары деталей и годные для дальней- шей работы (конические шестерни главной передачи, распреде- лительные шестерни, шестерни масляных насосов и др.). Детали, не подлежащие обезличиванию, метят, связывают, вновь соеди- няют болтами, укладывают в отдельные корзины или сохраняют их комплектность другими способами; в процессе разборки необходимо использовать стенды, съемни- ки, приспособления и инструменты, которые позволяют центри- ровать снимаемые детали и равномерно распределять усилия по их периметру. При выпрессовке подшипников, сальников, втулок применяют оправки и выколотки с мягкими наконечниками (мед- ными, из сплавов алюминия). Если выпрессовывают подшипник из ступицы или стакана, то усилие прикладывают к наружному кольцу, а при снятии с вала — к внутреннему. При этом запреща- ется пользоваться ударными инструментами; 39
Рис. 4.1. Технологическая схема разборки двигателя ЯМЗ-238 40
крепежные детали (гайки, болты, шпильки) при разборке ма- шины укладывают в сетчатую тару для лучшей очистки в моечных установках или устанавливают на свои места. Запрещается разу- комплектовывать детали с резьбой повышенной точности (болты и гайки крепления крышек шатунов, маховика к коленчатому валу). При разборке, особенно для чугунных деталей (во избежание по- явления трещин от перекосов), сначала отпускают все болты или гайки на пол-оборота, а затем отсоединяют их полностью; открытые полости и отверстия для масла и топлива в гидроаг- регатах и топливной аппаратуре после снятия с машины закрыва- ют крышками и пробками; если метки перед разборкой плохо заметны, необходимо их восстановить; при выполнении разборочных работ следует знать способы и особенности их выполнения; для подъема и транспортирования деталей и агрегатов массой более 20 кг используют подъемно-транспортные средства и на- дежные захватные приспособления. Наиболее типовыми из операций при разборке являются вы- вертывание винтов, шпилек, болтов и отвертывание гаек, удале- ние сломанного болта или шпильки, снятие зубчатых колес, шки- вов, муфт и подшипников. По принципу организации разборка может быть стационарной и подвижной (поточной). Стационарная разборка автомобилей и агрегатов на сборочные единицы и детали производится на одном рабочем месте, снятые с автомобиля агрегаты разбирают на ста- ционарных стендах. Стационарная разборка применяется на пред- приятиях с единичным типом производства. На специализированных ремонтных предприятиях рабочие ме- ста по разборке автомобилей и агрегатов могут быть организованы в поточную линию. Поточный метод разборки позволяет: сосредо- точить одноименные операции на специализированных постах; сократить количество одноименных инструментов на 30 %; увели- чить интенсивность использования технологической оснастки на 50%; увеличить производительность труда рабочих на 20%. Поточный метод разборки организуют на постах, где разница трудоемкостей не превышает 10%. Этого достигают правильным распределением операций по постам, применением специального оборудования, приспособлений, производительных инструментов, дублированием отдельных постов и наличием на некоторых постах большего количества рабочих. Только при поточном способе разборки создаются условия для механизации работ. Применение средств механизации позволяет снизить трудоемкость разборки в 1,5...2,0 раза и повреждаемость деталей на 70...89%, увеличить объем повторного использования подшипников на 15...20% и стандартного крепежа до 25%, сни- зить затраты на ремонт автомобилей на 5...9%. 41
Средний уровень механизации разборочных работ не превыша- ет 20% (передних мостов — 15%, задних — 15%, подразборки двигателей и коробок передач — 16%; окончательной разборки двигателей — 25%, коробок передач — 35%). Разборка 60% всех соединений автомобиля может быть механизирована. В основу механизации разборочных участков ремонтных пред- приятий положен ряд принципов: процесс разборки строится по поточному методу; агрегаты, сборочные единицы, поступающие на разборку, должны быть предварительно очищены от масла и грязи; перемещение агрегатов и сборочных единиц в процессе раз- борки максимально механизируется. Разборочные работы состоят из основных и вспомогательных элементов. Основные элементы, которые занимают наибольший удельный вес в разборочном процессе, — это операции разборки резьбовых и прессовых соединений. Вспомогательные элементы — это перемещение, установка и крепление разбираемых изделий и агрегатов. Доля времени, затра- чиваемая на выполнение вспомогательных элементов, довольно значительна и является резервом снижения трудоемкости разбо- рочных работ. Поэтому большое внимание при организации разбо- рочных работ необходимо уделять вопросам механизации транс- портных операций по передаче изделий с поста на пост. Перемещать автомобили в процессе разборки целесообразно конвейерами непрерывного действия, агрегаты к постам подраз- борки можно перемещать подвесными толкающими или грузоне- сущими конвейерами, а сборочные единицы и детали — наполь- ными транспортерами, рольгангами и склизами. На разборочных участках и постах необходимо применять сбалансированные ма- нипуляторы (вместо кранов-укосин), пневматические подъемни- ки, кантователи, тележечные транспортеры, самодвижущиеся эс- такады и т. д. Повторяемость операций открывает широкие возможности для механизации операций разборки и создает условия для примене- ния многопозиционных механизированных инструментов. С целью сокращения непроизводительных затрат рабочего вре- мени, повышения культуры производства, производительности тру- да и рационального использования производственной площади ре- монтных предприятий на рабочих местах разборки целесообразно устройство технологических потолков. Технологический потолок — это пространственная металлическая конструкция, которая может перекрывать зону участка или рабочего места, или находиться над рабочим местом без его перекрытия. На конструкции смонтирова- ны механизированные инструменты, приспособления и оснастка, применяемые при выполнении операций, а также грузоподъем- ные средства, которые предназначены для транспортирования аг- регатов и деталей в рабочую зону, снятия и удаления их из рабо- чей зоны. В состав технологического потолка для разборочных ра- 42
бот входят: несущая конструкция, траверса, однорельсовый или двухрельсовый подвесной путь с электроталью или кран-балка, разводка гидро-, пневмоприводов и электрокабелей, подвески для механизированного инструмента, осветительная арматура и др. Конструктивно подвески подразделяют на эластичные и жест- кие. Жесткую подвеску применяют при использовании механизи- рованных инструментов, развивающих крутящий момент, равный 120...220 Нм. Нежесткая подвеска инструментов более удобна, так как после окончания операции инструмент, поднимаясь вверх, освобождает руки рабочего для выполнения последующих работ. Однако эта подвеска не гасит реактивный момент, поэтому ее применяют для инструментов небольшой мощности. На таких подвесках часто пре- дусматривают устройства для автоматического выключения тока при освобождении (подъеме) инструмента. В качестве эластичной подвески используют балансиры (пружинные, гидравлические, электромагнитные и др.). Универсальным средством механизации рабочих мест разборки являются шарнирно-балансирные манипуляторы с ручным управ- лением. Они представляют собой многозвенный механизм с при- водами в каждом суставе, которые позволяют удерживать груз в равновесии. 4.2. Особенности разборки резьбовых соединений Основной задачей разборки резьбовых соединений является разъединение скрепленных деталей, обеспечивающее экономически целесообразное сохранение годности деталей разбираемой сбороч- ной единицы и самого соединения. Резьбовые соединения классифицируются на три группы, ко- торые приведены в табл. 4.1. Для разборки резьбовых соединений применяют инструмент ручной и механизированный. К ручному инструменту относятся гаечные ключи следующих видов: с открытым зевом двусторон- ние; кольцевые двусторонние коленчатые (накладные); торцовые немеханизированные со сменными головками; специальные. Ключи гаечные с открытым зевом двусторонние изготавливают из среднеуглеродистых сталей (ст. 40ХФА, 40Х, 45). Накладные ключи охватывают все грани гайки, что придает им большую жесткость и долговечность. Накладными ключами с 12-гранным зевом можно поворачивать гайки при отвертывании на 30 °, что очень важно при работе в труднодоступных местах. Торцовые ключи можно вращать, не переставляя с грани на грань, поэтому сокращается время на отвинчивание гайки по срав- нению с открытыми гаечными ключами. Из специальных ключей при разборке применяют коловорот- ные ключи и ключи для круглых гаек. Коловоротные ключи рацио- 43
Таблица 4.1 Классификация резьбовых соединений и значений крутящего момента при разборке Группа Местоположе- ние в автомо- биле Примеры резьбовых соединений Диаметр резьбовых соединений, мм М8 MIO М12 М14 М16 Крутящий MON юнт, I Тм Тяжелая Резьбовые сое- динения рас- положены сна- ружи автомо- биля Крепление ко- лес, полуосей, рессор, редук- торов и т. д. 45 80 190 260 350 Средняя Резьбовые сое- Крепление го- До До До До До динения рас- положены сна- ружи автомо- биля в верхней его части, за- крыты кожуха- ми, капотами и т. п. ловок блока, корпуса муфты сцепления, крышек шесте- рен газорас- пределения и т.д. 40 60 180 190 320 Легкая Резьбовые сое- Крепление До До До До До динения рас- положены вну- три корпусов крышек корен- ных подшип- ников, крышек шатунов, фланцев и т. д. 35 45 160 180 300 нальны для отвертывания болтов и гаек небольших размеров. Про- изводительность труда может быть повышена в 2... 5 раз. Задача сокращения затрат труда при разборке резьбовых соеди- нений в основном решается применением механизированного инструмента (гайко-, винто- и шпильковертов). Применение его позволяет повысить производительность труда при разборке резь- бовых соединений в 3,5...4,5 раза, трудоемкость разборочных ра- бот сокращается при этом на 15 ...20%. По используемому виду энергии гайко- и винтоверты разделя- ют на электрические, пневматические, гидравлические, а по кон- структивным признакам — без фиксированного крутящего момента, с механизмом ударного действия, с самоостановом двигателя в конце затяжки. На ремонтных предприятиях механизация разборки напряжен- ных резьбовых соединений частично обеспечивается за счет приме- нения одношпиндельных пневматических гайковертов статического 44
или ударного действия. Пневмогайковерты статического действия при- меняют для резьбовых соединений с небольшим крутящим момен- том, а при помощи гайковертов ударного действия реализуют зна- чительные крутящие моменты. Преимущества пневматических гай- ковертов ударного действия — это сравнительно небольшая масса и незначительный реактивный момент, действующий на руку рабоче- го, а недостатки — малый срок службы из-за быстрого износа дета- лей, в особенности ударного механизма; значительный расход сжа- того воздуха (энергии), особенно увеличивающийся при оборотах холостого хода; низкий КПД; высокий уровень шума и вибраций. Гидравлические гайковерты статического действия в значитель- ной степени свободны от указанных недостатков и имеют ряд пре- имуществ перед пневматическими: высокий КПД (50...60 % против 7... 11 % для пневмогайковертов); повышенная износоустойчивость (срок службы в 2 раза выше); бесшумность и отсутствие вибраций; точное тарирование крутящего момента; значительная масса. Крутящий момент отвертывания гаек и болтов (Н • м) диамет- ром от 10 до 26 мм определяют по формуле Мк = Мс2р, (4.1) где к0— коэффициент, учитывающий состояние резьбового соеди- нения (ко = 0,5...0,8), dcp — средний диаметр резьбы гайки, мм. Для вывертывания шпилек применяют эксцентриковые, кли- новые, цанговые наконечники и специальные ключи. Для соединений со значительным крутящим моментом (до 350 Н-м) используют шпильковерты. Так, например, для вы- вертывания шпилек всех диаметров из блока цилиндров двига- теля используется шпильковерт, который содержит механизмы для захвата шпилек и их освобождения после вывертывания. В результате использования таких шпильковертов производитель- ность труда увеличивается на 30...40%. 4.3. Разборка соединений с натягом Значительную часть трудоемкости разборочных работ при ре- монте машин занимает разборка сборочных единиц, детали кото- рых соединены с натягом. Действительные усилия, имеющие мес- то при распрессовке таких сопряжении, значительно превосходят теоретические, особенно, если эти сопряжения находились в ус- ловиях коррозии. Разборка соединений с гарантированным натягом (снятие под- шипников качения, втулок, шкивов, пальцев, штифтов) произ- водится путем приложения осевого усилия и использования теп- ловых деформаций (нагрев охватывающей детали). Для приложе- ния осевого усилия применяют прессы, съемники, специальные приспособления. Прессовое оборудование выбирают в зависимос- ти от требуемого усилия для разборки конкретного соединения. 45
Усилие выпрессовки колец подшипников определяется по фор- муле Рп = dfEnBS/\2kn(d + 30)], (4.2) где Р„ — усилие выпрессовки колец подшипников, Н; d — номи- нальный диаметр отверстия подшипника, мм; / — коэффициент трения в сопряжении (ft = 0,10...0,25); Е — модуль упругости материала подшипника (Е = 22 • 104 МПа); В— ширина опорного кольца подшипника, мм; 5 — расчетный натяг, мм; ка — коэф- фициент, характеризующий серию подшипника (&„ = 2,78 для подшипников легкой серии, = 2,27 для подшипников средней серии, &„= 1,96 для подшипников тяжелой серии). Усилие для выпрессовки шкивов, шестерен и втулок определя- ют по формуле Ръ /2^dCpLQCpf (4.3) где Р„ — усилие выпрессовки шкивов, шестерен и втулок, Н; f2 — коэффициент трения в сопряжении (/2= 0,15...0,25); </ср — средний диаметр контактирующих поверхностей, мм; L — длина запрессо- ванной части детали, мм; стср — напряжение сжатия на контакти- рующей поверхности, МПа. Разобрать сборочную единицу, детали которой соединены с натягом, можно различными способами, которые по принципу воздействия на посадочные поверхности сопряженных деталей можно разделить на механический, гидравлический, термический и комбинированный. Каждый из перечисленных способов может быть осуществлен на производстве различными методами (табл. 4.2). Основное оборудование для разборки прессовых соединений — это съемники, прессы, стенды и приспособления. Съемники предназначены для быстрого разъединения деталей и являются приспособлениями, которые закрепляются за охваты- вающую и охватываемую детали. Они бывают специальные, пред- назначенные для снятия какой-либо определенной детали, и уни- версальные, позволяющие производить распрессовывание ряда деталей, отличающихся друг от друга по конструкции и размерам. Принцип действия съемников — это захват снимаемой детали или упор в нее. Специальные съемники по способу захвата детали подразделя- ют на съемники с креплением лап к детали болтами или шпилька- ми, навинчиванием корпуса съемника на резьбовую часть детали, с захватом детали цанговым зажимом изнутри, с захватом детали лапами, разжимаемым корпусом, с захватом детали упором, с заключением в замкнутый корпус. Универсальные съемники в зависимости от конструкции захва- тов могут быть шарнирно-винтовые, с шарнирным креплением лап и удерживающим кольцом и с перемещением лап по Т-образ- ной планке. 46
Таблица 4.2 Способы разработки прессовых соединений Способ разборки Метод выполнения Средства выполнения Механический Гидравлический Гидропрессовый Термический Комбинированный Приложение осевого усилия Подача масла по сис- теме отверстий и канавок Подача масла со сто- роны свободного торца Факельным нагревом, пластической форма- цией, холодом Гидравлический с механическим, термический с меха- ническим Осуществляется раз- личными съемниками, прессами или с при- менением динамичес- ких усилий Масло под высоким давлением Масло под высоким давлением и осевое усилие Газовые горелки и прочие индукционно- нагревательные установки Для разборки неподвижных разборочных соединений, не требую- щих значительных усилий (шпоночных, шлицевых и т. д.), используют съемники с механическим и пневматическим приводами (табл. 4.3.). Напряженные прессовые соединения разбирают с помощью прессов и стендов, которые работают от стационарных гидропри- водов с давлением 10...20 МПа. В зависимости от расположения штока и направления действия создаваемого усилия различают прессы вертикальные и горизонтальные, а по характеру их ис- пользования — стационарные и переносные. Кроме того, прессы делятся на универсальные и специальные, ручные и приводные. Ручные прессы делятся на реечные, винтовые и эксцентрико- вые, а приводные — на пневматические, гидравлические, пнев- могидравлические и электромагнитные. Применение оборудования с механизированным приводом по- зволяет увеличить производительность труда в 3... 5 раз по сравне- нию с ручным. Чаще всего при этом используют гидравлический и пневматический приводы. Требуемые усилия этих средств определяют исходя из расчетной силы распрессовки с коэффициентом запаса от 1,5 до 2,0 (большие значения коэффициента соответствуют менее мощным прессам). 47
Прессы и стенды, работающие при давлении в гидроприводе 15...20 МПа, имеют следующие недостатки: высокую материало- емкость; большие занимаемые производственные площади; боль- шую энергоемкость; недостаточное рабочее давление (10... 20 МПа); отсутствие мобильности, что приводит к недогрузке гидравличес- кого оборудования. Существуют комплекты гидрофицированного инструмента вы- сокого давления (70...80 МПа), которые состоят из универсаль- ной переносной гидравлической станции, наборов исполнитель- ных механизмов вращательного и поступательного действия (гид- роцилиндров) широкого диапазона усилий (от 1 до 200 т), набора рабочих органов (съемников, захватов и т.д.). Детали кольцевой формы (втулки, внутренние кольца ролико- вых подшипников качения, шкивы) можно снимать при помощи установки для нагрева. Наиболее распространены индукционные нагревательные устройства, принцип действия которых основан на нагревании кольца при прохождении через него индуктиро- ванного электрического тока, возбуждаемого катушкой. Индук- ционное приспособление устанавливают на демонтируемое коль- цо и включают в сеть. При этом разъединение деталей происходит при тепловом зазоре, что обеспечивает разборку соединений с гарантированным натягом без повреждения посадочных поверх- ностей. Зазор образуется вследствие нагрева охватывающей детали со скоростью, превышающей скорость передачи тепла в охваты- Таблица 4.3 Классификация съемников Классификационный признак Тип съемников Механизм привода Ручной. Механизированный Механизм прессового устройства Рычажный. Реечный. Винтовой. Гидравлический Механизм захвата Лапчатый. Струбциновый. Рамовый. Резьбовой. Цанговый. Пятовой Опорная поверхность захвата детали Наружная (захвата). Внутренняя. Торцевая Способ соединения лап с траверсой Шарнирно-лапчатый. С перемещаемыми лапами Способ перемещения лап С независимым перемещением. Со ступенчато-независимым переме- щением. С самоцентрирующимся перемещением 48
ваемую деталь через поверхность их контакта. Этот метод также применим для демонтажа соединений из разнородных материа- лов. В этом случае разъединение происходит после охлаждения соединения вследствие различия коэффициентов линейного рас- ширения материалов деталей. Преимущества индукционно-тепловой разборки: быстрота и уни- версальность процесса; компактность оборудования; удобство в экс- плуатации; сохранность деталей; возможность автоматизации процесса. В процессе нагрева посадочная поверхность охватывающей дета- ли должна расшириться на величину, компенсирующую натяг и увеличение диаметра охватываемой детали. Выполнение этого усло- вия обеспечивается правильным выбором скорости нагрева и на- значением соответствующей мощности индукционно-нагреватель- ного устройства. Скорость нагрева, особенно для деталей сложной конфигурации, не должна превышать скорости, при которой воз- никают опасные температурные напряжения. Степень нагрева ограни- чивается температурой необратимого изменения физико-механи- ческих свойств материала детали. Изменений структуры и физико- механических свойств материала не происходит при температуре нагрева детали до 250... 300 °C (для подшипников качения — не выше 100 °C). Продолжительность нагрева не должна превышать 25... 30 с. После нагревания кольца приспособление поворачивают вокруг оси в одну и другую стороны, а после ослаблении посадки его снимают вместе с приспособлением. Необходимую температуру нагрева сталь- ных охватывающих деталей определяют по формуле 4 = [(100 А/1,2</) + /п]е, (4.4) где 4 — температура нагрева охватывающей детали, °C; А — требуемое увеличение диаметров отверстия, мкм; d — диаметр отверстия, мм; 4 — температура вала, с которого демонтируется кольцо, °C; е — коэффициент, учитывающий потери тепла при нагреве вследствие теплоотвода в сопряженную деталь (г = 1,2... 1,6). 4.4. Организация рабочих мест и техника безопасности при выполнении разборочных работ Рабочее место — это часть производственной площади цеха или участка, закрепленной за данным рабочим (или бригадой рабочих), со всем необходимым оборудованием, инструмента- ми, приспособлениями, материалами и принадлежностями, ко- торые он (или она) применяет для выполнения производствен- ного задания. Под организацией рабочего места разборщика понимается пра- вильная расстановка оборудования, наивыгоднейшее расположе- ние инструмента на рабочем месте, равномерное снабжение его объектами разборки, механизация и оснащение специальными при- способлениями. 49
Основным элементом организации рабочего места является его планировка, т. е. расположение его относительно других рабочих мест, относительно оборудования, приспособлений, инструмен- тов, местоположения рабочего. При организации рабочего места необходимо использовать ос- новные достижения научной организации труда (НОТ). Расстояния от тары и от оборудования до рабочего должны быть такими, чтобы рабочий мог использовать преимущественно движе- ние рук, т. е. при этом не наклоняться сильно, не приседать, не тянуться высоко. При планировке рабочего места учитывают зоны досягаемости рук в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Эти зоны опреде- ляют, на каком расстоянии от корпуса рабочего должны быть разме- щены предметы, которыми он пользуется в процессе работы. Опти- мальная зона (наиболее удобная) определяется полудугой радиу- сом примерно 400 мм для каждой руки. Максимальная зона досягае- мости составляет 500 мм без наклона корпуса и 650 мм с наклоном корпуса не более 30° для рабочего среднего роста. Расположение предметов дальше указанных пределов повлечет дополнительные, а следовательно, лишние движения, т. е. вызовет ненужную затрату рабочего времени, ускорит утомляемость работающего и снизит производительность труда. Оптимальной зоной досягаемости рук в вертикальной плоскости является зона от уровня плеча до пояса. При организации рабочих мест руководствуются следующими требованиями: на посты разборки ремонтный фонд должен поступать тщательно вымытый и очищенный; рабочее место должно предусматривать максимальную эконо- мию движений рабочего, что должно быть заложено в конструк- цию оборудования (высота конвейера, стенда), взаимное распо- ложение рабочих мест и т.д.; рабочее место должно быть оснащено средствами механизации основных и вспомогательных работ, необходимой документацией, местом для инструмента, специализированной тарой; на рабочем месте должно находиться только то, что требуется для выполнения данного задания; приспособления и инструменты должны быть расположены на расстоянии вытянутой руки, причем их следует разложить в стро- гой последовательности их применения, а не разбрасывать и не накладывать друг на друга; все, что берется левой рукой, должно быть расположено слева, а все, что берется правой, — справа. Все, что берется обеими рука- ми, должно находиться впереди; режущие инструменты следует укладывать на деревянные под- ставки так, чтобы они были предохранены от повреждений; чертежи, инструкции и другую документацию нужно помещать для удобства пользования на видном месте; 50
во время работы рабочий обязан в течение всего рабочего дня полностью использовать все рабочее время, не отвлекаясь от рабо- ты, и не отлучаться с рабочего места; использовать приспособле- ния и инструмент только по его назначению и предохранять его от повреждений и загрязнения; строго соблюдать правила техники безопасности; по окончании работы рабочий обязан привести в порядок свое рабочее место, а также прилегающую к нему площадь, инстру- менты и приспособления, применявшиеся при работе. Основные требования техники безопасности: участок разборки должен иметь прочные несгораемые стены. Полы на участке должны иметь ровную (без порогов) гладкую, но не скользкую удароустойчивую, не впитывающую нефтепродукты по- верхность. Их необходимо систематически очищать от смазки и грязи. Потолки и стены следует закрашивать краской светлых тонов; оборудование должно быть расставлено с соблюдением необхо- димых разрывов. Не допускается скопления на участке большого количества агрегатов и деталей. Запрещается загромождать прохо- ды, проезды и подходы к доскам с пожарным инструментом и огнетушителями; для обеспечения электробезопасности производственное помеще- ние окольцовывают шиной заземления, расположенной на 0,5 м от пола и снабженной надежными контактами. Все корпусы электро- двигателей, а также металлические части оборудования, которые могут оказаться под напряжением, должны быть занулены или заземлены. Переносной электроинструмент можно применять при условии его исправности при напряжении не более 36 В. Если переносной электро- инструмент работает от напряжения большего, чем 36 В, то он дол- жен выдаваться вместе с защитными приспособлениями (диэлектри- ческие перчатки, обувь, коврики и др.). При перерыве в подаче элек- троэнергии немедленно отключить инструмент и приспособления; при работе пневматическим инструментом его во время работы держат двумя руками — за рукоятку и корпус; при неисправности пневмоинструмент отключают от воздухопровода; вставляют и вынимают рабочий инструмент только после выключения пнев- моинструмента. Шланг не должен иметь изломов, разрывов, по- тертостей, порезов. Следует избегать натяжения, петления и пере- кручивания шланга. Попадание на шланг масла и других нефте- продуктов тоже нежелательно. Отсоединять шланг от воздухопро- вода или инструмента следует только после закрытия крана, пода- ющего сжатый воздух в шланг, так как сжатый воздух может выр- вать шланг из рук и травмировать; разбирать агрегаты, имеющие пружины, разрешается только на специальных стендах или при помощи приспособлений, обеспе- чивающих безопасную работу; при выпрессовке деталей, имеющих плотную посадку, на прес- сах последние следует снабжать защитными решетками; 51
освещенность рабочих мест искусственным светом должна со- ответствовать для работ средней точности при малом контрасте различения объекта с фоном (фон светлый). Все стационарные све- тильники должны быть прочно укреплены, чтобы они не давали качающихся теней. ГЛАВА 5. МОЙКА И ОЧИСТКА ДЕТАЛЕЙ 5.1. Особенности и характер загрязнений транспортных средств Подвижному составу автомобильного транспорта — автомо- билям, автопоездам, автобусам приходится работать в различ- ных дорожных условиях как в черте города, так и на загородных маршрутах, по дорогам с твердым покрытием и грунтовым, при различных погодных условиях — в сухую и сырую погоду, в лет- нее и зимнее время. От перечисленных условий зависит степень загрязнения автомобилей. Особенно загрязняются автомобили снизу. Даже в сухую погоду детали, узлы, агрегаты и их сочлене- ния, обращенные к поверхности дороги, покрываются слоем пыли и грязи. В сырую погоду на нижних поверхностях автомобиля остаются загрязнения, содержащие меньше песка и больше органических, глинистых и других примесей, усиливающих силы сцепления заг- рязнений с наружными поверхностями деталей шасси. Загрязне- ния грузовых автомобилей зависят еще и от рода перевозимого груза. Все поверхности автомобиля покрываются мельчайшими ча- стицами материалов в смеси с дорожной пылью, образующими прочно связанную пленку с большими силами сцепления. Все многообразие загрязнений автомобильной техники услов- но разделяют на 12 групп, наименование и характеристики кото- рых приведены в табл. 5.1. По химическому составу загрязнения на объектах ремонта под- разделяются: на органические (масляные и жировые отложения, пленки лакокрасочных покрытий, консервационные смазки); неор- ганические (накипь, дорожная грязь, продукты коррозии); смешан- ные (нагары, лаки, консистентные смазки, производственные за- грязнения). В табл. 5.2 приведены основные объекты очистки и виды загрязнений атомобильной техники, а в табл. 5.3 дана оценка наибо- лее характерных загрязнений. В табл. 5.4 приведены составы загрязне- ний на деталях автомобильных двигателей, поступающих после эк- сплуатации в ремонтные предприятия. Загрязнения агрегатов, сборочных единиц и деталей включают в себя наружные отложения, остатки смазочных материалов, угле- родистые отложения, продукты коррозии, накипь и остатки ста- рых лакокрасочных покрытий. Эти загрязнения различны по своей 52
Таблица 5.1 Классификация и характеристика загрязнений автомобильной техники Вид загрязнений Группа загрязне- НИЙ Площадь загрязнений, мм2 Толщина слоя загрязнений, мм Масса загрязнений, кг Состав двигате- лей автомо- билей на дви- гателях на авто- мобилях Пылегрязевые загрязнения Остатки: 1 5...10 5...12 0,5-10,0 0,2... 1,0 5,0-20,0 Минеральные час- тицы перевозимых грузов 2 — До 15 До 60,0 — 4,0-50,0 Бетон, асфальт, цемент и т.д. масел двигателей 3 12...24 10...15 0,5-10,0 До 3,0 До 3,0 Масла, вода, топли- во, механические примеси и т. д. смазочных материалов 4 — 10...25 0,1-10,0 — 3,0...4,0 — пластических сма- зочных материалов 5 — 6...10 0,1-12,0 — до 4,0 — консервационных смазочных мате- риалов 6 — до 6 0,1...2,0 до 1,0 1,0...2,0 — Масляно-грязевые загрязнения 7 75...80 55...60 0,5-15,0 1,5-2,5 3,0-12,0 Органические и ми- неральные вещест- ва, вода и т. д.
4^ Окончание табл. 5.1 Вид загрязнений Группа загрязне- НИЙ Площадь загрязнений, мм2 Толщина слоя загрязнений, мм Масса загрязнений, кг Состав двигате- лей автомо- билей на дви- гателях на авто- мобилях Асфальтосмолистые отложения, лакопо- добные пленки 8 30,0...40,0 — 0,5.„5,0 0,2 ...0,3 — Смолы, асфальтены, минеральные части- цы и т.д. Углеродистые отложения, нагар 9 2,0...3,0 — 0,3.„8,0 0,1.„0,2 — Смолы, асфальтены, минеральные части- цы и т.д. Накипь 10 10,0... 15,0 — 1,0.„5,0 0,1.„1,3 — SiO2, CaO, MgO, Fe2O3, A12SO3 Продукты коррозии 11 2,0...3,0 — 0,1.„0,3 0,1 ...0,3 0,1...0,8 Смесь FeO, Fe2O3, Fe3O4, A12O3 и др. Старые лакокрасоч- ные покрытия 12 20,0... 25,0 До 85,0 0,1 ...1,5 0,4... 0,6 До 5,0 —
Таблица 5.2 Объекты очистки и основные виды загрязнений Объект очистки Вид загрязнения Машина в сборе Дорожная грязь, почвенные и растительные остатки, остатки топливно-смазочных материалов и ядохимикатов; продукты коррозии Сборочные единицы: коробки передач, задние и передние мосты, трансмиссии, двигатель, рама, гидравлическая и топливная аппаратура и т.д. Дорожная грязь, почвенные и растительные остатки, остатки топливно-смазочных материалов; трансмиссионные масла Детали коробок передач, трансмиссий, ведущих мостов, гидравлических систем Остатки трансмиссионных и гидравлических масел, асфальтосмолистые отложения Детали облицовки, кабины, топливные и масляные баки и т.д. Старые лакокрасочные покрытия; продукты коррозии Детали и сборочные единицы двигателей, блок цилиндров, головки цилиндров, картер маховика, шатуны, центрифуга масляная, коленчатый вал, шестерни и т.д. Асфальтосмолистые отложения, остатки топливно-смазочных материалов, продукты коррозии Головки цилиндров, коллекторы выпускные и впускные, корпус и крыльчатка водяного насоса, корпус турбины, патрубок водяного насоса и т. д. Нагар, накипь, продукты коррозии Элементы масляных фильтров, запасные части Асфальтосмолистые отложения, консервационная смазка Все детали двигателей, гидро- и топливной аппаратуры, трансмис- сий, коробок передач перед сборкой, коленчатый вал и т.д. Асфальтосмолистые отложения в каналах Детали из черных и цветных металлов Окисные пленки, остатки лакокрасочных покрытий Крепеж и мелкие детали (оси, втулки, коромысла, пленки) Остатки масел, продукты коррозии, асфальтосмолистые отложения природе, а поэтому различны и способы их удаления с поверхно- стей. Они обладают высокой адгезией и прочно удерживаются на поверхности деталей. 55
Таблица 5.3 Характерные загрязнения автомобилей Вид загрязне- ния Деталь (узел) автомобиля Толщина слоя загрязне- ний, мм, не более Площадь загрязнений поверхности, %, не более Предел прочности при сжатии, МПа авто- мобиля двига- теля Дорожно- почвенные отложения Детали ходовой части, рамы, кузова, кабины 30 70 — 3-30 Масляно- грязевые отложения Наружная поверхность двигателя и коробки передач 10 10 15 25 Масла и смазка Детали коробки передач и трансмиссии 5 20 45 12 Лакокрасо- чные покрытия Кабина, кузов, рама, крылья 1 90 70 30 Продукты коррозии Рама, детали шасси, кабина, кузов 20 10 5 40 Накипь Рубашка охлаж- дения блока ци- линдров и го- ловки цилинд- ров 5 1 2 30 Асфаль- тено-смо- листые отложения Щеки коленча- того вала, шату- ны, картер бло- ка цилиндров 20 10 5 40 Нагар Головка цилин- дров, выпускной трубопровод, клапан выпускной 5 1 2 30 Наружные отложения можно разделить на пыле-грязевые и мас- ляно-грязевые. Пыле-грязевые отложения образуются из-за содержа- ния в атмосферном воздухе определенного количества пыли. Ее кон- 56
центрация вблизи транспортных средств достигает 0,05...0,50 г/см2 при дисперсности 5... 30 мкм. При увеличении концентрации пыле- вых частиц возрастает их коагуляция и оседание на металлических поверхностях. Этому процессу также способствует пленка влаги. Мас- ляно-грязевые отложения возникают при попадании дорожной гря- зи и пыли на поверхности деталей, загрязненных маслом. В среднем значение адгезии наружных отложений к поверхности деталей со- ставляет 0,05...0,20 кгс/см2. Загрязнения от остатков топливно-смазочных материалов (ТСМ) и продуктов их преобразования являются наиболее распростра- ненными. При эксплуатации автомобилей смазочные материалы претерпевают значительные изменения, вызываемые процессами «старения» — окисления и полимеризации. Это могут быть про- дукты неполного сгорания топлива, окисления, деструкции угле- водородов, полимеризации, конденсации и коагуляции углеводо- родных и гетероорганических соединений, а также продукты кор- розии и биоповреждения металлов в среде ТСМ (рис. 5.1). Конечными продуктами процессов, указанных на рис. 5.1, яв- ляются сажа, нагар, асфальтено-смолистые вещества, лаки, кар- бены, карбоиды и др. Сажа и нагар накапливаются в основном в Таблица 5.4 Состав загрязнений на деталях автомобильных двигателей Содержание, % Двигатель Деталь (узел) органических веществ неорганичес- ких веществ ВОДЫ ЯМЗ-236 Блок цилиндров 78,5 4,7 9,8 Толкатель 54,5 44,5 1,0 Головка цилиндров 31,9 68,1 — Клапан выпускной 31,2 68,8 — Блок цилиндров 90,4 6,0 3,6 ЯМЗ-238 Коромысло клапана 58,4 40,1 1,5 КамАЗ-740 Клапан выпускной 29,4 70,6 — Головка цилиндров 32,0 68,0 — 57
камерах сгорания, на форсунках, в выпускном тракте двигателя. Другие загрязнения образуются в топливных и масляных трубо- проводах, на фильтрах и других местах. Загрязнения по фазовому состоянию могут быть как твердыми, так и жидкими. Асфальтено-смолистые вещества имеют переходную структуру — от смолообразного до твердого фазового состояния. Кар- Топливно-смазочные материалы Рис. 5.1. Структурная схема образования загрязнений от топливно- смазочных материалов 58
бены и карбоиды являются продуктами глубокого преобразования ТСМ и представляют собой твердые вещества с высокой поверхностной активностью. Эти продукты прочно удерживаются на поверхности. Нагар — это продукт неполного сгорания топлива; откладыва- ется на стенках камеры сгорания, клапана, днище поршня. По структуре нагар может быть плотным, рыхлым и пластичным. Хи- мический состав и внешний вид нагаров неоднороден и зависит от качества и состава применяемых топлив и масел. Нагар может вклю- чать 80...85% карбенов и карбоидов, 4...7% асфальтенов, 6...14% смол и 1... 5 % золы. Нагар обладает высокой механической проч- ностью и хорошей адгезией к поверхности детали. Лаки — продукты глубокого преобразования ТСМ — состоят преимущественно из карбенов и карбоидов, связанных преобразо- ванными нейтральными смолами, гидроксикислотами, асфальте- нами. Внешне они представляют собой тонкую прочную пленку, которая образуется в зоне поршневых колец, части шатуна, а так- же на юбке и внутренних стенках поршня. Как правило, они обра- зуются в зонах воздействия высоких температур на углеводороды масел и топлива, а также в зонах, в которых нет сгорания, но температуры находятся на пределе сгорания углеводородов. Опре- деляющим процессом образования лаков является тонкослойное окисление ТСМ. Осадки — сгустки, которые откладываются на стенках карте- ров, щеках коленчатых валов, распределительных шестернях, мас- ляных насосах и в маслопроводах. Они состоят из продуктов сгора- ния и физико-химического изменения топлива и масла, механи- ческих примесей, продуктов износа деталей и воды. Осадки не ра- створяются в масле и обладают большой плотностью. На 40...80 % осадки состоят из масел и смол: карбены, карбоиды и зола состав- ляют 10...30%. Осадками загрязнено 50...70% поверхности дета- лей двигателей и проявляются в двух зонах: высокотемпературной (на деталях цилиндро-поршневой группы) и низкотемпературной (в картере двигателя). Продукты коррозии получаются в результате химического или электрохимического разрушения металлических деталей под дей- ствием внешних факторов. При этом на поверхности деталей об- разуется пленка красновато-бурового цвета гидроаксидов метал- лов (на алюминиевых деталях пленка имеет серовато-белый цвет гидрата оксидов алюминия). Факторами, обуславливающими кор- розию, являются влага, коррозионно-активные продукты ТСМ, внешние условия. В окончательном виде продукты коррозии пред- ставляют собой комбинированные сложные составы, включающие также продукты преобразования ТСМ, механические примеси и продукты износа. Накипь образуется в системе водяного охлаждения двигателя при эксплуатации. Откладываясь на стенках рубашек охлаждения Двигателя и радиатора, накипь затрудняет теплообменные процес- 59
сы и нарушает нормальную работу двигателя. Образование накипи происходит за счет содержания в воде в растворенном состоянии солей кальция и магния, т.е. жесткостью воды, которые при на- гревании воды до 7О...9О°С разлагаются и отлагаются на деталях системы охлаждения. Продуктами накипи являются в основном карбонаты кальция и магния, сульфаты и силикаты. Также в сис- теме охлаждения образуются илистые охлаждения вследствие по- падания в систему механических примесей. 5.2. Механизм действия моющих средств Механизм действия моющих средств состоит в удалении жид- ких и твердых загрязнений с поверхности и перевод их в моющий раствор в виде растворов или дисперсий. Моющее действие прояв- ляется в сложных процессах взаимодействия загрязнений, мою- щих средств и поверхностей. Основные явления, определяющие моющее действие, — смачивание, пенообразование и стабилиза- ция. Указанные явления тесно связаны с поверхностным натяже- нием и поверхностной активностью моющих средств. Поверхностное натяжение и поверхностная активность образу- ются потому, что силы притяжения молекул поверхностного слоя молекулами нижних слоев не уравновешиваются притяжением мо- лекул воздуха, которые граничат с жидкостью. Поэтому молекулы стремятся втянуться внутрь жидкости, вследствие чего поверхность жидкости стремится к уменьшению. Силы, стремящиеся сократить поверхность, получили название сил поверхностного натяжения, которые измеряют работой, которую необходимо затратить для уве- личения поверхности жидкости на 1 см2. Произведение поверхно- стного натяжения на величину поверхности называется свободной поверхностной энергией. Способность веществ понижать свободную поверхностную энергию характеризуется поверхностной активно- стью. Вещества, понижающие поверхностное натяжение раствора, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Смачивание заключается в растекании капли жидкости, поме- щенной на поверхность твердого тела. При этом угол, образуемый касательной к поверхности растекающейся капли с поверхностью тела, называется краевым углом. Если краевой угол меньше 90 °C, то поверхность тела смачивается (гидрофильная поверхность), если краевой угол больше 90 °C — поверхность не смачивается (гидро- фобная поверхность). Добавление в воду ПАВ понижает поверхно- стное натяжение воды и обеспечивает смачивание загрязненных маслами поверхностей. В большинстве случаев загрязнения состоят из двух фаз — жидкой (масла, смолы) и твердой (асфальтены, карбены, пылевые частицы и т. п.). Удаление таких загрязнений с поверхности осуществляют двумя путями: эмульгированием жид- кой фазы (образование эмульсий) и диспергированием твердой фазы (образованием дисперсий). 60
Важным этапом в моющем процессе является стабилизация в растворе отмытых загрязнений и предупреждение их повторного осаждения на очищенную поверхность. Стабилизация загрязнений зависит в основном от состава моющего раствора и технологичес- ких условий его применения (концентрация, температура, загряз- ненность). Моющий процесс состоит из следующих этапов: вода, обладающая большим поверхностным натяжением, не смачивает загрязненные поверхности, а стягивается в отдельные капли; растворение в воде моющего средства; поверхностное натяже- ние раствора уменьшается; раствор смачивает загрязнение, про- никая в его трещины и поры; снижение сцепляемости частиц загрязнения между собой и с поверхностью. При механическом воздействии увлекаемые моле- кулами моющего средства грязевые частицы переходят в раствор; обволакивание молекулами моющего средства загрязнения и отмытой поверхности; тем самым происходит процесс препятство- вания укрупнения частиц и оседания их на поверхности; стабилизация в растворе частиц загрязнения во взвешенном состоянии и удаление их вместе с раствором. При очистке поверхности металлов пенообразование имеет боль- шое значение. Пена способствует удержанию диспергированного загрязнения и предотвращению его осаждения на очищенную по- верхность. Положительное свойство пенообразования — это пре- дотвращение слоем пены разбрызгивания моющего раствора и со- здание защитного слоя, уменьшающего проникновение едких ис- парений в атмосферу (характерно для пароводоструйной и элект- ролитической очистки). Отрицательное свойство пенообразования (проявляется в большинстве случаев) — это ограничение исполь- зования интенсивного перемешивания моющего раствора (харак- терно для струйных машин). На эффективность очистки в значительной степени влияет фак- тор щелочности моющих растворов, который определяет способ- ность растворов нейтрализовывать кислотные компоненты загряз- нений, омылять масла, снижать контактное напряжение раство- ров, жесткость воды и'т. п. Различают щелочность общую и актив- ную. Моющее действие растворов зависит только от уровня актив- ной щелочности. Показателем щелочности служит водородный по- казатель pH. При очистке поверхностей металлов во избежание их коррозии необходимо поддерживать определенный pH раствора (для цинка и алюминия pH = 9... 10, олова pH < 11, латуни pH < 12... 12,5, стали pH < 14). В состав таких растворов обязатель- но входят силикаты (метасиликат натрия, жидкое стекло) или различные ингибиторы, которые предотвращают коррозию алю- миния, цинка, меди. На выбор pH также влияет загрязненность поверхности (асфальто-смолистые загрязнения очищают при 61
pH = 11,8... 13,6, а масляные — при pH = 10,8... 11,5). В процессе очистки необходимо поддерживать оптимальное значение pH. 5.3. Моющие средства Наибольшее распространение во всех процессах мойки и очи- стки, в том числе и на ремонтных предприятиях, получили син- тетические моющие средства (СМС), основу которых составляют ПАВ и ряд щелочных солей. Синтетические моющие средства до- пускают очистку деталей одновременно из черных, цветных и легких металлов и сплавов. Они хорошо растворяются в воде, не токсичны, не вызывают ожогов кожи, пожаробезопасны и био- логически разлагаемы при сливе в канализацию. Очищенные узлы и детали после мойки не корродируют и не требуют специально- го ополаскивания. Аэрол — кремнеобразная масса от белого до светло-желтого цвета (pH = 7,0...8,5). Состав по массе: 12... 13 % карбоната на- трия, 25...30% пасты ДМС, 18...20% синтетических жирных кис- лот и остальное — вода. Применяют для мойки и очистки дета- лей. С помощью аэрола удаляются маслянистые и грунтовые заг- рязнения. Очистка деталей, узлов и агрегатов проводится в ван- нах и моечных машинах. Концентрация средства в рабочем ра- створе составляет 80 г/л. После очистки поверхность деталей про- мывают водой. Анкрас — порошок от белого до светло-желтого цвета. Состоит из ПАВ, органического растворителя, сорастворителя, щелочных ком- понентов и наполнителя. Применяют для тех же целей, что и аэрол. МС-6 — зернистый порошок от белого до светло-желтого цвета (pH = 11,5... 12,2). Состав средств (% по массе): синтанол ДС-10 — 6, триполифосфат натрия — 25, метасиликат натрия — 6,5, карбо- нат натрия — 34... 37, вода — до 100. Применяют для очистки шас- си, а также для очистки сильно загрязненых поверхностей деталей (свыше 75 г/м2). Рабочая концентрация раствора составляет: 10 г/л — при наружной очистке автомобилей; 15 г/л — для очистки агрегатов трансмиссии и ходовой части в сборе; 15... 20 г/л — для агрегатов и ходовой части в разобранном виде. МС-8 — зернистый порошок светло-желтого цвета (pH = = 11,5... 12,2). Состав средств (% по массе): синтамид — 5...8, три- полифосфат натрия — 25, метасиликат натрия — 6,5, карбонат натрия — 32...36, вода — до 100. Применяют для очистки сильно загрязненных двигателей, их сборочных единиц и деталей (свыше 75 г/м2). Используют в виде подогретых до 75... 80 °C водных раство- ров в концентрациях: 25...30 г/л — для очистки двигателя в сборе в выварочных ваннах, 10 г/л — для очистки двигателей в сборе в струйных моечных машинах, 20 г/л — для очистки внутренних поверхностей циркулярным способом, для очистки сборочных еди- ниц и деталей. 62
МС-15— порошок белого цвета (pH = 11,2... 12,1). Состав средств (% по массе): оксифос Б — 6...8, триполифосфат натрия — 22...24, метасиликат натрия — 5,5, карбонат натрия — 41 ...44, вода — до 100. Применяют для очистки двигателей, их сборочных единиц и деталей от смолообразных и масляных отложений методом погруже- ния в ванну, струйных и циркуляционных способах мойки. Исполь- зуется в виде водных растворов концентрацией 20 г/л при 80...90°C. Лабомид имеет несколько модификаций: 101, 102, 203 и 204. Их состав приведен в табл. 5.5. Таблица 5.5 Состав Лабомида (% по массе) Наименование компонента 101 102 203 204 Синтанол ДТ-7 4 4 8 8 Алкилсульфаты натрия (первичные) — — 2 2 Карбонат натрия 50 56 50 50 Триполифосфат натрия 30 20 30 20 Метасиликат натрия — 20 — 10 Силикат натрия (жидкое стекло) 16 — 10 10 Все модификации Лабомида при обычных условиях являются порошками от белого до светло-желтого цвета (pH = 10... 12). При- меняют для очистки агрегатов от эксплуатационных загрязнений, отдельных деталей из черных и цветных сплавов от масляных и асфальтено-смолистых отложений. Модификации 101 и 102 применяют в машинах струйного типа в виде водных растворов концентрацией 20...30 г/л при 70...80°C. Лабомиды 203 и 204 используют в машинах погружного типа с раз- личными средствами возбуждения, температура раствора в выбороч- ных ваннах 90... 100°C, в ваннах с возбуждением раствора или его циркуляцией, колебаниями платформы или перемешиванием дета- лей — при 80...90°C, концентрация раствора при этом — 1О...35°С. МЛ-51, МЛ-52 — сыпучие порошки от белого до светло-желто- го цвета, не вызывают коррозионного воздействия на черные и цветные металлы. Состав МЛ-51(% по массе): карбонат натрия — 44, тринатрий- фосфат или триполифосфат натрия — 34,5, метасиликат натрия или водный раствор силиката натрия (жидкое стекло) — 20, смачива- тель ДБ — 1,5. Предназначен для очистки агрегатов и деталей от горюче-смазочных материалов и масляных отложений. Применяют в виде подогретых до 60...85°C водных растворов концентрацией 10...20 г/л в струйных, мониторных и комбинированных машинах. 63
Состав МЛ-52 (% по массе): карбонат натрия — 50, тринатрий- фосфат или триполифосфат натрия — 30, метасиликат натрия или водный раствор силиката натрия (жидкое стекло) — 10, смачива- тель ДБ — 8,2, сульфонол — 1,8. Предназначен для очистки агре- гатов и деталей от ТСМ и асфальтено-смолистых отложений. При- меняют в виде подогретых до 80... 100°C водных растворов концен- трацией 20...25 г/л. Водные растворы МЛ-51 и МЛ-52 образуют на очищаемой по- верхности малостойкие эмульсии, которые в моечных машинах самопроизвольно распадаются. Обезвоженные масляные загряз- нения самопроизвольно всплывают. Нижняя часть моющего ра- створа остается незагрязненной и пригодной для дальнейшего ис- пользования. Темп-100 — сыпучие порошки от белого до светло-желтого цве- та. Состав (% по массе): синтанол ДС — 10 или ДТ-7 — 1,5, окси- фос или эстефат — 0,5, тринатрийфосфат — 20 (или динатрий фос- фат — 25), триполифосфат натрия — 15, метасиликат натрия — 10, карбонат натрия — 26, сульфат натрия — до 100. Предназначен для струйной очистки агрегатов перед разборкой и дефектацией с це- лью удаления основной массы масляных загрязнений, смолистых отложений. Растворы этого средства образуют с загрязнением ма- лостабильную эмульсию, которая расслаивается. Липкие загрязне- ния всплывают на поверхность, а механические примеси осаждают- ся на дне бака, что позволяет многократно использовать моющий раствор. Рабочая концентрация раствора — 5... 20 г/л, очистка прово- дится при температуре 70... 85 °C. В раствор вводят ингибитор корро- зии. Этот препарат по сравнению с СМС Лабомид-101 обеспечива- ет более высокое качество очистки при сокращении времени очист- ки на 20... 30 %, что равносильно снижению затрат энергии на вы- полнение технологического процесса. Разработаны модификации препарата Темп-100 — это Темп-101А, Темп-101Д. Темп-10^обес- печивает наряду с высоким качеством очистки изделий одновремен- ную защиту от коррозии на период до 24 дней, т.е. в 2...3 раза выше, чем СМС. Темп-101Д обладает пониженными стабилизирую- щими свойствами по отношению к нефтепродуктам за счет введе- ния в рецептуру полиэлектролита, который разрушает масляные эмульсии, что упрощает процесс очистки и регенерацию моющих растворов и масел. Во время циркуляции моющего раствора в струй- ных машинах концентрация масел снижается с 1 ...2,5 г/л для су- ществующих СМС до 0,1 ...0,36 г/л при использовании Темп-101Д. После отстаивания в течение 12 ч содержание масел снижается до 15...20 мг/л против 1300... 1500 мг/л для существующих СМС. Растворяющие эмульгирующие средства (РЭС) в последнее вре- мя находят более широкое применение для очистки деталей. Вна- чале очистка происходит за счет растворения загрязнений. Затем детали помещают в воду или водный раствор, где происходит эмуль- гирование растворителя и оставшихся загрязнений и переход их в 64
раствор, что обеспечивает более эффективную очистку деталей по сравнению с применением только растворителей. Растворяющие эмульгирующие средства применяют при очистке деталей от проч- ных по отношению к деталям загрязнений (например асфальто- смолистых отложений). Они включают: базовый растворитель, ко- торый обеспечивает основной эффект очистки (ксилол, керосин, уайт-спирит, хлорированные углеводороды и др.); сорастворитель, который обеспечивает однородность и стабильность раствора; ПАВ, обеспечивающие смачиваемость и эмульгируемость РЭС; воду, необходимую для обеспечения необходимой концентрации раствора. Различают две группы РЭС. Средства, входящие в первую группу, получают смешиванием органических веществ с ПАВ и растворителем: Термос-1 — жидкость, получаемая смешиванием компонентов (% по массе): уайт-спирит — 40, ОП-4 — 10, ОП-7 — 1, сульфонат — 0,2, вода — до 100. Рабочим раствором является смесь указанных составов (10... 12 г/л) в дизельном топливе. Применяется для пред- варительного разрыхления прочных продуктов преобразования ГСМ. Детали выдерживаются в препарате в течение 20...40 мин при 40...60°C, затем ополаскиваются водным раствором триполифос- фата натрия (1...5 г/л) при 4О...5О°С; Эмульсин (Лабомид-301) — жидкость, получаемая смешивани- ем компонентов (% по массе): ПАВ ОС-20 — 7... 10 и ОП-4 — 10... 12, вода — 5...7, керосин — до 100. Детали выдерживаются в препарате в течение 30...60 мин при 40...60°C, после чего ополас- киваются водными растворами технических моющих средств типа МЛ и МС. Применяют для очистки деталей шасси и двигателей при подогреве до (50 ± 10) °C. ДВП-1 «Цистерин» состоит из смеси компонентов (% по массе): уайт-спирит — (78 ± 0,5), масло талловое — (11 ± 0,5), ПАВ ОП-7 — 5, гидроксид натрия — 1,2, вода — 4,8. Рабочая концентрация сред- ства составляет 50 % смеси в дизельном топливе. Применяют для очистки подразобранных двигателей, узлов от асфальтено-смоли- стых отложений при температуре смеси 20...40°C; Карбозоль является смесью компонентов (% по массе): масло каменноугольное поглотительное — 7,45, бутиловый эфир с 30% этилацетата — 9,3, ПАВ ОП-7 — 14,7, отдушка земляная — 1,7, вода — до 100. Применяют для очистки двигателей и их деталей от нагарообразных и маслянистых загрязнений при 40...50°C; AM-15 состоит из смеси компонентов (% по массе): ксилол нефтяной — 70...76, масло касторовое сульфинированное — 22...28, синтанол ДС-10 или ПАВ ОС-20 — 2. Применяют для очистки двигателей и их деталей от асфальтено-смолистых отло- жений и для восстановления пропускной способности фильтров грубой очистки при 20...40°C в течение 40 мин. Детали выдержи- вают в препарате, после чего промывают водными растворами Лабомида или МС; 3 Kapai один 65
МК-3 состоит из смеси компонентов (% по массе): уайт-спи- рит — 50,7, канифоль сосновая — 33,9, вода — 12,4, карбонат натрия — 3. Рабочий объем готовят путем смешивания смеси с дизельным топливом в соотношении 1:1. Применяют для очистки двигателей и их деталей от асфальтено-смолистых отложений и масла при подогреве смеси до 50 °C в течение 40 мин. Преимущества РЭС первой группы являются дешевизна, просто- та приготовления и незначительная токсичность, а недостатки — пожароопасность, сравнительно низкая эффективность очистки, особенно от асфальтено-смолистых веществ. Вторая группа РЭС более эффективна, поскольку для их изготов- ления используются хлорированные углеводороды (трихлорэтилен, перхлорэтилен, метиленхлорид, четыреххлористый углерод, ме- тилхлороформ и др.). Преимущества РЭС второй группы — это высо- кая растворяющая способность, они неогнеопасны, хорошо сме- шиваются с органическими растворителями, недостатки — высо- кая токсичность, склонность к окислению, наличие конденсирован- ной влаги, разложение при определенных условиях с выделением хлорида водорода, который сильно корродирует металлические де- тали (для предотвращения выделения хлорида водорода добавляется стабилизатор — триэтаноламин, дифениламин в количестве 0,01...0,02 %, а в качестве ингибиторов коррозии применяют ла- нолин, МСДА-11 или Акор-2). Наиболее широко применяются сле- дующие РЭС: Лабомид-315 (Ритм) содержит хлорированный растворитель, алифатические или ароматические углеводороды, ПАВ, соли кар- боновых кислот и воду. Применяют в 100 %-й концентрации для удаления углеродистых отложений, остатков некоторых лакокра- сочных покрытий. Ритм обеспечивает очистку изделий от асфаль- тено-смолистых загрязнений при комнатной температуре в 2...3 раза быстрее, чем препарат АМ-15 и 4...6 раз быстрее, чем СМС. Увеличение выдержки до 2...3 ч Лабомид-315 (Ритм) очищает из- делия от загрязнений, близких к нагарообразным. Технология очи- стки двухстадийная: обработка в препарате Ритм и ополаскивание раствором СМС. Пониженные рабочие температуры способствуют сокращению затрат тепловой энергии на операциях очистки от асфальтено-смолистых отложений в 5...6 раз. Лабомид-311 содержит (% по массе): трихлорэтана — 60, трикре- зола — 30, синтанола ДС-10 — 5, алкилсульфатов — 5. Для упо- требления готовят смесь указанных компонентов в керосине или воде в концентрациях от 5 до 100 % (по массе). Средство используют для растворения и удаления асфальтено-смолистых отложений с поверхности деталей. Очистку производят при температуре 20 °C. Лабомид-312 содержит (% по массе): трихлорэтана — 60, три- крезола — 30, синтанола ДС-10 — 5, алкилсульфатов — 5. Применя- ют для тех же целей, что и Лабомид-311. Для очистки деталей вы- держивают в водном растворе препарата (1:0,25) или в растворе 66
керосина (1:1) в течение 10...20 мин при 2О...ЗО°С, после чего ополаскивают в щелочном растворе в течение 2...3 мин. 5.4. Очистка деталей от продуктов преобразования ТСМ, накипи и лакокрасочных покрытий Для удаления нагара применяют жидкости с наиболее высоки- ми моющими и растворяющими свойствами. К ним относятся кре- зольные составы, которые представляют собой маслянистые жид- кости черного цвета плотностью при 20 °C — 1,06 г/см3, состав которых приведен в табл. 5.6. Жидкость не вызывает коррозии метал- лов. Для удаления нагара со стальных и алюминиевых деталей ис- пользуют жидкости, состав которых приведен в табл. 5.7. Температура применения жидкостей — 80...95°C, время выдержки — 2...3 ч. Для удаления накипи чаще всего используют растворы соля- ной кислоты с ингибитором коррозии или контакт Петрова. Для очистки раствор прокачивают через систему двигателя или отдель- ные ее детали окунают (погружают) в специальную ванну с ра- створом моющего средства. При применении раствора соляной кислоты (10... 15 % концентрации по массе) детали погружают в ванну с раствором, прогретым до 40...60°C, на 20...30 мин. Затем детали ополаскивают проточной водой и погружают на 3...5 мин в ванну со щелочным раствором (10 г/л карбоната натрия и 3..5 г/л нитрита натрия) при температуре 60...70°C. Наиболее эффективная очистка деталей от накипи производит- ся с помощью щелочного расплава, который используют также для очистки деталей от нагара и продуктов коррозии. Способ с использованием щелочного расплава основан на химико-термичес- ком процессе. Расплав состоит из следующих компонентов (% по массе): гидроксид натрия — 60...70, нитрат натрия — 25... 35, хло- Таблица 5.6 Крезольные жидкости для удаления нагаров Состав Концентрация, % Температура применения, °C Время выдержки, ч Состав 1: трикрезол мыльный эмульгатор вода 62 30 8 80...85 2...3 Состав 2: о-дихлорбензол трикрезол олеат калия вода 62 23 10 5 65 2...3 67
Таблица 5.7 Жидкости для удаления нагара Состав Деталь из стали Деталь из алюминия Гидроксид натрия, кг 2,5 — Карбонат натрия, кг 3,1 2,0 Силикаты натрия, кг 1,0 0,8 Мыло, кг 0,8 1,0 Бихромат калия, кг 0,5 0,5 Вода, л 100 100 рид натрия — 5. Каждый компонент выполняет определенные функ- ции в общем механизме разрушения накипи. Технология процесса удаления накипи включает 4 этапа: обработка деталей расплавом, промывка в проточной воде, травление в кислотном растворе и промывка в горячей воде. В расплаве детали выдерживают в тече- ние 5... 12 мин. Бурное парообразование способствует быстрому раст- ворению остатков расплава. Образующийся пар способствует так- же разрушению разрыхленных частиц окалины и удалению их с поверхности деталей. При очистке деталей из чугуна и сталей пос- ле двух этапов их выдерживают в 50 % ингибированном растворе соляной кислоты при температуре 50...60°C в течение 5...6 мин. Затем детали промывают в растворе, содержащем карбонат нат- рия (3...5 г/л) и тринатрийфосфат (1,5...2 г/л) при 8О...9О°С в течение 5...6 мин. При одновременной обработке деталей из чугу- на, стали и алюминиевых сплавов в раствор соляной кислоты добав- ляют фосфорную кислоту и триоксид хрома из расчета соответствен- но 85 и 125 г/л добавляемой воды. Продолжительность обработки этим раствором — 5...6 мин при 85,..95°С. Лаковые пленки удаляются с помощью крезольной жидкости (см. табл. 5.6) в следующем порядке: проводят предварительное обезжиривание струйным способом водным раствором, содер- жащим карбонат натрия (0,2%) и бихромат калия (0,2%), при температуре 80°C; обрабатывают крезольной жидкостью в тече- ние 15...25 мин; промывают горячей водой (80...90°C) в течение 5... 10 мин; проводят окончательное обезжиривание (см. предва- рительное обезжиривание); сушат сухим сжатым воздухом; про- водят противокоррозионную обработку и обработку в уайт-спи- рите в течение 10 мин. Из маслобаков углеродистые осадки удаляют следующим обра- зом: пропаривают маслобак в течение 2 ч; заливают в маслобак водно-креолиновую эмульсию (1:1), подогретую до 60...70°С, в количестве 0,2 части вместимости маслобака; промывают (при не- 68
прерывном качании бака) в течение 11,5 ч, заменяя эмульсию каждые 30 мин; промывают маслобак горячей водой до полного удаления креолиновой эмульсии; сушат сжатым воздухом. Из маслорадиаторов осадки удаляют следующим образом: пред- варительно удаляют остатки масла прокачиванием керосина в те- чение 0,5...2 с; проводят промывку прокачкой чистого подогрето- го до 70... 75 °C креолина (по внешнему виду креолин фенольный маслоподобная жидкость темно-коричневого цвета, прозрачная в тонком слое, имеет фенольный запах, при температуре —20 °C те- ряет подвижность, температура вспышки в пределах 80...90°C, горит сильно коптящим пламенем, вызывает набухание любой резины, агрессивен по отношению к металлам и их сплавам, осо- бенно алюминию, меди и латуни) через маслорадиатор в течение 1,5 ...2 ч (направление прокачки меняется каждые 10... 15 с); про- водят промывку маслорадиатора вначале горячей (80 °C), а затем проточной (10... 20°C) водой до полного удаления креолина; осу- ществляют контроль полноты промывки маслорадиатора (запол- няют его водой и выдерживают в течение 10...20 мин, затем воду сливают); для удаления остатков углеродистых отложений, не смы- тых водой, через маслорадиатор прокачивают керосин в прямом и обратном направлениях в течение 20 мин (после прокачки необхо- димо проверить полноту удаления углеродистых отложений и пол- ностью слить керосин); проводят окончательную промывку — про- качка горячим (90... 100°C) маслом в течение 30 мин в различных направлениях. Все перечисленные выше операции промывки дол- жны следовать одна за другой без перерыва. Старую краску на ремонтных предприятиях удаляют путем оку- нания в водный раствор карбоната натрия различной концентра- ции с последующей промывкой водой (60...70°C); погружения их в ванну с горячим карбоната натрия с последующей промывкой в горячей воде, нейтрализацией 5 % раствором ортофосфорной кис- лоты и окончательной промывкой и пассивацией (для повышения противокоррозионной стойкости лакокрасочных покрытий). Старую краску кузова автобуса удаляют струйным методом в такой последовательности: обработка 6% раствором карбоната натрия при 70... 80°C в течение 15 мин; сток раствора; промывка кузова горючей водой при 80... 90°C в течение 15 мин (вода для промывки периодически обновляется из расчета 30 л на 1 м2 обраба- тываемой поверхности); сушка кузова; обработка 3 %-ным раство- ром ортофосфорной кислоты для нейтрализации остатков карбаната натрия; сток кислоты в течение 5 мин; промывка водой. 5.5. Установки для мойки и очистки Детали после разборки (а также перед сборкой) промывают в струйных, погружных или комбинированных моечных машинах, а также моечных установках специального назначения. 69
Струйные моечные машины можно разбить на камерные (табл. 5.8) и конвейерные (табл. 5.9). К типовым элементам моеч- ных установок относятся моечная камера, струйный коллектор, бак для моющего раствора, подающий и откачивающий насосы, тележки или корзины для деталей. Струйные конвейерные уста- новки оборудуются подвесным или напольным конвейером для транспортировки деталей в зону мойки. Струи моющего раствора в струйных машинах формируются и направляются на поверхность детали с помощью гидрантов, кото- рые представляют собой систему трубопроводов, подсоединенных к нагнетательному насосу и снабженных насадками. Струи моюще- го раствора в рабочей зоне моечной камеры могут иметь постоян- ное (пассивное воздействие, рис. 5.2, а, б, в) или непрерывно ме- няющееся (активное воздействие, рис. 5.2, г, д, е). Вращающиеся гидранты позволяют в 34 раза сократить необходимое число насад- ков и уменьшить энергозатраты на мойку. Таблица 5.8 Технические характеристики струйных камерных моечных установок Показатель ОМ-4610 ОМ-22611 ОМ-1366Г ОМ-5342 Производительность, т/ч 0,6 1,0 2,4 2,0 Установленная мощность, кВт 7 33 30 46,7 Рабочая температура моющего раствора, °C 75...85 75...85 75... 85 75...85 Объем ванны для мою- щего раствора, м3 0,6 3,0 1,2 40 Габаритные размеры в плане, мм 2300x1800 2510x4765 4200x3000 5300x2850 Масса, кг 1100 2720 2000 8700 Таблица 5.9 Технические характеристики струйных конвейерных моечных установок Показатель ОМ-11501 ОМ-4267М ОМ-9313 Производительность, т/ч 2...2,5 4...16 4,5... 18 Скорость конвейера, м/мин 0,34 0,21...0,85 0,3... 1,4 Установленная мощность, кВт 49 62,3 45 Габаритные размеры в плане, мм 6500x3300 9600x3000 10000x1750 70
Рис. 5.2. Схемы гидрантов струйных моечных машин с пассивным (а — в) и активным (г — е) воздействием струй По энергозатратам струйные машины значительно уступают погружным. Они не обеспечивают полного удаления загрязнений в различных углублениях, отверстиях, карманах, экранированных от прямого попадания моющего раствора. Погружные моечные установки подразделяют на ванны, ротор- ные (табл. 5.10) и установки с вибрирующей платформой (табл. 5.11). Ванна для очистки деталей погружением (рис. 5.3) имеет кор- пус, в котором в нижней части объема моющей жидкости распо- лагаются нагревательные элементы (паровые или электрические), и решетку для установки очищаемых изделий или контейнер с деталями. В верхней части ванны у поверхности раствора располо- жены бортовые отсосы для удаления выделений вредных паров. Ванна с большой поверхностью зеркала помещается в кожух, оборудованный вытяжной вентиляцией и герметичной крышкой с гидрозатвором. Для сбора всплывших на поверхность масляных и жировых загрязнений ванна снабжена флотационным корытом. Иногда кислотные ванны для сокращения вредных испарений по- крывают слоем пластмассовых шариков. 71
Таблица 5.10 Технические характеристики роторных моечных установок Показатель ОМ-12376 ОМ-15429 ОМ-15433 Производитель- ность, т/ч 9,6 5,0 3,2 Установленная мощность, кВт 31 21 7 Расход пара, кг/ч 400 300 130 Размеры очищаемых изделий, мм 2200x1100x1200 1200x1000x1000 600x600x600 Габаритные размеры установки в плане, мм 7200x5900 7220x4700 5970x2950 Масса, кг 15600 12000 5000 Таблица 5.11 Технические характеристики погружных моечных установок с вибрирующей платформой Показатель ОМ-12190 ОМ-5287 ОМ-2260- о ОМ-22609 ОМ-21602 Производи- тельность, кг/ч Объем мою- щего раство- ра, м3 Грузоподъем- ность плат- формы, кг Расход сжато- го воздуха, м3/ч Амплитуда ко- лебаний, мм Установлен- ная мощ- ность, кВт Размеры очи- щаемых изде- лий, мм Масса, кг 50... 100 0,5 100 4...6 100... 150 0,13 200х200х х300 870 150...200 1,6 450 6...8 100...200 4 750х55х х850 1800 800 1,6 450 10 150...200 5,7 850х750х Х550 1584 1500 3,0 900 12 150...200 5,7 1880x1100 х1500 2600 2500 6,0 1100 15 150...200 1,5 2500x1100 х1100 3800 72
6. Рис. 5.3. Схемы погружной установки: 1 — подставка для деталей; 2 — нагреватель; 3 — вентиль слива масла; 4 — флотационный желоб; 5 — противовес; 6 — крышка; 7 — теплоизоляция; 8 — ограждение на- гревателя; 9— контейнер с деталями; 10— предохрани- тельный слив; 11 — вентиль долива воды; 12 — термо- метр; 13 — моющий раствор; 14 — вентиль слива раство- ра; 15 — вентиль слива донных отложений Комбинированные установки (табл. 5.12) сочетают различные способы мойки. Они состоят из погружной секции, оборудован- ной лопастными винтами, и секции струйного ополаскивания. Циркуляционные моечные установки (табл. 5.13) используют для очистки различных полостей деталей: картеров двигателей и агрегатов, топливных баков, систем охлаждения двигателей и др. Специальные моечные установки рекомендуются для очистки деталей от нагара, накипи. В установках этого типа реализуют раз- личные способы очистки: физико-химические, механические. Для очистки деталей в расплавах солей и щелочей используют установ- ки, которые приведены в табл. 5.14. В установке ОМ-4944 детали очищаются в расплаве солей. Установка состоит из четырех ванн (для расплава солей, раствора кислоты и двух промывочных), зак- рытых общим кожухом; системы отсоса газов; подъемно-транс- портного оборудования и электрошкафа. Металлические щетки (крацевание) применяют для удаления на- гара с поверхностей деталей, изготовленных из чугуна и стали. Для Щеток используют стальную проволоку диаметром 0,05 ...0,30 мм, привод обеспечивают от пневматических и электрических шлифо- вальных машин. 73
Таблица 5.12 Технические характеристики комбинированных моечных установок Показатели ОМ-9318 ОМ-7421 ОМ-5333М ОМ-5671 Производитель- ность, т/ч 2 4 12 2,5 Установленная мощность, кВт 43,6 80 100 4 Расход пара, т/ч 0,25 0,4 0,5 0,15 Объем баков для раствора, м3 5,9 20 22 4,8 Размеры 850х750х 1200х800х 1500х700х 750х50х очищаемых изделий, мм х550 х700 хЮОО х850 Габаритные раз- меры в плане, мм 5100x3000 10500x3800 12070x3600 11000x2100 Масса, кг 8300 17200 47500 6000 С искровых свечей зажигания нагар удаляют пескоструйной об- работкой. Очистку свечей производят с помощью прибора 514-2М. Время очистки 6... 10 с. При гидроабразивном способе очистки на загрязненную поверх- ность воздействует струя воды с абразивным материалом, выбрасы- ваемая сжатым воздухом, который служит энергоносителем. В каче- стве абразивного материала применяют кварцевый песок, оксид алю- миния, карбиды бора и кремния с размером частиц 0,8... 1,0 мм. Соотношение песка и воды по объему составляет 1:2... 1:6. Установ- ки для гидроабразивной очистки по способу подачи абразивной жидкости подразделяют на установки, работающие по принципу эжектирования абразивной смеси (пневмоэжекционные), выдавли- вания абразивной смеси и по принципу раздельной подачи к соплу воды и смеси воздуха с песком (табл. 5.15). Рекомендуется задавать угол наклона струи к очищаемой поверхности 30... 60°. Поверхности блоков двигателей, головок блоков, выпускных коллекторов и других деталей от нагара, а также гильз цилиндров от накипи очищают косточковой крошкой в установках, данные о которых приведены в табл. 5.16. Косточковая крошка — это мелкораз- дробленная скорлупа фруктовых косточек. В камере установки косточковая крошка выбрасывается из со- пла с большой скоростью, ударяется о поверхность детали и очи- щает ее от загрязнений. 74
Таблица 5.13 Технические характеристики циркуляционных моечных установок Показатель ОМ-3600 ОМ-22601 ОМ-2871Б ОМ-21605 ОМ-9873 Очистка масляных каналов блоков и коленча- тых валов Очистка масляных каналов коленча- тых валов Очистка масляных полостей картеров Очистка системы охлажде- ния от накипи Очистка топлив- ных баков Производи- тельность, ед./ч 2 8 12 1 3 Установ- ленная мощность, кВт 17 8 3 0,55 27,2 Расход пара, т/ч 0,1 0,08 — — 0,08 Объем баков, м3 0,9 0,7 — 15 1,5 Габаритные размеры в плане, мм 2920x2400 1570x1700 2460x663 1210x610 4300x2100 Масса, кг 900 650 140 800 4100 Таблица 5.14 Технические характеристики установок для очистки деталей в расплаве солей и щелочей Показатель ОМ-4944 ОМ-14256 Производительность, т/ч 0,3...0,5 0,6...0,7 Одновременная загрузка, кг 90 90 Размеры очищаемых деталей, мм 1050x500x500 1050x500x500 Установленная мощность, кВт 70 70,4 Удельный расход электроэнергии, кВт • ч/т 140...230 105... 152 Масса, кг 8000 5500 75
Таблица 5.15 Технические характеристики установок для гидрообразивной очистки Показатель Принцип работы установки пневмо- эжекции выдавлива- ния смеси воды и песка раздельной по- дачи к соплу во- ды и смеси воз- духа с песком Рабочее давление воздуха, МПа 0,35 0,5...0,6 0,5...0,6 Расход воздуха, м3/мин 1,5 0,8... 1,0 0,8... 1,0 Вместимость резервуара рабочей жидкости, л 100 1700 1000 Количество компонентов на одну заправку: песка, дм3 30 — 30 воды, л 75 — 75 Мощность электродвигателя, кВт 0,75... 1,9 1,0 — Таблица 5.16 Технические характеристики установок для очистки деталей косточковой крошкой Показатель 9-300 М-2023 ОМ-3181 РМ-23 М-417 Мощность электропри- вода, кВт Расход возду- ха одной фор- сункой, м3/ч Давление воздуха, МПа Габаритные размеры в плане, мм Масса, кг 70 0,4...0,5 1450x1300 1000 3,9 90... 120 0,3...0,5 2200x1280 2000 0,4 ПО 0,5 1880x1000 1450 0,6 90... 120 0,1 ...0,5 4300x1260 940 до 2000 0,4... 0,6 2100x1100 900 76
Таблица 5.17 Технические характеристики установок для ультразвуковой очистки Показатель УЗВ-15М УЗВ-15М УЗВ-17М УЗВ-18М Вместимость ванны, дм3 40 40 120 150 Габаритные размеры ванны, мм 400x400x300 400x400x300 1100x450x300 1400x450x300 Марка пре- образователя ПМС-6-22 ПМС-6-22 ПМС-6М ПМС-6М Потребляе- мая мощ- ность, кВт 2,5 2,5 7,5 10,0 Количество встроенных преобразова- телей с мем- браной, шт 1 1 3 4 Марка генератора УЗГ-2,5 УЗГ-2,5 УЗГ-10 УЗГ-10 Расход воды, л/мин 9 9 18 22 Расход воз- духа в систе- ме вентиля- ции, м3/ч 350 350 950 1300 Габаритные размеры установки в плане, мм 720x650 720x650 1390x870 1700x870 Масса, кг 125 125 950 1300 При обработке на поверхностях деталей царапины не образу- ются, в том числе и у алюминиевых сплавов. По размерам частиц косточковую крошку делят на три сорта: крупный, средний и мел- кий. Для удаления нагара применяют крупную крошку влажнос- тью 15... 20 %, чтобы предотвратить ее дробление. Детали перед об- работкой обезжиривают СМС, чтобы косточковая крошка не за- саливалась. После очистки от нагара детали обдувают сжатым воз- духом и остатки пыли смывают в моечной машине. Малогабаритные детали и детали, имеющие сложную конфигура- цию, дизельная топливная аппаратура, карбюраторы, электрообо- рудование, элементы масляных фильтров и мелкие подшипники 77
подвергаются ультразвуковой очистке (табл. 5.17). Установки состо- ят из источника высокочастотных электрических колебаний (генера- тора), преобразователя электрических колебаний в упругие меха- нические и ванны для моющего раствора. Ультразвуковые колеба- ния, которые создаются преобразователем, передаются в раствор ванны через мембрану. Частота ультразвуковых колебаний составля- ет 20,5...23,5 кГц, напряжение питания — 440... 480 В, а сила тока намагничивания — 20... 25 А. 5.6. Технологический процесс моечно-очистных работ Разнообразие состава и свойств загрязнений, сложность релье- фа объектов очистки и особенность физико-химических свойств материалов, из которых изготовлены детали, определяют необходи- мость многоэтапного осуществления процесса моечно-очистных ра- бот (табл. 5.18). Все детали и узлы разбиваются на группы в зависимости от вида удаляемых загрязнений и конструктивных особенностей. Каж- дая группа проходит свой маршрут мойки и очистки. Качество очистки оценивают величиной остаточного загрязне- ния на деталях, которая может быть определена весовым, визу- альным и люминесцентным способами контроля. При весовом спо- собе определяют разницу в массе детали, прошедшей мойку и очи- стку, и чистой (эталонной) детали. Визуальный способ сводится к сравнению остаточной загрязненности поверхностей деталей с условной шкалой или шаблоном оценки качества очистки. Люми- несцентный способ основан на свойстве масел светиться (флуо- ресцировать) при воздействии ультрафиолетового света (по вели- чине светящихся пятен судят о загрязненности поверхности). Таблица 5.18 Этапы процесса моечно-очистных работ Этапы Группы загрязнений (см. табл. 5.1) Объект моечно-очистных работ 1 17 С наружных поверхностей автомобиля в сборе и из картерных пространств 2 Остатки 1—7, частично 8 Наружные и внутренние поверхности двигателя, агрегатов автомобиля и узлов 3 8-11 7 11-12 Наружные и внутренние поверхности деталей двигателя Наружные и внутренние поверхности деталей агрегатов Кабина, рама и детали оперения 78
После моечно-очистных работ допустимое количество загряз- нений на поверхностях деталей должно не превышать при поступ- лении на дефектацию: 1,25 мг/см2 — при шероховатости поверхно- ти Rz> 10 мкм; 0,7 мг/см2 — Ra = 2,5... 6,3 мкм; 0,25 мг/см2 — Rz = = 6,3...0,16 мкм; при поступлении на сборку — 0,10...0,15 мг/см2; на окраску — 0,005 мг/см2. 5.7. Техника безопасности при использовании моечного оборудования и моющих средств Моечный участок должен быть оборудован общей приточно- вытяжной вентиляцией, а каждая моечная машина, работающая на водных растворах СМС и растворителях, должна иметь соб- ственную вытяжную вентиляцию с элементами максимального улавливания и возврата паров моющих средств, чтобы обеспечить предельно допустимые концентрации вредных веществ в рабочей зоне. При вентиляции помещения воздух отсасывают из нижней зоны, так как пары хлорированных растворителей тяжелее воздуха и скапливаются у пола. Рабочий должен следить за исправностью закрепленного за ним моечного оборудования, соблюдением режимов очистки, плотно- стью дверей, сальников, уровнем моющей жидкости, правильно- стью загрузки изделий и транспортирования их через машину. За- гружать и разгружать моечные машины деталями или контейнера- ми массой более 20 кг разрешается только с помощью подъемных механизмов. Стоять под поднятыми грузами или на пути их следо- вания запрещается. Грузы поднимать только вертикально. Пуск электродвигателей моечной машины должен производить- ся только после закрытия дверей машины. Поверхности нагреватель- ных коллекторов в баках должны быть покрыты моющей жидкостью. При заправке машин вручную СМС следует пользоваться мар- левыми респираторами в 56 слоев. Распаковывать мешки и высы- пать моющие средства необходимо осторожно, не пыля и включив вытяжную вентиляцию. Предельно допустимая концентрация (ПДК) моющих и очи- щающих средств в рабочей зоне не должна превышать допустимых значений. Синтетические моющие средства, содержащие в своем составе щелочные соли и ПАВ, могут оказывать вредное воздействие на че- ловека. Раствор СМС не вызывает ожогов кожи. При попадании же его на слизистую оболочку глаз их следует сразу же промыл» водо- проводной водой. Для предупреждения обезжиривания кожи рук ра- створами СМС их рекомендуется смазывать защитными кремами. Особую осторожность следует соблюдать при работе с растворами каустической соды и кислот, так как их попадание на кожу вызыва- ет ее разъедание и ожоги. Куски каустической соды можно брать только лопатой или щипцами. При загрузке ее в ванны необходимо 79
учитывать, что растворение щелочи сопровождается разогреванием раствора и нужно соблюдать осторожность, не допуская его разбрызги- вания. Все работы с каустической содой выполняют в резиновой ма- ске с защитными очками, а также в резиновых перчатках и фартуке. Запрещается обрабатывать детали из алюминиевых сплавов в раст- воре каустика, так как при их контакте происходит бурная реакция, сопровождающаяся вспениванием и разбрызгиванием раствора. При ожогах едкими щелочами пораженное место следует про- мыть слабым раствором уксуса и водой. При ожогах растворами кислот места ожога промывают растворами питьевой соды, водой и смазывают вазелином. Растворители являются в разной степени токсичными и при проникновении их в организм человека могут возникать различ- ной степени отравления. Вдыхание воздуха, содержащего пары растворителей, вызывает раздражение слизистой оболочки дыха- тельных путей, может нарушать работу нервной и сердечно-сосу- дистой систем. Для улавливания паров хлорированных растворителей и исклю- чения попадания их в рабочее помещение машина должна быть оборудована холодильниками для конденсации паров растворите- лей и их возврата в ванну, автоматически закрывающимися дверь- ми, вытяжной вентиляцией и адсорберами на активированном угле для улавливания хлорированных растворителей из выбрасываемо- го в атмосферу воздуха. Первая помощь при легких отравлениях заключается в удалении человека из опасной атмосферы. При тяжелых отравлениях необходи- мо начинать до прибытия врача искусственное дыхание немедлен- но после извлечения пострадавшего из опасной атмосферы и про- должать непрерывно до восстановления самостоятельного дыхания. 5.8. Очистка сточных вод В процессе мойки и очистки образуются сточные воды. Загряз- нения сточных вод чрезвычайно разнообразны по дисперсности и агрегатному состоянию. Они могут присутствовать в виде грубо- дисперсных веществ, химических или коллоидных растворов. Сте- пень загрязнения сточных вод регулируется посредством норм пре- дельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ, под которыми понимается максимально допустимая масса вещества в сточных водах в данном пункте расположения водного объекта. Для очистки сточных вод от твердых взвесей и нефтепродуктов применяют механические, химические и физико-механические методы как самостоятельно, так и в комплексе. Механические методы очистки включают процеживание, от- стаивание, фильтрование, центрифугирование и разделение в гид- роциклоне. Для процеживания используются решетки и сита, ко- торые используются на первом этапе очистки. 80
Наиболее простой метод очистки — это отстаивание, посколь- ку он не требует сложной оснастки и дополнительных энергети- ческих затрат. Недостаток метода — это длительность процесса и зависимость от дисперсности отстаиваемых частиц. В отстойниках предусматривают песколовки, которые предназначены для улав- ливания песка и других посторонних тяжелых частиц. Песколовку периодически по мере накопления песка и других веществ очища- ют при помощи гидроэлеватора, песковых насосов, черпалок и других устройств. Растворенные примеси в сточных водах очищают методом об- ратного осмоса (гиперфильтрация), который основан на отделе- нии (отфильтровывании) воды из раствора через полупроницае- мые мембраны под воздействием давления, превышающего осмо- тическое. Процесс осуществляется при температуре окружающей среды. Этим методом очищают воды от высококонцентрирован- ных органических и минеральных загрязнений, находящихся в воде в растворенном состоянии. Метод обратного осмоса может быть применен также для обессоливания сточных вод и удаления из них биологически «жестких» органических соединений — пестицидов, многоатомных спиртов и др. Гиперфильтрационные установки по- зволяют извлекать ценные вещества из сточных вод и утилизиро- вать эти вещества. В основу физико-химических методов очистки положены про- цессы флотации, коагуляции и сорбции. При флотации посторон- ние частицы извлекаются из жидкости с помощью пузырьков воз- духа. Коагуляция — процесс, в котором происходит укрупнение частиц, что ускоряет стадию отстаивания. При сорбции обеспечи- вается поглощение веществ из среды с помощью сорбентов, на- пример торфа, активных глин, золы, угольной пыли и др. Повы- шение требований к качеству очистки сточных вод вызывает необ- ходимость сочетания различных методов, например совместное применение коагуляции и флотации. При химическом методе очистки используют хлорирование (окис- ление хлором) и озонирование (окисление озоном). Метод озониро- вания позволяет нейтрализовать в сточных водах такие ядовитые ве- щества, как цианистые соединения, фенолы, ПАВ, нефтепродукты и их соединения, сероводород и т.д. Сточные воды после озонирова- ния представляют собой прозрачные, бесцветные жидкие среды. Сущность биологических методов очистки сточных вод заклю- чается в создании условий для развития бактерий, продуктами жизнедеятельности которых являются вредные вещества в стоках. Эти вещества перерабатываются бактериями в продукты, безвред- ные для окружающей среды. Преимущества метода — высокая эко- номичность и малый расход химических реагентов. Недостатки метода — длительный процесс очистки, высокая чувствительность реагентов к солености воды и наличию ПАВ, значительные пере- рывы в работе. 81
Электрохимическая очистка сточных вод осуществляется за счет электролиза с использованием растворимых и нерастворимых электродов. Термические методы очистки всех видов отходов (жидких, твер- дых, газообразных) основываются на окислении содержащихся в них органических веществ кислородом воздуха до нетоксичных соединений. Методом сжигания органических веществ в газах пользуются, когда возвращение примесей в производство невоз- можно или нецелесообразно. ГЛАВА 6. ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ 6.1. Виды дефектов и их характеристика Ошибки конструирования, нарушения технологического про- цесса производства, технического обслуживания и ремонта авто- мобилей, а также эксплуатация приводят к возникновению дефек- тов. Дефектом называют каждое отдельное несоответствие продук- ции требованиям, установленным нормативной документацией. Дефекты деталей по месту расположения можно под- разделить на локальные (трещины, риски и т. д.), дефекты во всем объеме или по всей поверхности (несоответствие химического со- става, качества механической обработки и т.д.), дефекты в огра- ниченных зонах объема или поверхности детали (зоны неполной закалки, коррозионного поражения, местный наклеп и т.д.). Дан- ное местонахождение дефекта может быть внутренним (глубин- ным) и наружным (поверхностным и подповерхностным). По возможности исправления дефекты классифици- руют на устраняемые и неустраняемые. Устраняемый дефект тех- нически возможно и экономически целесообразно исправить. В противном случае это неустраняемый дефект. По отражению в нормативной документации дефекты делят на скрытые и явные. Скрытый дефект — дефект, для выявления которого в нормативной документации не пре- дусмотрены необходимые правила, методы и средства контроля. В противном случае это явный дефект. По причинам возникновения дефекты подразделяют на конструктивные, производственные, эксплуатационные. Кон- структивные дефекты— это несоответствие требованиям техничес- кого задания или установленным правилам разработки (модерниза- ции) продукции. Причины таких дефектов — ошибочный выбор материала изделия, неверное определение размеров деталей, режи- ма термической обработки. Эти дефекты являются следствием несо- вершенства конструкции и ошибок конструирования. Производ- 82
ственные дефекты — несоответствие требованиям нормативной до- кументации на изготовление, ремонт или поставку продукции. Про- изводственные дефекты возникают в результате нарушения техноло- гического процесса при изготовлении или восстановлении дета- лей. Эксплуатационные дефекты — это дефекты, которые возникают в результате изнашивания, усталости, коррозии деталей, а также неправильной эксплуатации. Наиболее часто встречаются следую- щие эксплуатационные дефекты: изменение размеров и геометри- ческой формы рабочих поверхностей; нарушение требуемой точнос- ти взаимного расположения рабочих поверхностей; механические повреждения; коррозионные повреждения; изменение физико-ме- ханических свойств материала деталей. Дефекты, возникающие у сборочных единиц, — потеря жесткос- ти соединения; нарушение контакта поверхностей, посадки дета- лей и размерных цепей. Потеря жесткости возникает в результате ослабления резьбовых и заклепочных соединений. Нарушение кон- такта — это следствие уменьшения площади прилегания поверх- ностей у соединяемых деталей, в результате чего наблюдается по- теря герметичности соединений и увеличение ударных нагрузок. Нарушение посадки деталей вызывается увеличением зазора или уменьшения натяга. Нарушение размерных цепей происходит бла- годаря изменению соосности, перпендикулярности, параллельно- сти и т.д., что приводит к нагреву деталей, повышению нагрузки, изменению геометрической формы, разрушению деталей; Дефекты, возникающие у деталей в целом, — нарушение це- лостности (трещины, обломы, разрывы и др.), несоответствие фор- мы (изгиб, скручивание, вмятины и др.) и размеров деталей. При- чины нарушения целостности (механические повреждения) дета- лей — это превышение допустимых нагрузок в процессе эксплуа- тации, которые воздействуют на деталь или из-за усталости мате- риала детали, которые работают в условиях циклических знакопе- ременных или ударных нагрузок. Если на деталь воздействуют ди- намические нагрузки, то у них может возникнуть несоответствие формы (деформации); Дефекты, возникающие у отдельных поверхностей, — несоот- ветствие размеров, формы, взаимного расположения, физико-ме- ханических свойств, нарушение целостности. Изменение размеров и формы (нецилиндричность, неплоскостность и т. д.) поверхно- стей деталей происходит в результате их изнашивания, а взаимно- го расположения поверхностей (неперпендикулярность, несоос- ность и т.д.) — из-за неравномерного износа поверхностей, внут- ренних напряжений или остаточных деформаций. Физико-механи- ческие свойства материала поверхностей деталей изменяются вслед- ствие нагрева их в процессе работы или износа упрочненного по- верхностного слоя и выражается в снижении твердости. Наруше- ние целостности поверхностей деталей вызывается коррозионны- ми, эрозионными или кавитационными поражениями. Коррози- 83
онные повреждения (сплошные окисные пленки, пятна, ракови- ны и т. д.) возникают в результате химического или электрохими- ческого взаимодействия металла детали с коррозионной средой. Эрозионные и кавитационные поражения поверхностей возни- кают при действии на металл потока жидкости, движущейся с большой скоростью. Эрозионные повреждения металла детали про- исходят из-за непрерывного контакта металла со струей жидко- сти, что приводит к образованию пленок окислов, которые при трении потока жидкости о металл разрушаются и удаляются с поверхности, а на поверхностях деталей образуются пятна, по- лосы, вымоины. Кавитационные повреждения (каверны) метал- ла происходят тогда, когда нарушается сплошность потока жид- кости и образуются кавитационные пузыри, которые находясь у поверхности детали, уменьшаются в объеме с большой скорос- тью, что приводит к гидравлическому удару жидкости о поверх- ность металла. В реальных условиях наблюдаются сочетания дефектов. При выборе способа и технологии восстановления большое зна- чение имеют размеры дефектов.Величина дефектов— количествен- ная характеристика отклонения фактических размеров и (или) формы деталей и их поверхностей от номинальных значений. Можно выде- лить три группы размеров — до 0,5 мм; 0,5...2 мм и свыше 2 мм. 6.2. Дефектация деталей Для оценки технического состояния деталей с последующей их сортировкой на группы годности в ремонтном производстве имеет- ся, в отличие от остальных машиностроительных производств, тех- нологический процесс, который носит название дефектации. В ходе этого процесса осуществляется проверка соответствия деталей тех- ническим требованиям, которые изложены в технических услови- ях на ремонт или в руководствах по ремонту, при этом использу- ется сплошной контроль, т. е. контроль каждой детали. Кроме того, дефектация деталей — это также инструментальный и многоста- дийный контроль. Для последовательного исключения невосста- навливаемых деталей из общей массы используют следующие ста- дии выявления деталей: с явными неустранимыми дефектами — визуальный контроль; со скрытыми неустранимыми дефектами — неразрушающий контроль; с неустранимыми геометрическими параметрами — измеритель- ный контроль. В процессе дефектации деталей применяются следующие мето- ды контроля: органолептический осмотр (внешнее состояние де- тали, наличие деформаций, трещин, задиров, сколов и т.д.) и т.д.; инструментальный осмотр при помощи приспособлений и приборов (выявление скрытых дефектов деталей при помощи 84
средств неразрушающего контроля); бесшкальных мер (калибры и уровни) и микрометрических инструментов (линейки, штангенин- струменты, микрометры и т.д.) для оценки размеров, формы и расположения поверхностей деталей. Контролю в процессе дефек- тации подвергаются только те элементы детали, которые в про- цессе эксплуатации повреждаются или изнашиваются. В результате контроля детали должны быть подразделены на три группы: годные детали, характер и износ которых находятся в преде- лах, допускаемых техническими условиями (детали этой группы используются без ремонта); детали, подлежащие восстановлению, — дефекты этих деталей могут быть устранены освоенными на ре- монтном предприятии способами ремонта; негодные детали. Распределение деталей по группам годности не является устой- чивым. Учет их распределения по группам позволяет прогнозиро- вать благоприятные и неблагоприятные ситуации распределения деталей по группам и объективно оценить качество труда разбор- щиков и дефектовщиков. На основе изучения вероятности появления дефектов на дета- лях, учета их взаимосвязи разрабатывается стратегия дефектации, позволяющая повысить эффективность функционирования этого участка. Годные без ремонта детали отправляют в комплектовоч- ное отделение, а годные габаритные детали направляют непосред- ственно на сборку. Негодные детали накапливают в контейнерах для черных и цветных металлов, которые затем отправляют на склад утиля. Базовые детали больших размеров (блок цилиндров, картер и т.д.), требующие ремонта, направляют непосредственно на посты восстановления. Все другие детали, подлежащие восстановлению, накапливаются на складе деталей, ожидающих ремонта, откуда они партиями запускаются в производство цеха восстановления и изготовления деталей. Результаты сортировки деталей учитываются в дефектовочных ведомостях, которые являются исходным справочным материалом (информацией) для определения или корректирования коэффици- ентов годности, сменности и восстановления, а их анализ служит основанием для принятия решений по планированию работы пред- приятия, организации материально-технического снабжения и т. д. Коэффициент годности (КГ) показывает, какая часть деталей одного наименования может быть использована повторно без ре- монтного воздействия при ремонте автомобилей (агрегатов): Кг = Nr/N, где Nr — число годных деталей; N — общее число деталей одного наименования, прошедших дефектацию. Коэффициент сменности (Кс) показывает, какая часть деталей одного наименования требует замены при ремонте автомобилей (агрегатов): 85
KQ = N„/N, где NH — число негодных деталей. Коэффициент восстановления (Кв) характеризует часть деталей одного наименования, которые необходимо восстанавливать: Кв = NB/N, где NB— число деталей, требующих восстановления. Nt + N„ + NB = N, Kt + Kc + Кв= 1,0. Обработка информации, отраженной в дефектовочных ведомо- стях, позволит определить маршрутные коэффициенты восстанов- ления деталей, так как Nt + N2 + N3 + ... + N, + ... + N„ = NB, KB\ + Kb2 + Kb3 + ... + KBi + ... + KB„ = KB, K} + K2 + K3 + ... + Ki+ ... + Kn= 1,0, K> = N,/NB = N,/(KBN) = KBi/KB, где N/ — число восстанавливаемых деталей одного наименования по z-му маршруту; KBi = Ni/N', Kt — маршрутный коэффициент для /-го технологического процесса восстановления деталей одного наименования; / — номер маршрута восстановления данной детали (/ = 1, 2, 3, ..., л). Технические требования на дефектацию деталей изложены в виде карт (табл. 6.1), в которых по каждой детали приводят следующие сведения: общие сведения о детали; перечень возможных ее дефек- тов; способы выявления дефектов; допустимые без ремонта разме- ры детали и рекомендуемые способы устранения дефектов. Техни- ческие требования на дефектацию деталей разрабатываются заво- дами-изготовителями автомобилей (агрегатов) или научно-иссле- довательскими организациями, которые устраняют неопределен- ность информации об автомобилях зарубежных производителей. Общие сведения о детали получают из ее рабочего чертежа и они включают в себя: эскиз детали с указанием мест расположе- ния дефектов; основные размеры детали; материал и твердость ос- новных поверхностей. Возможные дефекты детали выявляют на основе опыта эксплу- атации и ремонта автомобилей (агрегатов), а также специальных научно-исследовательских работ. При рекомендации способов устранения дефектов опираются на богатый опыт, накопленный отечественными и зарубежными ремонтными предприятиями и на рекомендации по рационально- му их выбору (см. гл. 19). 86
Таблица 6.1 Карта технических требований на дефектацию детали Деталь (сборочная единица): картер сцепления в сборе № детали (сборочной единицы): 14.1601010 Материал: СЧ 21 ГОСТ 1412-85 ►: НВ170...217 Пози- ция на эс- кизе Возмож- ный дефект Способ уста- новления де- фекта и сред- ства контроля Размер, мм Заключение по ра- бочему чер- тежу допус- тимый без ре- монта Облом или трещины Осмотр Наплавить. Заварить. Браковать при обломах или тре- щинах, захваты- вающих отверс- тия под крышку подшипника или под вал вилки выключения сцепления 1 Износ от- верстия во втулках под вал вилки вы- ключения сцепления Калибр-пробка НЕ25Ш3 ГОСТ 2115-84 Q г+0,085 2Э+0,025 25,13 Заменить втулки 2 Износ от- верстия под крыш- ку под- шипника Калибр-пробка НЕ 200 Д2а ГОСТ 2115-84 2ОО+0’045 200,073 Наплавить Поврежде- ние резь- бовых от- верстий с метричес- кой резьбой Калибр-проб- ки резьбовые ГОСТ 18465-73 М8-7Н М10х1,25-7Н М12Х1.25-7Н М16х1,5А0 М8-6Н МЮх 1,25-бН М12х 1,25-6Н М16х 1,5 До Калибровать. П о- ставить дополни- тельную резьбо- вую вставку или заварить при срыве или изно- се резьбы 87
Окончание табл. 6.1 Пози- ция на эс- кизе Возмож- ный дефект Способ уста- новления де- фекта и сред- ства контроля Размер, мм Заключение по ра- бочему чер- тежу допус- тимый без ре- монта Поврежде- ние резьбо- вых отвер- стий с ко- нической резьбой Осмотр. Калибр- пробки резьбовые НЕ Кг 1/8"; Кг 1/4" Кг 1/8" Кг 1/4" Калибровать. Углубить резьбу на размер не бо- лее 2,0 мм при срыве или изно- се резьбы Допустимый размер детали — это размер, при котором деталь, будучи установленной при капитальном ремонте в автомобиль (аг- регат), проработает до следующего капитального ремонта и ее износ не превысит предельного, т. е. остаточный ресурс у детали должен быть не меньше межремонтного /м (рис. 6.1). Его определяют на осно- ве допускаемого износа Иаоп. Тогда допустимый размер будет равен: для вала t/доп //доп, для отверстия t/40n = d„ + Ядоп, где dH — диаметр нового вала (отверстия), мм; Иао„ — величина допустимого износа вала (отверстия), мм. Для нахождения Июа необходимо отложить от точки С на кри- вой (см. рис. 6.1) значение межремонтного ресурса Ии. Точка Б со- ответствует допускаемому износу Идоп. Деталь во время ремонта выбраковывают, если ее размер больше (для отверстия) или меньше (для вала) допускаемого. Для определения величины допустимого износа детали необхо- димо знать ее предельный износ. Износ в точке перехода прямоли- нейного участка изнашивания в криволинейный — зону форсиро- ванного износа — называют предельным Ипр, т. е. таким, при кото- ром дальнейшая эксплуатация детали невозможна или нецелесо- образна из-за недопустимого снижения экономических или техно- логических показателей. Размер детали при износе И„р считается предельным, по нему определяют предельное состояние детали. Наработка до предельного состояния соответствует сроку службы детали Тпр. Предельный размер детали устанавливают на основе экономичес- кого и технического критериев. Экономический критерий определя- ется предельным снижением экономических показателей — поте- рей мощности, снижением производительности, увеличением рас- хода топлива, смазки и т.д., а технический — характеризуется рез- ким ускорением изнашивания, которое может привести к аварии. 88
Таким образом, величину допустимого износа можно опреде- лить по формуле Ядоп Дф ^М5 где Им — величина износа детали за межремонтный срок службы автомобиля, мм. Контроль скрытых дефектов. Методы неразрушающего контро- ля используются для выявления дефектов в материалах, изделиях и конструкциях, а также предназначены для измерения геометри- ческих параметров дефектов. Они основаны на взаимодействии различных физических полей или веществ с контролируемым объек- том. Для выявления трещин и других дефектов используются не- разрушающие методы (ГОСТ 18353—79) — магнитно-порошко- вый, электромагнитный, ультразвуковой, звуковой и течеискания. Методы каждого вида неразрушающего контроля классифициру- ются по характеру взаимодействия физических полей и веществ с контролируемым объектом и по способам получения информации. К средствам дефектоскопического контроля относятся дефек- тоскопы и дефектоскопические материалы, вспомогательные при- боры, приспособления, контрольные образцы и т.д. Визуально-оптические методы предназначены для обнаружения и измерения поверхностных дефектов. Выявлению подлежат тре- щины, разрывы, деформации, раковины, коррозионные и эрози- онные поражения. Методы являются субъективными из-за невы- сокой достоверности и чувствительности; их применяют для обна- ружения сравнительно крупных поверхностных дефектов. Чувстви- Рис. 6.1. Зависимость износа деталей от времени их работы: ?i — период приработки деталей (повышенная интенсивность из- нашивания); ti — период нормального изнашивания; о — период форсированного изнашивания 89
Таблица 6.2 Нормы освещенности рабочих поверхностей при визуально-оптическом контроле Точ- ность рабо- ты Наимень- ший раз- мер объ- екта раз- личения, мм Конт- раст объекта различе- ния с фоном Характе- ристика фона Система ком- бинированного освещения Система общего освещения Раз- рядные лампы, лк Лампы нака- лива- ния, лк Раз- рядные лампы, лк Лампы нака- лива- ния, лк Наи- Менее Малый Темный 5000 4000 1500 300 выс- 0,15 » Средний 4000 3000 1250 300 шая Средний Темный 4000 3000 1250 300 Малый Светлый 4000 3000 1250 300 Средний Средний 3000 2000 1000 300 Большой Темный 3000 2000 1000 300 Средний Светлый 3000 2000 1000 300 Большой » 1500 1250 400 300 » Средний 1500 1250 400 300 Очень 0,15-0,3 Малый Темный 4000 3000 1250 300 высо- » Средний 3000 2500 750 300 кая Средний Темный 3000 2500 750 300 Малый Светлый 3000 2500 750 300 Средний Средний 2000 1500 500 300 Большой Темный 2000 1500 500 300 Средний Светлый 2000 1500 500 300 Большой » 1000 750 300 200 » Средний 1000 750 300 200 Высо- 0,3-0,5 Малый Темный 2000 1500 500 200 кая » Средний 1000 750 300 200 Средний Темный 1000 750 300 200 Малый Светлый 1000 750 300 200 Средний Средний 750 600 300 200 Большой Темный 750 600 300 200 Средний Светлый 750 600 300 200 Большой » 400 400 200 150 » Средний 400 400 200 150 Сред- 0,5-1,0 Малый Темный 750 600 300 200 няя » Средний 500 500 200 150 Средний Темный 500 500 200 150 Малый Светлый 500 500 200 150 Средний Средний 400 400 150 100 Большой Темный 400 400 150 100 Средний Светлый 400 400 150 100 Большой » 300 300 150 100 » Средний 300 300 150 100 90
тельность визуального метода обеспечивает обнаружение трещин с раскрытием более 0,1 мм (ГОСТ 23479—79), а визуально-опти- ческого при увеличении прибора в 20...30 раз — не менее 0,02 мм. Визуально-оптический контроль отличается высокой производи- тельностью, сравнительной простотой приборного обеспечения, достаточно высокой разрешающей способностью. Видимость дефектов определяется контрастностью, яркостью, освещенностью и угловым размером объекта. Наиболее важным условием видимости является контраст. Контраст определяется свой- ством дефектов выделяться на окружающем фоне при различных оптических характеристиках дефекта и фона. В табл. 6.2 приведены нормы освещенности рабочих поверхностей при визуально-опти- ческом контроле. Оптические приборы значительно расширяют пределы возмож- ностей глаза, что позволяет видеть дефекты, размеры которых нахо- дятся за пределами разрешающей способности невооруженного глаза. Для визуально-оптического контроля деталей целесообразно при- менять приборы с кратностью увеличения не более 20...30, так как с возрастанием кратности увеличения уменьшаются поле зрения, глубина резкости, производительность и надежность контроля. По назначению и конструктивным особенностям визуально- оптические приборы делятся: на приборы для обнаружения близкорасположенных дефектов с расстояния наилучшего зрения 250 мм и менее. Приборы этой группы монокулярные и бинокулярные лупы (лупы Польди — ЛП; складные лупы — ЛАЗ; измерительные лупы — ЛИЗ; штативные лупы — ЛГИ, ЛПГИ, ЛПШ и др.) и микроскопы (МИР и др.); оптические приборы для обнаружения невидимых дефектов в закрытых полостях конструкций, деталей, отверстий и т.д. Для контроля скрытых поверхностей применяются эндоскопы, пери- скопические дефектоскопы и др. Контроль с помощью линзового эндоскопа (рис. 6.2) заключается в осмотре закрытых поверхнос- тей через специальную оптическую систему с подсветкой, обеспе- чивающей передачу изображения на расстояние в несколько мет- ров. Перспективными являются конструкции эндоскопов с воло- конными световодами, позволяющие передавать изображения без искажения на значительные расстояния. Волоконные световоды состоят из тонких светопроводящих нитей диаметром до 50 мкм с оболочкой толщиной до 2 мкм, собранных в гибкий жгут. При недостаточной освещенности контролируемой поверхнос- ти применяют светильники направленного излучения с разрядны- ми лампами или лампами накаливания. Магнитно-порошковый метод (ГОСТ 21105—87) используется только для контроля деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов. Применяется для обнаружения поверхностных нару- шений сплошности с шириной раскрытия у поверхности 0,001 мм, глубиной 0,01 мм и выявления относительно больших подповерх- 91
4 Рис. 6.2. Схема эндоскопа: 1 — корпус; 2 — призма; 3 — контролируемая поверхность; 4 — объектив; 5 — передающая система; 6 — окуляр; 7 — объектив; 8 — пере- дающая телевизионная трубка; 9 — видеокон- трольное устройство постных дефектов, находящихся на глубине до 1,5... 2,0 мм. Метод использует магнитное поле рассеяния, возникающее над дефек- том при намагничивании изделия и основан на явлении притяже- ния частиц магнитного порошка в местах выхода на поверхность контролируемой детали магнитного потока. Благодаря скоплению магнитного порошка в области дефекта обеспечивается визуали- зиция форм и размеров невидимых в обычных условиях дефектов. Важное достоинство метода — это возможность точного опре- деления расположения концов усталостных трещин и обнаруже- ние дефектов через слой немагнитного покрытия. Если на конт- ролируемой поверхности толщина немагнитного покрытия со- ставляет до 0,1 мм, целесообразно применять магнитные сус- пензии, а свыше 0,1 мм — магнитный порошок во взвешенном состоянии. Чувствительность метода определяется магнитными характери- стиками материала контролируемого изделия, его формой и раз- мерами, чистотой обработки поверхности, напряженностью на- магничивающего поля, способами контроля, взаимным направле- нием намагничивающего поля и дефекта, свойствами применяе- мого порошка, способом нанесения порошка или суспензии, а также освещенностью контролируемого участка изделия. Установ- лены следующие уровни чувствительности (табл. 6.3). Для обнаружения дефектов деталь намагничивают, и на поверх- ность, подлежащую контролю, наносят ферромагнитные части- цы, которые находятся во взвешенном состоянии (чаще всего в виде суспензий на основе воды, керосина, минеральных масел). Если на пути магнитного потока встречается препятствие в виде нарушения сплошности (дефект), то часть магнитных силовых ли- ний выходит из металла (рис. 6.3). Там, где они выходят из металла 92
Таблица 6.3 Классификация уровней чувствительности магнитопорошковой дефектоскопии Уровень чувстви- тель- ности Чувствительность контроля Максимально допустимая шероховатость контроли- руемой поверхности Ширина (раскры- тие) дефекта, мкм Глубина дефекта, мкм А 2 20 Аа2,5 Б 10 100 Rz 40 В 25 250 Az 40 Г 2 500 80 и входят обратно, образуются локальные магнитные полюса N и S, обусловливающие локальное магнитное поле над дефектом (поле рассеяния). Поскольку это поле неоднородно, на попавшие в него магнитные частицы действуют силы, стремящиеся затянуть их в места наибольших концентраций магнитных силовых линий. Для намагничивания деталей применяют постоянный и переменный токи, а также постоянные магниты. Частицы накапливаются вблизи дефекта и одновременно на- магничиваются полем рассеяния дефекта. Притягиваясь друг к другу, эти частицы образуют цепочечные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля дефекта. В результате над де- фектом образуется валик из осевшего порошка. Ширина его зна- чительно больше ширины дефекта. При контроле способом взвеси магнитный порошок распыля- ют в специальном устройстве и по шлангу подают на контролиру- емую поверхность. Чувствительность способа взвеси значительно выше, чем способа с применением магнитной суспензии, вслед- 93
ствие высокой подвижности взвешенных в воздухе ферромагнит- ных частиц под влиянием магнитного поля и отсутствия повы- шенного трения частиц порошка из-за вязкости жидкости. При достаточном цветовом контрасте порошка с фоном (черный поро- шок, белая краска) наблюдается устойчивое обнаружение устало- стных трещин под слоем краски толщиной 0,3...0,5 мм. В зависимости от поверхности контролируемой детали приме- няют различные порошки: черный магнитный для деталей со свет- лой поверхностью; магнитно-люминесцентный для деталей с тем- ной поверхностью. При отсутствии магнитно-люминесцентного порошка детали с темной поверхностью следует покрывать белой нитроэмалью. В качестве магнитного порошка допускается применение чис- той железной окалины, получаемой при ковке и прокатке, а так- же стальные опилки, получаемые при шлифовании стальных из- делий. Их рекомендуется измельчать в шаровых мельницах и про- сеивать через сито, превращая в ферромагнитную пудру. Для приготовления магнитных суспензий можно использовать ке- росино-масляные смеси с соотношением масла и керосина 1:1 при 50...60 г магнитного порошка на 1 л жидкости. Допускается при- менение водных суспензий, например мыльно-водная с содержанием в 1 л воды 5...6 г мыла, 1 г жидкого стекла и 50... 100 г магнитного порошка. Составы магнитных суспензий представлены в табл. 6.4. Технология контроля включает в себя следующие основные эта- пы: подготовка поверхности детали к контролю, намагничивание детали, нанесение на контролируемую поверхность магнитного порошка или суспензии, осмотр детали, размагничивание. Конт- Таблица 6.4 Состав водных магнитных суспензий Наименование компонентов Состав, г/л Черный магнитный порошок или 25 + 5 магнитно-люминесцентный 4± 1 Хромпик калиевый 5 + 1 Сода кальцинированная 10 ± 1 Эмульгатор ОП-7 (или ОП-10) 5± 1 Черный магнитный порошок или 25 ±5 магнитно-люминесцентный 4± 1 Нитрат натрия химически чистый 15± 1 Эмульгатор ОП-7 (или ОП-10) 5+1 Черный магнитный порошок или 25 ±5 магнитно-люминесцентный 5+ 1 Мыло хозяйственное 1 ±0,2 Сода кальцинированная 12 + 2 94
полируемая поверхность перед намагничиванием должна быть очи- щена от пыли, грязи, масел. Намагничивание детали может осуществляться способом при- ложенного магнитного поля или способом остаточной намагни- ченности. При первом способе намагничивание начинают раньше или одновременно с моментом прекращения нанесения суспен- зии или порошка и оканчивают после отекания суспензии с кон- тролируемой поверхности. При втором способе нанесение суспен- зии осуществляется после полного намагничивания детали. Выбор способа определяется магнитными свойствами материала, разме- рами и формой контролируемого изделия. Вид намагничивания может быть циркулярным, продольным, комбинированным. Выбор способа намагничивания осуществля- ют по схемам, приведенным на рис. 6.4. В зависимости от возмож- ной ориентации предполагаемых дефектов намагничивание при- меняют в одном, двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях или применяют комбинированное намагничивание. Нанесение магнитного порошка на контролируемую поверхность может быть сухим или мокрым. В первом случае на намагничен- ную поверхность наносят сухой распыленный магнитный поро- шок с помощью воздушной струи в виде воздушной взвеси, во втором случае магнитную суспензию наносят с помощью шлан- га, душа. Давление струи жидкости (воздуха) должно быть доста- точно слабым, чтобы не смывался (сдувался) магнитный поро- шок с дефектных мест. Определение мест расположения дефектов проводится визуаль- но, т.е. фиксируется наличие отложений магнитного порошка в местах дефектов. При необходимости расшифровка результатов контроля может проводиться с применением оптических средств. Проконтролированные детали размагничивают, так как оста- точная намагниченность способствует скоплению ферромагнитных продуктов износа, что может ускорить коррозионные процессы. При размагничивании деталь перемагничивают магнитным полем, напряженность которого изменяется. Для магнитно-порошкового контроля применяются стационар- ные универсальные дефектоскопы УМДЭ-2500, ХМД-10П, МД-5 и Другие, а также переносные и передвижные — ПЛМ-70 и МЛ-50П. На рис. 6.5 приведена принципиальная схема стенда для маг- нитной дефектоскопии коленчатых валов. Стенд имеет стол, на котором укреплены призмы — ролики и два кронштейна с основ- ными контактами 2 и 5. Подвижный контакт 2 смонтирован на штоке пневмоцилиндра 7, работающего от крана 18. Внутри стола Размещены: регулятор силы тока 9, два масляных бака 6 и 11, Резервуар 16 с электронасосом 77для подачи суспензии. Для пере- мешивания суспензии к резервуару при помощи крана 72 подво- дят сжатый воздух. Суспензия подается из емкости по шлангу, на конце которого закреплен кран 3. Сливается суспензия с коленча- 95
Рис. 6.4. Способы намагничевания деталей: а — продольные трещины вала, оси; б — поперечные тре- щины вала, оси; в — трещины сварного вала и трещины на внутренней цилиндрической поверхности; г — радиаль- ные трещины на сплошном диске того вала в ванну 4, а из нее самотеком в емкость. Подвижная часть регулировочного трансформатора (регулятора тока) соединена с гидроцилиндром 10, который включается в действие при помощи элекгропневматического крана 7. Скорость выдвижения подвиж- ной части трансформатора регулируют напорным золотником 8 с обратным клапаном. На боковой стенке стола смонтирована пнев- моаппаратура; маслораспылитель 15, влагоотделитель 14 и вентиль 13. Коленчатый вал устанавливают на ролики и зажимают между контактами. Включают силовой трансформатор, пропускают ток и 96
коленчатый вал из шланга обливается суспензией. Дефектацию проводят в приложенном магнитном поле. Дефекты выявляют ви- зуально. Для лучшего осмотра коленчатый вал поворачивают, транс- форматор выключают и коленчатый вал размагничивается. Электромагнитный метод контроля применяется для контроля деталей, изготовленных из электропроводящих материалов. Он по- зволяет определить форму и размер детали, выявить поверхност- ные и глубинные трещины, пустоты, неметаллические включения, межкристаллическую коррозию и т. п. Сущность метода — измерение степени взаимодействия электромагнитного поля вихревых токов, 4 К. Рис.6.5.Принципиальная схема стенда магнитной де- фектоскопии коленчатых валов: == суспензия; : сжатый воздух;------масло;----элек- трическая цепь; 1 — шток пневмоцилиндра; 2, 5 — контакты; 3, 7, 12, 18— краны; 4 — ванна; 6, 11 — баки; 8 — напорный золотник; 9 — регулятор; 10 — гидроцилиндр; 13— вентиль; 14 — влагоотделитель; 75 — маслораспылитель; 16 — резер- вуар; 17— электронасос ’Рагодин 97
Рис. 6.6. Схема работы накладного электро- магнитного статического преобразователя: 1, 3 — втулки; 2 — корпус; 4 — пружина; 5 — крышка; 6 — кабель; 7 — ферритовый стер- жень; 8 — обмотка; 9 — трещина; 10 — конт- ролируемая деталь наводимых в поверхностных слоях контролируемой детали, с пе- ременным электромагнитным полем катушки преобразователя. Этот метод позволяет выявить поверхностные и подповерхностные де- фекты глубиной 0,1... 0,2 мм и протяженностью более 1 мм, распо- ложенных на глубине до 1 мм от поверхности металла. На рис. 6.6 представлен накладной электромагнитный преобра- зователь, который представляет собой обмотку возбуждения, зак- люченную в корпус с подводом питания через кабель. В нижней части преобразователя установлена индуктивная катушка с фер- ритовым сердечником. Ферритовый сердечник необходим для кон- центрации магнитного потока в зоне контроля, уменьшения из- носа при скольжении преобразователя по контролируемой повер- хности, для фиксации постоянного зазора между обмоткой и кон- тролируемой поверхностью при контроле детали. Под влиянием переменного электромагнитного поля катушки индуктивности в поверхностном слое изделия наводятся вихревые токи, создающие свое пе- ременное электромагнит- ное поле, которое вза- имодействует с полем возбуждения. Так как ма- териал детали и рас- стояние преобразователя от детали постоянны, то наступает некоторое рав- новесие во взаимодей- ствии двух электромаг- нитных полей. При нахождении в контролируемой детали трещины или других де- фектов изменяются ин- тенсивность и характер распределения электро- магнитного поля вихре- вых токов, что приводит к изменению результи- рующего электромаг- нитного поля. С помо- щью электрической схе- мы прибора регистриру- ется наличие дефекта. Индикация может быть стрелочной, световой, звуковой, цифровой или на электронно-лу- чевой трубке. 98
На формирование электромагнитного поля влияют следующие факторы: размер, расположение и характер дефекта; электропро- водность и магнитная проницаемость материала; структура мате- риала; частота и сила тока в преобразователе; расстояние и взаим- ное расположение катушки и контролируемой детали и т.д. Преимущества метода: высокая разрешающая способность при обнаружении поверхностных дефектов (особенно усталостных тре- щин); портативность и автономность аппаратуры; простота конст- рукции преобразователей; высокая производительность и просто- та методики контроля; возможность неконтактных измерений че- рез слой краски; возможность автоматизации контроля. По назначению электромагнитные преобразователи бывают про- ходные, накладные, комбинированные (рис. 6.7). Рис. 6.7. Электромагнитные преобразователи: а~г — накладные (7 — магнитно-электрический стержень; 2 — обмотка; 3 — контролируемая деталь); д— и — проходные (7 — объект контроля; 2 — катушка возбуждения; 3 — измерительная катушка) 99
При контроле деталей сложной формы применяют дефектоскопы со сменными преобразователями разной конструкции. При выборе преобразователя из числа входящих в комплект дефектоскопа не- обходимо учитывать форму контролируемой поверхности, разме- ры зоны контроля, радиус кривизны, доступность и т.д. Для кон- троля различных зон следует выбирать определенный преобразо- ватель (рис. 6.8). Наиболее типичные зоны контроля: галтели, плос- кие поверхности, участки поверхности двойной кривизны, ребра жесткости, пазы, участки вокруг отверстий, цилиндрические по- верхности (отверстия, валы, оси), угловые соединения, резьбо- вые соединения и др. Диаметр накладного преобразователя должен соответствовать требуемой чувствительности. Для накладных преобразователей ми- нимальная длина трещины, которую можно зарегистрировать де- фектоскопом, равна половине диаметра преобразователя. Для об- наружения дефектов длиной менее диаметра преобразователя пос- ледний необходимо перемещать в направлении дефекта с шагом, равным половине диаметра. Для выявления дефектов длиной боль- ше диаметра преобразователя последний лучше перемещать пер- пендикулярно направлению дефекта. Скорость перемещения не должна превышать 20 мм/с. В процес- се перемещения накладной преобразователь располагают по нор- мали к поверхности. Зазор между преобразователем и поверхнос- тью детали должен быть постоянным. В настоящее время широко применяют дефектоскопы ИПП- 1М, ТНМ-1М, ИДП-1, ВД-ЗОП, АСК-12, ЭЗТМ, ДКВ-21НД и ВД-22Н. Ультразвуковой метод контроля использует законы распростране- ния, преломления и отражения упругих волн частотой 0,524 МГц. При наличии дефектов в металле поле упругой волны изменяет в окрестностях дефекта свою структуру. Этот метод контроля позволя- ет выявить мелкие дефекты до 1 мм. Существуют несколько методов ультразвуковой дефектоскопии. Наибольшее распространение по- лучили теневой и импульсный методы. Для возбуждения упругих ко- лебаний в различных материалах наибольшее распространение полу- чили пьезоэлектрические преобразователи, которые представляют собой пластину из монокристалла кварца или из пьезокерамических материалов, на поверхность которых наносят тонкие слои серебра. При теневом методе ультразвуковые колебания (УЗК) вводятся в деталь с одной стороны, а принимаются с другой (рис. 6.9). От генератора 6 электрические импульсы ультразвуковой частоты по- ступают к пьезоэлектрическому излучателю 5, преобразующему их в ультразвуковые колебания. Импульсы проходят через деталь 4. Ес- ли деталь не имеет дефекта, то УЗК достигнут пьезоприемника 3. УЗК преобразовываются в электрические импульсы и усиливаются в усилителе 2, после чего они попадают в индикатор 1, стрелка которого отклонится (рис. 6.9, а). 100
б Рис. 6.8. Расположение преобразователей при электромаг- нитном контроле деталей сложной формы: а — без насадок; б — с насадками; 1 — контролируемая деталь; 2 — преобразователь; 3 — насадка Если на пути УЗК встретится дефект 7 (рис. 6.9, б), то послан- ные излучателем УЗК отразятся от дефекта и не попадут на при- емник, поскольку он находится в звуковой тени. Стрелка индика- 101
Рис. 6.9. Схема ультразвукового контроля деталей теневым методом: а — без дефекта; б — с дефектом; 1 — индикатор; 2 — усилитель; 3 — пьезоприемник; 4 — деталь; 5 — излучатель; 6 — генератор; 7 — дефект тора 1 не будет отклоняться от нулевого положения. Этот метод используют при контроле деталей небольшой толщины. Недоста- ток метода — это необходимость двухстороннего доступа к конт- ролируемой детали. Импульсный метод контроля основан на явлении отражения УЗК от границы раздела веществ. Высокочастотный генератор им- пульсного дефектоскопа (рис. 6.10) вырабатывает импульсы опре- деленной длины, которые направляются преобразователем в кон- тролируемую деталь. После отражения импульс возвращается к преобразователю, который в это время переключается на прием, оттуда отраженный импульс через усилитель поступает на экран электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Работой высокочастотного генератора управляет синхронизатор, который формирует частоту следования импульсов. Кроме того, син- хронизатор запускает блок развертки. Частота следования высоко- частотных импульсов устанавливается с таким расчетом, чтобы в за- висимости от размеров детали отраженный импульс приходил к пре- образователю раньше посылки следующего импульса. Длительность импульса должна составлять не менее одного периода колебаний. При отсутствии дефекта в детали на экране ЭЛТ будет два им- пульса (зондирующий и донный), расстояние между которыми соответствует толщине детали. Если внутри детали имеется дефект, то между зондирующим и донным импульсами появится импульс, отраженный от дефекта (см. рис. 6.10). Расстояние между зондиру- ющим импульсом и отраженным от дефекта определяет глубину расположения дефекта. Чем больше дефект, тем больше акусти- ческой энергии от него отразится, тем больше будет амплитуда импульса, отраженного от дефекта. По этой амплитуде можно опре- делить относительный размер дефекта. Достоинства метода: односторонний доступ к детали; возмож- ность определения размеров и расположения дефекта по глубине; высокая чувствительность. Недостаток метода — это наличие «мер- 102
твой» зоны, которая представляет собой неконтролируемый по- верхностный слой, из-за которого на экране ЭЛТ отраженный от дефекта импульс совпадает с зондирующим импульсом. Для ультразвукового контроля используют дефектоскопы УДМ-3, УДЦ-100, УДЦ-105М, ДУК-66, УЗД-НИИМ-5, УЗД-7Н, УД-10П, УД-11ПУ и др. Капиллярные методы контроля основаны на проникновении жидкостей в скрытые области невидимых поверхностных наруше- ний сплошности и обнаружении дефектов путем образования ин- дикаторных оптически контрастных рисунков, копирующих рас- положение и форму дефектов. Обнаружение невидимой трещины (рис. 6.11) с шириной рас- крытия А происходит путем проявления и увеличения индикаторно- го следа от дефекта до размера А и создания высокого оптического контраста между поверхностью детали и индикаторным рисунком. Метод обеспечивает обнаружение поверхностных трещин рас- крытием 0,001 мм, глубиной 0,01 мм и длиной более 0,1 мм. Рис. 6.10. Структурная схема импульсного ультрозвукового дефектоскопа: I — контролируемая деталь; 2 — дефект; 3 — преобразователь; 4 — усилитель; 5 — генератор; 6 — синхронизатор; 7 — блок развертки; / — III — импульсы соответственно зондирующий, от дефекта, донный; В — относительный размер дефекта; h — толщина детали; а — глубина расположения дефекта 103
II III Рис. 6.11. Схема выявления дефектов капилярным методом: 1 — контролируемая деталь; 2 — проявляющее вещество; 3 — след пенетранта; 4 — трещина с остатками пенетранта; I — III — соответственно источник ультрафиолетового излуче- ния, источник света при цветном контроле, глаз наблюдателя Капиллярные методы предназначены для обнаружения поверх- ностных и сквозных трещин в магнитных и немагнитных материа- лах. Достоинства методов: высокая чувствительность и разрешаю- щая способность; наглядность результатов контроля и возможность определения направления, протяженности и размеров дефекта; возможность контроля изделий из любых материалов; высокая сте- пень обнаружения дефектов. Недостатки методов: высокая трудо- емкость; большая длительность процесса (0,5... 1,5 ч на одно изме- рение); громоздкость применяемого оборудования. По характеру следов проникающих жидкостей и особенностям их обнаружения различают следующие методы капиллярной де- фектоскопии: яркостный (ахроматический), цветной (хроматичес- кий), люминесцентный, люминесцентно-цветной. К яркостным методам капиллярной дефектоскопии можно от- нести простейшие методы керосиновой или керосино-масляной пробы, где в качестве пенетранта используют керосин, жидкие масла или их смесь, а в качестве проявителя применяют мел в виде порошка или суспензии. Пенетрант, попадая в слои мела, вызывает его потемнение, которое легко обнаруживается визуаль- но при дневном свете. При цветной дефектоскопии в результате проявления проника- ющей жидкости над дефектом появляется красный индикаторный след, который четко обнаруживается на светлом фоне проявителя. 104
При люминесцентных методах с целью улучшения выявления следов пенетрата в его состав вводят вещества, люминесцирую- щие в ультрафиолетовом свете при облучении контролируемой поверхности. Технология контроля включает следующие основные этапы: подготовку объекта к контролю; обработку контролируемой по- верхности дефектоскопическими материалами; проявление, дефек- тов; обнаружение, измерение дефектов и расшифровку результа- тов контроля; очистку объекта от материалов, применяемых при контроле. Обработка контролируемых объектов дефектоскопическими материалами — это заполнение полостей дефектов индикаторным пенетрантом, удаление его избытка и нанесение проявителя. Из- быток индикаторного пенетранта удаляется протиркой салфетка- ми, промывкой очищающими составами при погружении и т. д. Индикаторный пенетрант представляет собой люминесцентный или цветной состав, химически активный по отношению к про- явителю. Проявитель пенетранта представляет собой состав, пред- назначенный для извлечения пенетранта из полости дефекта и образования индикаторного следа для визуального восприятия де- фекта. Проявитель может быть в жидком, порошкообразном состо- янии или в виде пленки. Проявление следов дефектов представля- ет собой процесс образования рисунков от дефектов на контроли- руемой поверхности. После расшифровки и анализа результатов контроля осуществ- ляется очистка контролируемых поверхностей с применением про- тирки, промывки, обдувки и т.д. Для массового использования составлены специальные комп- лекты: для люминесцентного метода — ЛЮМ, ЛЮМ-А, ЛЮМ-Б, ЛЮМ-В, ДК-2 и ДК-5; для цветного метода — К-М, ДК-1, ДК-3, ДК-4, ДК-6 и ДК-7; для люминесцентно-цветного метода — Аэро- 12А. Эффективны для цветной и люминесцентной дефектоскопии материалы из аэрозольных баллонов, например, КД-40ЛЦ. Для освещения контролируемых поверхностей и возбуждения люминесцентных пенетрантов применяют ртутно-кварцевые газа- зарядные лампы низкого и высокого накаливания и высокого дав- ления типов ПРК-2, ПРК-7, ДРШ-500-3, люминесцентные ртут- ные лампы типа ЛУФЧ-1, обычные источники освещения. Для капиллярного контроля используются дефектоскопы (ДМК-4, У-ДМК-5, КД-31-Л, КД-32-Л, КД-40-ЛЦ, ЛДА-3) и установки для нанесения пенетрантов, проявления, очистки и освещения контро- лируемых поверхностей (КД-21 Л, КД-20Л, ЦКД, УКЛ-1). Контроль герметичности (контроль течеисканием) основан на регистрации или наблюдении проникновения пробных веществ — жидкостей или газов — через стенки конструкции. Его применяют Для обнаружения сквозных дефектов и осуществляют несколькими методами в зависимости от используемых при контроле пробных 105
веществ и способов регистрации или наблюдения прохождения проб- ных веществ через течи в изделии. Компрессионный метод контроля заключается в создании пере- пада давления воздуха или другого газа между внутренней и на- ружной поверхностями контролируемой конструкции и наблюде- нии прохождения газа через течи в изделии по образованию пу- зырьков или по падению давления в объеме контролируемой кон- струкции. Этот метод контроля выполняют: способом обмыливания — в контролируемое изделие под давлением подают воздух. Наружную поверхность изделия по- крывают мыльной пеной, на которой при прохождении газа обра- зуются и в течение длительного времени сохраняются пузырьки газа, которые свидетельствует о наличии трещины; способом погружения изделия в воду, что позволяет определить негерметичность детали по выделению пузырьков газа в месте расположения течи; манометрическим способом, при котором после дос- тижения в контролируемой детали заданного давления пробного газа подачу газа отключают и давление контролируют манометром. При наличии в детали трещины давление падает. Манометричес- кий способ контроля часто совмещают со способом обмыливания; гидравлический метод контроля основан на создании давления пробной жидкости в объеме контролируемой детали. Выявление трещин осуществляют: гидравлическим способом, при котором в качестве пробного вещества используют воду. Избыточное давление воды создают подачей воды под давлением в контролируемый объем. Появление воды в местах расположения течей наблюдают при внеш- нем осмотре детали; люминесцентно-гидравлическим способом, ко- торый основан на использовании в качестве пробного вещества раствора солей флуоресцеина — вещества, водные растворы кото- рого светятся зеленым светом при облучении ультрафиолетовыми лучами. После опрессовки детали раствором солей флуоресцеина наружную поверхность изделия облучают ультрафиолетовыми лу- чами. При наличии в изделии значительных дефектов в местах по- явления раствора флуоресцеина на поверхности изделия наблюда- ют светящиеся зеленым светом точки и полоски; способом фиксации дефектов с использованием ткани или фильтровальной бумаги. Его применяют при контроле участ- ков поверхности детали, недоступных для увлажнения и осмотра при ультрафиолетовом облучении. Контроль отклонений размеров и формы рабочих поверхностей детали. Детали ремонтного фонда имеют износ рабочих поверхнос- тей и отклонения от установленной геометрической формы, кото- рые выявляют с помощью измерительных инструментов и прибо- ров с необходимой для каждого случая точностью. 106
Для проверки размеров деталей при дефектации служат калиб- ры и универсальный инструмент. Для контроля валов используют- ся предельные калибры-скобы (ГОСТ 2216-84, ГОСТ 18355-73, ГОСТ 18356-73), для контроля отверстий — калибры-пробки (ГОСТ 14810-69, ГОСТ 14815-69). Универсальный инструмент включает штангенциркули (ГОСТ 166—80) — для измерения наружных и внутренних размеров дета- лей; штангензубомеры — для измерения толщины зубьев цилиндри- ческих зубчатых колес; штангенглубиномеры (ГОСТ 162—80) — для измерения глубины отверстий и высоты выемок; гладкие микромет- ры (ГОСТ 6507—78) — для измерения наружных размеров деталей; индикаторные нутромеры (ГОСТ 868-82, ГОСТ 9244-75) с ком- плектом сменных измерительных вставок — для измерения внутренних размеров; индикаторы часового типа (ГОСТ 577—68), которые кре- пятся или перемещаются в стойке или штативе (ГОСТ 10197—70) — для измерения линейных размеров и отклонения формы. Отклонения от круглости измеряют кругломерами, от плоско- стности — с помощью плит и щупов или по положению отдель- ных точек, от прямолинейности в плоскости — с помощью пове- рочных линеек, уровней и оптико-механических приборов. Контроль отклонений расположения поверхностей и осей детали. Для оценки точности положения поверхностей, как правило, за- дается база, которой может являться поверхность (плоскость), ее образующая или точка (вершина конуса, центр сферы), ось (ци- линдрическая или коническая поверхность, резьба). За отклонение от параллельности плоскостей принимают раз- ность Д наибольшего и наименьшего расстояния между прилегаю- щими плоскостями в пределах нормируемого участка. Измерение отклонения от параллельности плоскостей на практи- ке осуществляют следующим образом. Деталь одной поверхностью (базовой) устанавливают на поверочную плиту. С помощью измери- тельной головки, закрепленной на стойке, определяют отклоне- ние (рис. 6.12, а). Измерения отклонений от параллельности плос- кости и оси отверстия или двух осей можно проводить с помощью специальных контрольных оправок. На рис. 6.12, б показана схема измерения отклонения от параллельности установочной поверхнос- ти детали и оси отверстия. Деталь устанавливают базовой поверхнос- тью на поверочную плиту. В отверстие детали вводят оправку и с помощью измерительной головки со стойкой определяют отклоне- ние от параллельности как разность двух отсчетов. При такой схе- ме измерения необходимо учитывать, что в технической документа- ции допустимое отклонение от параллельности задается для норми- рованной длины. Так, если на чертеже были заданы отклонения от параллельности на длине детали /, а измерения провели на другой Длине L, то необходимо привести измеренное на длине L откло- нение от параллельности Да к нормированной длине измерений /, т- е. Д = где Д — отклонение от параллельности на длине /. 107
Рис. 6.12. Типовые схемы контроля отклонений от параллельности: а — с помощью измерительной головки, закрепленной на стойке; б — с помо- щью специальных оправок За отклонение от перпендикулярности принимают отклонение угла между плоскостями, осями или осью и плоскостью от прямо- го угла 90°, выраженное в линейных единицах А на длине норми- руемого участка от прилегающих поверхностей или линий. Измерение отклонения от перпендикулярности плоскостей или торцовых поверхностей деталей относительно осей отверстий или валов (рис. 6.13, а). Приспособление центрируют в отверстии дета- ли, индикатор устанавливают на нуль. Затем его поворачивают вместе с приспособлением вокруг оси отверстия на 360°. При кон- троле отклонения от перпендикулярности оси вала к какой-либо плоскости приспособление выполняют в виде кольца. На кольце параллельно его оси крепят индикатор. Кольцо надевают на вал до упора и поворачивают на 360 °. Рис. 6.13. Типовые схемы контроля отклонений от перпендикулярности: а — плоскостей; б — осей отверстий 108
Отклонение от перпендикулярности осей двух отверстий мож- но осуществить с помощью оправки и специального приспособле- ния мостикового типа (см. рис. 6.13, а). Приспособление с двумя индикаторами и оправкой устанавливают в одно из отверстий. Вто- рую оправку вставляют в другое отверстие. Индикаторы, размеща- емые на нормируемом расстоянии друг от друга, вводят в контакт с поверхностью второй оправки и устанавливают на нуль. Повора- чивают оправку с мостиком на 180°. Полуразность показаний двух индикаторов соответствует отклонению от перпендикулярности. Радиальное и торцовое биения относятся к погрешностям рас- положения поверхностей. За радиальное биение принимают разность Д наибольшего и наи- меньшего расстояний от точек реальной поверхности до базовой оси вращения в сечении, перпендикулярном этой оси. Радиальное биение поверхности может задаваться относитель- но оси вращения детали или относительно других поверхностей. В этом случае последние используют как базовые и деталь устанав- ливают не в центрах, а в призмы на эти поверхности (рис. 6.14, а). За биение измеряемой поверхности относительно установочных поверхностей принимают разность наибольшего и наименьшего показаний измерительного прибора за один оборот детали. Радиальное биение измеряемой поверхности относительно дру- гой может быть оценено при установке детали в центрах. Исполь- зуют приспособление типа мостик, изображенное на рис. 6.14, б. Приспособление подводят к измеряемой детали до контакта упора призмы (в) в 109
с базовой поверхностью. Измерительный наконечник головки ка- сается измеряемой поверхности. За радиальное биение измеряе- мой поверхности относительно базовой принимают разность от- клонений за один оборот детали. За торцовое биение принимается разность А наибольшего и наи- меньшего расстояний от точек торцовой поверхности до плоско- сти, перпендикулярной оси вращения. На рис. 6.14, в изображена схема измерения торцового биения цилиндрической детали, которая установлена базовой поверхнос- тью в призму. Упор расположен на оси детали. Торцовое биение опре- деляют как разность предельных показаний измерительной головки. На чертежах торцовое биение задается в габаритах детали для размера D— наибольшего диаметра проверяемой детали, а изме- ряют биение на диаметре d. Следовательно, получаемый результат измерений необходимо умножить на величину D/d. За отклонение от соосности относительно оси базовой поверх- ности принимается наибольшее расстояние А между осью рассмат- риваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности на длине нормируемого участка, определяемое измерением радиаль- ного биения проверяемой поверхности в заданном сечении и в крайних сечениях при вращении детали вокруг оси базовой повер- хности (рис. 6.15). На рис. 6.15, а показано определение отклонений от соосности шеек вала с использованием двух измерительных приборов, а на рис. 6.15, б — двух отверстий, расточенных в корпусе, с помощью двух оправок и кольца с измерительной головкой. Отклонением от симметричности относительно базового элемен- та называется наибольшее расстояние А между плоскостью сим- метрии (осью) рассматриваемого элемента (или элементов) и плос- костью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка. Рис. 6.15. Типовые схемы контроля соосности: а — с использованием двух измерительных приборов; б — с использованием двух оправок и кольца ПО
Рис. 6.16. Типовые схемы контроля симметричности: а — сквозного отверстия; б — шпоночного паза Контроль отклонения от симметрии осуществляют универсальны- ми измерительными средствами. На рис. 6.16, а показано измерение отклонения от симметрии сквозного отверстия, а на рис. 6.16, б — шпоночного паза. За отклонение от симметрии берется полуразность показаний прибора в I и II положениях. 6.3. Диагностирование составных частей двигателей Состояние сопряжения поршень — поршневые кольца — гильза цилиндра можно оценить по количеству газов, прорывающихся в картер. Этот диагностический параметр измеряют при помощи рас- ходомера КИ-4887-1 (рис. 6.17), предварительно прогрев двигатель до нормального теплового режима. Прибор имеет трубу с входным 5 и выходным 6 дроссельными кранами. Входной патрубок 4 присоеди- няют к маслозаливной горловине двигателя, эжектор 7 для отсоса газов устанавливают внутри выхлопной трубы или присоединяют к вакуумной установке. В результа- те разрежения в эжекторе картер- ные газы поступают в расходо- мер. Устанавливая при помощи кранов 5 и 6 жидкость в столбиках манометров 2 и 3 на одном уров- не, добиваются, чтобы давление в полости картера было равно ат- мосферному. Перепад давления Дй устанавливают по маномет- ру 1 одинаковым для всех заме- ров при помощи крана 5. По шка- ле прибора определяют количе- ство газов, прорывающихся в картер, и сравнивают его с но- минальным (л/мин): Рис. 6.17. Схема расходомера КИ-4887-1: 1 — 3 — манометры; 4 — входной пат- рубок; 5, 6 — дроссельные краны со- ответственно входной и выходной; 7 — эжектор 111
Двигатель: ЗМЗ-51-11 ...........................22...25 (ПО)* ЗИЛ-130..............................22...28 (120) * В скобках приведены предельные значения Мощность и экономичность двигателя зависят от компрессии в цилиндрах. Компрессия снижается при значительном износе или поломке деталей цилиндропоршневой группы. Перед измерени- ем компрессии промывают воздушный фильтр, контролируют фа- зы газораспределения и регулируют тепловые зазоры клапанов. Перед проверкой компрессии в цилиндрах карбюраторного дви- гателя его прогревают до нормального теплового режима, ос- танавливают, полностью открывают дроссельную и воздушную за- слонки карбюратора, отсоединяют провода от свечей зажигания, очищают и продувают сжатым воздухом углубления для свечей в головках цилиндров и выворачивают все свечи зажигания. Компрессию оценивают по давлению в камерах сгорания двигате- ля при такте сжатия и замеряют компрессометрами моделей 179 (для карбюраторных двигателей) или КН 1125 (для дизельных двигателей). Перед проверкой компрессии в цилиндрах дизельного двигате- ля его прогревают до нормального теплового режима, отсоединя- ют топливопровод высокого давления от форсунки проверяемого цилиндра и надевают на конец топливопровода шланг для отвода топлива в специальный сосуд, снимают форсунку и вставляют в отверстие для нее наконечник компрессометра. Компрессию заме- ряют при частоте вращения коленчатого вала 450...550 мин-1. Техническое состояние цилиндропоршневой группы также опре- деляют по утечке воздуха, замеряемой прибором К-69М: Двигатель............................3M3-53-11 ЗИЛ-130 Предельные значения утечки воздуха, %: при положении поршня в в. м. т...........25 40 » » » вн. м. т.........15 25 Разность утечек воздуха, %.................20 30 Если значение утечки воздуха при положении поршня в в. м. т. больше предельного, следует проверить стетоскопом утечку воз- духа через клапаны и убедиться в отсутствии утечки воздуха через прокладку головки цилиндров двигателя. Если при смачивании прокладки головки цилиндров мыльной водой на ней или в налив- ной горловине радиатора появляются пузырьки воздуха, это сви- детельствует о слабой затяжке гаек головки цилиндров или о на- чале разрушения прокладки. Возможно наличие трещины в блоке цилиндров или камере сгорания. При отсутствии указанных дефектов и больших значениях утеч- ки воздуха при положении поршня в в. м.т. следует продолжить замеры при положении поршня в н. м. т. Результаты замеров сле- дует сравнить с предельными значениями. Если показания прибо- 112
Рис. 6.18. Стетоскопы: а — стержневой; б — трубчатый; 1 — слуховая шайба; 2 — стержень; 3 — наконечник; 4 — слуховой стержень ра нестабильны, а утечки воздуха велики, это свидетельствует о неисправностях механизма газораспределения. Стуки двигателя прослушивают при помощи стержневого (рис. 6.18, а) или трубчатого (рис. 6.18, б) стетоскопов, прикасаясь концом стержня 2 или 4 к зонам прослушивания на двигателе. Состояние коренных подшипников коленчатого вала определя- ют, прослушивая нижнюю часть блока цилиндров при резком от- крытии и закрытии дроссельной заслонки. Изношенные коренные подшипники издают сильный глухой стук низкого тона, усилива- ющийся при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала. Состояние шатунных подшипников коленчатого вала опреде- ляют аналогично. Изношенные шатунные подшипники издают стук среднего тона, по характеру схожий со стуком коренных подшипни- ков, но менее сильный и более звонкий, исчезающий при выклю- чении свечи зажигания или форсунки прослушиваемого цилиндра. Работу сопряжения поршень — гильза цилиндра прослушивают по всей высоте цилиндра при малой частоте вращения коленчато- го вала с переходом на среднюю. Появление звука, напоминающего дрожащий звук колокола, усиливающегося с увеличением нагруз- ки на двигатель и уменьшающегося по мере прогрева двигателя, указывает на возможное увеличение зазора между поршнем и гиль- зой цилиндра, изгиб шатуна, перекос оси шатунной шейки или поршневого пальца, особенно, если у двигателя наблюдается по- вышенный расход топлива и масла. Скрипы и шорохи в сопряже- нии поршень — гильза цилиндра свидетельствуют о начинающем- ся заедании в этом сопряжении, вызванном малым зазором или недостаточным смазыванием. Состояние сопряжения поршневой палец — втулка верхней го- ловки шатуна проверяют, прослушивая верхнюю часть блока ци- линдров при малой частоте вращения коленчатого вала с резким 113
Рис. 6.19. Устройство КИ-11140: переходом на среднюю. Резкий металличес- кий стук, напоминающий частые удары мо- лотком по наковальне и пропадающий при отключении свечей зажигания или форсу- нок, указывает на увеличение зазора меж- ду поршневым пальцем и втулкой, недо- статочное смазывание или чрезмерно боль- шое опережение начала подачи топлива. Сопряжение поршневое кольцо — канав- ка поршня проверяют на уровне н. м. т. хода поршня при средней частоте вращения ко- ленчатого вала. Слабый, щелкающий стук высокого тона, похожий на звук от ударов колец одно о другое, свидетельствует об уве- личенном зазоре между кольцами и порш- невой канавкой либо об изломе колец. Еще одним эффективным методом про- верки состояния кривошипно-шатунного механизма является измерение суммарных зазоров в верхней головке шатуна и ша- тунном подшипнике. Проверку проводят при неработающем двигателе при помощи устройства КИ-11140 (рис. 6.19). Наконечник 3 с трубкой 4 устройства ус- танавливают на место снятой свечи зажи- 1 — индикатор; 2 — ос- нование; 3 — наконеч- ник; 4 — трубка гания или форсунки проверяемого цилин- дра. К основанию 2 через штуцер присое- диняют компрессорно-вакуумную установку. Поршень устанавливают за 0,5... 1,0 мм от в. м. т. на такте сжатия, стопорят коленчатый вал от проворачива- ния и с помощью компрессорно-вакуумной установки поперемен- но создают в цилиндре давление 200 кПа и разряжение 60 кПа. При этом поршень, поднимаясь и опускаясь, выбирает зазоры, сумма которых фиксируется индикатором 1. ГЛАВА 7. КОМПЛЕКТОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ И СБОРКА АГРЕГАТОВ 7.1. Комплектование деталей Комплектование — часть производственного процесса, которая выполняется перед сборкой и предназначена для обеспечения не- прерывности и повышения производительности процесса сборки, для ритмичного выпуска изделий требуемого и стабильного уровня качества и снижения трудоемкости и стоимости сборочных работ. 114
При комплектовании выполняют следующий комплекс работ: накопление, учет и хранение новых, восстановленных и год- ных без ремонта деталей, сборочных единиц и комплектующих изделий, подачу заявок на недостающие составные части; подбор составных частей сборочного комплекта (группы дета- лей, сборочных единиц и комплектующих изделий, составляющих то или иное изделие) по номенклатуре и количеству; подбор сопряженных деталей по ремонтным размерам, размер- ным и массовым группам; подбор и пригонку деталей в отдельных соединениях; доставку сборочных комплектов к постам сборки до начала выполнения сборочных работ. Различают три способа комплектования деталей: штучный, груп- повой и смешанный. При штучном комплектовании к базовой детали подбирают со- прягаемую деталь исходя из величины зазора или натяга, до- пускаемого техническими условиями. Например, к блоку цилинд- ров подбирают поршни. При штучном подборе затрачивается мно- го времени. Этот способ применяют на небольших универсальных ремонтных предприятиях. При групповом комплектовании поле допусков размеров обеих сопрягаемых деталей разбивают на несколько интервалов, а детали по результатам измерений сортируют в соответствии с этими ин- тервалами на размерные группы. Размерные группы сопрягаемых деталей маркируют цифрами, буквами или красками. Групповое ком- плектование применяют для подбора ответственных деталей (гильз, поршней, поршневых пальцев, коленчатых валов, плунжерных пар). При смешанном комплектовании деталей используют оба спосо- ба. Ответственные детали комплектуют групповым, а менее ответ- ственные — штучным способом. Способ комплектования деталей находится в тесной связи со способом обеспечения точности при сборке. Наряду с тремя основными способами комплектования во избе- жание несбалансированности некоторые детали подбирают по массе (например, поршни двигателей внутреннего сгорания). Иногда ком- плектование сопровождается слесарно-подгоночными операциями. Крупногабаритные детали и сборочные единицы (блок и голов- ка цилиндров, картеры, детали кабины, кузова, рамы и др.) целе- сообразно доставлять на посты сборки, минуя комплектовочный участок. При комплектовании на каждое собираемое изделие заполняется комплектовочная карта, в которой указываются: номера цеха, уча- стка, рабочего места, где выполняются сборочные операции; обо- значения деталей, сборочных единиц, материалов и комплектующих изделий; номера цехов, участков, складов, откуда поступают ком- плектующие единицы; количество деталей, материалов и сбороч- ных единиц, подаваемых на рабочие места сборки за смену; нор- 115
мы расхода материалов и комплектующих изделий и др. Кодиро- ванная запись указанной информации позволяет применять вы- числительную технику при ее обработке. На комплектовочном участке имеются столы для контроля де- талей, стеллажи и шкафы для хранения инструмента и при- способлений, слесарные верстаки, прессы и т.д. Рабочие места рекомендуется специализировать по наименованиям агрегатов, узлов. На них должны быть соответствующие чертежи, таблицы посадок деталей, каталоги деталей, входящих в узлы, обязательно наличие местного освещения. 7.2. Методы обеспечения точности сборки Точность сборки — свойство технологического процесса сборки изделия обеспечивать соответствие действительных значений па- раметров изделия значениям, заданным в технической документа- ции. Точность сборки зависит от точности размеров и формы, ше- роховатости сопрягаемых поверхностей деталей, их взаимного по- ложения при сборке, технического состояния средств технологи- ческого оснащения, деформации системы «оборудование — при- способление — инструмент — изделие» в момент выполнения сбор- ки и т. п. Точность сборки аналитически может быть определена с помощью сборочных размерных цепей. Размерная цепь представляет собой замкнутый контур вза- имосвязанных размеров, обусловливающих их численные значе- ния и допуски. Размерная цепь состоит из составляющих, исход- ного (замыкающего) и других видов звеньев. Составляющее звено — звено размерной цепи, измене- ние которого вызывает изменение исходного (замыкающего) звена. Составляющие звенья обозначаются прописными буквами русского алфавита с цифровыми индексами (например, Аь А2 или Бь Б2). Исходное (замыкающее) звено — звено, получаемое в цепи последним в результате решения поставленной задачи при изготовлении или ремонте. Оно обозначается той же буквой алфа- вита с индексом S (например, Ах или Бх). Компенсирующее звено — звено, изменением размера ко- торого достигается требуемая точность замыкающего звена. Компен- сирующее звено обозначается той же буквой алфавита с соответ- ствующим цифровым индексом и буквой к (например, AtK или Б7к). По характеру воздействия на замыкающее звено составляющие звенья могут быть увеличивающими или уменьшающими, т. е. при их увеличении замыкающее звено увеличивается или уменьшается. Увеличивающие звенья могут обозначаться стрелками, направлен- ными вправо — А , уменьшающие — стрелками влево — А . Требуемая точность сборки изделий достигается одним из пяти методов: полной, неполной и групповой взаимозаменяемости, регулирования и пригонки. 116
Метод полной взаимозаменяемости — метод, при котором тре- буемая точность сборки достигается путем соединения деталей без их выбора, подбора или изменения размеров. Применение метода полной взаимозаменяемости целесообразно при сборке соедине- ний, состоящих из небольшого количества деталей, так как уве- личение числа деталей требует обработки сопряженных поверхно- стей с меньшими допусками, что не всегда технически достижимо и экономически целесообразно. Метод неполной взаимозаменяемости — метод, при котором требуемая точность сборки достигается не у всех соединений при сопряжении деталей без их выбора, подбора или изменения раз- меров, а у заранее обусловленной их части, т. е. определенный про- цент (или доли процента) соединений не удовлетворяет требова- ниям точности сборки и требует разборки и повторной сборки. Метод неполной взаимозаменяемости целесообразен, если допол- нительные затраты на выполнение разборочно-сборочных работ меньше затрат на изготовление сопрягаемых деталей с более узки- ми допусками, обеспечивающими получение требуемой точности сборки у всех соединений. Метод групповой взаимозаменяемости (так называемый селектив- ный метод) — метод, при котором требуемая точность сборки достигается путем соединения деталей, принадлежащих к одной из размерных групп, на которые они предварительно рассортиро- ваны. В пределах каждой группы требуемая точность сборки дости- гается методом полной взаимозаменяемости. Данный метод обес- печивает высокую точность сборки, однако сопряжен с дополни- тельной операцией сортировки деталей на размерные группы, не- обходимостью хранения запасов деталей всех размерных групп и невозможностью использования части деталей, когда сопрягаемые детали неравномерно распределяются по размерным группам. Метод регулирования — метод, при котором требуемая точность сборки достигается путем изменения размера одной из деталей (или группы деталей) соединения, называемой компенсатором, без снятия слоя материала. Например, требуемая точность осевого зазора (натяга) соединений с коническими подшипниками каче- ния (дифференциал, главная передача, механизм рулевого управ- ления и др.) обеспечивается изменением толщины неподвижного компенсатора, а точность зазора между торцом клапана и болтом толкателя или коромысла (клапаном-коромыслом) достигается пу- тем изменения положения подвижного компенсатора — регулиро- вочного болта — в осевом направлении. Метод пригонки — метод, при котором требуемая точность сбор- ки достигается путем изменения размера компенсатора со сняти- ем слоя материала. Например, требуемая точность посадки плун- жера в гильзе или клапана в корпусе форсунки, а также герметич- ность в соединении клапан — гнездо головки цилиндров достигается путем притирки. 117
Сборочные размерные цепи рассчитывают одним из двух мето- дов: максимума—минимума или вероятностным. При расчете методом максимума—минимума номинальный раз- мер замыкающего звена размерной цепи т-\ А^ = А,, i=l где $ — передаточное отношение (для цепей с параллельными звеньями £ = 1 — для увеличивающих звеньев; £• = —1 — для умень- шающих звеньев); т — число звеньев размерной цепи; А, — номинальный размер /-го составляющего звена. Допуск замыкающего звена 3^ при расчете методом максиму- ма-минимума определяют по формуле т-\ Ч = 2Ж, /=1 где Зл,. — допуск /-го составляющего звена. 7.3. Виды сборки Виды сборки изделий классифицируются по следующим основ- ным признакам: объект сборки, последовательность сборки, точ- ность сборки, уровень механизации и автоматизации процесса сбор- ки, подвижность изделия при сборке, организация производства. По объекту сборки сборка подразделяется на узловую и общую. Примеры узловой сборки — сборка поршня с шатуном и кольцами, коленчатого вала с маховиком и сцеплением, головки цилиндров с клапанными механизмами, жидкостного и масляного насосов; примеры общей сборки — сборка агрегатов из узлов, сбор- ка автомобиля из агрегатов и узлов. По последовательности сборки выделяют последова- тельную (сборочные операции выполняются одна за другой), па- раллельную (операции выполняются одновременно) и последо- вательно-параллельную (операции выполняются и одна за другой, и одновременно). Поуровню механизации и автоматизации процес- са сборку разделяют на ручную, механизированную, автоматизи- рованную, автоматическую. По состоянию объекта с б о р к и выделяют стационар- ную (неподвижную) и подвижную сборку с непрерывным или пе- риодическим перемещением собираемого изделия между рабочи- ми местами сборки. По организации производства выделяют типовую по- точную, групповую (поточную и непоточную) и единичную как наиболее распространенный вид организации сборки на существу- ющих ремонтных предприятиях. 118
7.4. Виды соединений и технология их сборки При сборке выделяют следующие группы и виды соединений: по сохранению целостности при разборке — разъемные и неразъ- емные; по возможности относительного перемещения составных частей — подвижные и неподвижные; по методу образования — резьбовые, прессовые, шлицевые, шпоночные, сварные, кле- паные, комбинированные и др.; по форме сопрягаемых поверхно- стей — цилиндрические, плоские, конические, винтовые, про- фильные и др. Соединения, содержащие в себе несколько призна- ков, обозначаются соответствующим сочетанием терминов, на- пример неподвижные разъемные резьбовые соединения, подвиж- ные неразъемные профильные соединения. Наиболее распространенными соединениями в конструкции автомобилей являются: разъемные подвижные (поршень — ци- линдр, вал — подшипник скольжения, плунжер — гильза); зубча- тые и шлицевые; разъемные неподвижные (резьбовые, прессовые и шпоночные); неразъемные неподвижные (сварные, паяные, кле- паные, клееные); неразъемные подвижные — радиальные шарико- вые подшипники качения. Сборка резьбовых соединений. При сборке резьбовых соединений должны быть обеспечены: соосность осей болтов, шпилек, винтов с резьбовыми отвер- стиями и необходимая плотность посадки в резьбе; отсутствие перекосов торца гайки или головки болта относи- тельно поверхности сопрягаемой детали, так как перекос являет- ся основной причиной обрыва винтов и шпилек; соблюдение очередности и постоянство усилий затяжки кре- пежных деталей в групповых резьбовых соединениях. Последнее означает, что затяжка гаек (болтов) производится в определенной последовательности (рис. 7.1). Их затягивают крест- накрест в несколько приемов — сначала неполным моментом, а затем окончательным, указанным в нормативно-технической доку- ментации. Контроль момента затяжки резьбовых соединений осуще- ствляют динамометрическими ключами по степени изгиба (рис. 7.2) или кручения стержня ключа либо с помощью предельных муфт, встраиваемых в резьбозавертывающие машины (установки). Сборка прессовых соединений. Качество сборки прессовых сое- динений формируется под воздействием следующих факторов: зна- чения натяга, материала сопрягаемых деталей, геометрических раз- меров, формы и шероховатости поверхностей, соосности деталей и прилагаемого усилия запрессовывания, наличия смазки и др. Применение смазочного материала уменьшает требуемое уси- лие запрессовки и предохраняет сопрягаемые поверхности от за- диров. Качество сборки прессовых соединений определяется также точностью центрирования сопрягаемых деталей (с помощью при- способлений и оправок). 119
Рис. 7.1. Последовательность затяжки гаек (болтов) крепления голов- ки цилиндров: а — двигателей 3M3-53; б — двигателя ЗИЛ-130; в — двигателя ЗИЛ-645 Повышение прочности неподвижных соединений с натягом в 1,5...2,5 раза обеспечивается применением сборки с термовоздей- ствием — нагревом охватывающей и (или) охлаждением охваты- ваемой детали. При этом образуется необходимый сборочный за- зор и не требуется приложение осевой силы. Нагрев деталей осу- ществляется в масляных ваннах, электропечах, индукционных ус- тановках и др. Для охлаждения деталей применяют жидкий азот, сухой лед (твердую углекислоту) в смеси с ацетоном, бензином или спиртом. Сборка соединений с подшипниками качения. При запрессовке под- шипника качения размер его колец изменяется: внутреннее коль- Рис. 7.2. Динамометрический ключ: 1 — держатель накидной головки; 2 — стрел- ка; 3 — упругий стержень; 4 — шкала; 5 — рукоятка цо увеличивается, а наруж- ное уменьшается. Эти из- менения вызывают умень- шение диаметрального за- зора между рабочими по- верхностями колец и ша- риков. Внутреннее кольцо под- шипника, сопряженное с цапфой вала, должно иметь посадку с натягом, а на- ружное — с небольшим за- зором так, чтобы кольцо имело возможность во вре- мя работы незначительно провертываться. 120
При установке в сборочной единице двух или нескольких под- шипников необходимо уделять внимание соосности посадочных поверхностей в корпусных деталях. То же касается и шеек валов. Несоблюдение этого условия может привести к перекосам под- шипников и заклиниванию шариков. При запрессовке подшипников качения с помощью оправок не- обходимо, чтобы усилие запрессовки передавалось непосредствен- но на торец соответствующего кольца: внутреннего — при напрес- совке на вал, наружного — при запрессовке в корпус и на оба торца колец, если подшипники одновременно напрессовываются на вал и входят в корпус. Нагрев подшипников в масляной ванне до 100 °C при установке на вал заметно уменьшает осевое усилие для запрессовки. Целесообразен также нагрев корпусной детали. Схема смеще- ния шестерен для исправле- ния контакта Передний Задний ход ход Схема смещения шестерен для исправления контакта Зуб нарезан не- правильно или оси шестерен направлены не- верно. Брак неисправимый Зуб нарезан неправильно. Брак неиспра- вимый Рис. 7.3. Регулировка контактов зубьев конических шестерен главной передачи Сплошной стрелкой показано направление смещения шестерен для исправле- ния контакта. Если при этом боковой зазор получается чрезмерно большим или малым, то необходимо сместить другую шестерню, как показано прерывистой стрелкой 121
Регулировка радиального зазора в коническом роликовом подшипнике производится смещением наружного или внутренне- го кольца в осевом направлении регулировочным винтом или гай- кой либо путем подбора соответствующего комплекса прокладок. Контроль заданного предварительного натяга после сборки узла осуществляют по моменту, необходимому для прокручивания од- ной из сопряженных деталей относительно неподвижной детали при отсутствии осевого люфта в подшипниковых соединениях. Срок службы подшипников качения зависит в значительной мере от степени предохранения их от грязи и пыли. Поэтому после сборки устанавливают прокладки, задерживающие смазку и предохраняющие подшипник от попадания в рабочую зону пыли и влаги. Сборка зубчатых передач. Сборка цилиндрических зубчатых передач осуществляется методами полной или неполной взаи- мозаменяемости. Перед сборкой зубчатой пары на специальном приспособлении определяют боковой зазор между зубьями для обеспечения плавности работы пары, а при необходимости под- бирают пару. Для правильного зацепления зубчатых цилиндрических колес необходимо, чтобы оси валов лежали в одной плоскости и были параллельны. Их выверка производится регулированием положе- ния гнезд под подшипники в корпусе. После установки зубчатые колеса проверяют по зазору, зацеплению и контакту. При сборке конической пары редуктора заключительной опе- рацией является регулировка зацепления путем осевого переме- щения ведущей шестерни (вперед-назад) и (или) ведомого коле- са (вправо-влево). Это достигается перемещением части регулиро- вочных прокладок с одной стороны на другую. Качество зацепле- ния оценивается размерами, формой и положением пятна кон- такта на зубьях (рис. 7.3), значением бокового зазора между зубья- ми и уровнем шума на специальных стендах, оборудованных шу- моизмерительной аппаратурой. 7.5. Контроль качества сборки В процессе узловой и общей сборки выполняют комплекс кон- трольных операций — проверок: комплектности деталей и сборочных единиц; точности посадок и взаимного расположения сопряженных де- талей и сборочных единиц; использования одноименных размерных групп сопряженных деталей при сборке методом групповой взаимозаменяемости; выполнения технологических требований по сборке, регулиров- ке, приработке и испытанию изделий; герметичности соединений, в том числе качества притирки кла- панов; 122
отсутствия прокладок и сальников, бывших в эксплуатации; смазки деталей сборочных единиц. Производится проверка технологических параметров и опреде- ление функциональных показателей собранных изделий (развива- емая мощность и удельный расход топлива, напор и подача масля- ного насоса, электрические параметры генератора и др.). Контроль сборки осуществляется с применением соответству- ющих средств измерений, которые выбирают с учетом конструк- тивных особенностей изделия, метрологических характеристик, а также себестоимости выполнения контрольной операции. В каче- стве средств измерения используют универсальные штангенинст- рументы, микрометрические и индикаторные инструменты, элек- трические и пневматические приборы и различные специальные контрольные приборы, приспособления, стенды и установки. Обес- печение требуемого уровня качества отремонтированных изделий невозможно без эффективного функционирования службы техни- ческого контроля как неотъемлемой составной части технологи- ческих процессов. В зависимости от стабильности соблюдения качества собранных изделий применяется выборочный или сплошной контроль. Опера- ции технического контроля разрабатываются совместно с опера- циями технологического процесса сборки изделий, которые фор- мируют и определяют заданное качество, а также обеспечивают получение информации для регулирования технологического про- цесса и предупреждения брака. Погрешности сборки по характеру и проявлению могут быть случайными и периодическими. Основные из них — это некаче- ственные посадки, вызывающие появление других неисправностей. Распространенными дефектами являются отклонения от точности взаимного расположения деталей и узлов, неравномерная и бес- порядочная затяжка групп резьбовых соединений, неплотность при- легания сопрягаемых поверхностей и др. Большинство погрешностей сборки возникает из-за низкого ка- чества деталей и узлов, поступающих на сборку, и нарушения технологической дисциплины. 7.6. Балансировка деталей и сборочных единиц Неуравновешенность (дисбаланс) вращающихся частей являет- ся одним из факторов, лимитирующих надежность автомобилей в эксплуатации. Неуравновешенность — состояние, характеризующее- ся таким распределением масс, которое вызывает переменные нагруз- ки на опоры, повышенные износ и вибрацию, способствует быст- рой утомляемости водителя. Дисбаланс изделия — векторная величи- на, равная произведению локальной неуравновешенной массы т на расстояние до оси изделия г или произведению веса изделия G на расстояние от оси изделия до центра масс е, т. е. D = mr = Ge. 123
Дисбаланс возникает в процессе изготовления (восстановления) деталей, сборки узлов и агрегатов и изменяет свое количественное значение в процессе эксплуатации и текущего ремонта. В зависимости от взаимного расположения оси изделия и его главной центральной оси инерции различают три вида неуравно- вешенности: статическую, моментную и динамическую. При статической неуравновешенности ось ОВ вращения детали смещена на эксцентриситет е и параллельна главной центральной оси инерции ОЯ(рис. 7.4, а). Данная неуравновешенность прису- ща дискообразным деталям (маховики, диски сцепления, шкивы, крыльчатки, сцепления в сборе и др.) и проявляется как в стати- ческом, так и в динамическом состоянии. Статическая неу- равновешенность определяется главным вектором дисбалансов Ь„ (статический дисбаланс). При моментной неуравновешенности ось изделия и его главная центральная ось инерции пересекаются в центре масс. Данная не- уравновешенность определяется главным моментом дисбалансов М или двумя равными по значению антипараллельными вектора- ми дисбалансов в двух произвольных плоскостях (рис. 7.4, б). Моментная неуравновешенность является частным случаем бо- лее общей — динамической неуравновешенности, при которой ось изделия и его главная центральная ось пересекаются не в центре масс или перекрещиваются (рис. 7.4, в). Присуща она деталям и узлам типа валов, состоит из статической и моментной неуравно- вешенностей и определяется главным вектором дисбалансов D„ и главным моментом дисбалансов М или двумя приведенными век- Рис. 7.4. Виды неуравно- вешенности: а — статическая; б — дина- мическая; в — смешанная 124
торами дисбалансов (в общем случае разных по значению и непа- раллельных), лежащих в двух выбранных плоскостях. Дисбаланс изделия характеризуется числовым значением (в г • мм, г-см, кг-см) и углом дисбаланса (в град.) в системе координат, связанных с осью изделия. _ Главный вектор дисбалансов D„ может быть разложен на два параллельных Дт| и Цст2, приложенных в выбранных плоскостях, а главный момент дисбалансов М может быть заменен моментом пары равных антипараллельных дисбалансов DM± и Zta в тех же плос- костях. Геометрические суммы D„} + Дн =_Di и D„2 + Dm2 = D2 образуют два приведенных дисбаланса D\ и D2 в выбранных плос- костях, которые полностью определяют динамическую неуравно- вешенность изделия. При вращении неуравновешенного изделия возникает пере- менная по величине и направлению центробежная сила инерции Р = /и гео2 = Ge®1, где со — угловая скорость вращения. Приведение изделий, обладающих неуравновешенностью, в уравновешенное состояние осуществляется их балансировкой, т. е. определением дисбаланса изделия и устранением (уменьшением) его путем удаления или добавления корректирующих в определен- ных точках масс. В зависимости от вида неуравновешенности тела различают два вида балансировки: статическую и динамическую. Статическая балансировка. При такой балансировке определя- ется и уменьшается (до остаточного допустимого значения дисба- ланса) главный вектор дисбалансов D„ путем удаления или добав- ления корректирующей массы тк (обычно в одной плоскости кор- ректировки) так, чтобы /пкгк = тг (см. рис. 7.4, а). Статическая балансировка производится на стендах с призмами или роликами либо на специальных станках для статической балансировки в ди- намическом режиме (при вращении тела). Такая балансировка по- вышает точность балансировки и открывает возможность автома- тизации процесса. Динамическая балансировка. При такой балансировке опреде- ляются и устраняются (уменьшаются) два приведенных дисбалан- са Di и D2 в выбранных плоскостях коррекции путем удаления или добавления двух приведенных корректирующих масс, в общем слу- чае разных по значению и расположенных под разными углами коррекции, в системе координат, связанной с осью детали. При динамической балансировке устраняется (уменьшается) как ста- тическая, так и моментная неуравновешенность, и изделие стано- вится полностью сбалансированным, при этом D„ ® 0 и М « 0 и главная центральная ось инерции совпадает с осью изделия. Величины допустимых при ремонте дисбалансов деталей и сбо- рочных единиц приведены в табл. 7.1. Для балансировки коленчатых валов отдельно и в сборе с махо- виком и сцеплением, карданных валов в числе прочих используют балансировочный станок ЦКБ-2468 (рис. 7.5). Принцип работы стан- 125
Таблица 7.1 Допустимый дисбаланс деталей и сборочных единиц, г • см Сборочные единицы Автомобили легковые грузовые Коленчатый вал 10...15 20...30 Коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением 20...50 50...70 Маховик 30...40 35...60 Ведомый диск сцепления, кожух сцепления в сборе с нажимным диском 10...25 30...50 Карданный вал 15...25 50...70 ка состоит в том, что неуравновешенная масса 6 вызывает колеба- ние маятниковой рамы 1, имеющей пружинную подвеску 5, в го- ризонтальной плоскости. При балансировке левого конца правый конец запирают фиксатором 4. Чем больше неуравновешенная масса, тем больше амплитуда колебаний рамы и тем больше индуктируется ток в ка- тушке 3 индукционного датчика (имеющего линейную характери- стику). Катушка, жестко связанная с рамой станка, колеблется в 3 2 1 Рис. 7.5. Схема балансировоч- ного станка ЦКБ-2468: 1 — рама; 2 — магнит; 3 — ка- тушка; 4 — фиксатор; 5 — под- веска; 6 — неуравновешенная масса; 7 — шарнирное соедине- ние; 8, 11 — лимба; 9 — полу- кольца; 10 — щетки; 12 — мил- ливольтметр 126
поле неподвижного постоянного магнита 2. Ток через полукольца 9 выпрямительного устройства и щетки 10 подается на милливоль- тметр 12. Для исключения влияния привода на балансируемое из- делие применяют шарнирное соединение 7. Чем больше дисбаланс, тем больше показание милливольтметра. С помощью лимба 11 вала выпрямительного устройства и лимба 8 вала привода определяют положение неуравновешенной массы. 7.7. Технологические процессы сборки составных частей автомобилей Сборка двигателя. На специально оборудованных рабочих местах собирают следующие составные части двигателя: поршень с шату- ном, головку цилиндров, коленчатый вал с маховиком и сцепле- нием, масляный и жидкостной насосы и др. Общая сборка двига- теля обычно производится на поточной линии. На автозаводах некоторые сопряженные детали двигателя (блок цилиндров—крышки коренных подшипников, блок цилиндров— картер сцепления и др.) обработаны совместно, поэтому в про- цессе ремонта их нужно сохранять комплектно. Для обеспечения качественной сборки двигателей рекоменду- ется все детали перед сборкой продуть сжатым воздухом, трущие- ся поверхности тщательно протереть, промыть, смазать маслом. Сопряжения кривошипно-шатунного механизма имеют весьма жесткие допуски посадок и должны обеспечивать необходимую герметичность. Для обеспечения качественной сборки шатунно-поршневой группы целесообразно организовать на линии сборки двигателей два рабочих места: первый — для подбора поршней по цилинд- рам, второй — для сборки группы. Цилиндры блока после механиче- ской обработки, мойки и тщательной очистки сортируют на размер- ные группы и маркируют. Поршни (одной массовой группы) подбирают по цилиндрам, согласовывая размерную группу порш- ня с размерной группой каждого цилиндра. На посту сборки груп- пы по подобранному комплекту поршней подбирают комплект поршневых пальцев по размерным группам отверстий в бобышках и затем по поршневым пальцам подбирают комплект шатунов (од- ной массовой группы) соответствующих размерных групп отверстий в верхней головке. После сборки группы следует проверить пра- вильность взаимного положения образующей поверхности юбки поршня и отверстия в верхней головке шатуна. Перед установкой поршневых колец на поршень сначала проверяют их посадку в ка- навках, а затем подгоняют по цилиндрам, исходя из величины зазора в стыке (замке). Надевают и снимают поршневые кольца при помощи съемника. Разница в массе поршней в сборе с шату- нами, устанавливаемых на один двигатель, для ЗИЛ-130 не долж- на превышать 16 г. 127
Окончательную затяжку резьбовых соединений выполняют с требуемым моментом и в соответствующей последовательности. После окончательной затяжки гаек коренных подшипников ко- ленчатый вал должен свободно проворачиваться. Если вал туго проворачивается за маховик, то это свидетельствует о малых зазо- рах, несоосности постелей, изгибе вала или дефектах сборки. Пос- ле сборки двигатель направляют на приработку и испытания. Сборка коробки передач. Технологический процесс сборки ко- робки передач состоит из сборки отдельных узлов, выполняемой на специальных рабочих местах, и общей сборки, осуществляемой обычно на поточной линии. На специально оборудованных рабочих местах вне линии об- щей сборки собирают следующие основные узлы: первичный вал, промежуточный вал, вторичный вал, крышку коробки передач, механизм управления. При установке узлов в картер обращают осо- бое внимание на правильность монтажа подшипников, посадок в сопряжениях, служащих для переключения передач, а также на обеспечение требуемого бокового зазора между зубьями шестерен и осевые зазоры блока шестерен промежуточного вала, шестерен ведомого вала и блокирующих колец синхронизаторов. Шестерни ведомого вала и синхронизаторы должны перемещаться вдоль шли- цев свободно, без заеданий. Собранные коробки передач направляют на испытания. Сборка заднего моста. Процесс сборки заднего моста включает сборку узлов: картера заднего моста с трубами полуосей, сальни- ками и пробками; ведущей конической шестерни с картером под- шипников; дифференциала с ведомой цилиндрической (коничес- кой) шестерней; ведомой конической шестерни с валом ведущей цилиндрической (конической) шестерни; редуктора; ступицы с тормозным барабаном; опорного диска заднего тормоза; регу- лировочного рычага и колесного цилиндра. Особое внимание при сборке уделяется коническим шестерням гипоидной передачи. Качество их зацепления определяется ве- личиной бокового зазора между зубьями, уровнем шума, величи- ной и расположением пятна контакта. Низкое качество сборки резко снижает работоспособность этой передачи вследствие появления задиров и усиливает шум. Величина бокового зазора гипоидной пары должна находиться в пределах 0,12...0,35 мм. Зазор между зубьями замеряют щупом у ши- рокой части зуба не менее чем для трех зубьев ведомой шестерни. Для нормальной установки зубьев по пятну контакта закрепляют стакан в сборе с ведущей конической шестерней на картере ре- дуктора и наносят тонким слоем масляную краску на рабочие по- верхности зубьев ведомой конической шестерни. После этого по- ворачивают вал ведущей конической шестерни в разные стороны, притормаживая ведомую шестерню. Если положение пятна кон- такта неправильное, необходимо произвести регулировку зацеп- 128
дения перемещением ведущей и ведомой шестерен в осевом на- правлении, используя соответствующие наборы прокладок. Пере- мещение ведущей конической шестерни осуществляется изменени- ем толщины прокладок, установленных между фланцами картера вала ведущей шестерни и картером редуктора. Ведомая шестерня перемещается за счет перекладывания прокладок из-под фланцев одной крышки картера редуктора под фланец другой крышки без изменения их общей толщины, чтобы не нарушить регулировку подшипников вала ведущей цилиндрической шестерни. Уровень шума должен быть в пределах допустимых норм: для лег- ковых автомобилей — не более 50, а для грузовых автомобилей — не более 80 дБ. Для создания предварительного натяга конических подшипников вала ведущей конической шестерни применяют на- бор регулировочных шайб, устанавливаемых между торцами внутреннего кольца подшипника и распорной втулки. При этом момент сопротивления вращению вала ведущей шестерни в под- шипниках для автомобиля ЗИЛ-130 должен находиться в пределах 1,0...3,5 Н-м, что соответствует усилию 16,6...58,3 Н. При сборке дифференциала коробки сателлитов ориентируют относительно друг друга, контролируют биение тыльной части ведомой конической шестерни, боковой зазор в зацеплении зубь- ев шестерен полуосей и сателлитов и плавность вращения шесте- рен полуосей. Сборка карданной передачи. Процесс сборки осуществляется из предварительно собранных узлов — карданных валов, промежу- точной опоры шарниров. Детали карданной передачи перед сбор- кой должны быть промыты и обдуты сжатым воздухом, а иголь- чатые подшипники смазаны жидкой смазкой. Смазочные каналы крестовин должны быть прочищены и в их отверстия ввернуты предохранительные клапаны. При сборке карданной передачи ав- томобиля ЗИЛ-130 необходимо следить за тем, чтобы фланцы- вилки у коробки передач и заднего моста находились во взаимно перпендикулярных плоскостях. При сборке карданных передач контролируют осевой люфт крестовин, легкость вращения подшипника опоры, перемещение скользящей вилки и суммарный окружной люфт карданных валов. Проверяют прогиб трубы вала. Собранные карданные валы под- вергают балансировке. При наличии необходимого оборудования рекомендуется проводить балансировку карданной передачи авто- мобиля ЗИЛ-130 в сборе. При этом карданная передача балансиру- ется со стороны переднего и заднего шарниров, а также со сторо- ны промежуточной опоры. Сборка рулевого управления. Процесс сборки рулевого управле- ния с гидроусилителем включает сборку следующих узлов: рулево- го механизма с гидроусилителем, насоса гидроусилителя, кардан- ного вала, колонки. Перед сборкой все детали необходимо тща- тельно промыть и просушить. При сборке необходимо смазывать Кара юдип 129
детали маслом, применяемым для гидроусилителя. После сборки рулевого механизма контролируют момент вращения рулевого винта (он должен быть не более 500 Н • м), эффективность и величину усилия реактивных пружин на всем пути перемещения поршня- рейки. Момент вращения вала рулевого управления должен быть равен 0,3...0,8 Нм, что соответствует усилию 1,2...3,2 Н, прило- женному на радиусе рулевого колеса 240 мм. При сборке насоса гидроусилителя предварительно подбирают лопасти насоса по пазам ротора и золотник по отверстию в крыш- ке, испытывают и регулируют клапаны. 7.8. Механизация и автоматизация процессов сборки Для установки и закрепления собираемых изделий применяют различные захваты, стенды, универсальные и специализирован- ные приспособления с ручными или механизированными зажим- ными устройствами. Наибольшее распространение при сборке по- лучили электрические и пневматические сверлильные и шлифо- вальные машины, гайковерты. Для сборки прессовых соединений широкое применение получили прессы и приспособления с руч- ным или механизированным приводом. На крупных ремонтных предприятиях организация поточной сборки изделий осуществляется с применением поточно-механи- зированных линий на основе эстакад с тележками (с ручным или механизированным перемещением изделия) и комплектом меха- низированных и автоматизированных средств технологического ос- нащения (рис. 7.6). Дальнейшее эффективное развитие авторемонтного производ- ства связано с использованием автоматов и роботизированных комплексов. На рис. 7.7 представлен автомат для сборки шатунно- поршневой группы, работающий следующим образом. Шатун устанавливается в позиции / на палец отверстием в ниж- ней головке и удерживается двумя штифтами. Поршни подаются автоматически на позицию //из нагревательной печи. Поршневые 130
Рис. 7.7. Автомат для сборки шатунно-поршневой группы: 1 — палец; 2, 3 — ролики; 4 — магазин; 5, 6, 7 — разводные механизмы; I — VI — позиции сборки пальцы, подобранные по размерам вне автомата, поступают на позицию сборки с поршнем и шатуном по лотку. Поршень приводится во вращение роликом 3. К последнему поршень прижимается роликами 2, действующими от гидропри- вода. Когда поршень занимает нужное угловое положение, он перемещается на позицию сборки. Одновременно поворачивается стол с шатунами. Один из них, оказавшийся на позиции II, под- нимается, входя в поршень. Далее в отверстие поршня и шатуна входит центрирующий палец 7, а с противоположной стороны в поршень запрессовывается поршневой палец. Центрирующий шток отходит в обратную сторону. По окончании этих действий шатун с поршнем опускаются, а стол поворачивается. В позиции ///устанав- ливаются два стопорных кольца, которые поступают к месту сбор- ки из магазина 4 и вводятся штоком в отверстие поршня до попа- дания их в канавки. В позициях IV, V надеваются поршневые кольца. Кольца нахо- дятся в магазинах и ориентированы замками по ножам. После под- вода к месту сборки кольца разводятся в замках механизмами 5, 6, 7, имеющими вид клещей, расположенных на ползунках. После разведения колец шатун с поршнем поднимается на определен- ную высоту до упора в соответствии с нужным расположением того или иного кольца на поршне. При переключении механизма развода кольца оно оказывается в соответствующей канавке пор- шня. После сборки поршня с шатуном в его нижнюю головку уста- навливаются вкладыши. Автомат для установки коленчатых валов показан на рис. 7.8. Блок Цилиндров 7 шаговым конвейером подается на рабочую позицию. Конвейер 18, расположенный параллельно сборочной линии, с 131
движения блоков Рис. 7.8. Автомат для установки коленчатого вала: 1 — блок; 2— клещи-захваты; 3, 5, 6, 8, 14, 16, 17 — гидроцилиндры; 4 — рычаг; 7 — магазин; 9, 10 — толкатели; 11 — вал; 12 — стойка; 13 — зубчатое колесо; 15 — рейка; 18 — конвейер помощью гидро- цилиндра 16 пе- ремещает коленча- тый вал 11 к меха- низму загрузки шай- бы упорного под- шипника. С помощью гидроцилиндра 17, рейки и зубчатых ко- лес коленчатый вал поднимается, и на него надевается шай- ба упорного под- шипника. Механизм загруз- ки, обеспечиваю- щий поштучную вы- дачу шайб, состоит из магазина 7, тол- кателя 10 и гидроцилиндра 6. С помощью толкателя 9 и гидроци- линдра 8 шайба насаживается на коленчатый вал. Коленчатый вал устанавливается в блок подъемно-поворотным устройством. Пово- ротная стойка 12 с помощью гидроцилиндра 14, рейки 75 и колеса 13 поворачивается. Вместе со стойкой поворачивается и рычаг 4 с клещами-захвата- ми 2, удерживающими коленчатый вал. Подъем и опускание рыча- га осуществляются с помощью гидроцилиндра 5, а зажим и раз- жим клещей-захватов — гидроцилиндром 3. Поршни с шатунами в сборе устанавливают в блок цилиндров со стороны головки цилиндров, но можно и со стороны коленчатого вала, если позволяет пространство между щеками вала и блоком. Первый способ требует специального приспособления для сжатия поршневых колец и ввода поршней в цилиндры, второй позволяет вводить поршни в цилиндры без приспособления (у цилиндров со стороны коленчатого вала имеется конический раструб). ГЛАВА 8. ПРИРАБОТКА И ИСПЫТАНИЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ 8.1. Задачи и классификация испытаний Под испытанием понимают экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объек- та испытаний как результата воздействия на него при его функци- онировании. При испытаниях характеристики свойств объекта мо- 132
гут либо оцениваться, если задачей испытаний является получе- ние количественных или качественных оценок, либо контролиро- ваться, если задачей испытаний является только установление со- ответствия характеристик объекта заданным требованиям. К основным задачам, решаемым в процессе приработки и испы- таний, следует отнести: подготовку агрегата к восприятию эксплуатационных нагрузок, выявление возможных дефектов, свя- занных с качеством восстановления деталей и сборки агрегатов, а также проверку характеристик агрегатов в соответствии с требо- ваниями технических условий или другой нормативной докумен- тации. Под приработкой понимается совокупность мероприятий, направленных на изменение состояния сопряженных поверхно- стей трения с целью повышения их износостойкости. В процессе приработки изменяются микрогеометрия и микротвердость поверх- ностей трения, сглаживаются отклонения от правильной геомет- рической формы. Установлено, что в первый период приработки происходит интенсивное выравнивание шероховатостей, объяс- няющее интенсивное изнашивание и резкое падение потерь на трение. Процесс снятия микронеровностей обычно продолжается десятки минут, а макрогеометрическая приработка заканчивается через 30...40 ч. Испытания классифицируются: по назначению — исследовательские, сравнительные, кон- трольные и определительные; по уровню проведения и с п ы т а н и я — государствен- ные, междуведомственные и ведомственные; по этапу разработки продукции —доводочные, пред- варительные и приемочные; по виду контроля готовой продукции — квалифи- кационные, предъявительские, приемо-сдаточные, периодические, инспекционные, типовые, аттестационные и сертификационные; по условиям и месту проведения — лабораторные, стендовые, полигонные, натурные, с использованием моделей и эксплуатационные; по продолжительности — нормальные, ускоренные и сокращенные; по виду воздействия — механические, климатические, термические, радиационные, электрические, электромагнитные, магнитные, химические и биологические; по результату воздействия — неразрушающие, разру- шающие, на стойкость, на прочность и на устойчивость; по определяемым характеристикам объекта — функциональные, на надежность, граничные, технологические, на транспортабельность. На предприятиях по ремонту автомобилей и их агрегатов испы- таниям подвергаются как отремонтированные изделия (детали, узлы, агрегаты), так и технологические процессы, методы и спо- 133
собы восстановления работоспособности или отдельных свойств объектов ремонта, комплектующие изделия и др. По результатам испытаний составляется протокол испыта- ний, который содержит необходимые сведения об объекте ис- пытаний, применяемых методах, средствах и условиях испы- таний, результаты испытаний, а также заключение по результа- там испытаний. 8.2. Испытания отремонтированных деталей Испытание отремонтированных деталей производится как на этапе разработки метода восстановления, так и при серийном вос- становлении деталей на производстве. При разработке метода вос- становления отремонтированные детали испытывают на точность, потери на трение, прочность, жесткость, теплостойкость, изно- состойкость и виброустойчивость. Испытание деталей при разработке методов восстановления проводят на экспериментальных установках, которые позволяют испытывать образцы, использовать форсированные режимы, про- водить точные измерения, и в натурных узлах и машинах, позво- ляющих выполнять испытания в условиях, близких к эксплуата- ционным. Испытания отремонтированных деталей в условиях про- изводства сводятся к проверке точности обработки и неразрушаю- щему контролю. Параметры деталей при испытании определяют приборами: механическими, пневматическими, оптическими и электрическими. Геометрическую точность проверяют универсальными инструмен- тами для измерения длин, углов, шероховатости поверхности, а также специальными приборами для измерения отдельных дета- лей — зубчатых колес, резьб, подшипников качения. Проверяется также непрямолинейность, неплоскостность поверхностей и точ- ность кинематических цепей. Испытания деталей на трение проводят при исследовательских испытаниях для оценки качества ремонта. При испытаниях на тре- ние определяют механические потери без нагрузки, а также поте- ри под нагрузкой и определяют зависимость КПД от нагрузки. Нагрузку испытываемой детали оценивают с помощью весового устройства балансирного электродвигателя, вал которого опира- ется на подшипники качения. Момент, создаваемый на статоре, уравновешивают грузами или динамометром. Потери под нагруз- кой определяют по разности мощности на входе и выходе. Момент на выходе измеряется и создается механическим, гидравлическим, электрическим или другим тормозом. Испытания на прочность проводятся в рамках исследовательс- ких испытаний для определения напряженного состояния, а так- же статической, циклической и ударной прочности, прочности при низких и высоких температурах и т.д. 134
При приемочных и периодических испытаниях отремонтиро- ванные детали также подвергаются испытанию на жесткость. Опре- деляется жесткость как отношение силы к перемещению в точках и направлениях, наиболее влияющих на работоспособность узла или агрегата. Испытания проводят при постоянном напряжении. Испытания на изнашивание отремонтированных деталей наибо- лее актуальны, поскольку именно износ является одной из основ- ных причин выхода детали из строя. Основная масса деталей автомо- биля работает в условиях граничного жидкостного и полужидкос- тного трения, поэтому при испытаниях деталей, восстановленных тем или иным способом, необходимо учитывать эти виды трения. Износ деталей оценивается при лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаниях. Одним из наиболее распространен- ных способов оценки износа деталей является микрометрирова- ние, при котором линейный износ определяется с помощью из- мерения размеров деталей мерительными инструментами (микро- метры, индикаторы и др.). Износ также можно определять взве- шиванием, в ходе которого определяется суммарный износ по потерям массы с поверхностей трения. Степень износа деталей агрегата возможно оценить, используя метод спектрального анализа. С этой целью производится перио- дический отбор проб масла из масляных ванн картеров испыты- ваемых агрегатов. Износ деталей также можно оценивать с помо- щью радиоактивных индикаторов. Радиоактивный изотоп, предва- рительно введенный в изнашиваемый материал, удаляется вместе с частицами износа, измеряемая при этом радиоактивность ука- зывает значение износа. Метод встроенных датчиков позволяет определять износ с помощью фиксации изменения линейных раз- меров, для чего используются тензодатчики, выходные сигналы которых регистрируются осциллографом. Метод искусственных баз позволяет определить значение износа по изменению размеров искусственно нанесенных углублений, выполненных на изнаши- ваемой поверхности. Углубления выполняют вырезанием лунок, сверлением конических отверстий, отпечатками в форме конуса или пирамиды. 8.3. Испытания отремонтированных агрегатов Испытаниям отремонтированных агрегатов, как правило, пред- шествует их приработка. Приработка и испытания проводятся на завершающей стадии технологического процесса ремонта агрега- тов и выполняются на одном стенде. Целью приработки и испыта- ния отремонтированного агрегата является его подготовка к вос- приятию эксплуатационных нагрузок, выявление дефектов, свя- занных с качеством ремонта деталей и сборки агрегатов, а также проверка соответствия характеристик агрегатов требованиям норма- тивно-технической документации. 135
Отремонтированные агрегаты проходят приемочные, конт- рольные, приемо-сдаточные и эксплуатационные испытания. При- емочные испытания проводят в случае освоения ремонта новой модели автомобиля или использования в отремонтированном аг- регате деталей, восстановленных новым методом. Контрольные ис- пытания проходят все отремонтированные двигатели после при- работки. В ходе контрольных испытаний (они, как правило, со- вмещены с приработкой) проверяется, нет ли резких стуков и шумов, выделяющихся из общего шума работы двигателя, выб- расывания или течи масла, воды или топлива, пропуска отрабо- тавших газов в местах соединений, подсоса воздуха через про- кладки впускной трубы и карбюратора. Приемо-сдаточные испы- тания проходят все отремонтированные двигатели после прира- ботки. Целью приемо-сдаточных испытаний является оценка каче- ства сборки, а также качества приработки сопряжений двигателя. Если в процессе приработки и испытания обнаруживают непо- ладки, то двигатель отправляют на устранение дефектов, а затем повторно испытывают. Приработка и испытания двигателей на АРП производятся на обкаточно-тормозных стендах переменного тока, включающих ус- тройство для вращения двигателя в период холодной обкатки и для поглощения мощности двигателя во время горячей обкатки и испытания, а также дополнительное оборудование, обеспечиваю- щее двигатель топливом, охлаждающей водой и смазкой. Стенд состоит из асинхронной электрической машины АБК, которая при холодной обкатке работает в режиме двигателя (рис. 8.1). Во время горячей обкатки электрическая машина работает в режиме ге- нератора, отдавая ток в электрическую сеть. Эффективную мощность двигателя на стенде определяют путем измерения крутящего момента, развиваемого двигателем при опре- деленной частоте вращения коленчатого вала. Для определения крутящего момента используется тормозное устройство. В первую очередь тормозное устройство предназначено для поглощения ме- ханической энергии и преобразования ее в тепловой или электри- ческий вид энергии. Корпус тормоза балансирно закрепляют на стойках и по углу поворота корпуса электромашины определяют механический момент. Для замера тормозного момента при прира- ботке двигателей под нагрузкой или крутящего момента при хо- лодной приработке используют весовой механизм. Двигатели первой комплектности должны испытываться на топ- ливную экономичность. Топливную экономичность двигателей мож- но определить с помощью расходомера топлива непрерывного дей- ствия фотоэлектрического типа К-427, который позволяет оцени- вать мгновенный и суммарный расходы топлива. Он устанавлива- ется в систему питания двигателя между топливным насосом и карбюратором и фиксирует число оборотов ротора, который при- водится во вращение топливом, протекающим по каналу корпуса. 136
Рис. 8.1. Электротормозной стенд: 1— указатель электротахометра; 2 — термометр для воды; 3 — циферблат весо- вого механизма; 4 — манометр; 5 — термометр для масла; 6 — электрическая балансирная машина АКБ; 7 — муфта; 8 — редуктор; 9 — плита; 10 — рама У двигателей первой комплектности проверяют экологические показатели: токсичность отработавших газов у карбюраторных, дымность у дизельных. Для осуществления этой проверки в газо- провод каждого стенда (до соединения с общим газоотводом) дол- жна быть введена пробоотборная трубка для подсоединения шлан- га к газоанализатору или дымомеру. У отремонтированных двигателей рекомендуется оценивать характеристики вибрации и шума. Спектры шумов исследуют с помощью шумомеров, состоящих из датчика, усилителя и указа- теля шума в децибелах. Общий указатель шума карбюраторного двигателя составляет 103... 105 дБ, а дизеля — ПО... 112 дБ. Оценка уровня вибрации двигателя производится с помощью пьезоэлектри- ческих датчиков, затем сигнал усиливается и фиксируется с по- мощью осциллографа или другого регистрирующего прибора. Уро- вень вибрации на различных частотах позволяет оценивать состоя- ние отдельных подсистем и деталей испытываемого двигателя. Наряду с приемо-сдаточными испытаниями для отремонтиро- ванных двигателей проводят инспекционные испытания, в ходе ко- торых двигатель частично или полностью разбирают с целью оценки состояния рабочих поверхностей основных деталей. Осмотру под- вергают те двигатели, при обкатке и испытаниях которых возник- ли подозрения на возможные появления дефектов, а также среди карбюраторных двигателей проверяется каждый 20-й, а среди ди- зелей — каждый 10-й двигатели. 137
Топливные насосы высокого давления (ТНВД) испытывают по следующим параметрам: неравномерность работы регулятора час- тоты вращения; условная жесткость пружины регулятора; начало действия регулятора; углы начала и конца впрыскивания; нерав- номерность подачи топлива и ряд других. Стенд для испытания и регулирования ТНВД состоит из при- водного механизма, мерного блока с мензурками и стендовыми форсунками, топливного бака, счетчика числа циклов, стробос- копического устройства. Кроме ТНВД, на стендах испытывают топливоподкачивающие на- сосы, фильтры тонкой очистки топлива, муфты опережения впрыски- вания, а на стендах КИ-15711 и -15716 — и ограничители дымления. У форсунок при испытаниях на стенде КИ-15706 проверяют давление начала вспрыскивания топлива, герметичность распы- лителя, качество распыляемого топлива. Давление начала вспрыс- кивания у форсунок различных двигателей находится в пределах 16,5... 18,0 МПа. Герметичность распылителя и качество распыли- вания проверяют визуально. Целью испытаний коробок передач является проверка качества восстановления отдельных деталей и в целом качества сборки. Испы- тания проводят как под нагрузкой, так и без нагрузки. Сначала испытывают без нагрузки на всех передачах при частоте вращения первичного вала 900... 1000 мин-1, затем при 1400... 1500 мин-1. Продолжительность испытания определяется временем, необхо- димым для прослушивания работы коробки передач и выявления дефектов. При тех же частотах испытывают на каждой передаче по 2... 3 мин и под нагрузкой 100... 150 Н • м на первичном валу. В ходе испытаний проверяют, нет ли подтеканий масла, самопроизволь- ного выключения передач, повышенного шума, ударов, стуков. Для испытания коробок передач применяют стенды различной кон- струкции: электромагнитные, с асинхронным электродвигателем, с нагрузкой внутренними силами и с гидравлическим тормозом. Отремонтированные задние мосты испытывают с нагрузкой и без нагрузки, как правило, на стендах с асинхронными электродвигате- лями. Целью испытаний является выявление шумов высокого тона, для чего проводят испытания без нагрузки с частотой вращения ве- дущей конической шестерни 900... 1500 мин-1 и под нагрузкой 10 кВт в течение 10... 15 мин с частотой вращения 900... 1500 мин-1. При испытаниях регулируют тормозные механизмы и проверяют работу главной передачи и дифференциала. При испытаниях не допускается нагрев редуктора и ступиц колес. Требования техники безопасности при проведении испытаний предусматривают проведение инструктажа по общим правилам тех- ники безопасности, инструктажа на рабочем месте. Запрещаются работы по техническому обслуживанию и ремонту стендов без пол- ного снятия напряжения с силового электрошкафа. Необходимо соблюдение чистоты и порядка. Перед проведением испытаний 138
необходимо проверять крепление всех узлов стенда, исправность защитных ограждений, подъемно-транспортных и других механиз- мов. Запрещается во время испытания агрегата проводить работы по креплению и регулировке. Участок испытания и доукомплектова- ния двигателей должен быть обеспечен средствами пожаротушения из расчета на 50 м2 площади пола один огнетушитель ОП-5, один огнетушитель ОУ-5 и ящик с песком вместимостью 0,5 м3. ГЛАВА 9. ОБЩАЯ СБОРКА, ИСПЫТАНИЕ И ВЫДАЧА АВТОМОБИЛЕЙ ИЗ РЕМОНТА 9.1. Организация сборки автомобилей Общую сборку автомобилей производят либо на универсальных рабочих местах при небольшом объеме производства и многоно- менклатурной производственной программе, либо на потоке в слу- чае специализированных предприятий со значительным объемом производства. Общая сборка на ремонтном предприятии должна производиться в той же последовательности и с той же тщатель- ностью, как и сборка нового автомобиля. Сборка на универсальных рабочих местах характеризуется непод- вижностью собираемого автомобиля, к которому подаются все составные части. Такая организация сборки требует про- должительного времени и сборщиков высокой квалификации. Поточная сборка осуществляется при принудительном передви- жении собираемого автомобиля. Автомобиль перемещается конвей- ером, на котором производится процесс сборки. Движение кон- вейера (непрерывное или периодическое) принимается в зависи- мости от размера производственной программы, такта выпуска, сложности сборочных операций и других технологических факторов. Отрезок времени между выходом со сборки двух готовых автомоби- лей называется тактом сборки. Характерными для поточной сборки являются следующие при- знаки: за рабочим местом закреплена определенная сборочная операция; собранный на предыдущем рабочем месте автомобиль передается на следующую операцию немедленно по окончании предыдущей; на всех рабочих местах сборочной линии работа синхронизиро- вана и производится по выбранному такту; сборка механизирована. Процесс сборки начинается, как правило, с установки рамы автомобиля на подставки при сборке на универсальных рабочих Местах или на подвижные тележки при поточной сборке. Затем на базовую сборочную единицу (раму) устанавливают в строгой тех- нологической последовательности все основные узлы и агрегаты: 139
передний и задний мосты, карданную передачу, рулевое управ- ление, двигатель в сборе с коробкой передач, радиатор, кабину, колеса и остальные узлы, механизмы и детали. В процессе сборки выполняются необходимые регулировочные работы. При сборке необходимо обращать внимание на строгое центриро- вание агрегатов относительно друг друга, так как несоблюдение этого условия приводит к чрезмерному износу отдельных агрегатов и их преждевременному выходу из строя в процессе эксплуатации. 9.2. Механизация сборочных работ Выбор средств механизации сборочных работ зависит от коли- чества собираемых автомобилей, а также от требуемой точности сборки. Наибольшая производительность и точность соединения деталей достигаются с помощью различных механизированных инструментов и приспособлений. По принципу действия механи- зированный инструмент с электрическим, пневматическим и гид- равлическим приводом делится на следующие группы: ударного действия — клепальные молотки, шиберы, кернеры; вращательного действия — дрели, шлифовальные машины, гайковерты, отвертки. Приспособления, применяемые при сборке, подразделяются на следующие виды: для установки и соединения деталей — подставки с призмами для установки деталей на валы, поворотные столы для монтажа деталей и др.; для напрессовки на валы зубчатых колес, шкивов, подшипни- ков и т.д.; контрольные приспособления и стенды для проверки качества сборки и определения действительных эксплуатационных характе- ристик сборочного узла или автомобиля. В качестве подъемно-транспортных средств для обеспечения сбо- рочного процесса используются электрические и гидравлические подъ- емники, мостовые краны, однобалочные мостовые краны (кран-бал- ки), поворотные консольные краны, однорельсовые подвесные пути (монорельсы), оборудованные электрическими талями. Транспорти- ровка деталей и узлов осуществляется с помощью электрокаров, элек- тропогрузчиков, рельсовых и безрельсовых тележек, пластинчатых конвейеров (рольгангов), подвесных конвейеров. Для общей сборки автомобилей обычно используются грузоведущие конвейеры (рис. 9.1). Рабочие места сборщиков располагают в порядке последо- вательности операций технологического процесса сборки. При выполнении сборочных работ должны соблюдаться правила тех- ники безопасности. Сборка должна производиться на специальных стендах или при- способлениях, обеспечивающих устойчивое положение собирае- мого изделия или сборочной единицы. Инструмент, используемый 140
Рис. 9.1. Грузоведущий конвейер: 1 — приводная станция; 2 — тяговая цепь; 3 — натяжная станция для сборочных работ, должен находиться в исправном состоянии и соответствовать своему назначению. Электрические и пневматические инструменты перед началом работы необходимо опробовать вхолостую для проверки их исправ- ности. Электрические провода и шланги пневмоинструмента не дол- жны быть натянуты. 9.3. Испытание и выдача автомобилей из ремонта После сборки автомобиль поступает на контроль и испытание. Контроль и испытание автомобиля проводят для проверки комплектности, качества сборочных, регулировочных и крепеж- ных работ, проверки работы и технического состояния всех агре- гатов, механизмов и приборов, дополнительной регулировки, а также для выявления соответствия технических показателей требу- емым техническим условиям. Испытания проводят на стенде с беговыми барабанами. Стенд позволяет проверить работу двигате- ля, агрегатов трансмиссии и ходовой части, а также оценить ос- новные эксплуатационно-технические качества автомобиля (мощ- ность двигателя, тяговое усилие на ведущих колесах, расход топ- лива на различных скоростных и нагрузочных режимах, путь и время разгона до заданной скорости, потери мощности на трение в агре- гатах и ходовой части, наибольший допустимый тормозной путь с определенной скоростью), проверить и отрегулировать установку углов управляемых колес и т.д. Все выявленные при испытании неисправности необходимо устранить. В дополнение к стендовым испытаниям каждый грузовой авто- мобиль после капитального ремонта должен пройти испытание про- бегом на расстояние 30 км с нагрузкой, равной 75 % номинальной грузоподъемности, при скорости не более 30 км/ч, для проверки на управляемость, а также для дополнительного определения со- ответствия технического состояния автомобиля требуемым техни- ческим нормам на различных режимах работы и в различных до- рожных условиях. При пробеге проверяют также исправность и надежность работы всех систем, механизмов и соединений. 141
После испытания пробегом автомобиль тщательно осматривают. Все выявленные пробегом и осмотром дефекты устраняют. При от- сутствии дефектов (или после их устранения) автомобиль посту- пает на окончательную окраску, а затем предъявляется отделу тех- нического контроля (ОТК). На принятом ОТК автомобиле (на пе- редней панели кабины под капотом) ставят приемочное клеймо. Качество отремонтированных автомобилей должно соответство- вать техническим условиям на сдачу в КР и выдачу из ремонта автомобилей, их агрегатов и узлов. На каждый выпускаемый из ремонта автомобиль заказчику выдается паспорт этого автомоби- ля, в котором фиксируется комплектность, техническое состоя- ние и соответствие отремонтированного автомобиля техническим условиям. Технические условия устанавливают гарантированную исправную работу автомобиля в течение определенного времени и до определенного пробега за этот период. Эти сроки службы и про- беги гарантированы при условии эксплуатации автомобилей в со- ответствии с «Положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта» и инструкциями заводов-изготовителей. В течение гарантийного срока все обна- руженные заказчиком неисправности по вине АРП должны быть устранены безвозмездно в течение трех суток со дня предъявления рекламации. Карбюраторные двигатели отремонтированных авто- мобилей в целях ограничения нагрузки на период обкатки снабжа- ют запломбированной ограничительной шайбой, снимать кото- рую в эксплуатации нужно в строгом соответствии с правилами, установленными для новых двигателей. В настоящее время установлен гарантийный срок эксплуатации авто- мобилей — 12 мес со дня выдачи из ремонта при пробегах (для пер- вой категории эксплуатации): не более 20 тыс. км — автобусами; не более 16 тыс. км — прочими автомобилями всех видов и назначений. Гарантийный срок хранения отремонтированных составных ча- стей автомобилей 12 мес с момента выдачи из ремонта при усло- вии соблюдения правил консервации и хранения. При выпуске автомобиля из КР к нему прилагаются следующие документы: паспорт автомобиля с отметкой АРП о произведенном ремон- те, указанием даты выпуска из ремонта, новых номеров шасси и двигателя, а также основного цвета окраски; инструкция по эксплуатации с указанием особенностей эксплу- атации отремонтированных автомобилей в обкаточный и гаран- тийный периоды, а также периодов и организации устранения дефектов в гарантийный период; При выпуске двигателя из КР к нему прилагаются: паспорт; инструкция по эксплуатации с указанием особенностей установки и эксплуатации двигателя в обкаточный и гарантийный периоды. Выпуск из КР автомобилей, их составных частей и деталей (комплектов деталей) оформляется приемо-сдаточным актом. 142
РАЗДЕЛ III. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ГЛАВА 10. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Основная задача, которую преследуют ремонтные предприя- тия, это снижение себестоимости ремонта автомобилей и агрега- тов при обеспечении гарантий потребителей, т. е. гарантии после- ремонтного ресурса. Исследования ремонтного фонда (автомобилей и агрегатов, пос- тупающих в ремонт) показали, что в среднем около 20 % деталей — утильных, 25... 40 % — годных, а остальные 40... 55 % — можно вос- становить. Даже процент утильных деталей можно значительно сни- зить на АРП, если оно будет располагать эффективными способами дефектации и восстановления. Технологии восстановления деталей относятся к разряду наи- более ресурсосберегающих, так как по сравнению с изготовлени- ем новых деталей сокращаются затраты (на 70 %). Основным ис- точником экономии ресурсов являются затраты на материалы. Сред- ние затраты на материалы при изготовлении деталей составляют 38%, а при восстановлении — 6,6 % от общей себестоимости. Для восстановления работоспособности изношенных деталей требует- ся в 5...8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей. Несмотря на рентабельность, трудоемкость восстановления де- талей еще неоправданно высока и даже на крупных ремонтных предприятиях в среднем до 1,7 раз больше трудоемкости изготов- ления одноименных деталей на автомобильных заводах. Мелкосерийный характер производства, использование уни- версального оборудования, частые его переналадки, малые партии восстанавливаемых деталей затрудняют возможность значительно- го снижения трудоемкости отдельных операций. Основное количество отказов деталей автомобилей вызвано износом рабочих поверхностей — до 50%, 17,1% связано с по- вреждениями и 7,8 % вызвано трещинами. Основное место среди всех отказов автомобилей занимает двигатель — это до 43 % отка- зов. Примерно 85 % деталей восстанавливают при износе не более 0,3 мм, т. е. их работоспособность восстанавливается при нанесе- нии покрытия незначительной толщины. Нанесение металла на не- сущие поверхности с последующей механической обработкой по- зволит многократно использовать деталь. 143
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. 10.1 приведена классификация способов восстановле- ния деталей, которые нашли применение в ремонтном производ- стве и обеспечивают необходимые эксплуатационные характерис- тики деталей, а в табл. 10.1 приведены их оценочные показатели. Объемы восстановления деталей на АРП определяются нали- чием соответствующих по наименованию и цене запасных частей. ГЛАВА 11. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СЛЕСАРНО- МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ ПЛ. Обработка деталей под ремонтный размер Обработка поверхностей детали под ремонтный размер эффек- тивна в случае, если механическая обработка при изменении разме- ра не приведет к ликвидации термически обработанного поверхнос- тного слоя детали. Тогда у дорогостоящей детали соединения дефек- ты поверхности устраняются механической обработкой до заранее заданного ремонтного размера (например, шейки коленчатого вала), а другую (более простую и менее дорогостоящую деталь) заменяют новой соответствующего размера (вкладыши). В этом слу- чае соединению будет возвращена первоначальная посадка (зазор или натяг), но поверхности детали, образующие посадку, будут иметь размеры, отличные от первоначальных. Применение вклады- шей ремонтного размера (увеличенных на 0,5 мм) позволит сни- зить трудоемкость и стоимость ремонта при одновременном сохра- нении качества отремонтированных блоков цилиндров и шатунов. Ремонтные размеры и допуски на них устанавливает завод- изготовитель. Восстановление деталей под ремонтные размеры характеризуется простотой и доступностью, низкой трудоемкостью (в 1,5...2,0 раза меньше, чем при сварке и наплавке) и высокой экономической эффективностью, сохранением взаимозаменяемос- ти деталей в пределах ремонтного размера. Недостатки способа — увеличение номенклатуры запасных частей и усложнение организации процессов хранения деталей на складе, комплектования и сборки. Очередной ремонтный размер (рис. 11.1) для вала (знак «—») и отверстия (знак «+») определяют по формуле Д = Д ± 2/(рЯтах + г), (11.1) где Д — z-й ремонтный размер, мм; Д — номинальный размер, мм; z — номер ремонтного размера (z = 1... л); р — коэффициент неравномерности износа; Ятах — максимальный односторонний из- нос, мм; z — припуск на механическую обработку на сторону, мм. 144
У у I I 5 § 2 Газоэлект- рическим [ Газопла- [ менным Детонационным Электродуговым Плазменным Высокочастотным Газокислородным Газовоздушным Пайкой 2 2 2 -L Железнением 1 2 2 > S S К S.S § У 5 -L Никелированием | * § к Меднением | Хромированием | Цинкованием | Кадмированием | Нанесением синтетических материалов Восстановление деталей >2 о 5 i 2 <U §§ »1 <5 if им 1 2 ь» <50 си О си CL S У 2* § 2 2 & * си 2 Слесарной обработкой __________Механической обработкой_________ Под ремонтный размер Постановкой дополнительной ремонтной детали Раздачей | Обжатием I Накаткой Осадкой Вытяжкой Раскаткой Правкой Чеканкой Дуговой — Ручной покрытыми электродами Под флюсом В среде углекислого газа Неплавящимся электродом (вольфрамовым) в среде аргона Вибродуговой Широкослойной Электроконтактной приваркой ленты (проволоки) | Газовой | Плазменной | Лазерной Рис. 10.1. Классификация способов восстановления 145
Таблица 10.1 Характеристики способов восстановления деталей Показатель Сварка ручная Наплавка механизирован- ная Электроли- тические покрытия Плас- тичес- кое де- фор- миро- ва- ние Обра- ботка под ремон- тный раз- мер Поста- новка допол- ни- тель- ной дета- ли элек- тро- дуго- вая газо- вая арго- но- дуго- вая под слоем флю- са виб- роду- го- вая В сре- де СО2 хро- ми- рова- ние же- лез- не- ние Коэффициент: износостойкости (по отношению 0,70 0,70 0,70 0,91 1,00 0,72 1,67 0,91 1,00 0,95 0,90 к стали 45, закаленной ТВЧ) выносливости (по отношению к образцам из стали 45) 0,60 0,70 0,70 0,87 0,62 0,90 0,97 0,82 0,90 0,90 0,90 сцепления 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,82 0,65 1,00 1,00 1,00 долговечности 0,42 0,49 0,49 0,70 0,62 0,63 1,72 0,58 0,90 0,86 0,81 Расчетная толщина покрытия, мм 5,0 3,0 4,0 3...4 2...3 2...3 0,3 0,5 2,0 0,2 5,0 Расход материалов, кг/м2 48 38 36 38 31 30 21 23 — — — Трудоемкость восстановления, ч/м2 60 72 56 30 32 28 54,6 18,6 36,2 16,7 148 Энергоемкость восстановления, 80 520 286 234 256 324 121 126 121 121 кВт • ч/м2 Производительность процесса, м2/ч 0,016 0,014 0,018 0,033 0,031 0,036 0,018 0,054 0,028 0,06 0,007
Р = Ятах/(Ятах - Ят!п), (11.2) где Ят|п — минимальный односторонний износ, мм. Число ремонтных размеров: для вала Я (Д Дп1п)/У, для отверстия И (Дпах 7)н)/у, (11.3) (Н.4) где у = 2(рЯтах + z) — ремонтный интервал; Z>min, Dmm — соответ- ственно минимально допустимый диаметр для вала и максимально допустимый диаметр для отверстия, определяемые из условия проч- ности или нарушения толщины термообработанного слоя. Рис. 11.1. Схема к расчету ремонтных размеров: а — для вала; б — для отверстия Ремонтный интервал зависит от величины износа поверхности Детали за межремонтный пробег автомобиля, припуска на меха- ническую обработку. Значения ремонтных интервалов должны быть Регламентированы соответствующими техническими условиями или Руководствами по ремонту. 11.2. Постановка дополнительной ремонтной детали Способ дополнительных ремонтных деталей (ДРД) применяют Для восстановления резьбовых и гладких отверстий в корпусных Деталях, шеек валов и осей, зубчатых зацеплений, изношенных Плоскостей. 147
При восстановлении детали изношенная поверхность обраба- тывается под больший (отверстие) или меньший (вал) размер и на нее устанавливается специально изготовленная ДРД: ввертыш, втулка, насадка, компенсирующая шайба или планка (рис. 11.2). Крепление ДРД на основной детали производится напрессовкой с гарантированным натягом, приваркой, стопорными винтами, клеевыми композициями, на резьбе. При выборе материала для дополнительных деталей следует учитывать условия их работы и обеспечивать срок службы до очередного ремонта. После установ- ки рабочие поверхности дополнительных деталей обрабатывают- ся под номинальный размер с соблюдением требуемой точности и шероховатости. Усилие запрессовки F подсчитывают по формуле F = fndLp, (11.5) где/» 0,08...0,10 — коэффициент трения; d — диаметр контакти- рующих поверхностей, мм; L — длина запрессовки, мм; р — удель- ное контактное давление сжатия, кгс/мм2. Диаметр контактирующей поверхности: для вала d - dH0 — 25, для втулки d — d„.o + 25, (11-6) (П.7) где dH'O, dB0 — соответственно нижнее и верхнее предельные отклонения вала и втулки, мм; 5 — толщина втулки, мм. Значение минимально допустимой толщины втулки определя- , ют из условия прочности (П.8) 5 = pnd/(2[c]), Рис. 11.2. Восстановление изношенных отверстий (а), шестерен (б), шеек цапф (в), резьб (г) постановкой дополнительных деталей: 1 — изношенная деталь; 2 — дополнительная деталь 148
где п = стт/[а] — запас прочности; [а] — допускаемое напряжение, кгс/см2; от — предел текучести для материала втулки, кгс/см2. К расчетной толщине втулки 5 необходимо прибавить припуск на ее механическую обработку после запрессовки. Удельное контактное давление сжатия между деталями Р = №b/[d(S\/Ei + CV^)], (11.9) где А — максимальный расчетный натяг, мкм; С, и С2 — коэффици- енты охватываемой и охватывающей детали; Е\ и Ег — модули уп- ругости материала охватываемой и охватывающей детали, кгс/мм2. С, = [(J2 + J2)/(J2 - J2)] - (11.10) С2 = [(D2 + J2)/(Z)2 - J2)] - ц2, где d0 — диаметр отверстия охватываемой детали (для вала do = 0), мм; D — наружный диаметр охватывающей детали, мм; gi и ц2 — коэффициенты Пуассона для охватываемой и охватывающей детали (для стали — 0,3; для чугуна — 0,25). Если для постановки ДРД используются тепловые методы сбор- ки, то температуру нагрева охватывающей детали или охлаждения охватываемой детали определяют по формуле Т= 10-3ДА + 5)/(ас0, (11.11) где К = 1,15... 1,30 — коэффициент, учитывающий частичное охлаждение или нагрев при сборке; S — гарантированный зазор, мкм; а — коэффициент линейного расширения охватывающей детали при нагреве или охватываемой при охлаждении. П.З. Заделка трещин в корпусных деталях фигурными вставками Трещины в корпусных деталях (головках и блоках цилиндров двигателей, картерах коробок передач, задних мостах и других де- талях) можно устранить следующими двумя видами фигурных вста- вок (рис. 11.3). Уплотняющие вставки (рис. 11.3, а) применяют для заделки тре- щин длиной более 50 мм с обеспечением герметичности как тол- стостенных, так и тонкостенных деталей. Для тонкостенных деталей используют вставки диаметром 4,8 мм, а для деталей с толщиной стенок 12... 18 мм — 6,8 мм. Для установ- ки уплотняющей фигурной вставки сверлят отверстия диаметром 4,8 или 6,8 мм на глубину 3,5 или 6,5 мм за пределами конца тре- щины на расстояние 4...5 или 5...6 мм соответственно. Затем, ис- пользуя специальный кондуктор (рис. 11.4), последовательно вдоль трещины сверлят такие же отверстия. Через каждые пять отверстий (рис. 11.5) сверлят отверстия поперек трещины — по два с каждой 149
стороны. Отверстия продувают сжатым воздухом, обезжиривают ацетоном, смазывают эпоксидным составом, устанавливают и рас- клепывают фигурные вставки. Вставки диаметром 6,8 мм помеща- ют в отверстие в два ряда. Стягивающие вставки (рис. 11.3, б) используют для стягивания боковых кромок трещины на толстостенных деталях. В деталях свер- лят по кондуктору перпендикулярно трещине четыре или шесть отверстий (по два или три отверстия с каждой стороны) диамет- ром, соответствующим диаметру вставки, с шагом, большим на 0,1 ...0,3, и глубиной 15 мм. Перемычку между отверстиями удаля- ют специальным пробойником в виде пластины шириной 1,8 или 3,0 мм в зависимости от размеров вставки. В паз запрессовывают Рис. 11.3. Фигурные вставки: а — уплотняющие; б — стягивающие 150
Рис. 11.4. Кондуктор для сверления отверстий под фигурные вставки: 1 — шпиндель сверлильной машины; 2 — приспо- собление для сверления; 3 — патрон; 4 — сверло; 5 — кондуктор; 6 — фиксаторы; 7 — просверленные отверстия; 8 — деталь фигурную вставку, ее расклепывают и зачи- щают (опиливанием или переносным враща- ющимся абразивным кругом) этот участок за- подлицо. Фигурные вставки устанавливаются в не- сколько слоев до полного закрытия паза с пос- ледующим расклепыванием каждого слоя. Фи- гурные вставки изготавливают способом во- лочения в виде фасонной ленты из ст. 20, ст. 3. Качество заделки трещины проверяют на герметичность на стенде в течение 3 мин при давлении 0,4 МПа. Для выполнения работ по заделки трещин с использованием фигурных вставок используют следующее обо- рудование: сверлильную машину или электрическую дрель; шли- фовальную машину или станок обдирочно-шлифовальный; кле- пальный молоток; пистолет для обдува детали сжатым воздухом; емкости с ацетоном и с составом на основе эпоксидной смолы. 11.4. Восстановление резьбовых поверхностей спиральными вставками Один из способов восстановления изношенной или поврежден- ной резьбы — это установка резьбовой спиральной вставки. Эти встав- ки увеличивают надежность резьбовых соединений деталей, особенно изготовленных из алюминия и чугуна. Спиральные вставки изготав- ливают из коррозионно-стойкой проволоки ромбического сечения в виде пружинящей спирали (рис. 11.6). Технологический процесс восстановление резьбовой поверхно- сти включает: рассверливание отверстия (см. табл. 21.3) с применением накладного кондуктора и снятие фаски (1x45°). Смещение осей отверстий не более 0,15 мм, перекос осей отверстий не более 0,15 мм на длине 100 мм; нарезание резьбы в рассверленном отверстии детали (см. табл. 21.3). Ско- Рис. 115. схема установки рость резания 4...5 м/мин, частота уплотняющей и стягиваю- вращения 60...80 мин-1; щей вставок 151
Поводок Рис. 11.6. Резьбовая спиральная вставка установка резьбовой вставки в деталь: установить резьбовую вставку в монтажный инстру- мент (рис. 11.7, а); ввести стер- жень инструмента в резьбовую вставку так, чтобы ее техноло- гический поводок вошел в паз нижнего конца стержня; завер- нуть вставку в отверстие нако- нечника инструмента, а затем с помощью инструмента в резьбовое отверстие детали (рис. 11.7, б); вынуть инструмент и удалить (посредством удара бородка) техно- логический поводок резьбовой вставки; контроль качества восстановления резьбы с помощью «проход- ного» и «непроходного» калибра или контрольного болта. При кон- троле резьбовая вставка не должна вывертываться вместе с калиб- ром (контрольным болтом). Проходной калибр, завернутый на всю длину вставки, не дол- жен отклоняться более чем на 0,5 мм в любую сторону. Непроход- ной резьбовой калибр соответствующего размера не должен ввер- тываться в установленную в деталь вставку. Резьбовая вставка дол- жна утопать в резьбовом отверстии не менее чем на один виток резьбы. Выступание ее не допускается. Рис. 11.7. Установка резьбовой вставки: а — в монтажный инструмент; б — в резьбовое отверстие детали 152
11.5. Восстановление посадочных отверстий свертными втулками Восстанавливают свертными втулками посадочные отверстия под подшипники качения. Технологический процесс включает в себя следующие операции: изготовление заготовки свертной втулки. Заготовки свертных втулок получают резкой стальной ленты на полосы шириной Н и длиной L = 1+ 3...5 мм. Толщина ленты зависит от износа детали (табл. 11.1). Длина и ширина заготовки свертной втулки равны /=n(Jmax-X + 8), (11.12) Н= В(1 + у/100), (11.13) где I — длина заготовки свертной втулки, мм; Jmax — максимальный диаметр расточенного отверстия, мм; X — номинальная толщина ленты (табл. 11.1), мм; 8 — допуск на толщину ленты, мм; Н — ширина заготовки свертной втулки, мм; В — ширина восстанавли- ваемой поверхности, мм; у — величина относительной осевой деформации (числовые значения приведены в табл. 11.1); свертывание втулки из заготовки путем ее сгиба на специаль- ных приспособлениях. После свертывания втулки с одного из ее торцов снимают фаску; подготовка ремонтируемого отверстия под свертную втулку: растачивание отверстия; нарезка на обработанной поверхности винтообразной канавки треугольного профиля; установка втулки в ремонтируемое отверстие с помощью специ- альной оправки, которая крепится в пиноли задней бабки токарного станка (рис. 11.8); Таблица 11.1 Параметры стальной ленты в зависимости от износа восстанавливаемого отверстия Увеличение диаметра ремонтируемого отверстия, мм Номинальная толщина ленты, мм Относительная осевая деформация ленты при свертывании, % До 0,5 0,8 15,2 0,5... 0,7 1,0 13,2 0,7... 1,0 1,2 12,5 1,0... 1,2 1,4 11,5 1,2...1,4 1,6 10,2 153
12 3 4 Рис. 11.8. Схема установки свертной втулки в отверстие детали на токарном станке: 1 — деталь; 2 — свертная втулка; 3 — оправка; 4 — штифты; 5 — пиноль задней бабки; 6 — пат- рон станка Рис. 11.9. Схема раскатки сверт- ной втулки: 1 — деталь; 2 — ролики; 3 — под- шипник упорный; 4 — пружина; 5 — регулировочные гайки; 6 — шарнир- ный хвостовик; 7 — свертная втул- ка; 8 — канавка; 9 — кулачок патро- на токарного станка раскатка втулки специальным раскатником (рис. 11.9) на режи- мах: окружная скорость 50...70 м/мин, подача 0,3...0,4 мм/об; обработка фаски в соответствии с чертежом на новую деталь. ГЛАВА 12. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СПОСОБОМ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ 12.1. Сущность процесса Способ пластического деформирования основан на способности деталей изменять форму и размеры без разрушения путем перераспре- деления металла под давлением, т. е. основан на использовании пла- стических свойств металла деталей. Особенность способа — это пе- ремещение металла с нерабочих поверхностей детали на изношен- ные рабочие поверхности при постоянстве ее объема. Пластическому деформированию могут подвергаться детали в холодном или в на- гретом состоянии в специальных приспособлениях на прессах. Стальные детали твердостью до HRC 30 (низкоуглеродистые ста- ли), а также детали из цветных металлов и сплавов обычно деформи- руют в холодном состоянии без предварительной термообработки. При холодном деформировании наблюдается упрочнение металла детали, т. е. происходит наклеп, который повышает предел прочнос- ти и твердости металла при одновременном понижении ее пласти- 154
ческих свойств. Этот процесс требует приложения больших усилий. Поэтому при восстановлении деталей очень часто их нагревают. В нагретом состоянии восстанавливают детали из средне- и вы- сокоуглеродистых сталей. При восстановлении деталей необходи- мо учитывать верхний предел нагрева и температуру конца плас- тического деформирования металла. Относительно низкая темпе- ратура конца деформирования металла может привести к наклепу и появлению трещин в металле. В табл. 12.1 приведены интервалы горячей обработки металлов давлением. В зависимости от конст- рукции детали, характера и места износа нагрев может быть об- щим или местным. Таблица 12.1 Интервалы температур горячей обработки металлов давлением, °C Материал детали Обработка Начало Окончание Сталь с содержанием углерода, %: < 0,3 0,3...0,5 0,5...0,9 1200... 1150 1150...1100 1100... 1050 800... 850 800... 850 800... 850 Сталь: низколегированная среднелегированная высоколегированная 1100 1100...1150 1150 825... 850 850... 875 875... 900 Медные сплавы: бронза латуньЛС59 850 750 700 600 Процесс восстановления размеров деталей состоит из опера- ций: подготовка — отжиг или отпуск обрабатываемой поверхнос- ти перед холодным или нагрев их перед горячим деформировани- ем; деформирование — осадка, раздача, обжатие, вытяжка, прав- ка, электромеханическая обработка и др.; обработка после Деформирования — механическая обработка восстановленных по- верхностей до требуемых размеров и при необходимости терми- ческая обработка; контроль качества. 12.2. Восстановление размеров изношенных поверхностей деталей методами пластического деформирования Осадку (рис. 12.1, а) используют для увеличения наружного ди- аметра сплошных и полых деталей, а также для уменьшения внут- реннего диаметра полых деталей за счет сокращения их высоты 155
(бронзовые втулки и др.). Допускается уменьшение высоты втулок на 8... 10%. При осадке направление действия внешней силы Р перпендику- лярно к направлению деформации 8. Для сохранения формы отвер- стий, канавок и прорезей пред осадкой в них вставляют стальные вставки. Осадку втулок из цветных металлов производят в специаль- ных приспособлениях гидравлическими прессами (рис. 12.1, б). В спе- циальных штампах при нагреве до температуры ковки осадкой вос- станавливают шейки, расположенные на концах стальных валов. Вдавливание (рис. 12.2, а) отличается от осадки тем, что высота детали не изменяется, а увеличение ее диаметра происходит за счет выдавливания металла из нерабочей части. Вдавливанием восстанавливают тарелки клапанов двигателей, зубчатые колеса (рис. 12.2, б), боковые поверхности шлицев на валах (рис. 12.2, в) и т.д. Шлицы прокатывают по направлению их продольной оси заостренным роликом, который внедряется в металл и разводит шлиц на 1,5...2,0 мм в сторону. Инструментом служат ролики ди- аметром 60 мм с радиусом заострения около 0,4 мм. Нагрузка на ролик составляет 2,0...2,5 кН. Раздачу (рис. 12.3, а) применяют для увеличения наружного диаметра пустотелых деталей (втулки, поршневые пальцы и др.) при практически неизменяемой ее высоте. Изменение наружного диаметра детали происходит за счет увеличения ее внутреннего диаметра. При раздаче через отверстие детали продавливают ша- рик (рис. 12.3, б) или специальную оправку (рис. 12.3, в). На увели- чение диаметра влияет материал детали, температура раздачи, ве- личина износа и размеры. При этом возможны укорочение детали и появление в ней трещин. б Рис. 12.1. Пластическое деформирование осадкой: а — принципиальная схема; б — осадка давлением втулки верх- ней головки шатуна; 1,4 — оправки; 2 — втулка; 3 — шатун а 156
Рис. 12.2. Пластическое деформирование вдавливанием: а — принципиальная схема; б — восстановление зубчатых колес; в — вос- становление изношенной части шлица; 1 — выталкиватель; 2 — центриру- ющий конус; 3 — разрезная коническая пружинящая втулка; 4 — пуансон; 5 — ограничительное кольцо; 6 — зубчатое колесо; 7 — матрица Обжатием (рис. 12.4, а) восстанавливают детали с изношен- ными внутренними поверхностями за счет уменьшения наружных размеров, которые не имеют для них значения (корпуса насосов гидросистем, проушины рычагов, вилок и др.). Обжатие осуще- ствляют в холодном состоянии под прессом в специальном при- способлении (рис. 12.4, б). Втулку проталкивают через матрицу, которая имеет сужающее входное отверстие под углом 7...8°, ка- либрующую часть и выходное отверстие, расширяющееся под уг- лом 18...20°. Калибрующая часть матрицы позволяет уменьшить Рис. 12.3. Пластическое деформирование раздачей: а — принципиальная схема; б — объемная раздача шариком; в — объем- ная раздача оправкой 157
1 2 Рис. 12.4. Пластическое деформирование обжатием: а — принципиальная схема; б — приспособление для обжатия втулок; 1 — опорная втулка; 2 — матрица; 3 — восстанавливаемая втулка; 4 — оправка внутренний диаметр детали на величину износа с учетом припус- ка на развертывание до требуемого размера. Наружный размер вос- станавливают одним из способов наращивания. После восстанов- ления детали должны быть проверены на отсутствие трещин. Накатка основана на вытеснении рабочим инструментом матери- ала с отдельных участков изношенной поверхности детали (рис. 12.5). Способ позволяет увеличивать диаметр накатываемой поверхности детали на 0,3...0,4 мм и применяется для восстановления изношен- ных посадочных мест под подшипники качения. К типовым дета- лям, подлежащим ремонту объемной накаткой, относятся чашка коробки дифференциала, валы коробки передач, поворотные цап- фы и т. п. Накатке подвергаются детали без термической обработ- ки, с обильной подачей индустриального масла. Рекомендуется при- менять для деталей, которые воспринимают контактную нагрузку не более 70 кгс/см2. Детали, имеющие твердость HRC < 32, можно восстанавливать в холодном состоянии. При накатке детали необхо- димо соблюдать условие nt=nd, (12.1) где п — число зубьев инструмента; t — шаг накатки, мм; d — диаметр восстанавливаемой поверхнос- Рис. 12.5. Принципиаль- ная схема пластического деформирования накат- кой ти, мм. В качестве инструмента для накатки используют рифленый цилиндрический ролик или обойму с шариками, устанав- ливаемые на суппорте токарного станка. Режимы накатки (м/мин): скорость для роликов из стали — 8...20, чугуна — 10... 15, латуни и бронзы 30...50, алюми- ния — до 90; подача для стали твердо- стью НВ 270... 300: продольная — 0,6, по- перечная — 0,15 мм-1. Число проходов зависит от материала детали, шага и тол- щины выдавливаемого слоя металла. 158
Электромеханическая обработка предназначена для восстанов- ления поверхностей деталей неподвижных сопряжений и состоит в искусственном нагреве металла электрическим током в зоне де- формации, что способствует повышению пластических свойств металла. Схема обработки приведена на рис. 12.6, а. Процесс состо- ит из двух операций (рис. 12.6, б): высадки металла и сглаживания выступов до необходимого размера. а б Рис. 12.6. Пластическое деформирование электромехани- ческой обработкой: а — схема обработки; б — схема высадки и сглаживания; 1 — деталь; 2 — сглаживающая пластина; 3 — высаживающая плас- тина; 4 — понижающий трансформатор Обработку ведут на токарном станке. В резцедержатель суппорта закрепляют специальную оправку с рабочим инструментом. Деталь и инструмент подключают к вторичной обмотке понижающего трансформатора. При вращении детали к ней прижимают инстру- мент, который имеет продольную подачу 5, которая должна быть в 3 раза больше контактной поверхности f пластины. Через зону контакта детали и инструмента (площадь контакта мала) пропус- каю ток 350...700 А напряжением 1... 6 В. Деталь мгновенно нагре- вается до 800...900°C и легко деформируется инструментом. Обра- ботка осуществляется с охлаждением, что способствует закалке поверхностного слоя. В качестве высаживающего и сглаживающего инструмента ис- пользуют пластину или ролик из твердого сплава (для высажива- ния заостренная, а для сглаживания закругленная). При выдав- ливании образуются выступы, аналогичные резьбе. Диаметр де- тали увеличивается от dK до dB. Сглаживание поверхности осуществляют до dK. Ширина сглаживающей пластинки в 3... 5 раз больше подачи. 159
После обработки детали поверхность прерывистая, а площадь контакта с сопрягаемой деталью уменьшается. Предельное уменьше- ние площади контакта допускается 20%. Увеличение диаметра неза- каленных деталей возможно на 0,4 мм, а закаленных — на 0,2 мм. 12.3. Восстановление формы деталей Во время эксплуатации у многих деталей появляются остаточ- ные деформации: изгиб, скручивание, коробление и вмятины (валы, оси, рычаги, рамы, балки, и др.). Для устранения этих де- фектов используют правку. В зависимости от степени деформации и размеров детали применяют механический, термомеханический и термический способы правки. При механической правке используют два способа: давлением и наклепом. Механическая правка давлением может производиться в холод- ном состоянии или с нагревом. Правку в холодном состоянии осущес- твляют у валов диаметром до 200 мм в том случае, если величина (стрела) прогиба/не превышает 1 мм на 1 м длины вала (рис. 12.7). За размер стрелы прогиба принимают половину числового значе- ния биения вала, показываемого индикатором. Для правки вал 4 ставят на призмы или опоры 5 винтового или гидравлического пресса выпуклой стороной вверх и перегибают нажимом штока 3 пресса через прокладку 2 из цветного сплава так, чтобы обратная величина прогиба/ была в 10... 15 раз больше того прогиба/, который имел вал до правки. Точность правки контролируют индикатором 1. Пресс выбирают по усилию правки, которое рассчитывают по формуле Р= 6,8oTJ3/(103/), (12.2) где Р — усилие правки, кН; стт — предел текучести материала вала, МПа; d— диаметр сечения вала, м; / — расстояние между опорами, м. Недостатки механической холодной правки — это опасность обратного действия, снижения усталостной прочности и несущей способности детали. Опасность обратного действия вызвана воз- Рис. 12.7. Схемы холодной плавки вала: а — монтажная; б — расчетная: 1 — инди- катор; 2 — прокладка; 3 — нажимной шток; 4 — вал; 5 — опоры 160
никновением неуравновешенных внутренних напряжения, кото- рые с течением времени, уравновешиваясь, приводят к объемной деформации детали. Ухудшение усталостной прочности деталей происходит за счет образования в ее поверхностных слоях мест с растягивающими напряжениями, причем снижение усталостной прочности достигает 15... 40 %. Для повышения качества холодной правки применяют следую- щие способы: выдерживание детали под прессом в течение дли- тельного времени; двойная правка детали, заключающаяся в пер- воначальном перегибе детали с последующей правкой в обратную сторону; стабилизация правки детали последующей термообработ- кой. Последний способ дает лучшие результаты, но при нагреве может возникнуть опасность нарушения термической обработки детали, кроме того, он дороже первых двух. Механическая горячая правка производится при необходимос- ти устранения больших деформаций детали и осуществляется при температуре 600... 800°C. Нагревать можно как часть детали, так и всю деталь. Правка завершается термической обработкой детали. Правка наклепом (чеканкой) не имеет недостатков, присущих правке давлением. Она обладает простотой и небольшой трудоем- костью. При правильной чеканке достигаются: высокое качество правки детали, которое определяется стабильностью ее во време- ни; высокая точность правки (до 0,02 мм); отсутствие снижения усталостной прочности детали; возможность правки за счет ненаг- руженных участков детали (рис. 12.8). В качестве инструмента для чеканки применяются пневмати- ческие или ручные молотки. От наносимых ударов в поверхност- ном слое детали возникают местные напряжения сжатия, которые вызывают устойчивую деформацию детали. Продолжительность правки зависит от материала детали, энер- гии удара и конструкции ударного бойка. Термический способ правки заключается в нагревании ограни- ченных участков детали (вала) с выпуклой стороны. В результате нагревания металл стремится расшириться. Противодействие со- Рис. 12.8. Правка коленчатого вала наклепом (чеканкой) 6 Карап>дИ1| 161
седних холодных участков приводит к появлению сжимающих уси- лий. Выправление вала происходит под действием стягивающих усилий, которые являются результатом пластического упрочне- ния волокон. Эффективность правки зависит от степени закре- пления концов детали — при жестком закреплении прогиб устра- няется в 5... 10 раз быстрее, чем при незакрепленных концах бал- ки. Оптимальная температура нагрева стальных деталей составляет 75О...85О°С. При термомеханическом способе правки осуществляют равномер- ный прогрев детали по всему деформированному сечению с пос- ледующей правкой внешним усилием. Нагрев осуществляется га- зовыми горелками до температуры отжига (750... 800°C). Правка и рихтовка без нагрева вмятин капотов, крыльев при- меняется, если толщина их стенок не превышает 1 мм. Процесс предварительного выравнивания вмятин происходит выбиванием вогнутой части детали до получения у нее правиль- ной формы и его называют выколоткой. Процесс окончательного выглаживания поверхности после выколотки называют рихтов- кой. При правке вмятины под нее устанавливают поддержку 3 (рис. 12.9, а); ударами выколоточного молотка по вмятине выби- вают ее до уровня неповрежденной части поверхности. Подрав- нивают деревянной или резиновой киянкой оставшиеся после вы- колотки бугорки. При правке вмятин соблюдают следующие тре- бования: глубокие вмятины без острых загибов и складок выравнивают, начиная с середины и постепенно перенося удары к краю; вмятины с острыми углами выбивают, начиная с острого угла или с выправки складки; пологие вмятины выправляют с краев, постепенно перенося удар к середине. Рихтовка может быть ручная и механизированная. Ручную рих- товку выполняют рихтовальными молотками и поддержками, кото- рые подбирают по профилю восстанавливаемых панелей. Под растя- нутую поверхность подставляют поддержку 3 (рис. 12.9, б), которую Рис. 12.9. Выколотка и рихтовка вмятин: а — выколотка; б — рихтовка; 1 — выколотка; 2 — вмятина; 3 — поддержка; 4 — рихтовальный молоток 162
одной рукой прижимают к панели. По лицевой стороне восста- навливаемой поверхности наносят частые удары рихтовальным мо- лотком 4 так, чтобы они попадали на поддержку. При этом удары постепенно переносят с одной точки на другую, осаживая бугорки П поднимая вогнутые участки. Рихтовку продолжают до тех пор, пока ладонь руки не перестанет ощущать шероховатость. При работе не- обходимо ударять всей плоскостью головки молотка. Удары острым краем головки оставляют насечки (рубцы), которые трудно удалить. 12.4. Восстановление механических свойств деталей поверхностным пластическим деформированием Обработка поверхностным пластическим деформированием (ППД) — это вид обработки давлением, при которой с помощью различных инструментов для рабочих тел пластически деформи- руется поверхностный слой материала обрабатываемой детали; применяется при восстановлении деталей из стали, чугуна, цвет- ных металлов и сплавов, обладавших достаточной пластичностью. В результате обработки ППД достигается: сглаживание шерохо- ватости поверхности; упрочнение поверхности; калибрование; об- разование новой геометрической формы поверхности; стабилиза- ция остаточных напряжений структурного состояния. При обработке ППД с осевым перемещением деформирующих роликов пластическое деформирование начинается впереди роли- ков, на некотором расстоянии от поверхности. В зоне контакта деформирующих роликов с обрабатываемой по- верхностью образуется заторможенный (защемленный) клиновид- ный объем металла, способствующий направленному поверхностно- му пластическому деформированию. Металл, в основном, переме- щается в окружном направлении. Внутри выступов микронеровностей наблюдается осевое течение металла. Вершины неровностей пласти- чески деформируются, и происходит смыкание впадин. Уровень рас- положения впадин практически сохраняется постоянным. Роликовые деформирующие инструменты и устройства разли- чаются по виду обрабатываемой поверхности, кинематике про- цесса, форме, размерам, количеству деформирующих элементов, характеру контакта с обрабатываемой поверхностью, способу со- здания и стабильности усилий деформирования и др. По способу создания усилий деформирования роликовые инстру- менты разделяются на регулируемые (жесткие) и самонастраива- ющиеся. В регулируемых деформирующих инструментах усилие дефор- мирования создается за счет натяга — разницы между диаметром обрабатываемой детали и настроечным диаметром инструмента. Обработка регулируемыми инструментами жестких деталей позво- ляет повысить точность размеров, а также исправить форму повер- хности (овальность, конусность). 163
Самонастраивающиеся деформирующие инструменты рекомен- дуется применять при обработке маложестких деталей и материа- лов, подверженных перенаклепу. Они снабжены механизмом (пру- жинным, пневматическим, гидравлическим) для создания необхо- димого усилия деформирования и поддержания его в процессе обработки на определенном уровне; обеспечивают получение равно- мерного упрочнения поверхностного слоя и стабильной шерохо- ватости поверхности. В деформирующих инструментах и устройствах применяются стержневые и кольцевые ролики. Стержневые ролики при- меняют в многороликовом накатом инструменте сепараторного типа, служащем для накатывания деталей, имеющих форму ци- линдра, конуса, а также для накатывания плоских кольцевых по- верхностей, а кольцевые ролики — в инструментах для упроч- няющей и калибрующей обработки деталей, имеющих концентра- торы напряжений в виде галтелей, канавок, а также наружных цилиндрических поверхностей. По кинематике движения деформирующие инструменты и уст- ройства разделяются на простые и дифференциальные. Простые инструменты работают по схеме простого накатывания, деформи- рующий ролик совершает движение вокруг своей оси (материаль- ной или геометрической). Дифференциальные инструменты характеризуются наличием единой опорной поверхности для всех деформирующих роликов, благодаря чему, кроме вращательного движения, они совершают переносное движение относительно обрабатываемой детали. По характеру контакта с обрабатываемой поверхностью дефор- мирующие инструменты разделяются на статические — не- прерывного действия и ударные — импульсные. При обработке статическим инструментом контакт деформирующего ролика с об- рабатываемой поверхностью осуществляется непрерывно под воз- действием постоянного усилия деформирования. Инструменты удар- ного действия снабжены механизмами для прерывания контакта ролика с поверхностью детали. Поверхностное пластическое деформирование цилиндрических отверстий роликовым инструментом осуществляется раскатками. Многороликовые регулируемые дифференцированные раскатки (рис. 12.10) применяются для обработки диаметров отверстий от 25 до 250 мм деталей, изготовленных из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов (с твердостью до 40 HRC). В них деформирую- щие ролики 1 расположены равномерно по окружности в сепарато- ре 3. Опорой роликов является конус 2, установленный на оправ- ке 4. Осевое смещение сепаратора ограничено с одной стороны буртиками оправки, с другой — гайкой 5 и контргайкой 6, пред- назначенными для регулирования размеров раскатки. Пружина 9 служит для автоматического возврата сепаратора с роликами в ис- ходное положение после вывода раскатки из обрабатываемой де- 164
тали. Для уменьшения трения сепаратора об оправку и исключе- ния возможности задиров в сепараторе установлена втулка 8. Осе- вые усилия при обработке воспринимаются подшипником 7. От выпадания ролики предохраняются крышкой. Смазочно-охлажда- ющая жидкость подается через отверстия, имеющиеся в оправке и гайке 10, которая предназначена для крепления опорного конуса. Перед обработкой раскатка регулировочной гайкой настраива- ется на определенный размер, и сепаратор с роликами и пружи- ной отводится до упора в крайнее левое положение. Детали или инструменту сообщается вращение, и раскатка вводится в обраба- тываемое отверстие. Осевая подача инструмента или детали проис- ходит за счет самоподачи или принудительного перемещения. После обработки при выводе инструмента или детали ролики, сжимая пружину, смещаются на меньший диаметр опорного кону- са, и инструмент свободно выходит из обработанного отверстия. Минутная подача (5М) при раскатывании равна SM = Sonp, (12.3) где 50 — подача на один оборот сепаратора с роликами относительно детали, мм; пр — угловая скорость раскатывания, мин-1. Подача на один оборот сепаратора с роликами относительно детали определяется по формуле So = Spz, (12.4) где Sp — подача на один ролик (расстояние между последователь- ными положениями двух соседних роликов на образующей детали), мм/рол; z — число роликов на раскатке, ед. Угловая скорость раскатывания равна пр= 1000Кр/(лЛ), (12.5) где 7Р — окружная скорость раскатывания, м/мин. Рис. 12.10. Многороликовая регулируемая дифференци- альная раскатка: 7 — деформирующиеся ролики; 2 — конус; 3 — сепаратор; 4 — оправка; 5, 10 — гайка; 6 — контргайка; 7 — подшипник; 8 — втулка; 9 — пружина 165
Рис. 12.11. Однороликовый накатник: 1 — упор; 2 — деформирующий ролик; 3 — опорный ролик; 4 — сепаратор; 5 — подшипник; 6 — пружина Поверхностное пластическое де- формирование на- ружных цилиндри- ческих поверхностей роликовым инстру- ментом (рис. 12.11) применяется как для сглаживающей, так и для упрочня- ющей обработки. Стержневой дефор- мирующий ролик 2 устанавливается в сепараторе 4 и опи- рается на опорный ролик 3, смонтированный на подшипнике 5. От выпадания деформирующий ролик 2 удерживается упором 1. Усилие деформирования создается пружиной 6. Инструмент зак- репляется на суппорте токарного станка. Режимы обработки: скорость обкатывания — 60... 100 м/мин; осевая подача 0,1 ...0,4 мм/об; усилие деформирования 50... 500 кгс. После обкатывания достигается шероховатость 0,63...0,08 мкм, сни- маемый припуск 0,005...0,02 мм. При обработке ППД могут возникать дефекты поверхности: от- слаивание металла (шелушение) в результате перенаклепа из-за неправильного выбора режима обработки; вмятины, риски, ско- лы, раковины из-за нарушения целостности рабочей поверхности деформирующего ролика; волнистость из-за неодинаковых диамет- ров рабочих роликов) и формы (из-за наличия концентраторов напряжений и неравножесткости деталей). ГЛАВА 13. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ И НАПЛАВКОЙ 13.1. Общие сведения На сварку и наплавку приходится от 40 до 80% всех вос- становленных деталей. Такое широкое распространение этих спо- собов обусловлено: простотой технологического процесса и при- меняемого оборудования; возможностью восстановления дета- лей из любых металлов и сплавов; высокой производительностью и низкой себестоимостью; получением на рабочих поверхностях деталей наращиваемых слоев практически любой толщины и хи- мического состава (антифрикционные, кислотно-стойкие, жа- ропрочные и т.д.). 166
Нагрев до температуры плавления материалов, участвующих при сварке и наплавке, приводит к возникновению вредных процес- сов, которые оказывают негативное влияние на качество восста- навливаемых деталей. К ним относятся металлургические процес- сы, структурные изменения, образование внутренних напряжений и деформаций в основном металле деталей. В процессе сварки и наплавки происходит окисление металла, выгорание легирующих элементов, насыщение наплавленного ме- талла азотом и водородом, разбрызгивание металла. Соединение наплавленного металла с кислородом воздуха яв- ляется причиной его окисления и выгорания легирующих элемен- тов (углерода, марганца, кремния и др.). Кроме этого, из воздуха в наплавленный металл проникает азот, который является источ- ником снижения его пластичности и повышения предела прочно- сти. Для защиты от этих отрицательных явлений при сварке и на- плавке используют электродные обмазки, флюсы, которые при плавлении образуют шлак, предохраняющий возможный контакт металла с окружающей средой. С этой же целью применяют и за- щитные газы. Влага, которая всегда содержится в гигроскопичных электро- дных обмазках и флюсах, является источником насыщения метал- ла водородом, который способствует повышению пористости на- плавленного металла и возникновению в нем значительных внут- ренних напряжений. Исключить воздействие влаги можно тщательной сушкой электродных обмазок и флюсов. При сварке и наплавке выделяются углекислый и угарный газы, которые бурно расширяются и являются источником разбрызги- вания жидкого металла. Эти потери металла можно уменьшить, если использовать электроды с пониженным содержанием углеро- да, тщательно очищать детали от окислов или вводить в состав электродных обмазок и флюсов вещества, содержащие раскисля- ющие элементы (марганец, кремний). Неравномерный нагрев детали в околошовной зоне (зоне тер- мического влияния) приводит к структурным изменениям в ос- новном металле детали. Механические свойства металла в этой зоне снижаются. Размеры зоны термического влияния зависят от хими- ческого состава свариваемого металла, способа сварки и ее режи- ма. Размеры зоны термического влияния для газовой сварки со- ставляют 25... 30 мм, а при электродуговой сварке — 3...5 мм. Уве- личение сварочного тока и мощности сварочной горелки приводит к расширению зоны термического влияния, а скорости сварки (вы- бором рационального режима) — к уменьшению. Из-за неравномерного (местного) нагрева и структурных превра- щений, происходящих в зоне термического влияния, возникают внутренние напряжения деформации в деталях. Если внутренние напряжения превышают предел текучести материала детали, то возникают деформации. Они могут быть значительно снижены пу- 167
тем нагрева деталей перед сваркой и медленного охлаждения пос- ле сварки, применения специальных приемов сварки и наплавки. В технологический процесс восстановления деталей сваркой и наплавкой входят следующие операции — это подготовка деталей к сварке или наплавке; выполнение сварочных или наплавочных работ; обработка деталей после выполнения сварочных или напла- вочных работ. Порядок выполнения сварочных и наплавочных ра- бот зависит от выбранного способа. 13.2. Сварка и наплавка Ручная сварка и наплавка плавящимися электродами (рис. 13.1). Параметры режима — это сила тока, напряжение и скорость на- плавки. Для получения минимальной глубины проплавления ос- новного металла электрод наклоняют в сторону, обратную направ- лению наплавки. Общие потери при наплавке покрытыми электродами с учетом потерь на угар, разбрызгивание и огарки составляют до 30%. Сила тока зависит от толщины материала ремонтируемого из- делия и определяется по формуле 7 =£8, (13.1) где А: — коэффициент, зависящий от толщины свариваемого изделия (табл. 13.1); 8 — толщина материала, мм. Напряжение дуги составляет 22...40 В. Диаметр электрода равен (табл. 13.1) — 0,58 + (1...2) мм. Длина дуги не должна превы- шать диаметра электрода. Рис. 13.1. Схема ручной наплавки: 1 — основной металл; 2 — наплавленный валик; 3 — шлако- вая корка; 4 — электродный стержень; 5 — покрытие электрод- ного стержня; 6 — газошлаковая защита; 7 — сварочная ванна 168
Таблица 13.1 Зависимость коэффициента к от толщины материала изделия 5, мм 1...2 3...4 5...6 к 25...30 30...45 45...60 2...3 3...4 4...5 Ручная сварка и наплавка используются для устранения тре- щин, вмятин, пробоин, изломов и т.д. В табл. 13.2 приведены спо- собы подготовки поврежденного участка изделия. Для уменьшения вредного последствия рассмотренных в разд. 13.1 явлений сварку и наплавку ведут электродами с обмазкой — тонкой или толстой. Таблица 13.2 Способы подготовки деталей перед сваркой Дефект Способ подготовки поврежденного участка к сварке Инструмент Трещина Зачистка до металлического блеска поверхности вокруг трещины на ширину 12... 15 мм Вырубка канавки вдоль трещины на глубину 1/2 и ширину 2/3 от толщины стенки Бормашина, стальная щетка, шабер, напильник Бормашина, зубило, крейцмейсель, сверло 3 мм Пробоина Зачистка до металлического блеска поверхности вокруг пробоины Изготовление заплаты из стали СтЗ толщиной 2...2,5мм (при расположении пробоины в стенке с необработанной поверхностью заплату изготавливать внахлест, в стенке с обработанной поверхностью — впотай) То же, что и при зачистке трещины Механические ножницы, зубило, молоток Облом Изготовление ремонтной детали по форме обломанной части Зачистка скосов 3x450 в местах стыковки основной и ремонтной деталей Ножовка, напильник Бормашина, напиль- ник Износ резьбовых отверстий — Рассверливание отверстия до полного снятия старой резьбы (при диаметре отверстия менее 12 мм — зенкование отверстия) Сверло (зенкер) 169
Малоответственные детали сваривают электродами с тонкой обмазкой, которые изготовляют из проволоки Св-08. Проволоку рубят на куски длиной 300...500 мм и покрывают обмазкой, со- стоящей из 3/4 мела и 1/4 жидкого стекла, разведенного в воде до сметанообразного состояния. Определяющим при выборе толстых электродов является про- цесс — сварка или наплавка. Для сварки используют электроды, обозначаемые буквой «Э» с двузначной цифрой через дефис, напри- мер Э-42. Цифра показывает прочность сварочного шва на разрыв. Наплавочные электроды обозначают двумя буквами «ЭН» и цифрами, которые показывают гарантированную твердость наплав- ленного данным электродом слоя. Каждому типу электрода соответствует несколько марок соста- вов обмазок. По входящим в них веществам все электродные по- крытия разделяют на следующие группы: рудно-кислое — Р, рути- ловое — Т, фтористо-кальциевое — Ф, органическое — О и др. Наиболее распространены рудно-кислое (ОММ-5, ЦМ-7, ЦМ-8 и др.), рутиловое (АНО-1, АНО-3, АНО-4, АНО-12, ОЗС-З, ОЗС-4, ОЗС-6 и др.) и фтористо-кальциевое покрытия (УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ЦЛ-9, ОЗС-2, АНО-7 и др). Газовая сварка и наплавка. Сущность процесса — это расплавле- ние свариваемого и присадочного металла пламенем, которое обра- зуется при сгорании горючего газа в смеси с кислородом. В качестве горючего газа используют ацетилен, что позволяет обеспечить тем- пературу пламени 3100... 3300 °C. Ацетилен получают с помощью аце- тиленовых генераторов, а кислород сохраняют и транспортируют в стальных баллонах вместимостью 40 л под давлением 15 МПа. Сварку и наплавку осуществляют сварочными горелками. Мощ- ность пламени характеризуется массовым расходом ацетилена, за- висящим от номера наконечника горелки (табл. 13.3). Расход аце- тилена можно определить по формуле А = SR’, где S — толщина детали, мм; R' — коэффициент, характеризующий удельный расход ацетилена на 1 мм толщины детали, м3/(ч-мм) (для чугуна R' — 0,11 ...0,14; для стали — 0,10...0,12; для латуни — 0,12...0,13; для алюминия — 0,06...0,10). Расход кислорода на 10...20% больше, чем ацетилена. При ручной сварке пламя направляют на свариваемые кромки так, чтобы они находились в восстановительной зоне на расстоя- нии 2... 6 мм от конца ядра. Конец присадочной проволоки также держат в восстановительной зоне или в сварочной ванне. Угол наклона ее мундштука горелки к поверхности сваривае- мого металла зависит: от толщины соединяемых кромок изделия. Углы наклона мунд- штука горелки в зависимости от толщины металла при сварке низ- коуглеродистой стали приведены в табл. 13.4; 170
Таблица 13.3 Мундштуки наконечников горелок Номер наконечника Расход ацетилена, дм3/ч Диаметр канала сопла, мм 1 150 1,0 2 250 1,3 3 400 1,6 4 500 2,0 5 1000 2,5 6 1700 3,0 7 2500 3,5 Таблица 13.4 Угол наклона мундштука горелки в зависимости от толщины свариваемого материала Толщина ма- териала, мм До1 1...3 3...5 5...7 7... 10 10...12 12...15 Свыше 15 Угол накло- на, град. 10 20 30 40 50 60 70 80 от теплопроводности металла (чем толще металл и чем больше его теплопроводность, тем угол наклона мундштука горелки дол- жен быть больше, что способствует более концентрированному нагре- ву металла вследствие подведения большего количества теплоты). Существуют два основных способа газовой сварки. Правый (рис. 13.2, а). Процесс сварки ведется слева направо, горелка перемещается впереди присадочного прутка, а пламя на- правлено на формирующийся шов. В результате происходит хоро- шая защита сварочной ванны от воздействия атмосферного возду- ха и замедленное охлаждение сварного шва. Такой способ позволя- ет получить швы высокого качества. Применяют при сварке металла толщиной более 5 мм. Пламя горелки ограничено с двух сторон Кромками изделия, а позади — наплавленным валиком, что зна- чительно уменьшает рассеивание теплоты и повышает степень ее использования. Этим способом легче сваривать потолочные швы, так как в этом случае газовый поток пламени направлен непосред- ственно на шов и тем самым препятствует вытеканию металла из сварочной ванны. 171
Левый (рис. 13.2, б). Процесс сварки выполняют справа нале- во, горелка перемещается за присадочным прутком, а пламя на- правляется на несваренные кромки и подогревает их, подготавли- вая к сварке. Пламя свободно растекается по поверхности металла, что снижает опасность его пережога. Способ позволяет получить внешний вид шва лучше, так как сварщик отчетливо видит шов и может получить его равномерным по высоте и ширине, что осо- бенно важно при сварке тонких листов. Этим способом осуществ- ляют сварку: вертикальных швов снизу вверх; на вертикальных поверхностях горизонтальными швами выполняют сварку, направ- ляя пламя горелки на заваренный шов. Для получения сварного шва с высокими механическими свой- ствами необходимо качественно произвести подготовку сваривае- мых кромок, которая состоит в очистке их от масла, окалины и других загрязнений на ширину 20...30 мм с каждой стороны шва; разделку под сварку, которая зависит от типа сварного соединения; прихватки короткими швами, длина, количество и расстояние между ними зависит от толщины металла, длины и конфигурации шва. При толщине металла до 6... 8 мм применяют однослойные швы, до 10 мм — двухслойные, более 10 мм — трехслойные и более. Перед наложением очередного слоя поверхность предыдущего слоя необходимо хорошо очистить металлической щеткой. Сварку вы- полняют короткими участками, стыки валиков в слоях не должны совпадать. При однослойной сварке зона нагрева больше, чем при многослойной. При наплавке очередного слоя проводят отжиг ни- жележащих слоев. Диаметр присадочной проволоки при сварке левым способом металла толщиной до 15 мм равен d = S/2 + 1, где 5 — толщина свариваемой стали (мм), при правом способе — половине тол- щины свариваемого металла. При сварке металла толщиной более 15 мм применяют проволоку диаметром 6... 8 мм. После сварки, чтобы металл приобрел достаточную пластич- ность и мелкозернистую структуру, необходимо провести проков- ку металла шва в горячем состоянии и последующую нормализа- цию при температуре 800...900°C. а б Рис. 13.2. Основные способы газовой сварки: 1 — формирующий шов; 2 — присадочный пруток; 3 — пламя горелки; 4 — горелка 172
Дуговая наплавка под флюсом. Способ широко применяется для восстановления цилиндрических и плоских поверхностей деталей. Это механизированный способ наплавки, при котором совмеще- ны два основных движения электрода — это его подача по мере оплавления к детали и перемещение вдоль сварочного шва. Сущность способа наплавки под флюсом (рис. 13.3) заключа- ется в том, что в зону горения дуги автоматически подаются сы- пучий флюс и электродная проволока. Под действием высокой температуры образуется газовый пузырь, в котором существует дуга, расплавляющая металл. Часть флюса плавится, образуя вок- руг дуги эластичную оболочку из жидкого флюса, которая защи- щает расплавленный металл от окисления, уменьшает разбрыз- гивание и угар. При кристализации расплавленного металла обра- зуется сварочный шов. Преимущества способа: возможность получения покрытия заданного состава, т. е. леги- рования металла через проволоку и флюс и равномерного по хи- мическому составу и свойствам; защита сварочной дуги и ванны жидкого металла от вредного влияния кислорода и азота воздуха; выделение растворенных газов и шлаковых включений из сва- рочной ванны в результате медленной кристализации жидкого металла под флюсом; возможность использования повышенных сварочных токов, ко- торые позволяют увеличить скорость сварки, что способствует по- вышению производительности труда в 6...8 раз; экономичность в отношении родного металла; отсутствие разбрызгивания металла благодаря статическо- му давлению флюса; возмож- ность получения слоя наплав- ленного металла большой тол- щины (1,5 ...5 мм и более); независимость качества на- плавленного металла от квали- фикации исполнителя; лучшие условия труда свар- щиков ввиду отсутствия ульт- рафиолетового излучения; воз- можность автоматизации тех- нологического процесса. Недостатки способа: значительный нагрев детали; невозможность наплавки в верхнем положении шва и де- талей диаметром менее 40 мм расхода электроэнергии и элект- Рис. 13.3. Схема автоматической ду- говой наплавки цилиндрических де- талей под флюсом: 1 — патрон; 2 — касета; 3 — бункер; 4 — флюс; 5 — деталь 173
из-за стекания наплавленного металла и трудности удержания флюса на поверхности детали; сложность применения для деталей сложной конструкции, не- обходимость и определенная трудность удаления шлаковой корки; возможность возникновения трещин и образования пор в наплав- ленном металле. Режим наплавки определяется силой тока, напряжением, ско- ростью наплавки, материалом электродной проволоки, ее диамет- ром и скоростью подачи, маркой флюса и перемещением элект- рода, шагом наплавки. Силу тока определяют по таблицам или по формуле: 1= + 10J2, (13.2) где d3 — диаметр электрода, мм. При наплавке сварку обычно ведут постоянным током обрат- ной полярности. Напряжение сварочной дуги задают в пределах 25...35 В, скорость наплавки составляет 20...25 м/ч, подачи про- волоки — 75... 180 м/ч. Вылет электрода и шаг наплавки зависят от диаметра проволоки и определяются по формулам: 8 = (10... 12)</э; 5= (2,0...2,5)cf„ (13.3) где 8 — вылет электрода, мм; S — шаг наплавки, мм. Схема дуговой наплавки под флюсом цилиндрических деталей при- ведена на рис. 13.3. Деталь 5 устанавливают в патроне или центрах специально переоборудованного токарного станка, а наплавочный аппарат на его суппорте. Электродная проволока подается из кас- сеты 2 роликами подающего механизма наплавочного аппарата в зону горения электрической дуги. Движение электрода вдоль сва- рочного шва обеспечивается вращением детали, а по длине наплав- ленной поверхности продольным движением суппорта станка. На- плавка производится винтовыми валиками с взаимным их пере- крытием примерно на 1/3. Сыпучий флюс 4, состоящий из отдельных мелких крупиц, в зону горения дуги поступает из бункера 3. Под воздействием высокой температуры часть флюса плавится (рис. 13.4), образуя вокруг дуги эластичную оболочку, которая надежно защи- щает расплавленный металл от действия кислорода и азота. После того как дуга переместилась, жидкий металл твердеет вместе с флюсом, образуя на наплавленной поверхности ломкую шлако- вую корку. Флюс, который не расплавился, может быть снова ис- пользован. Электродная проволока подается с некоторым смеще- нием от зенита «е» наплавляемой поверхности в сторону, проти- воположную вращению детали. Это предотвращает отекание жидкого металла сварочной ванны. Режимы наплавки устанавли- ваются в зависимости от диаметра наплавляемой поверхности де- тали и приведены в табл. 13.5 Для наплавки используются наплавочные головки А-580М, ОКС- 5523, А-765 или наплавочные установки СН-2, УД-209 и другие. 174
При наплавке плоской поверхности на- плавочная головка или деталь совершает по- ступательное движение со смещением эле- ктродной проволоки на 3... 5 мм поперек движения после наложения шва заданной длины. Наплавку шлицев производят в про- дольном направлении путем заплавки впа- дин, устанавливая конец электродной про- волоки на середине впадины между шлица- ми. Основные параметры наплавки плос- ких поверхностей приведены в табл. 13.6. Твердость и износостойкость наплав- ленного слоя в основном зависят от при- меняемой электродной проволоки и мар- ки флюса. Для наплавки используют электро- дную проволоку: для низкоуглеродистых и низколегированных сталей — из мало- углеродистых (Св-08, Св-08А), марган- цовистых (Св-08Г, Св-08ГА, Св-15Г) и кремниймарганцовистых (Св-08ГС, Св- 08Г2С, Св-12ГС) сталей; с большим со- держанием углерода — Нп-65Г, Нп-80, Нп-ЗОХГСА, Нп-4ОХ13 и др. В зависимости от способа изготовле- ния флюсы для автоматической наплав- Рис. 13.4. Схема горения электрической дуги под слоем флюса: 1 — наплавленный металл; 2 — шлаковая корка; 3 — флюс; 4 — электрод; 5 — расплавленный флюс; 6 — расплавленный металл; 7— основной металл; е — сме- ки делят на плавленые, керамические и щение электрода с зенита флюсы-смеси. Плавленые флюсы содер- жат стабилизирующие и шлакообразующие элементы, но в них не входят легирующие добавки, поэтому они не могут придавать слою, наплавленному малоуглеродистой, марганцовистой и кремниймар- ганцовистой проволоками, высокую твердость и износостойкость. Из плавленых флюсов наиболее распространены АН-348А, АН-60, ОСу-45, АН-20, АН-28. Таблица 13.5 Режим наплавки цилиндрических поверхностей Диаметр Сила тока, Скорость, м/ч Смещение детали, мм А подачи проволоки наплавки электрода е, мм 40...50 ПО...130 70... 100 14...18 4...5 60...70 170... 180 70... 120 20...24 5...6 80...90 170...200 120... 150 20...24 6...7 _90... 100 170...200 120... 150 20...24 7...8 175
Таблица 13.6 Основные параметры наплавки плоских поверхностей Износ, мм Сила тока, А Проволока Скорость подачи, м/ч Диаметр, мм 2...3 160...220 100... 125 1,6...2,0 2...4 320...350 150...200 1,6...2,0 4...5 350...460 180...210 2,0 ...3,0 5...6 650...750 200... 250 4,0...5,0 Керамические флюсы (АНК-18, АНК-19, АНК-30, КС-Х14Р, ЖСН-1), кроме стабилизирующих и шлакообразующих элемен- тов, содержат легирующие добавки, главным образом в виде фер- росплавов (феррохрома, ферротитана и др.), дающие слою, на- плавленному малоуглеродистой проволокой, высокую твердость без термообработки и износостойкость. Флюсы-смеси состоят из плавленого флюса АН-348 с порош- ками феррохрома, графита, а также жидкого стекла. Для наплавки деталей с большим износом рекомендуется приме- нять автоматическую наплавку порошковой проволокой, в состав которой входят феррохром, ферротитан, ферромарганец, графито- вый и железные порошки. Используют два типа порошковой про- волоки: для наплавки под флюсом и для открытой дуги без дополни- тельной защиты. Режимы наплавки зависят от марки проволоки и диаметра детали. Разбрызгивание электродного материала во время наплавки можно уменьшить, используя постоянный ток низкого на- пряжения (20 ...21В). Выпускаются проволоки для сварки и наплавки как стальных, так и чугунных деталей (ПП-АН1, ПП-1ДСК и др.) При наплавке могут возникнуть дефекты: неравномерность ширины и высоты наплавленного валика из-за износа мундштука или подающих роликов, чрезмерного вылета электрода; наплыв металла вследствие чрезмерной силы сварочного тока или недо- статочного смещения электродов от зенита; поры в наплавленном металле из-за повышенной влажности флюса (его необходимо про- сушить в течение 1... 1,5 ч при температуре 250...300°С). В ремонтном производстве наплавку под флюсом применяют для восстановления шеек коленчатых валов, шлицевых поверхно- стей на различных валах и других деталей автомобиля. Наплавка в среде углекислого газа. Этот способ восстановления деталей отличается от наплавки под флюсом тем, что в качестве защитной среды используется углекислый газ. Сущность способа наплавки в среде углекислого газа (рис. 13.5) заключается в том, что электродная проволока из кассеты непре- 176
рывно подается в зону сварки. Ток к электродной проволоке подводится через мундштук и наконечник, рас- положенные внутри газоэлектричес- кой горелки. При наплавке металл электрода и детали перемешивается. В зону горения дуги под давлением 0,05. ..0,2 МПа по трубке подается углекислый газ, который, вытесняя воздух, защищает расплавленный металл от вредного действия кисло- рода и азота воздуха. При наплавке используют токар- ный станок, в патроне которого устанавливают деталь 8, на суппор- те крепят наплавочный аппарат 2 (рис. 13.6). Углекислый газ из балло- на 7 подается в зону горения. При выходе из баллона 7 газ резко рас- ширяется и переохлаждается. Для по- догрева его пропускают через элек- трический подогреватель 6. Со- Рис. 13.5. Схема наплавки в среде углекислого газа: 1 — мундштук; 2 — электродная проволока; 3 — горелка; 4 — на- конечник; 5 — сопло горелки; 6 — электрическая дуга; 7 — сва- держащуюся В углекислом газе воду рочная ванна; 8 — наплавленный удаляют С ПОМОЩЬЮ осушителя 5, металл; 9 — наплавляемая деталь который представляет собой патрон, наполненный обезвоженным медным купоросом или силикагелем. Давление газа понижают с помощью кислородного редуктора 4, а расход его контролируют расходомером 3. К достоинствам способа относятся — меньший нагрев деталей; возможность наплавки при любом пространственном положении детали; более высокую по площади покрытия производительность процесса (на 20... 30 %); возможность наплавки деталей диаметром менее 40 мм; отсутствие трудоемкой операции по отделению шла- ковой корки, а к недостаткам — повышенное разбрызгивание ме- талла (5... 10%), необходимость применения легированной прово- локи для получения наплавленного металла с требуемыми свой- ствами, открытое световое излучение дуги. Для наплавки применяют следующее оборудование: наплавоч- ные головки АБС, А-384, А-409, А-580, ОКС-1252М; источники питания ВС-200, ВСУ-300, ВС-400, ПСГ-350, АЗД-7,5/30; подо- греватели газа; осушитель, заполненный силикагелем КСМ круп- ностью 2,8—7 мм; редукторы-расходомеры ДРЗ-1-5-7 или рота- метры РС-3, PC-ЗА, РКС-65, или кислородный редуктор РК-53Б. При наплавке используют материалы: электродную проволо- ку Св-12ГС, Св-0,8ГС, Св-0,8Г2С, Св-12Х13, Св-06Х19Н9Т, Св-18ХМА, Нп-ЗОХГСА; порошковую проволоку ПП-Р18Т, ПП-Р19Т, ПП-4Х28Г и др. 177
Рис. 13.6. Схема установки для дуговой наплавки в уг- лекислом газе: 1 — кассета с проволокой; 2 — наплавочный аппарат; 3 — расходомер; 4 — редуктор; 5 — осушитель; 6 — подогрева- тель; 7 — баллон с углекислым газом; 8 — деталь Режимы наплавки, выполняемой на цилиндрических деталях, приведены в табл. 13.7. Наплавку в среде углекислого газа производят на постоянном то- ке обратной полярности. Тип и марку электрода выбирают в зависи- мости от материала восстанавливаемой детали и требуемых физико- механических свойств наплавленного металла. Скорость подачи про- волоки зависит от силы тока, устанавливаемой с таким расчетом, чтобы в процессе наплавки не было коротких замыканий и обрывов дуги. Скорость наплавки зависит от толщины наплавляемого метал- ла и качества формирования наплавленного слоя. Наплавку валиков осуществляют с шагом 2,5... 3,5 мм. Каждый последующий валик дол- жен перекрывать предыдущий не менее чем на 1/3 его ширины. Твердость наплавленного металла в зависимости от марки и типа электродной проволоки 200...300 НВ. Расход углекислого газа зависит от диаметра электродной про- волоки. На расход газа оказывают также влияние скорость наплав- ки, конфигурация изделия и наличие движения воздуха. Механизированную сварку в углекислом газе применяют при ремонте кабин, кузовов и других деталей, изготовленных из лис- товой стали небольшой толщины, а также для устранения дефек- тов резьбы, осей, зубьев, пальцев, шеек валов и т.д. Электродуговая наплавка неплавящимся электродом (вольфра- мовым) в среде аргона. Этот способ наплавки широко используется для восстановления алюминиевых сплавов и титана. Сущность спосо- ба — электрическая дуга горит между неплавящимся вольфрамо- вым электродом и деталью. В зону сварки подается защитный газ — аргон, а присадочный материал — проволока (так же, как при газовой сварке). Аргон надежно защищает расплавленный металл от окисления кислородом воздуха. Наплавленный металл получа- 178
Таблица Режим наплавки цилиндрических поверхностей Диаметр детали, мм Толщина наплавляе- мого слоя, мм Диаметр электрода, мм Сила тока, А Напряже- ние, В Скорость наплавки, м/ч Смещение электрода, мм Шаг наплавки, мм Вылет электрода, мм Расход углекис- лого газа, л/мин 10...20 0,5...0,8 0,8 70...90 16...18 40...45 2...4 2,5...3,0 7...10 6...8 20...30 0,8...1,0 1,0 85...110 18...20 40...45 3...5 2,8...3,2 3...11 6...8 30...40 1,0...1,2 1,2 90... 150 19...23 35...40 5...8 3,0...3,5 10...12 6...8 40...50 1,2...1,4 1,4 ПО...180 20...24 30...35 6...10 3,5...4,0 10...15 8...10 50...60 1,4...1,6 1,6 140...200 24...28 30...20 7... 12 4,0...6,0 12...20 8...10 60...70 1,6... 2,0 2,0 280...400 27...30 20... 15 8...14 4,5...6,5 18...25 10...12 70...80 2,0...2,5 2,5 280...450 38...30 11...20 9...15 5,0...7,0 20...27 12...15 80...90 2,5...3,0 3,0 300...480 28...32 10...20 9...15 5,0...7,5 20...27 14...18 90... 100 0,8... 1,0 1,0 100...300 18...19 70...80 8...10 2,8...3,2 10...12 6...8 100... 150 0,8...1,0 1,2 130... 160 18...19 70...80 8...12 3,0...3,5 10...13 8...9 200... 300 0,8... 1,0 1,2 150... 190 19...21 20...30 18...20 3,0...3,5 10...13 8...9 200...400 1,8...2,8 2,0 350...420 32...34 25...35 18...22 4,5...6,5 25...40 15...18
ется плотным, без пор и раковин. Добавление к аргону 10... 12% углекислого газа и 2... 3 % кислорода способствует повышению ус- тойчивости горения дуги и улучшению формирования наплавлен- ного металла. Благодаря защите дуги струями аргона (внутренняя) и углекислого газа (наружная) в 3...4 раза сокращается расход ар- гона при сохранении качества защиты дуги. К преимуществам способа относятся — высокая производитель- ность процесса (в 3...4 раза выше, чем при газовой сварке); высо- кая механическая прочность сварного шва; небольшая зона терми- ческого влияния; снижение потерь энергии дуги на световое излу- чение, так как аргон задерживает ультрафиолетовые лучи, а к недостаткам — высокая стоимость процесса (в 3 раза выше, чем при газовой сварке) и использование аргона. Режим сварки определяется двумя основными параметрами: си- лой тока и диаметром электрода. Силу сварочного тока выбирают исходя из толщины стенки свариваемой детали (чем тоньше стен- ка, тем меньше сила сварочного тока) и составляет 100...500 А. Диаметр вольфрамового электрода составляет 4... 10 мм. Устойчивость процесса наплавки и хорошее формирование на- плавленного металла позволяют вести процесс на высоких скоро- стях — до 150 м/ч и выше. Для наплавки в среде защитных газов применяют специальные автоматы и установки АГП-2, АДСП-2, УДАР-300, УДГ-501; полуавтоматы А-547Р, Л-537, ПШП-10; преобразователи ПСГ-350, ПСГ-500. Вибродуговая наплавка. Этот способ наплавки является разно- видностью дуговой наплавки металлическим электродом. Процесс наплавки осуществляется при вибрации электрода с подачей ох- лаждающей жидкости на наплавленную поверхность. На рис. 13.7 дана принципиальная схема вибродуговой установ- ки с электромеханическим вибратором. Деталь 3, подлежащая на- плавке, устанавливается в патроне или в центрах токарного станка. На суппорте станка монтируется наплавочная головка, состоящая из механизма 5 подачи проволоки с кассетой 6, электромагнитно- го вибратора 7 с мундштуком 4. Вибратор создает колебания конца электрода с частотой НО Гц и амплитудой колебания до 4 мм (практически 1,8...3,2 мм), обеспечивая размыкание и замыкание сварочной цепи. При периодическом замыкании электродной прово- локи и детали происходит перенос металла с электрода на деталь. Вибрация электрода во время наплавки обеспечивает стабильность процесса за счет частых возбуждений дуговых разрядов и способ- ствует подаче электродной проволоки небольшими порциями, что обеспечивает лучшее формирование наплавленных валиков. Электроснабжение установки осуществляется от источника тока напряжением 24 В. Последовательно с ним включен дроссель 9 низкой частоты, который стабилизирует силу сварочного тока. Ре- остат 8 служит для регулировки силы тока в цепи. В зону наплавки 180
при помощи насоса 1 из бака 2 подается охлажда- ющая жидкость (4...6%- ный раствор кальциниро- ванной соды в воде), ко- торая защищает металл от окисления. К преимуществам спо- соба относятся: небольшой нагрев деталей, не влия- ющий на нагрев деталей; небольшая зона термичес- Рис. 13.7. Схема установки для вибродуго- вой наплавки: 1 — насос; 2 — бак; 3 — деталь; 4 — мундш- тук; 5 — механизм подачи; 6 — кассета; 7 — вибратор; 8 — реостат; 9 — дроссель кого влияния; высокая про- изводительность процесса; возможность получать на- плавленный слой без пор и трещин; минимальная де- формация детали, которая не превышает полей допус- ков посадочных мест. К недостаткам способа относят снижение уста- лостной прочности деталей после наплавки на 30...40 %. Качество соединения наплавленного металла с основным зави- сит от полярности тока, шага наплавки (подача суппорта станка на один оборот детали), угла подвода электрода к детали, качества очистки и подготовки поверхности, подлежащей наплавлению, толщины слоя наплавки и др. Высокое качество наплавки получают при токе обратной полярности («+» на электроде, «—» на детали), шаге наплавки 2,3...2,8 мм/об и угле подвода проволоки к детали 15... 30°. Ско- рость подачи электродной проволоки не должна превышать 1,65 м/мин, а скорость наплавки — 0,5...0,65 м/мин. Наибольшая скорость наплавки Гн = (0,4...0,7)Ипр, (13.4) где Ипр — скорость подачи электродной проволоки, м/мин. Кпр = nsDh/(25Qd2x\), (13.5) где п — частота вращения детали, мин; s — шаг наплавки, мм/об; D — диаметр детали, мм; h — толщина наплавляемого слоя, мм; d — диаметр электродной проволоки, мм; г] — коэффициент наплавки (г| = 0,85...0,90). Надежное сплавление обеспечивается при толщине наплавлен- ного слоя, равной 2,5 мм. Структура и твердость наплавленного слоя зависят от химичес- кого состава электродной проволоки и количества охлаждающей Жидкости. Если при наплавке используется проволока Нп-80 (со- держание углерода 0,75...0,85 %), то валик в охлаждающей жидко- 181
сти закаляется до высокой твердости (26...55 HRC3). При использо- вании при наплавке низкоуглеродистой проволоки Св-08 твердость поверхности наплавки равна 14... 19 HRC3. Вибродуговой наплавкой восстановливают детали с цилиндри- ческими, коническими наружными и внутренними поверхностя- ми, а также с плоскими поверхностями (рис. 13.8). При однослойной наплавке толщина слоя колеблется от 0,5 до 3 мм, а при многослойной наплавке ее можно получить любой толщины. Рациональный режим наплавки: напряжение — 28...30 В; сила тока — 70...75 А (диаметр проволоки 1,6 мм); скорость подачи проволоки — 1,3 м/мин; скорость наплавки — 0,5...0,6 м/мин; ам- плитуда вибрации — 1,82 мм. Широкослойная наплавка. Сущность способа — это наплавка тел вращения за один оборот детали с поперечным колебанием электрода, а не по винтовой линии. Режимы наплавки: ток — 250...420 А; напряжение — 26...28 В; скорость подачи проволоки — 240...400 м/ч; скорость наплавки — 5,0...6,0 м/ч; вылет, смещение и размах колебаний электрода со- ответственно — 18...20, 6...7 и 27...57 мм. Внутренние цилиндрические и конические поверхности наплав- ляются с использованием специальных удлиненных мундштуков. Тела сложной формы наплавляют самозащитной порошковой про- волокой на специализированных станках, позволяющих придать оси вращения горизонтальное положение. Плоские поверхности целесообразно наплавлять колебатель- ными движениями электрода или с использованием электродной ленты. Параметры наплавки: ширина ленты — 20...30 мм; ток — 600... 1000 А; рациональная скорость наплавки для ленты шири- ной не более 30 мм — 15...60 м/ч. Процесс наплавки осуществля- ют отдельными участками во избежание коробления деталей. Плазменно-дуговая сварка и наплавка. Плазменная струя пред- ставляет собой частично или полностью ионизированный газ, об- ладающая свойствами электропроводности и имеющая высокую температуру. Она создается дуговым разрядом, размещенным в уз- ком канале специального устройства, при обдуве электрической дуги потоком плазмообразующего газа. Устройства для получения плазменной струи получили название плазмотронов или плазмен- Рис. 13.8. Схемы вибродуговой наплавки изношенных поверхностей: а — наружных цилиндрических; б — внутренних цилиндрических; в — наружных конических; г — шлицевых; д — плоских; 1 — деталь; 2 — электрод 182
пых горелок (рис. 13.9). Плазменную струю получают путем нагрева плазмообразующего газа в электрической дуге, горящей в закры- том пространстве. Температура струи достигает 10 000... 30 000 °C, а скорость в 2... 3 раза превышает скорость звука. Плазмотрон состоит из охлаждаемых водой катода и анода, смон- тированных в рукоятке. Катод обычно изготовляют из вольфрама иди лантанированного вольфрама (вольфрамовые стержни с при- садкой 1...2% окиси лантана), анод (сопло) — из меди (водоохлаж- даемое сопло). Катод и анод изолированы друг от друга прокладкой из изоляционного материала (асбеста). Технические характеристики плазматронов для сварки и наплавки приведены в табл. 13.8 и 13.9. Для получения плазменной струи между катодом и анодом воз- буждают электрическую дугу от источника постоянного напряже- ния 80... 100 В. Электрическая дуга, горящая между катодом и ано- дом, нагревает подаваемый в плазмотрон газ до температуры плаз- мы, т. е. до состояния электропроводности. В поток нагретого газа вводится материал для сварки и наплавки. Образующиеся расплав- ленные частицы материала выносятся потоком горячего газа из сопла и наносятся на поверхность изделия. В качестве плазмообразующих газов используют аргон и азот. Ар- гонная плазма имеет более высокую температуру — 15 000... 30 000 °C, температура азотной плазмы ниже — 10000... 15000°C. Применение нейтральных газов способствуют предотвращению окисления ма- териалов. Рис. 13.9. Схема плазмотрона: а — для работы на порошках; б — для работы на проволоке; 1 — сопло плазмен- ной струи (анод); 2, 3 — подвод и отвод охлаждающей воды; 4 — изолирующее Кольцо; 5 — подвод плазмообразующего газа; 6 — вольфрамовый электрод (ка- тод); 7 _ подача напыляемого порошка; 8 — контактное устройство для проволо- ки; 9— напыляемая проволока (анод); 10— направляющая трубка для проволоки 183
Таблица 13.8 Технические характеристики плазмотронов для наплавки Параметры Плазмотроны для наплавки наружных поверхностей внутренних поверхностей Унивесаль- ного типа Допустимая сила тока, А 260 230 310 Производительность наплавки, кг/ч 0,5... 5,2 0,3...3,0 0,5...3,8 Диаметр, мм: плазмообразующего сопла выходного отверстия защит- ного сопла 4 12...13 4 10...12 3...4 10...12 Высота плазмотрона, мм 135 48 12 Таблица 13.9 Технические характеристики плазмотронов для сварки Тип плазмотрона Максимальная сварочная сила тока, А Толщи- на сва- ривае- мого металла, мм Максимальный расход, л/мин Масса, кг прямая поляр- ность обратная поляр- ность газов (суммар- ный) охлаж- дающей воды ПРС-0201 60 20 0,05... 1,5 6,6 2,0 о,1 ПРС-0401 100 40 0,1...2,5 6,6 2,0 0,3 ПРС-0301 315 — 0,5 17,0 4,0 1,0 ПМС-501 500 — — — — — ПМС-804 800 — 6...12 — — — Многодуговой 600 400 1...60 45,0 8,4 3,0 В зависимости от подключения плазматрона к источнику пита- ния плазменная дуга может быть открытой, закрытой и комбини- рованной. При открытой плазменной дуге (рис. 13.10, б) ток течет между вольфрамовым электродом и деталью. Плазмообразующий газ сов- падает с дуговым разрядом на всем пути его следования от катода до анода. Такой процесс сопровождается передачей большого коли- чества тепла детали. Открытая плазменная дуга применяется при резке металлов. При закрытой плазменной дуге (рис. 13.10, а) плазмообразую- щий газ проходит соосно с дугой лишь часть пути и, отделяясь от нее, выходит из сопла плазмотрона в виде факела плазмы. Темпе- 184
ратура закрытой плазменной дуги (светлой ее части) на 25...30% выше, чем открытой. Эта дуга применяется для плавления тугоплав- ких порошков, подаваемых в сжатую часть дуги. При комбинированной схеме горят две дуги (рис. 13.10, в): между вольфрамовым электродом и деталью; между вольфрамовым элек- тродом и водоохлаждаемым соплом. Плазмотрон с комбинирован- ной дугой позволяет раздельно регулировать плавление присадоч- ного и основного материала изменением величины соответствую- щих сопротивлений. Исходный материал покрытия подается в плазматрон в виде порошка, проволоки, прутка. Режимы плазменной наплавки по- рошковыми материалами приведены в табл. 13.10. Плазменную наплавку выполняют одиночным валиком (при на- плавке цилиндрических деталей по винтовой линии), а также с применением колебательных механизмов, на прямой и обратной полярности. Наиболее простой способ наплавки — это наплавка по заранее насыпанному на наплавляемую поверхность порошку. В ремонтной практике для получения износостойких покрытий применяют хромборникелевые порошки СНГН и ПГ-ХН80СР4, тве- рдосплавные порошки на железной основе ФБХ-6-2, КБХ, УС-25 и другие, а также смеси порошков. Для плазменной наплавки выпускаются установки УМП-303, УПУ-602 и другие и оборудование-комплект КПН-01.23-215 Рем- деталь, пост 01.23-21 Ремдеталь, для сварки УПС-301, УПС-403, УПС-804. Толщина напыляемого материала — 0,1...2 мм. Лазерная наплавка. Этот способ наплавки представляет собой технологический метод получения покрытий с заданными физи- ко-механическими свойствами путем нанесения наплавочного мате- риала (порошок, фольга, проволока и др.) с последующим оплав- лением его лазерным лучем. Наименьших затрат энергии требуют порошковые материалы. Порошки на поверхность детали могут подаваться непосред- ственно в зону лазерного луча с помощью дозатора; после пред- варительной обмазки клеющим составом; в виде коллоидного ра- створа. Для первого случая характерен увеличенный расход по- Рис. 13.10. Схема включения плазмотронов: а — закрытая; б — открытая; в — комбинированная 185
00 о\ Таблица 13.10 Режимы плазменной наплавки порошковыми материалами Номер режима Наплавляемый порошок Режим наплавки Формирование наплав- ляемого слоя, мм Твердость, HRC Число слоев Свароч- ная сила тока, А Скорость по- дачи порошка, м/ч Расход порошка кг/ч Высота (макси- мальная) Глубина 1 ПГ-СР4 Один 120 6 3,2 2,7...3,0 4,0...4,2 50...52 2 145 6 3,2 2,9...3,3 4,3 ...4,7 41.„42 3 100 6 3,2 4,6...4,6 57.„58 4 145 11 3,2 1,7...1,9 0,5...2,3 44.„49 5 120 и 3,2 2,4...2,5 0,5...0,6 56...58 6 100 11 3,2 2,4...2,9 58.„61 7 100 6 3,2 4,2...4,6 0,5 56.„57 8 120 6 3,2 7,0...7,2 1,6.„3,2 48 ...52 9 ПГ-СР4 Два 100 6 3,2 7,1...7,2 0,4...0,5 57.„60 100 6 3,2 10 145 11 3,2 5,0...5,7 0,5.„2,1 48.„50 100 6 3,2 11 ПГ-СР2 ПГ-СР4 Первый 100 6 2,7 5,3 ...6,0 0,5... 1,0 57.„59 Второй 100 6 3,2 12 ПГ-СР2 ПГ-СР4 Первый 120 11 2,4 5,5 ...5,5 0,5... 1,5 55...56 Второй 100 6 3,2 13 ПГ-С ПГ-СР4 Первый 100 6 2,7 6,0...6,0 1,0... 1,3 48...51 Второй 100 6 3,2
рошка (в 5...7 раз) и ухудшение физико-механических свойств покрытия. Коллоидный раствор — это смесь порошка и раствора целлюлозы. С увеличением толщины обмазки увеличивается поглощение излучения и растет КПД наплавки. Одновременно возрастает твер- дость нанесенного слоя, которую путем подбора скорости наплав- ки и материала можно регулировать в пределах 35...65 HRC. При наплавке порошковых материалов необходимо учитывать гра- нуляцию частиц. Увеличение размеров частиц приводит к росту тве- рдости и износостойкости покрытия. Рациональной является смесь различных фракций: 40... 100 мкм — 10%, 100...280 мкм — 80%, 280 мкм и более — 10%. Качество покрытий зависит от скорости перемещения лазерно- го луча, толщины наплавляемого слоя и перекрытия валиков. По- крытия, нанесенные лазерной наплавкой, имеют следующие ха- рактеристики: толщина слоя, наплавленного за один проход — до 0,8 мм; толщина дефектного слоя — не более 0,1 мм; прочность сцепления — до 35 кг/мм2; потери наплавляемого материала — не более 1 %; глубина зоны термического влияния — не более 1 мм. Толщина нанесенного слоя может достигает 40...50 мкм. Оплавление лазерным лучем проводится на установках, кото- рые используют серийные лазеры: ЛГН-702 «Кардамон», ЛТ1-2, «Иглай», «Комета», «Катунь», Латус-31, Юпитер 1,0, и лазерных технологических модулях: 01.03.178 «Ремдеталь» и 01.12.376 «Рем- деталь». В табл. 13.11 приведены технологические параметры наплавки. Лазерной наплавкой восстанавливают тарелки клапанов, кулачки распределительных и кулачковых валов и других деталей. Электроконтактная приварка ленты (проволоки). Сущность про- цесса — точечная приварка стальной ленты (проволоки) к поверх- ности детали в результате воздействия мощного импульса тока. В точке сварки происходит расплавление металла ленты (проволо- ки) и детали. Схема приварки металлической ленты к поверхности вала показана на рис. 13.11. Деталь 2 устанавливают в центрах 1 или патроне, а сварочная головка с роликами 4. Лента (проволока) плотно прижимается роликами посредством пневмоцилиндров. Под- вод тока к роликам производится от трансформатора 5. Требуемая Длительность цикла обеспечивается прерывателем тока. Ленту приваривают ко всей изношенной поверхности или по винтовой линии в процессе вращения детали. Скорость вращения Детали пропорциональна частоте импульсов и продольному пере- мещению сварочной головки. Преимущества способа: высокая производительность процес- са (в 2,5 раза превосходит вибродуговую наплавку); малое тепло- вое воздействие на деталь (не более 0,3 мм); небольшая глубина Плавления; незначительный расход материала (в 4...5 раз пре- восходит вибродуговую наплавку); возможность получения не- Плавленного металла с любыми свойствами; благоприятные са- 187
нитарно-производственные условия работы сварщика, а недо- статок — ограниченность толщины наплавленного слоя и слож- ность установки. Способ электроконтактной приварки ленты используется для восстановлении поверхностей валов, а также отверстий в чугун- ных и стальных деталях, в том числе корпусных. Твердость, износостойкость и прочность сцепления ленты с деталью зависят от марки стали ленты. Высокую твердость обеспечи- вают ленты из хромистых и марганцевых сталей. Рекомендации по выбору материала ленты представлены в табл. 13.12. Толщина лен- ты берется в пределах 0,3... 1,5 мм. Усилие прижатия роликов при приварки ленты 1,3... 1,6 кН. Ролики (электроды) изготавливают из специальных медных сплавов, бронзы (БрНБТ, ХКд-0,5-0,3, БрХ, БрХЦр-0,6-0,05), сплава Мц-4, меди М-1. Таблица 13.11 Технологические параметры лазерной наплавки в зависимости от фракции и состава порошка Порошок Фракции Скорость наплавки, см/мин Микротвер- дость- 103, МПа Прочность сцепления с основой, МПа ПН73ХСЗРЗ 200... 300 38 7,5 250 28 6,5 21 5,5 13 4,5 100... 200 38 6,5 28 6,0 21 5,5 13 3,5 60... 100 38 3,2 28 2,9 21 2,5 13 2,4 ПГФБХ-6-2 100... 200 15 ...38 8,0... 10,0 350 200... 400 15...35 8,5...11,0 400...600 15...30 9,0... 11,5 188
Рис. 13.11. Схема электроконтактной приварки стальной ленты: 1 — центр; 2 — восстанавливаемая деталь; 3 — лента; 4 — ролик; 5 — трансформатор; 6 — прерыватель тока Для восстановления деталей применяют установки «Ремдеталь»: 011-1-02 и ОКС-12296-ГОСНИТИ - для шеек валов; 011-1-05 - для резьбовых участков валов малого диаметра и поверхностей де- талей типа «вал»; 011-1-06 — для внутренних поверхностей гильз цилиндров; 011-1-11 — коренных опор блоков цилиндров. • Режим приварки определяется показателями: электрическими — сила сварочного тока и длительность сварочного цикла. Малая сила тока не обеспечивает надежной при- варки, а большая сила тока приводит к образованию на поверхно- сти детали пор и трещин; механическими — частота вращения, подача электродов, усилие сжатия электродов. Подачу электродов, частоту вращения детали, продолжительность сварочного цикла подбирают из усло- вия получить 6...7 сварочных точек на 1 см длины шва (подбирают на эталонных образцах при постоянной скорости вращения). По- Таблица 13.12 Твердость приваренного слоя в зависимости от материала ленты Марка стали Твердость Марка стали Твердость привариваемой приваренного привариваемой приваренного _ ленты слоя, HRC ленты слоя, HRC Сталь 20 30 ...35 Сталь 55 50...55 Сталь 40 40...45 Сталь 40Х 55...60 Сталь 45 45... 50 Сталь 65Х 60 ...65 189
дача электрода обеспечивает перекрытие сварных точек: малое пе- рекрытие ухудшает свариваемость ленты с основным металлом, а повышенное — увеличивает зону отпуска, что снижает твердость приваренного слоя. Недостаточное усилие сжатия электродов на поверхности ленты и детали приводит к эрозионному разруше- нию, сопровождающемуся сильным искрением в зоне контакта; большое усилие сжатия электродов приводит к деформации элек- тродов и снижению их стойкости. Ориентировочные режимы приварки стальной ленты приведе- ны в табл. 13.13. Для деталей типа «вал» диаметром 30...50 мм рекомендуются следующие режимы приварки ленты толщиной 0,44 мм: частота вращения — 5 мин-1; подача сварочной головки — 3 мм/мин; уси- лие сжатия электродов — 1,5 кН; количество охлаждающей жид- кости — 1,5 л/мин. Роль охлаждающей жидкости — это охлаждение роликов свароч- ной головки и эффективный отбор теплоты из зоны приварки. Твер- дость восстанавливаемой поверхности достигает 55 HRC и более. Особенности сварки чугунных деталей. Многие корпусные дета- ли изготавливаются из серого, высококачественного и ковкого чугуна, который является трудносвариваемым материалом. У дета- Таблица 13.13 Режимы приварки стальной ленты Параметры Детали корпусные типа «вал» Сила сварочного тока, А 7,8...8,0 16,1...18,1 Длительность сварочного цикла, с 0,12...0,16 0,04...0,08 Длительность паузы, с 0,08...0,10 0,10...0,12 Скорость сварки, м/мин 0,5 0,7... 1,2 Подача электродов, мм/об Ручная 3...4 Усилия сжатия электродов, кН 1,70...2,25 1,90... 1,60 Ширина рабочей части электродов, мм 8 4 Диаметр рабочей части электродов, мм 50 150... 180 Материал ленты Сталь 20 Сталь 40...50 Материал детали Чугун СЧ 18-36; СЧ 21-40 Сталь любая Расход охлаждающей жидкости, л/мин 0,5... 1,0 1,5...2,0 190
дей из чугуна сваркой заделывают трещины и отверстия, присое- диняют отколотые части детали, наплавляют износостойкие по- крытия. Наличие в чугуне значительного содержания углерода и низ- кая его вязкость вызывают значительные трудности при восста- новлении деталей из этого материала. Быстрое охлаждение чугу- на приводит к образованию в околошовной зоне твердых зака- лочных структур. Местный переход графита в цементит, который может произойти при расплавлении чугуна, приводит к образо- ванию структуры белого чугуна. В этих зонах металл тверд и хру- пок. Разница в коэффициентах линейного расширения серого и белого чугуна является причиной образования внутренних на- пряжений, что приводит к появлению трещин. Выгорание угле- рода и кремния в процессе сварки приводит к тому, что свароч- ный шов получается пористым и загрязненным шлаковыми вклю- чениями. Они появляются в результате неполного выделения газов и шлаков из-за быстрого перехода чугуна из жидкого состояния в твердое. Таким образом, трудность сварки чугунных деталей вызывается следующими основными причинами: отсутствие площадки текучес- ти у чугуна, хрупкость и небольшой предел прочности на растяже- ние вызывает образования трещин в процессе сварки; отсутствие переходного пластического состояния при нагреве до плавления. Те- кучесть чугуна в процессе сварки затрудняет восстановление деталей даже с небольшим уклоном от горизонтального положения; полу- чение отбеленных участков карбида железа Fe3C и высокоуглеродистых сталей, которые трудно поддаются механической обработке. При восстановлении чугунных деталей можно применить горя- чий и холодный способы сварки. Горячая сварка чугуна — процесс, который предусматривает на- грев детали (в печи или другими способами) до температуры 650...680°C. Температура детали во время сварки должна быть не ниже 500 ’С. Такие температуры позволяют: задержать охлаждение сварочной ванны, что способствует выравниванию состава метал- ла ванны; освободить свариваемую деталь от внутренних напряже- ний литейного и эксплуатационного характера; предупредить по- явление сварочных напряжений и трещин. Для деталей с большой жесткостью (блок цилиндров и другие корпусные детали) при свар- ке обязателен общий нагрев. В процессе сварки происходят структурные преобразования с перераспределением внутренних напряжений (термическое воздей- ствие). Металл, на который непосредственно действует сварочная Дуга, плавится, образуя жидкую ванну, а тот, который соприкасает- ся со сварочной ванной, нагревается вследствие теплоотдачи. В ре- зультате скорости нагрева и охлаждения отдельных участков зоны термического влияния при сварке неодинаковы. Металл свароч- ной ванны при охлаждении кристаллизуется (с большой скорос- 191
тью) в тонкий слой первого участка зоны термического влияния. Происходит уменьшение объема за счет усадки на 1 %. Этот слой первого участка связан с основным металлом детали и твердым металлом шва, что мешает нормальной усадке и приводит к воз- никновению напряжений растяжения и образованию трещин. Усадка во время охлаждения сокращает длину валика (валик со- единен с основным металлом), а основной металл детали растяги- вает его. Этот процесс является следствием образования попереч- ных трещин. Для предотвращения этого процесса необходимо: обес- печить достаточную пластичность наплавленного шва (подобрать соответствующие присадочный материал, обмазку и режимы свар- ки); проковывать швы во время кристаллизации; равномерно нагре- вать и особенно охлаждать как шов, так и свариваемую деталь; сварку выполнять на постоянном токе обратной полярности («+» — элек- трод, «—» — деталь) и малой силы (25...30 А на 1 мм диаметра электрода); наплавлять валики длиной 30...40 мм; применять свар- ку отжигающими валиками и многослойным швом. Если при сварке чугуна использовать электрод из низкоуглеро- дистой стали, то металл шва получится высокоуглеродистым (т.е. будет отличаться высокими хрупкостью и твердостью). Количество углерода в металле шва зависит от геометрии шва, в частности, отношения Л1/Л2, где А, — глубина проплавления; h2 — усиление шва (рис. 13.12). Чем меньше значение этого отношения, тем мень- ше в металл шва поступает расплавленного чугуна детали и тем ниже содержание в шве углерода. Например, если в чугуне около 3 % углерода, то в металле шва в зависимости от Л, углерода будет 1,5...2,0% (в нижней части больше, чем в верхней). Снижают со- держание углерода в наплавленном слое за счет уменьшения силы сварочного тока (глубины проплавления чугуна Л|), подбора ком- понентов покрытия электрода и многослойности сварного шва. Изменяя состав и толщину обмазки сварочной проволоки, ско- рость сварки и силу тока, можно получить стальной шов с разным содержанием углерода и разной твердости — от закаленной высо- коуглеродистой стали до мягкой отпущенной низкоуглеродистой. Лучшие результаты при горячей сварке чугуна дает ацетилено- кислородное пламя с присадочным материалом из чугуна. Горячая сварка чугуна предпо- лагает необходимость применения специального нагревательного обо- рудования: термические и нагрева- тельные печи, кожухи, термоста- ты и т. д. Поэтому этот способ свар- ки применяют только в тех случаях, когда необходимо получить наплав- ленный металл, близкий по струк- туре, прочности и износостойкос- ти к основному металлу детали. В Рис. 13.12. Валик сварного шва: 1 — нейтральная зона основного металла; 2 — зона термического влияния; 3 — наплавленный ме- талл; В — ширина валика 192
При сварке необходимо обязательно применять флюс, который выполняет следующие функции: растворяет образующиеся окси- ды кремния и марганца, переводя их в шлак; окисляет и частично растворяет графитные включения чугуна, находящиеся на свари- ваемых поверхностях; образует микроуглубления, которые повы- шают свариваемость чугуна; предохраняет от окисления расплав- ленную ванну; увеличивает текучесть сварочных шлаков. В качестве флюса применяют техническую безводную буру (Na2B4O7). Бура в чистом виде для сварки не пригодна, так как высокая температура ее плавления вызывает образование в сварочной ванне густых шла- ков, которые плохо всплывают на поверхность металла, в результате чего образуются шлаковые раковины. Применение в качестве флюса смеси из 50 % переплавленной измельченной буры и 50 % кальци- нированной соды увеличивает текучесть шлаков и расплавленного металла в ванне, улучшает качество сварки. Лучшие результаты дает флюс ФСЧ-1 следующего состава (% по массе): буры — 23, кальцинированной соды — 27, азотнокислого натрия — 50. Кромки трещины для сваривания готовят механическим спосо- бом или оплавлением металла газовой горелкой с избытком кис- лорода. Перед сваркой подогретые кромки и конец стержня по- крывают слоем флюса. Пламя горелки должно быть строго нейт- ральным. В ванну расплавленного металла вводят присадочную проволоку с флюсом, подогретые перед этим до температуры плав- ления. Затем сварщик концом чугунной проволоки воздействует на кромки ванны, делая круговые движения. Горячей сваркой ацетиленокислородным пламенем с присадкой чугуна рекомендуется восстанавливать блоки цилиндров двигателей и других корпусных деталей при наличии трещин на ребрах жесткости. Газовую сварку чугуна цветными сплавами без подогрева детали выполняют в сочетании с дуговой сваркой и широко применяют в ремонтном производстве для сварки трещин на обрабатываемых по- верхностях корпусных деталей. Присадочный материал — латунь. Тем- пература плавления латуни ниже температуры плавления чугуна (880...950°C), поэтому ее можно применить для сварки, не доводя чугун до плавления и не вызывая в нем особенных структурных измене- ний и внутренних напряжений. Использование этого процесса позволя- ет получить сварочные швы плотные, легко поддающиеся обработке. При сварке трещин в чугунных деталях выполняют следующие операции: снятие с кромок трещин фасок с углом разделки 70... 80 °; грубая обработка фасок (желательно с образованием насечки); очистка места сварки от грязи, масла и ржавчины; подогрев под- готовленных к сварке мест пламенем газовой горелки до темпера- туры 900... 950 °C; нанесение на подогретую поверхность слоя флюса; нагрев в пламени горелки конца латунной проволоки; натирание латунной проволокой горячих кромок трещины (латунь должна покрывать фаски тонким слоем); сварка трещины; медленный от- вод пламени горелки от детали; покрытие шва листовым асбестом. ? Карагодин 193
При холодной сварке чугуна деталь не нагревают (возможен подо- грев не выше 400 °C для снятия напряжения и предупреждения воз- никновения сварочных напряжений). Сварочная ванна имеет не- большой объем металла и быстро твердеет. Способ получил более широкое применение по сравнению с горячей сваркой из-за про- стоты выполнения. В зоне сварного шва происходят отбеливание и закалка с одно- временным ростом внутренних напряжений, которые могут при- вести к образованию трещин. Высота сварочного шва определяется значением (й, + Л2), не одинакова для электродов с разными покрытиями и находится в пределах 4...7 мм. Холодная сварка применяется для устранения трещин и завар- ки пробоин в тонкостенных корпусных и крупногабаритных чугун- ных деталях, которые требуют последующей механической обра- ботки и эксплуатируются под нагрузкой при тепловом воздействии. Заварка трещин в тонких (до 10 мм) ненагруженных стенках осу- ществляется без разделки кромок. Процесс заварки в этом случае проводят в следующем порядке: поверхность детали очищают на рас- стоянии 25 мм от краев трещины; концы трещины обваривают за два прохода (рис. 13.13, а); дугу возбуждают на расстоянии 10... 12 мм от одного конца трещины и ведут сварку в направлении другого конца трещины (валик наваривают на расстоянии 10... 12 мм от конца тре- щины); не прерывая дуги, ведут сварку в обратном направлении, вторым слоем перекрывая первый; делят трещину на участки длиной 30...50 мм; отступив от конца трещины на выбранную длину участ- ка, наплавляют с двух сторон трещины (отступая от ее краев на 1... 1,5 мм) подготовительные валики 7, 2 и 3, 4 (ширина валика равна толщине стенки детали), причем валики 2 и 4 не должны соприкасаться со стенками детали и перекрывать валики, которые лежат под ними; очистка наплавленных вдоль кромок трещины валиков от шлаков; наплавка валиков 5 и 6 (за два прохода, не прерывая дуги), образуя шов, закрывающий трещину; проковы- вание молотком участка шва (после окончания сварки), не зачи- щая шлака. В таком же порядке сваривают и другие участки трещи- ны (II, III, IV, V). Сварку трещин в толстостенных деталях (рис. 13.13, б), которые в дальнейшем подвергаются механической обработке или работа- ют под нагрузкой, проводят с разделкой кромок. Ширина раздел- ки краев трещины под сварку на поверхности детали должна быть в 2 раза больше ее толщины, а глубина разделки на 2...3 мм мень- ше этой толщины. Кромки трещины разделывают фрезерованием или слесарным способом вручную. При такой технологии облегча- ется сварка деталей в вертикальной плоскости. Подготовительные валики на кромки трещины наплавляют раз- дельно: сначала два ряда валиков 1—8 на одну сторону среза вверх на участке протяженностью 30...50 мм, а затем — на другую сто- 194
А-А Б -J а Рис. 13.13. Схема наложения валиков при сварке чугунных корпусных деталей: а — трещина в тонкостенной детали (без разделки кромок трещины); б — трещи- на в толстостенной детали (с разделкой кромок трещины); В — толщина стенки детали; 1, 2, 3, ..., 30 — номера валиков; I, II, III, IV, V — номера участков рону среза валики 9—17. Каждый предыдущий валик должен час- тично перекрываться последующим. После наплавки первого слоя очищают шлак и наплавляют второй. Подготовительные валики второго слоя не должны соприкасаться с основным металлом. Так же наплавляют подготовительные валики и на других учас- тках, дают им охладиться до температуры 30... 50’С, счищают с Них шлак и в такой же последовательности, как и при наплавке скосов, соединяют валики центральными (соединительными) ва- ликами. Заполнение шва на каждом участке проводят с перерывом Для охлаждения. 195
Холодная сварка может осуществляться: электродами МНЧ-1 (63 % Ni + 37 % Си) со специальным фто- ристо-кальциевым покрытием. Процесс сварки выполняется элек- тродами диаметром 3...4 мм на постоянном токе 140... 150 А об- ратной полярности, короткой дугой, участками 20...30 мм, кото- рые сразу же проковываются. Вместо медно-никелевых электродов можно также использовать железо-никелевые электроды типа ЖНБ; электродами ЦЧ-4, представляющими собой сварочную прово- локу Св-08 или Св-08А с фтористо-кальциевым покрытием, содер- жащим титан или ванадий, которого в наплавленный металл пере- ходит до 9,5%. Процесс ведется электродами диаметром 3...4 мм на постоянном токе 120... 150 А обратной полярности при напря- жении 20 В. Перед сваркой рекомендуется подогреть деталь до 150...200°C, а после наложения валиков сразу же их проковывать; электродами ОЗЧ-1, представляющими собой медную электрод- ную проволоку с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим железный порошок. Процесс сварки рекомендуется вести на посто- янном токе 150... 160 А обратной полярности и напряжении 20 В, короткой дугой, небольшими участками по 30...60 мм. После сварки каждый участок необходимо проковывать и продолжать ее после охлаждения шва до 50...60°C. Особенности сварки деталей из алюминия и его сплавов. Особен- ности сварки этих деталей состоят в следующем: очень плохая сплавляемость алюминия (температура плавления алюминия 658 °C) из-за образования на его поверхности тугоплав- кой окисной пленки (А12О3), температура плавления которой 2050 °C. Окислы снижают механическую прочность деталей. Для их удале- ния применяют флюсы типа АФ-4А, в состав которых входят хло- ристый натрий (28%), хлористый калий (50%), хлористый литий (14%) и фтористый натрий (8%); при нагреве до 400...450°C алюминий сильно теряет свою проч- ность, и деталь может разрушиться даже от легкого удара; алюминий, как и чугун, не имеет пластического состояния и при нагреве сразу переходит из твердого состояния в жидкое. Алю- миниевые сплавы в расплавленном состоянии активно растворяют водород, который при быстром охлаждении не успевает покинуть расплавленный металл и создает в нем поры и раковины. Источ- ник появления водорода — это влага, для удаления которой реко- мендуется прогреть детали; коэффициент линейного расширения алюминия в 2, а тепло- проводность в 3 раза больше, чем у стали, что способствует появ- лению значительных внутренних напряжений, которые приводят к деформациям в свариваемых деталях. Для уменьшения внутрен- них напряжений целесообразно подогревать перед сваркой детали до температуры 250... 300°C и медленно охлаждать после сварки. Для деталей из алюминия и его сплавов рекомендуются следу- ющие способы сварки: 196
неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона (ар- гонодуговая сварка). В качестве присадочного материала исполь- зуют сплавы алюминия. В зависимости от толщины деталей ис- пользуют электроды диаметром 1 ...5 мм, силу сварочного тока — 45... 280 А, напряжением — 22... 24 В. Расход аргона колеблется в пределах 4... 12 л/мин. Сварку ведут на переменном токе без при- менения флюса; электродами ОЗА-2 (сплава алюминия) и ОЗА-1 (технического алюминия) на постоянном токе обратной полярности, короткой дугой (электродуговая сварка). Сила тока выбирается из расчета 35...45 А на 1 мм диаметра электрода. Стержень электрода изготавли- вают из алюминиевой проволоки. Электрод имеет покрытие АФ-4А; ацетилено-кислородным нейтральным пламенем (газовая свар- ка) с использованием флюса АФ-4А. Присадочный материал дол- жен быть того же состава, что и основной металл. В момент рас- плавления основного и присадочного материалов пленку окислов разрывают с помощью стального крючка. 13.3. Техника безопасности при выполнении сварочно-наплавочных работ В зависимости от применяемого метода сварки и наплавки за- висит организация рабочего места при выполнении работ по вос- становлению деталей сваркой и наплавкой. Комплекс технически связанного между собой оборудования для выполнения сварочно- наплавочных работ называется постом, установкой (станком), ли- нией. В комплексы в зависимости от оснащения входят: сварочное оборудование (источник питания, сварочный аппарат с прибора- ми управления и регулирования процесса); технологические при- способления и инструмент; механическое и вспомогательное обо- рудование (транспортные, погрузочные и разгрузочные устрой- ства); система управления. Источники переменного тока — это сварочные трансформаторы (для ручной сварки и наплавки ТД-300, ТД-500, СТШ-500, ме- ханизированной — ТДФ-1001, ТДФ-1002 и др.) и специализиро- ванные установки на их основе, постоянного тока — сварочные вы- прямители (для ручной сварки и наплавки ВД-201УЗ, ВД-ЗО6УЗ, ВД-401УЗ и др., механизированной — ВС-600, ВСЖ-303, ВДГ- 302 и др., универсальные — ВДУ-1201УЗ, ВДУ-1601 и др.; для многопо- стовой сварки — ВКСМ-100-1-1, ВДМ-1001 и др.), преобразователи (ПСО-ЗОО-2, ПСО-315М и др.) и агрегаты, специализированные источники на базе выпрямителей. Сварочные машины рекомендуется Устанавливать в отдельном помещении, а на рабочем месте в этом случае должен находиться щиток для дистанционного управления. В состав установки (станка) для сварки или наплавки, кроме электросварочного оборудования, входят: технические средства размещения и перемещения сварочных автоматов, головок, инст- 197
рументов; технические средства размещения, закрепления и пере- мещения изделия (сварочные манипуляторы, позиционеры, кан- тователи, поворотные столы, вращатели); флюсовое оборудова- ние (при сварке и наплавке под флюсом); вспомогательное обо- рудование и средства управления. Вращатели — это шпиндельные устройства, предназначенные для вращения детали вокруг оси. Основной частью комплекса оборудования для механизирован- ной сварки и наплавки является сварочная и наплавочная аппара- тура — полуавтоматы и автоматы. На рабочем месте газосварщика устанавливают сварочный стол с подставкой для газосварочной горелки. На расстоянии 3...4 м от сварочного стола монтируют рампу с кислородным и ацетилено- вым редукторами и шкаф для хранения шлангов и горелок. Ацети- леновый генератор, а также баллоны с кислородом и ацетиленом хранятся в отдельных помещениях. К электрогазосварочным и наплавочным работам допускаются рабочие не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельст- вование и специальное обучение, имеющие удостоверение на право выполнения указанных работ. Все сварщики, выполняющие дуговую и газовую сварку, должны ежегодно проходить проверку знаний. Рабочий пост сварщика должен быть оборудован местной вы- тяжной вентиляцией для отсоса вредных паров, газов и аэрозо- лей, состоящих из окислов металлов и продуктов сгорания обма- зок и флюсов. Правильное и рациональное размещение рабочего места сварщи- ка имеет большое значение в повышении безопасности сварочных работ, производительности труда и качества сварки. В целях защи- ты сварщиков, подсобных и вспомогательных рабочих от лучистой энергии, горящих поблизости сварочных дуг в постоянных местах сварки для каждого сварщика устраивают отдельные кабины пло- щадью (2 х 2)...(2 х 3) м (не считая площади, занятой оборудова- нием) и высотой 1,8...2 м. Для улучшения вентиляции стены ка- бины не доводят до пола на 15...20 см. Материалом стен кабин может служить тонкое железо, фанера, брезент, покрытые огне- стойким составом, или другие огнестойкие материалы. Дверной проем, как правило, закрывается брезентовым занавесом на коль- цах. Стены окрашивают в светлые матовые тона. Полы должны иметь ровную нескользкую поверхность, без выбоин и порогов. В по- мещениях с холодными полами, например, цементными на рабо- чих местах под ноги укладывают деревянные решетки или настилы. При ручной дуговой сварке в кабине сварщика устанавливают сварочный стол или кондуктор, настенную полку для мелкого инструмента и приспособлений, стул со спинкой и другое обору- дование. Кабина оборудуется местной вентиляцией. Для предохранения глаз и лица сварщика от вредного воздейст- вия дуги необходимо использовать щитки или маски со специальны- ми светофильтрами в зависимости от силы сварочного тока: Э-1 — 198
ппи силе тока до 75 А, Э-2 — при 75...200 А, Э-3 — 200...400 А, а также ЭС-100, ЭС-300, ЭС-500. В целях исключения попадания под напряжение при замене элек- тродов сварщик обязан пользоваться сухими брезентовыми рука- вицами, которые одновременно защищают его руки от расплав- ленного металла и лучистой энергии дуги. Большое значение для безопасности сварщика имеет проверка правильности проведения проводов к сварочным постам и обору- дованию. Прокладка проводов к сварочным машинам по полу или земле, а также другим способом, при котором изоляция проводов не защищена и провод доступен для прикосновения, не разреша- ется. Ток от сварочных агрегатов к месту сварки передается гибки- ми изолированными проводами. Для предупреждения поражения электрическим током все оборудование должно быть заземлено. Электроустановки, электрооборудование и проводку разреша- ется ремонтировать только после отключения их от сети. Перед началом работ электросварщик обязан надеть специаль- ную одежду — брезентовый костюм, ботинки и головной убор. При сварке и наплавке деталей под флюсом режим работы должен быть таким, чтобы сварочная дуга была полностью за- крыта слоем флюса. Убирают флюс флюсоотсосами, совками и скребками. Сварочную дугу при вибродуговой наплавке и сварке закрыва- ют специальными устройствами, в которых должно быть предус- мотрено смотровое окно со светофильтром нужной плотности. При выполнении газовой сварки соблюдаются те же правила безопасности, что и при дуговой. Однако при газовой сварке необ- ходимо следить, чтобы в радиусе 5 м от рабочего места отсутство- вали горючие материалы. В местах хранения и вскрытия барабанов с карбидом кальция запрещено курить и применять инструмент, дающий при ударе искры. Барабаны с карбидом хранят в сухих прохладных помеще- ниях. Вскрытие барабана разрешается только латунным ножом. Ацетилен при соприкосновении с медью образует взрывчатые ве- щества, поэтому применять медные инструменты при вскрытии карбида и медные припои при ремонте ацетиленовой аппаратуры нельзя. Ацетиленовые генераторы располагают на расстояние не менее 10 м от открытого огня. Баллоны с газами хранят и транспортируют только с навин- ченными на их горловины предохранительными колпаками и за- глушками на боковых штуцерах вентилей. При транспортировании баллонов не допускаются толчки и удары. Переносить баллоны на руках запрещается. К месту сварочных работ их доставляют на спе- циальных тележках или носилках. Баллоны с газом устанавливают в помещении не ближе чем на 1 м от радиаторов отопления и не ближе чем на 10 м — от горелок и других источников тепла с открытым огнем. 199
Запрещено хранить баллоны с кислородом в одном помещении с баллонами горючего газа, с барабанами карбида кальция, лака- ми, маслами и красками. При обнаружении на баллоне или вентиле следов жира или масла баллон немедленно возвращают на склад. Соседство масла и кис- лорода может привести к взрыву. В целях безопасности в обращении кислородные баллоны окра- шивают в синий цвет, ацетиленовые — в белый, а баллоны с про- панбутановыми смесями — в красный. Ацетилен с воздухом образует взрывоопасные смеси, поэтому нужно следить, чтобы не было утечки газа и перед началом рабо- ты тщательно проветривать рабочее помещение. Подъемно-транспортное оборудование с механическим приво- дом обязательно регистрируется в инспекции Гостехнадзора, ко- торая проводит его техническое освидетельствование. Подъемные устройства с ручным приводом, цепи и канаты проходят освидетельствование комиссией под руководством глав- ного инженера ремонтного предприятия. Техническая проверка содержит осмотр оборудования, поднятие груза, масса которого превышает на 10% грузоподъемность подъемного устройства по паспорту, на высоту 100 мм и выдержку в поднятом положении 10 мин. Цепи, канаты и чал очные устройства испытывают под двойным грузом. Результаты испытания заносятся в спецжурнал, а на кранах и других подъемных устройствах четко наносят крас- кой предельную грузоподъемность и срок последующего освиде- тельствования. К управлению кранами допускаются рабочие, имеющие специ- альные удостоверения на право работы на грузоподъемных средствах. ГЛАВА 14. ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ 14.1. Физика и сущность процесса Газотермическое напыление используется для получения изно- состойких, коррозионно-стойких, жаропрочных, теплоиз