Similar

Ремонт автомобилей

Автомобили Страны Советов.

История автомобильного транспорта России

Советское военно-промышленное производство (1918-1926 гг.). Сборник документов. Том 2

Text
                    основы
ТЕХНОЛОГИИ
I автостроения
и РЕМОНТ
АВТОМОБИЛЕЙ


В. А. ШАДРИЧЕВ
ОСНОВЫ
ТЕХНОЛОГИИ
АВТОСТРОЕНИЯ
И РЕМОНТ
АВТОМОБИЛЕЙ
Допущенб Министерством высшего и среднего
специального образования СССР в качестве
учебника для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по специальности
«Автомобили и автомобильное хозяйство»
ЛЕНИНГРАД
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
1976

П16
<ДК 629.113.002.004.67(075.8)
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
кафедра «Производство и ремонт автомобилей и дорожных машин»
Саратовского политехнического института
и канд. тех. наук Г. А. М а л ы ш е в
Шадричев В. А.
Ш16 Основы технологии автостроения и ремонт
автомобилей. Учебник для вузов. Л., «Машино-
строение» (Ленингр. отд-ние), 1976.
560 с. с ил.
В книге изложены основные вопросы технологии автострое-
ния и ремонта автомобилей и методы проектирования авто-
ремонтных предприятий. Сжато освещаются вопросы точности
механической обработки, качества поверхности, припуски на
обработку и другие вопросы технологии автостроения в соот-
ветствии с программой курса.
Рассматриваются процессы потери автомобилем работо-
способности, обеспечение качества и надежности автомобилей
при ремонте, современные способы восстановления и упрочне-
ния деталей, разборки — сборки и испытания собранных аг-
регатов и автомобилей. Приводится описание методов расчета
потребности в ремонте автомобилей, определения оптимальной
программы, территориального размещения предприятий и дру-
гие вопросы проектирования авторемонтных предприятий.
Книга может быть использована инженерно-техническими
работниками авторемонтного производства,.
ш
31803—227
038(01)—76
227-76
6Т2.13
© Издательство "«Машиностроение», 1976 г

ПРЕДИСЛОВИЕ
В соответствии с решениями Партии и Правительства развитие
автомобилизации страны идет как по линии реконструкции и расши-
рения действующих заводов, так и за счет строительства новых
гигантов автомобилестроения.
В народное хозяйство страны ежегодно поступает огромное
количество автомобилей различного назначения.
Для обеспечения эффективной работы многомиллионного авто-
мобильного парка первостепенное значение приобретает повышение
качества технического обслуживания и ремонта, эксплуатационной
надежности и долговечности автомобилей.
В успешном решении этих задач большая роль принадлежит
высококвалифицированным специалистам автомобильного транспор-
та,.потребность в которых ежегодно возрастает. Современные инже-
неры авторемонтного производства должны обладать разносто-
ронними и глубокими знаниями прогрессивных методов ремонта
автомобилей, повышения качества и надежности, обеспечивающих
доведение ресурса отремонтированных машин до уровня, мало
отличающегося от ресурса новых автомобилей.
Дать будущим специалистам знания, позволяющие с научной
обоснованностью и технико-экономической целесообразностью ре-
шать вопросы высококачественного ремонта автомобилей и его
совершенствования, является основной задачей дисциплины «Основы
технологии автостроения и ремонт автомобилей».
Указанная дисциплина является комплексной и отличается
большим разнообразием и универсальностью рассматриваемых
вопросов. Можно полагать, что по этой причине имеющаяся литера-
тура по курсу не отражает в необходимой мере вопросы всех разде-
лов курса.
В связи с этим автором предпринята попытка восполнить этот
пробел и тем самым в известной мере облегчить будущим специа-
листам получение необходимых знаний.
Курс состоит из трех разделов: 1) основы технологии автострое-
ния, 2) технологии ремонта автомобилей и 3) проектирование авто-
ремонтных предприятий.
1*
3

Первый раздел курса имеет целью подготовить студентов к
более глубокому пониманию и усвоению вопросов технологии ре-
монта автомобилей, основные положения которой по механической
обработке восстанавливаемых деталей и сборке автомобилей бази-
руются на технологии автостроения. Ряд вопросов, относящихся к
технологии автостроения, — селективная сборка, балансировка де-
талей и узлов, сборка соединений с натягом и др. — в соответствии
с программой курса освещаются во втором разделе.
Основным по назначению и содержанию дисциплины является
второй раздел — технология ремонта автомобилей, которому отво-
дится подавляющая часть программы курса.
В этом разделе значительное внимание уделено обнаружению
скрытых дефектов деталей, технологии их восстановления, конт-
ролю при комплектований, селективному методу сборки и др.
В необходимых случаях изложение материала иллюстрируется при-
мерами методики расчета и технологических процессов восстановле-
ния типовых деталей.
В третьем разделе освещаются методы проектирования авторе- 
монтных предприятий. Таким образом учебник охватывает все раз-
делы курса, причем первый и третий разделы написаны заново, а
второй раздел по сравнению с учебником издания 1970 г. существен-
но переработан и дополнен. Заново освещены темы по износу,
коррозионным повреждениям деталей, их упрочнению,-общим вопро-
сам восстановления деталей металлопокрытиями, основам проекти-
рования технологических процессов восстановления деталей и др.
Работая над рукописью учебника, автор стремился использовать
опубликованные научные исследования, материалы новых ГОСТов,
проектных организаций и передовых предприятий по вопросам,
относящимся к содержанию книги.
В книге единицы измерения даны параллельно по существующей
и новой системам, при этом по системе СИ 1 кгс принят равным
10 Н вместо 9,80665, что составляет неточность 2%, допустимую в
технических расчетах.

ВВЕДЕНИЕ
В процессе эксплуатации автомобиля надежность, заложенная
в нем при конструировании и производстве, снижается вследствие
изнашивания деталей, коррозии, усталости и старения материала
и других вредных процессов, протекающих в автомобиле. Вредные
процессы вызывают появление различных неисправностей и дефек-
тов, устранение которых становится необходимым для поддержания
автомобиля в работоспособном состоянии. Отсюда возникает объек-
тивная потребность в техническом обслуживании и ремонте авто-
мобиля. Эту потребность К. Маркс характеризует следующим
образом: «Например, какой бы совершенной конструкции машина
не вступала в процесс производства, при ее употреблении на прак-
тике обнаруживаются недостатки, которые приходится исправлять
дополнительным трудом. С другой стороны, чем больше вышла она-
за предел своего среднего возраста, следовательно, чем больше
сказывается действие нормального снашивания, чем больше изно-
шен и старчески слаб материал, из которого она сделана, тем мно-
гочисленнее и значительнее становятся ремонтные работы, необхо-
димые для того, чтобы поддержать существование машины до
конца периода средней продолжительности ее жизни». И далее:
«...в высшей степени важно немедленно исправлять всякое повреж-
дение машин» х.
Дополнительный труд, о котором упоминает К. Маркс, и есть
тот труд, который затрачивается на проведение технического обслу-
живания и ремонта.
В процессе проведения технического обслуживания и текущего
ремонта выполняются работы по устранению возникших неисправ-
ностей и замена наиболее быстроизнашиваемых деталей (поршневые
кольца, эксплуатационные вкладыши и др^). И все же при длитель-
ной эксплуатации автомобилей наступает момент, когда вследствие
указанных вредных процессов надежность автомобиля снижается
настолько, что восстановление, его средствами эксплуатационных
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, «Капитал», т. 24, М., Госполитиздат, 1961,
с. 196, 197,
5

предприятий становится невозможным. В этом случае автомобиль
подлежит капитальному ремонту.
Период от начала эксплуатации до первого капитального ремон-
та характеризует долговечность нового автомобиля, определяемую
износостойкостью его деталей. Прочность деталей при этом сохра-
няется и остается высокой, поскольку износы большинства деталей
не превышают 0,1—0,3 мм. Износ многих деталей к моменту поступ-
ления автомобиля в капитальный ремонт не достигает предельных
значений, установленных техническими условиями. Эти детали
имеют остаточную долговечность и относятся к числу деталей с до-
пустимым износом, т. е. могут быть повторно использованы без
восстановления, особенно при условии селективной сборки. Другую
большую группу составляют детали, подлежащие восстановлению
как вышедшие за пределы требований технических условий.
Все основные детали автомобиля являются достаточно сложными
в конструктивно-технологическом отношении и на их изготовление
затрачивается много овеществленного труда, черных и цветных
металлов, в том числе легированных сталей. Неиспользование в
дальнейшем деталей с допустимым износом и подлежащих восста-
новлению, являющихся дорогостоящими, было бы экономически не
оправданным. Восстановление работоспособности и использование
указанных деталей в масштабах страны является проблемой боль-
шого народнохозяйственного значения. Решение этой проблемы и
является одной из основных задач авторемонтного производства.
На базе восстановленных деталей и деталей с допустимым изно-
сом, используемых при сборке за счет селективного и попарного
подбора, и осуществляется капитальный ремонт автомобилей.
При капитальном ремонте производится полная разборка авто-
мобилей, восстановление деталей, сборка и испытание. Для того
чтобы автомобилю вновь возвратить работоспособность с надеж-
ностью, близкой к надежности нового автомобиля, необходимо,
чтобы капитальный ремонт производился лишь -на предприятиях,
хорошо оснащенных и отвечающих современному уровню развития
машиностроительной промышленности.
Надлежащей организации капитального ремонта автомобилей
Советское правительство уделяло должное внимание еще в первые
, годы существования Советской власти. Так, в третьем пункте
’ Декрета Совета Народных Комиссаров от 31 мая 1918 г., подписан-
ного В. И. Лениным, сказано, что «На Высший совет народного
хозяйства возлагается разработка вопросов автомобильного строи-
тельства, организация и поддержание предприятий автомобильной
промышленности, капитальный ремонт автомобилей»... В приме-
чаний 1 к этому пункту указывается: «С разрешения Совета народ-
ного хозяйства капитальный ремонт автомобилей может произ-
водиться и непосредственно теми из ведомств, в распоряжении коих
имеются надлежащие технические средства». Таким образом, еще
в первые годы Советской власти В. И. Ленин предвидел комплек-
сное решение вопросов развития автомобильной промышленности
6

и капитального ремонта автомобилей с проведением его на предприя-
тиях не любых ведомств, а лишь имеющих необходимые техниче-
ские средства. Актуальность приведенного документа сохраняется
и по настоящее время.
В условиях хорошо организованного авторемонтного произ-
водства с широкой специализацией, механизацией и автоматизацией
технологических процессов капитальный ремонт автомобилей явля-
ется промышленным ремонтом в отличие от индивидуального ремон-
та с его мелкосерийным характером производства. Промышленный
вид капитального ремонта исключает принадлежность деталей
данному автомобилю и осуществляется с обезличиванием деталей
и обеспечением их полной или частичной взаимозаменяемости. При
этом отпадает понятие о количестве капитальных ремонтов данного
автомобиля, поскольку агрегат или автомобиль, выпускаемый из
капитального ремонта, является по существу вновь изготовленным
из числа повторно используемых и новых деталей.
Таким образом, авторемонтное производство, являющееся новой
отраслью промышленности, осуществляет «вторичное производство
автомобилей, основанное на принципах полной или частичной вза-
имозаменяемости и обеспечивающее экономически оправданную
реализацию долговечности деталей» [88].
В дореволюционной России не было автомобильной промышлен-
ности и авторемонтного производства. В период первой мировой
войны в страну было ввезено из-за границы около 25 тыс. автомо-
билей, большая часть которых по окончании войны была передана
Московскому продовольственному комитету. Эффективность ис-
пользования этих автомобилей не могла быть значительной из-за
отсутствия опыта технического обслуживания и ремонта. Ремонт
автомобилей проводился в мелких мастерских при гаражах и ча-
стных мастерских.
Началом становления авторемонтного производства был Миус-
ский авторемонтный завод в Москве, построенный в 1920—1921 гг.
Наркоматом продовольствия. В конце двадцатых годов группой
инженеров во главе с В. В. Ефремовым был разработан проект
завода АРемЗ, пущенного в эксплуатацию в 1929 г. и являющегося
в настоящее время одним из передовых авторемонтных заводов.
Подлинное же становление и развитие авторемонтного производства
как новой отрасли промышленности неразрывно связано с созданием
и развитием отечественного автомобилестроения. Массовое произ-
водство автомобилей на первых автозаводах, построенных в г. Горь-
ком, Москве и Ярославле, послужило стимулом для строительства
гаражей и авторемонтных заводов. Гипроавтотрансом и его Ленин-
градским отделением в начале тридцатых годов были спроектированы
первые авторемонтные заводы. В 1933 г. был введен в строй 1-й
МАРЗ, а в последующие годы заводы в Ленинграде, Харькове,
Киеве, Иркутске, Могилеве и др. Дальнейшее развитие авторемонт-
ное производство получило в предвоенные годы и в период Великой
Отечественной войны. В настоящее время авторемонтное производ-
7

ство является достаточно крупной отраслью промышленности,
наряду с автомобилестроением призванной удовлетворять растущие
потребности народного хозяйства страны в автомобилях, агрегатах,
деталях. Благодаря ремонту срок службы автомобилей значительно
повышается, а парк автомобилей страны, участвующих в транспорт-
ном процессе, намного увеличивается.
Вторичное использование деталей с допустимым износом и вос-
становление изношенных деталей, узлов и механизмов, являю-
щееся массовым в пределах страны, способствует успешному реше-
нию цроблемы снабжения автохозяйств и ремонтных предприятий
запасными частями и ежегодно дает огромную экономию различных
материалов.
Партия и Правительство в своих решениях уделяют большое
внимание вопросам совершенствования ремонтного производства.
Для дальнейшего развития и совершенствования авторемонтного
производства необходимо применение высокопроизводительных тех-
нологических процессов восстановления деталей, сборки и испыта-
ния узлов и агрегатов, механизации и автоматизации трудоемких
процессов, поточных линий, снижение трудоемкости и себестоимо-
сти ремонта при одновременном обеспечении высокого качества и
надежности отремонтированных объектов.
Обеспечение высокого качества и надежности капитально отре-
монтированных автомобилей и агрегатов может быть достигнуто
не только за счет улучшения технологии, но и повышения уровня
организации и специализации авторемонтного производства. Даль-
нейшим развитием в этом направлении должно быть создание хоро-
шо оснащенных заводов по ремонту агрегатов, рам, колес и рессор,
электрооборудования, кузовов и централизованному восстановле-
нию деталей.
Все более широкое развитие ремонт автомобилей получает и
за границей, причем не только в социалистических, но и в таких
капиталистических странах, как США, Англия, Франция, ФРГ
и др. В социалистических странах капитальный ремонт автомоби-
лей осуществляется в крупных государственных промышленных
предприятиях, в то время как в большинстве капиталистических
стран — в ремонтных мастерских и заводах различных частных
фирм. Во Франции кроме крупных частных мастерских, капиталь-
ный ремонт двигателей автомобилей в основном производится
предприятиями национального автомобильного общества Франции
и мастерскими автомобильного управления парижского город-
ского транспорта [НО].
Производственная программа специализированных ремонтных
предприятий, отдельных фирм, особенно по ремонту двигателей,
достигает нередко значительной величины. Так, например, моторо-
ремонтный завод фирмы «Бинз Индастриз Лимитед» в г. Триптоне
(Англия) осуществляет ремонт дизельных и карбюраторных двига-
телей «Форд» при годовой программе 60 тыс., завод фирмы «Пер-
кинс» в г. Питсборо с программой ремонта дизельных двигателей

около 10 тыс. [102]. Доставка ремонтного фонда на завод по ремонту
двигателей «Форд» производится на расстояние до 350 км. Восста-
новление основных деталей, как, например, блоки и головки ци-
линдров, коленчатых валов, шатунов, а также сборка двигателей
в указанных заводах производится на специализированных поточ-
ных линиях. Большое внимание уделяется операциям очистки и
мойки агрегатов, и деталей. Для этой цели применяется многоста-
дийная струйная или ванная система очистки агрегатов, узлов
и деталей, рассортированных по видам загрязнений, с примене-
нием различных моющих средств: Аплайд, Грамазол, Меткленс
и др. Такие детали как блок цилиндров, коленчатый вал (с предва-
рительной очисткой масляных каналов) и др. после восстановления,
перед сборкой подвергаются'повторной мойке.
Для восстановления деталей с большим износом за границей
широко применяются такие способы, как газовая и электродуговая
наплавки легированной проволокой и износостойкими самофлю-
сующимися порошками и сплавами на основе никеля, хрома, крем-
ния, а также газовая металлизация высоколегированными сплавами
и плазменно-дуговая, металлизация тугоплавкими материалами.
Детали с небольшим износом подвергаются гальваническим покры-
тиям, преимущественно хромом. Гильзы цилиндров и коленчатые
валы обрабатываются под ремонтные размеры. На всех стадиях
технологии ремонта большое внимание уделяется контролю деталей
и узлов и испытанию собранных агрегатов. В процессе сборки
агрегатов и автомобилей широко применяются различные подъемно-
транспортные средства.
В заключение необходимо отметить, что теория и практика
ремонта машин целиком базируется на трудах советских ученых
и инженеров.
 Исследования коллективов кафедр «Производство и ремонт
автомобилей» автодорожных и политехнических институтов, Науч-
но-исследовательского института автомобильного транспорта —
НИИАТ, Государственного научно-исследовательского технологи-
ческого института ремонта и эксплуатации машинно-тракторного
парка — ГОСНИТИ, Института электросварки им. академика Па-
тона и др. способствовали решению многих важных вопросов ремонт-
ного производства. Эти исследования проводились по вопросам
организации и технологии ремонта машин индустриальными мето-
дами, по изысканию новых и совершенствованию существующих
способов восстановления деталей. На основе этих исследований
осуществляется развитие авторемонтного производства и создается
новая отрасль знания — учение о воспроизводстве (ремонте) машин.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
основы
ТЕХНОЛОГИИ
АВТОСТРОЕНИЯ
ГЛАВА I
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
ПРОЦЕССЫ
§ 1.	ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Производственным процессом называется сово-
купность всех действий людей и орудий производства, необходимых
на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых
изделий. Производственный процесс автозавода охватывает все
этапы производства автомобиля: изготовление заготовок деталей,
все виды их механической, тепловой, гальванической и других
обработок, сборку узлов, агрегатов и машины, испытание и окраску,
технический контроль на всех стадиях производства, транспорти-
ровку материалов, заготовок, деталей, узлов и агрегатов на хранение
на складах.
Производственный процесс автозавода осуществляется в различ-
ных цехах, которые по своему назначению делятся на заготовитель-
ные, обрабатывающие и вспомогательные. Заготовительные и обра-
батывающие цехи — литейный, кузнечный, термический, механосбо-
рочный и т. п. относятся к основным, такие же цехи, как модельный,
ремонтно-механический, инструментальный и др., занятые обслу-
живанием основных цехов, являются вспомогательными.
Производство машины (автомобиля) состоит из следующих
этапов: изготовления заготовки, механической и термической обра-
ботки, сборки узлов, агрегатов и общей сборки, испытания, окраски.
Технологический.процесс (ГОСТ 3.1109—73) — часть
производственного процесса, содержащая действия по изменению
и последующему определению состояния предмета производства.
Технологический процесс относится к детали или машине,
производственный же процесс — к цеху или участку. Соответ-
ственно различают производственный процесс, например кузнеч-
ного цеха, механического или сборочного и др., технологиче-
ский процесс, — например механической обработки, термической
и др.
ю

Законченная часть технологического процесса, выполняемая на
одном рабочем месте, называется технологической опе-
рацией.
Рабочее место — участок производственной площади,
оборудованный применительно выполняемой операцйи или выпол-
няемой работе.
Операция является основной планируемой и расчетной единицей,
по которой осуществляют нормирование и планирование техноло-
гического процесса обработки детали или сборки узла, агрегата,
машины. По ГОСТ 3.1109—73 технологические операции содержат
следующие элементы.
Установ - часть технологической операции, выполняемая
при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или соби-
раемой сборочной единицы. Например, одной технологической
операцией, выполняемой за один установ, может служить одновре-
менная центровка торцов валика на двустороннем центровальном
станке. Указанная центровка, выполняемая последовательно на
одностороннем центровальном станке, также является одной
операцией, но выполняется за два установа. В автомобилестроении,
как и в других отраслях машиностроения с большой производ-
ственной программой, каждую операцию, как правило, выполняют
за один установ заготовки. В процессе обработки заготовка может
менять свое положение относительно узлов станка при помощи
поворотных устройств, т. е. занимать различные позиции.
Позицией называется фиксированное положение, занимае-
мое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или соби-
раемой сборочной единицей совместно с приспособлением относи-
тельно инструмента или неподвижной части оборудования для
выполнения определенной части операции. Например, при обра-
ботке заготовки на многошпиндельном автомате при каждом
обороте шпиндельного барабана заготовка занимает новую пози-
цию. К позиции относится и каждое новое положение револьвер-
ной головки станка для обработки заготовки различными инстру-
ментами.
Технологическим переходом называется закон-
ченная часть технологической операции, характеризуемая постоян-
ством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых
обработкой или соединяемых при сборке. Обработка несколькими
одновременно действующими инструментами одной или нескольких
поверхностей при соблюдении указанных условий является одним
переходом. Изменение хотя бы одного из этих условий — постоян-
ства обрабатываемой поверхности или инструмента — вызывает
новый переход. Переход может быть выполнен за один или несколько
рабочих ходов.
Вспомогательный переход — законченная часть
технологической операции, состоящая из действий человека и
(или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы,
размеров и чистоты поверхности, но необходимы для выполнения
11

технологического перехода, например установка заготовки, смена
инструмента и т. п.
Рабочий ход — законченная часть технологического пере-
хода, состоящая из однократного перемещения инструмента отно-
сительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров,
чистоты поверхности или свойств заготовки. За каждый рабочий
ход снимается один слой металла заданной толщины при неизмен-
ном режиме резания.
Вспомогательный ход — законченная часть техно-
логического перехода, состоящая из однократного перемещения
инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого измене-
нием формы, размеров, чистоты поверхности или свойств заготовки,
но необходимого для выполнения рабочего хода.
Технологический процесс может быть выполнен в виде типо-
вого, маршрутного и операционного.
Типовой технологичес к и й процесс характе-
ризуется единством содержания и последовательности большинства
технологических операций и переходов для группы изделий с об-
щими конструктивными признаками.
Маршрутный технологический процесс
выполняется по документации, в которой содержание операции
излагается без указания переходов и режимов обработки.
Технологический же процесс, выполняемый по документации,
в которой содержание операции излагается с указанием переходов
и режимов обработки, называется операционным техно-
логическим процессом.
§ 2.	ТИПЫ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
В машиностроении различают три типа производств: единичное,
серийное и массовое.
Единичное производство характеризуется: изго-
товлением небольших количеств изделий разнообразных по конст-
рукции, применением универсального оборудования, высокой ква-
лификацией рабочих и более высокой себестоимостью .продукции
по сравнению с другими-типами производства. К единичному про-
изводству на автозаводах относится изготовление опытных образ-
цов автомобилей в экспериментальном цехе, в тяжелом машино-
строении — производство крупных гидротурбин, прокатных станов,
металлургического оборудования и т. п.
В серийном производстве изготовление деталей
осуществляется партиями, изделий-сериями, повторяющимися через
определенные промежутки времени. После изготовления данной
партии деталей производится переналадка станков на выполнение
операции той же или другой партии. Серийное производство харак-
теризуется применением как универсального, так и специального
оборудования и приспособлений, расстановкой оборудования как
по типам станков, так и по технологическому процессу.
12

В зависимости от величины партии заготовок или изделий
в серии различают мелкосерийное, средне- и крупносерийное про-
изводства. К сериййому производству относятся станкостроение,
производство стационарных двигателей внутреннего сгорания,
компрессоров и т. п.
Массовым производством называется производ-
ство, при котором изготовление однотипных деталей и изделий
ведется непрерывно и в большом количестве в течение длительного
отрезка времени — нескольких лет. Массовое производство харак-
теризуется специализацией рабочих на выполнение отдельных
операций, применением высокопроизводительного оборудования,
специальных приспособлений и инструмента, расположением обо-
рудования в последовательности, соответствующей выполнению
операции, т. е. по потоку, высокой степенью механизации и автома-
тизации технологических процессов. В технико-экономическом
отношении массовое производство является наиболее эффектив-
ным. К массовому производству относятся автомобиле- и тракторо-
строение.
Приведенное деление машиностроительного производства по
типам является в известной мере условным. Провести резкую
грань между массовым и крупносерийным производством или между
единичным и мелкосерийным затруднительно, поскольку принцип
поточно-массового производства в той или иной мере осуществля-
ется в крупно- и даже в среднесерийном производстве, а характер-
ные особенности единичного производства свойственны мелкосерий-
ному производству.
ГЛАВА II
СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
ДЕТАЛЕЙ
Заготовки для автомобильных деталей изготовляются раз-
личными способами литья, обработки давлением, отрезкой из
сортовых материалов, способом порошковой металлургии.
Способами получения заготовок отливкой из чугуна^ стали
и цветных металлов и сплавов являются отливки в землю, в стержне-
вые формы, в металлические формы (кокили), в оболочковые формы,
по выплавляемым моделям. Изготовление заготовок способами
давления производится горячей штамповкой на молотах, на прессах,
горизонтально-ковочных машинах и ковочных вальцах, горячей
прокаткой, холодной штамповкой из листа, холодной высадкой
из прутка.
Для изготовления заготовок отрезкой из сортового материала
используется прокат в виде калиброванных цилиндрических,
13

квадратных и других профилей, горячекатаные стали, бесшовные
и сварные трубы, проволока. Применяются и различные комби-
нированные способы получения заготовок: штамповкой с после-
дующей сваркой, горячей штамповкой с последующей калибровкой.
§ 3.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК ЛИТЬЕМ
Литыми заготовками в автомобилестроении являются пре-
имущественно корпусные детали — блоки и головки цилиндров,
картеры различных агрегатов и узлов, а также ступицы колес
и коробки сателлитов, гильзы цилиндров, коленчатые валы дви-
гателей ГАЗ.
Корпусные детали в большинстве случаев изготовляются из
серого чугуна отливкой в земляные формы, полученные машинной
формовкой по металлическим моделям, в стержневые и оболочковые
формы.
Заготовки корпусных деталей из алюминиевых сплавов полу*
чают отливкой в земляные формы машинной формовкой по метал-
лическим моделям, в стержневые формы и литьем под давлением
на литьевых машинах. Машинная формовка позволяет получать
отливки более точными по размерам и близкими по весу благодаря
лучшему уплотнению формы и более высокой ее точности по срав-
нению с ручной формовкой. Точность отливки в земляные формы
составляет 9-й класс и для литья в формы, собираемые из стержней
по шаблонам и кондукторам, несколько более высокая —7—9-й
класс —по системе ОСТ [3,10].
Отливка заготовок из цветных и черных металлов в постоян-
ные металлические формы — кокиль обеспечивает получение точ-
ности отливки 4—7-го классов с шероховатостью поверхности
по 3—4-му классам. Производительность труда при этом способе
возрастает в 2 раза по сравнению с литьем в земляные формы,
сокращаются расход формовочных материалов и производственные
площади.
Изготовление заготовок из цветных металлов и сплавов литьем
под давлением на специальных литьевых машинах применяется
для таких сложных тонкостенных отливок, как блоки цилиндров
У-образного 8-цилиндрового двигателя автомобилей ГАЗ-53А. От-
ливку заготовок из цветных металлов и сплавов под давлением
широко применяют для малогабаритных деталей с толщиной стенок
отливки 1 мм, например для деталей карбюраторов. Центробежным
способом изготовляют отливки гильз цилиндров, втулок и др.
При этом способе заливка металла производится во вращающиеся
формы. Точность заготовок 4—5-го классов.
Отливка в оболочковые формы обеспечивает получение загото-
вок 4—5-го классов точности и шероховатости поверхности 3—4-го
классов; применяется для отливок заготовок сложных деталей,
например чугунных коленчатых и распределительных валов дви-
гателей ГАЗ-24 «Волга».
14

Оболочковая форма изготовляется из песчано-смоляной смеси,
состоящей по весу из 90—95% кварцевого песка и 10—5% терморе-
активной смолы пульвер-бакелита (смесь фенола и формальдегида).
Термореактивная смола обладает свойством полимеризации, т. е.
перехода в твердое состояние при нагреве до 300—350° С. Формо-
вочная смесь при помещении в нее металлической модели, предва-
рительно нагретой до 200—250° С, прилипает к модели, образуя
корку толщиной 4—8 мм. Модель с коркой в течение 2—4 мин
нагревают в печи при температуре 340—390° С для отвердения
корки. Затем модель извлекают из твердой оболочки и получают
две полуформы, образующие при соединении оболочковую форму,
в которую заливают металл.
Изготовление полуформ производится при помощи высокопро-
изводительных автоматических машин.
Отливка по выплавляемым моделям, получаемым прессованием
легкоплавких материалов, например парафина со стеарином,
позволяет иметь заготовки сложной формы высокой точности
(2—3-го классов) с шероховатостью поверхности 4—5-го классов
(шлйцевые валики, зубчатые колеса и т. п.).
§ 4.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК ДАВЛЕНИЕМ
Горячая штамповка широко применяется для изготовления
заготовок стальных коленчатых и распределительных валов, пово-
ротных цапф, крестовин кардана и дифференциала, шестерен
коробок передач и задних мостов и др. Штамповку ведут на прессах
или молотах. Точность заготовок 7—8 классов. Штамповка загото-
вок коленчатых и распределительных валов на ковочных прессах на
24—45% снижает припуск на механическую обработку, в 1,5—2 раза
повышает производительность труда и уменьшает штамповочные
уклоны до 2—3° по сравнению со штамповкой на молотах Г11].
Заготовки штампуют в одном или нескольких ручьях, выполнен-
ных в одном штампе. Штамповку распределительных валов, на-
пример, ведут в трех ручьях. В первом ручье производится
подкатка, во втором и третьем — предварительное окончатель-
ное формообразование.
Заготовки ряда деталей, например заготовки шатунов, до оконча-
тельного формообразования в штампе на кривошипном прессе,
подвергают горячей вальцовке металла на ковочных вальцах.
При этом предварительное формообразование заготовки осущест-
вляется во вращающихся секторах-штампах, расположенных на
валках. Такой способ изготовления заготовки дает значительную
экономию металла из-за уменьшения заусенцев (облоя) при окон-
чательной штамповке, повышает производительность труда .и точ-
ность штамповки в штампах.
Прогрессивным способом является горячая штамповка на гори-
зонтально-ковочных машинах (ГКМ), обеспечивающая высокое
качество поковок благодаря расположению волокон в наиболее
15

выгодном направлении. Этим способом изготовляют заготовки
массой от 0,1—100 кг [3], при этом заготовки простой формы можно
получать без облоя, а заготовки сложной формы — с облоем, не
превышающим 1% веса заготовки.
После горячей штамповки, перед механической обработкой
производится нормализация заготовок.
Холодная штамповка (выеадка) применяется для изготовления
заготовок крепежных и некоторых малогабаритных деталей. При-
меняется высадка с нагревом т. в. ч. части заготовки, подлежащей
формообразованию. Таким способом изготовляют, например^ заго-
товки толкателей клапанов.
Данный способ является наиболее экономичным как в части
расходования металла, так и повышения производительности труда.
Высадка осуществляется из калиброванного металла на высадоч-
ных прессах-автоматах.
Холодной листовой штамповкой в автомобилестроении изго-
товляют детали кузова, диски колес, масляные картеры, кожухи,
колпаки и др.
Заготовками из сортового материала являются горячекатаные
прутки для обработки деталей на токарно-револьверных станках,
более точные холоднотянутые (калиброванные) прутки для изго-
товления деталей на токарных автоматах, горячекатаные профили,
проволока и др.
Из калиброванного материала изготовляют поршневые пальцы,
шкворни, ползунковые валики и т. и. Точность холоднотянутых
прутков 3—4-го классов.
§ 5.	ПОЛУЧЕНИЕ ЗАГОТОВОК ДРУГИМИ СПОСОБАМИ
К заготовкам, получаемым другими способами, относятся штам-
по-сварные заготовки, например картер заднего моста автомо-
биля ЗИЛ-130.	,
Достоинством штампо-сварных заготовок по сравнению с литыми
являются меньшие габариты и масса и более высокий коэффициент
использования металла.
Изготовление заготовок из металлокерамических материалов,
например направляющих втулок клапанов двигателей ЗИЛ-130,
производится прессованием смеси порошков (железомедных, медно-
графитовых и др.) в пресс-формах под давлением 5 000—10000кгс/см1 2
и последующим спеканием нагревом ниже точки плавления основ-
ного компонента.
Все более широкое применение в производстве автомобилей
находят различные пластмассы *.
Заготовки из пластмасс получают прессованием, пресс-литьем
и другими способами.
1 Виды и свойства пластмасс рассматриваются в гл. XXII второго раз-
дела.	'
16

ГЛАВА III
ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ДЕТАЛЕЙ
§ 6.	ПОНЯТИЕ О ТОЧНОСТИ И ПОГРЕШНОСТЯХ ОБРАБОТКИ
Точность является одной из основных характеристик деталей
машин и приборов. Точность изготовления деталей во многом опре-
деляет высокую долговечность и надежность автомобилей.
Под точностью изготовления детали понимается степень соот-
ветствия ее параметров параметрам, заданным конструктором в ра-
бочем чертеже детали.
Соответствие деталей — реальной и заданной конструктором —
определяется следующими параметрами:
1)	точностью формы детали или ее рабочих поверхностей; ха-
рактеризуемой обычно овальностью, конусностью, прямолинейно-
стью и т. п., например, овальностью и конусностью цилиндров,
шеек коленчатых валов и др.;
2)	точностью размеров детали, определяемой отклонением раз-
меров от номинальных;
3)	точностью взаимного расположения поверхностей, задавае-
мой параллельностью, перпендикулярностью, концентричностью,
например, параллельностью осей шатунных и коренных шеек
коленчатых валов, перпендикулярностью осей отверстий под порш-
невой палец в поршне к его оси и т. д.;
4)	качеством поверхности, определяемым шероховатостью и
физико-механическими свойствами (материалом, термообработкой,
поверхностной твердостью и др.). .
Точность формы и взаимного расположения поверхностей обычно
задается в более узких пределах по сравнению с точностью раз-
меров.
Точность обработки деталей может быть обеспечена по существу
двумя методами: установкой инструмента на размер и автомати-
ческим получением размеров. Установка инструмента на заданный
размер достигается способом пробных проходов и промеров. Выпол-
нение операции способом пробных проходов и промеров заклю-
чается в том, что последовательно обрабатываются и измеряются
небольшие участки поверхности, в процессе которых уточняется
положение инструмента, позволяющее в результате нескольких
(два-три) уточнений приблизиться к получению заданного размера.
Способ пробных проходов и размеров требует высокой квалифи-
кации рабочего и большей трудоемкости' и ограничивается инди-
видуальным и мелкосерийным производством. В массовом и крупно-
серийном производстве получение заданных размеров достигается
автоматически путем предварительной настройки станка. Наст-
ройка станка заключается в установке инструмента в определен-
ное неизменное положение относительно станка один раз при его

наладке на операцию. Положение инструмента меняют в случае
его износа или замены. Перемещение инструмента относительно
детали ограничивается при помощи специальных устройств упоров,
автоматических остановов и др.
Точность обработки в процессе выполнения операции достига-
ется автоматически контролем и подналадкой инструмента или
станка при выходе деталей из поля допуска.
Точность обработки деталей при этом методе определяется точ-
ностью настройки на размер и постоянством всех действующих
факторов. Работа на настроенных станках с автоматическим полу-
чением заданных размеров являет-
ся надежным средством повышения
производительности труда.
При выборе способа обработки,
обеспечивающего заданную точ-
ность, необходимо учитывать те
условия, в которых данный способ
применяется, другими словами,
ориентироваться на экономиче-
скую точность обработки. Точ-
ность находится в обратной зави-
симости от производительности
труда и стоимости обработки. На
рис. 1 показан график зависимости
стоимости обработки от погрешно-
Рис. 1. Зависимость стоимости об- сти. Стоимость обработки резко
работки от точности	возрастает при высших точностях
(участок А), при низких точностях
стоимость обработки уменьшается медленно (участок В). Средний
участок Б характеризует среднюю «нормальную» для данного
станка экономическую точность обработки. Таким образом, эконо-
мическая точность обусловливается отклонениями от номинальных
размеров обрабатываемой поверхности, полученных в нормальных
условиях при использовании исправного оборудования, стандарт-
ного инструмента, средней квалификации рабочего и при затратах
времени и средств, не превышающих эти затраты при других со-,
поставимых способах обработки. Экономическая точность' зависит
не только от способа обработки, но и от материала детали и при-
пуска на обработку.
Указанные выше параметры в процессе механической обработки
в той или иной мере отклоняются от номинальных, заданных кон-
структором в виде допусков в рабочих чертежах деталей. Отклонения
параметров реальной детали от заданных параметров вызываются
погрешностями, возникающими в процессе обработки деталей.
Причинами возникновения погрешностей являются: 1) неточность
изготовления и износ станка и приспособлений, 2) неточность
изготовления и износ режущего инструмента, 3) упругие деформа-
ции системы СПИД, 4) температурные деформации той же системы,
18

5)	деформации обрабатываемой детали под влиянием внутренних
напряжений, 6) неточность настройки станка на размер, 7) неточ-
ность установки, базирования и измерения.
Неточностями станка, вызывающими погрешность обработки,
могут быть биение шпинделя, "износ опорных поверхностей шпин-
деля, задней бабки и направляющих станины, зазоры в сопряже-
ниях деталей различных узлов и др.
Точность изготовления станков регламентируется ГОСТами,
в соответствии с требованиями которых производится приемка
станков. Неточность изготовления и износ деталей отдельных
элементов приспособлений, особенно установочных элементов, опре-
деляющих положение обрабатываемой детали в приспособлении,
неточность поверхностей корпуса, которыми приспособление уста-
навливается на станке и др., также оказывают влияние на точность
обработки. Неточность изготовления и износ особенно проявля-
ются при обработке мерным инструментом: сверлами, зенкерами,
развертками, протяжками, метчиками и др. Неточности изготов-
ления и износ режущей части инструмента непосредственно сказы-
ваются на погрешности размера и формы обрабатываемой поверх-
ности.
Упругие деформации системы СПИД (станок—приспособление—
инструмент—деталь) возникают под действием сил резания и ока-
зывают влияние на точность размеров и формы обрабатываемых
поверхностей. Из трех составляющих силы резания Рх, Ру и Рг
наибольшее влияние на точность обработки оказывает составляю-
щая Ру, направленная перпендикулярно к обрабатываемой поверх-
ности. Способность системы сопротивляться действующим силам,
стремящимся ее деформировать, характеризует жесткость системы.
Жесткостью / системы СПИД называется отно-
шение составляющей силы резания Ру, направленной по нормали
к обрабатываемой поверхности, к смещению у лезвия инструмента,
измеренному в направлении действия этой силы (кгс/мм),
Величина, обратная жесткости, называется податливостью «w»
системы (мкм/кгс)
10з
w =—.
1
р
Деформация системы (мкм) у =	103 = Р^.
Температурные деформации. Температурные деформации, влия-
ющие на точность обработки, возникают в детали, режущем ин-
струменте и станке за счет теплоты, образующейся в зоне резания,
теплоты трения движущихся частей станка и внешних источников.
Теплота, образующаяся в зоне резания, распределяется между
стружкой, обрабатываемой деталью, инструментом и частично
19

рассеивается в окружающую среду. Например при токарной обра-
ботке в стружку отходит 50—90% теплоты, в резец 10—40%,
в заготовку 3—9%, в окружающую среду 1% [10]. При абразивной
обработке из-за низкой теплопроводности абразивного инструмента
.большая часть теплоты поступает в заготовку. Из-за нагрева резца
в процессе обработки удлинение его достигает 30—50 мкм. Отвод
теплоты от зоны резания и снижение или даже полное устранение
температурных деформаций достигается подачей в зону резания
охлаждающей жидкости.
Деформации от внутренних напряжений. Внутренние напряже-
ния возникают при изготовлении заготовок и в процессе их меха-
нической обработки. В литых заготовках, штамповках и поковках
возникновение внутренних напряжений происходит из-за неравно-
мерного охлаждения, а при термической обработке деталей — по
причине неравномерного нагрева и охлаждения и структурных
превращений. Для полного или частичного снятия внутренних
напряжений в литых заготовках их подвергают естественному
или искусственному старению. Естественное старение представляет
собой весьма длительное выдерживание заготовки на воздухе.
Искусственное старение осуществляется путем медленного нагрева
заготовок до 500—600° С, выдержки при этой температуре в течение
1—6 ч и последующего медленного охлаждения. Старение литых
заготовок корпусных деталей, как например блоков цилиндров,
является весьма важным и, как показывают исследования, из-за
отсутствия полного старения соосность постелей коренных под-
шипников нарушается ввиду остаточных внутренних напряжений.
Для снятия внутренних напряжений в штамповках и поковках их
подвергают нормализации. Внутренние напряжения в процессе
механической обработки возникают в поверхностном слое и могут
быть сжимающими или растягивающими. Сжимающие напряжения
повышают усталостную прочность деталей, растягивающие снижают.
Напряженное состояние приводит к деформированию детали.
По мере последовательного проведения всех этапов механической
обработки с использованием все более легких режимов резания
внутренние напряжения постепенно снижаются и на последнем
этапе обработки часто ими можно пренебречь.
Виды погрешностей. Неточность настройки станка на заданный
размер связана с тем, что при установке режущего инструмента
на размер с помощью измерительных средств или по готовой детали
возникают погрешности, влияющие на точность обработки.
Погрешности базирования и установки рассматриваются в
гл. IV и XXIV.
Из всего сказанного вытекает, что на точность обработки ока-
зывает влияние большое число разнообразных причин, вызывающих
систематические и случайные погрешности.
Производственные погрешности по своему направлению явля-
ются различными и при совместном действии в значительной мере
компенсируют друг друга, поэтому арифметическое сложение со-
20

ставляющих погрешностей привело бы к завышенному результату.
Суммирование погрешностей производится по следующим основным
правилам [3]:
1)	систематические погрешности суммируются с учетом их
знака, т. е. алгебраически;
2)	суммирование систематических и случайных погрешностей
производится арифметически, поскольку знак (направление) слу-
чайной погрешности заранее неизвестен и приходится считаться
с наименее благоприятным результатом;
3)	случайные погрешности суммируются по формуле
де=]/(М1)2+(М2)2+• • •+(МД2-
Здесь ku k2,..., kn — коэффициенты, зависящие от вида кривой
распределения составляющих погрешностей. Если погрешности
подчиняются одному закону распределения, то kx = k2... = kn = k.
Тогда As = kVAf+A|+--- + A«.
Для анализа и расчета точности применяют статистические
методы исследования.
§ 7. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ТОЧНОСТИ
Статистические методы исследования позволяют оценивать точ-
ность обработки по кривым распределения действительных размеров
деталей, входящих в партию. При этом методе различают три вида
погрешностей обработки: 1) систематические постоянно действую-
щие, 2) систематические закономерно изменяющиеся и 3) слу-
чайные.
Систематические постоянные погрешности проявляются одина-
ково у всех деталей партии, например погрешность настройки
станка. Этого вида погрешности легко обнаруживаются и устраня-
ются подналадкой станка.
Погрешность называется систематической закономерно изменяю-
щейся, если в процессе обработки наблюдается закономерность
в изменении погрешности деталей, например под влиянием износа
лезвия режущего инструмента.
Случайные погрешности возникают под действием многих при-
чин, не связанных между собой какой-либо зависимостью, поэтому
заранее нельзя установить закономерность изменения и величину
погрешностей деталей. Случайные погрешности вызывают рас-
сеяние размеров в партии деталей, обрабатываемых в одинаковых
условиях. Размах (поле) рассеивания и характер распределения
размеров деталей определяют по кривым распределения. Для
построения кривых распределения производят измерение размеров
всех деталей, обработанных в данной партии. Полученные данные
сводятся в ряды распределения путем деления величины рассеи-
вания размеров на несколько равных по величине интервалов.
21

Рис. 2. Построение кривой распреде-
ления размеров
Затем определяется частота tn, т. е. количество деталей, находя-
щихся в данном интервале, или частость, т. е. относительная ча-
стота, равная отношению т/п, где п — общее число деталей в иссле-
дуемой партии.
По оси абсцисс откладываются средние значения величины
интервалов, а по оси ординат частоты или частости для каждого
интервала. Соединив получен-
ные точки прямыми,- получим
эмпирическую (практическую)
кривую распределения (рис, 2).
При весьма большом количест-
ве замеренных деталей и соот-
ветственно большом числе ин-
тервалов практическая кривая
приближалась бы к плавной
кривой и выражала бы теорети-
ческий закон, распределения.
Многими исследованиями дока-
зано, что при автоматическом
получении размеров деталей,
обрабатываемых на предвари-
тельно настроенных станках,
распределение размеров подчи-
няется закону Гаусса — закону нормального
распределения (рис. 3), который в дальнейшем будет
использоваться для решения ряда других вопросов курса.
Дифференциальная функ-
ция (плотность вероятности)
кривой нормального распре-
деления имеет вид
<	(х—<о)2
где х — переменная случай-
ная величина; а — среднее
квадратическое отклонение
случайной величины х от
среднего значения х0; х0 —
среднее значение (математи-
ческое ожидание) случайной
величины х; е — основание
натуральных логарифмов.
Функция f(x) является четной; кривая нормального распре-
деления симметрична относительно ординаты точки х = xG, имеет
две точки перегиба на расстоянии + о — о от среднего значения х0.
Значение х0, соответствующее максимальной ординате — кривой
f/max, является центром группирования случайной величины, ее
22
Рис. 3. Кривая нормального распределе-
ния

средним арифметическим. Среднее арифметическое значение слу-
чайной величины
г , Х1 + Х2 + • • • + хп   1 VI
Хо_ -	_ ^хь
i=\
среднеквадратическое значение
Z=1
Положение кривой относительно начала координат и ее форма
определяются двумя параметрами х0 и о. При изменении х0 кривая
смещается вправо от начала коо{
Величина среднеквадратиче-
ского отклонения о характери-
зует форму кривой распределе-
ния и является мерой точности.
Влияние параметра о на форму
кривой распределения показано
на рис. 4. При малых значениях
о кривая получается сильно вы-
тянутой вверх с малым полем
рассеивания. При больших зна-
чениях а поле рассеивания ста-
новится большим, кривая полу-
чается очень пологой. С увеличе-
нием о точность применяемого
метода исследования снижается.
При нормальном распределе-
, но форма ее не изменяется.
Рис. 4. Влияние параметра ст на форму
кривой нормального распределения
Т. е. R = Xrnax — Xmln, НЗХОДИТСЯ
нии почти все поле рассеивания
изучаемой случайной величины,
в интервале ± Зо (99,73%). Таким образом, если величина допуска
находится в пределах ба, то 99,73% из партии деталей будут год-
ными и лишь 0,27% бракованными.
При х0 — 0 и а = 1 уравнение нормальной кривой принимает
вид	i
f(x) = ^t=e 2.
1 ' ’ ]/2я
Нормальный закон распределения можно рассматривать как
закон распределения размеров деталей, если кривую расположить
в системе координат, началом которой служит действительный нуль,
и как закон распределения погрешностей, если за нуль принять
среднее значение х0. С помощью кривой распределения можно
определить вероятность получения брака деталей. Для этого необ-
ходимо определять площадь кривой, заключенную между грани-
цами поля Допуска, с помощью интегральной функции нормального
распределения, выраженной через функцию Лапласа.
23

Интегральная функция нормального закона распределения
в общем виде
f(x)= J f(x)dx=-L= ( е_(А^ dx. .
J	а у 2л J
— OO	—00
Приняв новую переменную z — x~x° и имея в виду х = х0 +
+ zg и dx = adz, получим
X g,2
— 00
Значения F(x) приводятся в курсах теории вероятностей и -
позволяют определять величину площади нормальной кривой на
протяжении от — оодо случайной величины х, выраженной-,в долях
основного отклонения.
Вероятность нахождения случайной величины х в заданных
пределах xt < х < х2 можно вычислить по уравнению интеграль-
ной функции
1 р2 (х—х0)2
Р (х1<х<х2)^—7=г\е	202 dx.
<jV 2л J
Х1
Непрерывная случайная величина, распределенная по нормаль-
ному закону, может изменяться в любых пределах от — оо до + оо,
поэтому вероятность нахождения случайной величины х в этих
пределах будет
4 +°°
Р(—оо<х< + оо) = —— \ е 202 dx=l.
'	аК2л J
г-оо
Это означает, что площадь под кривой нормального распределения
равна единице.
В действительности же изменение случайной величины х, на-
пример поле допуска детали, задается двумя размерами хг и х2,
являющимися границами допуска от среднего значения (центра
группирования). При новой переменной г = х~х° пределы интег-
рирования и х2 заменяются на гх = 1 g -- и z2 = -2g--9-.
Тогда ‘
1 Р _2i
Р(х1<х<х2) = -7= \ е 2 dz.
V 2л J
Zi
Для вычисления интеграла пользуются нормированной функцией
Лапласа
Z 22
^Ф(г) = -±= ( е-2 dz;
24

напомним, что Ф(0) = 0; Ф(— оо) — — 0,5; Ф(+ °°) — 0,5;
Ф(— г) = — Ф(г), таким образом, площадь нормальной кривой
в промежутке (0, — г) равна площади в промежутке (0, г), только
считается отрицательной.
Если воспользоваться функцией Лапласа, то вероятность нахож-
дения случайной величины в заданных пределах будет выражаться
так:
1	?•	1 р ——	1	——
Р (хх <х <х2) =-т= \ е 2 dz = -r=\e 2 dz-\—== \ е 2 dz —
V 1	^2/	/2л J	/2л Л
2i	Zi	0
Г 2г	22	Г*	22	~
= -у= \ е 2 dz — \ е 2 dz
V 2л J	J
Lo	о	J
или
Р(хх<х<х2) = Ф(г2)-Ф(гх) = ф(^)-ф(^}. •
Интегральную функцию нормального распределения можно
также выразить через функцию Лапласа
1	е	(х—х0)2	..	о	(х—х0)2
\ е 2аг dx = —L= \ е 2°2 dx+
О У 2л	J	а]/ 2л	J
—со	—со
, р (х-х„У	. О - _2®	.	* _г»
+ —/=\е	2°2 dx = ~ \ е 2 dz + -!= \е 2 йг = 0,54-Ф(г).
dV2n J	J/2л J	/2л J	> • к/
0	—со	0
Значения функций Ф (г) и F (х) приводятся во всех курсах
теории вероятности и широко используются в практике статисти-
ческих расчетов. На рис. 5 показана кривая нормального распре-
деления с границами поля допуска поршня двигателя ЗИЛ-130
хх = 0,04 мм и х2 — 0,02 мм от центра группирования. Определим
вероятность получения брака при допуске на изготовление поршня
а = 0,06 мм и о = 0,012 мм. Определим значения zx и z2; zx =
0,04	„	x2 0,02	.	,
= ~ = QQI2- = 3,33; z2 = -^ = 0-^2 = 1,67. По таблице значе-
ний Ф (zj находим Ф (zx) = 0,4995 и Ф (г2) = 0,4525.
Вероятное количество годных деталей определится суммой
заштрихованной площади Ех и f2, выраженной суммой Ф (zx) +
+ Ф (г2). Так как площадь кривой нормального распределения
равна единице, то суммарное количество деталей, вышедших за
границы допуска, т. е. бракованных, будет В = 0,5 — Ф(гх) +
+ 0,5 — Ф(г2) = 1 — [Ф(гх) + Ф(г2)] = 1 — (0,4995 + 0,4525) =
= 1 — 0,9520 = 0,048, т. е. 4,8%.
Кроме закона Гаусса ч встречаются и другие распределения
размеров в партии обработанных деталей. Так, под влиянием
систематически равномерно возрастающей погрешности, вызы-
ваемой размерным износом инструмента и протекающей по закону
прямой распределение размеров деталей подчиняется закону
25

равной вероятности с кривой распределения, имеющей вид прямо-
угольника. При закономерно изменяющейся погрешности, вызы-
ваемой размерным износом режущего инструмента с сильно выра-
женным начальным износом и увеличением силы резания в конце
стойкости инструмента ввиду его затупления, может иметь место
распределение размеров деталей по закону треуголь-
ника (закон Симпсона) 17]. Рассеивание величин биения,
дисбаланса, эксцентриситета и т. п. подчиняется закону Мак-
свелла. Распределение овальности цилиндрических поверхно-
стей, непараллельное™ осей, отклонения шага резьбы согласу-
ются с законом модуля разности.
Метрд кривых распределения по своей универсальности нашел
широкое применение для исследования многих вопросов, например
Рис. 5. К определению процента брака
сборочных и контрольных опе-
раций, балансировки деталей,
износа деталей и др.
Статистические методы регу-
лирования технологических про-
цессов и контроль качества
(методы точечных диаграмм).
Кривые распределения не дают
представления об изменении рас-
сеивания размеров деталей во
времени, т. е. в последователь-
ности их обработки. Тем самым
не представляется возможным
осуществлять регулирование
технологического процесса и контроль качества изделий. Для
этой цели применяется метод медиан и индивидуальных значе-
ний (х — х{) (ГОСТ 15898—70), и метод средних арифметических
значений и размахов (х — R), ТОСТ 15899—70. Оба метода рас-
пространяются на показатели качества продукции (точность раз-
меров деталей, отклонения формы, дисбаланс, твердость и другие
отклонения), значения которых распределяются по законам Гаусса
или Максвелла. Стандарты распространяются на технологические
процессы с запасом точности, для которых коэффициент точности
находится в пределах 0,75—0,85. Метод медиан и индивидуальных
значений рекомендуется применять во всех случаях при отсутст-
вии автоматических средств измерения, вычисления и управления
процессами по статистическим оценкам хода процесса. Второй же
метод ГОСТ рекомендует применять для процессов с высокими тре-
бованиями к точности и для единиц продукции, связанных с обес-
печением безопасности движения, экспресс-лабораторных анализов,
а также для измерения, вычисления и управления процессами по
результатам определения статистических характеристик при нали-
чии автоматических устройств.
Рассмотрим здесь второй метод (X — R), который по своему
назначению больше, чем. метод (х — xj, относится к массовому
26

производству, хотя оба метода находят широкое применение в авто-
мобильной промышленности.
Метод же медиан и индивидуальных значений с успехом может
применяться в авторемонтном производстве, особенно при централи-
зованном восстановлении деталей, поэтому коснемся этого метода
в дальнейшем.
При регулировании технологических процессов и контроля каче-
ства методом средних арифметических значений и размахов (х — /?)
статистическими характеристиками являются средние арифмети-
Рис. 6. Контрольная карта статистического регулирования и контроля каче-
ства методом (х.— R)
ческие значения х показателя качества (размеры деталей в мм или
значение поверхностной твердости и т. п.) и размахи R показателя
качества по отдельным выборкам. По средним значениям х судят
об уровне настроенности процесса, а по размахам R — о рассеянии
показателя качества, т. е. о точности процесса.
Контрольная карта статистического регулирования и контроля
качества методом (х — R) состоит из двух диаграмм — х и R,
которые наносят на формуляр из тонких вертикальных и горизон-
тальных линий. По оси ординат наносятся значения размеров обра-
батываемых деталей в мм (или другие показатели качества), а по
оси абсцисс дата, смена и порядковые номера выборок (рис. 6).
На диаграмму х наносятся две сплошные горизонтальные линии,
указывающие. пределы допуска: верхнего Тв и нижнего Тя и две
штриховые (контрольные) прямые, определяющие верхнюю Рв и
нижнюю Ря границы допускаемых отклонение средних арифмети-
ческих значений выборок.
27

Ниже диаграммы X записываются значения xt показателей ка-
чества выборок (размеры деталей и др.), суммы значений Sx;-,
средних арифметических значений я, наибольших х/н6 и наимень-
ших xiHM значений показателей качества и величины размахов R
(в выборках.
На диаграмму размахов наносят две сплошные горизонтальные
линии, ограничивающие поле допуска. Нижняя сплошная линия
соответствует нижней границе размахов, принимается обычно равной
нулю, а верхняя линия — верхнему пределу допуска. Штриховая
линия PbR является верхней границей регулирования размахов,
ограничивающей зону допускае-
Таблица 1 мых значений размахов R в вы-
Коэффициенты для расчета борках.
границ регулирования	Границы регулирования оп-
ределяются в зависимости от
объема выборки и величины до-
пуска. Коэффициент точности
процесса для значений показа-
телей качества, подчиняющихся
закону Гаусса, рассчитывается
по формуле
Кт~ 6 »
а для значений показателей ка-
чества, подчиняющихся закону
Максвелла,
ь A25g
Объем выбор- ки	Коэффициенты		
	^в	De	
3	0,428	1,45	0,69
4	0,500	1,56	0,65
5	0,559	7 1,63	0,62
6	0,592	1,68	0,60
7	0,622	1,72	0,58
8	0,646	1,75	0,57
9	0,667	1,78	0,55
10	0,684	1,81	0,54
где о — среднее квадратическое
отклонение показателя качества; 6 — допуск показателя качества;
6 й 5,25 — коэффициенты.
Границы регулирования Рв и Рн диаграмм средних значений
определяются так:	4
РВ==ТВ-Д6|; РН = ТН + Л6|,
где 6/2 — половина допуска; Тв й Тя — верхний и нижний пределы
допуска; А6 — коэффициент, зависящий, от объема выборки, бе-
рется по табл. 1.
Граница регулирования размахов Pbr вычисляется по формуле
PB^De|,
где Pbr — верхняя граница регулирования размахов; De — коэф-
фициент, зависящий от объема выборки.
Для показателей качества, значения которых распределяются
по закону Максвелла (биения, эксцентриситеты, дисбаланс и т. п.),
28

диаграмма средних арифметических значений имеет только одну
верхнюю границу регулирования Рв, определяемую по формуле
Рв = Д76,
где Д, — коэффициент, зависящий от объема выборки. Значения
коэффициентов для расчета границ регулирования приводятся
в табл. 1.
Если средние арифметические значения х выборок не выходят
за границы регулирования Рв и Рн, а размахи — за верхнюю
границу PbR, технологический процесс протекает удовлетвори-
тельно. Динамика изменения уровня процесса характеризуется
линией, соединяющей точки средних арифметических значений
выборок, а динамика изменения точности процесса — линией,
соединяющей точки размахов выборок. Выход значений, х за Рв —
Рв и РВ£ свидетельствует о нарушении нормального протекания
процесса. В этом случае берется внеочередная выборка. В случае
повторения выхода х и PbR за границы регулирования выборка
считается неудовлетворительной.
Причину, вызвавшую нарушение нормального хода процесса,
необходимо устранить. На карте имеются условные обозначения —
«V» в допуске, «+» — завышен, «—» — занижен.
На контрольной карте наносится отметка в виде стрелки, ука-
зывающая на разладку процесса, а продукция, изготовленная
между двумя очередными выборками, подлежит сплошному конт-
ролю персоналом ОТ К.
На каждой операции осуществляется статистическое регулиро-
вание. Контрольные диаграммы ведутся для одного наиболее важ-
ного показателя.
Другие показатели качества, связанные с данной операцией,
и, параметры технологического процесса (шероховатость поверх-
ности, температура, время нагрева и т. п.) проверяются обычными
методами по каждой выборке, и результаты проверки заносятся
в инструкционную карту.
Инструкционная карта содержит правила регулирования техно-
логических процессов и контроль качества продукции на отдель-
ных операциях, разрабатывается технологом и прилагается к картам
технологического процесса. Объем выборки обычно принимают
3—10 шт. При большем объеме выборки данный стандарт не приме-
ним.
Период отбора выборки определяется опытным путем и практи-
чески устанавливается 1—2 ч, а при высокой производительности
процесса непрерывно.
Контрольная карта, являющаяся носителем статистической ин-
формации о состоянии технологического процесса, может разме-
щаться на формуляре, перфоленте, а также в памяти электронно-
вычислительных машин.
29

ГЛАВА IV
БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ
§ 8.	ВИДЫ БАЗ И ИХ ВЫБОР
Одним из важных вопросов механической обработки деталей
является правильная их установка на станке или в приспособлении,,
от которой зависит точность обработки. Под установкой понима-
ется правильная ориентация заготовки относительно режущего
инструмента и надежная фиксация ее в этом положении. Правиль-
ность установки определяется правильностью базирования и за-
жима заготовки без ее-деформации.
Базой называется совокупность поверхностей, линий или
точек детали, по отношению к которым ориентируют другие поверх-
ности детали при обработке или измерении, или по отношению
к которым ориентируют другие детали узла, агрегата при сборке.
Различают следующие виды баз: конструкторские, сборочные,
установочные и измерительные.
Конструкторскими базами называют поверхно-
сти, линии или точки, относительно которых на рабочем чертеже
детали конструктор задает взаимное положение других поверхно-
стей, линий или точек. Конструкторскими базами на рабочих черте-
жах детали служат оси отверстий и валов, оси симметрии и другие
геометрические элементы.
Сборочными базами называют поверхности детали,
определяющие ее положение относительно другой детали в собран-
ном изделии. Деталь, являющаяся исходной для начала сборки узла,
механизма, называется базовой деталью.
Установочными базами называют поверхности де-
тали, с помощью которых ее ориентируют при установке в приспо-
соблении или непосредственно на станке. При установке детали
в приспособлении за установочные базы принимают реальные
поверхности, которыми деталь контактируется с установочной по-
верхностью приспособления. Эти базы нередко называют опор-
н ы м и. В качестве установочных баз могут быть плоскости, внут-
ренние и торцовые поверхности отверстий, наружные цилиндри-
ческие поверхности, центровые углубления и т. п.
Измерительными базами называют поверхности,
линии или точки, относительно которых производят отсчет размеров
при обработке детали.
Установочные и измерительные базы используются в техноло-
гическом процессе обработки детали и называются техноло-
гическими базами.
По роли поверхностей, образующих базу по отношению к изде-
лию, установочные базы делятся на основные и вспомогательные.
Основными установочными базами называют
поверхности, используемые для установки детали при обработке,
30

которыми детали ориентируются в собранном узле или агрегате
относительно других деталей. Например, коренные шейки коленча-
того вала определяют положение вала в блоке цилиндров. При
установке вала на коренные шейки для его обработки их следует
отнести к основным установочным базам.
Вспомогательными установочными ба-
зами называют поверхности, которые для работы детали в изде-
лии не нужны, но специально обрабатываются для установки детали
при обработке. Примером вспомогательных баз служат центровые
углубления различных валов, внутренний поясок юбки поршня и его
торец. Для работы поршня в цилиндре эти поверхности не нужны,
для обработки же поршня они необходимы.
По месторасположению в технологическом процессе установоч-
ные базы делятся на черновые (первичные), про-
межуточные и чистовые (окончательные).
Черновые базы служат для установки заготовки на первых опе-
рациях обработки, когда других обработанных поверхностей
еще нет.
Выбор установочных баз при обработке деталей имеет большое
значение. Выбор черновой базы — это решение вопроса, с какой
поверхности следует начинать обработку заготовки. Черновая база
должна позволить обработать поверхность, которая является наи-
более важной установочной базой при последующей обработке
других поверхностей детали [12]. Черновая база не обеспечивает
точности обработки, поэтому ее используют обычно только для
первой установки, только один раз. Для-деталей, не обрабатываемых
кругом, в качестве черновой базы выбирают одну из необрабаты-
ваемых поверхностей, т. е. остающуюся в черновом виде. При
Обработке детали кругом за черновую базу следует принимать
поверхность, имеющую наименьший припуск по сравнению с дру-
гими поверхностями. Черновые базы должны быть ровными и чис-
тыми и должны иметь минимальное смещение относительно других
поверхностей, подлежащих обработке.
После первой операции обработки на всех последующих опе-
рациях черновые базы должны быть заменены обработанными,
чистовыми базами. Исключением может являться обработка на
револьверных станках, полуавтоматах и многошпиндельных ав-
томатах, когда деталь частично или полностью обрабатывается
с одной первоначальной установки по черновой базе. При выборе
чистовых установочных баз следует по возможности руковод-
ствоваться принципом совмещения баз. В общем виде принцип
совмещения баз заключается в использовании в качестве устано-
вочной базы конструкторской и измерительной баз. В качестве
базовой поверхности выбирают поверхность детали, относительно
которой в чертеже детали координировано положение данной
обрабатываемой поверхности. При совмещении установочной базы
с конструкторской базой погрешность базирования равна нулю.
На рис. 7 в качестве примера показаны чертеж детали и совме-
31

Эскиз
Чертеж обработки
детали. и установки. Эскиз
В А	А = О контроля
^wuuKupuumupumo^Q^o^Ou-Uji
Рис. 7. Совмещение баз
щение баз при последней окончательной обработке поверхности П.
За базовую поверхность принята поверхность К, относительно кото-
рой координировано положение поверхности П (размер Л); по отно-
шению поверхности П поверхность К является конструкторской
базой.
Если принцип совмещения баз невозможен по конфигурации
детали или другим причинам, то выбирают другую базовую поверх-
ность, однако при этом
необходимо, чтобы по-
грешность. базирования
была значительно мень-
ше допуска размера, оп-
ределяющего положение
данной обрабатываемой
поверхности. Приведем
пример, иллюстрирую-
щий сказанное. . При
обработке плоскости ВВ
при допуске на размер а,
меньшем чем на раз-
мер b (рис. 8, а), базиро-
вание должно быть по плоскости ВБ, а не на плоскость АА, так как
в последнем случае нельзя было бы выдержать допуск размера а.
При указанном базировании (рис. 8, а) погрешность базирования
а -}-pi кНшшш
Рис. 8. Выбор базы при шлифовании детали: а. — пра-
вильная схема установки; б — погрешность базирова-
ния равна допуску размера
равна нулю. При базировании на плоскость АА (рис. 8, б) погреш-
ность базирования равна допуску на размер Ь. Если допуск на раз-
мер а больше допуска на размер Ь, то базирование по схеме на
рис. 8, б возможно.
Для обеспечения наименьшей погрешности от несовмещения
баз необходимо в качестве установочной базы выбирать поверх-
ность детали, наиболее точно расположенную относительно кон-
структорской базы. При обработке двух любых поверхностей детали
на разных установочных базах погрешность взаимного положения
обработанных поверхностей получается большей, чем при обра-
ботке их на одной установочной базе. Эта погрешность равна
погрешности взаимного расположения установочных баз. Отсюда
следует принцип единства баз, заключающийся в том, что данную
32

поверхность и поверхность, являющуюся по отношению к ней
конструкторской базой, обрабатывают, пользуясь одной и той'же,
т. е. единой, установочной базой. Отсюда следует, что принцип
единства базы охватывает только две взаимосвязанные поверх-
ности — данную рассматриваемую и вторую, являющуюся кон-
структорской базой по отношению к ней [12]. При большом числе
операций и трудности соблюдения других заданных размеров,
не допускающих совмещения баз, правило единства базы расши-
ряют до принципа постоянства установочной базы.
/ Принцип постоянства установочной базы состоит в том, что на
всех технологических операциях обработки используют одну и ту
же (постоянную) установочную базу. Условие постоянства устано-
вочной базы является необходимым при соблюдении жестких требо-
ваний к точности обработки.. Смена баз может внести недопусти-
мую ошибку во взаимное расположение поверхностей, обработан-
ных от различных баз, тогда как постоянство установочной базы
-уменьшает погрешность базирования от несовмещения баз.
При обработке поверхностей, не требующих особой точности,
принцип постоянства установочной базы не является обязательным.
В этом случае, а также когда принцип постоянства установочной
базы не может быть выполнен, обработку ведут от других баз.
В ряде случаев смена установочной базы упрощает обработку и кон-
струкцию приспособления и является экономически оправданной.
§ 9.	ПРИМЕРЫ БАЗИРОВАНИЯ
Для ориентации, заготовки в приспособлении или на станке
необходимо выбрать количество и расположение базирующих
поверхностей. Обрабатываемая деталь, как и всякое тело, имеет
шесть степеней свободы, три возможных перемещения вдоль трех
взаимно перпендикулярных осей координат и три возможных
вращения относительно их (рис. 9). Для правильной ориентации
заготовки в приспособлении или механизме необходимо и доста-
точно шести опорных жестких точек, ' расположенных определен-
ным образом на поверхности данной детали. Отсюда вытекает из-
вестное правило базирования деталей по шести опорным точкам —
правило шести точек. Для лишения заготовки всех шести степеней
свободы необходимы шесть неподвижных опорных точек, располо-
женных в трех перпендикулярных плоскостях (рис. 9, а). Три опор-
ные точки 1, 2, 3, расположенные ,в плоскости, параллельной хог,
лишают заготовку трех’ степеней свободы: перемещения вдоль оси
оу и вращения вокруг осей*о? и ох. Плоскость, в которой заготовка
устанавливается по трем опорным точкам, называется главной бази-
рующей плоскостью.
Установка заготовки по двум точкам 4, 5, расположенным в пло-
скости, параллельной yoz, лишает заготовку еще двух степеней >
свободы: перемещения вдоль оси ох и вращения вокруг вертикаль-
ной оси оу.
2 В. А. Шадричев
33

Плоскость yoz называется направляющей базирующей плоско-
стью. Наконец, точка 6 в плоскости, параллельной хоу, лишает
деталь последней (шестой) степени свободы — перемещения вдоль
Рис. 9. Схема базирования призматических деталей: а — положение .детали
в системе координат; б — положение в приспособлении;
w — сила зажима
оси oz. Плоскость хоу называется упорной базирующей плоскостью.
Для, определенного положения заготовки по отношению к станку
и режущему инструменту необходимо лишить ее нескольких сте-
пеней свободы.
Рис. 10. Схема базирования цилиндрических деталей: а — положение детали
в системе координат; б — положение в приспособлении
Рассмотрим правило шести точек при базировании деталей клас-
са «валы и диски». На рис. 10 показано положение опорных точек
цилиндрического валика в координатных плоскостях. Цилиндри-
ческая поверхность валика имеет четыре опорные точки, лишающие
34

валик четырех степеней свободы: возможности перемещаться в
направлении Осей ох и оу и вращения вокруг этих осей. Торцовая
поверхность несет одну точку, лишающую валик перемещения вдоль
оси ог. Цилиндрическая поверхность валика называется двойной
направляющей установочной базой, а торцовая — упорной базой.
Шестая точка, проведенная от поверхности шпоночной канавки,
лишает валик шестой степени сйббоды — возможности вращения
вокруг собственной оси ог.
Положение опорных точек у деталей класса диски иное, чем
у валов..Торцовая поверхность несет три точки (рис. 11), лишаю-
щие деталь трех степеней свободы: перемещения вдоль всех трех
осей. Цилиндрическая поверхность имеет две опорные точки,
Рис. 11. Схема базирования коротких цилиндрических деталей (диски
' кольца): а — положение детали в системе координат; б, в — положения
в приспособлениях
лишающие деталь вращения вокруг осей оу, ог. Торцовая поверх-
ность называется главной базой, а цилиндрическая — двойной
упорной установочной базой. Точка на боковой поверхности шпо-
ночной канавки лишает деталь последней шестой степени свободы —
вращения Ьокруг оси ох.
В качестве базирующих поверхностей чаще всего выбирают
плоскость или цилиндр, хотя при необходимости могут использо-
ваться и другие формы. При базировании детали на плоскость для
фрезерования плоскости М остаются три степени свободы: возмож-
ность линейного перемещения вдоль осей ох и ог и вращения вокруг
оси оу (рис. 12). Перемещения же детали вдоль оси оу и повороты
вокруг осей ох и ог вызовут отклонения по размеру а, и поэтому
деталь необходимо лишить этих трех степеней свободы.
Рассмотрим другие примеры базирования деталей с использова-
нием правила шести точек [131. При базировании, как показано
на рис. 13, должна быть оставлена одна степень свободы — переме-
щение детали вдоль оси ог, в противном случае размеры а и I не
будут выдержаны.
2*
35

Рис. 12. Схема базировки с тремя степенями свободы
Рис. 13. Схема базировки с одной степенью свободы
Рис. 14. Схема базировки с лишением всех степеней сво-
боды
36

В случае фрезерования паза с соблюдением заданных размеров
а, б, с (рис. 14, а) базирование необходимо осуществить по схеме
на рис. 14, б, деталь должна быть лишена всех степеней свободы.
При базировании на цилиндрическую поверхность, когда, на-
пример, требуется профрезеровать сквозной паз заданной глубины
симметрично оси цилиндрической поверхности, перемещение дета-
ли вдоль оси и поворот вокруг нее не отразятся на размере т и
расположении паза. Поэтому детали необходимо оставить две сте-
пени свободы (рис. 15).
При’ дополнительном требований, чтобы ось паза проходила
через центр отверстия А по линии ОО (рис. 16), необходимо исклю-
чить возможность поворота детали вокруг оси цилиндрической по-
верхности. Поэтому при базировании следует лишить деталь пяти
Рис. 15. Схема базировки
цилиндрической детали с дву»
мя степенями свободы
Рис. 16. Схема базировки
цилиндрической детали с
одной степенью свободы
степеней свободы, предусмотрев в установочных элементах приспо-
собления штифт, входящий в отверстие А (рис. 16).
Если в рассматриваемом случае паз должен быть не сквозным,
а заданной длины, то при базировании необходимо лишить деталь
всех шести степеней свободы, т. е. выполнить базирование по шести
точкам.
В массовом производстве установка детали на станке произ-
водится в приспособлении, в отличие от единичного и мелкосерий-
ного производства, где установка ведется по разметке и выверке.
Как следует из рассмотренных примеров, с уменьшением числа
степеней свободы детали конструкция приспособлений усложняется.
Для обработки заготовки необходимо закрепление ее при уста-
новке с целью фиксации правильного положения относительно
станка и инструмента и обеспечения необходимой жесткости при об-
работке. При установке и закреплении заготовки возникают погреш-
ности, влияющие на точность обработки. Этими погрешностями
являются: погрешность базирования заготовки е6; неточность формы
базирующих поверхностей и зазоров между ними и опорными эле-
ментами приспособлений еф; погрешности закрепления заготовки е3,
возникающие вследствие упругих деформаций системы СПИД
37

(станок—приспособление, инструмент—деталь); погрешности по-
ложения установочных элементов приспособления на станке еп.
Погрешность установки заготовки е будет равна геометрической
сумме указанных погрешностей
е = У бб + 4 + е1 + еп-
Более подробное изложение влияния указанных погрешностей
на точность обработки при различных способах установки и Закреп-
ления деталей целесообразно рассмотреть в дальнейшем, при опи-
сании особенностей механической обработки восстанавливаемых
деталей, где эти погрешности проявляются наибольшим образом.
ГЛАВА V
КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ
§ 10.	ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ
Качество поверхности характеризуется физико-механическими
и геометрическими свойствами поверхностного слоя детали. К фи-
зико-механическим свойствам относятся структура поверхностного
слоя, твердость (микротвердость), степень и глубина наклепа,
остаточные напряжения.
Геометрическими свойствами являются шероховатость и направ-
ление неровностей поверхности, погрешности формы (конусность,
овальность и др.). Качество поверхности оказывает влияние на все
эксплуатационные свойства деталей машин: износостойкость, уста-
лостную прочность, прочность неподвижных посадок, коррозионную
стойкость и др. Целенаправленное формирование качества поверх-
ности при изготовлении и восстановлении изношенных деталей
имеет огромное значение для обеспечения долговечности и надеж-
ности автомобилей. Поэтому подробное изложение данных вопросов,
являющихся одними из основных в технологии ремонта автомобилей,
целесообразно во втором разделе курса.
Из геометрических свойств наибольшее влияние на точность
механической обработки и эксплуатационные свойства деталей
оказывает шероховатость поверхности.
Шероховатость поверхности — совокупность не-
ровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой
длине.
Базовая длина — длина базовой линии, используемая
для выделения неровностей, характеризующих шероховатость по-
верхности, и для количественного определения ее параметров.
Шероховатость характеризует микрогеометрию поверхности. По-
38

грешности формы (овальность, конусность, бочкообразность, кор-
сетность) характеризуют макрогеометрию поверхности.
Шероховатость поверхности деталей различных машин оцени-
вается по ГОСТ 2789—73. ГОСТом установлено 14 классов шеро-
ховатости; классы от 6 по 14 разделяются еще на разряды, по три
разряда а, б, в в каждом. Разряды применяют, при необходимости
в особо малой градации шероховатости поверхностей. Первому
классу соответствует максимально шероховатая, а 14-му наиболее
гладкая поверхность. Для количественной оценки шероховатости
поверхности на базовой длине I установлено шесть параметров
(рис. 17).
Среднее арифметическое отклонение про-
филя Ra определяется как среднее арифметическое абсолютных
Рис. 17. Параметры качества поверхности
значений отклонений профиля в пределах базовой длины I. Сумми-
рование величин отклонений ведется без учета алгебраического
знака
Z	«	,
Ra — -T \ IУ (х) I dx, приближенно S ।yi ।
Высота неровностей профиля по десяти
точкам Rz — сумма средних арифметических абсолютных откло-
нений точек пяти наибольших минимумов и пяти наибольших мак1
симумов профиля в пределах базовой длины /;
5	5
' S ^imax S ^irnin
n _i = 1____i = 1
Кг—	5	,
где Я/max — отклонения пяти наибольших максимумов профиля;
Я/min — отклонения пяти наибольших минимумов профиля.
Наибольшая высота неровностей Rmax — рас-
стояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля
39

в пределах базовой длины I. Средний шаг неровностей профиля Sm
и средний шаг неровностей профиля по вершинам S определяется
Относительная опорная длина профиля /р = у 100%, где I — базо%
вая длина; L — опорная длина профиля.
Значения указанных параметров, регламентированные ГОСТом,
находятся в пределах: tp = 10 -4-90%; уровень сечения профиля
р = 5 -г 90% от 7?тах (рис. 17); I = 0,01 -4- 25 мм; S — 12,5 -4-
-4- 0,002 мм; Sm = 12,5 -4- 0,002 мм; Rz, /?тах = 1600 -4- 0,025 мкм
и Ra = 100 -4- 0,008 мкм; Ra является основной шкалой для 6—12-го
классов, а для 1—5-го и 13—14-го классов основная шкала Rz. Кроме
указанных параметров регламентировано шесть направлений не-
ровностей, которые указываются по необходимости. Класс шерохо-
ватости назначается конструктором исходя из условий работы дета-
ли. Излишне высокие классы шероховатости усложняют и удоро-
жают обработку и не всегда улучшают эксплуатационные свойства
деталей, поэтому необходимо стремиться к обеспечению оптималь-
ной шероховатости поверхности деталей. В качестве примера в табл.2
Таблица 2
Классы шероховатости и значения Ra основных деталей двигателей
Деталь	Поверхность	Класс и разряд шерохова- тости	Значения Ra, мкм
Коленчатый вал	Коренные и шатунные шейки	9в	0,2
Поршень	Поверхность юбки	7в	0,8
	Отверстие под палец	8а	0,6
	Канавки под кольца	7в	0,8
Поршневой палец	Наружная поверхность	10а	0,16
Шатун	Отверстие в малой го- ловке	8а	0,6
	Отверстие в большой головке	8а	0,6
Распределительный вал	Шейки и кулачки	8в	0,4
приводится характеристика шероховатости основных деталей авто-
мобильных двигателей по параметру Ra [7].
Шейки валов под подшипники качения обрабатываются по 8-му,
а отверстия в кОрпусных деталях под наружные кольца по 6-му
40

классу шероховатости поверхности. Наиболее высокую шерохова-
тость 11—12-го классов имеют поверхности прецизионных пар
топливных насосов высокого давления и насос-форсунок. Обозна-
чения шероховатости поверхностей и правила нанесения их на чер-
тежи деталей установлены ГОСТ 2.309—73.
§ И. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ШЕРОХОВАТОСТИ И СОСТОЯНИЯ
ПОВЕРХНОСТНОГО слоя
Оценка шероховатости поверхности производится сравнением
с эталоном, шероховатость которого известна, и непосредственным
измерением с помощью специальных приборов. При первом методе,
широко применяемом в производстве, сравнение шероховатостей
поверхности деталей и эталона ведут визуально при помощи лупы4
или микроскопа модели МС-49.
Для определения высоты микронеровностей применяют щуповые
и оптические приборы. Щуповые приборы разделяются на профило-
метры и профилографы. Действие профилометра основано на ощу-
пывании микронеровностей поверхности иглой с радиусом закруг-
ления 2—12 мкм и преобразования механических колебаний иглы
в изменения напряжения электрического тока индуктивным мето-
дом. Профилометрами определяется численное значение высоты
микронеровностей по Ra в пределах 6—12-го классов шероховатости.
К числу этих приборов относятся профилометры В. М. Киселева
КВ-7М, В. С. Чамана ПЧ-3 и др.
Для отражения на светочувствительной или специальной диа-
граммной бумаге микропрофиля поверхности в увеличенном мас-
штабе применяются профилографы. Заводом «Калибр» выпускается
профилограф-профилометр «Калибр-ВЭИ», позволяющий оценивать
шероховатость 6—14-го классов. Прибор снабжен устройством для
записи профилограмм и позволяет определять высоту микронеров-
ностей по Ra, как и в профилометре КВ^7М. Колебания алмазной
иглы прибора преобразуются индуктивным методом в изменения
напряжения электрического тока. К оптическим приборам для изме-
рения шероховатости поверхности 3—9-го классов в лабораторных
условиях относится двойной микроскоп МИС-11 конструкции
акад. В. П. Линника. Для оценки шероховатости 10—14-го классов
применяются интерференционные микроскопы МИИ-1 и МИИ-5
и др. Действие приборов основано на интерференции света. Для опре-
деления высоты микронеровностей в труднодоступных местах при-
меняют метод слепков, заключающийся в том, что на исследуемую
поверхность наносят пластические материалы (пластмассу, желатин,
воск и др.) и по полученному отпечатку судят о степени шерохова-
тости поверхности. Шероховатость поверхности и точность зависят
от способов механической обработки, а при одном и том же способе —
от режимов обработки (скорость резания и подачи), Свойств и струк-
туры обрабатываемого материала, вибрации инструмента и детали
в процессе обработки, жесткости системы СПИД и др. Помимо шеро-
41

ховатости на качество поверхности оказывает влияние структура
металла поверхностного слоя детали. В процессе обработки под вли-
янием высокого давления инструмента и высокого нагрева структура
поверхностного слоя изменяется и существенно отличается от струк-
туры основного металла. Поверхностный слой получает повышенную
твердость вследствие наклепа, и в нем возникают внутренние напря-
жения. Глубина и степень наклепа зависят от свойств металла де-
талей, способов и режимов обработки. Малоуглеродистые стали
и другие пластичные и вязкие металлы, склонные к пластической
деформации, подвергаются большему наклепу, чем высокоуглеро-
дистые и легированные стали с высокой твердостью. При очень
тонкой обработке глубина наклепа составляет 1—2 мкм, при грубой
доходит до сотен микрон [12]. Для определения степени и глубины
наклепа применяются рентгеноструктурные методы, метод косых
Рис. 18. Схема косого среза
срезов, послойное химическое
стравливание. Наиболее простым
является метод косых срезов,
заключающийся в том, что часть
обработанной поверхности об-
разца срезают под очень неболь-
шим углом . (1—2°30') притира-
нием на плите (рис. 18) и
замеряют микротвердость при
помощи прибора ПМТ-3. Накле-
панный , слой кончается, если
микротвердость перестает изменяться (точка Б). Зная длину I
косого среза и угол среза а, можно определить глубину наклепа
h = I sin а.
При химическом стравливании производят периодическое изме- -
рение микротвердости постепенно удаляемых поверхностных слоев
до выявления микротвердости основного металла. Стравливание
стали производят в царской водке (смесь серной и соляной кислот),
а цветных металлов — в едких щелочах.
Методами рентгеноструктурного анализа глубина наклепа опре-
деляется с помощью рентгенограмм, снимаемых с поверхностных
слоев, последовательно стравливаемых на глубину 5—10 мкм.
После механической обработки в поверхностном слое возникают
внутренние напряжения, величина и знак которых зависят от спо-
собов и режимов обработки. '
Внутренние напряжения возникают под совместным действием
силовых и тепловых факторов. Силовые факторы (пластические
деформации) вызывают образование сжимающих напряжений, теп-
ловые — растягивающих. Как будет показано в дальнейшем,
различные параметры качества поверхности, в том числе и внутрен-
ние напряжения, оказывают большое влияние на эксплуатационные
свойства особенно деталей, восстанавливаемых различными спосо-
бами.' Поэтому важное значение имеет выбор видов и режимов
чистовой механической обработки, которые давали бы минимальное
42

давление инструмента и минимальное повышение температуры
при одновременном соблюдении требуемой шероховатости поверх-
ности.
При тонкой абразивной обработке — хонинговании, притирании
и полировании — в поверхностном слое создаются преимущественно
сжимающие напряжения, в то время как при шлифовании, особенно
при грубых режимах, под влиянием теплового фактора внутренние
напряжения при отсутствии фазовых превращений почти всегда
растягивающие [12]. Фазовые превращения в металле могут быть
причиной изменения знака напряжений, поскольку они вызывают
образование сжимающих напряжений.
Исследование внутренних напряжений производится различ-
ными методами: Н. Н. Давиденкова, Закса-Бюллера, рентгейострук-
турным анализом и др. Для достижения желаемого качества по-
верхностного слоя, особенно восстановленных деталей, с целью
повышения их долговечности необходимо прибегать к упрочняющей
технологии, как это будет изложено во втором разделе книги.
ГЛАВА VI
ПРИПУСКИ НА ОБРАБОТКУ
§ 12. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Припуском на обработку называется слой металла, снимаемый
с заготовки в процессе механической обработки для получения
готовой детали.
Назначение правильного припуска и допуска на заготовку имеет
большое народнохозяйственное значение. Завышенные припуски на
обработку приводят к большим потерям металла в стружку, увели-
чению трудоемкости обработок и себестоимости изготовления
детали. Снижение припусков на обработку применением прогрессив-
ных способов изготовления заготовки (например, изготовлением
литых заготовок коленчатых валов вместо штампованных) умень-
шает расход металла, трудоемкость и стоимость изготовления де-
тали. Однако недостаточные припуски на обработку нежелательны,
так как не обеспечивают удаления поверхностного дефектного слоя
и требуемую точность и чистоту поверхности, увеличивают брак и
повышают стоимость обработки.
Припуски разделяются на общие и межоперационные (про-
межуточные), удаляемые на отдельных технологических опера-
циях.
Общим припуском называется слой металла, удаляемый
с заготовки при выполнении всех технологических переходов,
43

определяемый разностью размеров черновой заготовки и готовой
детали. Для внешних поверхностей общий припуск
Z0
и для внутренних поверхностей
20 = ад —а3.
Промежуточным (межоперационным) при-
пуском называется слой металла, удаляемый при выполнении
одного технологического перехода; припуск определяется разностью
размеров предшествующего и последующего переходов. Для внеш-
них поверхностей детали zB — а — Ьи для внутренних поверхностей
zB = b — а.
Общий припуск на обработку будет равен сумме промежуточ-
ных припусков по всем переходам процесса обработки от черновой
заготовки до готовой детали
Л
го= 2
4=1
Различают симметричные и асимметричные
припуски. Симметричные припуски имеют место при обработке на-
ружных и внутренних поверхностей вращения, а также при парал-
лельной обработке противоположных плоских поверхностей. Асим-
метричные припуски имеют место при обработке противоле-
жащих поверхностей независимо друг от друга. Частным случаем
асимметричного припуска является односторонний припуск, когда
одна из противолежащих поверхностей не подвергается обработке.
Припуск зависит от многих факторов: материала и размеров заго-
товки, способа ее изготовления, от термической обработки (обезуг-
лероживания поверхностного слоя или деформации заготовки),
от способа установки детали на станке и упругих деформаций,
от ее закрепления и силы резания.
При изготовлении и обработке заготовок заданные (номиналь-
ные) размеры не могут быть точно выполнены, поэтому на припуски
необходимо назначать допуски. Допуск 6Z на припуск z определяется
разностью максимального zmax и минимального zmin припусков
бг = zmax — zmin. Допуск на общий припуск является допуском на
соответствующий размер заготовки. Промежуточный допуск —
допуск на промежуточный (операционный) припуск — определяет
как допустимые колебания припуска, так и размер на данной стадии
обработки, за которой следуют еще одна или. несколько других
стадий обработки поверхности. Допуски на промежуточные (опе-
рационные) размеры назначают в «тело» детали от номинального раз-
мера, за который для валов принимают наибольший размер (допуск
со знаком минус) и для отверстий — наименьший (допуск со знаком
плюс). В соответствии с допусками различают операционные при-
44

пуски — номинальный, максимальный и минимальный. Располо-
жение межоперационных припусков и допусков можно понять из
рассмотрения рис. 19.
А. Обработка наружных поверхностей
Номинальный размер заготовки______
“общий припуск
Припуск на черновую обработку______
Припуск на чистовую обработку _____
Припуск на отделку
Наибольший предельный размер го-
тового бала
Допуск на отделки	д ,
допуск на чистобию обработки •' „
допуск на черновою обработки '
Отрицательная часть допуска заготовка
Б. Обработка внутренних поверхностей
Наименьший предельный размер
готового отверстия________
Припуск на отделки
Припуск на чистовую обработку’
Припуск на черновую обработку
Общий припуск
Номинальныйраз-
Тпер заготовки’
положительная часть
допуска заготовки
Допуск на черновою обработку
Допуск на чистобию обработку
Допуск на отделку
Рис. 19. Схема расположения межоперационных припус-
ков и допусков при обработке наружных и внутренних
поверхностей
§ 13.	МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКОВ
Определение припусков можно осуществлять двумя методами:
опытно-статистическим и расчетно-аналитическим, разработанным
В. М. Кованом 16]. При опытно-статистическом мето-
де допуск устанавливается по опытным данным суммарно на всю
обработку, без расчета припуска по отдельным стадиям обработки.
Опытно-статистические данные по величинам припусков для раз-
личных видов механической обработки приводятся в ГОСТах,
заводских нормативах, различных справочниках.
45

Р а с ч e TzH о-аналитический метод позволяет оп-
ределять величину припуска с учетом всех элементов, составляющих
припуск. При этом предусматривается, что при каждом технологи-
ческом переходе должны быть устранены погрешности предшест-
вующего перехода. Этими погрешностями могут быть высота неров-
ностей поверхности, глубина дефектного поверхностного слоя,
пространственные отклонения в виде коробления поверхностей,
непараллельное™ и неперпендикулярности осей, несоосности сту-
пеней валов и отверстий и другие погрешности установки.
Пространственные отклонения не связаны с допуском на размер,
имеют самостоятельное значение и должны учитываться при рас-
чете припусков. Погрешность установки при выполняемом переходе
характеризуется величиной смещения обрабатываемой поверхности
и должна быть компенсирована соответствующим увеличением
припуска на обработку. Погрешности размеров и геометрической
формы (овальность, конусность, корсетность, бочкообразность)
должны задаваться в пределах допуска на размер обрабатываемой
поверхности и при расчете припусков не учитывается.
Пространственные отклонения и погрешности установки пред-
ставляют собой векторы, так как имеют не только величину, но и
направление. Погрешность установки определяется как векторная
сумма погрешностей базирования еб и погрешности закрепления е3
ёв = ёб4-ёз-
f
Поскольку направление векторов неизвестно, погрешность установ-
ки определяется по правилу квадратного корня
®в =	.
Суммирование пространственных отклонений ра с погрешностью
установки ев. производится с учетом направления этих векторов.
При обработке плоских поверхностей векторная сумма определяется
арифметической суммой векторов
Ра ®в = Ра “Ь ®в'
Заметим, что здесь и далее индексы айву слагаемых указывают
на составляющие, которые должны быть взяты: а — по предшест-
вующему переходу, в — по выполняемому.
При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения
векторы ра и ев могут иметь любое угловое положение, предусмотреть
которое невозможно. Поэтому наиболее вероятное суммарное зна-
чение этих векторов следует производить по правилу квадратного
корня
Ра + ёв = Кра4-е^.
При расчете припусков необходимо иметь в виду, что удалению
подлежит не весь поверхностный слой (рис. 20), а лишь верхняя
дефектная часть его. Нижележащий наклепанный слой не подлежит
удалению, так как обладает большой износостойкостью по сравне-
46

нию с нижележащими слоями. С учетом сказанного наименьший
асимметричный припуск zBmin на последовательную обработку про-
тиволежащих плоских поверхностей должен слагаться из высоты
микронеровностей Яа, глубины дефектного поверхностного слоя Та,
пространственных отклонений ра и погрешности установки ев
?в min — (#а + Та) + (ра + 8В).
Симметричный припуск по обе стороны при параллельной обработке
противолежащих плос-
ких поверхностей
' 2?вт1п — 2[(Яа +
+ 7’а) + (Ра + 8в)]	__
и при обработке наруж-
ных и внутренних по-
верхностей вращения
припуск на диаметр
2?в min = 2 [(На + Л) +
+ 1/ЛРа + ев]*
При расчете припусков
по приведенным форму-
лам необходимо иметь
в виду, что в ряде слу-
чаев некоторые из со-
ставляющих не должны
учитываться, как не
имеющие места на пред-
шествующем или выпол-
няемом переходах, либо
Рис. 20. Поверхностный слой при обработке на-
ружной поверхности (а) и внутренней (б).
А — удаляемая дефектная часть поверхностного слоя;
В — неудаляемая Часть поверхностного слоя (наклеп
и переходная зона); С — нормальная структура ме-
талла; — микронеровности; Т&— дефекты поверх-
ностного слоя, оставшиеся от предшествующей обра-
ботки
как неисправляемые вы-
полняемым переходом. Например, когда необходимо лишь повысить
класс шероховатости поверхности, как в случаях полирования и
суперфиниширования, припуск на обработку определяется только
высотой неровностей обрабатываемой поверхности. При шлифовании
поверхности после химико-термической обработки дефектный слой
можно принять равным нулю, поскольку глубину цементации жела-
тельно иметь наибольшую. Пространственные же отклонения детали,
возможные при химико-термической обработке, должны быть учтены
величиной ра. В этом случае величина zBmin определится так:
Zemin—На. -f- ра -J- 6В И 2zBmin — 2 (/7а -J- Р^ра 4~ ев) •
При отсутствии погрешности установки, например при шлифовании
вала в центрах, когда ев = 0,
2zB nun — 2 (//а + ра).
47

При обтачивании же вала в центрах (погрешность ев равна нулю)
должно учитываться удаление дефектного слоя Тл
2zB min — 2 (^а + Га4"Ра)«
Величины составляющих расчетных формул приводятся в справоч-
ной литературе.
Промежуточные размеры заголовок по всем
технологическим переходам от готовой детали до размеров исходной
(черной) заготовки определяются с учетом промежуточных припус-
ков, устанавливаемых расчетом по приведенным ранее формулам.
При обработке заготовок с наименьшим предельным размером
на предварительно настроенных станках выдерживаемый размер
получается также наименьшим (рис. 21), а при обработке заготовки
с наибольшим размером — наибольшим. Объясняется это различ-
Рис. 21. Схема заготовки с наименьшим и наиболь-
шим припусками на обработку наружной поверх-
ности
ной величиной отжатий элементов технологической системы. При
этом значение промежуточных припусков будет (рис. 21):
2imin==^min ^min> max = ^max ^max*	'
Так KaK #max = ^min 4“ 6a И ^max = ^miri 4" 6B, TO Z/max ~ #min 4”
4" 6a frmin 6B = #min ^min 4" 6a 6B ИЛИ Z/max ~ 2/min 4~ 6a —
— 6B. Здесь 6a — допуск на предшествующий размер; 6В — допуск
на выполняемый размер.
Установление припусков на разные стадии обработки поверх-
ности целесообразно производить с последней операции обработки,
приняв за исходные размеры готовой детали. В этом случае опера-
ционные размеры определяются наиболее просто, как это следует
из рассмотрения схемы обработки вала, приведенной на рис. 22
[3, 7]. Технологический маршрут обработки вала: черновое, чисто-
вое и тонкое точение. От минимального диаметрального размера
готовой детали d3min откладываем наименьший припуск на тонкое
точение z3min, в результате чего имеем минимальный размер заготовки
после чистового точения d2min. Прибавляя к d2min наименьший
припуск на чистовое точение z2min, получаем минимальный размер
заготовки dxmin после чернового точения. Суммой размеров dlminH
48

(операционных) минимальных
,	Z о max _
1 zomin \
тпъть
так
^imin определяется минимальный размер domin диаметра заготовки.
Наибольшими предельными размерами диаметра заготовок будут
domax, djmax И d2max И ГОТОВОЙ ДеТЭЛИ d3max, ПОЛуЧавМЫе ПуТвМ СуММИ-
рования минимальных размеров dOmin, dimin,d2min и d3min с допусками
60,	62, б3. Общий минимальный припуск на обработку zomin
будет равен сумме промежуточных
припусков. Максимальный проме-
жуточный припуск для выполне-
ния той или иной операции или
перехода, как видно из схемы,
равен разности между максималь-
ными размерами заготовки на пред-
шествующих и выполняемых опе-
рациях или переходах. Максималь-
ный общий припуск на обработку
zOmax будет равен сумме максималь-
ных промежуточных припусков
Zo max = Zi max “Ь Z2 max 4-Z3 max —
______min_________
fymax
йр max
Рис. 22. Припуски и размеры при
обработке вала
Расчетно-аналитический метод
расчета припусков относится к
области обработки деталей спосо-
бом автоматического получения
размеров и может быть использован для случаев обработки способом
индивидуального получения размеров. При этом для определения
припуска погрешность установки необходимо заменить погреш-
ностью выверки заготовки соответствующим способом.
Определение припусков и промежуточных размеров заготовки
по технологическим переходам расчетно-аналитическим методом
позволяет выявить возможности экономии материала и снижения
трудоемкости обработки в процессе проектирования технологичес-
ких процессов.
ГЛАВА VII
СТАНОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ
§ 14.	НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Станочными приспособлениями называются устройства, поме-
щаемые на станке и предназначенные для установки и закрепления
обрабатываемых заготовок или режущих инструментов. Приспо-
собления для установки и закрепления режущего инструмента
называют вспомогательным инструментом.
49

Все приспособления можно разделить на три основные группы:
универсальные, специализированные и специальные. Универ-
сальные приспособления являются приспособлениями
общего назначения, не требующими наладки, и применяются для
обработки различных деталей. Сюда относятся патроны, люнеты,
центры, поводковые устройства, используемые при обработке на
токарных и шлифовальных станках, тиски, поворотные столы,
делительные устройства к фрезерным^ станкам и др.
Специализированные приспособления отно-
сятся к числу универсальных приспособлений, требующих пере-
наладки для обработки различных по форме и размерам деталей.
Универсальные и специализированные переналаживаемые приспо-
собления обычно нормализуются. В связи с этим переналаживаемые
приспособления подразделяются на универсально-наладочные и уни-
версально-сборные приспособления.
В универсально-наладочных приспособленйях переналадка про-
изводится при помощи дополнительных или смейных элементов,
например сменных кулачков патронов, сменных губок к тискам,
поворотных стоек и др. Универсально-сборочные приспособления
состоят целиком из нормализованных узлов и деталей. Универсаль-
ные приспособления применяются в мелкосерийном и серийном
производстве.
Специальные приспособления предназначаются
для одной определенной операции по обработке данной детали и
изготовляются единицами (один, редко два экземпляра). Специаль-
ные приспособления широко применяются в массовом автомобиль-
ном производстве. Универсальные приспособления проектируются
и изготовляются станкостроительными заводами, в то' время как
проектирование и изготовление специальных приспособлений осу-
ществляется самим заводом, которому эти приспособления необ-
ходимы.
Применение приспособлений повышает точность обработки за
счет правильной ориентации детали и режущего инструмента, по-
вышает производительность труда благодаря сокращению вспомо-
гательного времени, облегчает труд рабочего, расширяет техноло-
гические возможности оборудования и сокращает затраты времени
на контроль деталей.
§ 15.	ЭЛЕМЕНТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
'Элементами приспособлений называют деталь или несложный
узел, выполняющий определенную функцию. К числу основных
элементов приспособлений относятся: 1) установочные, 2) зажимные',
3) силовые устройства для привода зажимов, 4) направляющие
для режущего инструмента, 5) делительные, 6) корпусные, 7) вспо-
могательные и крепежные.
Установочные элементы. Для установки обрабатываемых дета-
лей и придания им определенного положения относительно режущего
50

инструмента служат установочные элементы. Установочные эле-
менты разделяют на основные и вспомогательные. Основные уста-
новочные элементы определяют положение заготовки в приспо-
соблении относительно режущего инструмента. При помощи вспо-
могательных элементов обрабатываемой заготовке придается допол-
Рис. 23. Виды установочных неподвижных опор: а — штыри; б —
пластины; в — призмы
нительная жесткость или устойчивость во избежание деформаций
прогиба и- вибрации. Рабочие поверхности установочных элемен-
тов должны обладать высокой износостойкостью, что достигается
закалкой их на твердость HRC 56—60.
При установке заготовок
в качестве постоянных опор
применяются штыри и опор-
ные пластины (рис. 23).
Установка заготовок на чер-
ные или предварительно
обработанные поверхности'
производится на штыри
со сферическими и рифле- '
ными головками, а обрабо-
танных поверхностей — на
штыри с плоскими голов-
ками и на пластины.
Призеры регулируемых опор приведены на рис. 24.
Для установки заготовок по наружным цилиндрическим поверх-
ностям используются призмы (рис. 23, в), а по цилиндрическим
отверстиям — пальцы (рис. 25).
При установке заготовки по плоскости и двум пальцам один из
них делают ромбическим срезанной формы. Погрешность установки
51

на пальцы зависит от величины посадочных зазоров. Сопряжение
отверстия и пальца осуществляется по посадкам движения или
ходовой 2-го класса.
Рис. 25. Цилиндрические пальцы
Зажимные элементы. Эти элементы приспособлений обеспечи-
вают установочное положение заготовки в приспособлении, не до-
пуская ее смещения и вибрации в процессе обработки. Зажимные эле-
Рис. 26. Винтовые зажимы: а — с башмаком;
б, в, г — с прихватами
менты не должны вызы-
вать деформации и по-
вреждения поверхности
заготовки, обеспечивать
стабильность зажима и
минимальную затрату
сил и времени рабочего.
Зажимные устройства
должны обладать высо-
кой износостойкостью.
Применяются простые и
комбинированные за-
жимные устройства. К
числу простых зажимов
относятся винтовые, экс-
центриковые, клиновые,
рычажные и др. Комби-
нированные зажимные
устройства, называемые
прихватами, представ-
ляют собой сочетание
нескольких простых за-
жимов, например вин-
товых зажимов с рычажными или клиновыми (рис. 26, а, б, в, г).
По виду привода зажимные устройства делятся на ручные, меха-
низированные и автоматизированные. Винтовые зажимы являются
наиболее простыми и универсальными. Для предупреждения по-
52

вреждения поверхности и смещения заготовки при зажиме на
конец винта помещают качающийся башмак (рис. 26, а). Силу Q,
развиваемую винтовыми зажимами, можно определить по следую- .
щим формулам [7]:
1) при зажиме винт с нажимным сферическим концом
0=_____*_____
'•cptg(a + <p)
или приближенно для резьбы от М8 до М42 и <р = 10°30'
Q = JL
4 0,Id’
где М — момент, создаваемый на рукоятке; гср — средний радиус
резьбы, мм; a — угол подъема резьбы; <р — угол трения в резьбе;
d — наружный диаметр гайки, мм;
2) при зажиме винт с гайкой
Q —__________—— --------
4 t t . ' । 1 «Он-оГ
Гср tg (a+ <₽)+-/-5—-5
о 1/н — Uq
Здесь Da и £>в — наружный и внутренний диаметры опорного торца
гайки; f — коэффициент трения. Остальные обозначения те же.
Приближенно для гаек нормальных размеров и f = 0,18
0==JL.
4 0,22d'
Винтовые зажимы имеют ряд недостатков: непостоянство усилия
зажима и возможность смещения заготовки, большая затрата вре-
мени на закрепление и раскрепление детали и др.
В массовом и крупносерийном производстве винтовые зажимы
не применяются.
В клиновых зажимах угол а должен быть малым во избежание
самопроизвольного отхода клина после закрепления заготовки.
При малом угле а длина клина получается большой. При вдвигании
клина возможно смещение детали в приспособлении. По этим при-
чинам клиновые зажимы имеют ограниченное применение и исполь-
зуются обычно в качестве усилителей в зажимных механизмах, дей-
ствующих от силового привода.
Эксцентриковые зажимы являются быстродействующими, однако'
создают меньшую силу зажима по сравнению с винтовыми зажимами,
поэтому эксцентриковые зажимы применяют в приспособлениях,
когда не требуется большая сила зажима. Применяются зажимы
с эксцентриком в виде окружности (круглыми эксцентриками)
и с криволинейными эксцентриками, очерчиваемыми по логарифми-
ческой или архимедовой спирали.
Для надежной работы зажима необходимо, чтобы угловое положе-
ние эксцентрика после его поворота для зажатия было неизменным,
поэтому в пределах рабочего участка профиля эксцентрики должны
53

НРи ч-и-кб	HRC55-W
Рис. 27. Зажимная цанга
быть самотормозящимися. Для круглых эксцентриков условие само-
торможения будет обеспечиваться при отношении Dje 2/f, r%eD —
диаметр цилиндрической рабочей поверхности эксцентрика; е — экс-
центриситет; f—коэффициент
трения. Отношение D/1 назы-
вается характеристикой экс-
центриситета. У стандартных
эксцентриков е = 1,7 3,5 м.
При f = 0,15 условие само-
торможения D/eZ^ 14. Ход
эксцентрика должен удовле-
творять условию L = (1 -т-
-г- 1,5) 6 [10, 11], где 6 — до-
пуск на размер заготовки в
месте зажима.
Для одновременной уста-
новки и зажима заготовки
разрезные пружинящие цанги
W//&////A
Рис. 28. Гидропластмассовое зажимное ус-
тройство


применяются различные установочно-зажимные механизмы, харак-
терными из которых являются
(рис. ’ 27). Цанги ' приме-
няются для центрирования
 и зажима как по наружным
цилиндрическим поверхно-
стям, так и по внутренним
(распорные цанги). При
цанговом зажиме без осе--
вого упора для заготовки
сила зажима может быть
определена цо формуле
Q — . Р____
4	tg(a+q>)’
где Р — прилагаемая осе-
вая . сила затяжки цан-
ги, кгс; a — угол между
образующей’конуса и осью
цанги; <р— угол трения по
конической поверхности.
' Точность центрирова-
ния цанг снижается из-за
погрешностей их изготовле-
ния и износа трущихся
поверхностей. Поэтому бо-
лее целесообразными яв-
ляются безлепестковые разжимные распорные и охватывающие
устройства в виде тонкостенных упругих втулок, внутренняя часть
которых заполняется гидропластом (рис. 28). Втулки изготовляют
из легированных сталей типа 40Х, ЗОХГСА и др. с пределом
54

упругости оу > 70 - 90 кгс/мм2. Твердость втулок HRC 34—38.
В качестве гидропласта применяют состав из полихлорвиниловой
смолымарки М, пластификатора (дибутилфтолата) и стабилизатора
(стеарот кальция) в равных пропорциях [1]. При давлении винта
на гидропластмассу (рис. 28) тонкостенная втулка равномерно
деформируется, при этом центрирующий диаметр втулки увеличи-
вается.
Механизированные приводы для зажимов. Ручные зажимы хотя
и отличаются простотой устройств, имеют ряд недостатков: большая
затрата времени на зажим заготовки, малая величина и нестабиль-
ность зажимного усилия и др. Поэтому в станочных приспособле-
ниях широкое распространение получили механизированные сило-
' Рис. 29. Пневматические приводы: а — поршневой; б — диафраг-
менный
вые приводы зажимных устройств, устраняющие недостатки ручных
зажимов и облегчающие труд рабочего и повышающие производи-
тельность труда. Механизированные приводы являются быстродей-
ствующими, легко управляемыми и развивают значительную силу
зажима за счет энергии подводимого сжатого воздуха или давления
масла. В механизированных силовых приводах винтовые и эксцентри-
ковые зажимы не применяются, используются комбинации рычаж-
ных и клиновых устройств.
Наиболее распространенными являются пневматические, гид-
равлические и пневмогидравлические приводы.
Пневматические приводы разделяются на поршневые и диафраг-
менные (рис. 29, а, б) и бывают одностороннего и двустороннего
действия. В зависимости от установки они могут быть вращающими-
ся и стационарными. Для привода патронов и оправок токарных,
револьверных и внутришлифовальных станков применяются вра-
щающиеся пневмоцилиндры, укрепляемые на заднем конце шпинде-
ля. Для привода фрезерных, сверлильных и других приспособлений
применяются стационарные цилиндры. Для работы пневмоприводов
используется сжатый воздух давлением 4—6 кгс/см2 (0,4—0,6 МПа).
55

Расход воздуха за один ход поршня v =	, где рг — давление
Ръ
в цилиндре; р2 — давление внешней среды; F — площадь поршня;
I — ход поршня.
Усилие на штоке привода пневмоцилиндра двустороннего дей-
ствия	^n(D2 rf2)
где р—,давление воздуха на поршень; D—диаметр поршня;
d — диаметр штока.
Усилие на штоке диафрагменного привода зависит от степени
выдвижения штока. Небольшой ход штока и нестабильность уси-
лия на нем являются недостатком диафрагменных силовых приводов.
Простота конструкции и малая масса являются достоинствами этих
приводов по сравнению с пор-
шневыми.
В гидравлических силовых
приводах перемещение пор-
шня по цилиндру осуществ-
ляется под давлением масла,
достигающим 60—100 кгс/см2
(6—10 МПа). Высокое давле-
ние масла позволяет разви-
Рис. 30. Схема пневмогидравлического вать большие силы зажима
привода	при меньших размерах пор-
, шня по сравнению с поршнем
пневматического привода. Однако сложность установки и большая
стоимость гидропривода являются его недостатками. Усилие на
штоке поршня гидроцилиндра определяется по той же формуле, что
и для пневмоцилиндра, с той лишь разницей, что р обозначает
давление в сети гидропривода.
Пневмогидравлические силовые приводы позволяют развивать
большие усилия зажима в нескольких точках одной или нескольких
заготовок при одновременном срабатывании всех зажимов. Принцип
действия пневмогидравлических приводов заключается в следующем.
Поступающий в пневмоцилиндр 1 сжатый воздух (рис. 30) от сети
давлением 4—6 кгс/см2 (0,4—0,6 МПа) перемещает поршень 2 со
штоком 3, создавая тем самым давление в гидроцилиндре 4, порш-
нем которого является шток 3. Под действием давления масла
поршень 5 рабочего гидроцилиндра переместится влево и при помо-
щи штока 6 воздействует на механизм, зажимающий заготовку.
Для повышения давления в рабочем гидравлическом цилиндре
отношение Dj/dl берут равным 15—20 [12].
Усилие на штоке 6 поршня рабочего цилиндра гидропривода
где Dj—диаметр пневмоцилиндра; dt—диаметр штока (поршня
силового гидроцилиндра); т] — к. п. д. гидропривода 0,8—0,85,
56

Кроме рассмотренных наиболее распространенных приводов
применяются многие другие, описание устройства которых при-
водится в специальной литературе.
Элементы для направления инструмента. В приспособлениях
для обработки отверстий сверлами, зенкерами и развертками на
сверлильных станках, а также при растачивании отверстий резцами,
установленными в борштанге, или резцовыми головками на расточ-
ных станках в качестве направляющих элементов применяют кон-
дукторные втулки.
Кондукторные втулки в приспособлениях (кондукторах), при-
меняемых для обработки на сверлильных станках, разделяются на
постоянные, сменные.и быстросменные. Постоянные втулки запрессо-
вывают в корпус кондуктора и используют при обработке отвер-
стия одним инструментом — сверлом или зенкером (рис. 31, а)—
в мелкосерийном и серийном производстве. Сменные втулки при-
меняются при обработке отверстий одним инструментом в круп-
носерийном . производстве. Сменные втулки не запрессовываются
в корпус кондуктора, а вставляются в постоянные запрессованные
в кондуктор втулки и закрепляются винтами от проворачивания
(рис. 31, б)..
Для последовательной обработки отверстий несколькими инстру-
ментами, например сверлом, зенкером, разверткой, применяют
быстросменные втулки (рис. 32), вставляемые в постоянные втулки,
как и в случае сменный втулок, по посадке движения. Смена втулки
производится без отвертывания стопорного винта через выемку,
имеющуюся в борте втулки.
Кондукторные втулки небольших диаметров (до 25 мм) изготов-
ляют из стали У10А и подвергают закалке на твердость HRC
60—65. Втулки больших диаметров изготовляют из цементуемых
сталей и подвергают химико-термической обработке на указанную
твердость. Для направления борштанг при расточных работах
применяются неподвижные и вращающиеся втулки, имеющие на
внутренней поверхнрсти пазы для выступающих резцов борштанги.
Вращающиеся втулки монтируются чаще всего на подшипниках
качения. К числу направляющих элементов относятся также копиры
для обработки фасонных поверхностей на токарных, фрезерных
и шлифовальных станках. Делительные устройства служат для фик-
сации в различном положении поворотной части приспособления
с установленной и закрепленной в ней заготовкой. Делительные
устройства состоят из делительной плиты и фиксатора-. В делитель-
ной плите по числу позиций имеются отверстия или пазы, в которые
входит фиксатор. Наиболее распространенные типы фиксаторов
показаны на рис. 33. Фиксаторы изготовляют из цементуемых или
инструментальных (У10, У12) сталей и подвергают закалке на твер-
дость HRC 55—60.
Корпуса приспособлений. В корпусе приспособления монти-
руются все его элементы. В процессе обработки заготовки корпус
воспринимает усилия резания и зажимов, поэтому он должен обла-
57

Рис. 31. Кондукторные втулки: а — по- Рис. 32. Быстросменные кондук-
стоянные; б — сменная	торные втулки (комплект из двух
втулок)
Рис. 34. Корпуса приспособлений
58

дать не только устойчивостью и прочностью, но и жесткостью во
избежание вибрации. Степень жесткости корпуса определяется
способом обработки. Так, например, при фрезерных работах силы
резания являются значительными и к тому же пульсирующими,
при шлифовании же процесс резания протекает спокойно при не-
больших силах резания. Поэтому корпуса фрезерных приспособле-
ний должны обладать большей жесткостью по сравнению с корпу-
сами шлифовальных приспособлений. Заготовки корпусов изготов-
ляют одним из следующих способов (рис. 34, а, б, в, г): а) отливкой
из серого чугуна; б) сваркой из стальных плит и сортового металла;
в) сборными из отдельных частей, изготовленных различными спо-
собами; г) ковкой из стали. На рис. 34 показана конструктивная
форма корпуса приспособления в зависимости от способа изготовле-
ния заготовки корпуса. Литые и сварные заготовки корпусов под-
вергают искусственному или естественному старению для снятия
внутренних напряжений.
Кроме рассмотренных основных элементов приспособления со-
держат различные вспомогательные элементы; к числу которых
относятся выталкиватели для облегчения и ускорения снятия дета-
лей из приспособлений, опорные ножки корпусов, ручки, направ-
ляющие шпонки для фиксации приспособления на станке, различ-
ные крепежные детали.
Для снижения стоимости изготовления приспособлений, сокра-
щения времени на их проектирование и для дальнейшего исполь-
зования неизношенных деталей (после ликвидации приспособления)
осуществляется нормализация элементов и разработка конструкций
нормализованных приспособлений. Нормализация приспособлений
проводится в масштабе завода или отдельного ведомства. К числу
нормализованных приспособлений относятся различные поворотные
столы для сверлильных и фрезерных станков, стойки поворотных
кондукторов, патроны для токарных станков и др.
ГЛАВА VIII
МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
§ 16. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
РАЗРАБОТКИ
Основной задачей разработки технологических процессов яв-
ляется обеспечение при заданной программе выпуска деталей высо-
кого качества при минимальной себестоимости. Для разработки
технологических процессов технолог должен иметь: 1) рабочий
59

чертеж детали; 2) программу выпуска деталей; 3) чертеж заготовки;
4) сведения об оборудовании, необходимом для изготовления дета-
лей, и разные вспомогательные материалы в виде паспорта станка,
различных нормалей и нормативов по операционным припускам
и допускам, режимам резания, нормирования операции обработки
и др. Рабочий чертеж детали является основным документом,
в котором указываются все параметры детали, заданные конструк-
тором: геометрическая форма и размеры, материал и термообработка,
точность и шероховатость отдельных поверхностей и другие тех-
нические условия. Рабочий чертеж детали служит основным доку-
ментом и для контроля и приемки деталей. Внесение каких-либо
изменений в рабочий чертеж детали, например в части технологич-
ности конструкции применительно к условиям обработки, изменения
допусков или других параметров, улучшающих работу детали в соб-
ранном узле механизма, осуществляется конструктором по пред-
ложению технолога. Данные о производственной программе необ-
ходимы технологу для установления типа производства (массовое,
серийное или единичное), с учетом которого должен разрабатываться
технологический процесс, для выбора оборудования и оснастки
(приспособления, инструмента), средств механизации операции
и учета всех других войросов, способствующих повышению произ-
водительности труда.
Выбор способа изготовления и разработка чертежа заготовки
производятся с учетом рабочего чертежа детали.
При разработке технологических процессов для действующего
завода данные об Оборудовании, имеющемся на заводе, необходимы
с целью наилучшего-его использования, выбора рационального спо-
соба обработки и оснастки, нормирования операции и др. С этой же
целью необходимы данные об оборудовании и в случае разработки
технологических процессов для вновь проектируемого предприятия,
которые можно получить из каталога металлорежущего оборудова-
ния или паспортных данных станков, применяющихся на заводах.
Разработка технологического процесса состоит из двух стадий:
1) составления плана (маршрута) операции и 2) разработки операции
процесса.
В первой стадии производится разделение процесса на отдельные
операции и последовательность их выполнения, степень концентра-
ции операции на основе выбора установочных баз, оборудования,
приспособлений и др. Разделяя технологический процесс на черно-
вые, чистовые и отделочные операции, выявляют наиболее ответст-
венные поверхности, требующие многократной обработки, поверх-
ности, которые целесообразно обрабатывать совместно с другими,
или допускающие обработку в отдельной операции и т. п. При этом
учитывается место выполнения термической обработки, предусмот-
ренной рабочим чертежом детали.
Термическая обработка обычно производится с целью: 1) снятия
внутренних напряжений в материале заготовки и улучшения их
обрабатываемости и 2) для получения механических свойств детали,
60

заданных рабочим чертежом детали. Для осуществления первой
цели литые заготовки и поковки перед началом механической обра-
ботки подвергают нормализации, отжигу или старению. Осуществить
вторую цель — повысить механические свойства детали термической
или химико-термической обработкой до начала механической обра-
ботки — не представляется возможным для подавляющей части основ-
ных деталей автомобилей, поверхностная твердость которых обычно
выше HRC 40, т. е. того предела твердости материала, выше кото-
рого обработка деталей лезвийным инструментом становится за-
труднительной. Поэтому термическую или химико-термическую
обработку указанных деталей предусматривают между операциями
механической обработки, обычно перед чистовыми. При этом пре-
дусматривают минимальные припуски на обработку с учетом полу-
чения требуемой точности из-за возможного ее снижения в резуль-
тате термической обработки. Для достижения требуемой точности
деталей необходимо стремиться к минимальному числу операций
после термической или химико-термической обработки с тем, чтобы
избежать погрешностей, связанных с установками и базированием
деталей.
Способ окончательной (финишной) обработки, обеспечивающей
требуемые точность и шероховатость поверхностей, можно выбрать,
пользуясь схемами 1 и 2 [12]. Эти же схемы позволяют установить
и способы предшествующей обработки.
Установленный план (маршрут) операции уточняют и подробно
разрабатывают осуществление отдельных операций процесса: вы-
бирают станок, определяют операционные размеры и допуски,
выбирают приспособление и инструмент, режимы обработки и про-
изводят нормирование операции. Выбор станка производится с уче-
том габаритов заготовки, обеспечения необходимой точности и
производительности обработки при наименьшей ее стоимости.
В связи с этим размеры рабочей зоны станка должны соответствовать
размерам обрабатываемых заготовок. Станок должен обеспечить
не только необходимую производительность и точность, но и чистоту
/ поверхности. Жесткость и мощность станка должны соответствовать
условиям обработки на нем. Для черновых операций используются
станки с невысокой точностью, не ограничивающие сечение снимае-
мой стружки. Наоборот для чистовых операций выбор станка обу-
словливается жесткостью, точностью и быстроходностью. Правиль-
ность выбора станка по производительности, которая должна
соответствовать заданной программе, может быть оценена коэф-
фициентом загрузки, станка по времени.
Приспособления для обработки по возможности следует приме-
нять универсальные, быстродействующие. Однако в массовом
_ автомобильном производстве широко пользуются специальными при-
способлениями, позволяющими значительно повышать производи-
тельность труда. При выборе режущего инструмента следует ориен-
тироваться по возможности на остированный и нормализованный
инструмент и лишь в необходимых случаях на специальный.
61

Схема 1
ПРИМЕРНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ РАЗЛИЧНОЙ ТОЧНОСТИ
НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Для определения припусков на обработку каждой поверхности
первоначально устанавливают общий припуск по последней окон-
чательной операции (окончательному чертежному размеру) и разме-
ру заготовки. Затем общий припуск разбивают по отдельным опе-
рациям и параллельно с назначением припуска последовательно
определяют операционные размеры, как это было ранее изложено на
стр. 48—49. Операционные допуски назначают с учетом способа и
экономической точности обработки. При расчете припусков и опера-
ционных допусков пользуются ГОСТами и ведомственными норма-
лями.
Контроль размеров деталей в мелкосерийном производстве •
осуществляется универсально-мерительным инструментом, штан-
генциркулями, микрометрами, индикаторами и т. п. В массовом
производстве для контроля деталей применяются предельные
калибры, специальные контрольные приборы и приспособления,
в том. числе для активного контроля. Кроме того, в массовом произ-
62

Схема 2
ПРИМЕРНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ РАЗЛИЧНОЙ ТОЧНОСТИ ОТВЕРСТИЙ
63

водстве используются методы автоматического получения размеров
и статистический контроль. Контроль шероховатости поверхности
производится по эталону и в необходимых случаях прибором.
Выбор режимов обработки производят по нормативам режимов
резания с учетом требуемой точности обрабатываемой поверхности,
внося в них необходимые уточнения, если это вызывается особен-
ностями формы или веса детали, мощностью станка и т. п. Глубина
резания назначается в зависимости от припуска на обработку,
а подача — в зависимости от жесткости станка и требуемой шерохо-
ватости поверхности.
Методику нормирования операции и выбора технико-экономи-
ческого варианта обработки рассмотрим в дальнейшем, поскольку
в этих вопросах имеется много общего с методикой выбора рацио-
нального способа восстановления деталей.
Технологический процесс оформляется в соответствии с единой
системой технологической документации ЕСТД—ГОСТ 3.1102—70
и является законом для производства.
§ 17. ТИПИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Большое разнообразие деталей машин по размерам, форме,
шероховатости поверхности (при разной программе выпуска), изго-
товляемых на различном оборудовании с разной оснасткой, порож-
дает многообразие технологических процессов и различную затрату
трудоемкостей на изготовление даже одинаковых деталей.
Сокращение числа технологических процессов и разработка об-
щих . принципов их проектирования могут быть осуществлены на
основе типизации технологических процессов, базирующейся на
классификации деталей по конструктивно-технологической одно-
родности. Под классификацией деталей понимается сведение в груп-
пы и классы деталей, близких по своей конструктивно-технологи-
ческой однородности — размеру, величине выпуска, способу заго-
товки, форме, точности и общности способа их изготовления. Под
типизацией технологического процесса понимается создание прин-
ципиальных технологических процессов изготовления всех деталей
данного класса, являющихся основой для разработки оптимального
технологического процесса изготовления конкретной детали, этого
класса в различных производственных условиях.
Идея типизации технологических процессов в машиностроении
принадлежит А. П. Соколовскому. Классификация всех деталей по
А. П. Соколовскому содержит 15 классов: 1) валы, 2) втулки, 3) ди-
ски; 4) эксцентриковые детали, 5) крестовины, 6) рычаги, 7) плиты,
8) шпонки, 9) стойки, 10) угольники, 11) бабки, 12) зубчатые колеса,
13) фасонные кулачки, 14) ходовые винты и червяки, 15) мелкие -
крепежные детали.
Применительно к машинам среднего размера известна класси-
фикация Ф. С. Демьянюка [5], состоящая из шести классов: 1) кор-
пусные детали, 2) круглые стержни, 3) полые цилиндры, 4) диски,
64

5) некруглые стержни, 6) крепежные детали. Пять первых классов
по размерам детали разделяются на четыре группы: а) крупные,
б) средние, в) небольшие, г) мелкие. Шестой класс состоит из одной
группы. Применительно к автомобильным деталям в отдельные клас-
сы входят нижеперечисленные детали.
Первый класс (корпусные детали): блоки цилиндров, картеры
коробок передач, задних мостов, масляных насосов, крышки блоков,
подшипников, коробок передач, стойки, кронштейны.
Второй класс — круглые стержни (валы): валы гладкие, ступен-
чатые, пустотелые, коленчатые и кулачковые, валы с фланцами,
шестернями, фасонными поверхностями, коленчатые и распредели-
тельные валы двигателей, крестовины карданных валов, валы с шес-
теренными венцами, тормозные кулаки, поворотные кулаки и др.
Третий класс — полые цилиндры (втулки): ступицы колес, чашки
сателлитов, гильзы, втулки, вкладыши подшипников.
Четвертый класс (диски): шкивы, маховики, колеса, диски
сцепления, тормозные барабаны, кольца ролико- и шарикопод-
шипников, фланцы, плоские цилиндрические и конические шестерни.
Пятый класс — некруглые стержни (рычаги): лонжероны рам,
балки передних осей, шатуны двигателей, рычаги всех видов,
вилки переключения коробок передач, тормозные колодки и др.
Шестой класс (крепежные детали): гайки, болты, шпильки,
шпонки, шайбы и др.
В указанные классы входит большое разнообразие деталей по
форме, размерам и другим параметрам, поэтому в разных произ-
водственных условиях конкретные технологические процессы изго-
товления деталей данного класса различны. Однако в каждом издан-
ных конкретных процессов имеются общие элементы, которые и дол-
жны составлять содержание типового технологического процесса.
Этими общими элементами являются: единый наиболее совершенный
способ получения заготовок, способ базирования, последователь-
ность выполнения операций механической обработки, тип оборудо-
вания, приближенная трудоемкость изготовления деталей класси-
фикационной группы применительно к программе выпуска. Таким
образом, типовой процесс представляет собой общий схематический
процесс изготовления деталей одной группы данного класса, по
которому можно составить конкретный технологический процесс
изготовления деталей данной группы в реальных производственных
условиях.
Общность технологии изготовления типовых деталей. Прежде
чем привести пример конкретного технологического процесса изго-
товления деталей, целесообразно привести общие операции, свой-
ственные типовым деталям разных классов. Рассмотрим этот вопрос
применительно к классификации и методике Ф. С. Демьянюка.
I класс — корпусные детали. 1. Заготовка — отливка из серого
ковкого чугуна и цветных металлов. 2. Базирование по основной^
плоскости и двум отверстиям. 3. Черновая и чистовая обработки
плоскостей. 4. Черновое и чистовое растачивание основных отвер-
3 В. А. Шадричев
65

стий. 5. Обработка небольших плоскостей, сверление и нарезание
резьбы в мелких отверстиях (второстепенные операции). 6. Гидрав-
лическое испытание. 7. Доводка основных плоскостей и отверстий.
II класс — круглые стержни (валы). 1. Заготовка из прутка
или трубы, штамповка, иногда отливка. 2. Базирование в центрах
и на шейках. 3. Черновая и чистовая обточки одной, затем второй
стороны.
Для длинных валов предварительная обточка и шлифование
шейки под люнет. Обработка фасонных поверхностей. 4. Обработка
второстепенных поверхностей. 5. Термообработка. 6. Шлифование
шеек, отверстий. 7. Балансировка. 8. Доводка основных поверх-
ностей.
Ш класс — полые цилиндры (втулки). 1. Заготовка — отливка,
штамповка, из трубы, листа или ленты. 2. Базирование по наружной
или внутренней поверхности и торцу. 3. Черновая и чистовая
обработки наружной и внутренней поверхностей и торцов с одной,
затем со второй стороны. 4. Выполнение второстепенных операций.
5. Окончательная обработка внутренней, затем наружной поверх-
ностей. 6. Доводка точных размеров.
IV класс — диски. 1. Заготовка — литье, горячая и холодная
штамповки, заготовка из прутка или трубы. 2. Базирование по
наружной или внутренней поверхности и торцу, затем по выточке
или буртику и одному отверстию. 3. Обработка торца и части внут-
ренней и наружной цилиндрических поверхностей с одной, затем
со второй стороны начерно и начисто. 4. Обработка фасонных
поверхностей. 5. Выполнение второстепенных операций. 6. Термо-
обработка. 7. Отделка точных торцовых и внутренних-поверхностей.
8. Отделка фасонных поверхностей.
V класс — некруглые стержни (рычаги). 1. Заготовка — литье,
горячая штамповка, штамповка из листа. 2. Базирование по стерж-
ню и головке, затем по отверстию и обработанной поверхности
головки. 3. Черновая и чистовая обработки части плоскостей.
4. Сверление, растачивание основных поверхностей. 5. Выполнение
второстепенных мелких операций и обработка нерабочего профиля.
6. Отделка основных отверстий и их торцов.
VI класс — крепежные детали. Точение Или высадка на автомате.
Доделочные операции на резьбонарезных, резьбонакатных, фре-
зерных и сверлильных станках.
§ 18. ПРИМЕР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Изложение технологических процессов изготовления типовых
деталей заняло бы большой объем, намного превышающий объем
учебника, поэтому приведем один пример изготовления корпусной
детали — картера главного цилиндра тормоза автомобиля ГАЗ-53А.
Предварительно рассмотрим основные соображения по обработке
корпусных деталей.
66

Корпусные детали служат для расположения в них отдельных
узлов и деталей и в большинстве своем являются сложными и трудо-
емкими в изготовлении. Заготовками корпусных деталей являются
отливки из черных и цветных металлов. Из серого чугуна изготов-
ляются заготовки блоков цилиндров, картеров коробок передач,
масляных и водяных насосов и др. Из ковкого чугуна картеры зад-
них мостов автомобилей ГАЗ. Из алюминиевых сплавов отливаются
блоки и головки цилиндров деталей ГАЗ-24, ГАЗ-53А.
В конструктивном отношении корпусные детали характери-
зуются наличием плоских поверхностей, служащих для стыка
с другими деталями, точно обработаных и точно расположенных
по отношению к этим плоскостям и между собой отверстий, а также
большого числа отверстий для крепления. В зависимости от конст-
рукции и назначения детали обрабатываемые плоские поверхности
должны быть взаимно параллельными или перпендикулярными.
Соблюдение точности и чистоты обработки всех основных цилиндри-
ческих и плоских поверхностей и их взаимного расположения являет-
ся основным требованием при выборе рационального способа обра-
ботки.
Обеспечения точности и взаимного расположения поверхностей
можно достигнуть совмещением установочных и измерительных баз
и обработкой их за одну операцию. Неизменность баз в процессе
всей обработки детали обеспечивает наиболее высокую точность
обработки и использование однообразных приспособлений. В ка-
честве установочных баз служат обычно плоскости, обеспечивающие
устойчивое положение при обработке детали, и два точно обработан-
ных отверстия, например, при обработке блока цилиндров исполь-
зуется нижняя плоскость для крепления масляного картера, а при
обработке картера коробки передач — плоскость для крепления
крышки.
При проектировании технологического процесса целесообразно
предусмотреть вначале проведение черновых обдирочных операций
значительных по площади поверхностей и других второстепенных
операций до начала чистовой обработки точных ответственных по-
верхностей. Такая естественная последовательность обработки
необходима и для наиболее благоприятного распределения внутрен-
них напряжений во избежание деформации деталей. Наличие в слож-
ных корпусных деталях плоских и внутренних цилиндрических
поверхностей, строго координированных между собой, вызывает
необходимость расчленения технологического процесса на большое
число операций, или большое число позиций в случае обработки
на автоматических линиях. Обработка плоскостей ведется на кару-
сельно-фрезерных или барабанно-фрезерных станках торцовыми
фрезами, или на горизонтально-протяжных станках, а точных
отверстий — на многошпиндельных расточных и хонинговальных
станках или алмазно-расточных станках, а отверстий под резьбу —
на агрегатных станках с многошпиндельными головками и пово-
ротными столами.
з*
67

При обработке корпусных деталей на автоматических линиях
кроме указанных механических операций производят ряд сборочных
операций, запрессовку втулок и их развертывание, крепление неко-
Рис. 35. Специальные комбинированные инструменты:
/ — зенкер; 2 — однозубая зенковка; 3 — сверло; 4 — зенкер; 5 — развертка; 6 — вен-
кер; 7 — сверло; 8 — зенковка.
Рис. 36. Державки для инструментов автоматических линий
торых нормалей, очистку, испытание, контроль. При обработке
на автоматических линиях для сверлильных и расточных станков
применяются специальные инструменты и державки для них, пока-
занные на рис. 35 и 36.
68



М6*1
на глубину 12
зенкойатьМб
Рис. 38. Обработка картера
главного цилиндра тормоза
(1-я и 2-я операции)
Ниже приводится технологический процесс изготовления картера главного
цилиндра тормоза автомобиля ГАЗ-51 (53) (рис. 37), заготовкой которого явля-
ется отливка из серого чугуна СЧ 18-36, твердость НВ 170—229. Данная деталь
является достаточно типовой в том отношении, что при ее обработке имеют
место почти все характерные операции, встречающиеся при изготовлении кор-
пусных деталей. Последовательность операции технологического процесса сле-
дующая.
1-я операция. Фрезеровать плоскость Я, выдерживая высоту детали 86,4±
±0,5 мм. Неплоскостность поверхности П не более 0,1. Операция выполняется
на вертикально-фрезерном двухшпиндельном
станке с креплением детали в приспособлении.
2-я операция выполняется на специальном
агрегатном станке с креплением детали в при-
способлении.
1-я позиция загрузочная.
2-я позиция. Вертикальная головка.
Сверлить одновременно шесть отверстий
0 о»о8 мм П°Д Резьбу Мб на глубину 15 мм
(рис. 38).
Горизонтальная головка.
Сверлить отверстие 0 10,64+0’12 мм под
резьбу М12 на проход в торце Г, размер 65 мм
от плоскости до оси отверстия обеспечивается
технологией (рис. 38).
3-я позиция. Вертикальная головка.
Снять фаски 1X90° одновременно в шести
отверстиях.
Горизонтальная головка. Торцевать торец Т
с одновременным [цекованием отверстия до
0 12,5±8:?| мм на глубину 3±0,25 мм, выдер-
жав размер 11±0,25 от торца Т до оси отвер-
стия Мб.
4-я позиция. Вертикальная головка.
Нарезать резьбу М6Х 1 на глубину 12 мм в
шести отверстиях одновременно.
Горизонтальная головка.
Нарезать резьбу М12х1,25 напроход. Резьба должна быть перпендикулярна
торцу Г, отклонение 0,1 мм не более.
3-я операция выполняется на токарном полуавтомате.
1-я позиция. Зенкеровать отверстие цилиндра до 0 30,5 мм на глу-
бину 60 мм и отверстие под упорную шайбу до 0 34 мм на глубину 8,5 мм с одно-
временным снятием фаски 3-Х 30° в отверстии цилиндра.
Обточить предварительно шейку до 0 46 мм на длине 12 мм.
Подрезать фланец предварительно, выдержав толщину 13 мм, и обточить
уступ до 0 64 мм. Подрезать торец уступа, выдержав высоту 6,5 мм. Подрезать
торец шейки предварительно, выдержав длину детали 160,5 мм (рис. 39, а).
2-я позиция. Зенкеровать отверстие цилиндра до 0 30,0 на глубину
124 мм.
Обточить шейку до 0 45_0,2 мм на длине 14 мм.
Подрезать фланец окончательно, выдержав толщину 12± 1,0 мм. Подрезать
торец шейки, выдержав длину детали 160±0,5 мм и размер 20±0,25 мм (рис. 39, б).
3-я позиция. Расточить канавку под стопорное кольцо до 0 38+0’25 мм
шириной 6_0,25 мм, выдержав размер 2+0’5 мм. Снять фаску 0,5x45° в отверстии
0 34 мм.
Подрезать торец 0 63,5 мм, выдержав высоту уступа 6±0,25, и одновременно
проточить канавку на шейке до 0 41 мм шириной 6 мм с образованием плавных
переходов радиусом 1,5 мм (рис. 39, в, 40, б).
4-я позиция. Зенкеровать одновременно отверстие цилиндра до
0 31,0+0’1 мм на глубину 124±0,25мм с одновременной обработкой дна и переход-
ной фаски 1,5x45°, отверстие 0 20 мм на глубину 12±0,25 мм и отверстие под
70

упорную Шайбу до 0 Зб^0»18 мм на глубину 8,5_0,2& мм с одновременным снятием
фаски 2x30° в отверстии 0 31,0 мм.
Обточить уступ до 0 63,5_о,2 мм с одновременной проточкой канавки
2X0,8 мм (рис. 39, г, 40, б).
Рис. 39. Эскизы к 3-й операции обра-
ботки картера главного цилиндра тор-
моза, позиции: а — первая; б — вто-
рая; в — третья; г — четвертая; д —
пятая
Закруглить край торца шейки радиусом 2 мм, выдерживая длину детали
160± 0,5 мм.
5-я позиция. Расточить выточку в отверстии цилиндра до ф 33,5 мм,
шириной 20 мм, выдержав размер Н2,5±0,6 мм от торца детали до начала
выточки (рис. 39, 5, 40, б).
Снять фаску 1,5x45° на 0 63,5 мм. Размеры по 3-й операции указаны
на рис. 37, 40.
- 4-я операция выполняется на алмаз но-расточном трехшпиндельном станке
с креплением детали в приспособлении.
71

Расточить отверстие цилиндра до 0 31,94+0,02 мм на длине 110 мм. Овальность
и конусность поверхности цилиндра не более 0,02 мм.
5-я операция выполняется на специальном агрегатном станке с креплением
детали в’приспособлении.
1-я позиция. Загрузочная.
2-я позиция. Горизонтальная головка.
Сверлить во фланце отверстие 0 10,5	| мм напроход, расположенное по
окружности 0 82 мм (рис. 40, а).
Вертикальная головка. Сверлить отверстие 0 5±g;Ц мм в стенке цилиндра,
выдерживая размеры 68,5+0,2 мм.
3-я позиция. Горизонтальная головка.
Сверлить во фланце второе отверстие 0 10,5±g;ff мм напроход, расположен-'
ное по окружности 0 82 мм.
Рис. 40. Обработка картера главного цилиндра тормоза: а —
5-я операция; б — 3-я операция
Вертикальная головка. Сверлить отверстие 0 6±g;Jf мм в стенке цилиндра
напроход, выдерживая размер 19+о>28 мм от оси отверстия 0 5 мм (рис. 40, а),
4-я позиция. Горизонтальная головка.	ч '
Сверлить во фланце третье отверстие 0 10,5±g;i| мм напроход, расположенное
по окружности 0 82 мм.
Вертикальная головка. Сверлить отверстие 0 0,7+0,06 мм напроход в отверстие
0 5 мм (рис. 40, а).
6-я операция производится на вертикально-хонинговальном станке 383Н.
Хонинговать отверстие цилиндра до 0 31,99+0,01 мм предварительно, оваль-
ность и конусность поверхности не более 0,01.
7-я операция. Хонинговать отверстие цилиндра до 0 32+0»027 мм окончательно.
> Овальность и конусность поверхности не более 0,01.
8-я операция. Зачистить забоины на плоскости П на торцах Т и Тх.
9-я операция. Промыть деталь в горячей содовой воде, осушить сжатым
воздухом.
10-я операция. Уложить детали на столЮТК и протереть зеркало цилиндра
салфеткой.
11-я операция. Инспекция ОТ К.
72

Приведенный пример технологического процесса изготовления детали отно-'
сится к условиям массового производства. В авторемонтном производстве меха-
ническая обработка применяется главным образом для обработки деталей,
восстанавливаемых различными способами, и имеет свои специфические осо-
бенности, которые рассматриваются в дальнейшем, при изложении методики
проектирования технологических процессов восстановления деталей.
ГЛАВА IX
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ АВТОМОБИЛЕЙ
§ 19. МЕТОДЫ СВОРКИ
Сборка и окраска выпускаемого изделия — автомобиля или
агрегата (двигателя, коробки передач и др.) являются завершаю-
щими стадиями производственного процесса в автомобилестроении,
если они ведутся на специализированном заводе по производству
данного изделия. В этом случае готовым изделием является автомо-
биль, как на автостроительном или автосборочном заводе, или агре-
гат. При широком кооперировании и специализации в автомобиле-
строении имеется немало специальных заводов по производству
двигателей и агрегатов шасси, карбюраторов, электрооборудования
и др., поступающих на автомобильные или автосборочные заводы.
Автомобилестроение является массовым, крупносерийным произ-
водством. В организационном отношении сборка автомобилей осу-
ществляется наиболее совершенным поточным методом. При этом
методе процесс сборки расчленяется на отдельные операции, выпол-
няемые на отдельных постах, расположенных в линию. Расчленение
операции технологического процесса сборки.согласуется по произ-
водительности с тактом сборки. Длительность каждой операции
должна быть равна или кратна такту. Под тактом сборки понимается
интервал времени, через который периодически производится
выпуск собранного автомобиля (агрегата) определенного наимено-
вания. Такт сборки
Фн60	Фд 60
П или /с = —у-,
где Фн — календарный (номинальный) фонд рабочего времени
(за год, месяц, смену); Фд — действительный фонд рабочего вре-
мени; г) — коэффициент, учитывающий потери времени на ремонт,
обслуживание рабочих мест, регламентированные перерывы (г| =
= 0,96 ч- 0,97); N — программа выпуска.
Кроме такта различают ритм выпуска, под которым понимается
количество автомобилей (агрегатов) определенного наименования,
выпускаемых в единицу времени. Продолжительность сборки
автомобиля
Тс = tzn,
где п — число постов сборочной линии.
73

Точность сопряжения деталей при сборке автомобилей (в за-
висимости от конкретных производственных условий) может быть
обеспечена методами полной взаимозаменяемости, неполной взаимо-
заменяемости, групповой взаимозаменяемости (селективным под-
бором), регулировки, пригонки.
Основным методом в автомобилестроении является сборка на
основе полной взаимозаменяемости деталей.
При этом методе все детали данного типа и размера, входящие в ка-
честве звеньев в сборочную размерную цепь, обеспечивают заданную
точность замыкающего звена без дополнительного подбора или
обработки деталей. В этом случае допуск на замыкающее звено раз-
мерной цепи равен или больше суммы допусков на все остальные
«—1
звенья 6x5=21^1- Преимуществами данного метода являются
1=1
простота и удешевление процесса сборки, широкая возможность
применения поточного метода и кооперирования, удобство и мень-
шая трудоемкость ремонта.
При сборке снеполной (частичной) взаимо-
заменяемостью допуски на размеры сопрягаемых деталей
берут большими, чем при полной взаимозаменяемости. При этом у не-
которой части изделий требуемая точность замыкающего звена
не соответствует заданной, т. е. имеет место риск получения брака.
Допуск замыкающего звена при этом методе для плоской размер-
ной цепи с параллельно расположенными звеньями должен удовлет-
ворять условию
62 = 2Ш+Ш...+« = г 1 /% Kfil,
т £ = 1
где z — коэффициент риска, характеризующий процент выхода
значений замыкающего звена за пределы установленного допуска;
X — коэффициент, характеризующий закон рассеяния размеров
составляющих звеньев; б — величины допусков на составляющих
звеньях.
Коэффициент риска, относящийся к замыкающему звену, z = х/о,
где хразность между наибольшей величиной определяемого
размера и его среднеарифметическим значением или разность
между среднеарифметическим значением и наименьшим значением
определяемого размера; о — среднеквадратичное отклонение опре-
деляемого размера. При z — 3 риск брака составляет 0,27%, при
z = 2 доходит до 4,5%, а при z = 1 возрастает до 32%.
При нормальном законе распределения размеров составляющих
звеньев размерной цепи значение X = 1/9, при законе Симпсона
А = х/6 и законе* равной вероятности А = 1/3 (ГОСТ 16319—70).
При незначительном риске, т. е. незначительном проценте брако-
ванных изделий, у которых величина замыкающего звена выходит
за пределы допуска, сборка с неполной (частичной) заменяемостью
74

может быть целесообразной благодаря меньшей стоимости изготов-
ления деталей.
Метод группового подбора (селективный
метод) применяется в том случае, когда в сопряжениях деталей
необходимо иметь узкие пределы допустимых зазоров, обеспечение
которых потребовало бы весьма высокой точности , изготовления
сопрягаемых деталей, что экономически нецелесообразно. Поэтому
детали изготовляют с более широкими допусками и разбивают их
на группы х. Соединением деталей одной и той же группы, как будет
показано в дальнейшем, добиваются заданных значений зазоров.
Метод регулировки, или метод компенсации, состоит
в том, что обеспечение заданного допуска замыкающего звена до-
стигается регулированием дополнительного звена (компенсатора),
вводимого в размерную цепь, без снятия с него слоя металла.
Это необходимо в том случае, когда при сборке деталей, изготовлен-,
ных с приемлемой экономической точностью, допуск замыкающего
звена превосходит заданный. Изменение размера компенсирующего
звена производят или изменением положения одной из деталей
путем ее поворота или линейного перемещения до достижения тре-
буемого допуска замыкающего звена (подвижные компенсаторы),
или введением в размерную цепь специальной детали в виде кольца,
шайбы, прокладки необходимого размера (неподвижный компен-
сатор).
К числу подвижных компенсаторов относятся регулировочный
болт толкателя, регулировочные винты коромысел клапанов верх-
неклапанных двигателей и др. Неподвижные компенсаторы — мерные
шайбы и комплекты прокладок — применяются для регулирования
зазоров в зацеплении главной пары Шестерен заднего моста, кони-
ческих роликовых подшипников и в других узлах автомобиля.
Наибольшая компенсация
Л—1
«к “
i=l
где 6' — допуск замыкающего звена, рассчитанный по допускам
деталей (составляющих звеньев), изготовленных с приемлемой
экономической точностью; 8т — требуемый (заданный конструкто-
ром) допуск замыкающего звена.
Количество ступеней неподвижного компенсатора
Метод пригонки заключается в том, что заданная точ-
ность замыкающего звена обеспечивается изменением размера одной
из деталей, обычно заранее определенной, путем снятия с нее слоя
металла. Все другие детали, составляющие размерную цепь,
1 Пример расчета размерных цепей и использование группового подбора
рассматриваются во втором разделе.
75

изготовляются с экономически достижимои точностью для данных
производственных условий.
Метод пригонки вследствие ряда недостатков (трудоемкость при-
гонки, необходимость в высокой квалификации рабочих, нарушение
ритмичности поточного производства) применяется в мелкосерий-
ном производстве.
§ 20. ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ И СПОСОБЫ
ИХ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Процесс сборки агрегатов и автомобиля в целом состоит из опе-
рации соединения и сопряжения различных взаимосвязанных
деталей. Зная типы различных соединений и сопряжений, можно
установить и технологические способы их осуществления. Соедине-
ния деталей можно подразделить на две группы: подвижные и не-
подвижные, как это показано на схеме (схема 3). Подвижные со-
Схема 3
ТИПЫ СОЕДИНЕНИЙ, ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ ПРИ СБОРКЕ АВТОМОБИЛЕЙ
единения допускают взаимное перемещение сопряженных деталей
в процессе работы автомобиля, в то время как неподвижные соеди-
нения лишены этой возможности. Подвижные соединения характери-
зуются наличием зазора между сопряженными поверхностями,
определяемого типом посадки, соответствующей условиям работы
данного сопряжения. Неподвижные соединения делятся на неразъ-
76

емные, разборка которых связана с разрушением связей между дета-
лями, и разъемные.
Под пазовыми неподвижными разъемными соединениями пони-
маются соединения без перемещения по оси, т. е. те из шпоночных
соединений, назначением которых является передача крутящего
момента. Особенности сборки основных из указанных соединений рас-
смотрим применительно к авторемонтному производству х. Здесь же
остановимся на способах механизации и оснастке, применяемых
в автостроении. Для снижения трудоемкости и повышения про-
изводительности труда широко применяется механизация основных
и вспомогательных работ. Большой объем работ, до 25—30% тру-
доемкости сборки [11], занимает сборка резьбовых соединений.
Для сборки этих соединений применяются универсальные и специ-
альные механизированные инструменты с электрическим, пневмати-
ческим, гидравлическим и пневмогидравлическим приводами. Для
одновременной затяжки нескольких резьбовых деталей используют-
ся многошпиндельные пневматические инструменты с двухредуктор-
ным пневматическим приводом, обеспечивающие стабильность кру-
тящего момента при завертывании нормалей с различным диаметром
резьбы.
Для механизации сборки заклепочных соединений применяются
клепальные молотки, подвесные пневматические прессы, подвесные
гидравлические прессы-скобы, стационарные прессы.
Сборка соединений с гарантированным натягом осуществляется
при помощи различных гидравлических и пневматических прессов,
приспособлений, а многих соединений, например маховик—шестерня
маховика, шейка вала—внутреннее кольцо подшипников качения
и др., с применением нагрева охватывающей детали или охлаждением
охватываемой с использованием специальных установок. Соеди-
нения деталей при помощи сварки, пайки и склеивания произво-
дятся с использованием различного современного сварочного об-
орудования и современных методов паяния и склеивания.
Кроме основных сборочных операций механизация широко при-
меняется и для проведения различных подготовительных и вспомо-
гательных работ. Основное техническое-оснащение, применяемое
при выполнении сборочных и вспомогательных работ, приведено
на схеме (схема 4). Широкое распространение получила механизация
и для контроля различных параметров деталей в процессе сборки
и собранных узлов, механизмов и агрегатов. Сюда относятся конт-
роль размеров, сил, моментов, давлений, неуравновешенности
и др. Для этой цели применяются различные предельные инстру-
менты, специальные инструменты и приспособления, стенды для
испытания и др.
Дальнейшему повышению производительности труда и увели-
чению выпуска продукции будет способствовать широкое осуществ-
ление комплексной механизации и автоматизации сборочных работ,
1 См. раздел второй, гл. XXVIII, § 89.
77

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕ
Основные
сборочные работы
и оснастка
Резьбовые соединения		Клепаные соединения
Механизирован- ный резьбосвин- чивающий инструмент		Бугельные п нев- моклепальные машины с регу- лируемой силой удара
Резьбосвинчи- вающие установки		Переносные руч- ные, пневморы- чажные и гид- равлические клепальные
		прессы
		Стационарные гидравлические, пневматические и пневмогидрав- лические кле- пальные уста- новки
' Соединения с натягом		Соединения пайкой
Механизирован- ные установки с электронагре- вом токами про- мышленной частоты		Электропаяль- ники с механи- ческой подачей припоя
		Ультразвуковые паяльники и установки
Холодильные установки с ме- ханизированной выдачей деталей		
		Электропаяль- ники с одновре- менным механи- ческим нанесе- нием флюса и припоя
Гидравлические, пневматические, электромагнит- ные, вибрацион- ные прессы		
		Ванны с рас- плавленным припоем
Подвесные гидропневмати- ческие приспо- собления		
		Ванны с рас- плавленным флюсом
		
		Механизирован- ные ванны для подготовки де- талей под пай- ку, химическим и электрохими- ческим способом
78

Схема 4
НИЯ СБОРОЧНЫХ РАБОТ В АВТОСТРОЕНИИ
Подготовительные
и вспомогательные работы
и оснастка
	1		| |						|
	Соединения сваркой		Соединение склеиванием		Горизон- тальное и вертикаль- ное транс- портирова- ние		Распаков- ка, рас- консерва- ция, про- мывка и обтирка		Приго- ночные - работы
	Оборудова- ние для га- зовой сварки		Оборудова- ние для под- готовки склеиваемых поверхно- стей		Рольганги		Механи- зирован- ные моеч- ные уста- новки с сушиль- ными ка- мерами		Настоль- ные свер- лильные станки и ручные сверлиль- ные ма- шины
					Подвесные конвейеры с адресова- нием				
	Оборудова- ние для ду- говой сварки								
			Оборудова- ние для на- несения клея на поверх- ности						
					Вибротранс- портеры				
							Ультра- звуковые моечные установ- ки и ма- шины		Прити- рочные станки
	Оборудова- ние для кон- тактной сварки								
					Конвейеры для узловой и общей сборки				
			Оборудова- ние для под- сушивания поверхно- стей с клеем						Ручные электро- пневмо- шлифо- вальные машины
	Оборудова- ние для лучевой сварки								
							Механиз- мы для распаков- ки под- шипников		
					Электриче- ские и пнев- матические подъемники				
									Г ибочные установ- ки
	Оборудова- ние для вы- сокочастот- ной сварки сопротивле- нием		Прессы и другие уста- новки для отверждения клеевых швов						
									
									
	Оборудова- ние для хо- лодной, ультразву- ковой и диф- фузионной сварки								
			Оборудова- ние для за- чистки кле- евых соеди- нений						
79

с внедрением в технологический процесс сборки основйых узлов
машин-автоматов, выполняющих сборочные операции без непосред-
ственного участия человека.
§ 21. СБОРКА ДВИГАТЕЛЯ
В качестве примера, иллюстрирующего процесс сборки изделий
в автостроении, рассмотрим сборку двигателя. Сборка двигателя,
как и других агрегатов автомобиля, состоит из узловой и общей
сборки. К узловой сборке двигателя относятся поршни, шатуны,
шатуны с поршнями в сборе, распределительный вал, головка
блока, блок, масляный насос й др. Узловая сборка шатуна, головки
блока, блока на ряде заводов производится на автоматических ли-
ниях, как и сборка других узлов, отдельно от общей сборки двигате-
ля. Например, на автоматической линии узловой сборки дизельных
двигателей установлены автоматы для установки клапанов и фик-
сации камер сгорания, поворота головки на 180°, для изготовления
и установки предохранительных колец, для установки пружин,
тарелок и сухариков, для ввертывания шпилек и ниппеля, а также
вибрационные бункера и транспортеры с прерывистым движением.
Всего на линии соединяется 80 деталей 14 наименований.
Общая сборка двигателей производится на конвейерах, а на
передовых предприятиях на автоматических линиях. Конвейер
общей сборки обычно располагается перпендикулярно потокам
узловой сборки таким образом, что собранные узлы после конечной
операции передаются на общую сборку в том месте, где они должны
^устанавливаться.
Транспортировка из складов деталей и изделий, изготовленных
на смежных производствах, необходимых для сборки, подаются кон-
вейерами непрерывного действия или конвейерами с адресованием
грузов. Общая сборка двигателей производится на тележечных на-
польных конвейерах или пластинчатых конвейерах на специаль-
ных приспособлениях — спутниках. Тележки и установочные при-
способления — спутники позволяют ориентировать блок цилиндров
при сборке в различное положение.
Линия сборки оснащается механизированным инструментом
и приспособлениями — многошпиндельными гайковертами, под-
весными пневматическими скобами и др. Наряду с этим в линию
сборки включают и стационарное высокопроизводительное сбороч-
ное оборудование для затягивания гаек различных креплений,
например гаек шатуна, крышек коренных подшипников и др.
Последовательность технологического процесса сборки дизель-
ного двигателя приведена на схеме (схема 5). Установка блока на
конвейер и съем собранного двигателя производятся при помощи
манипуляторов, установленных в начале и в конце сборочного кон-
вейера. В процессе сборки двигателя на конвейере производится
контроль торцового биения маховика, вращения коленчатого вала,
крепления узлов и деталей и др.
80

18
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОБЩЕЙ СБОРКИ ДВИГАТЕЛЯ

Поборот на !80°и бог брат
II секция
ееее
34 35 36 37
Контроль
ееее веее
38	43 44 45 46 47\^
06
©©©©
07
QQQQ
08
Контроль
56
49
53 54
55
59
G9
61 б?
57 58
Поборот на 480
Шсекция	Поборот на 180°	Поборот на 90° Контроль
С40 GH G12 С43
Рис. 41. Автоматизированная линия для сборки автомобильных двигателей

Схема автоматизированной линии для сборки двигателей ЗИЛ-130
показана на рис. 41 [11]. Линия включает 93 сборочные позиции,
16 автоматизированных сборочных устройств (автоматов) и состоит
из трех секций, в каждой из которых размещены по 31 сборочной
позиции. Наряду с автоматизацией наиболее трудоемких операций
транспортировка двигателя вдоль линии и его положение при раз-
личных операциях сборки также автоматизированы. Темп сборки
0,92 мин, часовая производительность 65 двигателей при 100-про-
центной загрузке. Работа сборщиков и механизмов в Заданном темпе
обеспечивается системой управления линии, осуществляющей работу
так, что перемещение собираемого изделия с данной позиции на сле-
Рис. 42. Сборка коленчатого вала двигателя
дующую производится лишь после окончания операции всеми сбор-
щиками. На первой секции производится установка распределитель-
ного вала, вкладышей коренных подшипников, укладка коленча-
того вала, установка маслосборника, передней крышки и крышки
картера сцепления. Для выполнения сборочных операций блок
в сборе с картером сцепления первоначально подается на двухпо-
зиционное транспортирующее устройство 1, 2 (рис. 41), при помощи
которого перемещается последовательно на сборочные позиции
и сборочные автоматы. В первой секции имеется пять автоматов для
следующих операций: для установки распределительного вала СГ,
отвертывания болтов крышек коренных подшипников С2; установки
коленчатого вала С3\ завертывания болтов крышек коренных под-
шипников С4-, завертывания болтов передней крышки и крышки
картера сцепления С5.
В качестве примера, иллюстрирующего автоматизированное
сборочное устройство, на рис. 42 показан автомат для установки
коленчатого вала [10]. Автомат состоит из транспортера 14, распо-
ложенного параллельно сборочной линии, механизма подъема колен-
83

чатого вала, механизма загрузки и надевания шайбы упорного под-
шипника, подъемно-поворотного устройства для установки вала
й нескольких гидроцилиндров. При помощи транспортирующего
устройства блок цилиндров 1 подается на рабочую позицию. Колен-
чатый вал 13 транспортером 14 при помощи гидроцилиндра 11 пере-
мещается к механизму загрузки шайбы упорного подшипника. Для
надевания шайбы коленчатый вал поднимается вверх при помощи
гидроцилиндра 12, зубчатых колес 15 и реек 16. Поштучная выдача
шайб производится механизмом загрузки, состоящим из магазина 8,
толкателя 7 и гидроцилиндра 6. Надевание шайбы на коленчатый вал
осуществляется с помощью гидроцилиндра 9 и толкателя 10. Уста-
новка коленчатого вала в блок производится следующим образом.
При помощи гидроцилиндра 19, рейки 20 и колеса 18 стойка 17
поворачивается вместе с закрепленной на ней рукой 4 с клещами-
захватами 2 для удержания коленчатого вала. Для опускания руки/
вместе с валом (с целью установки и последующего подъема руки)
служит гидроцилиндр 5, а для зажима и разжима клещей-захватов
гидроцилиндр 3.
Подсобранный двигатель транспортирующим устройством пере-
мещается с первой секции на вторую, где производится очистка
цилиндров, установка подсобранных поршней, масляного картера
и масляного насоса .(рис. 41). Секция оборудована четырьмя авто-
матами: для очистки цилиндров С6, установки левой С7 и правой
поршневых групп С8, завертывания болтов масляного картера С9.
На третьей секции производится установка толкателей, головок
блока в сборе с выпускным коллектором, фильтров, топливного
и ведущего насосов и других узлов двигателя. На линии имеется
семь автоматов, осуществляющих сборку левой головки блока СЮ,
ее установку CJ1, сборку правой головки блока С12, ее установку
С13, завертывание болтов головки блока С14 и С15 и гаек выпускной
трубы, С16.
Сборка головок блока производится на линии, сборка же распре-
делительного. вала с шестерней, поршней с шатунами и некоторых
других узлов ведется вне линии. Кроме сборочных позиций на линии
предусмотрены резервные позиции 14, 20, 27, 57 и др. для сборки
вручную в случае выхода автомата из строя. Позиции 21, 48, 59, 
91 предусмотрены для контроля. Линия оборудована счетчиками
несобранных двигателей по разным причинам, что позволяет свое-
временно их устранять и улучшать работу линии.
Собранный двигатель поступает на приработку и испытание,
сущность которых, как и другие вопросы сборки и окраски автомо-
билей, рассматриваются во втором разделе учебника.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. М. — Л.,
«Машиностроение», 1964. 652 с.
2.	Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. М., «Машинострое-
ние», 1965. 560 с.
84

3.	Гурйн б. Ф., Клепиков В. Д., Рейн В. В. Технология автотракторо-
строения. М., «Машиностроение», 1971. 343 с.
4.	Данилевский В. В. Лабораторные работы по технологии машинострое-
ния. М., «Высшая школа», 1971. 238 с.
5.	Демьянюк Ф. С. Технологические основы поточно-автоматизированного
производства. М., «Высшая школа», 1968. 700 с.
6.	Кован В. М. Основы технологии машиностроения. хМ., Машгиз, 1959.
496 с.
7.	Корсаков В. С. Основы технологии машиностроения. М., «Высшая школа»,
1973. 335 с.
8.	Соколовский А. П. Научные основы технологии машиностроения. М.—Л.,
Машгиз, 1955. 515 с.
9.	Солонин И. С. Математическая статистика в технологии машиностроения.
М., «Машиностроение», 1972. 213 с.
10.	Технология автомототракторостроения. Под общ. ред. Д. П. Маслова.
М., «Высшая школа», 1970. 264 с.
11.	Технология автотракторостроения. М., «Машиностроение», 1968. 444 с.
12.	Фираго В. П. Основы проектирования технологических процессов
и приспособлений. М., «Машиностроение», 1973. 468 с.
13.	Яхин А. Б., Ефимов В. П. Технология приборостроения. М., Оборонгиз,
1953. 379 с.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
у. - **______
ТЕХНОЛОГИЯ
РЕМОНТА
АВТОМОБИЛЕЙ
ГЛАВА X
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
§ 22.	ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ
РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ
Под производственным процессом ремон-
та1 автомобилей (агрегатов) понимается весь комп-
лекс процессов по превращению автомобилей (агрегатов), утратив-
ших работоспособность в результате износа и других дефектов дета-
лей и узлов, в автомобили полной работоспособности.
Таким образом, производственный процесс авторемонтного про-
изводства охватывает получение и хранение ремонтного фонда,
т. е. автомобилей, агрегатов, узлов и деталей (в зависимости от
типа предприятия), снабжение запасными частями и материалами
и их хранение, подготовку средств производства, организацию и пла-
нирование, все стадии восстановления деталей, их комплектования,
сборки и испытания агрегатов и автомобилей, контроль и транспор-
тировку на всех этапах производства и другие действия, связанные
с ремонтом автомобилей. Выполнение указанных взаимосвязанных
действий осуществляется на отдельных участках авторемонтного
предприятия. Поэтому производственный процесс ремонта автомо-
билей может быть разделен на отдельные участки, например произ-
водственные процессы участков разборочно-моечного, наплавки
и сварки деталей, механического, кузовного, сборочного и др. В лю-
бом производственном процессе наибольшую значимость имеет
часть производственного процесса, непосредственно связанная
с последовательным качественным изменением объекта производства,
которая называется технологическим процессом.
Отсюда следует, что технологический процесс ремонта автомо-
биля есть часть производственного процесса, связанная с разборкой
автомобиля, мойкой, с контролем и сортировкой деталей, восста-
1 Здесь и далее под ремонтом понимается капитальный ремонт автомобилей
и агрегатов, осуществляемый в авторемонтном производстве промышленного
назначения.
86

новлением и комплектованием деталей, со сборкой и с испытанием
автомобиля требуемого качества и надежности при наименьшей стои-
мости ремонта. Исходя из этого, различают технологические про-
цессы разборки и сборки автомобилей, ремонта рам, кузовов, вос-
становления деталей хромированием, наплавкой и др.
Производственные процессы в авторемонтном производстве обу-
словливаются конструкцией объекта ремонта, специализацией и кон-
центрацией производства. В общем виде производственные процессы
ремонта различных видов и марок автомобилей можно свести к двум
принципиальным схемам: ремонта грузового автомобиля и ремонта
легкового автомобиля (автобуса). Эта разница состоит в различии
основного агрегата и продолжительности его ремонта, а также
в различном удельном объеме отдельных видов ремонтных работ.
При ремонте грузовых автомобилей за основной агрегат следует
считать раму. Трудоемкость и продолжительность ремонта рамы
значительно меньше других более сложных агрегатов, однако соби-
рать автомобиль можно только после того, как отремонтирована
рама. При ремонте же легкового автомобиля или автобуса основной
частью является кузов, продолжительность ремонта которого опре-
деляет продолжительность ремонта других агрегатов. При обезли-
ченном ремонте, каким является капитальный ремонт индустриаль-
ными методами, когда сборка автомобилей ведется с использованием
готовых рам и кузовов, имеющихся в заделе, указанные признаки
различия являются в известной мере условными. Поэтому более
характерной отличительной чертой различия производственного про-
цесса ремонта грузовых и легковых автомобилей или автобусов
является второй признак — удельный объем отдельных видов
ремонтных работ. При ремонте грузового автомобиля удельный
объем работ по ремонту кабины и платформы занимает 16—18%
общего объема, в то время как удельный объем работ по ремонту
кузова легкового автомобиля составляет примерно 42%. В качестве
примера на принципиальной схеме 6 показан производственный про-
цесс ремонта грузового автомобиля, содержание которой не нуж-
дается в отдельных пояснениях. Среди ремонтных предприятий
(в связи с развитием специализации) значительное место занимают
заводы по ремонту двигателей, агрегатов шасси, кузовов, электро-
оборудования, централизованному восстановлению деталей. При
этом в зависимости от объекта ремонта изменяется и значительно
упрощается и схема производственного процесса.
Схема производственного процесса ремонта автомобиля опреде-
ляется еще и типом производства — индивидуальным или крупно-
серийным. В первом случае она значительно укрупняется, во втором
же в большей мере дифференцируется. В связи с концентрацией
авторемонтного производства и организацией ремонта индустриаль-
ными методами влияние указанного фактора резко снижается. Общая
характеристика и схема производственного процесса не дают еще
представления о технологии ремонта автомобилей и ее особенностях,
поэтому необходимо кратко остановиться и на этом вопросе.
87

Схема 6
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС РЕМОНТА ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ



§ 23.	ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ
Под технологией ремонта автомобилей по-
нимается учение о причинах утраты, методах и способах восстановле-
ния работоспособности автомобилей требуемого качества и надеж-
ности с наименьшими общественными затратами. Технология ремонта
автомобилей является основной составной частью общего учения
о ремонте машин — тракторов, дорожно-строительных и др. и отли-
чается от технологии ремонта последних особенностями технологи-
ческого процесса, обусловленными конструктивными и технологи-
ческими различиями объектов ремонта.
Имея много общего с технологией производства автомобилей,
технология ремонта в то же время имеет специфические оеобенности,
позволяющие выделить ее в самостоятельную область научно-техни-
ческого знания, в новую дисциплину среди других технологических
дисциплин по машиностроению.
Восстановления работоспособности автомобилей с требуемыми
качеством и надежностью нельзя добиться без знания причин воз-
никновения дефектов и отказов, приводящих к потере автомобилем
работоспособности. Среди этих причин основное место занимают
процессы изнашивания, усталости и коррозии, старения металла,
механические и другие повреждения деталей. Поэтому технология
ремонта автомобилей должна основываться на точных представле-
ниях о протекании этих процессов в узлах и деталях автомобиля,
методах и способах предупреждения вредного их проявления и уст-
ранения возникших дефектов и неисправностей.
Таким образом, первая и основная особенность технологий
ремонта автомобилей — анализ вредных процессов, протекающих
в автомобиле и вызывающих потерю им работоспособности.
Процесс производства автомобилей начинается с изготовления
заготовок, процесс же ремонта — с разборки изношенного автомо-
биля, обезжиривания и мойки деталей, контроля и разбраковки их
по группам годности.
Многочисленные исследования и практика показывают, что проч-
ность большинства деталей значительно превышает их износостой-
кость. Детали автомобиля отличаются неравномерной износостой-
костью и различной долговечностью. В отношении дальнейшей
реализации детали разобранного автомобиля можно разделить на
три группы.
Детали негодные, заменяемые в процессе капитального ремонта
вследствие ограниченной износостойкости, значительно меньшей
межремонтного ресурса, или неоднократного восстановления, или
различных механических повреждений. Восстановление этих дета-
лей экономически нецелесообразно или технически невозможно.
Вторую группу составляют детали, износ которых не достиг
предельного значения, регламентируемого техническими условиями.
Эти детали имеют запас на износ, т. е. остаточную долговечность,
и могут быть использованы без восстановления при условии группо-
90

вого или попарного подбора при сборке. Данная группа деталей
составляет примерно 20—25% и относится к числу деталей
с допустимым износом.
Третью наиболее многочисленную группу (40—45%) составляют
детали достаточно высокой прочности, но имеющие износ, превос-
ходящий предельное значение, допускаемое техническими усло-
виями. По общему техническому состоянию и экономической целе-
сообразности детали третьей группы подлежат восстановлению раз-
личными способами. Восстановление данных деталей обеспечивает
значительный экономический эффект, так как не превышает 25—
35% стоимости соответствующих новых деталей.
Детали с допустимым износом и восстановленные составляют
примерно 65—70%. Повторное использование этих деталей имеет
большое народнохозяйственное значение в решении проблемы снаб-
жения автохозяйств и ремонтных предприятий запасными частями.
При отказе от восстановления и использования деталей второй и
третьей групп было бы необходимо изготовление огромного коли-
чества новых деталей, что потребовало бы больших денежных и ма-
териальных средств на переплав, изготовление заготовок и меха-
ническую обработку.
Четвертая и весьма существенная особенность технологии ремон-
та — это восстановление деталей различными способами. Детали
автомобиля, подлежащие восстановлению, имеют различную вели-
чину износа, в среднем 0,1 — 0,3 мм, изготовлены из различных мате-
риалов, не являются однозначными в отношении качества поверх-
ности, габаритных размеров и др. и работают в различных условиях
смазки, нагрузок и скоростей. По всем этим причинам для восста-
новления деталей применяют различные способы: наплавки и сварки,
гальванических покрытий, давления, металлизации, ремонтных
размеров, дополнительных деталей и др. с последующей механиче-
ской и нередко упрочняющей обработкой различными способами.
Восстановление деталей в авторемонтном производстве занимает
большой объем работ, от качественного выполнения которых во мно-
гом зависит долговеч'йость деталей и эксплуатационная надежность
капитально отремонтированных автомобилей.
Сборка автомобилей при капитальном ремонте осуществляется
из деталей, восстановленных под номинальные и ремонтные раз-
меры, деталей с допустимым износом и частично новых деталей
ремонтных и номинальных размеров. В связи с этим необходим
не только количественный, но и качественный подбор деталей по
сопряжению. При этом использование метода группового подбора
в отличие от автостроения значительно увеличивается и услож-
няется, так как применяется не только для деталей цилиндро-порш-
невой группы, но и многих деталей с допустимым износом. Все ска-
занное является пятой отличительной особенностью технологии
ремонта.
Освещение всех перечисленных здесь вопросов и составляет
содержание второй части изучаемой дисциплины.
91

ГЛАВА XI
ПРОЦЕССЫ, ПРИВОДЯЩИЕ К ПОТЕРЕ
АВТОМОБИЛЕМ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
§ 24.	ХАРАКТЕРИСТИКА ВРЕДНЫХ ПРОЦЕССОВ,
ПРИВОДЯЩИХ К ОТКАЗАМ АВТОМОБИЛЯ
В работающем автомобиле наряду с рабочими возникают и разви-
ваются различные вредные, по Г. А. Малышеву [57], разрушитель-
ные процессы, под влиянием которых уровень рабочих процессов
снижается, а технико-эксплуатационные качества автомобиля ухуд-
шаются. Рабочие процессы в машине протекают в период ее функ-
ционирования, в то время как вредные процессы — в период всего
времени ее существования.
К вредным процессам можно отнести изнашивание рабочих
поверхностей деталей, усталость металла, вибрации узлов и меха-
низмов, внутренние напряжения в деталях, различные виды корро-
зии, старения и др. Вредные процессы могут происходить под влия-
нием погрешностей в самой машине, например от неуравновешен-
ности вращающихся масс, нарушения взаимного расположения
деталей в узлах и механизмах, несоблюдения продолжительности
или вообще отсутствия старения литых заготовок корпусных дета-
лей и др., и под.действием внешних условий — нарушения нагру-
зочного режима, температурных влияний окружающей среды и т. п.
По скорости протекания вредные процессы А. С. Проников [74]
делит на три группы: быстропротекающие, средней скорости и мед-
ленные. К быстропротекающим процессам относятся вибрация узлов,
изменение сил трения в подвижных сопряжениях, колебания рабо-
чих нагрузок и другие подобные процессы, оказывающие влияние
на взаимное положение деталей и узлов и искажающие цикл работы
машины. В противоположность быстродействующим процессам,
периодичность изменения которых измеряется долями секунды,
медленные процессы могут длиться дни и месяцы. К ним относятся
изнашивание деталей, усталость металла, коррозия и т. п.
Климатические условия эксплуатации в отношении температуры
окружающей среды и самой машины, влажности среды, длитель-
ность изменения которых может измеряться минутами и часами,
относятся к процессам средней скорости.
На скорость протекания вредных процессов оказывает влияние
«обратная связь», существующая между состоянием самой машины
и вредными процессами. Так, например, износ рабочих поверхностей
деталей подвижных сопряжений приводит к росту зазора, что в ряде
сопряжений вызывает повышение динамической нагрузки и интен-
сивность изнашивания (шейки коленчатых валов—вкладыши и др.).
Внутренние напряжения в литых корпусных деталях, например
блоках цилиндров, не подвергавшихся старению, вызывают дефор-
мацию блока и нарушение соосности гнезд под вкладыши коренных
92

подшипников, благодаря чему интенсивность изнашивания деталей
кривошипно-шатунного механизма повышается и возрастает вероят-
ность искажения геометрической формы деталей.
Развитие вредных процессов ведет к росту параметра потока
отказов и снижению надежности автомобиля.
Устранить полностью вредные процессы не представляется воз-
можным. Однако замедлить интенсивность их проявления не только
можно, но и необходимо. В процессе эксплуатации это достигается
проведением технического обслуживания и текущего ремонта. Бла-
годаря этому протекание рабочих процессов улучшается, а уровень
вредных процессов снижается (рис. 43) и проявление их происходит
Рис. 43. Схема протекания рабочих и вред-
ных процессов в автомобиле
в допустимых пределах.
Вредные процессы относятся к области случайных событий,
характерной особенностью которых является рассеивание парамет-
ров их значений. До капи-
тального ремонта работо-
способность автомобиля
поддерживается благодаря
проведению текущих ре-
монтов автомобилей, науч-
ной основой организации
и технологии которых, на
наш взгляд, должна стать
теория восстановления. Ра-
ботоспособность автомоби-
ля, несмотря на возрастаю-
щее количество проводи-
мых текущих ремонтов, со
временем постепенно снижается, трудоемкость же их проведения
увеличивается из-за появления все большего числа дефектов и
неисправностей, приводящих к отказам. Когда уровень вредных
процессов резко возрастает, выходя за допустимые пределы, а
рабочие процессы перестают нормально функционировать, автомо-
биль утрачивает работоспособность и его эксплуатация становится
технически невозможной или экономически нецелесообразной.
В -этом случае автомобиль подлежит капитальному ремонту или
списанию после неоднократных капитальных ремонтов.
Для управления вредными процессами и уменьшения их отри-
цательного действия на работоспособность автомобиля необходимо
рассмотреть сущность физических явлений, которыми эти процессы
сопровождаются.
§ 25.	ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ
Виды трения. Детали автомобиля работают в различных усло-
виях трения и смазки. В зависимости от состояния трущихся поверх-
ностей и наличия смазки между ними различают следующие виды
трения (ГОСТ 16429—70): трение без смазки, граничное трение
93

и жидкостное. Трение двух твердых тел без смазки происходит при
отсутствии на поверхности трения смазочного материала всех видов.
Трение без смазки сопровождается повышенными температурами,
возникающими на контактных участках поверхностей, вследствие
чего может иметь место пластическая деформация поверхностных
слоев металла, облегчающая их износ. Возможно проявление схва-
тывания в отдельных точках контакта, являющегося наиболее раз-
рушительным видом изнашивания.
Граничное трение двух твердых тел возникает при наличии на
поверхности трения слоя жидкости, обладающего свойствами, отли-
чающимися от объемных. Граничное трение происходит в присут-
ствии весьма тонкого масляного слоя, толщина которого составляет
примерно 0,1 мкм. При граничном трении свойства граничных пле-
нок масла отличаются от свойств смазывающей жидкости. Действие
смазки при граничном трении зависит не только от вязкости масла,
но и от присутствия в нём поверхностно-активных молекул, способ-
ных адсорбироваться на трущихся поверхностях. Вязкость масла
вблизи твердой поверхности оказывается выше, чем внутри масля-
ного слоя, вследствие особого расположения молекул [26]. Поверх-
ностно-активные вещества оказывают положительное влияние на
износ, особенно при небольших нагрузках. При больших нагрузках
смазочная пленка разрушается несмотря на присутствие поверхност-
но-активных молекул и начинается зацепление и срез неровностей.
В эти моменты возникают высокие местные усилия, под действием
которых происходит углубление поверхностных микротрещин
и износ. При этом поверхностно-активные вещества, находящиеся
в микротрещинах, облегчают разрушение и пластическое деформи-
рование трущихся поверхностей — эффект академика П. А. Ребин-
дера. Расширение и углубление поверхностных трещин под влиянием
поверхностно-активных веществ усиливается благодаря расклини-
вающему действию смазочной прослойки, расположенной внутри
трещины. Заполняя поверхностные трещины трущихся тел, смазы-
вающая жидкость проявляет расклинивающее действие на стенки
трещин, стремится их расширить и тем самым облегчает разрушение
твердого тела. При действии больших нагрузок и проявлении эффек-
та П. А. Ребиндера повышается отрицательное влияние поверхност-
но-активных молекул на действие смазочной прослойки, располо-
женной между поверхностями трущихся тел.
Жидкостное трение возникает между двумя телами, разделен-
ными слоем жидкости, в котором проявляются ее объемные свой-
ства. При жидкостном трении поверхности деталей полностью раз-
делены слоем смазки, благодаря чему непосредственный контакт
между ними отсутствует. Процесс трения является устойчивым,
сопротивление движению деталей определяется вязкостью масла,
износ оказывается ничтожным. Лишь при плохой .фильтрации масла
и загрязнении различными посторонними частицами (например,
пылью воздуха) износ может стать заметно ощутимым. Большинство
деталей работает при неполной смазке в условиях граничного трения.
94

В сопряжениях деталей автомобиля встречаются все отмечен-
ные виды трения. Диски сцепления, тормозной барабан-колодка,
клапан-седло работают при трении без смазки, а детали с возвратно-
поступательным и качательным движениями, например клапан
и толкатель с их направляющими и др., — при граничном трении.
Коленчатый вал — подшипники, распределительный вал — под-
шипники и другие детали работают преимущественно при жидкост-
ном трении. Лишь при неблагоприятных условиях трение этих дета-
лей может перейти в граничное. Процесс постепенного изменения
размеров деталей при трении, проявляющийся в отделении с поверх-
ности трения материала и (или) его остаточной деформации, назы-
вается изнашиванием. Результат же изнашивания, проявляющийся
в виде отделения или остаточной деформации материала, — износом.
Виды изнашивания. Процесс изнашивания деталей сопровож-
дается сложными физико-химическими явлениями и многообра-
зием влияющих на него факторов. В зависимости от материала
и качества поверхности сопряженных деталей, характера контакта,
нагрузки, скорости относительного перемещения и др. процесс
изнашивания протекает различно.
ГОСТ 16429—70 установлены три группы изнашивания в маши-
нах: механическое, молекулярно-механическое и коррозионно-меха-
ническое. Каждая из групп изнашивания делится на отдельные
виды изнашивания согласно схеме 7.
Схема 7
ВИДЫ ИЗНАШИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Рассмотрим кратко основные виды изнашивания. Из механических
видов изнашивания, проявляющихся в результате механических
воздействий в деталях автомобиля, встречается абразивное
изнашивание. Абразивное изнашивание получается в результате
95

режущего или царапающего действия твердых тел или частиц. При
этом протекание изнашивания не зависит от проникновения абразив-
ных частиц на поверхности трения. Попадают ли частицы извне или
они содержатся в одном из трущихся тел, как, например, в металло-
покрытиях восстановленных деталей, характер износа не меняется.
Изменение размеров деталей при абразивном изнашивании зави-
сит от ряда факторов: материала и механических свойств деталей,
режущих свойств абразивных частиц, удельного давления и ско-
рости скольжения при трении.
По своей природе и механизму протекания абразивное изнаши-
вание близко подходит к явлениям, имеющим место при резании ме-
таллов, отличаясь от последнего специфическими особенностями —
геометрией абразивных частиц и малым сечением стружки. Абразив-
ное изнашивание широко распространено при трении деталей
машин, особенно работающих в абразивной среде (сельскохозяйст-
венные, дорожные и строительные машины), а также при трении
деталей, восстановленных различными способами наплавки, метал-
лизации, хромирования и железнения.
Усталостное изнашивание возникает при трении качения и наи-
более отчетливо проявляется на рабочих поверхностях подшипников
качения и на зубьях шестерен. При усталостном изнашивании тру-
щихся деталей возникают микропластические деформации сжатия
и упрочнения поверхностных слоев металла. В результате упрочне-
нйя возникают остаточные напряжения сжатия. Повторно-перемен-
ные нагрузки, превышающие предел текучести металла при трении
качения, вызывают явления усталости, разрушающие поверхностные
слои. Разрушение поверхностных слоев происходит, вследствие воз-
никших микро- и макроскопических трещин, которые по мере работы
развиваются в одиночные и групповые углубления и впадины. '
Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла
деталей, величины удельных давлений при контакте и размера кон-
тактных поверхностей.
Гидроабразивное изнашивание возникает в результате воздей-
ствия твердых частиц, увлекаемых потоком жидкости. Твердые
частицы в поток жидкости попадают в результате загрязнения за
счет пыли воздуха и продуктов износа. Гидроабразивное изнашива-
ние деталей топливных, масляных и водяных насосов, гидроприво-
дов тормозных систем, гидроусилителей нередко проявляется сов-
местно с эрозионным изнашиванием из-за воздействия потока
жидкости. Трение потока жидкости о металл приводит к разрушению
окисной пленки, образующейся на поверхности детали, и способ-
ствует коррозионному разрушению материала, особенно под дейст-
вием абразивных частиц и микроударов в случае возникновения
кавитации. Газоабразивное изнашивание происходит в результате
воздействия твердых частиц, увлекаемых потоком газа.
Молекулярно-механическое изнашивание — изнашивание в ре-,
зультате одновременного механического воздействия и молекуляр-
ных или атомарных сил. К числу этого изнашивания относится изна-
96

шивание при заедании в результате схватывания, глубинного выры-
вания материала, переноса его с одной поверхности трения на дру-
гую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверх-
ность.
Б. И. Костецкий в разработанной им классификации разли-
чает износ схватыванием I и II рода [44]. Износ схватыванием I рода
возникает при отсутствии смазки и защитной пленки окислов при
трении с малыми скоростями и удельными давлениями, превышаю-
щими предел текучести металла в местах действительного контакта.
Схватывание происходит в результате большой пластической дефор-
мации поверхностных слоев металла и образования металлических
связей между контактными участками поверхностей.
Схватывание II рода возникает при трении скольжения с боль-
шими скоростями относительного перемещения и значительными
удельными давлениями, при интенсивном повышении температуры
в поверхностных слоях трущихся металлов и их пластичности.
При схватывании происходят недопустимые повреждения трущихся
поверхностей в результате возникновения металлических связей, их
деформации и разрушения с отделением частиц, налипания и намазы-
вания поверхности контактов.
Коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении
материала, вступившего в химическое взаимодействие со средой.
К коррозионно-механическим видам изнашивания относятся окис-
лительное изнашивание и изнашивание при фретинг-коррозии.
Окислительное изнашивание возникает при наличии на поверх-
ности трения защитных пленок, образовавшихся в результате
взаимодействия материала4 с кислородом. 'Окислительный износ,
по Б. И. Костецкому, характеризуется протеканием одновременно
двух процессов — пластической деформации микроскопических
объемов металла поверхностных слоев деталей и диффузии кисло-
рода (из воздуха) в деформируемые слои.
В первой стадии износа окисление происходит в небольших
объемах металла, расположенных у плоскостей скольжения при
трении. Во второй стадии окисление захватывает большие объемы
поверхностных слоев.' Глубина окисления соответствует глубине
пластической деформации.
Окисление первой стадии износа приводит к образованию
на поверхности трущихся деталей пленок твердых растворов кисло-
рода. При второй стадии износа образуются химические соедине-
ния кислорода с металлом (для стали FeO, Fe2O3, Fe3O4). Процесс
окислительного изнашивания происходит в тонких поверхностных
слоях порядка сотен ангстрем и условно может быть разделен на
три этапа: 1) деформирование и активизация, 2) образование вто-
ричных структур и 3) их разрушение.
Во время первого этапа происходит особый вид пластической
деформации — текстурирование и резкая активизация металла
вследствие термодинамически неустойчивого состояния. При втором
этапе благодаря наличию в зоне трения агрессивных компонентов
4 В. А. Шадричев
97

среды происходит физико-химическое взаимодействие их с активизи-
рованным слоем — образование вторичных структур. При третьем
этапе в результате многократного нагружения и внутренних напря-
жений в пленках вторичных структур возникает образование
и развитие микротрещин, ослабление связей на поверхности
раздела и отслаивания пленки.
Последующее механическое воздействие приводит к разрушению
и износу пленки. На обнаженных участках процесс повторяется
вновь. Окислительному износу подвергаются шейки коленчатых
валов, цилиндры и другие детали, работающие /три трении сколь-
жения.
Изнашивание при фретинг-коррозии — коррозионно-механи-
ческое изнашивание соприкасающихся тел при мгалых колебатель-
Механическое
(внедрение)
Молекулярное
(притяжение) (схватывание).
Виды ,
разрушении
Виды t t
'взаимодействии
Виды ,
> изменении
поверхностных
t слоев
Рис. 44. Схема классификации видов изнашивания (по И. В. Крагель-
скому)
ных перемещениях. При динамическом нагружении и наличии виб-
рации и ударов окисление трущихся поверхностей происходит
особенно интенсивно вследствие резкой активизации пластически
деформируемого металла. Динамический характер нагружения при-
водит к резкому повышению градиента деформации и температур,
к окислению и схватыванию. Фретинг-процесс возникает при трении
скольжения с очень малыми возвратно-поступательными переме-
щениями в условиях динамической нагрузки. Повреждения рабочих
поверхностей деталей носят резко выраженный опасный характер.
Изнашивание при фретинг-коррозии наблюдается в посадочных
поверхностях подшипников поворотных цапф, шестерен, в болтовых
и заклепочных соединениях рам и в других деталях, работающих
в указанных условиях.
Трение, по И. В. Крагельскому [45], имеет двойственную моле-
кулярно-механическую природу и сопровождается двумя видами
взаимодействия поверхностей трения: механическим и молекуляр-
ным (рис. 44). Механическое взаимодействие обусловливается
взаимным внедрением отдельных участков соприкасающихся поверх-
ностей трения при их скольжении. Явление внедрения обусловли-
98

вается неоднородностью механических свойств, прежде всего твер-
дости, а также различным расположением кристаллитов, образую-
щих поверхность трения. Молекулярное (адгезионное) взаимодей-
ствие возникает при пластическом течении поверхностных слоев
и разрыве поверхностных пленок. При этих условиях происходит
активизация атомных связей и схватывание отдельных участков
трущихся поверхностей. Молекулярное взаимодействие наступает
при трении скольжения без смазки и может быть при граничном
трении в случае разрыва масляной пленки из-за резкого повышения
температуры контакта.
Трение и процесс изнашивания развиваются в микрообъемах,
возникающих в зонах касания трущихся поверхностей.
В процессе трения, под действием нормальных и тангенциальных
сил, поверхности двух тел будут соприкасаться своими выступами.
Г
Рис. 45. Схема фрикционных контактов
При этом между ними будут возникать фрикционные связи (пятна
касания на рис. 45). При механическом взаимодействии возникают
первые три вида фрикционных связей, при молекулярном — два
последних.
Характер разрушения будет зависеть от глубины внедрения h,
радиуса R внедряющейся неровности и величины адгезии х/ат
(т — прочность на срез адгезионной связи, от — предел текучести
материала). В зависимости от видов взаимодействия, относительной
глубины внедрения h/R и величины адгезии т/ат будет наблюдаться: '
I — упругое оттеснение материала; II — пластическое оттеснение
материала; III — срез внедрившегося материала; IV — схватыва-
ние пленок, покрывающих поверхность твердых тел, и их разруше-
ние; V — схватывание поверхностей, сопровождающееся глубин-
ным вырыванием материала.
Если внедряющийся элемент принять подобным усеченному
конусу со сферической вершиной (в виде сферического индентора),
то микрорезание в случае идеальной смазки будет иметь место при
h/R > 0,3 и для сухих поверхностей приблизительно /г/7?>0,1.
Упругое оттеснение будет получаться, когда h/R 200 (<гт/Е)2, где
Е — модуль упругости.
Условия осуществления упругого оттеснения для черных метал-
лов h/R < 0,01 и для цветных h/R <_ 0,0001.
Глубина внедрения, соответствующая переходу от упругого
к пластическому деформированию, в долях радиуса равна
/11==240Й R.
4*
99

Значения отношения критической деформации (ат/Е)2 и h-jR
для разных материалов приводятся в работе [45]. Условием нару-
шения пластического оттеснения и перехода к скалыванию в первом
грубом приближении можно принять h/R = 0,1 -ь 0,2 при сухом
трении и h!R « 0,5 при граничном.
Как следует из сказанного, нарушение фрикционных связей
зависит от геометрической формы контактирования (формы выступа
и глубины контакта), предела текучести, модуля упругости материа-
ла и величины адгезии. .
Отделение материала при разных видах нарушения фрикцион-
ных связей происходит при различном числе воздействий от одно-
кратного при срезе материала до 10® — 1010 при упругом оттеснении.
Основные характеристики и закономерности изнашивания. Основ-
ными характеристиками изнашивания являются скорость изнаши-
вания, интенсивность изнашивания, износостойкость, относитель-
ная износостойкость, линейный износ.
Характеристики изнашивания определяются по ГОСТ 16429—70..
Скорость изнашивания — отношение величины износа ко вре-
мени, в течение которого он возник. Различают мгновенную ско-
рость изнашивания (в определенный момент времени) и среднюю —
за определенный промежуток времени.
Интенсивность изнашивания — отношение величины износа
к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или
к объему выполненной работы.
Износостойкость — свойство материала оказывать сопротив-
ление изнашиванию в определенных условиях трения,'оцениваемое
величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изна-
шивания.
Относительная износостойкость — отношение износостойкости
испытуемого материала и материала, принятого за эталон, при их
изнашивании в одинаковых условиях.
- Под линейным износом понимается изменение размера детали
(образца) в результате изнашивания в направлении, перпендику-
лярном поверхности трения. Применительно к деталям машин линей-
ный износ является одной из основных характеристик изнашивания.
На скорость изнашивания деталей основное влияние оказы-
вают удельное давление р и скорость относительного скольжения v
сопряженных деталей. В зависимости от этих факторов скорость
изнашивания в общем случае может быть выражена так [73]:
v„ = kpmvn,
где k — коэффициент, характеризующий влияние материала детали
и качества поверхности; т и п — постоянные, характеризующие
вид смазки, качество смазочных материалов. Для абразивного изна-
шивания т — п = 1.
Таким образом, для абразивного изнашивания, как было уста-
новлено М. М. Хрущевым, скорость изнашивания прямо пропор-
циональна р и V	=Ьпо
100

Как показывают исследования [93], абразивное изнашивание
имеют детали автомобилей, восстановленные металлопокрытиями.
Приведенная здесь зависимость уи от р и v не раскрывает связи
износа со свойствами материала и геометрией соприкасающихся
поверхностей. Эти вопросы подробно освещаются И. В. Крагельским
для сухого и граничного трения на основе усталостной теории
износа .[45].
Износ твердых тел рассматривается как результат усталостного
разрушения поверхностных слоев шероховатых поверхностей под
влиянием повторно действующей нагрузки. Усталостные трещины
возникают на дефектах трущихся поверхностей из-за неоднородности
структуры (наличие вакансии, усадочных пор, раковин и др.)
и следов механической обработки.
Сопротивление материала изнашиванию определяется объемом
деформированного металла и числом циклов, выдерживаемых мате-
риалом при деформации до наступления предела усталости. Контакт
трущихся поверхностей вследствие их шероховатости происходит
на отдельных участках номинальной площади касания Лв, которая
всегда больше реальной площади касания Аг. Поэтому фактическое
удельное давление рг превосходит номинальное, определенное рас-
четом по всей площади касания А„, в Аи/Аг раз. Разрушение
материала в данной точке касания будет зависеть от площади
пятна контакта и реального удельного давления. Обозначим
интенсивность изнашивания, отнесенную к реальной площади
касания Аг (удельная интенсивность изнашивания), через i, тогда
интенсивность изнашивания по всей поверхности касания будет
где ри и рг — соответственно номинальное и реальное давления.
Отношение фактической площади касания Аг к номинальной Лв,
без учета волнистости поверхности, определяется относительным
сближением поверхностей ег зависящим от механических свойств
материала и нагрузки, и параметрами & и v, характеризующими гео-
метрию шероховатой поверхности:
Ar	< v а
^=&ev; 8 = ^—,
71 и	"max
где а — сближение, равное деформации наиболее высокого выступа;
^тах высота максимального выступа, максимальная глубина
 внедрения. Для шероховатости поверхности 5—12 классов v
дится в пределах 2—1,2 и b в пределах 0,6—3,5 [73].
С учетом указанных параметров удельная интенсивность
шивания	рА
•_ 8/lmax
(v+1) nd
и интенсивность изнашивания всей поверхности
т 8^тах Аг ______________________ 8^тах.
нахо-
изна-
(v-|-l)nd^B (y+l)nd pr
101

или
J~ п V Rpr’
где n — число воздействий (число циклов), приводящих к отделению
частицы износа; ра — номинальное удельное давление; рг — фак-
тическое удельное давление; d — диаметр пятна касания.
Как следует из формулы, интенсивность изнашивания опреде-
ляется относительной глубиной внедрения h/R, отношением номи-
нального удельного давления к фактическому рл!рг и числом цик-
лов и, приводящих к отделению^частицы износа [45].
И. В. Крагельским приводятся подробные формулы для расчета
интенсивности изнашивания для трех основных видов износа:
при микрорезании, при упругом и пластическом контактах.
Для уяснения влияния на износ других параметров, в частности
свойств материала, приведем некоторые зависимости, позволяющие
с известной обоснованностью подходить к выбору материала для
изготовления деталей, электродного и другого материала в процессе
их восстановления.
При пластическом контакте интенсивность изнашивания поверх-
ности связана с физико-механическими свойствами материала тру-
щихся поверхностей следующей зависимостью:
£
/gT4-2r\2
J _ \qT
Анализ приведенной зависимости показывает, что интенсивность
изнашивания зависит от пластичности материала (от и т), фрикцион-
ных свойств (от и т), твердости НВ и разрывного удлинения 6;
t коэффициент усталости, обычно изменяющийся в пределах
2—тЗ. Если допустить, что
14.1X2
У (НВ) 24
то особенно очевидно, что в снижении износа существенную роль
играет повышение твердости и разрывного удлинения.
При упругом контакте интенсивность изнашивания для гладких
металлических поверхностей приближенно может быть определена
так:
j  0,6ри
пЕ
Из анализа приведенной формулы следует, что при упругом контакте
интенсивность изнашивания прямо пропорциональна номинальному
удельному давлению рн и обратно пропорциональна числу циклов
и модулю упругости Е.
102

Если отдельную микронеровность вместо сферы заменить неров-
ностью, имеющей в сечении треугольник, тогда интенсивность абра-
зивного изнашивания можно определить по формуле
7 	Рн
J — 2(v-|-i)HB‘
Из формулы следует, что интенсивность изнашивания при микро-.
резании пропорциональна номинальному удельному давлению,
обратно пропорциональна твердости и зависит от остроты внедряе-
мых поверхностей. Интенсивность изнашивания при абразивном
износе не зависит от прочностных свойств (<гт, о0) материала по той
причине, что микрорезание может
осуществляться лишь при условии
достижения критических напряже-
ний на контакте. На рис. 46 пока-
зана зависимость удельного износа
от относительного внедрения при
различных способах деформиро-
вания.
В приведенных ранее зависи-
мостях все физико-механические
характеристики материала отно-
сятся к изнашиваемой поверхности,
а геометрические характеристики
(b, v, /imax, R)— к изнашивающей
поверхности.
Методы определения износа.
Существует несколько методов оп-
ределения износа. Метод микро-
метрирования является наиболее
распространенным и заключается
Относительное внедрение
Рис. 46. Зависимость удельного из-
носа от относительного внедрения.
Области: 1 — упругого деформирования
(ав, т, Е, f); 2 — пластического дефор-
мирования (НВ, 6, t, f)'t 3 — микро ре-
зания (НВ, о)
в замере детали до и после износа микрометром, миниметром,
индикатором или специальными приспособлениями. Применение
массового микрометрирования деталей с последующей обработкой
результатов замера методами теории вероятностей и математической
статистики, как будет отмечено в дальнейшем, позволяет решать
целый ряд важных задач ремонтного производства.
Метод измерения износа по глубине вырезанных лунок, предло-
женный М. М. Хрущевым и Е. С. Берковичем, заключается в нане-
сении на поверхности трения с помощью вращающегося алмазного
резца, представляющего собой правильную трехгранную пирамиду,
остроугольной лунки (рис. 47). Местный линейный износ опреде-
ляется по разности глубины лунки до и после износа (до и после
работы детали). Для измерения износа имеются приборы, позволяю-
щие определять линейный износ плоских- и цилиндрических вогну-
тых и выпуклых поверхностей. Установка резца в приборе должна
обеспечивать вырезание лунки глубиной до 0,15 мм и длиной до 3 мм.
Доводку поверхности лунки после достижения ею заданной длины
103

производят вращением резца в ту и другую стороны без подачи.
После доводки лунки и после изнашивания измеряют глубину лунок,
по которой вычисляют их глубину и износ детали (образца) в месте
нанебения лунки (рис. 47). Износ плоских поверхностей и цилиндри-
ческих поверхностей при расположении лунки по образующей
цилиндра определяется по формуле
ДЛ1 = 0,125 (/2-/1)-у
I
и цилиндрических поверхностей прц расположении лунки перпен-
дикулярно образующей цилиндра и = h — Ыц = 0,125 (Z2 — If) х
X (у—, где — радиус кривизны поверхности трения в месте
нанесения лунки, мм. Знак плюс берется для выпуклых, минус —
для вогнутых поверхностей.
Остальные обозначения ука-
заны на рис. 47. Точность
измерения износа ±0,001 мм. -
В ГОСТ 17534—72 приводят-
ся необходимые сведения по
применению метода. Приме-
нение метода нецелесообразно
в случае пластического де-
формирования трущихся по-
верхностей, изменяющего кон-
тур лунки, и когда лунка
может быть эффективным кон-,
центратором напряжений.
Методы определения сум-
марного износа (интеграль-
ные методы) позволяют опре-
делить общий суммарный износ детали, не измеряя износ в отдельных
участках поверхности. К числу этих методов относятся: 1) метод
определения износа взвешиванием детали или образца, 2) по содер-
жанию железа в масле и 3) радиоактивный.
Метод взвешивания широко применяется для определения износа
образцов при лабораторном исследовании, для установления же
износа деталей машин практически не применим вследствие большого
веса деталей и снижения точности измерения. В связи с этим разли-
чают весовой износ и интенсивность износа по весу <7Д, определяемую
отношением веса материала g, изношенного с единицы номинальной
площади контакта Ав за единицу пути трения I,
Рис. 47. Схема измерения износа:
I, /1 — длина дуги; /, 2 — поверхность трения
до и после изнашивания; h, Д — глубина лун-
ки до и после изнашивания; Д/i — линейный
износ; г — радиус вращения вершины резца
J -S-
Jg~ABr
Интенсивность износа нередко определяют как энергетическую
характеристику по затраченной работе силы трения. В этом случае
энергетическая интенсивность изнашивания определяется отноше-
104

нием объема изношенного материала, приходящегося на единицу
работы силы трения,	0	0
J^w~F= Fl’
где WF — работа силы трения; F — сила трения.
Метод определения износа по содержанию железа в масле. В ре-
зультате износа деталей продукты износа попадают в смазочное масло
(в картер). Периодически за определенные периоды работы машины
при помощи химического анализа устанавливают содержание железа
во взятой пробе масла. По полученным данным можно построить
диаграмму износа в граммах железа — длительность работы маши-
ны, агрегата, узла. Данный метод целесообразен для определения
износа деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного
механизмов двигателей при изучении влияния на износ различных
параметров, например свойств топлива, смазки и др. Рассматри-
ваемым методом мбжно определять содержание в масле не только
железа, т. е. продуктов износа черных металлов, но и цветных метал-
лов — меди, свинца и др. Недостатком метода является невозмож-
ность определения износа отдельных деталей и сопряжений. Можно
лишь узнать суммарный’износ всех деталей, подвергающихся смазке
в данном узле, агрегате.
Радиоактивный метод, часто называемый методом радиоактив-
ных индикаторов, является более современным и заключается
в следующем: материалу исследуемой детали сообщается опреде-
ленная радиоактивность, которая в процессе работы детали пере-
носится вместе с продуктами износа в смазку или на сопряженную
деталь в случае работы сопряжения в условиях сухого трения. По
измерению активности смазки или сопряженной детали может быть
определен износ исследуемой детали. ' 1
Активирование деталей может быть осуществлено различными
способами [11]: облучением потоком нейтронов в ядерном реакторе,
введением радиоактивного изотопа в выплавляемый металл при
изготовлении деталей, с помощью радиоактивных вставок. Послед-
ний метод наиболее прост и общедоступен и заключается в запрес-
совке в гнездо детали или в установке на резьбе цилиндрической
вставки с радиоактивным изотопом.
Регистрация интенсивности процесса изнашивания осуществля-
ется непрерывно и автоматически при помощи счетчика, устанавли-
ваемого в маслопроводе. На рис. 48 показана схема установки
ИМАШ для определения износа двух сопряженных деталей шейка
коленчатого вала — вкладыш. Шейка вала активирована гамма-
излучателем, а вкладыш — бета-излучателем. Продукты износа
обеих деталей попадают в масляную магистраль и вместе со смазкой
проходят через систему счетчиков. Гамма-излучение, характеризую-
щее износ шейки вала, регистрируется блоком стеклянных счетчи-
ков 1. Алюминиевые счетчики 5 и 6 регистрируют бета- и гамма-излу-
чение. При этом бета-излучение поглощается алюминиевым экра-
ном 7, расположенным вокруг счетчика 6. По разности показаний
105

счетчиков 5 и 6 можно определить износ вкладышей. Более точное
определение износа производится регистрацией при помощи счет-
чика продуктов износа, накапливаемых в фильтре 4.
Схема установки для испытания на износ деталей кривошипно-
шатунного-механизма двигателя показана на рис. 49. Картер дви-
гателя 3 соединен с насосом 1 при помощи дополнительной магист-
рали, по которой маслр перекачивается насосом в масляный резер-
вуар 5. Из резервуара масло снова поступает в двигатель, проходя
через счетное устройство 2.
Рис. 48. Схема установки для одновременного опреде-
ления износа двух сопряженных деталей:
; — блок стеклянных счетчиков; 2 — шейка коленчатого
вала, активированная гамма-излучателем; 3 — вкладыш, ак-
тивированный бета-излучателем; 4 — масляный фильтр со
счетчиком; 5 и 6 ~ алюминиевые счетчики; 7 — экран, погло-
щающий бета-излучение; 8 — масломагистраль
Данный метод позволяет вести непрерывное наблюдение за изно-
сом деталей в течение всего времени работы без остановки установки
и иметь более точные результаты вследствие высокой чувствитель-
ности метода. Недостатком метода радиоактивных индикаторов
является необходимость: а) особых мер предосторожности по охране
труда, б) специальной установки и в) специального изготовления
и обработки деталей.
Несмотря на ценность многих из рассмотренных методов, все же
наиболее значимыми для практики являются результаты наблюде-
ний за износом деталей в реальных условиях эксплуатации автомо-
билей. В этом отношении большое значение может иметь применение
методов теории вероятностей и математической статистики.
Применение метода математической статистики для изучения
износа деталей. Решение вопроса повышения надежности авто-
мобилей в большой мере должно базироваться на изучении износов
деталей в реальных условиях эксплуатации машин и на обобщении
106

опыта их использования. Знание числовых значений износа деталей
в условиях эксплуатации необходимо и для обоснованного выбора
способов их восстановления. Известно, что при восстановлении дета-
лей металлопокрытиями толщина нанесенного на детали слоя метал-
ла определяется их износом и припуском на обработку. С другой
стороны, и физико-механические свойства металла покрытий, опре-
деляющие долговечность деталей, в значительной мере зависят от
толщины наносимого слоя. Экономическая же целесообразность
применяемых способов восстановления связана с толщиной покры-
тий, так как от нее зависят длительность процесса нанесения покры-
Рис. 49. Схема установки для испытания на износ деталей
цилйндропоршневой группы:
1 — насос; 2 — счетчик; 3 — двигатель; 4 — маслопровод; 5 — масля-
ный резервуар
тий, расход материалов и др. Поэтому числовые значения износа
деталей автомобилей являются важнейшей структурной характе-
ристикой, определяющей критерий применимости способов восста-
новления.
Изучение износа деталей позволяет выявить неравноизносостой-
кость различных деталей.
Отсюда следует, что для повышения надежности автомобилей
в процессе их производства необходимо выравнивание сроков службы
деталей и их рабочих поверхностей путем дифференцированного под-
бора материала и термообработки, как например, это делается при
изготовлении клапанов и толкателей, или применением упрочняю-
щей технологии и износостойких покрытий. При капитальном же
ремонте автомобилей неравная изностойкость деталей в значитель-
ной мере может быть устранена применением наиболее износостойких
металлопокрытий, обеспечивающих более высокую долговечность
деталей 194].
107

Износ деталей автомобилей зависит от многих причин, к числу
которых относятся качество материала, поверхностная твердость
и качество поверхности деталей сопряжения, качество смазки, удель-
ное давление и скорость относительного перемещения трущихся
поверхностей, условия эксплуатации, своевременность и полнота
технического обслуживания и др.. Таким образом, износ деталей
зависит от многочисленных и разнообразных причин, не связанных
между собой какой-либо зависимостью и в совокупности своей
являющихся случайными. Поэтому для изучения износа деталей
целесообразно применение статистических методов исследования.
Достаточно надежным способом изучения числовых характерис-
тик износа деталей является их микрометрирование после опре-
деленных периодов работы однотипных автомобилей, работающих
в одинаковых условиях эксплуатации. При этом должен быть нала-
жен строгий учет сроков службы заменяемых деталей, узлов и агре-
гатов за весь период до наступления капитального ремонта отдель-
ных агрегатов автомобилей.
Последующее микрометрирование деталей агрегатов или полно-
комплектных автомобилей после их разборки с учетом сведений о сро-
ках их службы позволяет получить необходимые данные для после-
дующей обработки методами математической статистики с целью
определения всех статистических характеристик износа: среднего
значения, дисперсии, моды, медианы, эмпирических кривых распре-
деления и соответствия их установленному закону. Анализ кривых
распределения позволяет судить о том, как использовались авто-
мобили и детали в процессе эксплуатации.
Среднее арифметическое значение износа деталей является одной
из важнейших характеристик,
Х = —
i
где п — объем выборки; щ — частоты разряда; Xi — середина
интервала износа.
Среднеквадратичное износа
Наиболее вероятное числовое значение износа определяется
модальным значением — модой Мо, т. е. числовым значением износа,
соответствующим наибольшему числу случаев (наибольшей частоте)
данного ряда распределения. Для одновершинных и не очень асим-
метричных рядов мода
Мо = +3 (Ме — х),
здесь Ме — медиана.
Для интервальных рядов распределения износа, когда ряд резко
асимметричный, мода {121
Мо==Хо+1’дГьд?
108

где х0 — начало модального интервала; i — длина интервала;
Дх — разность частот модального и домодального интервалов;
Д2 — разность частот модального и послемодального интервалов.
Медиана — геометрическая абсцисса точки кривой распреде-
ления, ордината которой делит площадь, ограниченную кривой
и осью абсцисс, на две равные части. Для непрерывной случайной
величины медиана определяется интегралом
<p(x)dx=^ <р (х) dx — -^-.
. —<»	ме
Для дискретной величины (интервальных рядов распределения)
медиана представляет собой:
1) промежуточное значение между хт и хт+1, если имеет место
условие	т	п	-
У Р (xt) = Ё Р №
. i=l
2) значение хт в случае, когда имеют место условия:
m —1	п
У P(Xi)< 5 p(Xi)
i=l
И
m	п
!>(*/)> s P(Xi).
1=1	'
Таким образом, если значения ряда расположены в возрастаю-
щем порядке, медиана соответствует тому значению ряда износов
деталей, сумма частот которого равна половине объема всей выборки,
т. е. половине суммы всех частот:
Me = Xe + f2—А
//4’g
где %е — начало медианного интервала; i — длина интервала;
п — объем выборки; 2 — сумма частот всех интервалов, предшест-
вующих медианному; те— частота медианного интервала.
Коэффициент асимметрии
’	х—Мо
Оценка меры совпадения эмпирического распределения с теоре-
тическим может .быть установлена при помощи критериев согласия
А. К. Колмогорова — критерий Р (X) или Пирсона — критерий х2
X = п,
где Dm — наибольшая разность абсолютных значений накопленных
частностей теоретического Nx, эмпирического Л\ распределений
Fn (х) — F (х); Dm = N*~Ni: п — объем выборки.
109

По таблицам, приводимым в руководствах по теории вероятности,
находят значение К (А), после чего определяют
Р(А) = 1-/<(А).
Если Р (А) или Р (%2) 3s 0,05, то считают, что эмпирическое
распределение износа деталей согласуется с установленным теоре-
тическим законом распределения.
При расчете статистических характеристик по способу моментов
первоначально определяют обыкновенные, затем" центральные мо-
менты и по ним статистические характеристики.
Среднеарифметичное износа
x = +
где xk — значение износа, соответствующее выбранному условному
нулю; с — разность средних разрядных значений (разница интер-
валов); v{ — первый обыкновенный момент в условных единицах.
Второй центральный момент
ц2 = о2 = с2р,2,
откуда
О = с]/р2>
где р.2 — второй центральный момент в условных единицах; о —
среднеквадратичное износа.
Асимметрия
эксцесс
где рз и р4 — третий и четвертый центральные моменты в условных
единицах.
Совпадение эмпирического распределения с нормальным законом
в первом приближении можно проверить сравнением третьего цент-
рального момента и гипотезой нормальности с помощью асимметрии
и эксцесса [351. В нормальном законе р3, S* и Е равны нулю, а все
меры положения х, Af0 и Ме совпадают.
Анализ использования деталей ведется по кривым распределе-
ния их износов. Так, например, чем меньше среднеквадратичное зна-
чение износа, тем круче кривая распределения и меньше рассеива-
ние значений износа от среднего значения, и наоборот. Большое рас-
сеивание износа от среднего значения может происходить как из-за
неоднородных условий эксплуатации машин, так и несвоевремен-
ности и неполноты их технического обслуживания.
Большая асимметричность кривых распределения износа ука-
зывает на использование деталей при текущих ремонтах с износами,
а сопряжений — с зазорами и натягами, превосходящими допускае-
мые значения.
НО

Численные значения медианы и ее расположение на кривой рас-
пределения указывают на техническое состояние детали, при кото-
ром производится ее замена в одних сопряжениях или восстанов-
ление для дальнейшего использования в других. Чем левее моды
и ближе к ней расположена медиана на кривой распределения, тем
выше техническое состояние деталей и возможность их дальнейшего
использования. И наоборот, чем дальше вправо от моды располо-
жена медиана, тем больше износ детали, тем хуже обстоит дело
с дальнейшим использованием детали, поэтому медиану можно счи-
тать известным показателем своевременности замены или восста-
новления детали. Методика обработки опытных данных приводится
в РТМ 44—62. Приведем примеры исследования износа статисти-
ческими методами гильз цилиндров и коленчатых валов двигателей
ЯМЗ-236.
Примеры износа деталей. В качестве примера рассмотрим износы
двух основных деталей-двигателя — гильз цилиндров и коленчатых
валов. Износ рабочей поверхности гильз' цилиндров выражается
в увеличении диаметра отверстия и сопровождается искажением
его геометрической формы. В результате износа цилиндр по длине
приобретает форму неправильного конуса, а по диаметру — овала.
Износ гильз в верхнем поясе является наибольшим.
В среднем и нижнем поясах износ значительно меньше. На
рис. 50, а, б показаны эмпирические (штриховые) и выравненные
(сплошные) кривые износа гильз первого цилиндра двигателей
ЯМЗ-236. Как следует из рассмотрения рис. 50, а, б, кривые /,
характеризующие износ в верхнем поясе, сдвинуты вправо и ука-
зывают на больший износ и большее его рассеивание по сравнению
с износами среднего и нижнего поясов. Разность средних значений
износа для разных поясов гильзы характеризует искажение геомет-
рической формы цилиндра. Основными причинами, вызывающими
износ цилиндров на конус, являются истирающее действие поршне-
вых колец и газовая коррозия. При взрыве рабочей смеси происходит
прорыв газов под кольца, особенно под верхнее, в результате чего
увеличивается удельное давление поршневых колец на стенки ци-
линдра и ухудшаются условия смазки. Высокая температура взрыва
рабочей смеси также ухудшает условия смазки, снижая вязкость
масла и прочность масляной пленки. Обнаженная поверхность
цилиндра подвергается действию газовой коррозии. Причиной появ-
ления овальности является неравномерное давление поршня на
стенки цилиндра. В плоскости, перпендикулярной оси поршневого
пальца, давление больше, чем в плоскости оси пальца. В результате
износа зазор между стенками цилиндра и поршня увеличивается
сверх допустимого, что приводит к падению мощности двигателя
и увеличению расхода топлива и смазки.
Долговечность гильз, равно как и цилиндров блоков других
двигателей, определяется величиной износа их в верхнем поясе.
Поэтому для повышения долговечности сменные гильзы и цилиндры
блока двигателей ГАЗ и ЗИЛ-130 в верхней части снабжены
111

вставками из легированного чугуна. Введение в конструкцию
гильз и цилиндров блока указанных вставок и покрытие верхнего
поршневого кольца пористым хромом значительно повысили долго-
вечность этих деталей.
Рис. 50. Кривые распределения износа гильз цилиндров
двигателей ЦМЗ-236: а — в плоскости оси коленчатого
вала; б — в перпендикулярной плоскости;
7, 2, 3 — верхний, средний и нижний пояса
Коленчатый вал при работе подвергается периодически действую-
щим нагрузкам от давления газов и сил инерции возвратно движу-
щихся и вращающихся частей. Особенности кинематики криво-
шипно-шатунного механизма и условий его работы вызывают нерав-
номерность удельной нагрузки, действующей на шейки вала, что
приводит к искажению их геометрической формы и различию износа
шатунных и коренных шеек.
112

Шатунные шейки по сравнению с коренными имеют более низкие
показатели износа. Износ шатунных шеек больше износа коренных
на 30—40% и более.
Шатунные шейки основное время работы находятся под действием
инерционных нагрузок и соответственно изнашиваются больше со
стороны, обращенной к
оси коленчатого вала.
Хотя инерционные на-
грузки по величине
меньше максимальных
нагрузою от давления
газов, все же послед-
ние вызывают значи-
тельно меньшие износы
по сравнению с первы-
ми, поскольку действие
их является кратковре-
менным. Неравномер-
ность нагрузок в течение
цикла и их систематиче-
ская периодическая по-
вторяемость вызывают
неравномерный (износ
шатунных шеек по
окружности. Искажение
геометрической формы
шатунных шеек полу-
чается большим по
сравнению с коренными
шейками.
Конусность шатун-
ных шеек возникает
вследствие неодинако-
вых условий смазки
шеек по их длине. _
Основной причиной
неравномерности износа
шеек является абразив-
а)
О (1П9 W ппп ЛПЯ П1П
коленчатых валов двигателей ЯМЗ-236: а —
, коренных шеек; б — шатунных шеек;
1( 2, — теоретические и эмпирические кривые рас-
пределения минимального износа; 3, 4 — то же, мак-
симального износа
ное действие наиболее
крупных механических
частиц, которые не выно-
сятся из подшипника и под действием больших давлений внедряются
в мягкую основу ^антифрикционного слоя, постоянно царапая и
изнашивая шейки. В зоне выхода масла из отверстия на вкладыше
образуется как бы кольцевой нарост из абразивных частиц, под
действием которого на шейке вырабатывается кольцевая канавка.
Для уменьшения попадания механических частиц в масляный
зазор с целью повышения долговечности в выпускаемых, в настоящее
ИЗ

время двигателях устраиваются грязеуловители, закрываемые проб-
ками, масло к поверхности шеек поступает через отверстие.
Характерным в износе коренных шеек является наличие неизно-
шенного кольцевого пояска от масляной канавки во вкладышах.
На рис. 51 а, б показаны кривые распределения минимального и мак-
симального значений износа коренных и шатунных шеек коленча-
тых валов двигателей ЯМЗ-236. Как следует из рассмотрения
рис. 51, а, б, кривые распределения износа шатунных шеек имеют
большее рассеяние и более высокие значения износа, особенно мак-
симального (кривая сдвинута вправо по оси абсцисс), по сравнению
с кривыми распределения износа коренных шеек.
Максимальные износы шеек за пробег автомобиля 190 тыс. км
составляют: шатунных шеек 0,11 мм и коренных 0,08 мм. Овальность
шеек не превышает 0,015 мм за пробег автомобиля 190 тыс. км.
При данных показателях износа и биения вала, не превышающего
0,03 мм, припуск на шлифование шеек под первый ремонтный раз-
мер вкладыша составляет:	= 0,25 — «max™ — А = 0,25 —
— 0,11 — 0,03 = 0,11 мм; hK = 0,25 — цтах к — А = 0,25 — 0,08 —
— 0,03 = 0,14 мм.
Определим, какое количество валов из исследуемой партии удов-,
летворяет этим условиям. Используем для этой цели функцию нор-
мального распределения
а
X /2
Ф(х) = 4= {<T2dt,
v ’	]/2л J
— 00
где t и L — границы участка (/ = 190 тыс. км и L = 0).
Подставляя полученные значения, находим, что 88% выборки
удовлетворяет приведенным выше значениям припусков.
Долговечность коленчатых валов определяется износом шатун-
ных шеек.
Износ деталей во времени, предельные и допустимые износы.
Протекание износа деталей во времени обычно изображается кривой
(рис. 52). Износ на участке / характеризует начальную работу сопря-
жения — период приработки его сопряженных деталей. Величина
и степень интенсивности износа приработки зависят от качества
поверхности деталей: чем лучше обработаны и пригнаны трущиеся
поверхности деталей в соответствии с условиями работы сопряжения,
тем меньше их износ. Износ wn, соответствующий точке А, оконча-
нию процесса приработки — называется износом приработки.
Участок 11 выражает нормальную работу сопряжения. Износ
на этом участке имеет постепенное нарастание, зависит от про-
должительности работы сопряжения и носит название естествен-
ного износа.
114

За участком II следует участок III — область интенсивного
нарастания -износа, когда зазоры в сопряжениях резко увеличи-
ваются. Работа сопряжений при этом сопровождается появлением
разного рода шумов и стуков. Точка В перехода от участка II
к участку III выражает предельные величины износа ипр, при
котором детали сопряжения подлежат восстановлению или выбра-
ковке, если восстановление по тем или иным причинам невозможно.
Использование деталей с предельным износом нарушает нормаль-
ную работу автомобиля, и поэтому не должно допускаться из-за
возможного внезапного отказа или аварии. Для установления
предельных износов деталей Г. В. Веденяпиным предложены кри-
терии: технический, качества работы и экономический.
‘ Технический критерий позволяет определять предельный износ
деталей на основании наступления резкого форсированного изна-
шивания, резкого повышения интенсивности изнашивания и воз-
никновения внезапных отказов.
Устанавливают предельные вз-
носы деталей с учетом их прочно-
сти, ухудшения качества поверх-
ности, нарушения начальной
посадки сопряжения, условий
работы деталей в отношении ха-
рактера нагрузки, смазки и др.
С помощью технического крите-
рия оценивается большинство де-
талей передаточных механизмов
Рис. 52. Износ деталей во времени
двигателя и агрегатов шасси.
Критерий качества работы позволяет оценить предельные из-
носы деталей по ухудшению качества работы узла, агрегата или
машины в целом. Данный критерий относится преимущественно
к деталям сельскохозяйственной техники — тракторам и сельско-
хозяйственным машинам. Применительно к автомобилям с помощью
критерия качества можно оценить предельное состояние деталей,
связанных с безопасностью движения (детали рулевых и тормоз-
ных механизмов).
Экономический критерий характеризует снижение производи-
тельности машины, повышение расхода эксплуатационных мате-
риалов (топлива и смазки), себестоимости работ и технического
обслуживания. Например, падение мощности двигателя из-за
предельных износов деталей цилиндро-поршневой группы и газо-
распределительного механизма вызывает увеличение расхода топлива
и смазки и, следовательно, эксплуатационных расходов.
Износ «д, соответствующий точке Б на рис. 52, называется
допустимым износом. Как следует из рассмотрения рис. 52, ресурс
этих деталей далеко не исчерпан, а величина износа намного меньше
предельного значения. Таким образом, под допустимым износом
следует понимать износ, при котором деталь может работать без
восстановления до следующего капитального ремонта при условии
115

обеспечения точности сборки методами группового или попарного
подбора. Использование деталей с допустимым износом в процессе
сборки без предварительного группового подбора не обеспечи-
вает получения требуемых посадок сопряжений и тем самым сни-
жает их долговечность. Определение допустимых износов деталей
было впервые дано В. В. Ефремовым.
Представленная на рис. 52 кривая отражает зависимость износа
деталей от времени их работы с известной условностью и только
для деталей сопряжений типа шейка вала — подшипник скольже-
ния. В действительности износ деталей даже указанного сопряже-
ния весьма часто протекает при неустановившемся режиме в отно-
Рис. 53. График износа шеек шатунных (/,
2) и коренных (3, 4) коленчатых валов дви-
гателей ' ЯМЗ-236 в зависимости от пробега
автомобиля:
шении нагрузок, скоро-
стей, качества смазки,
физического состояния по-
верхности .трущихся тел
и пр., поэтому действитель-
ная кривая износа будет
колебаться относительно
некоторого среднего зна-
чения.
Теоретический и прак-
тический интерес представ-
ляет выяснение характера
связи износа с временем
работы детали в условиях
эксплуатации, т. е. на
участке II линии, износа
(см. рис. 52): действитель-
1,3 — максимальный износ; 2, 4 — минимальный
износ
но ли эта связь имеет
прямолинейный характер
и можно ли определять
долговечность детали, т. е. срок ее службы до наступления вос-
становления, пользуясь указанным графиком.
Решить вопрос о характере зависимости между износом и вре-
менем работы детали с достаточной степенью достоверности можно
лишь на основе исследования износа большого числа основной
детали типового подвижного сопряжения и обработки данных веро-
ятностными методами.
На рис. 53 показан график зависимости износа шеек коленча-
тых валов двигателей ЯМЗ-236 от пробега автомобиля, построен-
ный на основе данных замера шеек. 80 деталей [96]. Как следует
из графика, прямолинейный характер связи между износом и вре-
менем работы деталей сохраняется по максимальным и минималь-
ным значениям износов как для коренных, так и для шатунных
шеек. Прямолинейный характер связи сохраняется до пробега авто-
мобилей 190 тыс. км. При работе вала сверх этого пробега интен-
сивность износа шеек возрастает и линии износа приобретают криво-
линейный характер.
116

Прямолинейный характер связи износа от времени работы вала
подтверждается корреляционным анализом. Коэффициенты кор-
реляции для шатунных шеек равны 0,72—0,82 и коренных шеек
0,64—0,92.
Зависимость износа от времени работы вала можно выразить
уравнением
и — kt + (хи — kxt),
где k — угловой коэффициент;
Здесь t — пробег автомобиля, тыс. км; ха — среднее значение износа
шеек; xt — среднее значение-пробега; аи — среднеквадратичное
износа; О/ — среднеквадратичное
пробега; гк — коэффициент кор-
реляции.
Обозначив величину яИ —
— kxt = с, получим
и — kt-\-c.
Прямолинейный характер
участка II кривой износа (см.
рис. 52) наблюдается и у дру-
гих деталей.
Рассмотрим теперь, как
можно определить срок службы
Рис. 54. К определению срока службы
детали подвижного сопряжения
детали подвижного сопряжения
до наступления ее восстановления (доремонтный срок службы), если
участок II кривой износа является прямолинейным (см. рис. 52).
На рис. 54 обозначены: иа — износ детали в процессе прира-
ботки; ипр — предельный износ детали; /п — продолжительность
приработки; /э срок службы детали в эксплуатации; +
+ t3 — доремонтный срок службы детали. Точка а на, кривой
износа обозначает окончание приработки, точка б — окончание
периода эксплуатации.
Согласно графику
, wnp wn ипр ип
откуда
/ ^пР । / wn
^ = tga + *n~" tgc?
Известно, что продолжительность приработки по сравнению
со сроком службы детали представляет собой малую величину,
как и отношение «n/tg а. Опуская эти величины, можно написать
f — и"р
117

Тангенс угла а выражает изменение износа с течением вре-
мени, т. е. скорость изнашивания, которая в данном случае оста-
ется постоянной. В дальнейшем будет показано, как можно опре-
делить срок службы сопряжения детали с учетом приработки
и роста зазора.
Для деталей сопряжений подшипников качения с шейками
валов протекание износа во времени будет происходить по кривой,
показанной на рис. 55, а.
Износ посадочных поверхностей валов под подшипники качения
происходит в результате перехода неподвижной посадки в по-
движную и возникновения зазора в сопряжении под действием
нагрузки из-за недостаточного начального натяга и напряжений
смятия при невысокой поверхностной твердости детали. Это же
Рис. 55. Износ во времени деталей других сопряжений
наблюдается и при использовании деталей с допустимым износом
без предварительного подбора.
Уменьшение начального натяга в сопряжении из-за деформации
шейки вала и кольца подшипника под действием нагрузки можно
определить по формуле [84]
Дб = 0,25К^Р»
где d — диаметр посадочной поверхности; р — удельная нагрузка
на единицу ширины посадочной поверхности, кгс/см.
Для обеспечения неподвижности посадки под действием нагрузки
необходимо, чтобы уменьшение натяга было меньше минимального
его значения в сопряжении, т. е. Аб <; 6пнп.
Аналогично кривой, изображенной на рис. 55, а, протекает
износ шеек валов со шпоночными пазами и сопряженных с ними
отверстий шкивов или других деталей. То же можно сказать и
в отношении деталей, износ которых наступает в результате раз-
рушенйя поверхностных слоев металла от усталостных явлений,
например, беговых дорожек колец подшипников качения, зубьев
шестерен коробок передач и задних мостов. У всех этих деталей
отсутствует приработка в общепринятом ее понимании и нет явно
выраженного участка катастрофического износа. Кривые
(см. рис. 55, а), характеризующие износ указанных деталей, будут
отличаться одна от другой продолжительностью периода t и кру-
тизной кривой, отражающей нарастание скорости изнашивания. -
Скорость Изнашивания будет зависеть от условия работы дета-
лей. При росте зазора и возрастающих воздействиях удельных
118

нагрузок скорость изнашивания и, следовательно, крутизна кривой
будут большими по сравнению со скоростью изнашивания деталей,
где рост зазора и нарастание нагрузки проявляются более замед-
ленным образом.
Другие детали, например шейки валов под сальники, имеют
износ, протекающий по кривой (рис. 55, б), на которой Имеется
участок / повышенного износа, но нет участка катастрофического
его нарастания.
§ 26. ПОТЕРЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
ИЗ-ЗА УСТАЛОСТИ МЕТАЛЛА
Выносливость металла в деталях автомобиля имеет большое
значение, так как большинство деталей в процессе работы нагру-
жается силами, переменными как по величине, так и по знаку.
Кроме шестерен, пружин и рессор,,такие основные и сложные
детали, как коленчатые валы, поворотные цапфы, полуоси, валы ру-
левых сошек и другие, подвергаются переменному по величине
напряжению на изгиб или переменному сложному напряжению.
Потеря работоспособности пружин и рессор происходит преиму-
щественно вследствие усталости, а других указанных деталей из-за
износа или усталости (поломки), а также совместного их прояв-
ления..
Явления усталости металла, а чаще совместное влияние износа
и усталости нередко являются причиной выхода автомобильных
деталей из строя. Практика показывает, что поломки коленчатых
валов носят обычно усталостный характер вследствие перемен-
ных напряжений изгиба и кручения.
Среди многих причин, оказывающих влияние на выносливость
металла, большую роль играют металлопокрытия, наносимые на
детали с целью их восстановления.
Усталостью металла называется процесс постепенного накоп-
ления повреждений материала под действием повторно-перемен-
ных напряжений, приводящий к уменьшению долговечности, обра-
зованию трещин и разрушению (ГОСТ 2860—65).
Разрушения металла, подверженного знакопеременным уси-
лиям, происходят при нагрузке, лежащей не только ниже предела
прочности, но даже ниже предела текучести [68]. Возникновение
трещин усталости связано с особенностями кристаллического
строения металлов. Поликристаллические металлы состоят из
большого числа различно ориентированных кристаллитов, раз-
деленных границами, мельчайшими порами и неметаллическими
включениями. Различно ориентированные кристаллиты не явля-
ются однородными из-за условий кристаллизации, обработки и пр.
Вследствие анизотропности кристаллиты оказывают неодинаковое
сопротивление действию внешних нагрузок.
В кристаллитах, неблагоприятно расположенных по отношению
к направлению действия внешних сил, возникают большие напря-
жения и в них появляется пластическая деформация в форме сдви-
119

гов. В других кристаллитах деформация имеет упругий характер.
Наличие в металле посторонних включений и мельчайших пор
вызывает концентрацию напряжений.1 При упругой деформации
межатомные расстояния и небольшие искажения кристаллической
решетки восстанавливаются после снятия нагрузки. При пласти-
ческой деформации связь между атомами кристаллической решетки
нарушается по плоскостям сдвига или плоскостям скольжения.
Под действием переменной нагрузки пластическая деформация
носит знакопеременный .характер и скольжение в зернах металла
происходит в разных направлениях, в результате чего внешних
признаков остаточной деформации не возникает. При первых
циклах переменного напряжения результатом пластической дефор-
мации является усиление плоскостей скольжения внутри отдель-
ных зерен, вызывающее упрочнение металла. Однако по мере роста
циклов переменного напряжения процесс пластической деформации
слабых зерен может быть исчерпан, а степень искажения кристал-
лической решетки может вызвать появление зон, где атомные связи
будут нарушены, а новые не возникнут. Это приведет к субмикро-
скопическому нарушению сплошности (разрыхлению) металла и
первоначальному возникновению микротрещин.
Начальная стадия разрушения от усталости является резуль-
татом действия касательных напряжений, вызывающих многократно
повторяющуюся пластическую деформацию. Дальнейший рост воз-
никшей микротрещины и появление новых микротрещин могут
прекратиться, если наступит состояние равновесия. Оно наступит
в том случае, когда под действием касательных напряжений ослаб-
ление от разрушения наиболее слабых зерен будет компенсироваться
упрочнением более прочных. Но может быть и обратное явление,
когда возникшие под влиянием тех или иных причин микротрещины
увеличиваются и соединяются в одну общую трещину. При этом наи-
большую роль начинают играть нормальные напряжения. Обра-
зование трещин усталости в большинстве случаев происходит по
направлению действия наибольших нормальных напряжений [101].
Поэтому есть основания полагать, что предел усталости стали
зависит также от ее сопротивления отрыву и от степени уменьше-
ния этого сопротивления из-за многократно повторяющейся пла-
стической деформации.
Механизм пластической деформации и разрушения металлов
при циклических нагрузках по своей природе принципиально
не имеет различий. В обоих случаях имеет место искажение" атом-
ной кристаллической решетки по плоскостям сдвига. Однако при
статическом нагружении пластическая деформация действует в од-
ном направлении и распространяется более или менее равномерно
на Нее кристаллиты, в то время как при циклических нагрузках
пластическая деформация сосредоточивается лишь в отдельных
зернах, вызывая переменные по направлению сдвиги.
В силу этого прочность металла при статическом нагружении
будет зависеть от общего, усредненного сопротивления разруше-
120

нию всех зерен металла, тогда как при циклическом нагружении
она будет зависеть от наиболее слабых зерен.
Процесс усталости металла принято делить на три периода:
1)	период, предшествующий возникновению первой усталостной
микротрещины;
2)	период развития усталостных микротрещин;
3)	момент разрушения детали от усталости.
Начальная стадия развития усталости всегда характеризуется
избирательным упрочнением, или постепенно затухающим при
данном уровне нагружений, или приводящим к возникновению
микротрещин. Возникновение, развитие или слияние микротре-
щин является вторым периодом усталости.
Упрочнение металла при переменных напряжениях ниже пре-
дела усталости происходит лишь до определенного числа циклов,
после которого наступает разупрочнение, сопровождающееся за-
рождением и развитием разрыхления атомной решетки и возник-
новением трещин усталости. Напряжения ниже предела усталости
вызывают только упрочнение металла, разрыхления же атомной
решетки при таких напряжениях не происходит [20]..
Упрочнение отдельных микрообъемов металла при напряжениях
ниже предела усталости приводит к некоторому повышению уста-
лостной прочности, достигающему иногда 25—30%. Это повыше-
ние усталостной прочности детали (образца) может быть достигнуто’
их тренировкой путем предварительного длительного циклического
нагружения при напряжениях ниже предела усталости или крат-
ковременным нагружением при напряжениях выше предела уста-
лости.
Упрочнение полностью может быть снято при высоком отпуске
650° С, однако при этом субмикроскопические нарушения сплош-
ности металла не устраняются. При дальнейшем циклическом
нагружении отпущенного металла субмикроскопические наруше-
ния сплошности (разрыхление) получают интенсивное развитие,
что ведет к ускорению процесса усталости. Таким образом, про-
межуточный отпуск, снимающий упрочнение, приводит к снижению
предела усталости.
Механизм образования трещин усталости весьма сложен, и
взгляды на причины его возникновения расходятся.
В последние годы все большее распространение в объяснении
постепенного разрушения металлов в условиях циклического
нагружения получает теория дислокации и связанная с ней теория
вакантных мест [68].
Образование трещин усталости чаще всего наблюдается на по-
верхности металла в местах наибольшей концентрации напряже-
ний, но может быть и внутри металла. Распространение трещины
усталости идет не по всему объему детали, а только по одному
из сечений, по наиболее слабым элементам физически неоднородной
структуры. Таким образом, разрушение от усталости носит локаль-
ный характер.
121

Зарождение трещин усталости на поверхности изделия проис-
ходит не только при циклических напряжениях изгиба и круче-
ния, но и при циклическом растяжении — сжатии. Трещина уста-
лости и в этом случае чаще всего образуется на поверхности детали,
так как наружные слои детали хуже сопротивляются циклическим
напряжениям.
С другой сторону, известно [49], что при упрочнении поверх-
ностных слоев деталей специальной поверхностной обработкой
очаги трещин усталости часто возникают под упрочненным слоем.
В свете всего сказанного возникновение трещин усталости в дета-
лях, восстановленных металлопокрытиями, может происходить
как на поверхности основного металла благодаря наличию кон-
центраторов напряжений, возникших вследствие износа, или гру-
бых способов подготовки', так и на поверхности нанесенного покры-
тия вследствие гетерогенного характера их структуры. Понижение
усталостной прочности восстанавливаемых деталей вызывается:
а) достоянием поверхности деталей; б) нанесением металлопокры-
тий; в) последующей механической обработкой восстановленных
деталей.
Понижение усталости металла по первой группе причин появ-
ляется из-за дефектности поверхностного слоя изношенных дета-
лей (риски, задиры, микротрещины и др.) или некачественной
подготовки деталей к нанесению покрытий.
Вторая группа причин связана с явлениями, сопровождающими
процесс нанесения покрытий, гетерогенным характером их струк-
туры и остаточными внутренними напряжениями.
Третья группа причин возникает в процессе механической
обработки восстановленных деталей, связанной со значительными
и нередко неравномерными припусками. Прерывистое резание
металла покрытий, содержащего окислы, нитриды и другие посто-
ронние включения, часто приводит к надрывам поверхностных
слоев и рискам,-иногда неустранимым последующим шлифованием.
Указанные причины (полностью или частично) плюс остаточ-
ные напряжения присущи в той или иной степени всем способам
восстановления деталей металлопокрытиями.
Все способы восстановления деталей металлопокрытиями повы-
шают эффективный коэффициент концентрации напряжений
где Од — предел выносливости гладких образцов; о_1п — предел
выносливости образцов с концентрацией напряжений.
Влияние металлопокрытий и качества механической обработки
особенно сказывается на деталях, имеющих конструктивные кон-
центраторы напряжений в виде галтелей, шпоночных пазов, сма-
зочных отверстий и пр.
Известно, что чем хуже, грубее механическая обработка поверх-
ности, тем ниже предел выносливости детали, образца.
122

При наличии неровностей поверхности в виде нарезки коэф-
фициет концентрации напряжений [83]
где б — высота микронеровностей; р — радиус закругления на дне
впадины; у — коэффициент, зависящий от отношения шага неров-
ностей к их высоте.
Для поверхностей после механической обработки резанием
у = 1 и б/ р = 0,05 ч- 0,3. Коэффициент концентрации при этих
условиях составляет aa = 1,5 ч- 2,5. Отсюда следует, что увели-
чение высоты неровностей значительно понижает выносливость
деталей, работающих при циклических нагрузках.
При упругом распределении напряжений эффективный коэф-
фицент концентрации напряжений обычно имеет меньшее значе-
ние по сравнению с коэффициентом концентрации из-за влияния
коэфффициента чувствительности, значение которого можно выра-
зить так:	,	,
откуда эффективный коэффициент концентрации напряжений будет
Коэффицент чувствительности зависит от прочности стали,
величины зерна и плотности структуры. С повышением предела
прочности стали ее чувствительность к концентрации напряжений
возрастает.
Для высокопрочных легированных сталей коэффициент чувстви-
тельности q близок к единице, т. е. эффективный и теоретический
коэффициенты почти одинаковы. Для конструкционных углеро-
дистых сталей среднее значение q = 0,6 ч- 0,8, причем максималь-
ные значения относятся к более прочным сталям. Поэтому осо-
бенно осторожно следует подходить к выбору способов и режимов
механической обработки металлопокрытий, деталей из легирован-
ных сталей, поскольку влияние шероховатости поверхности здесь
будет весьма большим. В заключение отметим, что электролити-
ческие и наплавочные покрытия при всех видах нагрузки рабо-
тают заодно с основным металлом. Поэтому дефекты поверхност-
ного слоя изношенной детали, особенности структуры покрытий
и остаточные напряжения в нем, а также качество механической
обработки будут в той или иной мере влиять на усталостную проч-
ность восстановленных деталей. Металлизационные покрытия,
имеющие низкую прочность сцепления при знакопеременных
нагрузках, как показывает исследование [94], не работают как
целое с основным металлом. Следовательно, неоднородность струк-
туры металлизацйонного слоя, остаточные внутренние напряже-
ния в нем и механическая обработка деталей не сказываются
на снижении усталостной прочности. Решающее влияние на уста-
123

лостную прочность здесь оказывают способы подготовки поверх-
ности детали к металлизации и собственно процесс покрытия.
Поэтому при восстановлении деталей различными способами необ-
ходимо учитывать влияние покрытий на усталостную прочность
деталей. Эти вопросы рассматриваются при описании способов
восстановления деталей.
§ 27. НАРУШЕНИЕ НАЧАЛЬНЫХ ПОСАДОК СОПРЯЖЕНИЙ
ДЕТАЛЕЙ
зависят
Рис. 56. Изменение зазора в сопряжении
вследствие износа деталей
Работоспособность и договечность автомобилей в большой мере
от роста зазоров в подвижных сопряжениях вследствие
износа деталей и ослабления
прочности неподвижных поса-
док из-за нарушения нагру-
зочного режима и особенно
несоблюдения подбора дета-
лей с допустимым износом. 4
Рост зазора в подвижных со-
пряжениях ухудшает условия
трения деталей и нередко
проявляется в появлении раз-
личных стуков и аварийного
износа.
Рассмотрим влияние зазо-
ра на срок службы сопряже-
ния вал—подшипник сколь-
жения и определение предель-
но допускаемой величины его
роста.
На рис. 56 показан износ
деталей подвижного сопряже-
ния, имеющего начальный за-
зор $нач, устанавливаемый при
сборке, а на рис. 57 — то же
сопряжение с указанием за-
зоров при сборке и прира-
ботке и износов в результате
приработки и эксплуатации.
Еслй обозначить через 7\
продолжительность прира-
ботки; Т2 — продолжитель-
ность работы сопряжения в
процессе эксплуатации; Т —
ип — общий износ вала и под-
— общий износ вала и подшип-
общий срок службы сопряжения;
шипника за период приработки; иэ
ника за период эксплуатации; ir и i2 — интенсивность изнаши-
вания вала и подшипника соответственно в период приработки
124

и эксплуатации; smin и smax — начальные минимальный и макси-
мальный зазоры в сопряжении; sn — зазор в сопряжении после
приработки; snp — предельно допустимый зазор в эксплуатации,
то можно написать:
'Р   WB. п "F ttn. п  
1— h — i ’
где «в.п и иа п — износ за период приработки соответственно вал'а
и подшипника;
/р __ ^В. э + ^П. Э _
1 2 —-----т---- — 7“ •
^2	12
Здесь uBt3 и цп#э — износ за период эксплуатации вала и подшип-
ника, но
= $Пр Un 8нач = Snp Sn,
.	__^max ~bsmin
®нач Sep	2	*
Общий срок службы сопряжения
T=T1+T2=T1+Sap~Un~Saa4.
12,
Отсюда следует, что срок службы сопряжения тем больше,
чем меньше начальный зазор и износ приработки. Износ прира-
ботки зависит от шероховатости поверхности деталей сопряжения,
величина же начального зазора должна лежать тю возможности
в узких пределах, что достигается повышением точности изготов-
ления деталей. Однако последнее вызывает удорожание обработки
' деталей в процессе изготовления или ремонта. Поэтому, когда
необходимо выдержать зазоры или натяги в довольно узких пре-
ч делах, а повышение точности обработки за счет уменьшения до-
пусков на обработку нежелательно по экономическим соображе-
ниям, прибегают, как ранее указывалось, к методу группового
подбора деталей.
Сборка сопряжений с зазором менее минимально допустимого
приводит к тому, что жидкостное трение не обеспечивается из-за
невозможности образования масляной пленки, в результате чего
получается повышенный нагрев трущихся деталей и задиры на
их рабочих поверхностях.
Наоборот, сборка с большими зазорами, сверх допустимых,
приводит на практике к выдавливанию смазки, увеличению дина-
мической нагрузки и износу рабочих поверхностей деталей. Рост
зазора в различных сопряжениях сказывается неодинаково на уве-
личение износа. В сопряжениях, работающих при динамической
нагрузке, увеличение зазора приводит к быстрому нарастанию
износа. В сопряжениях же, в которых отсутствует динамическая
нагрузка, рост зазора не оказывает столь сильного влияния на износ,
и последний обычно нарастает постепенно в зависимости от времени
125

работы сопряжения. Следовательно, зазор между сопряженными
деталями желательно держать в оптимальных пределах.
Расширение зазора в сопряжении вал — подшипник скольже-
ния [42] можно определить исходя из гидродинамической теории
трения и смазки, основоположником которой является русский
ученый проф. Н. П. Петров,
____ 0,054дпб!2
5пр_ф(б! + 62)-
Если принять (6Х + 62) — сумму высоты неровностей поверх-
ностей вала и подшипника после приработки — в пределах 0,003—
—0,005 мм, или в среднем 0,004 мм, то расширение зазора в сопря-
жении вал — подшипник при работе с постоянной нагрузкой,
т. е< предельный зазор будет
s 13,6^,
пр ’ср ’
где т] — абсолютная вязкость масла, кгс -с/м2 (10Па); п — частота
вращения вала, об/с; d — номинальный диаметр подшипника, мм;
с = — коэффициент, учитывающий соотношение между раз-
мерами подшипника; I — длина подшипника, мм; Р =	—удель-
ная нагрузка, кгс/м2 (10 Па); Р — нагрузка на подшипник, кгс (Н).
При snp вершины неровностей на поверхностях вала и подшип-
ника будут входить в соприкосновение между собой, что вызовет
нарушение сплошности масляного слоя в несущей зоне. В этом
случае минимальная толщина масляной пленки /rmin (^ + бг).
Значение максимально допустимого зазора snp можно опреде-
лить при помощи наивыгоднейшего зазора:
SaaHB = 0.467J
с2
„ «_ °наив
пр “ 4(^ + 6,)'
Минимальный допустимый зазор
snp = 0,3d l/^.
пр	Г ре
Срок службы сопряжения
snp' 5нач
где i — интенсивность изнашивания.
Впервые глубокие исследования по установлению максимально
допускаемых износов деталей и искажению их геометрической
формы проведены В. И. Казарцевым [39].
126

По наивыгоднейшему зазору выбирают соответствующую по-
садку, т:е. определяют_табличные значения smax и smin [39]:
Smax =£= 1,7SHailB 2(6i-j-S2);
Smin 0,7sHaHB — 2(514" S2).
Зная snp и средний табличный зазор sHa4, можно определить
запас на износ k = snp/saa4, который по данным практики колеблется
в пределах 2—4.
В ряде сопряжений чрезмерный рост зазора может вызвать
ударные нагрузки, например в сопряжении поршневой палец —
втулка шатуна. Если величина ударной нагрузки превзойдет
допускаемую, то может произойти разрушение деталей до того,
как зазор в сопряжении достигнет максимально допускаемого зна-
чения. Для этого типа сопряжений расширение зазора
»..= 21,5(/Л,
где I — длина опорной части втулки, мм; р — среднее удельное
давление в тактах сжатия и расширения, кгс/см2 (0,1 МПа); t —
время, в течение которого действует удельное давление, с; п —
абсолютная вязкость масла, кгс-с/м2 (10 Па).
Л. В. Дехтеринским на основе теоретического исследования
получены формулы для расчета допустимых размеров деталей по
величине допустимой ошибки механизма [27].
Наименьший допустимый размер диаметра вала рекомендуется
определять по формуле
dm in — da 6Ли (1
и наибольший допустимый размер отверстия
Dmax. —	4- [Хи 4" ^хи (1	а*и)}>
где dB и Dmax -1- номинальные размеры вала и отверстия; ха — сред-
ние значения (математические ожидания) отклонений размеров
изношенных деталей; 6^ = 0^/%^ —половины полей отклоненений
размеров изношенных деталей, в пределах границ допустимых
размеров; аХи — коэффициент относительной асимметрии; оХи —
среднее квадратическое значение размера изношенных деталей;
ХХи — коэффициент относительного среднего квадратического откло,-
нения.
Значения входящих в формулы коэффициентов приводятся
в указанной работе.
Неподвижные сопряжения характеризуются величиной натяга,
определяемого заданной посадкой. При одном и том же виде посадки
действительный натяг в сопряжении, как было показано ранее,
будет зависеть’от шероховатости обработанной поверхности деталей.
В процессе эксплуатации под действием передаваемых нагру-
зок прочность неподвижных посадок уменьшается. Переходу
127

неподвижных посадок в подвижные в значительной мере способ-
ствуют неоднократные перепрессовки деталей в процессе разборки —
сборки. Переход посадки из неподвижной в подвижную нарушает
прочность сопряжения и приводит к быстрому износу его деталей.
Неподвижное сопряжение будет сохранять свою работоспособ-'
ность до тех пор, пока натяг не станет меньше минимально допу-
стимого для данной посадки. Поэтому предельно допустимой вели-
чиной натяга в неподвижных сопряжениях будет его минимальное
значение, определяемое допусками на обработку деталей в про-
цессе их изготовления или ремонта. Чтобы продлить работоспо-
собность неподвижных сопряжений, необходимо обрабатывать
детали при ремонте в соответствии с техническими условиями.
В процессе эксплуатации не следует прибегать без необходимости
к частой разборке и сборке сопряжений и нельзя допускать обез-
личивания деталей при эксплуатационных ремонтах.
§ 28. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
К условиям эксплуатации, оказывающим влияние на работо-
способность автомобиля и долговечность деталей, относятся дорож-
ные и климатические условия, качество вождения, технического
обслуживания и текущего ремонта.
Кроме этих внешних условий на работоспособность и долго-
вечность автомобиля существенное влияние оказывают условия
работы деталей в узле, механизме в отношении вида трения, вели-
чины и характера нагрузки, вибрации и др. Под действием этих
условий с течением времени в деталях и узлах автомобиля проте-
кают постепенные процессы изнашивания, коррозионного повреж-
дения, усталости, снижающие прочность и долговечность де-
талей и узлов. Нередко мгновенные нагрузки, превосходящие
расчетные, приводят к внезапным поломкам деталей, в других к
случаях из-за снижения прочности возникают различные деформа-
ции деталей в виде погнутости, скрученности и др.
Влияние внешних условий эксплуатации на надежность и долго-
вечность деталей рассматривается в курсах эксплуатации, поэтому
остановимся кратко на основных вопросах условий работы деталей,
вызывающих снижение их долговечности.
Влияние условий трения. Большая часть основных деталей авто-
мобилей, определяющих их работоспособность, в процессе эксплуа-
таций подвергаются трению и износу.
Для уменьшения износа наряду с применением качественных
топлива и смазки необходимо обеспечить работу сопряжений по
возможности при жидкостном трении. При жидкостном трении
трущиеся поверхности деталей полностью разделены слоем смазки,
вследствие чего износ оказывается ничтожным.
Для обеспечения жидкостного трения необходимо, чтобы тол-
щина масляного слоя была h > 6j + 62, где \ и 62 — соответ-
ственно неровности поверхности вала и подшипника. При дости-
128

жении h = 61 + 62 может наступить касание выступов поверх-
ностей и нарушение жидкостного трения. По гидродинамической-
теории смазки, наименьшая толщина h смазочного слоя в самом
узком месте клиновидной щели зависит от следующих величин:
, ,d2nr)
" “ 18,36р sc ’
где s — зазор между шейкой вала и подшипником.
Приведенная формула показывает, что соблюдение жидкостного
трения в большей мере зависит от качества смазки и режима работы
машины в эксплуатации. При данной конструкции двигателя
диаметр вала d и коэффициент с, определяющий соотношение между
размерами диаметра d и длиной подшипника I, можно считать посто-
янными, поскольку изменение их в результате износа ничтожно.
Все другие величины, т. е. nx\lps, меняются в процессе эксплуа-
тации. В зависимости от режимов работы машины меняются удель-
ная нагрузка р и частота вращения вала п; вязкость масла меняется
из-за разжижения смазки, а зазор — в результате износа сопря-
женных деталей. Потери работоспособности сопряжения происхо-
дят преимущественно из-за чрезмерного увеличения зазора. По-
этому в процессе эксплуатации следует стремиться к тому, чтобы
нарастание зазора во времени было постепенным и минимальным.
С этой целью необходимо поддерживать возможно постоянным
соотношение пх\1р с тем, чтобы не допустить резкого снижения
толщины смазочного слоя и тем самым не нарушить режим жидкост-
ного трения. Высокое качество смазки и своевременная смена
ее позволяют водителям автотранспорта повышать производитель-
ность машин за счет одновременного увеличения нагрузки и ско-
рости. В этом случае соотношение nip не изменяется и режим
жидкостного трения соблюдается.
Влияние нагрузки и прочности. Напряжения и деформации в
деталях автомобиля зависят от реальных нагрузок, испытываемых
деталями в процессе эксплуатации. Эти нагрузки и вызываемые
ими напряжения по времени действия могут быть постоянными,
или мало меняющимися, переменными и ударными. В большинстве
случаев детали автомобиля подвергаются действию всего комплекса
этих нагрузок. При переменной нагрузке долговечность детали
будет определяться временем, в течение которого прочность детали
будет превышать величину нагрузки. Поскольку нагрузка и проч-
ность детали являются функцией времени, деталь будет сохранять
работоспособность до момента, когда хй (/) уар (/), где хн — мгно-
венная нагрузка; г/пр — прочность.
Деталь утрачивает работоспособность, когда уар (/) < ха (/)•
Когда нагрузка изменяется нерегулярно или является пре-
обладающей и носит вероятностный характер, то и долговечность
детали может быть вероятностной. В случае явных условий выхода
из строя детали nof причинам усталости вероятная долговечность
детали будет равна периоду повторения наибольшей вероятной
5 В. А. Шадричев
129

нагрузки, равной пределу выносливости (рис. 58) [92]. Когда
прочность постепенно снижается в результате повторного исполь-
зования детали с допустимым износом, или из-за пороков струк-
Вероятная - |	| Действительная
долговечность	долговечность
Время
Рис. 58. График, характеризующий взаимодействие пере-
менной нагрузки и выносливости детали
туры, коррозии, или воздействия различных внешних факторов,
зависимость прочности и нагрузки будет определяться по схеме
на.рис. 59. Вероятная долговечность детали в этом случае будет
Вероятная Действа-
Время —долговеч- тельная
ность Л долговеч*
ность
Рис. 59. График, характеризующей влияние переменной на-
грузки на стареющую деталь
определяться не наибольшей вероятной нагрузкой, а зависимостью
z/др (0 ~ -^н (0 •
В том случае, когда известны плотность вероятности упр (/) и хн(/),
можно определить вероятность отказа по площади перекрытия
кривых распределения нагрузки (напряжения) и прочности.
130

В связи с тем, что усталостная прочность деталей, восстанов-
ленных всеми способами металлопокрытий, снижается, представ-
ляется необходимым кратко изложить современные представления
определения надежности по теории перекрытия. Рассмотрим этот
вопрос по И. И. Меламедову [62].
На рис. 60 показаны кривые плотности вероятности величины
нагрузки ф1 (хн) (напряжения материала детали, вызываемого на-
грузкой) и прочности детали <р2 (У»Р) в данный момент времени.
Когда прочность детали заведомо, с вероятностью, равной единице,
превышает действующую нагрузку, площади, ограниченные.этими
кривыми, могут не иметь общей области, т. е. не перекрывать одна
другую. Когда же прочность детали окажется меньше максималь-
ной эксплуатационной
нагрузки, происходит
повреждение детали, но-
сящее различный харак-
тер , особенно деталей
восстановленных. Это
повреждение может быть
в виде деформации де-
тали (погнутости, скру-
ченности), поломки по
причинам усталости и
др. В этом случае пло-
щади, ограниченные
кривыми распределения,
будут иметь общую об-
ласть (рис. 60), по перекрытию которых, как ранее сказано, можно
определить вероятность повреждения (отказа) детали.
Вероятность неповреждения детали в фиксированный момент
времени t будет при условии pllt = р (упр — хн) > 0 и при макси-
мальной нагрузке pltt = р (упр — Хнтах) > о.
Напряжения в деталях, вызываемые действующей нагрузкой,
и характеристики прочности во многих исследованиях распреде-
ляются по нормальному закону.
Плотности вероятностей прочности деталей упр и нагрузки хя
при нормальном законе распределения:
<Рг(Цпр)
~Г~
<Р>М
Ъ(Упр)
Полоса
^рассеяния прочности
Полоса г*——	*
рассеяния нагрузки
Рис. 60. График прочностной модели отказа
У пр min
Упр *н,Упр
*нтах

___ (хн *н)2 I .
20 X
L	лн J
___ (j/np £ир)2
I 2а'/.
L	«'Пр J
Плотность вероятности разности величин упр — хн, ПРИ которой
не наступит повреждения детали, будет также нормальная и по
правилам композиции законов распределения выражается так:
<Р(«/пр-*Н)
1
	- ехр
У2п
v ^пр хн
[(Уп р	хн)	(У пр	%н)]2)
\ ^пр хн/ }
б*
131

Вероятность неповреждения детали в фиксированный момент
времени
pl,t +°и/2л
' #пр *н " О
[G/пр ^н) - (.Упр	Хн)]2) л Л, \
2Лт* +<тП	yWnp-^нЛ
\ «'пр XHj	I
Приняв новую переменную
, (Упр хн) (упр *н) ,,	,,
t — —	-,г=—, будем иметь dt
Уи* +<т*
~ #пр *н
d (Упр хп) .
УН* +°х
' «пр хн
О,	~н » up
' /= г	—; 
н	Уя
' «пр хн
при. г/пр-хн = со f = oo.
Обозначим
Хп — У пр
У<% +	~ ’
г ЛН	#пр
тогда
СО ^2	Г 0	/8	00	^2
y*<u + y>dt
1
К2л
= O,5-0(z).
При замене знаков ха и -t/np
Р1, = 0,5+Ф(г) = 0,5+ф(^&'
#пр Хну
Если обозначить средний запас прочности детали в фиксирован-
ный момент времени коэффициентом прочности knp = ffnp/Xa и измен-
чивость прочности и нагрузки коэффициентами с«Пр ~ а«пР/^пР и
Схя = ^ха/Хв, тогда вероятность неповреждения детали можно вы-
разить следующей зависимостью:
Pi,/ = 0,5
1+Ф
Отсюда следует, что вероятность неповреждения детали в данный
момент времени зависит от величины среднего запаса прочности
jfenp и коэффициентов изменчивости нагрузки и прочности для этого
момента времени. Выход детали из строя, как указывалось, в боль-
шинстве случаев происходит под действием максимальных нагру-
зок в процессе эксплуатации.
132

Вероятность неповреждения детали при максимальной нагрузке
в ' фиксированный момент времени
Рм = $ Фа&прМ^р,
*ншах
при нормальном распределении характеристики прочности детали
(^пр Л'нтах.
Упр
^/пр
J'np	v
Лн max
-о.б + ф/"'’ ,н",х’
*	' ^пр <
Из сказанного следует, что при восстановлении деталей, осо-
бенно работающих при знакопеременных нагрузках, необходимо
применять способы и режимы восстановления, не снижающие
прочность деталей. В процессе же эксплуатации автомобилей не
допускать перегрузки машин (избегать пиковых нагрузок).
Влияние вибрации. К числу других факторов, оказывающих
влияние на надежность автомобилей и долговечность деталей,
относятся колебания (вибрация)х, испытываемые узлами и агрега-
тами в процессе движения автомобиля.
Причинами вынужденных колебаний узлов и агрегатов могут
быть: неровности поверхности дороги, изменение скоростного ре-
жима, неуравновешенность вращающихся масс кривошипно-шатун-
ного механизма двигателя, карданного вала, дисков сцепления,
колес и др.
К числу других причин колебаний относятся соударения дета-
лей в процессе их взаимодействия, вызываемые ростом зазоров
в сопряжениях, несовершенством конструкции или погрешностями
в изготовлении. Увеличение зазора в сопряжениях вследствие
износа деталей является основной причиной этих колебаний,
возникающих при перекладке поршня, в клапанном механизме,
в зацеплениях шестерен, в подшипниках качения и др.
Колебания от соударения деталей вызывают шум и относятся
к области акустических колебаний (акустических вибраций).
Колебания (вибрации) от неуравновешенности вращающихся масс
характеризуются низкими частотами (десятки, реже сотни герц),
сравнительно большими амплитудами и малыми ускорениями
[71]. Частота вибрации зависит от скоростного режима и равна
частоте вращения несбалансированного вала.
Повышенная вибрация от неуравновешенности кривошипно-
шатунного механизма приводит к дополнительной динамической
нагрузке на подшипники коленчатого вала, повышению их темпе-
ратуры и ускоренному износу и увеличению зазора в сопряжении.
1 Механические иолебания и вибрации являются однозначными понятиями.
133

При этих условиях действие переменных сил может вызвать зарож-
дение и развитие трещин усталости и в конечном счете поломку
вала. Поломка вала, как и других динамически нагруженных
деталей, из-за усталости может не произойти лишь в том случае,
если рабочие динамические напряжения в детали, как ранее ука-
зывалось, будут меньше или равны пределу выносливости данного
цикла напряжений. Однако это условие не всегда может соблю-
даться при работе восстановленных деталей, на проявление уста-
лости металла которых помимо вибрации оказывают влияние еще
и другие факторы: внутренние растягивающие напряжения в метал-
лопокрытиях и дефекты их структуры, погрешности механической
обработки и др. Поэтому повышенные вибрации более опасны для
капитально отремонтированных автомобилей.
Колебания, вызываемые соударением деталей, характеризуются
высокими частотами (тысячи герц), малыми амплитудами смещения
(доли мкм) и значительными ускорениями (сотни см/с2).
Частоты акустических колебаний не зависят от скоростного
режима механизма, а определяются его размерами, формой и упру-
гими свойствами материала деталей.
Увеличение начального зазора в сопряжениях вследствие износа
деталей приводит к ударным динамическим нагрузкам. При этом
соударение деталей сопровождается огромными силами взаимо-
действия и большими градиентами напряжений. В результате про-
исходит повышение износа деталей, образование питтинга на ра-
бочих поверхностях зубьев шестерен, беговых дорожках колец
подшипников качения, искажение геометрической формы деталей,
а иногда и поломка по причине-усталости.
Соударение деталей, восстановленных металлизацией, хроми-
рованием или железнением, может вызвать снижение когезионной
и адгезионной прочности покрытий, их выкрашивание, откалыва-
ние и даже отслаивание, что нередко и наблюдается в практике.
Ранее указывалось, что сборка деталей с допустимым износом без
предварительного подбора не обеспечивает начальных посадок
сопряжений, требуемых условиями долговечности. Поэтому при
соударении деталей с допустимым износом (без их подбора), равно
как и деталей других сопряжений с повышенным зазором, упру-
гие колебания значительно возрастают, сопровождаясь усиленным
шумом, отчетливо наблюдаемым в коробках передач, задних мостах, /
двигателях. Для иллюстрации сказанного на рис. 61 показаны
энергетические спектры упругих колебаний двигателя ГАЗ-20
при различной величине зазора в третьем шатунном подшипнике.
Как следует из рис. 61, амплитуда колебаний при зазоре 0,25 мм
значительно превосходит амплитуду колебаний при зазоре 0,07 мм.
Кинетическая энергия Э столкновения деталей пропорциональна
действующей силе и зазору в сопряжении и численно равна работе
силы F при перемещении детали в зазрре s:
3 =
- 134

Если допустить, что скорость роста зазора из-за износа деталей
пропорциональна кинетической энергии соударения
= aFs,
at
тогда s = soe-aFt. Здесь а — постоянный коэффициент, характери-
зующий часть кинетической энергии соударения, расходуемую на
износ деталей; s0 — зазор в сопряжении в начальный момент при
/ = О [71].
При указанном допущении следует, что зазоры в сопряжениях
и, следовательно, износы деталей со временем увеличиваются
по экспоненциальному закону с большей скоростью роста. Отсюда
следует, что для повышения долговечности деталей при сборке
автомобилей в процессе ремонта необходимо соблюдать начальные
Рис. 61. Энергетические спектры упругих колебаний двигателя ГАЗ-20
при различной величине зазора в шатунном подшипнике:
1 — при s — 0,25 мм; 2 — при s = 0,07 мм
зазоры и натяги в сопряжениях. При использовании деталей с допу-
стимым износом этого можно достигнуть попарным или селектив-
ным подбором. Для уменьшения же разрушения деталей от вибра-
ций, возникающих от неуравновешенности вращающихся масс,
необходимы балансировка деталей и соблюдение при сборке тех-
нических условий на взаимное расположение деталей. Все эти
вопросы рассматриваются в дальнейшем.
В заключение отметим, что, имея спектры упругих колебаний
эталонного (нового) и соответствующего испытуемого узла, меха-
низма, агрегата, путем их сравнительного анализа можно осуще-
ствлять диагностику машин в процессе эксплуатации, а в авто-
ремонтном производстве — контроль качества капитального ремонта
узлов и агрегатов автомобиля.
§ 29. КОРРОЗИОННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ
Снижение работоспособности и долговечности автомобиля проис-
ходит не только из-за изнашивания деталей в результате трения,
но и по причинам повреждений деталей и узлов от коррозии.
135

Воздействию коррозии подвержены выпускные клапаны, верхняя
часть гильз цилиндров и днища поршней, головки цилиндров и др.,
а также детали и узлы кузова, рамы, подвески. Напомним, что
коррозией металлов. по ГОСТ 5272—68 * называется разрушение
металлов вследствие химического или электрохимического взаимо-
действия их с коррозионной средой.
В зависимости от среды, в которой находится деталь, разли-
чают химическую и электрохимическую коррозию.
Химическая коррозия возникает под воздействием на металл
газов и паров при высоких температурах и протекает без появле-
ния электрического тока. Этот вид химической коррозии носит
название газовой коррозии, распространенной в деталях дви-
гателей. К химической коррозии относится также коррозия, воз-
никающая при' воздействии на металл различных органических
веществ,ф не являющихся электролитами, например коррозия
железа в сернистых нефтях при повышенных температурах.
В начальном процессе газовой коррозии на поверхности металла
образуются тонкие окисные (защитные) -пленки. Дальнейший рост
пленки зависит от возможности проникновения через первичную
(защитную) пленку продуктов коррозионной среды. Стойкость
металла к газовой коррозии в большой мере зависит от сплошности
защитной пленки и хорошего сцепления ее с металлом. Для обра-
зования сплошных окисных пленок необходимо, чтобы молеку-
лярный объем, образующейся окисной пленки пок превышал объем
металла vM, из которого эта пленка возникла. Металлы, имеющие
отношение v0VJva < 1, подвергаются 'высокой скорости окисле-
ния, так как имеют несплошные, слабо защитные окисные
пленки. Наоборот, металлы с отношением v0K/vM > 1 обладают
защитнымй пленками, значительно замедляющими процесс окисле-
ния [90].
Зона роста пленки зависит от направления и скорости диф-
фузии реагирующих молекул и атомов агрессивной среды и атомов
металла. При диффузии атомов металла сквозь пленку наружу
зоной роста будет внешняя поверхность пленки, и, наоборот, зоной
роста пленки будет граница между металлом и пленкой, если сквозь
пленку диффундируют элементы агрессивной среды, главным обра-
зом кислород. Если скорости встречной диффузии металла и кис-
лорода соизмеримы, рост пленки будет происходить в толще самой
пленки. Для большинства случаев окисления металлов основным
направлением диффузии считается движение автомов металла
через пленку наружу и в меньшей мере — диффузия кислорода
в обратном направлении. При сплошности защитной пленки и боль-
шом ее сопротивлении диффузии скорость коррозии будет меньше,
и наоборот.
Влияние защитной пленки на скорость коррозии кроме сплош- ч
ности и хорошего сцепления с металлом будет зависеть еще и от ее
механической прочности, пластичности, коэффициента термиче-
ского расширения и др. Так как скорость диффузии быстро воз-
136

растает с температурой, скорость коррозии будет с ростом темпе-
ратуры увеличиваться. При температуре нагрева стали 220— 360° С
толщина окисной пленки достигает 400А и становится заметной
по появлению цветов побежалости. При температурах выше 600° С
газовая коррозия значительно увеличивается и углеродистая
сталь обыкновенного качества быстро покрывается толстым слоем
окислов (окалиной). Поскольку окалина не является прочной,
дает трещины и легко отслаивается от поверхности металла, окис-
ление получается непрерывным и при длительном действии высоких
температур весь металл рабочей поверхности детали может окис-
литься. Коррозия зависит не только от нагрева, но и от качества
металла и газовой среды. Отмеченные ранее детали двигателя —
выпускные клапаны и седла работают в условиях газовой среды
при высоких температурах — порядка 800—900° С (бензиновые
двигатели грузовых автомобилей), 650—760° С (двигатели легко-
вых автомобилей) и 700—750° С (двигатели с воспламенением
от сжатия) [43]. При длительном действии высоких температур,
и газовой среды защитная окисная пленка на поверхности металла
быстро разрушается, ускоряя процесс коррозии, вызываемой
выпускными газами. В результате рабочие поверхности головки
выпускного клапана и седла покрываются окалиной и часто наблю-
дается обгорание тарелки. Все это нарушает нормальную работу
двигателя. Поэтому для повышения долговечности клапанов необ-
ходим подбор жаростойких сталей и совершенство конструкции.
Сталь для изготовления клапанов должна обладать высокой кор-
розионной стойкостью, высоким пределом прочности и усталости
при вибрационных нагрузках, хорошей теплопроводностью при
высоких температурах и износостойкостью рабочей поверхности
тарелки и стержня.
Для повышения долговечности выпускных клапанов кроме
конструктивного усовершенствования применяется ряд других
способов: алитирование тарелки клапана, наплавка жаропрочными
специальными сплавами на основе кобальта (стеллиты) (например,
стеллит типа ВЗК применяется для наплавки выпускных кла-
панов двигателей автомобиля «Жигули»), никеля (нихромы) и др.
Для иллюстрации сказанного отметим, что выпускные клапаны
двигателей отечественных автомобилей изготовляются из сталей
5Х20Н4АГ9 (ЭПЗОЗ) — ГАЗ-53А и ВАЗ-2101 («Жигули»), ЭП332
(ЗИЛ-130) и наплавляются сплавами ВХН-1 на хромоникелевой
основе (ГАЗ-53, ЗИЛ-130).
Материалы для седел клапанов должны отвечать примерно тем
же требованиям коррозионной стойкости при воздействии горячих
газов, высокой усталостной прочности, достаточной теплопровод-
ности, жаропрочности, стойкости против ударного действия тарелки
клапана, высокой износостойкости при сухом трении и хорошей
обрабатываемости. Седла клапанов изготовляются из высокохро-
мистого белого чугуна (ЗИЛ, ЯМЗ), легированного чугуна (ГАЗ,
МЗМА). Для повышения износостойкости верхней части цилин-
137

дров (гильз), подвергающихся воздействию горячих газов, приме-'
няютсй вставки, изготовляемые из высокопрочного хромоникеле-
вого чугуна и запрессовываемые в цилиндры (гильзы) блока дви-
гателей ГАЗ.
Кроме указанных деталей газовой коррозия подвергаются глу-
шители, для изготовления которых используются коррозионно-
стойкие стали, например стали 0Х13Ю или 0Х13Т (автомобили
«Жигули»).
При электрохимической коррозии разрушение металла проис-
ходит под действием электролитов, представляющих собой водные
растворы солей, кислот и щелочей, а также тонкой пленки атмос-
ферной влаги, с растворенными в ней газами и другими веществами,
встречающимися в атмосфере.
Электрохимической коррозии подвергаются различные метал-
лические детали кузова, рамы, подвески. Отдельные участки поверх-
ностей указанных деталей почти всегда содержат загрязнения раз-
личными примесями, обладающими иными потенциалами, чем
основной металл. По этой причине под действием электролита на
металл деталей образуются микрогальванические элементы (пары).
Возникновение микроэлементов может быть не только по причине
загрязнения примесями, но и наличия деформированных и наиболее
напряженных участков металла, электродный потенциал которых
отличается от потенциала нормальных зерен металла. Зерна металла
являются анодами, а различные загрязнения и примеси или хими-
чески и физически неоднородные участки металла детали като-
дами. Как и в обычных гальванических элементах, анод раство-
ряется, а на катоде протекают процессы, сохраняющие его целост-
ность. Микрогальванические элементы отличаются от обычных-
в основном малой величиной площадей анода и катода и тем, что
электрический контакт между электродами осуществляется непо-
средственно через металл. Благодаря действию множества микро-
гальванических элементов и происходит электрохимическая кор-
розия, вызывающая разрушение металлических поверхностей дета-
лей и узлов машин.
Наиболее распространенным видом коррозии является атмо-
сферная коррозия, представляющая собой особый вид электро-
химической коррозии. При атмосферной коррозии роль электро-
лита чаще всего играет тонкая пленка адсорбированной влаги или
отдельные капли с растворенными в них газами и другими веще-
ствами, находящимися в’ атмосфере. Наибольшее влияние на ско-
рость атмосферной коррозии оказывает влажность воздуха и его
загрязненность, особенно агрессивными газами SO2, НО и др. При
относительной влажности воздуха выше 60—70% и наличии при-
меси до 0,01% SO2 скорость коррозии во много раз увеличивается.
При соединении двух металлов, имеющих различные потен-
циалы, и при наличии электролита возникает контактная корро-
зия, скорость протекания которой зависит от разности потенциалов
между металлами, от характера и электропроводности электро-
138

лита. Разрушение металла при контактной коррозии происходит
в виде язв и зависит от материала сопрягаемых деталей, влажности
атмосферы, числа колебаний и от давления на деталь.
Контактная коррозия может проявляться в виде коррозии
трения, если сопряженные детали работают в условиях трения или
вибрации, или относительного перемещения одной детали по отно-
шению к другой, например детали и узлы кузова, испытывающие
при движении автомобиля вибрации, подвержены коррозии тре-
нием.
При коррозии трением первоначально образуются мельчайшие
частицы дисперсного порошка, которые затем окисляются, превра-
щаясь в абразив. При наличии коррозионной среды в ряде случаев
могут образовываться различные химические соединения.
В первом случае в процессе трения будет наблюдаться абразив-
ный износ, во втором — образование защитного слоя на сопря-
женных поверхностях. В том случае, когда деталь подвергается
коррозии при динамическом или статическом напряжении, разли-
чают коррозию под напряжением.
Коррозия под напряжением вызывает коррозионно-механиче-
ские повреждения детали, возникающие в результате коррозион-
ной усталости и коррозионного растрескивания металла.
Коррозионно-усталостные разрушения детали наблюдаются при
одновременном действии коррозии и знакопеременной цагрузки-.
Например, такие детали несущих кузовов, как стойки, дуги каркаса,
несущие элементы облицовки и др. при движении автомобиля под-
вергаются знакопеременным нагрузкам и в условиях коррозион-
ной среды подвергаются коррозионной усталости. Под влиянием
коррозии на поверхности детали может возникнуть микроскопи-
ческое точечное коррозионное разрушение металла (питтинг),
которое может стать концентратором напряжений и причиной
зарождения микротрещины. Развитие трещины усталости под
воздействием коррозионной среды протекает более интенсивно по
сравнению с обычным усталостным разрушением.
Коррозионная усталость определяется прочностью и коррозион-
ной стойкостью металла деталей, активностью коррозионной среды,
действующими циклическими напряжениями и числом циклов
нагружения в единицу времени [64]. С уменьшением частоты циклов
предел коррозионной усталости при одной и той же базе снижается.
Предела коррозионной усталости нет, поскольку кривая устало-
сти в координатах о — N все время снижается. Это обстоятельство
объясняется тем, что коррозия может проявляться и без цикли-
ческой нагрузки.
Коррозионное растрескивание может возникать при статических
напряжениях в условиях агрессивной коррозионной среды. При-
чинами появления коррозионного растрескивания могут быть:
пониженная коррозионная стойкость границ зерен, уменьшение
межкристаллитной прочности вследствие наводораживания зерен,
сопровождающееся развитием значительных давлений. Коррозион-
139

ное растрескивание в виде малозаметных волосяных трещин наблю-
дается в деталях кузова, собранных с натягом, в штампованных
деталях облицовки и др.
Разрушение металла от коррозии носит различный характер
и может сопровождаться покрытием поверхности сплошным ров-
ным слоем без глубоких местных разъеданий (сплошная кор-
розия). Местная коррозия проявляется в виде пятен, покрываю-
щих значительные участки поверхности на небольшую глубину
(коррозия пятнами), или в виде точечных повреждений, глубина
которых может быть от небольших ямок до сквозного поражения
металла (точечная коррозия).
Наиболее опасной формой разрушения является межкристал-
литная (интеркристаллическая) .коррозия, которая распространя-
ется под поверхностным слоем металла, по границам кристаллитов.
В результате развития этой коррозии межкристаллитные связи
нарушаются, коррозия распространяется в глубь металла, вслед-
ствие чего механические свойства металла сильно снижаются.
Развитию межкристаллитной коррозии в большей мере способ-
ствуют силовые, особенно динамические нагрузки.
Для защиты деталей и узлов автомобилей от коррозии приме-
няется несколько способов нанесения различных покрытий. Из
применяемых защитных покрытий наибольшее распространение
получили лакокрасочные покрытия, которые будут в дальнейшем
рассмотрены при освещении технологии ремонта кузовов.
 Из других- неметаллических покрытий находят применение
пластмассовые покрытия в виде мелкодисперсного порошка, нано-
симые на поверхность детали различными способами напыления
(газопламенным, вихревым, вибро-вихревым и др.).
Гальваническими способами защиты деталей от коррозии явля-
ются хромирование, никелирование, цинкование. В авторемонтном
производстве хромовые и никелевые защитные покрытия нано-
сятся обычно на подслой меди. Меднение осуществляется электро-
литическим путем на толщину примерно 60—65% от общей толщины
защитного покрытия, никелирование обычно используется в ка-
честве второго слоя при трехслойном покрытии медь—Никель—
хром. Гальваническим покрытиям подвергаются многие детали
арматуры кузовов. Крупногабаритные детали кузова из тонколи-
стового материала, а также различные крепежные детали (болты,
гайки, винты й др.) подвергаются цинкованию.
Из химических защитных покрытий широкое распространение
получили оксидирование и фосфатирование. Долговечность оксид-
ных и фосфатных пленок значительно увеличивается при после-
дующей обработке смазочными маслами или после нанесения лако-
красочных покрытий.
Оксидированию подвергаются по преимуществу нормали и не-
которые детали арматуры кузова, а фосфатированию — металли-
ческие поверхности кузова. Фосфатирование растворами солей
фосфорной кислоты осуществляют в специальных ваннах или
140	;

грунтуют металлические поверхности фосфатирующими грунтами
на толщину 6—10 мкм.
Разрушение некоторых деталей и узлов автомобиля может
происходить еще и по причинам эрозионного изнашивания. В зави-
симости от условий работы детали будет проявляться различный
характер эрозионного взаимодействия. При работе/автомобиля
в запыленной атмосфере разрушение металлической облицовки
кузова, кабин, деталей агрегатов шасси, рамы будет происходить
от ударов твердых абразивных частиц.
Интенсивность эрозионного разрушения зависит от качества
материала и поверхностной твердости детали, размера и фермы
абразивных частиц и др.
Основным средством повышения долговечности деталей от эро-
зионного разрушения является подбор материалов, имеющих
высокие механические свойства и хорошую эрозионную износо-
стойкость.
§ 30.	ДЕФЕКТЫ ДЕТАЛЕЙ И ОТКАЗЫ АВТОМОБИЛЕЙ
Виды дефектов. В процессе длительной эксплуатации и хранения
автомобиля протекающие в нем вредные процессы приводят к раз-
личным дефектам деталей и отказам автомобиля.
Возникающие дефекты деталей условно можно разделить на три
группы: износы, коррозионные и механические повреждения, ста-
рение.
Износы деталей относятся к наиболее многочисленной группе
дефектов. В зависимости от видов изнашивания повреждения дета4
лей от износа могут быть разнообразными. При абразивном изна-
шивании рабочие поверхности деталей бывают покрыты много-
численными рисками и царапинами (цилиндры и гильзы цилин-
дров, шейки распределительных и коленчатых валов, крестовины
дифференциала и др.). При заедании поршня в цилиндре на по-
верхности последнего нередко получаются задиры в виде глубоких
и широких полос.
При молекулярно-механическом изнашивании и проявлении
схватывания при трении на поверхности одной из деталей могут
быть макроскопические вырывы и перенос материала на другую
деталь.
При усталостном изнашивании разрушение рабочих поверх-
ностей происходит вследствие отслаивания материала в виде чешуек
и образования ямок на рабочей поверхности (беговые дорожки
подшипников качения, зубья тяжело нагруженных шестерен коро-
бок передач и задних мостов, вкладыши коленчатого вала и др.).
В результате одновременного воздействия усталостного и меха-
нического изнашивания рабочие части деталей подвергаются смя-
тию, например шлицы полуосей.
Коррозионные разрушения в зависимости от вида коррозии
проявляются в виде раковин, образующихся при выгорании металла
141

под воздействием горячих газов, что наблюдается на фасках выпу-
скных клапанов, на глушителях или в виде окисления и отслаива-
ния поверхностных слоев металла (детали рам и кабин грузовых
автомобилей, детали подвески кузова легковых автомобилей, детали
оперения и др.).
Механические повреждения деталей вызываются действием мно-
гих вредных процессов: пиковых нагрузок, ударов, вибрации,
внутренних напряжений, усталости. К числу механических повреж-
дений относятся: трещины, поломки, дефомации в виде коробления,
изгиба, скручивания. Трещины наблюдаются в деталях рам, бло-
ках цилиндров, картерах коробок передач и задних мостов, и в боль-
шинстве своем причиной их возникновения являются нагрузки,
превосходящие допустимые значения, удары, вибрации.
Возникновение трещин, а нередко и поломок деталей, рабо-
тающих при знакопеременной нагрузке, происходит из-за усталости
металла, что имеет место в листах рессор, деталях рамы, коленча-
тых валах, шатунах. Потеря упругости пружин также вызывается
усталостью металла.
Деформации деталей, вызывающие нарушения взаимного рас-
положения отдельных рабочих поверхностей, например нарушение
соосности гнезд под вкладыши коренных подшипников и параллель-
ности осей коленчатого и распределительного валов, соосности
и параллельности отверстий под наружные кольца подшипников
качения в картерах коробок передач и задних мостов и в других
корпусных деталях, происходят под действием внутренних напря-
жений, возникающих в литых отливках корпусных деталей, не
подвергавшихся старению.
Изгибы происходят под действием больших изгибающих момен-
тов и динамических нагрузок в таких деталях, как коленчатые
валы, шатуны, лонжероны рам, балки передних осей. Своеобраз-,
ной формой изгиба в виде вмятин подвержены детали из листового
металла, например крылья.
Указанные дефекты проявляются в деталях обычно не обособ-
ленно, а в совокупности и в зависимости от величины и формы
проявления вызывают частичные или полные отказы автомо-
билей.
Виды отказов. По характеру проявления отказы могут быть
частичными (мелкими, текущими), полными, внезапными и посте-
пенными. Частичные (мелкие, текущие) отказы, например нагар
на электродах свечи, ослабление натяжения ремня вентилятора,
плохая регулировка карбюратора и т. п., почти не отражаются на
работоспособности автомобиля и в зависимости от характера и вели-
чины неисправностей устраняются в процессе ежедневного осмотра
и технического обслуживания автомобилей, а в отдельных случаях
и на линии непосредственно квалифицированным водителем.
При полных отказах автомобиль становится неработоспособ-
ным, требующим ремонта. Полные отказы могут возникнуть вне-
запно или в результате постепенного накопления неисправностей
142

деталей, узлов, механизмов, дальнейшее развитие которых сверх
значений, допускаемых техническими требованиями, приводит
к неработоспособности автомобиля.
Внезапные отказы могут проявляться в виде деформации или
поломок деталей в результате действия пиковых нагрузок или
в виде трещин, возникающих из-за больших внутренних остаточ-
ных напряжений, из-за пороков в металле деталей (раковины,
поры, волосовины и пр.), при наличии которых в деталях, работаю-
щих при переменных напряжениях, могут быть поломки. Поломки'
деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, по причине
усталости могут происходить вследствие нарушения технологии
изготовления или восстановления деталей, например из-за невы-
держивания при шлифовании радиуса галтелей в таких деталях,
как коленчатые валы, поворотные цапфы и др., или больших растя-
гивающих напряжений после наплавки шеек и т. п. Наконец,
внезапные отказы могут быть и по причинам низкого качества
запасных частей и отдельных узлов, например рессор, амортиза-
торов, а также грубого нарушения правил технической эксплуа-
тации, приводящего к различного рода аварийным поломкам.
Постепенные отказы возникают преимущественно по причинам
износа деталей, коррозии и усталости металла. Постепенные отказы
первоначально, по мере увеличения продолжительности эксплуа-
тации, приводят к ухудшению технического состояния автомобиля:
рост зазора в сопряжениях, нарушение начального взаимного
расположения деталей в узле, механизме, изменение свойств по-
верхностных слоев металла, наличие следов коррозии и др. Когда
же числовые значения износбв деталей превосходят предельные
значения, а коррозионные повреждения проявляются в виде раз-
личного характера трещин или обгорания, например фасок и гнезд
выпускных клапанов, наступают полные отказы, выражающиеся
в недопустимом стуке деталей вследствие возросшего зазора в сопря-
жениях, расходе топлива и смазки, падении мощности двигателя
и силы тяги, полной непригодности кузова и др.
Первые отказы новых автомобилей, вступивших в эксплуата-
цию, характеризуют качество.их конструкции и изготовления.
Все последующие (повторные) отказы после проведения технического
обслуживания и текущих ремонтов до поступления автомобиля
или агрегатов в капитальный ремонт позволяют судить о качестве
технического обслуживания и текущих ремонтов, а нередко и
о качестве заменяемых при этом деталей и узлов.
Отказы капитально отремонтированных автомобилей характе-
ризуют технический уровень авторемонтного предприятия, про-
водившего капитальный ремонт, и качество последнего. Поэтому
задачей авторемонтного производства является высококачествен-
ное устранение всех дефектов, встречающихся в автомобиле, и
проведение капитального ремонта на уровне, обеспечивающем
высокое качество и надежность, мало отличающиеся от качества
и надежности нового автомобиля.
143

ГЛАВА XII
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ
ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
АВТОМОБИЛЕЙ
§ 31.	ПОКАЗАТЕЛИ И ОЦЕНКА УРОВНЯ КАЧЕСТВА РЕМОНТА
АВТОМОБИЛЕЙ
Высокое качество капитального ремонта автомобилей позво-
ляет снизить затраты на техническое обслуживание и текущие
ремонты, расход запасных частей и простои автомобилей в эксплуа-
тации по причине различных отказов. Все это в масштабах страны
обеспечивает огромную экономию денежных и материальных средств,
которые могут быть использованы на другие, цели, в том числе
и на производство новых автомобилей.
В соответствии с ГОСТ 15467—70 нод качеством капитально
отремонтированного автомобиля следует понимать совокупность
свойств автомобиля, определяющих его пригодность для использо-
вания по назначению. Автомобиль обладает большим числом раз-
личных свойств: надежностью, динамичностью, управляемостью,
маневренностью, устойчивостью, экономичностью, комфортабель-
ностью и многими другими свойствами, определение количествен-
ных характеристик которых для оценки качества было бы крайне
затруднительно. Поэтому в зависимости от условий обычно выби-
раются основные, наиболее характерные показатели, которыми
достаточно объективно можно оценить качество автомобиля. Каче-
ство капитально отремонтированного автомобиля может быть
оценено единичными, комплексными или интегральными показате-
лями. Единичный показатель качества относится только к од-
ному из свойств автомобиля, например наработке автомобиля до
первого отказа.
Комплексный показатель качества относится к~ нескольким
свойствам, например к динамичности и управляемости автомо-
билем. Интегральный показатель является комплексным и по
ГОСТ 15467—70 характеризует отношение суммарного полезного
эффекта от эксплуатации автомобиля к суммарным затратам на его
изготовление и эксплуатацию.
Оценка качества отремонтированного автомобиля может произ-
водиться сравнением показателей его качества с базовыми пока-
зателями, которыми могут быть соответствующие показатели нового
автомобиля той же модели или автомобиля, отремонтированного
на передовом специализированном заводе. Такая оценка позволяет
судить об уровне качества изделия (агрегата, автомобиля, узла),
под которым понимается характеристика качества изделия, осно-
ванная на сравнении совокупности показателей их качества с соот-
ветствующей совокупностью базовых показателей.
144

Оценка уровня качества изделий согласно ГОСТ 16431—70
может производиться тремя методами; дифференциальным, ком-
плексным и смешанным. При дифференциальном методе оценки
уровня качества изделия сравниваются единичные показатели
с соответствующими показателями базовой модели. Данный метод
позволяет выявить отдельные недостатки изделий и принимать
необходимые меры по их устранению.
Комплексным методом уровень качества изделий оценивается
с использованием обобщенного показателя, характеризующего
совокупность свойств изделия, по которой принято решение оце-
нивать его качество.
При смешанном методе оценки уровня качества используются
единичные и комплексные показатели качества изделия. Обобщен-
ный показатель при этом методе не используется.
Таким образом, сущность оценки уровня качества изделий
заключается в выборе номенклатуры и установлении численных
значений показателей качества, а также значений базовых и отно-
сительных показателей. При установлении численного значения
обобщенного показателя необходимо учитывать коэффициенты ве-
сомости, т. е. количественную характеристику данного показа-
теля среди других показателей, входящих в обобщенный показа-
тель. При этом совокупность свойств изделий, оцениваемая обоб-
щенным показателем, может характеризоваться единичными и
комплексными или только комплексными, в том числе и интеграль-
ными показателями качеств изделий. Выбор номенклатуры показа-
телей качеств, в том числе и численных значений базовых, показа-
телей, зависит от цели оценки уровня качества и должен быть
достаточным для этой'цели. На’ разных уровнях управления каче-
ством изделий применяются различные обобщенные показатели.
Так, например, Ярославский моторный завод оценку уровня каче-
ства двигателей осуществляет по следующей формуле [72]:
#ов = 5 [1 — (0,01271 + 0,001 /72 + 0,0005773 + 0,005/74+К/76)] + 776,
где 77х — количество нарушенных операций в процентах к общему
числу проверенных операций; 772 — количество случаев съема
двигателей при испытаниях по вине цеха; П3 — количество слу-
чаев съема агрегатов при испытаниях по вине цеха; — коли-
чество двигателей, зарекламированных по вине цеха; К — коэф-
фициент, равный 0,005 для механических и заготовительных цехов
и 0,01 для сборочных; /75 — процент возврата продукции с первого
предъявления отделом технического контроля; Пв — частный пока-
затель качества, зависящий от фактических убытков брака. При
снижении убытков от брака является положительной величиной,
при увеличении — отрицательной.
Имеется шкала значений коэффициента Пе в зависимости от про-
цента брака по сравнению с нормативом,-установленным на заводе.
Численные значения при показателях 77х—774, приведенные в фор-
муле, характеризуют коэффиценты весомости этих показателей.
145

На основе-показателя уровня качества проводится анализ деятель-
ности цеха и выявляются участки работы, на которые должно
быть обращено внимание.
Наиболее обобщенным показателем уровня качества нового
автомобиля является показатель, определяемый отношением
k —____2_
°б Си + Сэ*
Уровень качества капитально отремонтированного автомобиля
или агрегата можно оценить обобщенным показателем '
где Q и Q' — объем транспортной работы, выполненной новым
и капитально отремонтированным автомобилем за срок службы
до капитального ремонта или за другой принятый срок; си и ср —
стоимость изготовления и капитального ремонта; с3 и с'э — стои-
мость эксплуатации нового и отремонтированного автомобилей.
Уровень качества капитально отремонтированного автомобиля
по сравнению с уровнем качества нового автомобиля той же модели
без учета влияния технической эстетики можно оценить коэффи-
циентом ,
L __	__ Q' (Си С»)
Q(cp+c0 *
Из 'приведенной формулы следует, что уровень качества отре-
монтированного автомобиля выражается безразмерной величиной,
что позволяет оценивать качество ремонта также агрегатов и узлов
автомобиля и других машин. В настоящее время передовыми пред-
приятиями значение коэффициента kp доведено до 0,8. По мере со-
вершенствования организации и технологии авторемонтного произ-
водства значение коэффициента kp все более должно приближаться
к единице.
Изложенная оценка качества не раскрывает картины того, как
будет проявляться качество капитально отремонтированного авто-
мобиля во времени. Эти вопросы можно решать на основе значений
основных закономерностей новой науки — надежности изделий.
§ 32.	НАДЕЖНОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ
Основные определения. Создание автомобилей высокой надежно-
сти и долговечности, обеспечивающих нормальное функционирова-
ние машин за весь период эксплуатации, является задачей авто-
мобильной промышленности.
Поддержание же надежности автомобилей в процессе эксплуа-
тации путем проведения своевременного и высококачественного
технического обслуживания входит в компетенцию автотранспорт-
ных предприятий.
146

Возвращение автомобилям утраченной ими работоспособности
в результате длительной эксплуатации должно осуществляться
в процессе воспроизводства автомобилей на авторемонтных заводах.
При этом автомобилю должна быть вновь придана надежность
и долговечность, мало отличающиеся от надежности и долговеч-
ности нового автомобиля.
Осуществление этих задач возможно лишь при условии высо-
кого качества всех стадий работ от конструирования, производ-
ства, эксплуатации и ремонта автомобилей.
Понятие качества машин и других изделий изменилось в связи
с общим техническим прогрессом. Начальные технические харак-
теристики автомобиля: развиваемая двигателем мощность, удель-
ный расход топлива, тяговые свойства и др. характеризуют необ-
ходимое, но недостаточное условие качества автомобиля. Важно,
чтобы автомобиль имел не только высокие начальные характери-
стики, но и обладал способностью длительное время сохранять их
в процессе эксплуатации. Отсюда следует, что физический смысл
надежности заключается в способности автомобиля (детали, узла,
агрегата) сохранять свои начальные технические характеристики
во времени.
Следует заметить, что некоторые технические характеристики
могут быть не связаны между собой. Например, автомобиль может
иметь высокие тяговые свойства, хорошие маневренность и про-
ходимость, но повышенный расход топлива и др. Надежность же
связана со всеми техническими свойствами автомобиля и характери-
зует, как они проявляются в процессе эксплуатации. Таким образом,
надежность является наиболее общим, комплексным свойством, ха-
рактеризующим качество, любого технического изделия [5, 15, 105].
Надежность автомобиля зависит не только от качества деталей,
узлов, механизмов, агрегатов, но и от их количества. Определять
показатели надежности следует только для определенного, задан-
ного промежутка времени, выражаемого в километрах пробега или
в часах работы автомобиля (агрегата, узла) в конкретных усло-
виях эксплуатации.
Для более глубокого уяснения вопросов надежности необхо-
димо вначале рассмотреть основные определения надежности,
пользуясь терминологией, установленной ГОСТ 13377—67.
Надежностью^ широком смысле называется свойство
изделия (автомобиля, его агрегатов и узлов) выполнять заданные
функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных
пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой
наработки. Надежность автомобиля обусловливается его безотказ-
ностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, а также долго-
вечностью его частей. Следовательно, надежным надлежит счи-
тать не только автомобиль, не имеющий отказов, приводящих к его,
неработоспособности, но и автомобиль, эксплуатационные качества
которого — топливная экономичность, динамичность и др. — на-
ходятся на должном уровне.
147

Надежность автомобиля определяется совершенством его кон-
струкции -и технологии изготовления и во многом зависит от усло-
вий эксплуатации. Надежность капитально отремонтированного
автомобиля в основном зависит от качества ремонта и условий
эксплуатации.
Работоспособность — состояние автомобиля, при
котором он способен выполнять заданные функции с пара-
метрами, установленными требованиями технической документа-
ции.
Безотказность — свойство автомобиля сохранять рабо-
тоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных
перерывов. Отказ — событие, заключающееся в нарушении рабо-
тоспособности. Признаки отказов (критерии)' рекомендуется ого-
варивать в технической документации.
Неисправность — состояние изделия, при котором оно
не соответствует хотя бы одному из требований технической до-
кументации. Следует различать неисправности, не приводящие
к отказам, и неисправности, вызывающие отказ. Например, автомо-
биль с помятым крылом неисправен, но не вызывает отказ, по-
скольку не нарушает работоспособность. Прокол же шины — неис-
правность, вызывающая отказ.
Н а р а бот к а — продолжительность или объем работы авто-
мобиля, измеряемые в километрах пробега или в часах работы
агрегата, узла, например двигателя, масляного насоса при стендо-
вых испытаниях и др.
В процессе эксплуатации или испытаний можно различать
суточную наработку, месячную, наработку до первого отказа,
наработку между отказами.	*
Долговечность — свойство автомобиля, агрегата, узла
сопряжения сохранять работоспособность до предельного состоя-
ния с необходимыми перерывами для технического обслуживания
и ремонтов. Предельное состояние изделия определяется невозмож-
ностью его дальнейшей эксплуатации или снижением эффектив-
ности, или требованиями безопасности и оговаривается в техни-
ческой документации. Показателями долговечности могут служить
ресурс, срок службы.
Ремонтопригодность — свойство автомобиля (агре-
гата, узла), заключающееся в его приспособленности к предупреж-
дению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем
проведения технического обслуживания и ремонтов.
Под устранением отказов подразумевается восстановление рабо-
тоспособности. Показателями ремонтопригодности могут служить,
например, среднее время восстановления, вероятность выполнения
. ремонта в заданное время, средняя стоимость технического обслу-
живания.
Сохраняемость — свойство автомобиля сохранять обус-
ловленные эксплуатационные показатели в течение и после срока
хранения и транспортирования, установленного в технической
148

документации. Показателем сохраняемости может служить сред-
ний срок сохранности.
К частным показателям безотказности относятся следующие.
Верятность безотказной работы Р (/) — вероятность того, что
в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки
не возникнет отказ изделия.
Интенсивность отказов % (0 — вероятность отка-
за неремонтируемого изделия в единицу времени после данного
момента времени и при условии, что отказ до этого момента не возник.
Наработка на отказ — среднее значение наработки
ремонтируемого агрегата, .узла, автомобиля между отказами. Если
наработка выражается в единицах времени, можно применять тер-
мин «среднее время безотказной работы». Средняя наработка до
первого отказа — среднее значение наработки изделий в партии
до первого отказа.
Параметр потока отказов — среднее количество от-
казов ремонтируемого изделия, отнесенное к единице времени и взя-
тое для рассматриваемого момента времени. Под потоком отказов
понимается последовательность отказов, происходящих один за
другим в случайные моменты времени.
Безотказность автомобилей (агрегатов, узлов, деталей), при-
надлежащих к числу ремонтируемых изделий, может характери-
зоваться такими показателями, как вероятность безотказной ра-
боты, наработка на отказ, параметр потока отказов.
Для перемонтируемых изделий или заменяемых после первого
отказа, а также изделий, для которых по условиям безопасности
отказы недопустимы, показателями безотказности могут служить
вероятность безотказной работы, интенсивность отказов. К числу
перемонтируемых изделий в автомобиле относятся различные
детали: поршни, поршневые кольца, подшипники качения, пру-
жины и др.
Частными показателями долговечности являются следующие.
Ресурс /р — наработка изделия до предельного состояния,
оговоренного в технической документации. В отношении автомо-
биля и его агрегатов можно различать ресурс до первого капиталь-
ного ремонта, межремонтный и средний ресурсы.
Гамма-процентный ресурс — ресурс, который
имеет и превышает в среднем обусловленное число у процентов
изделий данного типа. Обусловленный процент изделий у явля-
ется регламентированной вероятностью. Если, например, у =
= 90%, то соответствующий ресурс автомобиля или агрегата сле-
дует называть девяностопроцентный ресурс и т. д.
Срок службы — календарная продолжительность экс-
плуатации автомобиля (агрегата, узла, детали) до момента возник-
новения предельного состояния, оговоренного в технической доку-
ментации, или до списания. Различают срок службы до первого
капитального ремонта, срок службы между капитальными ремон-
тами, средний срок службы, срок службы до списания и др.
149

Срок гарантии — период, в течение которого изгото-
витель гарантирует и обеспечивает выполнение установленных
требований к изделию при условии соблюдения потребителем пра-
вил эксплуатацииj в том числе правил хранения и транспортиро-
вания.
Гарантийная наработка (гарантийный ресурс) —
наработка автомобилем, до завершения которой завод-изготовитель
гарантирует и обеспечивает выполнение определенных требований
к изделию при условии соблюдения потребителем правил эксплуа-
тации, в том числе правил хранения и транспортирования.
Определение показателей надежности. Время безотказной рабо-
ты, или время возникновения отказа, представляет собой случай-
ное явление, поэтому статистические характеристики надежности
носят вероятностный характер и могут быть определены из опыта
на основе статистических данных.
Если t — время, в течение которого необходимо определить
вероятность безотказной работы р (/) автомобиля, агрегата, узла,
а Т — время от начала его работьгдо первого отказа, тогда веро-
ятность безотказной работы
р(0=р(Т>0.
Отсюда следует, что время Т безотказной работы автомобиля
больше времени, в течение которого определяется вероятность
безотказной работы. Вероятность безотказной работы является •
убывающей функцией времени.
Другие свойства вероятности безотказной работы:
0<р(/)<1; р (0) = 1;. р (оо) = 0.
Событием, противоположным вероятности безотказной работы,
является вероятность отказа
<7(0 = 1-р(0,
так как
р(/) = р(Т>/),
то
9(0=р(Т<0-
Отсюда следует, что вероятность отказа является интеграль-
ной функцией распределения времени Т, Представляющей собой
вероятность того, что время безотказной работы не превзойдет
некоторого значения времени, т. е.
9(0=/;(/)=р(Т<0.
При любых значениях t событие Т < t означает отказ в течение
времени Т, а вероятность р (Т <7) — вероятность отказа за время t.
Вероятность наступления отказа q (/) с увеличением времени работы
автомобиля растет. При t = 0 q (/) = 0. При любых значениях
4 > ti вероятность отказа q(Q> q(tj), т. е. функция распреде-
ления F (t), является неубывающей функцией. При /-> со значение
150

q (/) стремится к единице, при этом вероятность отказа становится
достоверным событием. Производная от функции распределения
F (/) представляет собой дифференциальный закон распределения
времени безотказной работы или плотность распределения времени t
безотказной работы
(0-/(0.
Плотность распределения времени t безотказной работы, так
же как и любой другой случайной величины, изображается кривой
распределения.
Средняя наработка до отказа (перемонтируемых деталей и узлов
автомобиля) определяется как математическое ожидание времени
безотказной работы
0
Здесь / (0 — плотность вероятности распределения случайной вели-
чины t.
Пользуясь статистическими данными, среднюю наработку на
отказ испытываемой (наблюдаемой) группы одномарочных автомо-
билей определяют отношением суммарного времени наработки каж-
дого из них до появления отказа к общему числу автомобилей, над
которыми ведется наблюдение,
где ti — время безотказной работы г-го автомобиля; п — общее
число наблюдаемых автомобилей.
Имея статистические данные о наработке автомобилей и сведя
их в ряды распределения, можно определить расчетом средний срок
службы автомобилей по способу моментов. Это целесообразно в тех
случаях, когда необходимо знать закон распределения времени
безотказной работы с целью определения вероятностных показа-
телей надежности.
Среднее время безотказной работы связано с вероятностью
безотказной работы зависимостью
о
из которой следует, что /ср — площадь под кривой вероятности
безотказной работы. Среднее время безотказной работы не характе-
ризует в полной мере срок службы автомобилей. Для этой цели
необходимо знать величину рассеяния /ср, оцениваемую средне-
квадратичным значением времени безотказной работы автомобиля.
Для определения /ср необходимо фиксировать при испытании
(наблюдении) автомобилей время отказов каждого из них. При этом
151

отказавшие автомобили в дальнейшем исключаются из наблюдения.
Отсюда следует, что /ср учитывает срок службы группы автомоби-
лей до их первого отказа/
Вероятность безотказной работы на протяжении наработки
00
t
Статистически
где N — число автомобилей, оставшихся работоспособными до
конца наработки t.
Интенсивность отказов представляет собой отношение плотно-
сти распределения наработки до отказа /(/) к вероятности безотказ-
ной работы /?(/):
1 (t\ — F
-	~P(ty
Статистически
, ,A W(n-AT(/+A0
где N — количество работоспособных изделий к рассматриваемому
моменту времени А/ (числитель выражает число изделий, отказав-
ших в единицу времени).
Для ремонтируемых изделий ГОСТ 13377—67 рекомендует опре-
делять следующие показатели надежности.
Среднее число отказов тср до наработки t
S mi Ю
тйр = —----->
ч> п ’
где п — число испытываемых, или наблюдаемых автомобилей.
Параметр потока отказов, т. е. отношение числа отказов в еди-
ницу времени к общему числу наблюдаемых автомобилей,
п	п
2 т, (/4-ДО- У т{ (t)
Наработка на отказ за период от до
р 	^2 —
^ср (^2) ^ср (^1)
Вероятность безотказной работы в период между наработками
и /2
Р & - ti) = exp [Н (4) - Н (f2)];
здесь Я((2) и Я((х) — характеристики потока отказов за периоды
t2 и /х.
152	'

В общем виде	п
У mt (f)
/7(/) = .lim ‘-=4—.
п -> оо	а
При постепенных (износных) отказах за распределение нара-
ботки до отказа можно , принимать нормальное распределение.
При этом время безотказной работы автомобилей (агрегатов,
узлов) определяется интегрированием площади кривой распреде-
ления. Так как автомобили вступают в работу в момент времени
/ = О, а не / = — оо, интегрирование ведется на участке длиной
от 0 до t.
Вследствие этого для расчетов характеристики надежности ис-
пользуется усеченный нормальный закон распределения, который
отличается от нормального закона лишь тем, что пределы изменения
случайной величины t ограничиваются.
Плотность вероятности распределения случайной величины
в усеченном нормальном законе выражается уравнением
а-м2
= 2<J2 ,
где с — нормирующий множитель, определяемый из условия, что
площадь под кривой усеченного нормального распределения равна
единице
о
При значениях случайной величины t, лежащих в интервале
от 0 до оо, нормирующий множитель
1
с =------7м*
0,5+ Ф
\° /
Вероятность безотказной, работы агрегата, узла или детали
в течение времени t
р (!) =с Го,5+Ф Ml =.-------М[о,5 + фМ1 =
L \	o,.5+0PML k с П
- ‘+фМ
'+О '
Здесь t0 — математическое ожидание; о — среднеквадратичное зна-
чение случайной величины.
Значения функции находят из таблиц. Однако в тех случаях,
когда о t0, при расчете характеристик надежности можно поль-
зоваться нормальным законом без его усечения. Уже при i0/o > 2,
что, как правило, и имеет место на практике, при расчетах надеж-
153

ности деталей, узлов, агрегатов автомобилей значение нормирую-
щего множителя с мало отличается от единицы.
Вероятность отказа в течение времени от t = 0 до t будет опре-
деляться площадью под кривой нормального распределения на
участке длиной от 0 до t
или
<7(0 = 1-----Ь е 202 dt.
' о У 2л J
Интеграл в правой части формулы представляет собой вероят-
ность безотказной работы детали, узла за время от t = 0 до t:
___1
о У 2л
(t-M2
202 dt.
При новой переменной г = -—-	вероятность
работы
Z2
. е 2 dz.
t-t<,
О
безотказной
Если воспользоваться функцией Лапласа, то можно написать
1 а _ ?!	1	?	_ ?!
-?= f е 2 dz-У—^ \ е 2dz = 0,5.
/2л 3	/2л j J
0	t — to
G
Так как первый член суммы есть Ф(г), а второй — вероятность
безотказной работы p(t), то
откуда
(0=0,5,
р(0 = 0,5-ф(Ц±°).
Формула позволяет определять вероятность безотказной работы
деталей, узлов по постепенным (износным) отказам для случаев,
- когда о «С /0-
На рис. 62, а, б, в приведены графики параметров надежности
различных узлов и агрегатов автомобилей, рассчитанные по изло-
женной здесь методике обработки статистических данных и расчета
характеристик надежности для постепенных (износных) отказов.
Кроме износных отказов могут быть и внезапные отказы, приме-
ром для которых можно назвать прокол шин. Вероятность безотказ-
154

ной работы при внезапных отказах подчиняется экспоненциальному
закону с плотностью вероятности, определяемому уравнением
Ф (/) =
где X — постоянная величина — интенсивность отказов; t — время
работы узла, агрегата, автомобиля, для которых определяется
безотказность работы.
Интегральная функ-
ция экспоненциального
распределения
F(/) = l-e-4
Так как интенсивность
отказов % является по-
стоянной величиной, то
справедливо условие
Х(0 = %.
Рис. 62. Показатели надежности: а, б — двигателей ЗИЛ-130 и ЗИЛ-158;
в — рессор автомобилей ЗИЛ-164;
1 — полигон распределения времени безотказной работы; 2 — теоретическая кривая
распределения времени безотказной работы; 3 — вероятность безотказной работы;
4 — интенсивность отказов; Р (L) — вероятность безотказной работы; X (L) —• ин-
тенсивность отказов
Ранее указывалось, что %(/) =	отсюда вероятность
безотказной работы
p(i)=^ = ^ = e-»
Среднее время безотказной работы (наработка на отказ) являет-
ся величиной, обратной интенсивности отказов,
t = —
*сР К 
155

Отсюда вероятность безотказной работы может быть выражена так:
•	'	___t_
p(f) = e zcp.
При t — /ср вероятность безотказной работы
p(/) = e-i = l~0,37.
Отсюда следует, что при экспоненциальном законе вероятность
безотказной работы в течение среднего времени уменьшается в е
раз. Следовательно, в отличие от нормального распределения, при
котором к моменту наступления среднего времени (средней нара-
ботки на отказ) возникает примерно 50% отказов, а 50% после
этого момента, при экспоненциальном распределении к моменту,
соответствующему среднему времени работы узла или механизма,
63% откажут и только 37% останутся работоспособными.
Заметим одну важную особенность экспоненциального распре-
деления — среднее время безотказной работы (математическое ожи-
дание) и среднеквадратическое отклонение равны между собой
<ср=ог(о=/що.
Это обстоятельство может служить на практике критерием согласия
эмпирического распределения- долговечности деталей, узлов, меха-
низмов экспоненциальному закону.
Экспоненциальное распределение справедливо, когда интенсив-
ность отказов постоянна и находит применение при изучении на-
дежности новых автомобилей, впервые вступивших в эксплуата-
цию, до момента, когда износных отказов не наблюдается. К моменту
же поступления автомобилей в капитальный ремонт отказы носят
комплексный характер внезапных и износных, больше всего
последних. В капитально же отремонтированных автомобилях, как
будет далее показано, внезапные и износные отказы могут прояв-
ляться совместно и возникать в более ранние сроки эксплуатации,
по сравнению с новыми автомобилями.
Надежность автомобиля- как сложной системы зависит от
надежности отдельных деталей и при последовательном соединении
по известной теореме умножения вероятностей равна произведению
вероятностей безотказной работы отдельных деталей
п .
лю=Р1(/)Р2(0...рл(0=П мо.
I — 1
При одинаковой и равной надежности деталей вероятность безот-
казной работы автомобиля была бы равна
Р. = р1
и вероятность отказа автомобиля
<7а=1-(1-?<)" = <7?-
156

Однако это идеальный случай, так как детали и узлы автомобиля
имеют разную долговечность.
Из приведенных зависимостей следует, что надежность отдель-
ных деталей и узлов должна быть весьма высокой по сравнению
с надежностью автомобиля в целом. Так, например, при вероят-
ности отказа автомобиля — 0,01 и количестве деталей, равном
100, допустимая вероятность отказа каждой детали (узла, механиз-
ма) должна быть не выше 10~4. Достигнуть столь высокой надеж-
ности деталей за весь амортизационный срок автомобилей практи-
чески невозможно. Однако повышать равноизносостойкость рабочих
поверхностей деталей и их долговечность необходимо не только в
процессе производства новых автомобилей, но и особенно при капи-
тальном ремонте.	л
Рассмотренные количественные характеристики надежности не
выражают комплексную .оценку надежности автомобиля или его
агрегатов и узлов с учетом как времени работы, так и времени на
предупреждение и устранение отказов, т. е. на проведение техни-
. ческих осмотров и ремонтов. Таким образом, они не учитывают
свойства ремонтопригодности — одного из основных элементов
надежности. Очевидно, наряду с безотказностью, автомобиль будет
более надежным, если время, затрачиваемое на проведение опера-
ции технического обслуживания и ремонтов за принятый кален-
дарный срок, будет минимальным. Поэтому оценка надежности
автомобилей в практических условиях (в автохозяйствах) допол-
нительно к рассмотренным характеристикам может быть произве-
дена при помощи коэффициентов технйческого использования и
коэффициентов готовности.
Под коэффициентом технического использования k„ понимается
отношение суммарной наработки автомобиля на отказ за при-
нятый период эксплуатации к сумме времени наработки, на техни-
ческое обслуживание /0 и ремонт /рем за тот же период эксплуа-
тации ,	'	/р
*р-Но-Нрем ’
Коэффициент технического использования характеризует на-
дежность автомобиля как в отношении безотказной работы, так и
ремонтопригодности, поскольку позволяет учесть затраты времени
на устранение всех видов отказов, производимое в автохозяйствах
в процессе проведения технического обслуживания и текущего
ремонта.
Ремонтопригодность автомобиля наиболее полно можно оценить
при помощи коэффициента технического использования, если пока-
затели /р, /0 и /рем взять за полный цикл эксплуатации до капиталь-
ного ремонта автомобиля.
Другим показателем надежности может служить коэффициент
технической готовности, .представляющий собой вероятность на-
хождения автомобиля в произвольный момент времени в состоянии
готовности, т. е. в исправном состоянии.
157

Коэффициент технической готовности
k - <р
Г	*р + <рем ’
где /р — среднее время безотказной работы за определенный пе-
риод эксплуатации; /рем— среднее время, затраченное на ремонт
за тот же период эксплуатации.
По опытным данным и приведенным здесь зависимостям опре-
деляется статистическая оценка показателей надежности. При
большом числе наблюдаемых (испытываемых) автомобилей стати-
стическая оценка слабо отличается от вероятностной.
Для опытного определения показателей надежности проводят
испытания или наблюдения за эксплуатацией автомобилей в задан-
ных условиях. При этом для перемонтируемых деталей определяют
наработки их до отказа tlt tn, для ремонтируемых же — число
отказов каждого из изделий (деталей, узлов, агрегатов, автомоби-
лей). Минимальное число объектов наблюдения определяется двумя
методами (ГОСТ 17510—72) — параметрическим, когда известен
закон распределения исследуемой случайной величины, и непара-
метрическим, когда вид закона распределения неизвестен.
Число объектов наблюдения N определяют в зависимости от
относительной ошибки А среднего значения Zcp исследуемой слу-
чайной величины (наработка до первого отказа, ресурс, срок служ-
бы и т. п.) с доверительной вероятностью 0 и ожидаемой величины
коэффициента вариации Va. Значения А, 0, Va и N взаимосвязаны.
Чем меньше относительная ошибка Л и больше доверительная
'вероятность 0, тем больше должно быть число наблюдаемых
(испытываемых) объектов. Поэтому значения ’ А и 0 выбирают
исходя из назначения детали, узла, агрегата. Для автомобильных
конструкций принимают 0 ~ 0,7 ч- 0,95 и А = 0,05 ч- 0,25. От-
раслевым стандартом ОСТ 37.001.043—72, дополнительным к ГОСТ
17510—72, рекомендуется принимать для деталей, обусловливающих
внешний вид, комфортабельность автомобиля, 0 = 0,7 ч- 0,8; для
основных деталей автомобилей 0 — 0,8 ч- 0,95 и для деталей,
узлов и агрегатов, связанных с безопасностью движения, 0 = 0,95.
Величину относительной ошибки определяют из соотношения
л	^СР
,где tB — верхняя односторонняя доверительная граница; Zcp —
среднее значение наработки до первого отказа, или средний ресурс,
или средний срок службы (в зависимости от того, что определяется).
Число объектов наблюдений зависит от вида закона распреде-
ления исследуемой случайной величины и коэффициента вариации
и может быть определено по имеющимся формулам и таблицам,
приводимым в указанном ГОСТе, или по номограммам и таблицам
отраслевого стандарта.
158

Для определения числа объектов наблюдения, когда закон
распределения случайной величины неизвестен, задаются требуе-
мой минимальной величиной вероятности безотказной работы p(t)
в течение времени t с доверительной вероятностью 0. Число объектов
наблюдения определяют по формуле
у._1П(1-0)	
1пр(0
или по таблицам, приводимым в указанных источниках.
Испытание или наблюдение за эксплуатацией автомобилей целе-
сообразно проводить раздельно за автомобилями, впервые всту-
пившими в эксплуатацию, т. е. новыми, и капитально отремонти-
рованными.
Смешение в одну наблюдаемую группу новых и капитально от-
ремонтированных автомобилей нецелесообразно по тем причинам,
что получаемые характеристики надежности были бы лишены
практического смысла, поскольку по ним нельзя было бы сделать
надлежащих выводов по улучшению надежности автомобилей как
для автопромышленности, так и для авторемонтного производства.
Для расчета вероятностных показателей надежности автомо-
билей (деталей, узлов, агрегатов) опытный статистический мате-
риал по отказам автомобилей, сведенный в ряды распределения,
подлежит обработке в следующей последовательности. Определя-
ются статистические характеристики распределения: среднее зна-
чение, дисперсия, затем устанавливается соответствие эмпири-
ческого распределения наработки автомобилей на отказ теорети-
ческому закону распределения при помощи критериев согласия
Колмогорова [критерий P(Z)] или Пирсона (критерий %2). Если
критерий согласия меньше 0,10, то принятое распределение должно
быть отвергнуто как неправдоподобное. Если же критерий Р(Х)
или %2 выше указанной величины, то оно может быть принято
как отвечающее данным опыта. На основе полученного закона рас-
пределения наработки на отказ рассчитываются вероятностные
показатели надежности — вероятность безотказной работы, сред-
ний срок службы и др.
Изучение надежности автомобилей, его агрегатов и узлов поз-
воляет обоснованно подходить к расчету запасных частей и повы-
шению долговечности деталей путем конструктивных и технологи-
ческих мероприятий, а при ремонте — к применению наиболее
рациональных способов восстановления деталей и высококаче-
ственной сборки автомобилй.
§ 33. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ
ИХ РЕМОНТА
\
Рассмотрим кратко, причины, вызывающие иную, несколько
меньшую, надежность и долговечность отремонтированных автомо-
билей по сравнению _с новыми, и пути обеспечения высокого их
159

значения. В процессе капитального ремонта сборка автомобилей
производится из деталей, восстановленных разными способами,
деталей с допустимым износом, имеющих различную остаточную
долговечность, и новых из числа запасных частей. Таким образом,
капитально отремонтированный автомобиль состоит из большого
числа неравноизносостойких деталей, отличающихся различной
работоспособностью и долговечностью. В процессе эксплуатации .
в капитально отремонтированном автомобиле наряду с износными
отказами могут возникать и внезапные отказы, вызываемые не-
предвиденным ростом внешних нагрузок, превышающих расчетные.
Внезапные отказы, капитально отремонтированных автомобилей,
кроме указанных ранее причин, могут появляться из-за поломок
деталей вследствие большого снижения усталостной прочности,
например коленчатых валов после вибродуговой наплавки, отслаи-
вания и откалывания металлизационного покрытия, выкрашивания
осадка хрома или железа при восстановлении гальваническими
покрытиями, возникновения стуков при несоблюдении селектив-
ного или попарного подбора деталей, с допустимым износом и др.
Конечно, все эти причины появления внезапных отказов могут
быть лишь результатом несоблюдения технологического процесса
восстановления деталей и сборки автомобиля. Кроме того, внезапные
отказы могут возникнуть и из-за низкого качества новых деталей
из числа запасных частей. Таким образом, детали, работающие на
износ, могут иметь не только износные, но и внезапные отказы,
появляющиеся совместно.
Совместная вероятность безотказной работы детали, с учетом
износных и внезапных отказов в период работы от t — 0 до t [5]
 Р (0 =	(0.
так как р(0) = 1. В этой формуле ри(0 выражает вероятность безот-
казной работы по износным отказам
a e-w — по внезапным. Здесь t — наработка детали, a t0 — среднее
значение ее долговечности.
Приведенной формулой для p(tj можно пользоваться только
когда t — 0, т. е. когда деталь новая или восстановленная вступила
впервые в работу. Если же деталь использовалась и имеет нара-
ботку и величину износа, как это бывает в случае использования
деталей с допустимым износом, вероятность безотказной работы
р(0 = е-« Ри^Н)..
В начале работы, когда t = 0, вероятность безотказной работы
равна единице.
160

Средняя долговечность подвижных сопряжений, собранных из
деталей с допустимым износом без предварительного селективного
или попарного подбора, становится меньше долговечности соответ-
ствующих сопряжений, собранных из новых деталей. При дости-
жении наработки t' + t0 долговечность деталей будет резко
снижаться вследствие роста зазора в сопряжениях из-за форсирован-
ного износа. Аналогичная картина будет иметь место и в сопряже-
ниях деталей с подшипниками качения, тем более, что подбор дета-
лей с допустимым износом при сборке этих сопряжений часто трудно
осуществим в условиях ремонтных предприятий. Поэтому при
наработке сопряжений сверх f долговечность их деталей будет
также резко снижаться. В таких агрегатах, как коробка передач,
это положение может привести к стукам и выкрашиванию зубьев
шестерен, их заклиниванию и др.
Если сборка узла или агрегата проводилась с использованием
большого числа деталей с допустимым износом без надлежащего
группового подбора деталей, некачественно восстгГновленных, то
общая надёжность узла или агрегата не может быть высокой и будет
определяться по формуле
p(/)^exp[-W]77	.
P»i Vi)
Здесь tt — наработка различных деталей.
На рис. 63 показаны кривые распределения долговечности
двух групп автомобилей (агрегатов), капитально отремонтирован-
ных с выдерживанием всех требований технологического процесса
и технических условий (кривая 1) и с несоблюдением этих требо-
ваний (кривая 2). Величины оп1 и ои2 отражают отказы, возникаю-
щие по причине дефектов капитального ремонта. Вследствие ряда
технологических и организационных причин (применение нера-
ционального способа восстановления деталей, недостаточность конт-
роля при сборке, отсутствие испытания ряда узлов и агрегатов
и др.) число дефектов (отказов) в первый период эксплуатации у
автомобилей второй группы (кривая 2) получается большим по
сравнению с on1(on2 > oni) и возникновение их происходит в тече-
ние более длительного периода времени /2, чем у автомобилей
первой группы (/2 > /х). Период нормальной эксплуатации, за.
который производится устранение возникающих отказов путем
проведения технического обслуживания и ремонта этих автомо-
билей, становится меньше по сравнению с периодом нормальной
эксплуатации автомобилей первой группы (/' < /). Износные и
внезапные отказы автомобилей с низким качеством ремонта насту-
пают, естественно, раньше, чем у автомобилей высокого качества, а
рассеяние долговечности является большим вследствие отсутствия
группового подбора деталей с допустимым износом, несоблюдения
оптимальных режимов нанесения металлопокрытий при восстанов-
лении изношенных деталей, низкого качества механической обра-
ботки и сборки и других причин, указанных ранее. В силу этих
6 В. А. Шадричев	161

причин средний срок службы капитально отремонтированных
автомобилей второй группы меньше, чем первой (t'c < /с).
Автомобили, капитально отремонтированные в мелкосерийном
ремонтном производстве, не располагающем современными спосо-
бами восстановления деталей, оборудованием и оснасткой, имеют
все показатели работоспособности, значительно худшие по срав-
нению с автомобилями, отремонтированными в мощных специали-
зированных авторемонтных заводах. Это следует из рассмотрения
кривой 3: t"c < t'c, оп3 > оп2 и среднеквадратическое значение о3 >
> <т2- Участок возникновения отказов в первый период работы
PtfE. 63. Кривые распределения долговечности автомобилей (аг-
регатов):
1 — отремонтированных на заводе с соблюдением техпроцесса и ТУ; 2 —
отремонтированных на заводе с отклонениями от техпроцесса и ТУ;
3 — в ремонтных мастерских; t2 — период эксплуатационной прира-
ботки; /, /' — период нормальной эксплуатаций: /с, /£;	— средний
срок службы (среднее значение долговечности)
автомобилей (кривая 3) сливается практически с периодом весьма
непродолжительной нормальной эксплуатации, переходящим в об-
ласть внезапных и износных отказов, наступающих значительно
раньше, чем у кривой 2.
Из сказанного следует, что высокого качества и эксплуата-
ционной надежности капитально отремонтированных автомобилей
можно достигнуть на специализированных авторемонтных и агре-
гаторемонтных заводах при соблюдении технологических процессов
восстановления деталей и сборки машин. При этом необходимо
осуществление большого комплекса различных технологических
мероприятий, направленно формирующих оптимальные эксплуата-
ционные свойства восстанавливаемых деталей (качество поверх-
ности, износостойкость, усталостную прочность и т. п.) и обеспе-
чивающих точность сборки. Эти вопросы рассматриваются в даль-
нейшем в последовательности выполнения технологического
процесса.
162

§ 34.	ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ РЕМОНТА
АВТОМОБИЛЕЙ
Под управлением качества понимается «установление, обес-
печение и поддержание необходимого уровня качества изделий
при разработке, производстве и эксплуатации, осуществляемые
путем систематического контроля качества и воздействия на усло-
вия и факторы, влияющие на качество изделий» [70]. Таким обра-
зом, управление качеством осуществляется на всех ' стадиях со-
здания и эксплуатации изделий и на всех уровнях руководства
производством (цех, предприятие, объединение предприятий, главк,
министерство и т. п.). Отсюда следует, что для повышения качества
капитально отремонтированного автомобиля необходимо объ-
единение всех мероприятий в единую целевую систему, включаю-
щую комплекс организационных, технологических, экономиче-
ских и общественно-социальных мероприятий. На передовых авто-
строительных заводах, например заводе им. И. А. Лихачева,
Ярославском моторном и др., разработана и применяется система
управления качеством продукции, позволяющая достичь повышения
ресурса автомобилей ЗИЛ-130 до 380 тыс. км прббега и 10 тыс. ч
двигателей ЯМЗ (к 1975 г.).
Рассмотрим кратко, какие направления работ должна содер-
жать система управления качеством капитального ремонта авто-
мобилей. На схеме 8 показано влияние различных факторов на
качество ремонта. Все из указанных факторов в той или иной мере
влияют на качество ремонта автомобилей. Концентрация и специа-
лизация авторемонтного производства позволяют организовать
ремонт автомобилей на современном индустриальном уровне,
улучшить технологические процессы контроля и сортировки дета-
лей, внедрить и развить наиболее прогрессивные способы восста-
новления деталей, усовершенствовать сборку и испытание, а также
контроль продукции на всех стадиях ремонта.
Кроме того, специализация производства способствует улучше-
нию организации материально-технического снабжения,.упрощению
технической документации и внедрению в практику и технологию
ремонта машин достижений науки и опыта автостроительных пред-
приятий.
Высокое качество капитального ремонта автомобилей не может
быть достигнуто без должного контроля на всех стадиях техноло-
гического процесса. Важное место в организации контроля зани-
мает-техническое состояние ремонтного фонда, разбраковка (дефек-
тация) деталей по группам годности, операции по восстановлению
деталей, включая механическую обработку, комплектование дета-
лей, сборку, окраску и испытание готовых узлов, агрегатов и всего
автомобиля.
На операциях контроля и сортировки деталей должны, как
правило, применяться предельный инструмент и дефектоскопия
скрытых дефектов, при механической обработке средства активного
6*	'	'163

Схема 8
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ

контроля размеров — и выборочный контроль качества поверх-
ности — твердости (микротвердости) и шероховатости. Контроль
при комплектовании деталей должен предусматривать проверку
подбора деталей по размеру, обеспечивающего требуемые посадки
сопряжений, особенно деталей с допустимым износом, по весу
(детали шатунно-поршневой группы), балансировку коленчатых
валов и других деталей в соответствии с техническими условиями.
Должна соблюдаться точность сборки узлов, агрегатов и авто-
мобиля в целом и должны контролироваться все основные операции
по взаимному расположению деталей в узлах и механизмах, напри-
мер, параллельность осей поршня и шатуна, перпендикулярность
оси поршня оси шатуна, концентричность оси коленчатого вала
с осью ведущего вала коробки передач, операции затяжки резьбо-
вых креплений и т. п. Испытание собранных узлов и агрегатов
на специальных стендах должно быть обязательным условием
обеспечения высокого качества. Измерительный инструмент, а
также средства контроля различных параметров узлов и агрегатов
должны подвергаться метрологической проверке по установленному
графику. Строгое соблюдение технических условий на контроль-
сортировку деталей, сборку и испытание автомобиля является
обязательным.
Для снижения трудоемкости и себестоимости капитального
ремонта и поднятия общей культуры производства необходимо
все большее внедрение механизации трудоемких работ и автома-
тизации технологических процессов. Большая роль в этом направ-
лении принадлежит механизации моечно-разборочных, подъемно-
транспортных и складских операций, автоматизации процессов
восстановления деталей гальваническими и другими покрытиями,
приработки и испытания двигателей, испытания коробок передач
и задних мостов и др.
Немалое значение в повышении качества ремонта автомобилей
имеет техническое состояние оборудования и оснастки (различных
приспособлений и инструмента). Станочное оборудование и конт-
рольные приспособления должны подвергаться периодической про-
верке на обеспечиваемую точность. Должна получить развитую
сеть* служба отдела технического контроля (ОТК), который не
подчинен администрации производственно-технических участков и
отделов.
Большую роль в повышении качества продукции должны играть
заводские лаборатории, задачей которых является обеспечение
текущих нужд производства. Лаборатория должна осуществлять
механическое испытание материалов, структурный и химический
анализы, контроль средств измерения и оборудования, выявление
и анализ причин брака и др.
Материальное и моральное поощрения рабочих, инженерно-
технических работников и служащих за высокое качество ремонта,
за сдачу бездефектной продукции, за организацию социалисти-
ческого соревнования, получение звания «лучший участок высокой
165

культуры производства» и т. п. оказывают большое влияние на.
повышение качества ремонта автомобилей. В системе управления
качеством ремонта автомобилей должно быть отведено должное
место повышению квалификации кадров и связи завода с автотран-
спортными предприятиями, получающими отремонтированные авто-
мобили. Сведения о надежности автомобилей в эксплуатации, учет
и анализ рекламации по различным отказам и неисправностям
способствуют выявлению узких мест с целью принятия должных
мер по совершенствованию организации и технологии ремонта.
Здесь были перечислены лишь общие необходимые мероприя-
тия по повышению уровня качества капитально отремонтирован-
ных автомобилей. При дальнейшем изложении вопросов технологии
ремонта будут рассмотрены конкретные пути и способы, обеспечи-'
вающие повышение,качества и надежности капитально отремонти-
рованных автомобилей.
ГЛАВА XIII
РАЗБОРОЧНО-МОЕЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ РЕМОНТЕ -
АВТОМОБИЛЕЙ
§ 35.	РАЗБОРКА АВТОМОБИЛЕЙ
Разборочно-моечные процессы в авторемонтном производстве
играют большую роль в обеспечении высокого качества и эконо-
мической эффективности ремонта автомобилей. .Разборка авто-
мобилей и последующая очистка и мойка деталей от всевозможных-
загрязнений являются своеобразной заготовкой деталей в авторе-
монтном производстве для сборочного и восстановительных уча-
стков (цехов). Поэтому от качества разборочно-моечных работ
зависит сохранность деталей и доля их годности для повторного
использования (детали с допустимым износом) и восстановления.
Установление же долей годности и восстановления в большей
мере зависит от чистоты деталей. По. исследованиям Н. Н. Маслова
[61] за счет совершенствования разборочно-моечных работ доля
повторного использования подшипников может быть увеличена на
15—20%, кронштейнов на 5—45%, нормалей на 25—45% и др.
Отсюда следует большая экономическая значимость разборочно-
моечных работ, не говоря уже о роли этих работ в повышении общей
производственной культуры производства. Разборочные работы
являются наиболее трудоемкими и недостаточно оснащенными
современным оборудованием, поэтому для снижения трудоемкости
и повышения качества необходимо всемерное развитие их механиза-
ции. Использование средств механизации разборочных работ в из-
вестной мере сдерживалось из-за отсутствия специального меха-
166

визированного инструмента для разборки резьбовых соединений,
низкой унификации нормалей, используемых в автомобилях раз-
личных марок и др. Для разборки резьбовых соединений автомо-
билей, поступающих в капитальный ремонт, необходим механизи-
рованный инструмент с крутящим моментом, превышающим в 1,2—
2,5 раза крутящий момент, необходимый при сборке соответствую-
щих новых сопряжений. Поэтому для механизации и повышения
производительности труда при разборке резьбовых соединений
необходимы пневматический и электрический инструменты инер-
ционно-ударного типа, развивающие большие крутящие моменты,
например реверсивно ударный импульсный электрогайковерт
С-681 и др.
Для механизации работ по разборке сопряжений с натягом
и предупреждения повреждения деталей необходимо применение
различных съемников и прессового оборудования, а для вывинчи-
вания шпилек из корпусных деталей — цанговых и эксцентриковых
ключей. Вместо ручных съемников в предприятиях большой мощ-
ности целесообразно применение гидравлической установки в ка-
честве силового привода к съемникам.
При комплексной механизации разборочно-моечных работ в за-
висимости от программы предприятия "должны использоваться
различное оборудование и приспособления, например подъемник-
опрокидыватель для разборки шасси легковых автомобилей, меха-
низированные эстакады для разборки агрегатов и стенды для раз-,
борки узлов (например, узла барабанов со ступицами и' др.), а
также различное, подъемно-транспортное оборудование, вплоть до
подвесных толкающих конвейеров с адресованием грузов.
Перед поступлением со склада ремонтного фонда автомобили
(агрегаты) подвергаются наружной мойке. Наружная мойка авто-
мобилей й агрегатов производится механизированным способом
в специальной моечной камере, оборудованной водонапорными
трубами с соплами, направляющими и распыливающими струи
воды, или ручным способом — струей высокого давления моечной
машины.
Для улучшения условий труда работающих и создания большей
чистоты в цехе необходимо перед разборкой удалить из агрегатов
автомобиля масло. Для этого моечные камеры оборудуются ворон-
ками для спуска из агрегатов масла и шлангами для подвода к ним
пара или моечного раствора с целью промывки. Разборка автомобиля
на агрегаты и агрегатов на узлы и детали может производиться
поточным или тупиковым способом. Разборка автомобиля на агре-
гаты осуществляется или на тележках конвейера, или на стендах,
или без применения тех и других в случае перемещения автомобиля
при помощи тяговой цепи. Первоначально ведется предварительная
разборка автомобиля, в процессе которой снимаются подушки
сидений, платформа, кабина, колеса, электрооборудование, крылья,
подножки, радиатор, топливный бак, арматура двигателя (схема 6).
При окончательной разборке снимается рулевое управление,
167

двигатель с коробкой передач, система тормозов, задний и передний
мосты. Снятие агрегатов с рамы и подача, их к постам разборки
осуществляются при помощи различных подъемно-транспортных
устройств: однорельсового подвесного пути (монорельса) с электри-
ческой талью (тельфер), кран-балки или же мостового крана.
Снятые агрегаты шасси подаются в агрегатно-разборочное отделение
для дальнейшей разборки их на детали, а другие агрегаты и узлы —
в соответствующие цехи для ремонта.
В зависимости от программы и организации производства
разборка агрегатов на узлы и детали может производиться поточ-
ным способом на тележках конвейера и механизированных эстака-
дах или тупиковым способом на различного типа стендах.
Разборка узлов на детали производится на специальных стен-
дах — приспособлениях. Разобранные детали агрегатов и узлов
укладываются в специальную тару (контейнеры) или в металли-
ческие сетчатые корзины и по рольгангам или на электрокарах
и тележках подаются к рабочим местам мойки. Детали больших
габаритных размеров (блоки цилиндров, картеры и т. п.) подаются
по рольгангу индивидуально.
§36.	ОЧИСТКА И МОЙКА УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ
Виды и характер загрязнений. В процессе эксплуатации авто-
мобилей агрегаты, узлы и детали подвергаются различным загряз-
нениям, отрицательно влияющим на долговечность деталей.
Наружные поверхности автомобиля и агрегатов покрываются
пылью и дорожной грязью, коррозией, а при небрежной заправке
или утечке — маслами и топливом. Пыль воздуха, проникая на
рабочие поверхности сопряженных деталей и смешиваясь с маслом,
повышает интенсивность изнашивания деталей.
Ухудшение работы двигателей происходит из-за различных
углеродистых отложений на деталях двигателя в процессе его
работы. Этими отложениями являются: нагар, лаковые отложения
и осадки. Нагар — твердые углеродистые вещества, отклады-
вающиеся на стенках камеры сгорания, на днище поршня, на вы-
пускных клапанах, выпускных коллекторах, свечах. Отличаясь
низкой теплопроводностью, нагар вызывает перегрев двигателя,
снижение его мощности, повышенный износ деталей из-за абразив--
ного действия своих частиц и др.
Лаковые отложения — углеродистые вещества, напо-
минающие по виду лаковые покрытия, откладываются в виде
тонкого слоя на поршне в зоне расположения колец, на юбке пор-
шня и шатунах. Лаковые отложения являются одной из причин
пригорания поршневых колец.
Осадки — мазеобразные сгустки, часто называемые смоли-
стыми отложениями, состоящие из продуктов физико-химического
изменения топлива и масла, а также механических, примесей про-
дуктов износа и пыли. Осадки откладываются на стенках картера
168

двигателя, фильтрах, маслопроводах, масляных баках и других
деталях. Вредное действие осадков проявляется в загрязнении
свежего масла, заливаемого в картер двигателя, засорении масло-
проводов и др.
Накипь — твердые отложения, образующиеся на внутрен-
них стенках рубашки блока и патрубках радиатора в результате
использования воды для охлаждения двигателя с малораствори-
мыми в воде солями магния и кальция и механических примесей.
Накипь приводит к перегреву двигателя, ухудшению условий
смазки и, следовательно, повышенному изнашиванию деталей.
Применение антинакипина (тринатрийфосфата 5—20 г на 10 л
воды) или мягкой воды резко снижает образование накипи.
Загрязнения узлов и деталей других агрегатов автомобиля
представляют собой масляные осадки, откладывающиеся на поверх-
ностях деталей. Кроме указанных загрязнений металлические
поверхности агрегатов, узлов и некоторых деталей подвергаются
воздействию различных видов коррозии, рассмотренных ранее.
К числу загрязнений, подлежащих удалению, относится и старая
краска, а также различные технологические загрязнения деталей
в процессе их восстановления и хранения.
Высокое качество моечно-очистных работ, играющих, как отме-
чалось, большую роль в повышении качества ремонта автомобилей,
может быть достигнуто лишь при многостадийной мойке: автомо-
биль—агрегат—деталь.
Основы моющего действия применяемых растворов. Мойку
объектов ремонта производят при помощи щелочных растворов
и синтетических моющих препаратов. Качество мойки зависит
от состава моющей композиции, температуры раствора и степени
его интенсификации. Способы мойки, состав моющих растворов
и применяемое оборудование выбирают в зависимости от вида
загрязнений, материала и габаритов узлов и деталей. Эффектив-
ность моющего действия применяемых растворов зависит от комп-
лекса их свойств: смачивания, эмульгирования, пептизации и др.
Пептизация — процесс перехода нерастворимого вещества в со-
стояние коллоидного раствора при содействии особых веществ —
пептизаторов. Большую роль в проявлении моющего действия
растворов играют поверхностно-активные вещества (ПАВ), вхо-
дящие в состав моющих средств. Широкое распространение в авто-
ремонтном производстве получили щелочные растворы, среди
которых наиболее распространенным является раствор каусти-
ческой соды NaOH.
Масла минерального происхождения в отличие от жиров орга-
нического происхождения (растительных и животных) под дей-
ствием щелочей не разлагаются и не растворяются в воде, т. е.
являются неомыляемыми. Минеральные масла со щелочами обра-
зуют мелкодисперсные растворы, называемые эмульсиями [87].
Щелочные растворы обладают высоким поверхностным натяжением
и плохой смачиваемостью очищаемой поверхности и в силу этого
169

слабой моющей способностью. Для улучшения смачиваемости и
повышения эмульгирующей и диспергирующей способностей рас-
творов в них вводят добавки поверхностно-активных веществ (мыло,
ОП-7, ОП-10 и др.). Добавки ОП-7 или ОП-Ю вводят в количе-
стве 2—6 г/л, мыла 8—10 г/л. Добавки ОП-7 или ОП-Ю представ-
ляют собой маслообразные жидкости или пасты от светло-желтого
до светло-коричневого цвета.
Поверхностно-активные вещества адсорбируются (скопляются,
концентрируются) на поверхности раздела фаз (жидкость—газ,
жидкость—жидкость, жидкость—твердое тело), уменьшают поверх-
ностное натяжение раствора и облегчают его адсорбцию на поверх-
ности металла. При этом смачивание раствором загрязненной
поверхности улучшается, и моющее действие раствора усиливается.
Мерой смачиваемости служит краевой угол 6 (см. далее стр. 264).
Чем меньше угол 6, тем лучше смачивание. При подогреве рас-
твора краевой угол уменьшается и смачивание улучшается. Проник-
новение нагретого моющего раствора в поры загрязнения и улуч-
шение смачиваемости металлической поверхности значительно
ослабляют силу сцепления масляной пленки с деталью. При нагреве
раствора натяжение на поверхности масляного загрязнения умень-
шается, поверхность масляной пленки увеличивается, происходит
разрыв пленки и образование мелких капелек масла. Благодаря
меньшему удельному весу или механическому воздействию, ка-;
пельки отрываются от металла, всплывают на поверхность рас-
твора или находятся во взвешенном состоянии, т. е. остаются в ви-
де эмульсии. Поверхностно-активные вещества адсорбируются на
поверхности капель масла, обволакивают их и тем самым препят-
ствуют обратному процессу, т. е.^слиянию капель.
Всплывшие на поверхность загрязнения капли масла легко
удаляются с поверхности деталей давлением струи раствора. Акти-
визации моющего действия растворов способствует пептизация —
-процесс повышения дисперсности (раздробленности) твердых ве-
ществ загрязнений. Подобно процессу эмульгирования молекулы
поверхностно-активного вещества, проникая в толщу пористого
слоя загрязнений, обволакивают частицы загрязнений, ослабляют
связь между ними и тем самым способствуют отделению их от
поверхности детали.
Максимальная моющая способность растворов может быть
достигнута при определенной оптимальной концентрации ПАВ,
которая, по исследованиям Н. Н. Маслова, равна 5—6 г/л.
В авторемонтном производстве применяется большое число
различных рецептур моющих растворов и режимов мойки. Компо-
нентами различных моющих растворов являются: каустическая
сода — едкий натр NaOH, кальцинированная сода Na2CO3, сили-
каты натрия — соли кремниевой кислоты, преимущественно жидкое
стекло Na2SiO3, тринатрийфосфат Na3PO4 *12Н2О, хромпик — калие-
вая соль двухромовой кислоты К2Сг2О7. Силикаты натрия й хром-
пик вводятся в раствор для предупреждения металла от коррозии,
170

особенно алюминия. Водные растворы каустической соды в концент-
рации 50—100 г/л и более применяются для выварки в стационар-
ных ваннах чугунных и стальных деталей с целью удаления смо-
листых отложений, для выварки рам, удаления старой краски с
кабин грузовых автомобилей. Водные растворы кальцинированной
соды в пределах 25—30 г/л, тринатрийфосфата 25—30 г/л и жидкого
стекла 10—15 г/л применяются для обезжиривания алюминиевых
деталей. Температура растворов поддерживается в пределах 80—
90° С.
Указанные щелочные растворы NaOH помимо недостаточной
моющей эффективности вызывают раздражающее действие на кожу
рук, вызывая ожоги, особенно при концентрации свыше 1/2—1,5%.
Поэтому соблюдение правил техники безопасности и охраны труда
при разборочно-моечных работах должно быть строго обязательным.
Современными моющими композициями являются синтетичес-
кие моющие препараты МЛ-51 и МЛ-52 (ТУЗ-249—67), представ-
ляющие собой смеси поверхностно-активных веществ с электро-
литами — натриевыми солями кремниевой и фосфорной кислот.
Препараты выпускаются в виде белого и светло-желтого порошка
и гранул. Препарат МЛ-51 применяют в виде слабо концентриро-
ванного водного раствора (10—20 г/л) для струйной мойки деталей
от масляных загрязнений. Препарат МЛ-52 в виде водных растворов
концентрацией 25—35 г/л предназначается для очистки вываркой
смолистых отложений с блока цилиндров, с деталей маслона-
сосов.
К числу новых моющих средств, представляющих собой смесь
синтетических поверхностно-активных веществ с неорганическими
щелочными солями,. относятся «Лабомид-101», «Лабомид-102»,
«Лабомид-203». Указанные моющие средства выпускаются промыш-
ленностью (ТУ 38-30726—71) в виде белого сыпучего порошка и
используются в качестве водных растворов концентрацией 10—30 г/л
при температуре 70—85° С в машинах струйного типа (два пер-
вые средства) и концентрацией 25—35 г/л при t = 80 -5- 100°
(«Лабомид-203»)- при мойке погружением. Препараты позволяют
вести очистку деталей из черных и цветных металлов, включая
алюминий.
Способы очистки и мойки. Существует много способов очистки
и мойки металлических поверхностей различных изделий, подробно
изложенных в монографии [87] А. Ф. Тельнова. Рассмотрим кратко
лишь те из них, которые находят применение в авторемонтном
производстве. Все применяемые способы можно разделить на меха-
нические и физико-химические. К числу механических относятся
способы удаления нагара механизированным или ручным инстру-
ментом, обдувкой косточковой крошкой или металлической колотой
дробью, а также водоструйный способ мойки наружных поверх-
ностей автомобилей и агрегатов при помощи моечных установок,
снабженных брандспойтами пистолетного типа, позволяющими
регулировать форму струи и количество воды.
171

Удаление нагара и следов коррозии производят металлическими
щетками с приводом от электродрели, а также скребками. Однако
ручная механическая очистка деталей от нагара является мало-
производительным способом. Более совершенным является пневма-
тический способ с использованием косточковой крошки, которая
готовится из скорлупы фруктовых косточек. Скорлупу после про-
сушивания размалывают на вальцах и сортируют по размерам
путем отсева на ситах. Детали с нагаром подвергаются обдувке
косточковой крошкой под давлением сжатого воздуха в специальной
установке. Благодаря небольшой твердости крошка при ударе
деформируется и на поверхности детали не возникает каких-либо
рисок и царапин.
Для удаления нагара и следов коррозии обдувкой металличес-
кой дробью используется колотая чугунная или стальная дробь
(величина частиц 0,5—0,9 мм). Этот способ может также применять-
ся для удаления старой краски и подготовки деталей к металлизации.
Способам механической очистки деталей присущ существенный
недостаток — невозможность удаления загрязнения с внутренних
поверхностей деталей.
К физико-химическим способам относятся: мойка погруже-
нием ремонтируемых объектов в ванны, струйная мойка и химикотер-
мическая очистка. Мойка в ваннах и струйная мойка в моечных
машинах производятся при помощи моющих жидкостей (растворов),
причем при последнем способе физико-химическое действие моющей
жидкости усиливает удар струи. Качество мойки зависит от состава
и температуры моющих растворов, при ванном способе еще и от
интенсификации процесса путем вибрации или от возбуждения
моющей жидкости затопленными струями, или пропусканием элек-
трического тока (электролитическое обезжиривание, применяе-
мое при восстановлении деталей гальваническими покрытиями,
см. стр. 284). Под затопленными струями понимаются струи в виде
моющих турбулентных потоков, возбуждаемых в моющей жидкости
при помощи лопастных мешалок или гребных винтов моечных
установок. При вибрационном способе мойки моющее действие
раствора усиливается благодаря механическому воздействию на
очищаемые поверхности колебательного движения, деталей.
Ультразвуковая очистка деталей. Сущность ультразвуковой
очистки деталей заключается в механическом воздействии на за-
грязненную поверхность деталей кавитационных полостей (пузырь-
ков), образующихся в жидкости под действием ультразвукового
поля\ При захлопывании кавитационных пузырьков возникают
ударные волны, под действием которых жировые пленки, покрыва-
ющие поверхность деталей, разрушаются. Разрушению жировых
пленок способствуют интенсивные колебания незахлопываю-
щихся пузырьков, проникающих между жировой пленкой и поверх-
1 Ультразвуком называют упругие колебания с частотами, превышающими
20 000 Гц.
172

ностью детали через щели и разрывы пленки. Кавитационные
взрывы, происходящие непосредственно у поверхности детали,
создают большое и мгновенное гидростатическое .давление, благо-
даря которому частицы жира или накипи отрываются от стали
и удаляются непрерывным потоком жидкости, создаваемым ультра-
звуковыми колебаниями. Удалению жировых частиц способствует
смачивающее действие жидкости, которое увеличивается благодаря
снижению поверхностного натяжения на границе поверхности
детали — жировая пленка.
Скорость и качество звуковой очистки зависят от химической
активности применяемой жидкости. Если жидкость растворяет
грязь, то очистка осуществляется не только за счет воздействий
кавитационных пузырьков, но и химического взаимодействия рас-
творителя и грязи. В этом случае процесс ультразвуковой очистки
значительно ускоряется.
Установки для ультразвуковой очистки деталей состоят из
ультразвукового генератора типа УЗГ-2, 5М, УЗГ-6, УЗГ-10У,
магнитострикционного преобразователя электрических колебаний
в упругие механические волны и ванны с раствором для очистки.
В качестве преобразователей применяются магнитострикционные
и пьезоэлектрические излучатели. Для очистки загрязненных дета-
лей применяются генераторы с ультразвуковыми колебаниями в пре-
делах 20—40 кГц. Ультразвуковую очистку целесообразно приме-
нять для деталей карбюраторов, топливных насосов, топливной
аппаратуры, электрооборудования и т. п., т. е. деталей небольших
размеров.
Удаление накипи. Очистка водяной рубашки блоков и головок
цилиндров от накипи производится в специальных камерах, обору-
дованных рольгангами и центробежным насосом. Блок устанавли-
вается на рольганг, и при помощи шланга, присоединяемого к боко-
вому фланцу блока, через рубашку прокачивается подогретый
до 60—80° С раствор тринатрийфосфата из расчета примерно 3—5 кг
на 1 м3 воды. После удаления накипи рубашка блока промывается
чистой водой.
С целью удаления накипи применяется и 8—10-процентный
раствор соляной кислоты. Для предохранения деталей от кор-
розии в качестве ингибитора в раствор добавляют 3—4 г уротро-
пина на 1 л. Раствор подогревается до 50—60° С, продолжитель-
ность промывки,50—70 мин. После обработки накипи раствором
необходима промывка чистой водой с добавлением хромпика.
Химико-термическую очистку в расплавах солей и щелочей
применяют для удаления нагара, накипи и продуктов коррозии.
Очистка стальных деталей производится в ванне с расплавленной
каустической содой при выдержке деталей в течение 5—15 мин
при температуре порядка 400—420° С. Затем детали вынимают
из ванны и после охлаждения на воздухе до 120—150° С промы-
вают струей горячей воды, во избежание коррозии погружают
в керосин с минеральным маслом (1—2%) [87L
173

Третьей стадией очистки и мойки деталей является мойка их
перед сборкой от загрязнений в процессе хранения и восстановления.
Это особенно необходимо для таких деталей; как блоки цилиндров,
коленчатые валы, подшипники качения и др. Мойка производится
синтетическими моющими препаратами или горячей водой в зависи-
мости от деталей, их загрязнения и назначения. Мойка ведется
при помощи специальных моечных машин.
Очистка поверхности от старой краски может быть произведена
различными способами: химическим, механическим и горячим.
Лучшим способом удаления старой краски следует признать хими-
ческий способ при помощи различных смывок. Под .действием
смывок старая краска набухает и размягчается по истечении 15—
20 мин, после чего легко удаляется скребками или шпателем.
Применяются разные составы смывок. Для удаления пентафта-
левых, глифталевых и других эмалей применяют смывку АФТ-1,
а для нитроэмалей — смывку СД.
Из механических способов самым простым является ручная
очистка поверхности при помощи стальных скребков, карцевальных
щеток, шлифовальных камней и т. п. Однако этот способ является
трудоемким и должен заменяться другими, более современными
и производительными способами, например дробеструйной обдувкой
поверхности кузова.	. '
Очистка поверхности от старой краски обжигом при помощи
паяльной лампы' или веерной горелки применяется лишь в тех
случаях, когда необходимо удалить толстые слои краски с массивных
изделий, например с рам. При этом способе под действием высокой
температуры краска частично сгорает, а частично размягчается
настолько, что легко снимается вручную скребками или щетками.
Для удаления старой краски с металлических- обшивок и жестя-
ницких деталей этот способ не применим, так как может вызвать
повреждение последних.
Механизация моечных работ. Ручные способы очистки деталей
и мойки погружением в ванны являются малопроизводительными
и неэффективными. Более совершенными являются очистка и мойка
деталей струйным способом в моечных машинах. Существует много
конструкций различных моечных машин, разработанных ГОСНИТИ
и АКТБ. Для наружной мойки автомобилей горячей водой с одно-
временным выпариванием масла применяются однокамерные ма-
шины проходного типа (АКТБ-152). Транспортировка автомобилей
в камеру и из камеры производится при помощи тяговой цепи.
Подача пара в агрегаты осуществляется по гибким шлангам. Ма-
шина снабжена гидрантами с качающимися соплами, совершаю-
щими поступательное движение.
Машина АКТБ-114 для мойки деталей горячим водным рас-
твором синтетических моющих средств имеет верхнее расположение
баков, снабжена качающимися соплами, ленточным транспортером
для перемещения деталей. При использовании едких щелочей
необходима мойка деталей горячей водой. Для этой цели может
174

применяться машина АКТБ-114-118 (к машине 114 присоединяется
машина 118). В качестве примера конструктивного оформления на
рис» 64 показана конвейерная однокамерная моечная машина для
Вода
Рис. 64. Машина для мойки агрегатов:
/ — бак; 2 — подвесной транспортер; 3 — приемная труба; 4 — насоснв!й агрегат;
5 — электродвигатель; 6 — гидрант; 7 — труба н'апорная
наружной мойки агрегатов. Имеются машины для мойки деталей
автомобильных двигателей, блоков цилиндров двигателей в про-
цессе восстановления, деталей перед сборкой, подшипников качения,
установки для снятия краски с кабин и оперения и др. После очистки
и мойки детали поступают на контроль и сортировку для опреде-
ления их по группам годности.
ГЛАВА XIV
КОНТРОЛЬ, СОРТИРОВКА И СПОСОБЫ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
§ 37. КОНТРОЛЬ И СОРТИРОВКА ДЕТАЛЕЙ
Детали после мойки и сушки подвергаются контролю и сорти-
руются на годные без восстановления, подлежащие восстановлению
и выбраковке за негодностью. Контроль производится в соответст-
вии с техническими условиями на контроль и сортировку деталей.
175

К годным без восстановления относятся детали, износ которых
лежит в пределах допускаемых величин, не препятствующих даль-
нейшему их использованию (детали с допустимым износом). Эти
детали направляются в склад годных деталей при комплектовочной
и далее на сборку.
Детали, износ которых выше допустимого, но не относящиеся
к группе негодных, подлежат восстановлению и дальнейшему
использованию. По окончании контроля они направляются в склад
накопления деталей и далее по соответствующим цехам для вос-
становления.
Детали, негодные вследствие различных дефектов, трещин,
обломов, выкрашивания металла рабочих поверхностей, напри-
мер зубьев шестерен и других, направляются в склад утиля. Надо
заметить, что отнесение деталей к группе негодных является в из-
вестной мере делом условным и во многом зависит от оснащенности
ремонтного предприятия и возможности восстановления деталей
или их использования в качестве заготовки для изготовления других
деталей.
Контрольные операции проводятся визуально и при помощи
инструмента, а в отдельных случаях и приспособлениями. Визу-
ально проверяется общее техническое состояние деталей и выявля-
ются внешние дефекты. С помощью инструментов проверяются
размеры деталей или отклонение от геометрической формы. Обнару-
жение же скрытых дефектов — при помощи дефектоскопов.
На основе контроля производится сортировка деталей по груп-
пам с маркировкой группы соответствующей краской.
Результаты контроля и сортировки деталей заносят в дефекто-
вочную ведомость, служащую основанием для выдачи годных дета-
лей со склада и выдачи наряда на работы по восстановлению изно-
шенных деталей.
- Сортировка деталей, подлежащих восстановлению, осуществ-
ляется в соответствии с действующей на данном предприятии фор-
мой организации технологического процесса восстановления дета-
лей — подефектной или маршрутной технологии. Поскольку
данный вопрос относится к области организации производства,
изложение его приводится в дальнейшем (см. стр. 321).
На заводах с большой производственной программой конт-
роль и сортировка деталей производятся преимущественно предель-
ным инструментом, что в большей мере способствует повышению
производительности труда. Контроль диаметральных размеров
шеек различных валов, поршневых пальцев, толкателей, клапанов
и др., внешнего и внутреннего диаметров шлицевых валов, шлицев
по ширине производится скобами. Проверка внешнего и внутрен-
него диаметров шлицевых валов может производиться специаль-
ным кольцом. Контроль профильных поверхностей валов, например
кулачков распределительных валов, производится скобами и шаб-
лонами. Для контроля линейных размеров, например длины шатун-
ных и коренных шеек, шпоночных канавок и шлицевых впадин,
176

по ширине применяются листовые пробки и шаблоны. Из предель-
ного инструмента для контроля отверстий применяются гладкие
калибры (пробки) и листовые пробки. Из универсального меритель-
ного инструмента используются микрометры, индикаторы для на-
ружных и внутренних измерений, штихмассы.
Контроль износа зубьев шестерен по толщине замером по на-
чальной окружности производится штангензубомером, оптическим
зубомером или специальными шаблонами. Контрольные приспо-
собления применяются для проверки упругости пружин, подшип-
Рис. 65. Приспособление для контроля: а — радиального зазора
в шарикоподшипнике; б — осевого зазора в шарикоподшипнике
ников качения, прогиба валов и др. В качестве примера на рис. 65
приведены приспособления для контроля подшипников качения.
Для определения величины радиального люфта проверяемый под-
шипник надевается на разрезную втулку 1 и вместе с ней затяги-
вается конусом 2 при помощи фасонной гайки 3 (рис. 65, а). К на-
ружному кольцу подшипника подводится наконечник индикатора 4.
Сообщая наружному кольцу колебательные движения в верти-
кальном направлении, по отклонению стрелки индикатора можно
определить радиальный зазор подшипника. Осевой зазор проверя-
ется на приспособлении, показанном на рис. 65, б.
Проверяемый подшипник наружным кольцом устанавливается
на опорную плоскость приспособления. Внутреннее кольцо под-
шипника надевается на ползун 7, который движется в направляю-
щей 2. Нижний торец ползуна 1 упирается в наконечник индика-
тора 3. При нажатии рукой на внутреннее кольцо последнее полу-
177

чает возвратно-поступательное движение вверх и вниз. При этом
показания стрелки индикатора укажут на числовое значение осе-
вого зазора. Передвижение кольца вверх производится пружиной 4.
Методы контроля скрытых дефектов. Наряду с контролем раз-
меров и геометрической формы деталей весьма важно установить
и наличие в них скрытых дефектов в виде различного рода поверх-
ностных и внутренних трещин. Последнее особенно необходимо
в отношении ответственных деталей, связанных с безопасностью
движения автомобиля.
. Контроль скрытых дефектов может производиться различными
методами: гидравлическим давлением (опрессовка), магнитной,
люминисцентной (флуоресцентной) и ультразвуковой дефектоско-
пиями. Контроль рентгеновскими, лучами не нашел распростра-
нения в авторемонтном производстве. Все указанные методы поз-
воляют обнаруживать скрытые дефекты в деталях без повреждения
последних.
Метод дефектоскопии, основанный на гидравлическом давлении
(опрессовка), применяется для выявления трещин в корпусных
деталях преимущественно в блоках и головках цилиндров. Для
этой цели применяются стенды различной конструкций. Наружные
отверстия детали, подлежащей испытанию, закрываются крыш-
ками и заглушками. Рубашку блока или внутреннюю полость
головки заполняют водой под давлением 3—4 ат (0,3—0,4 МН/м2).
По постоянству давления и наличию течи судят о герметичности
стенок рубашки блока цилиндров или стенок головки.
Магнитный метод. Условиям авторемонтного производства наибо-
лее отвечает магнитный метод, отличающийся достаточно высокой
точностью, кратковременностью и простотой аппаратуры. Сущность -
метода магнитной дефектоскопии заключается в следующем. Если
через контролируемую деталь пропустить магнитный поток, то при
наличии в последней трещин магнитная проницаемость будет неоди-
наковой, вследствие чего произойдет изменение значения и на-
правления магнитного потока. На регистрации последнего и основа-
ны методы магнитной дефектоскопии.
Среди различных способов регистрации изменения значения
и направления магнитного потока наибольшее распространение
получил метод магнитного порошка, позволяющий производить
контроль деталей различной конфигурации и размеров.
При этом методе на контролируемую деталь после ее намагни-
чивания или в присутствии намагничивающего поля наносится
ферромагнитный порошок, обычно прокаленная окись железа
(крокус). Нанесение порошка может производиться как в сухом
виде, так и в виде суспензии с маслом или керосином при соотно-
шении объемов порошка и масла 1 : 30 — 1 : 50.
Покрытие детали суспензией порошка с маслом производится
в течение 1—2 мин при опускании ее в суспензию. Частицы магнит-
ного порошка в виде жилок оседают в местах рассеяния магнит-
ных силовых линий, указывая на место расположения дефекта.
178

Рис. 66. Схема магнитной дефектоско-
пической установки:
/ — прибор для циркулярного намагничи-
вания; 2 — магнитный пускатель; 3 —
трансформатор; 4 — деталь
Рис. 67. Прибор для цирку-
лярного намагничивания
Намагничивание Деталй может производиться в поле соленоида,
в поле электромагнита, пропусканием через деталь постоянного
или переменного тока большой
силы (циркулярное намагничи-
вание). Ток для намагничива-
ния получают от батареи спе-
циальных (свинцовых или ни-
кель-кадмиевых) аккумуляторов
или от трансформатора свароч-
ного типа. Для создания доста-
точного магнитного поля тре-
буется большой силы ток, дохо-
дящий до 2000—3000 А в зави-
симости от поперечного сечения
контролируемой детали.
Термически обработанные де-
тали и детали, изготовленные из
легированных сталей, покрыва-
ются суспензией после намагни-
чивания. В этом случае контроль
деталей производится на оста-
точном магнетизме. Для контроля поверхностных трещин, а также
деталей с невысокой твердостью покрытие суспензией производят,
когда деталь находится под действием
магнитного поля. Для контроля деталей
при помощи магнитного порошка при-
меняют специальные приборы — маг-
нитные дефектоскопы. На рис. 66 пока-
зана схема магнитной дефектоскопиче-
ской установки, а на рис. 67 — прибор
для циркулярного намагничивания.
Прибор имеет стол с медной контактной
плитой 4 и контактный диск 5, закреп-
ленный на подвижной головке 2, пере-
мещающейся по рейке. Рукояткой де-
таль плотно зажимается между контакт-
ным диском 3 и плитой 4. Затем вклю-
чается кнопкой 1 магнитного пускателя
трансформатор (или батарея аккумуля-
тора). Ток от вторичной обмотки транс-
форматора напряжением 4—6 В (или от
клемм аккумулятора) подводится к мед-
ной плите 4 и контактному диску 3 при
помощи толстых медных гибких прово-
дов. При освобождении рукоятки вы-
ключается источник тока, а затем освобождается деталь. После на-
магничивания, продолжающегося 1—2 с, деталь погружается в ванну
с суспензией на 1—2 мин, затем вынимается и осматривается.
179

При контроле деталей со сквозным отверстием, например пру-
жин, различных втулок, подшипников качения и т. п., ток про-
пускают через медный стержень, вставляемый в отверстие детали.
После контроля деталь необходимо очистить промывкой в чис-
том трансформаторном масле и размагнитить. Для размагничивания
деталь вводят внутрь катушки большого соленоида, питаемого
от сети переменного тока. Деталь при этом теряет остаточный маг-
нетизм.
Для контроля коленчатых валов применяется магнито-электри-
ческий дефектоскоп МЭД-2. Дефектоскоп рассчитан на контроль
деталей диаметром до 90 мм и длиной до 900 мм. Контроль колен-
чатого вала осуществляется циркулярным намагничиванием одно-
временно всех шести шатунных шеек. Продолжительность контроля
одного вала составляет в среднем 1,5—2 мин. Питание дефектоскопа
производится от сети напряжением 127/220 В. Максимальная сила
тока при намагничивании 4500 А. Дефектоскоп снабжен камерой для
размагничивания.
Кроме МЭД-2 могут применяться и другие дефектоскопы,
например М-217, 77ПМД-ЗИ, а для деталей автомобилей боль-
шой грузоподъемности УМД-900. Из передвижных дефектоскопов
можно использовать дефектоскопы 77МД-ВМ и полупроводниковый
ППД.
Люминесцентный (флуоресцентный) метод. Методом магнитной
дефектоскопии можно контролировать лишь детали из ферромаг-
нитных материалов (сталь, чугун). Для контроля деталей из цветных
металлов необходимы другие методы, которые могли бы найти успеш-
ное применение в авторемонтном производстве и для контроля
деталей из черных металлов. К числу этих методов относится люми-
несцентный (флуоресцентный) метод.
Сущность метода люминесцентной дефектоскопии состоит в сле-
дующем. Очищенные и обезжиренные детали, подлежащие контро-
лю, погружают в ванну с флуоресцирующей жидкостью на 10—
15 мин или наносят эту жидкость на детали и инструменты кисточ-
кой и оставляют на 10—15 мин.
В качестве флуоресцирующей жидкости применяется следую-
щая смесь: светлого трансформаторного масла (или вазелинового
масла, волосита и т. п.) 0,25 л, керосина 0,5 л и бензина 0,25 л.
К указанной смеси добавляется 0,25 л красителя дефектоля
зелено-золотистого цвета в виде порошка, после чего смесь выдер-
живают до полного растворения. При освещении ультрафиолето-
выми лучами полученный раствор дает яркое свечение желто-зеле-
ного цвета. Нанесенная на поверхность детали флуоресцирующая
жидкость, обладая хорошей смачиваемостью, проникает в имею-
щиеся трещины и там задерживается. Флуоресцирующий раствор
в течение нескольких секунд удаляют с поверхности детали струей
холодной.воды под давлением примерно 2 кгс/см2 (0,2 МПа), а затем
деталь просушивают подогретым сжатым воздухом. Просушивание
и некоторый нагрев детали способствуют выходу флуоресцирую-
180

Рис. 68. Схема люминесцентного дефектоскопа:
1 — рефлектор; 2 — светофильтр; 3 — ртутно-квар-
цевая лампа; 4 — высоковольтный трансформатор;
5 — силовой трансформатора 6 — деталь
щего раствора на поверхность и растеканию его по краям трещин.
Для лучшего выявления трещин поверхность просушенной детали
припудривают мелким сухим порошком силикагеля (SiO2) и выдер-
живают на воздухе в течение 5—30 мин. Излишек порошка удаляют
стряхиванием или обдуванием. Сухой микропористый порошок
силикагеля способствует дальнейшему вытягиванию флуоресци-
рующего раствора из трещин. Порошок, пропитанный раствором,
оседает на трещинах и при облучении фильтрованным ультрафиоле-
товым светом позволяет обнаруживать трещины по яркому зелено-
желтому свечению. Контроль деталей можно производить через
1—2 мин после припу-
дривания. Однако микро- 4 |~~ ~ ~~~7^Z|--------------
скопические трещины	।
обнаруживаются через
10—15 мин после при-
пудривания.
Источником ультра-
фиолетового света слу-
жат ртутно-кварцевые
лампы, свет которых
фильтруется через уль-
трафиолетовый свето-
фильтр , имеющий мак-
симум пропускания при-
мерно 360 мкм. На
рис. 68 показана схема
стационарного дефекто-
скопа ЛДА-3.
Люминесцентный
(флуоресцентный) метод
позволяет обнаружить глубокие трещины, светящиеся в виде ши-
роких полос, а также и микроскопические, которые светятся тон-
кими линиями.
Ультразвуковой метод. Ультразвуковая дефектоскопия основана
на явлении распространения в металле ультразвуковых колебаний
и отражения их от дефектов, нарушающих сплошность металла
(трещины, раковины и пр.). Ультразвуковая дефектоскопия впервые
была разработана проф. С. Я. Соколовым.
Для ультразвуковой дефектоскопии необходимы высокие час-
тоты при небольшой мощности излучения, поэтому применяется
пьезоэлектрический эффект. Контроль деталей ультразвуковым
методом можно осуществлять двумя способами: теневым и импульс-
ным эхо, иначе называемым способом отражающего эхо.
При теневом методе обнаружение дефектов 2 производится
вводом ультразвука в деталь 4, помещенную между излучателем 1
и приемником 3 (рис. 69).
Схема действия ультразвукового дефектоскопа, работающего
по теневому способу, показана на рис. 70, а, б.
181

От ультразвукового генератора 1 на излучающую пьезоэлектри-
ческую пластинку 2 подается переменная разность потенциалов,
благодаря которой пластинка начинает колебаться. Если пластинку
2 ввести в плотное соприкосновение с контролируемой деталью 3,
то и колебания в виде ультразвуковых волн передадутся в деталь.
Рис. 69. Обнаружение дефекта с помощью звуко-
вой тени
При наличии дефекта ультразвуковые волны 4, посланные излу-
чателем, отразятся от дефекта б и не попадут на приемную пьезо-
электрическую пластинку 5, благодаря чему за дефектом образу-
ется звуковая тень. На приемной пластинке пьезоэлектрических
Рис. 70. Схема действия ультразвуко-
вого дефектоскопа (теневой метод)!
а — дефект в детали не обнаружен;
б — дефект обнаружен
зарядов не возникнет, и на ре-
гистрирующем приборе 7 не
будет показаний, что указывает
на наличие дефекта. Ультразву-
ковой дефектоскоп может найти
применение в ремонтном произ-
водстве для контроля качества
восстановления деталей металло-
покрытиями, качества задивки
подшипников и др.
Наибольшее распростране-
ние получили импульсные де-
фектоскопы, работающие на
принципе отражения ультразву-
ковых волн. Типовая схема им-
пульсного дефектоскопа показа-
на на рис. 71 [51]. Импульсный
генератор 6 возбуждает пьезо-
электрический излучатель (щуп) 3, преобразующий энергию электри-
ческих колебаний. При контакте между щупом и контролируемой
деталью 1 излучатель посылает в металл ультразвуковые колебания
в виде коротких импульсов длительностью 0,5—10 мкс, разделенные
паузами с длительностью 1—5мкс. При достижении противоположной
стороны детали (дна) импульсы отражаются от нее и возвращаются
к приемному щупу'Л При наличии дефекта 8 в детали посланные
импульсы ультразвука отражаются ранее, чем достигнут противо-
положной стороны детали. Отраженные импульсы вызывают меха-
нические колебания в приемном щупе, благодаря которым в пьезо-
182

щупе появятся электрические сигналы. Полученные электрические
сигналы поступают в ламповый усилитель 4 и в виде усиленного
импульса на электронно-лучевую трубку 5. Одновременно с пуском
генератора импульсов 6 включается генератор развертки 7, который
служит для получения временной горизонтальной развертки луча
на экране трубки. При работе генератора на экране трубки 5 воз-
никает первый (начальный) импульс в виде вертикального пика.
При наличии в детали скрытого дефекта на экране появится импульс,
отраженный от дефекта. Второй импульс располагается на экране
трубки на определенном расстоянии от первого (см. рис. 71).
В конце развертки луча появится импульс донного сигнала на рас-
стоянии /2 от первого импульса. Расстояние 1Х соответствует глубине
залегания дефекта, а расстояние /2 — толщине изделия. Поверх-
Начальный. иппульс
Рис. 71. Схема дефектоскопа, работающего на принципе отражения
ультразвуковых волн
ность соприкосновения щупа с деталью смазывают тонким слоем
вязкой смазки — трансформаторного масла или вазелина. Импульс-
ный метод по сравнению с теневым позволяет обнаруживать дефекты
только с одной стороны детали. Для авторемонтного производства
может быть рекомендован усовершенствованный ультразвуковой де-
фектоскоп УЗД-7Н. Дефектоскоп работает на частотах 0,8 и 25 МГц
и снабжен глубиномером (эталоном времени) для определения
глубины расположения дефекта. Максимальная глубина прозвучи-
вания для стали 2600 мм при плоских щупах и 1300 мм при призма-
тических. Минимальная глубина прозвучивания’ для стали при
плоских щупах и частоте 2,8 МГц — 7 мм и частоте 0,8 МГц — 22 мм.
Дефектоскопом УЗД-7Н можно контролировать детали как
импульсным, так и теневым методами. Для этой цели работа дефекто-
скопа может вестись по одно- и двухщуповой схеме. Ультразву-
ковой контроль обладает высокой чувствительностью к выявлению
скрытых дефектов.
Промышленностью выпускаются и другие дефектоскопы, на-
пример УЗД-НИИМ-5, УЗД-ЮМ и др., которые могут применяться
в авторемонтном производстве.
183

. Большой интерес представляет электромагнитный индуктивный
дефектоскоп типа ЭМИД-4М, позволяющий осуществлять контроль
комплекса свойств заготовок и готовых деталей из ферромагнитных
и неферромагнитных металлов и сплавов. Указанным дефектоско-
пом можно оценить качество термической и химико-термической
обработки по твердости, структуре и прочности; выявить наличие
трещин; определить наличие внутренних напряжений; сортировать
детали по маркам стали.
Контроль и анализ осуществляются методом относительных
оценок магнитных и электрических свойств материалов проверя-
емых деталей по сравнению с соответствующими новыми деталями,
служащими в качестве эталона.
Оценка свойств производится визуально по изменению парамет-
ров и текущих координат кривой, по ее горизонтальному смещению,
по перемещению отдельного участка кривой вдоль вертикальной
линии шкалы экрана электронно-лучевой трубки дефектоскопа.
С помощью данного дефектоскопа можно контролировать или ис-
следовать лишь верхние слои детали в пределах 3—4 мм, а в отдель-
ных случаях, при соответствующем подборе режима работы дефекто-
скопа, — до 8 мм.
В авторемонтном производстве дефектоскоп ЭМИД-4М может
найти широкое применение для цехового и лабораторного конт-
роля структуры, твердости, прочности деталей, восстановленных
металлопокрытиями, и внутренних напряжений в -них.
§ 38. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ГОДНОСТИ
И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
На основании дефектной ведомости, составленной в процессе
контроля и выбраковки деталей, определяются коэффициенты
годности ki, восстановления (ремонта) k2 и сменности k3 деталей:
где nlt п2 и п3 — количество одноименных годных деталей, требую-
щих восстановления и замены; п — общее количество одноимен-
ных деталей всей партии.
Определение численных значений этих коэффициентов имеет
большое практическое значение для авторемонтных предприятий
и организаций, занимающихся проектированием новых ремонтных
заводов.
Численные значения коэффициентов, определяемые по дефект-
ной ведомости простым суммированием одноименных деталей по
их годности, могут быть практически ценными лишь в случае стати-
стической обработки многих ведомостей. Только при этих усло-
виях получаемые данные могут быть достаточно достоверными.
Однако такой метод решения вопроса дает лишь общее представ-
ление об указанных коэффициентах без раскрытия технического
184

состояния- различных рабочих поверхностей деталей. Между тем
известно, что отдельные рабочие поверхности деталей имеют разную
износостойкость и восстановление их производится различными
способами и, следовательно, в разных цехах. Например, шейки
под подшипники ведущего вала коробки передач и зубья шестерни
неравноизносостойки и коэффициенты восстановления их неоди-
наковы. То же можно сказать о шейках под подшипники и шлицах
ведомого вал#, шейках под подшипники, резьбе и отверстиях под
втулки шкворня в поворотных цапфах и т. д. Поэтому коэффици-
енты, определяемые по дефектным ведомостям, мало что могут
дать для выявления загрузки восстановительных цехов, а также
программы этих цехов при проектировании новых заводов и рекон-
струкции существующих. Поэтому необходим метод, обеспечиваю-
щий возможность дифференциро-
ванного расчета коэффициентов
восстановления не только разных
деталей, но различных рабочих по-
верхностей их.
Метод расчета указанных коэф-
фициентов должен базироваться на
изучении износов больших партий
деталей автомобилей или агрега-
тов, поступающих в капитальный
ремонт, и обработке полученных
данных методами математической
статистики. Сущность метода рас-
чета коэффициентов заключается в
Рис. 72. Эмпирические кривые из*
носа шеек распределительных валов
; (ЗИЛ-164)
следующем. Первоначально произ-
водится измерение размеров дета-
лей автомобилей, поступающих в
капитальный ремонт. Затем опреде-
ляются величины износов деталей как разность х — dH — для
вала и х = dH — da для отверстий, где dH — начальные и — изно-
шенные диаметры вала и отверстия. Полученные значения износов
сводятся в ряды распределений, после чего рассчитываются стати-
стические постоянные: среднее арифметическое и среднеквадратич-
ное значения износа. Если число измеренных деталей достаточно
велико (не менее 100), то можно построить график полигона распре-
деления износа и огиву и по ним определить коэффициенты год-
ности и восстановления. На рис. 72 показан полигон распределения
и огива износа шеек распределительных валов двигателей ЗИЛ-164,
совмещенные в одном графике. Если величину допустимого износа
шеек, равную по техническим условиям 0,06 мм, с ординаты сне-
сти на кривую огивы и из точки пересечения опустить перпен-
дикуляр на ось абсцисс, то можно определить коэффициент
годности ki = 0,6 и коэффициент восстановления k2 — 0,40.. Ана-
логичным образом находят указанные коэффициенты и по дру-
гим деталям. Однако данный метод определения коэффициентов
185

является эмпирическим и нуждается в теоретическом обосновании.
Для этой цели необходимо знать закон распределения износа де-
талей.
Известно, что в массовом производстве при автоматическом
изготовлении деталей на металлорежущих станках распределение
их размеров подчиняется нормальному закону.
Интегральная функция распределения по закону Гаусса
+°°	1 V” *о)2	о ' S? (г—Хо)2
F(x) = \ ydx = —U= \	202 dx = —г-\е 202 dx=l.
' ' J	<т|/ 2л J e	о У 2л J
— oo	—оо	.	0
Пользуясь интегральной функцией распределения, можно опре-
делить вероятный процент годности деталей, поступающих в капи-
тальный ремонт, или вероятный процент деталей, требующих
восстановления, т. е. найти вероятные коэффициенты годности
и восстановления деталей, если распределение износов деталей
подчиняется закону Гаусса или является модификацией этого
закона. Для вычисления вероятностей коэффициентов годности
и восстановления деталей необходимо определить площадь, соот-
ветствующую допустимому износу по техническим условиям. Эта
площадь определяется интегралом
1	ри	(х-х^
. —\ е 202 dx.
oV 2л J
Для облегчения вычислений площади значения аргумента х
в данном интеграле выражаются в единицах основного отклонения:
----- = г; dx — odz. '
а---1	1
Тогда интеграл для вычисления площади будет выражаться
нормированной функцией Лапласа Ф(г), значение которой, как
ранее указывалось, приводятся в приложениях к курсам теории
вероятностей.
Как показало исследование износов огромного числа разно-
образных автомобильных деталей, за теоретический закон распре-
деления износов можно принять закон модуля разности, плотность
вероятности которого выражается формулой
1 Г	,-(х+хо)2~|
4>to = -i7y=-Le 2аг +е 202 J
о у 2л
при х > 0, при х <. О <р (х) = 0.
Здесь х0 и о — параметры исходного распределения по закону
Гаусса.
Степень соответствия эмпирических распределений износов
деталей закону модуля разности, рассчитанная при помощи кри-
186

терпя Колмогорова P(Z), является высокой. Критерий согласия
Р(%) для разных деталей имеет значение в пределах 0,270—0,997,
т. е. во много раз превосходит 5-процентный уровень значимости.
Для иллюстрации на рис. 73, а, б показаны эмпирические и теоре-
тические кривые распределения износа ряда деталей автомобиля
ЗИЛ-164.
Рис. 73. Эмпирические (/) и теоретические (2) кривые распределения износа:
а — шатунных шеек коленчатых валов; б — шейки под подшипник веду-
щей конической шестерни
Для определения процента выхода деталей за пределы допусти-
мого износа, т. е. коэффициентов восстановления деталей (табл. 3),
необходимо воспользоваться интегральной функцией распреде-
ления по закону модуля разности
\ е
L *0
После* замены переменной
= adz, получим
F(x) 1
о/2я .1
 *2 _ (*+ Х„ )а
2°s dx+ \ е 2°г dx .
6
х — Ха	,
—^-2- = г и имея в виду, что dx =
2 z« _?t
- \ е 2 dzj,
о
\ о /
Новые пределы интегрирования г и вычисляются из соотно-
шений:	_
X Хл	X + Хл
Z —----- К	,
а	1 а ’
связывающих аргумент х с нормированным аргументом г.
Зная величину допустимого износа деталей по техническим
условиям и значения Ф (г) по таблицам курсов теории вероятностей,
.. о
= 7^[0(2)+0(^ =
187

Коэффициент восстановления деталей
Таблица 3
Детали	Коэффициент восста- новления	
	По данным опыта	По расчету
Распределительный вал — опорные шейки	0,40	0,43
Клапан—стержень '	0,20	0,23
Толкатель клапана — стержень	0,63	0,71
Вал ведущей коробки передач — шейка подшип- ника маховика	0,43	0,45
Цапфа поворотного кулака — шейка под наруж- ный подшипник	0,43 .	0,40
Вал ведомый — шейка ф 30 мм под роликовый подшипник	0,59	0,64
Вал ведомый — шейка ф 55 мм под шариковый подшипник	0,23	0,20
можно рассчитать коэффициент восстановления (ремонта) деталей
по каждой изношенной поверхности.
Для примера в табл. 3 приводятся значения коэффициентов
восстановления изношенных поверхностей различных деталей, оп-
ределенные эмпирически и расчетом. Как следует из табл. 3, коэф-
фициенты восстановления деталей, определенные расчетом, хорошо
согласуются с экспериментальными данными. Общим коэффици-
ентом восстановления данной детали будет максимальное значение
его по наиболее изношенной поверхности. Дальнейшее распростра-
нение и развитие данный метод получил в трудах М. А. Масино,
определившего коэффициенты восстановления для корпусных де-
талей [60].
§ 39.	СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Восстановление и последующее использование изношенных и
поврежденных деталей является одним из основных факторов тех-
нико-экономической эффективности авторемонтного производства.
Детали автомобилей утрачивают работоспособность вследствие
указанных ранее дефектов, возникающих в результате изнашивания,
усталости металла, механических и коррозионных повреждений.
Способы устранения механических и коррозионных повреждений и
восстановления утраченных размеров и посадки сопряжений дета-
лей являются различными.
Для устранения механических повреждений применяются раз-
личные способы сварки, пайки, давления, металлизации, полимер-
ных материалов, слесарной обработки. Выбор способа здесь опреде-
ляется характером дефекта, его величиной и местоположением,
188

материалом и конструкцией детали. Коррозионные повреждения
деталей в виде раковин, окисления и отслаивания поверхностных
слоев металла удаляются различными механическими или слесарно-
механическими способами в зависимости от характера повреждения,
например шлифованием фасок выпускных клапанов и их гнезд или
зачисткой деталей рамы и др. Затем в целях предупреждения кор-
розии детали оперения, кабина, рама, кузов и др. подвергаются
окраске, а детали арматуры кузовов и кабин и ряд других деталей —
гальваническим покрытиям.
Восстановление изношенных деталей сопряжений можно осу-
ществить двумя методами: методом восстановления начальной по-
садки сопряжений путем изменения размеров деталей и методом
восстановления посадки путем восстановления размеров деталей
до их начального (номинального) значения. При первом методе
восстанавливается только посадка сопряжений, при втором — и
начальные (номинальные) размеры, и посадка. Восстановление по-
садки сопряжений по первому методу осуществляется способом ре-
монтных размеров, больших или меньших номинального. При этом
способе наиболее сложная деталь сопряжения подвергается меха-
нической обработке с целью придания ей ремонтного размера и пра-
вильной геометрической формы. Другая деталь, сопряженная
с нею, восстанавливается или заменяется новой деталью того же
ремонтного размера. Хотя посадка при этом восстанавливается,
взаимозаменяемость деталей сохраняется лишь частично, в преде-
лах только данного ремонтного размера. К числу способов восста-
новления деталей, осуществляемых собственно механической об-
работкой, относится способ дополнительных деталей. Способ основан
на замене изношенной части детали, отдельно изготовленной (до-
полнительной, ремонтной) деталью. Дополнительная ремонтная
деталь в случае необходимости может иметь как ремонтные, так и
номинальные размеры, поэтому данный способ может применяться
как для восстановления только посадки, так и для восстановления
размеров и посадки сопряжений, -что более целесообразно.
При втором методе восстановление начальных (номинальных)
размеров и посадки производится нанесением на изношенную по-
верхность детали слоя металла требуемой толщины с последующей
механической обработкой поверхности под номинальный размер.
Нанесение слоя металла производится различными способами
наплавки, гальваническими покрытиями, металлизацией, распылен-
ным металлом.
Среди способов наплавки широкое распространение получили:
наплавка под флюсом, в среде защитных газов, вибродуговая,
а в последнее время и плазменно-дуговая наплавка.
Восстановление деталей гальваническими покрытиями основано
на осаждении на поверхности деталей слоя металла путем элек-
тролиза. Наибольшее применение получило хромирование и желез-
нение (осталивание) деталей. К химическим способам относится
химическое никелирование, практически почти не применяемое
189

при авторемонте. Применение металлизации для восстановления
деталей основано на напылении на изношенную поверхность частиц
расплавленного металла. По способу расплавления металла раз-
личают газовую, электродуговую, высокочастотную и плазменно-
- дуговую металлизации. Наибольшее распространение имеет электро-
дуговая металлизация, более же перспективной является плазменно-
дуговая наряду с газовой и металлизацией детонационным методом,
широко применяемым за границей.
Восстановление начальных размеров и посадки ряда деталей
на практике осуществляется и способом давления, основанным на
использовании пластических свойств материала деталей. Из спо-
собов давления применяется раздача, осадка, обжатие.
К другим способам нанесения металла на изношенную поверх-
ность детали относится заливка подшипников скольжения анти-
фрикционными сплавами — баббитом или свинцовистой брон-
зой. Заливка осуществляется центробежным способом или в
кокиль.
Полимерные материалы применяются, как указывалось, преиму-
щественно для устранения дефектов, для восстановления же раз-
- меров деталей имеют весьма ограниченное применение.
Электроискровая обработка металла как самостоятельный спо-
соб восстановления размеров деталей не нашла применения, но
может использоваться для упрочнения режущего инструмента и вы-
полнения ряда вспомогательных работ, например, для удаления
заломанного инструмента. Электромеханическая обработка полу-
чает достаточно широкое распространение для упрочнения деталей,
восстанавливаемых наплавкой, и для подготовки деталей к метал-
лизации.
Анодно-механическая обработка применяется преимущественно
дляиэезки металла.
Таким образом, в авторемонтном производстве находит при-
менение большое число разнообразных способов для устранения
механических и коррозионных повреждений и восстановления де-
талей под начальные посадки сопряжений. При этом, однако,
необходимо иметь в виду, что для восстановления полной работо-
способности деталей обычно применяется не один, а несколько
способов, если детали имеют совокупность разных дефектов.
§ 40.	ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ОПТИМАЛЬНОГО УРОВНЯ КАЧЕСТВА
ВОССТАНОВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ
Восстановление деталей необходимо вести такими способами,
которые при наименьшей затрате труда и средств обеспечивают
долговечность деталей, равную и даже более высокую по сравне-
нию с долговечностью, соответствующей новой детали. Способы
устранения механических и коррозионных повреждений детали
легко определяются характером самого дефекта, материалом и кон-
190

фигурацией детали и имеют ограниченное число факторов, опреде-
ляющих качество детали. Каждый из способов восстановления
изношенных деталей обладает отличительными технологическими
особенностями и свойствами и по-разному может влиять на качество
восстановленной детали. Поэтому восстановление изношенных де-
талей необходимо осуществлять не только наиболее рациональными
способами, о чем пойдет речь в дальнейшем, но й путем направлен-
ного формирования эксплуатационных свойств детали за весь
период технологического процесса заготовка (изношенная деталь) —
восстановленная деталь. На схеме 9 показаны технологический
процесс восстановления деталей некоторыми способами и факторы,
влияющие на качество восстановленных деталей.
Возьмем в качестве примера валы коробок передач, шейки кото-
рых под подшипники качения могут восстанавливаться любым из
указанных на схеме способов. Как следует из-рассмотрения схемы,
для каждого из способов характерны свои технологические фак-
торы, оказывающие влияние на эксплуатационные свойства вос-
становленных деталей, определяющих их долговечность.
При восстановлении деталей наплавкой большое значение в обес-
печении качества играет .подготовка деталей, выбор электродного
материала и защитных газов или охлаждающей жидкости при
вибродуговой наплавке, в то время как при гальванических покры-
тиях — состав электролита и подготовка деталей, имеющая осо-
бенно важное значение для прочности сцепления покрытия с основ-
ным металлом. При этом, число и характер подготовительных опе-
раций резко отличны от операции подготовки для наплавки. Однако
в том и другом случае подготовка детали к нанесению покрытий
играет большую роль в получении их высокого качества. В случае
плохой подготовки прочность сцепления гальванических покрытий
может быть низкой и возможно отслаивание и откалывание покры-
тий, при наплавке же — наличие пор и окислов в наплавленном
металле. Кроме того, большое влияние на качество восстановления
деталей оказывают режимы и регулирование процесса нанесения
покрытий. Несоответствие материала электродной проволоки при
восстановлении деталей механизированными способами наплавки
или соответствующих режимов электролиза в случае гальваниче-
ских покрытий условиям работы деталей на практике приводит к бы-
строму выходу их из строя из-за низкой износоустойчивости или
усталостной прочности. Несоблюдение технологических режимов
восстановления деталей металлопокрытиями вызывает возникно'
вение больших растягивающих остаточных напряжений, отрица-
тельно влияющих на усталостную прочность деталей, работающих
в условиях знакопеременных нагрузок. Поэтому в процессе ремонта
автомобилей нередко целесообразно упрочнение деталей, восста-
новленных наплавками. Термическая обработка при рассматривае-
мых способах производится в случае необходимоети, и осуществле-
ние ее тем или иным способом зависит от многих причин: необ-
ходимости устранения растягивающих внутренних напряжений,
191

ьо
Схема 9
Состав электролита Материал электродной
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

получения требуемой поверхностной твердости, улучшения обра-
батываемости и др.
Выбором электродной проволоки или состава электролита для
гальванических покрытий, режимом их нанесения и термической
обработкой определяется струк-
тура и химический состав ме- е
таллопокрытия.
Механическая обработка вос-
становленных деталей является
завершающей стадией техноло-
гического процесса и призвана
обеспечить требования рабочего
чертежа в отношении точности
и шероховатости поверхности.
Структура и характеризую-
щая ее микротвердость металла
поверхностного слоя являются
основными физическими пара-
Рис. 74. Влияние твердости HV метал-
лов и сплавов на их относительную
износостойкость при абразивном изна-
шивании
метрами, оказывающими влия-
ние на все эксплуатационные
свойства деталей.
Повышение твердости мате-
риала различными способами не-
однозначно влияет на износо-
стойкость при абразивном изна-
шивании, рис. 74. Повышение
твердости путем применения бо-
лее твердых материалов без
термической обработки увели-
чивает износостойкость пропор-
ционально твердости (прямая 1
на рис. 74). Увеличение твердо-
сти за счет термической обра-
ботки сталей повышает износо-
стойкость, но в меньшей степени
(кривая 2). Увеличение твердо-
сти за счет наклепа не сказы-
вается на повышении износо-
стойкости (кривая 3). Однако
повышение твёрдости стали толь-
Рис. 75. Зависимость износа средне-
углеродистой стали от температуры от-
пуска:
1 — твердость; 2 — износ
ко за счет изменения химиче-
ского состава недостаточно для обеспечения требуемой износо-
стойкости деталей. Поэтому в зависимости от условий работы
детали в процессе изготовления подвергают различной термической
или химико-термической обработке, добиваясь тем самым необхо-
димой (различной) твердости и износостойкости, рис. 75 [78]. Из
всех закалочных структур наиболее высокой износостойкостью
отличается мартенсит (рис. 76).
7 В. А. Шадричев
193

В процессе ремонта автомобилей необходимо добиваться по-
верхностной твердости деталей, примерно близкой к начальному
значению, путем выбора соответствующих способов и технологиче-
ских режимов восстановления деталей.
Шероховатость поверхности оказывает большое влияние на
износ деталей, особенно в период их приработки. В процессе при-
работки детали соприкасаются своими выступами, благодаря чему
поверхность контакта получается меньше расчетной. В силу этого
удельное давление и температура в отдельных точках контакта
Рис. 76. , Износостойкость
стали в зависимости от струк-
туры и содержания углерода:
/ — структура в состоянии про-
катки; 2 — перлит; 3 — сорбит;
4 — троостит; 5 — мартенсит
резко возрастают. Происходит интенсив-
ное истирание выступов, увеличиваю-
щее износ деталей.
Кроме износа, g результате которого
характер подвижных посадок сопряже-
ний изменяется вследствие роста зазора,
шероховатость поверхности оказывает
существенное влияние на прочность не-
подвижных посадок. В процессе запрес-
совки деталей выступающие гребешки
подвергаются пластической деформации
и срезаются, что приводит к уменьше-
нию действительного натяга против рас-
четного. Величина перемещения высту-
пающих частиц металла гребешков во
впадины при запрессовке, так называе-
мый размер сглаживания, оказывающий
непосредственное влияние на прочность
посадки, зависит от вида обработки:
чем чище обработана поверхность де-
тали, тем меньше размер сглажива-
ния.
Влияние шероховатости поверхности сопрягаемых деталей на
натяг видно из следующей формулы:
б —- ds — d0 — 2	(//щах)в "Ь ^2 (^шах)о] —
= dB — d0—1,2 [(Нтах)в -|- (7/иах)о]»
где 6 — действительный натяг; dB и d0 — диаметры вала и отвер-
стия; (//тах)в и (^тах)о — максимальная высота микронеровностей
вала и отверстия; kx и k.2 — коэффициенты, учитывающие неров-
ности, остающиеся у вала и отверстия после запрессовки; и k2
принимают равными 0,6.
При хорошем качестве сопрягаемых поверхностей прочность
неподвижных посадок возрастает также и за счет увеличения коэф-
фициента трения.
Немалую роль играет шероховатость поверхности и в корро-
зионном повреждении деталей. При грубо обработанной поверх-
194

Рис. 77. Принципиальная
схема зависимости коли-
чества изношенного ме-
талла от микрогеометрии
поверхности:
1 — легкие условия экс-
плуатации; 2 — тяжелые
условия эксплуатации
ности деталей облегчается проникновение корродирующих элемен-
тов через различные впадины и неровности.
" Шероховатые поверхности ухудшают еще и смазку. Действи-
тельно, из-за различных шероховатостей нарушается непрерывность
масляной пленки при работе механизма, обнажаются поверхности,
получается граничное и сухое трение. Интенсивность износа воз-
растает. Однако надо заметить, что по условиям смазки необходимо
оптимальное качество поверхности, так как вследствие чрезмерно
гладких поверхностей условия смазки ухудшаются от выдавлива-
ния масла.
Для повышения износостойкости деталей необходимо иметь
в виду, что определенным условиям их работы должна соответство-
вать оптимальная шероховатость поверхности (рис. 77). При тя-
желых условиях работы кривая 2 сме-
щается вправо. Оптимальная шерохова-
тость поверхности, при которой износ
деталей в легких и тяжелых условиях
эксплуатации является минимальным, ха-
рактеризуется точками Ох и 02. Левые
ветви кривой показывают, что износ уве-
личивается с уменьшением шероховатости
поверхности за счет молекулярного схва-
тывания (суперфиниш, полирование ит. п.).
С увеличением шероховатости- поверх-
ности (правые ветви кривой) износ также
увеличивается из-за механического зацеп-
ления неровностей поверхности. Шерохова-
тость поверхности различных деталей в
процессе их восстановления должна соот-
ветствовать требованиям чертежа.
К другим геометрическим параметрам,
оказывающим большое влияние на долго-
вечность деталей, относится макрогеометрия, характеризующая
конусность, овальность, граненость, бочкообразность и корсетность
поверхности деталей. От макрогеометрии зависит правильность
относительного расположения и перемещения сопрягаемых поверх-
ностей деталей, прочность неподвижных посадок. Значение макро-
геометрии — овальности и конусности — особенно существенно для
таких деталей, как цилиндры двигателя, коленчатые валы (шейки),
тонкостенные вкладыши, не говоря уже о прецизионных деталях
топливных насосов высокого давления и насосов-форсунок.
Волнистость и направление следов обработки поверхности хотя
и оказывают влияние на износостойкость деталей, однако они
менее значительны по сравнению с шероховатостью.
Качество механической обработки может быть обесценено со-
блюдением оптимальных режимов и тщательного контроля, необходи-
мого, конечно, и при всех предшествующих операциях технологи-
ческого процесса. Поэтому управление качеством и регулирование
7*
195

технологических процессов механической обработки в крупно-
серийном ремонтном производстве целесообразно осуществлять
статистическим методом медиан х и индивидуальных значений (xt)
ГОСТ 15893—70. Данный метод рекомендуется применять во
всех случаях при отсутствии автоматических средств измерения.
Сущность метода заключается в регулировании технологических
процессов на отдельных операциях по статистическим оценкам
(х и результатов измерений показателей качества деталей,
входящих в выборку, с занесением этих оценок на контрольную
карту.
Уровень настроенности процесса и динамика его изменения
оцениваются по расположению линии, соединяющей точки медиан,
а рассеяние размеров деталей, т. е. точность процесса, — по поло-
жению индивидуальных значений выборок на контрольной
карте.
Контрольная карта имеет одну совмещенную диаграмму
(рис. 78), по вертикали которой указываются размеры деталей вы-
борок, а по горизонтали — дата, смена, порядковые номера выбо-
рок и время. Горизонтальные сплошные линии на диаграмме
указывают верхний Тв и нижний Тн пределы допуска.
Две штриховые линии сверху и снизу являются границами регу-
лирования значений размеров деталей (или других показателей
качества), распределенных по закону Гаусса.
Верхняя Рв и нижняя Ря границы регулирования для медиан,
Рв р и Р„ р — верхняя и нижняя границы полуразмахов.
При расчете границ регулирования за основу принят допуск,
являющийся показателем качества. Для значений показателей ка-
чества, распределение которых подчиняется нормальному закону
или закону Максвелла, коэффициент точности km определяется
по приведенным ранее формулам
k	и k - 5’25(Т
g и ктп---- g >
где а — среднее квадратическое отклонение; 6 — допуск.
Границы регулирования значений медиан и полуразмахов вы-
борок, распределяемых по закону Гаусса, вычисляются по формулам:
Рв = Тв-0,8Дв|; рв.р = Тв-Д64;
Рн = Тн + 0,8Дв|: Рн.р = Тн+Дв4,
где 0,8 — поправочный коэффициент, а Д. и Ов — коэффициенты,
зависящие от объема выборок или проб, берутся по табл. 1; Тв и
Тн — верхний и нижний пределы допуска. Для показателей ка-
чества— биений, эксцентриситетов, дисбаланса и т. п., распреде-
ление которых подчиняется закону Максвелла, нижняя граница
принимается равной нулю.
196



Верхняя граница регулирования медиан и крайних значений Рв
вычисляется по формуле
РВ=1,2Л76,
где 1,2 — поправочный коэффициент, коэффициент Л7, зависящий
от объема выборки, берется по табл. 1.
Объем выборки обычно берется 3—10 шт., чаще всего 5. Если
медианы не выходят за границы регулирования Рв и Рн, а крайние
значения размеров деталей выборок — за границы полуразмахов
Рвр и Рнр, то процесс протекает удовлетворительно. Выход же
медиан или крайних значений выборок за границы Рв —Рн и Рвр —
Р^р указывает на нарушение нормального хода процесса (предуп-
реждающий сигнал). В этом случае поступают так же, как изложено
на стр. 29, т. е. берется внеочередная выборка и если точки ме-
диан и (или) крайних значений размеров деталей выходят за гра-
ницы регулирования, то выборка считается неудовлетворительной.
По предупреждающему сигналу работу необходимо прекратить и
устранить причину, вызвавшую нарушения нормального'хода про-
цесса. На контрольной карте делается отметка в виде стрелки, ука-
зывающей на разладку процесса. Детали, изготовленные между
двумя очередными выборками, подлежат сплошному, контролю
персоналом ОТК. Другие показатели качества, определяемые
обычными методами, например наружным осмотром, условными
знаками отмечаются внизу карты.
Приведем пример расчета границ статистического регулиро-
вания процесса шлифования шейки 0 38 0 „ мм по данным
ГОСТ 15893—70.	”
Выборка состоит из 5 деталей.
Пределы допуска: Тв — 38,0 мм; Тв — 37,95 мм.
Допуск б = 0,05 мм; 6/2 = 0,025 мм.
Границы регулирования:
Рв = Тв - 0,8Л6 -у = 38,0 - 0,8 • 0,553 • 0,025 ъ 37,99 мм; '
Рн = Ти + 0,8Л6 у = 37,95 + 0,8 • 0,553 • 0,025 ъ 37,96 мм;
Рв. р = Тв - D6 у = 38,0 - 0,185 • 0,025 №37,995 мм;
Рн.р = 7,н + ^б у = 37,95 4-0,185-0,025 ^37,955 мм.
Значения коэффициентов Л6 и De взяты из табл. 1, контроль-
ная карта приведена на рис. 78.
На больших по мощности авторемонтных и агрегаторемонтных
заводах с программой в десятки тыс. единиц, а также при централи-
зованном восстановлении деталей статистическое регулирование
технологических процессов и контроль будут способствовать повы-
шению качества восстановленных деталей.
198

ГЛАВА XV
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
СПОСОБАМИ РЕМОНТНЫХ РАЗМЕРОВ
И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ
§ 41.	ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПОД РЕМОНТНЫЙ РАЗМЕР
При этом способе ремонта восстанавливается правильность
геометрической формы и шероховатость поверхности деталей без
сохранения начальных размеров. При помощи механической обра-
ботки изношенный поверхностный слой детали удаляется и деталь
получает новый размер — ремонтный, больший или меньший номи-
нального (начального). Так как механической обработкой началь-
ные размеры изменяются в сторону износа (в тело детали), ис-
пользовать в качестве сопряженных новые детали с начальными
размерами нельзя. Сопряженные детали должны иметь также новые
ремонтные размеры применительно к восстанавливаемой основной
детали. Это достигается постановкой при сборке - сопряжений
новых запасных деталей соответствующих ремонтных размеров,
выпускаемых промышленностью, или восстановлением детали с при-
данием ей размера применительно к ремонтным размерам основной
сопряженной детали.
Так как ремонтные размеры вала и отверстия, как правило,
находятся в тех же интервалах, что и номинальные размеры вала
и отверстия, допуски на их обработку остаются теми же. Подсадка
сопряжений деталей при этом восстанавливается до начального
значения. На рис. 79 показана схема образования ремонтных
размеров деталей в процессе их восстановления и изготовления
промышленностью [16]. Как следует из рассмотрения схемы, в про-
цессе восстановления деталей ремонтные размеры валов уменьша-
ются, а отверстий увеличиваются. При изготовлении же промыш-
ленностью ремонтные размеры соответствующих деталей класса
валов увеличиваются, а отверстий уменьшаются. В связи с этим
в авторемонтном производстве используются детали трех видов
ремонтных размеров, которые условно можно назвать так: стан-
дартные, выпускаемые промышленностью, регламентированные,
установленные техническими условиями на ремонт, сборку и испы-
тание автомобилей, свободные.
Стандартные ремонтные размеры широко используются для таких
деталей, как поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, тол-
катели, тонкостенные вкладыши. Указанные детали ремонтных раз-
меров выпускаются автопромышленностью и заводами по производ-
ству запасных частей и широко используются ремонтными пред-
приятиями. Применительно к стандартным ремонтным размерам
перечисленных деталей ремонтные предприятия производят восста-
новление сопряженных деталей: цилиндров блока, коленчатых
валов, направляющих отверстий под толкатели и т. п.
199

Регламентированные ремонтные размеры предусматриваются
техническими условиями на восстановление ряда деталей, напри-
мер, кулачковых валов (шейки) и их втулок, клапанов и их направ-
ляющих, шкворней и других деталей.
При обработке деталей под стандартные и регламентированные
ремонтные размеры приходится снимать не только дефектный по-
верхностный слой металла, образовавшийся в результате износа,
и восстанавливать геометрическую форму детали, но и вести ме-
ханическую обработку, пока не будет достигнут ремонтный раз-
мер детали.
Свободные ремонтные размеры предусматривают обработку до
получения правильной геометрической формы и шероховатости
Исходное сопряжение
номинального размера

Изменение размеров деталей ^сопряжения в процессе ремонта
Отверстия увеличиваются
Jja2 Брак\
Валы уменьшаются
брак
*Jw£-
Онг
%
Ж
&


Детали восстанавливаются
до номинального размера
или выбраковываются

Лег
^А2
Уменьшенные
W
отверстий
Увеличенные валы
Детали ремонтных размеров, поставляемые промышленностью
Рис. 79. Схема образования ремонтных размеров
поверхности деталей; в зависимости от характера и величины их
износа детали могут получить различные размеры. Сопряженная
деталь подгоняется к восстановленной до свободного ее размера.
Таким образом, сборка сопряжений со свободными ремонтными раз-
мерами связана с методом подгонки и применяется в мелкосерий-
ном и индивидуальном ремонтных производствах. При свободных
ремонтных размерах заранее изготовить детали с окончательными-
размерами нельзя. Они могут быть изготовлены в полуобработан-
ном виде, как полуфабрикат, с припуском на окончательную под-
гонку их по месту.
Преимущество стандартных ремонтных размеров перед свобод-
ными заключается в том, что они позволяют заранее иметь детали
готовыми и осуществлять ремонт методом частичной взаимозаме-
няемости, что сокращает продолжительность ремонта.
Новый ремонтный размер, сообщаемый детали, зависит от ее
износа и припуска на обработку. Износ устанавливается обмером
200

детали соответствующим инструментом. Припуск на обработку на-
значается с учетом характера обработки, типа оборудования, раз-
мера и материала детали. Задавая припуск на обработку, следует
иметь в виду искажение геометрической формы детали, ее оваль-
ность и конусность. Припуск должен способствовать получению
правильной геометрической формы изношенной детали после меха-
нической обработки, без следов из-
носа на ее рабочей поверхности.
Неудаленные с поверхности детали
риски, царапины и микроскопические
трещины могут явиться очагами уста-
лостного разрушения детали, рабо-
тающей при знакопеременных на-
грузках.	-	Рис. 80. Схема ремонтных раз-
Если обозначить (рис. 80) dH0H —	меР0В
номинальный диаметр шейки вала;
dPi, dp2, ..., dP/t — ремонтные размеры диаметра; и — износ шейки
на сторону; а — припуск на обработку на сторону, то значения
ремонтных размеров в общем виде:
dPl = d„ — 2 (« + «);
dp2 = dB — 4 (и -f- а) = dPl — 2 (и + а)-
dPn = dH — 2n (и + а) = dp^ -2 (и + а).
Написанные выражения для определения ремонтных размеров
справедливы для равномерного износа вала и сохранения его цент-
ра. При тех же условиях и неравномерном износе справедливость
выражений сохраняется, только величину и надо брать по макси-
мальному износу. С учетом деталей ремонтных размеров, выпускае-
мых промышленностью, величину нового ремонтного размера вала
и отверстия можно определить по формулам:
dp(x,=WH±x<;
Pp,x=(DB±xw)°,
где х — порядковый номер ремонтного размера. Знак плюс в фор-
муле для dp(X) относится к ремонтным размерам деталей, выпускае-
мых промышленностью, минус — к восстанавливаемым деталям.
Для ремонтных размеров отверстий, наоборот, — плюс к ремонтным
размерам восстанавливаемых деталей, минус — к изготовляемым
промышленностью.
Последний ремонтный размер обусловливается предельно воз-
можным диаметром шейки, дальнейшее уменьшение которого не
допускается. Предельно допустимые размеры отдельных деталей оп-
ределяются прочностью детали, глубиной цементационного или
поверхностно-закаленного слоя,
201

Так, предельно допустимый размер цилиндра определяется проч-
ностью его стенки, предельно допустимый размер шейки коленча-
того вала — ростом удельного давления' на шейку (прочность
вала), снижением толщины поверхностно-закаленного слоя, а сле-
довательно, и твердости, а также ухудшением работы подшипника
из-за возросшей толщины баббитового слоя.
Количество ремонтных размеров детали выражается следующей
зависимостью:	d —d
Здесь разность начального и предельного диаметров da—d?n
выражает уменьшение диаметра шейки вала. без нарушения его
прочности за все ремонты. Уменьшение же диаметра шейки за один
ремонт в результате износа и припуска на обработку выражается
через w и называется ремонтным интервалом
w = 2 (и 4-а).
Совершенно аналогично определяются ремонтные размеры для
отверстий, только в выражении для них вместо минус будет плюс,
а количество ремонтных размеров
W ’
где £>тах — максимально допустимый диаметр отверстия.
Выбор способа обработки деталей под ремонтные размеры за-
висит от материала и термической обработки детали, от износа,
припуска на обработку и наличия станочного оборудования.
При восстановлении деталей способом ремонтных размеров
приходится снимать в большинстве случаев небольшие припуски,
т. е. вести механическую обработку при небольшей глубине и ма-
лых сечениях стружки. Поэтому операции механической обработки
под ремонтный размер являются по существу чистовыми. Износо-
стойкость деталей, восстановленных данным способом, зависит
преимущественно от качества поверхности после механической
обработки. В большинстве случаев геометрия режущего инстру-
мента и режимы обработки здесь остаются теми же, что и при соот-
ветственных чистовых операциях механической обработки.
Обработку детали под ремонтный размер необходимо вести
в конце технологического процесса после слесарных и других опе-
раций, например, правки, восстановления резьб, заварки трещин
и т. п. Обработка деталей под ремонтный размер в конце техно-
логического процесса позволит устранить такие возможные дефор-
мации детали, как небольшой прогиб или коробление, и предохра-
нить чисто обработанные поверхности от повреждений.
Восстановление деталей под ремонтный -размер является широ-
ко распространенным и общедоступным способом и наиболее деше-
вым по сравнению с другими способами. Однако способ ремонтных
размеров имеет и существенные недостатки. Основным недостатком
202

является нарушение взаимозаменяемости деталей, которая сохра-
няется лишь в пределах данного ремонтного размера.
При большом числе ремонтных размеров контроль-сортировка
деталей при дефектации усложняется, так как необходимо иметь
большой набор предельного мерительного инструмента. Сборка
узлов и агрегатов в известной мере также усложняется, так как
необходимо предварительное комплектование деталей. Складские
запасы деталей неизбежно увеличиваются.
§ 42.	ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СПОСОБОМ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Способом дополнительных (добавочных) деталей восстанавли-
ваются цилиндры блоков, прошедшие последний ремонтный размер,
гнезда клапанов, посадочные отверстия под подшипники качения
в картерах коробок передач, задних мостов, ступицах, отверстия
с изношенной резьбой и др.
Обработка изношенных отверстий деталей под втулки произво-
дится различными способами, чаще всего расточкой, рассверли-
ванием и развертыванием отверстий или только рассверливанием,
как это часто имеет место, например, при восстановлении резьб.
Выбор материала для дополнительных деталей (втулок) следует
делать с учетом материала восстанавливаемых деталей. Исключе-
ние составляет восстановление посадочных поверхностей в чугун-
ных деталях (картеры коробок передач и задних мостов, ступицы,
колес и т. п.), для которых изготовление добавочных втулок допу-
скается не только из чугуна, но и из стали (обычно стали 20).
Рабочая поверхность втулок должна отвечать тем же условиям
в отношении твердости, что и рабочая поверхность восстанавливае-
мой детали. В связи с этим в случае необходимости втулки должны
подвергаться соответствующей термической обработке.
Крепление дополнительной детали (втулки) чаще всего про-
изводится за счет посадок с натягом. В отдельных случаях (при
применении переходных посадок) могут быть использованы допол-
нительные крепления приваркой в нескольких точках или по всему
сечению по торцу, стопорными винтами или шпильками. Примене-
ние стопорных винтов в качестве дополнительного крепления широко
применяется при постановке втулок-ввертышей при восстановле-
нии резьбовых отверстий.
Способ восстановления ответственных деталей, например, бло-
ков цилиндров, картеров коробок передач и задних .мостов, сту-
пиц передних и задних колес, корпусов масляных и водяных насосов
и др. постановкой дополнительных деталей может быть качест-
венным при условии соблюдения технологического процесса в части
выбора материала втулки там, где необходимо, ее термообработки,
шероховатости сопрягаемых деталей и рабочей поверхности втулки
после окончательной механической обработки и, главное, должной
величины натяга.
203

Известно, что действительный натяг всегда ниже табличного
(стандартного для данной посадки), а фактическая поверхность
соприкосновения сопрягаемых деталей меньше геометрической
вследствие наличия выступов и впадин на поверхности деталей
после механической обработки. Отсюда следует, что для прочной
посадки втулок в отверстиях или на шейках валов необходимо
чище обрабатывать поверхность детали и втулку, а величину
неровностей учитывать при расчете действительного натяга. Иссле-
дованиями доказано, что с уменьшением шероховатости поверхно-
стей коэффициент трения увеличивается, а это, в свою очередь,
благоприятно сказывается на прочности посадок с натягом. Од-
нако стремиться к получению шероховатости поверхности выше
8—9-го классов, нет необходимости, так как более чистые поверх-
ности преимуществ в прочности сопряжений не дают;
Обработку детали и втулки наиболее целесообразно вести по
допускам прессовых посадок 2-го класса и в отдельных случаях
3-го класса точности.
Расчетный (действительный) натяг (мкм):
6 = 6OT-1,2(7?Z1+/?J;
& —	. 1 »4	-f- k%Ra^t
где 6m — табличный натяг посадки; RZ1 и RZi — высоты микронеров-
ностей сопрягаемых поверхностей деталей, которые могут быть
взяты по данным табл. 2, мкм; Rai и Raa — средние арифметиче-
ские отклонения профилей микронеровностей на соединяемых
поверхностях, мкм.
Для обеспечения процесса запрессовки без нагрева или охлаж-
дения деталей и предупреждения сопрягаемых поверхностей от
задиров и возникновения трещин в перемычках между отверстиями
(например, в картерах коробок передач) сопрягаемые поверхности
целесообразно смазать машинным маслом или смесью из масла и
графита, дающей лучшие результаты. Лучшей смазкой является
дисульфидмолибденовая смазка MoS2 в виде порошка, карандашей
(твердая смазка) или в виде пасты [7].
Поскольку контроль прочности посадки втулки в отверстие
или. на шейку (цапфу) той или иной детали обычными средствами
осуществить нельзя, целесообразно для ответственных сопряже-
ний проверку вести по усилию запрессовки, которое является един-
ственным критерием прочности. Расчет усилия запрессовки можно
осуществить по формулам, приводимым далее (стр. 411, 414).
При запрессовке втулок важную роль играют конструктивная
форма кромок сопрягаемых поверхностей деталей и условия запрес-
совки. Форма кромок оказывает влияние на усилие запрессовки и
появление задиров, а способы запрессовки — на перекосы и дефор-
мации запрессовываемой детали. Для облегчения центрирования
втулки при запрессовке и во избежание задиров кромка по наруж-
ному диаметру должна иметь фаску под углом 30—45°. У длинных
204

втулок (гильз, цилиндров) нижний заходный конец в тех же целях
делается конусным.
Восстановление деталей рассматриваемым способом при со-
блюдении, как отмечалось, технологического процесса является
вполне надежным и общедоступным. Однако этот способ является
наиболее дорогим, так как приходится предварительно обрабаты-
вать изношенную поверхность детали и изготовлять дополнительные
детали — втулки, которые после запрессовки, необходимо вновь
подвергать чистовой обработке. Долговечность деталей, восстанов-
ленных способом дополнительных деталей, зависит от прочности
соединения втулка—деталь и от качества рабочей поверхности
втулки.
ГЛАВА XVI
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ДАВЛЕНИЕМ
§ 43.	НАЗНАЧЕНИЕ И СУЩНОСТЬ СПОСОБА
Восстановление деталей обработкой давлением основано на
использовании пластических свойств металла. Под пластичностью
металлов понимается их способность при определенных условиях
под действием нагрузки принимать остаточные (пластические)
деформации без нарушения целостности.
Рис. 81. Схема восстановления деталей давлением
Пластическая деформация при восстановлении деталей осуществ-
ляется различными способами: осадкой (рис. 81, а), правкой,
раздачей (рис. 81, б), обжатием (рис. 81, в).
Обработка давлением вызывает не только изменение формы и
размеров деталей, но и влияет на ъгсханические свойства и струк-
туру металла. Последние определяются теми явлениями, которые
происходят в металле детали под влиянием пластической дефор-
мации и температуры.
Чтобы понять происходящие в металле деталей явления в про-
цессе восстановления их давлением, остановимся на основных
понятиях механизма пластической деформации.
Все реальные металлы состоят из различно ориентированных
зерен, имеющих кристаллическую структуру. Особенность кристал-
205

лического строения металла состоит в том, что атомы его занимают
в пространстве строго определенное положение, образуя простран-
ственную или кристаллическую решетку.
При упругой деформации (при напряжениях ниже ав) происхо-
дит упругое смещение одних слоев атомов относительно других.
После прекращения действия нагрузки атомы, образующие кри-
сталлическую решетку, вернутся в первоначальное положение.
Кристаллическое тело примет прежнюю форму, благодаря свой-
ству, которое называется, упругостью. Упругие деформации изме-
няются прямо пропорционально вызывающей их силе (закон Гука).
При дальнейшем увеличении нагрузки упругое изменение в атом-
ной структуре переходит в пластическое. После снятия нагрузки
кристаллическая решетка не возвращается в исходное состояние,
а принимает какое-то другое, происходит пластическая (остаточная)
деформация.
Пластическая деформация, таким образом, возникает при напря-
жениях выше предела упругости. Ниже предела упругости пласти-
ческой деформации нет. В отличие от упругой деформации пласти-
ческая деформация не пропорциональна росту напряжения, вызы-
ваемому повышением действующей нагрузки, а увеличивается
быстрее, чем растут напряжения.
Сопротивление металла малым пластическим деформациям харак-
теризуется напряжением, при котором остаточная деформация
при растяжении достигает 0,2%. Это напряжение условно назы-
вается пределом текучести.
При пластической деформации происходит перемещение одной
части кристалла по отношению к другой по плоскости наиболее
легкого сдвига. В результате сдвигов расположение атомов' в кри-
сталлической решетке меняется, получается искажение кристал-
лической решетки, причем цельность кристалла не нарушается.
к Кроме сдвигов, пластическая деформация может происходить
путем двойникования, при котором сдвинутая часть кристалла за-
нимает симметричное положение по отношению к остальной части.
В отличие от упругой деформации, вызываемой нормальными
напряжениями (напряжения, действующие перпендикулярно к
плоскости), пластическая (остаточная) деформация обязана дейст-
вию касательных напряжений (напряжения, действующие в самой
плоскости).
Вследствие сдвига, получающегося при пластической деформа-
ции, между двумя сдвинувшимися частями кристалла образуется
слой, металла с искаженной кристаллической решеткой с мелкими
осколками зерен и нарушениями по их границам. Мелкие осколки
зерен создают шероховатости на плоскостях сдвига и препятствуют
взаимному перемещению зерен. Все это приводит к тому, что при
увеличении деформации (при повышении нагрузки) новый сдвиг
происходит по другим плоскостям, следовательно, область в пло-
скости сдвига оказывается более прочной, чем остальная часть
кристалла.
206

Таким образом, пластическая деформация, вызвавшая сдвиги,
упрочнила материал и повысила его способность сопротивляться
пластическим деформациям. Чем больше будет пластическая де-
формация (чем больше образуется сдвигов), тем металл будет ока-
зывать большее сопротивление при действии на него внешних сил.
Упрочнение металла в результате холодной пластической дефор-
мации называется наклепом или нагартовкой.
В результате наклепа механические свойства металла, предел
текучести, предел прочности и твердости повышаются, пластич-
ность же металла снижается.
Изменения механических свойств и структуры металла в ре-
зультате холодной обработки не являются стойкими. Пластиче-
ская деформация детали в холодном состоянии, вызывающая обра-
зование сдвигов и искажение кристаллической структуры, приводит
металл в неустойчивое структурное состояние.
Нагрев наклепанного металла до невысоких температур (200—
300° С для железа) ведет к снятию искажений кристаллической
решетки. Прочность и твердость наклепанного металла при этом
частично снижаются, а пластичность повышается. Характер струк-
туры металла при таком небольшом нагреве не меняется. Изложен-
ные явления частичного восстановления механических свойств
металла без изменения его структуры называются возвратом или
отдыхом. При более высоком нагреве подвижность атомов увели-
чивается и начинается процесс восстановления структуры с обра-
зованием новых зерен взамен деформированных.
Процесс изменения структуры в результате нагрева металла
после холодной пластической деформации называется рекристалли-
зацией.
Минимальной температурой рекристаллизации (порог рекри-
сталлизации) будет такая температура, при которой заметно резкое
падение твердости (до первоначального значения — до наклепа)
и рост пластичности.
Минимальная температура рекристаллизации, как установил
проф. А. А. Бочвар, составляет примерно 0,4 от абсолютной темпе-
ратуры плавления [891.
На конечную структуру металла оказывает влияние не только
температура, но и степень предшествующей холодной деформации.
Большая степень деформации облегчает процесс рекристаллизации
и снижает ее минимальную температуру.
Пластическая деформация при температурах выше температуры
рекристаллизации происходит также с образованием сдвигов, но
металл детали не получает здесь упрочнения вследствие происхо-
дящего при этих температурах процесса рекристаллизации.
Обработка давлением (пластическая деформация), протекающая
при температуре ниже процесса рекристаллизации и вызывающая
упрочнение (наклеп), называется холодной обработкой.
Обработка давлением (пластическая деформация), ведущаяся
при температуре выше температуры рекристаллизации, при
207

которой металл имеет структуру без следов упрочнения, назы-
вается горячей обработкой.
Скорость рекристаллизации сильно повышается с ростом темпе-
ратуры.
Для увеличения пластичности металла и устранения возможно-
сти наклепа при горячей обработке металла давлением температура
нагрева должна быть значительно больше, чем минимальная темпе-
ратура рекристаллизации. Кроме того, при высоких температурах
нагрева требуются меньшие усилия на деформацию и уменьшается
опасность появления трещин при деформации. Наклеп, как отме-
чалось, изменяет механические свойства детали, уменьшая пластич-
ность.
Кроме наклепа, на свойства металла оказывают влияние оста-
точные напряжения, возникающие в нем в результате неравномер-
ной деформации отдельных участков тела детали. Остаточные
внутренние напряжения в теле детали могут возникнуть также
в результате неоднородного строения металла, неравномерного
нагрева или охлаждения различных его частей. В процессе работы
детали остаточные внутренние напряжения могут суммироваться
с напряжениями, вызываемыми действиями внешней нагрузки, или
вычитаться из них и тем самым увеличивать или уменьшать проч-
ность детали.
В результате действия остаточных напряжений могут быть короб-
ления детали, появление трещин и пр. Для снятия внутренних
напряжений и улучшения пластических свойств детали необходимо
давать термообработку — отжиг или нормализацию.
Для отжига наклепанного металла применяют температуры также
более высокие, чем температура рекристаллизации.
Таблица 4
Температурный интервал при горячей обработке давлением
Стали	Химический состав или марка	Температура обработки, °C	
		начала	конца
Углеродистые	с до 0,3% С до 0,3—0,5% С до 0,5—0,9%	1200—1150 1150—1100 1100—1050	800—850 800—850 800—850
Легированные	Низколегированные Ср ед не легированные В ысоколеги ров а н ные	1100 1100—1150 1150	825—850 850—875 875-900
Медные сплавы	Бронзы • ЛС59	850 750	700 - 600
208

При горячей обработке давлением большое значение на механи-
ческие свойства детали оказывает температура начала и конца
обработки, т. е. температурный интервал, зависящий от химиче-
ского состава металла. Температура начала обработки (максималь-
ная температура нагрева) не должна вызывать пережога, или пере-
грева металла. Окончание обработки также должно быть при опре-
деленной оптимальной температуре, так как горячая обработка
давлением при низких температурах у мягких сталей может вы-
звать наклеп, а у твердых — появление трещин.
В табл. 4 приводятся данные по температурному интервалу
горячей обработки металлов давлением [89].
В зависимости от конструкции детали, характера и места из-
носа нагрев должен быть или общим, или местным. В последнем
случае нагревают только изношенный участок детали, подлежа-
щей обработке давлением. Нагрев детали при восстановлении дав-
лением производится обычно в пламенных печах.
Для этих условий скорость (время) нагрева, включая выдержку
детали в печи в конце нагрева, необходимую для выравнивания
температуры детали, можно ориентировочно определить по формуле
t=£dVd,
где Т —- время нагрева и выдержки; D — диаметр детали (заго-
товки), мм; k — коэффициент для углеродистых сталей, равный
12,5, и для высоколегированной — 25.
При восстановлении деталей температура горячей обработки
давлением и скорость нагрева имеют особо важное значение, по-
скольку ведется обработка не заготовки, а готовой детали. По-
этому особенно важно избегать обезуглероживания поверхностного
слоя детали и больших потерь металла на окалину.
Для уменьшения обезуглероживания и окалины поверхностного
слоя деталей, особенно цементированных, нагрев желательно вес-
ти в науглероживающей среде, например в ящиках с карбюриза-
тором или в нейтральной среде, а продолжительность нагрева
давать минимальную.
В процессе восстановления деталей горячей обработкой давле-
нием термическая обработка их снимается, поэтому после горячей
осадки или раздачи детали необходимо подвергнуть термической
обработке согласно чертежу.
При холодной осадке (обжатии) деталей в зависимости от их
материала будут происходить в большей или меньшей мере явле-
ния упрочнения (наклепа).
§ 44.	ПРИМЕНЕНИЕ СПОСОБОВ ДАВЛЕНИЯ
ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Правка деталей. Из всех способов давления наибольшее приме-
нение в ремонтном производстве находит правка. Правке подвер-
гают балки передних осей, детали рамы (лонжероны, поперечины,
209

угольники и др.), коленчатые и распределительные валы, шатуны,
рулевые тяги и др. Правка деталей производится без подогрева и
с подогревом.
Большая часть автомобильных деталей, имеющих изгибы, под-
вергается правке вхолодную. Так правят шатуны, коленчатые и
распределительные валы и др. Стремление вести правку при вос-
становлении деталей вхолодную объясняется тем, что детали, под-
вергающиеся правке, термически обработаны. Нагрев же деталей
в случае правки с подогревом снимает термообработку..
При холодной правке деталей, как уже указывалось, будут иметь
место упрочнение (наклеп) и остаточные напряжения. При этом
чем больше деформация при правке, тем больше будут проявляться
оба явления. Правка деталей вхолодную производится под дейст-
вием внешней нагрузки при помощи пресса или специальных
приспособлений. В результате холодной правки в детали остаются
напряжения, которые в процессе работы могут складываться с на-
пряжениями, возникающими под действием рабочих нагрузок при
эксплуатации автомобиля. В результате этого могут появиться
вторичные деформации и искривление, деталей.
Остаточные напряжения, возникающие вследствие неоднородно-
сти пластической деформации по сечению детали, могут вызвать
повторное искривление детали и в результате упругого последей-
ствия. Изгибающий момент, необходимый для холодной правки из
условия, что все сечение детали охвачено пластической деформацией,
можно определить по формуле [93]
(Ищах —
где sm — статический момент всей площади поперечного сечения
детали, подлежащей правке; ат— предел текучести материала
детали.
Для деталей класса валов изгибающий момент, при котором на-
пряжения достигают предела текучести только в наружных волок-
нах сечения, и для деталей прямоугольного сечения М = 2Итах/1,5.
Для повышения стабильности правки и несущей способности
деталей после их правки целесообразно применение тепловой
обработки в виде стабилизирующего отпуска. Нагрев деталей,
изготовленных из стали 45, до 400—450° С в течение 0,5—1,0 ч,
позволяет восстановить несущую способность детали до 90% по
отношению к неправленной. При этом рекомендуется применять
правку с перегибом на 0,02—0,03 мм, дающую меньшие остаточные
напряжения [77].
Указанной стабилизации можно подвергать лишь детали,
конечная термическая обработка которых проводилась при темпе-
ратуре не ниже 450—500° С, например шатуны, балки передних
осей и другие детали, подвергавшиеся улучшению или нормали-
зации.
Для деталей же, закаленных т. в. ч., например коленчатых
и распределительных валов, стабилизация правки при нагреве
210

400—450° С недопустима. Стабилизацию правки этих деталей
следует проводить при температуре не выше 200—250° С, которая
восстанавливает несущую способность детали до 50—60%. Правка
вхолодную деталей, работающих при знакопеременных нагрузках,
снижает усталость до 14%, поэтому и вследствие сложности про-
цесса стабилизации коленчатых валов можно применить их правку
путем наклепа щек, поскольку щеки при работе вала не испыты-
вают значительных напряжений. При правке наклепом пластиче-
ские деформации металла возникают не в зоне концентрации ра-
бочих напряжений, а на поверхности щек и к тому же являются
местными и поверхностными. При этом концентрация остаточных
растягивающих напряжений в опасных сечениях, вызывающих сни-
жение усталостной прочности вала, по существу отсутствует.
Точность правки наклепом значительно выше по сравнению
с правкой под прессом, поскольку деформации щеки получаются
незначительными, а смещения оси вала весьма малыми. Стабиль-
ность геометрической формы вала во времени также более высокая,
чем при правке под прессом.
Правка наклепом целесообразна для коленчатых валов с ве-
личиной биения, не. превышающей 0,03—0,05% от длины вала.
Правка производится наклепом щек пневматическим молотком с ша-
рообразной головкой. Коленчатый вал укладывается на призмы
крайними коренными шейками или устанавливается в центрах.
Продолжительность правки и глубина наклепа .(деформации щеки)
зависят от силы и числа ударов в единицу времени. По одному и
тому же месту не рекомендуется делать более трех-четырех ударов.
Контроль эффективности правки осуществляется измерением бие-
ния вала.
. Наклепу подлежат внутренняя и наружная стороны щеки (со
стороны шатунной шейки) в зависимости от направления биения
вала. Правка наклепом щек коленчатого вала не снижает его уста-
лостной прочности. Кроме правки вхолодную при ремонте машин
применяется, хотя и редко, правка с местным или общим подо-
гревом, например, лонжеронов рамы, балок передних осей больше-
грузных автомобилей. При правке с подогревом в зависимости от
температуры нагрева будут преобладать те или иные описанные
ранее явления.
Так, правка деталей с подогревом в интервале температур
от 100 до 800° С будет сопровождаться явлениями упрочнения
(наклепа) и возврата или упрочнения и рекристаллизации. Сте-
пень преобладания того или иного явления будет зависеть не только
от температуры, но и скорости деформации. Оптимальной температу-
рой для правки с подогревом является интервал 600—800° С.
При температуре выше 600° С, по тем же данным, результаты
правки в смысле механических свойств детали являются наилуч-
шими. При местном нагреве детали на более нагретой её стороне
будут возникать.напряжения сжатия, а на более холодной — на-
пряжения растяжения. Местный нагрев осуществляется обычно
211

при помощи ацетилено-кислородного пламени. Скорость охлажде-
ния выправленной детали должна быть минимальной. Если правке
подлежат термически обработанные детали, то термообработку
необходимо после правки восстановить.
Механизация и контроль деталей при правке. Холодная правка
ряда деталей является трудоемкой операцией, в процессе осуществ-
Рис. 82. Схема гидравлической системы стенда:
1 — поворотный домкрат; 2 — перепускной клапан; 3 — кран
отбора давления; 4 — краны управления; 5 — сливной кран;
6 — предохранительный клапан; 7 — пульт управления;
8 — манометр; 9 — боковой домкрат; 10 — средний домкрат;
11 — масляный бак; 12 — наливная горловина; 13 — сливная
труба; 14 — фильтр грубой очистки; 15 — топливный насос;
16 — электродвигатель; 17 —подкачивающая помпа топлив-
ного насоса; 18 — фильтр" тонкой очистки
ления которой необходим контроль эффективности ее применения.
Поэтому помимо обычного оборудования и контрольного инстру-
мента (гидравлические прессы, индикаторы) все большее примене-
ние находят специальные стенды и приспособления, позволяющие
осуществлять правку и комплексную проверку детали в процессе
ее применения. Для проверки и правки балок передних осей
применяется стенд, гидравлическая схема которого показана на
рис. 82.
212

Правка передней оси производится при помощи среднего дом-
крата 10 и двух боковых домкратов 9. Прогиб оси в горизонталь-
ной плоскости устраняется правкой при помощи боковых домкра-
тов 9. Для правки же оси в вертикальной плоскости служит сред-
ний домкрат 10.
Для устранения скрученности передней оси служит подвиж-
ной домкрат 1. Передача усилий от подвижных домкратов 1 на
Рис. 83. Приспособление для проверки и правки
шатуна:
1 — скалки; 2 — стойки; 3 •— плита; 4 — ручка; 5 —
штифт; 6 — ось коромысла; 7 — коромысло; /, //,
III — индикаторы
переднюю ось произво-
дится при помощи спе-
циальных сменных (для
данной марки автомо-
биля) кулаков. Провер-
ка передней оси на по-
гнутость до правки и в
процессе ее производит-
ся по специальным угло-
мерам, устанавливаемым
на шкворнях.
Насосный агрегат
стенда включает топлив-
ный насос и электро-
двигатель мощностью
1,7 кВт при 1420 об/мин
(24,0 об/с).
Грузоподъемность че-
тырех домкратов 17,6 т
и одного 38,3 т при дав-
лении масла 400 кгс/см2
(40 МПа).
Правка и контроль
шатуна производятся
при помощи приспособ-
ления, приведенного на
рис. 83.
Способы восстанов-
ления деталей пласти-
ческим перераспределе-
нием материала. К числу этих способов относятся раздача, осадка,
обжатие. Раздача применяется для восстановления размеров на-
ружного диаметра трубчатых (полых) деталей или их поверхностей
(см. рис. 81, б). Раздачей можно восстанавливать поршневые пальцы,
посадочные поверхности под кольца подшипников качения чашек
(коробок) дифференциала, цилиндрические поверхности кожухов
и труб полуосей и др.
В зависимости от материала и термической обработки деталей
раздача производится в холодном состоянии без подогрева или
с нагревом детали. Нормализованные детали подвергаются раздаче
вхолодную, закаленные т. в. ч. или цементированные — с нагре-
213

вом и последующим восстановлением термической обработки по
чертежу. Усилие, необходимое для раздачи [77],
Р = 1,15от1п —,
г ’
где R и г — наружный и внутренний радиусы восстанавливаемой
детали.
Осадка применяется преимущественно для восстановления внут-
реннего и наружного диаметров полых деталей (втулок) (см.
рис. 81, а) и при необходимости увеличения наружного диаметра
сплошных деталей. Получение необходимых размеров'достигается
за счет'укорочения длины детали.
Осадка различных втулок, изготовленных из бронзы, ведется
вхолодную при помощи гидравлических или винтовых прессов.
Усилие осадки втулок
Р = 0,001oTF (1 +0,5е^-),
где F — площадь сечения втулки после осадки, см2 (м2); f —
= 0,1-5- 0,2 — коэффициент трения для бронзы; I — длина втулки
после осадки, см (м); b — толщина стенки втулки после осадки,
см (м).
Осадка сплошных деталей, например стержней толкателей и
других цилиндрических деталей, производится крайне редко и
лишь при необходимости из-за отсутствия на предприятии более
эффективных в технико-экономическом отношении способов, на-
пример гальванических покрытий хромом или твердым железом
(осталивание). В этом случае осадку ведут с нагревом детали и
восстановлением требуемой термической обработки.
Обжатие применяется для уменьшения внутреннего диаметра
полых деталей (втулок) за счет уменьшения наружного диаметра.
При обжатии направления и деформации действующего усилия сов-
падают (см. рис. 81, в). Уменьшение наружного диаметра втулки
в результате обжатия компенсируется меднением или железнением
с последующей обработкой под номинальный размер. Внутренний
диаметр втулки после обжатия развертывается под номинальный
или ремонтный размер в зависимости от размера сопряженной
детали.
Кроме втулок, изготовленных из цветных металлов и сплавов,
обжатием с нагревом детали можно восстанавливать отверстия
различных рычагов, например конусного отверстия рулевой сошки
И др. •
К числу способов пластического перераспределения метал-
ла относится накатка. Как самостоятельный способ восстанов-
ления деталей в современном авторемонтном производстве на-
катка фактически не применяется и потому здесь не рассматри-
вается.
214

ГЛАВА XVII
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ
И НАПЛАВКОЙ
§ 45.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Сварка и наплавка являются основными способами восстановле-
ния деталей, широко применяемыми в авторемонтном производстве.
Наибольшее применение получила сварка и наплавка плавящимися
металлическими электродами. Газовая ацетилено-кислородная свар-
ка применяется при ремонте, кузовов, металлических кабин, за-
варке трещин в чугунных деталях и др. Для наплавки деталей ацети-
лено-кислородная сварка не получила распространения. В послед-
ние годы все большее применение находят механизированные
способы наплавки деталей под флюсом, в среде защитных газов,
вибродуговая- и др. Этими способами восстанавливается большая
номенклатура различных валов, сопряженных с подшипниками
скольжения и качения, деталей шлицевых и резьбовых соединений
и др.
Для долговечности восстановленных деталей необходимо учи-
тывать особенности и технологию отдельных способов наплавки,
а также различные параметры деталей: материал, поверхностную
твердость, характер нагрузки и др.
Известно, что автомобильные детали, подлежащие наплавке,
изготовляются -из конструкционных углеродистых и легированных
сталей и, как правило, термически обработаны на высокую твер-
дость, работают преимущественно на износ при значительных
нагрузках, во многих случаях знакопеременных. При восстанов-
лении деталей сваркой и наплавкой детали подвергаются большим
тепловым воздействиям. При этом важно обеспечить деталям тре-
буемые жесткость, прочность и износостойкость. В этом отноше-
нии большую роль, играют глубина проплавления основного ме-
талла, величина зоны термического влияния, структура наплавлен-
ного слоя и качество его поверхности и др. Все эти свойства и
эксплуатационная долговечность восстановленных деталей опре-
деляются режимами наплавки и возникающими при этом тепловыми
воздействиями на деталь, применяемыми материалами (электрод-
ная проволока, флюсы, электроды) и др. Рассмотрим кратко основ-
ные из этих вопросов, являющихся общими и одинаково важными
при всех способах восстановления деталей сваркой и наплавкой.
При сварке и .наплавке деталей горение дуги сопровождается
выделением большого количества теплоты. Деталь подвергается
быстрому местному нагреву. Количество теплоты в калориях, вве-
денное в единицу времени в металл детали (эффективная тепловая
мощность дуги), может быть определено по уравнению
= 0,24/ илт\.
215

Здесь ф9ф — эффективная тепловая мощность дуги, кал/с; Q —
полная тепловая мощность дуги, кал/с; 0,24 — коэффициент пере-
вода электрических величин в тепловые, кал/Вт-с; I—сила
тока дуги, А; ил— напряжение дуги, В; т| — эффективный к. п. д.
процесса нагрева, равный отношению т] = -%4-.
Коэффициент т] характеризует процесс выделения теплоты и
теплообмена в дуговом промежутке и для некоторых способов сварки
может быть принят равным [34, 91]:
При сварке	открытой дугой	металлическим	электродом	.	.	0,50—0,75
»	»	в защитном газе	»	»	.	.	0,50—0,60
»	»	под флюсом	»	»	.	.	0,80—0,85
Отсюда следует, что не вся теплота, выделяемая дугой, погло-
щается металлом детали. Часть теплоты расходуется на рассеива-
ние в окружающую среду и др.
Количество теплоты в калориях, введенной в 1 см длины од-
нопроходного шва или валика (погонная энергия сварки, кал/см),
определяется отношением к скорости сварки vc, см/с,
_ <?эф _ 0,24/УдГ)	-
~ ос ~ vz
Погонную энергию можно определить по площади сечения на-
плавляемого валика F, выраженной в мм2,
По этой зависимости можно определить сечение наплавляемого
валика.
Количество теплоты, которая передается металлу детали в еди-
ницу времени на единицу длины, зависит от режимов наплавки.
В начале сварки (наплавки) тепловой процесс носит неустойчи-
вый характер, т. к. количество теплоты, поступающей от дуги,
больше количества теплоты, отводимой в основной металл за
счет теплопроводности. По истечении некоторого времени поступ-
ление теплоты и ее отвод уравновешиваются и тепловой процесс
становится устойчивым.
Согласно теории распространения теплоты при сварке, раз-
работанной Н. Н. Рыкалиным, принимают, что дуга в процессе
сварки сохраняет мощность постоянной и может оставаться непо-
движной, или принимают дугу за источник теплоты, быстродвижу-
щийся прямолинейно, с постоянной скоростью, а изделие за полу-
бесконечное тело.
Характер распространения температур (вид изотермы) при
действии на изделие неподвижного и подвижного источников теп-
лоты показан на рис. 84. При изучении процесса распространения
216

теплоты источник теплоты (дугу) принято располагать в точке
пересечения координат (рис. 85).
На рис. 85, а показано -массивное изделие (которое может
быть принято за полубесконечное тело) и точечный источник ввода
Рис. 84. Вид изотерм 600° С и 1000° С: а — при не-
подвижном источнике; б — при подвижном
теплоты в точке пересечения осей координат. Внизу на рис. 85, б
показаны изотермы в поперечном сечении плоскости изделия, кото-
рые изображаются концентрическими полуокружностями с цент-
ром в источнике О. При движении источ-
ника теплоты возникающее температур-
ное поле движется вместе с источником.
Чем ближе точка изделия находится к
оси движения дуги, тем выше ее мак-
симальная температура нагрева. При
близком расстоянии от дуги металл де-
тали будет нагрет до температуры плав-
ления, а на определенном расстоянии от
дуги—до критических температур. В
последнем случае при охлаждении мо-
жет быть закалка. На рис. 86 показано
температурное поле при наплавке валика
на поверхность массивного тела [911.
Температура любой точки поверхности
массивной детали, которую можно счи-
тать за полубесконечное тело, при воз-
действии на нее движущегося источника
теплоты может быть определена по фор-
муле [34]
'Г ^ЭФ _	~2а(*+7?)
1 ~ 2nKR ~ е
S)
Рис. 85. Расчетные схемы из-
делия и ввода теплоты
где X — коэффициент теплопроводности, кал/см-с-°С; R — рас-
стояние точки от источника теплоты, см; а — коэффициент темпе-
ратуропроводности, см2/с; х — проекция рассматриваемой точки
на оси ОХ.
217

При неподвижном источнике нагрева скорость vc равна нулю,
Т0ГДа	т_ Сэф
1 ~ •
Расчет температур для полубесконечного тела по приведен-
ной выше формуле является сложным. Для облегчения расчетов
-10-8 -6 -4 -2 0 2 ЧХ,СМ-5-Ь -2 0 2
'10 ~8 -6	-2 О 2 к см
Рис. 86. Пространственное температурное поле при дуговой наплавке
валика на массивное стальное изделие: эффективная мощность дуги
1000 кал/с, скорость перемещения дуги 0,1 см/с. Сплошные линии —
изотермы, штриховая линия — кривая максимальных температур:
а — распределение температуры по поверхности X0Y по прямым,
параллельным оси ОХ\ б — распределение температуры в плоскости
YOZ\ в, г — изотермы в плоскостях X0Y и YOZ
уравнение выражается в безразмерных величинах, определение
которых производится по графику на рис. 87:
7 = 4^.
Уэф^с	4лла
Покажем на примерах применение приведенных здесь зависи-
мостей для решения ряда вопросов, возникающих при сварке и
218

наплавке деталей в связи с необходимостью обеспечения эксплуата-
ционной долговечности их.
При сварке и наплавке деталей для обеспечения их прочности
важно знать глубину проплавления основного металла и величину
зоны термического влияния.
Рис. 87. Зависимость между
безразмерными величинами
р и 6 для полубесконечного
тела
Решим этот вопрос на примере восстановления наплавкой под флюсом цапфы
картера заднего моста автомобиля ЗИЛ-130. Материал детали сталь 40Х, сила
тока при наплавке 1 = 160 А, напряжение Un — 25 В. Для решения примера
воспользуемся данными, приведенными С. И. Думовым в [34]. Скорость наплавки
0,1 см/с. Эффективный к. п. д. при наплавке
под флюсом принимаем ч = 0,80. Коэффициент „
теплопроводности низколегированных сталей
Х = 0,09 ч- 0,1 кал/см • с-°C; принимаем Х =
= 0,1. Коэффициент температуропроводности
а = 0,08см2/с. В стали проплавление ограниче-
но изотермой 1500° С, а зона термического влия-
ния.—изотермой 72ГС.
Требуется определить глубину проплавле-
ния и величину зоны термического влияния.
Эффективная тепловая мощность процесса
наплавки
<?эф = 0,2476^=0,24 - 160 - 25 - 0,80= 768 кал/с.
Определяем безразмерные величины 6 и в' изо-
терм Т = 1500° С и Т = 721° С:
_ 4лХаТ _ 4 • 3,14 • 0,1 • 0,08 • 1500__.
0^~	768 - 0,1
768-0,1
768-0,1
По значениям 6 и 0' по графику на рис. 87
находим безразмерные величины р и р'; р =
— о,3; р' = 0,65. Определяем расстояния от дуги до изотерм 1500° С и 721° С
по безразмерным величинам р и р'. Эти расстояния будут определять соответ-
ственно глубину проплавления и величину зоны термического влияния:
п 2а 2 • 0,08
Я =—Р=—л!—
Vh °.*
0,3 = 0,48 см;
^, = 2_^08 0,65 = 1,04 см.
Восстанавливать наплавкой нередко приходится изношенные
поверхности деталей, граничащие с другими, годными поверхно-
стями, например шлицевыми или резьбовыми, шпоночными пазами
и др. При этом может встретиться необходимость определения
величины температуры на заданном расстоянии от теплового источ-
ника. С этой целью первоначально необходимо определить безраз-
мерную величину р по указанной выше формуле и по получен-
ному значению и графику на рис. 87 найти безразмерную вели-
чину 0. После этого температура Т в заданной точке легко опреде-
ляется расчетом по ранее приведенной формуле. Подробное изло-
жение тепловых процессов при сварке и наплавке приводится в спе-
циальной литературе.
219

Детали автомобилей, восстанавливаемые наплавкой, термиче-
ски обработаны и в большинстве своем работают на износ, поэтому
важно знать не только величины проплавления основного металла
и зоны термического влияния, но и скорость охлаждения наплавлен-
. ного металла, от которой зависит структура наплавки. Согласно
теории теплоты при сварке, в случае наплавки валика на деталь
(которую можно считать за полубесконечное тело) скорость охлаж-
дения можно определить по формуле
9тг> (^min
где Tmin — температура наименьшей устойчивости аустенита при
распаде в изотермических условиях. Для различных сталей Тпяп
лежит в пределах 450—650, а для большинства сталей Tmih =
= 550° С; То — температура детали, °C.
Определим для того же примера наплавки цапфы картера заднего моста
ЗИЛ-130 скорость охлаждения наплавленного металла при температуре детали
200° С.
Для стали 40Х температура Tmin = 650° С; %= 0,1 кал/см*с«°С; <?Эф =
= 768 кал/с; — 0,1 см/с;
О А1 (650-200)2	202500
vox = 2 • 3,14 • 0,1	7680	=0,628^- = 16,5°С/с.
Приведенные примеры показывают, что от режима наплавки
в большой мере зависит глубина проплавления и зона термического
влияния, а от температуры Т детали и режимов наплавки — ско-
рость охлаждения наплавленного металла, т. е. основные пока-
затели, определяющие прочность и износостойкость детали и ее
долговечность в эксплуатаций. Отсюда ясно, насколько важно со-
блюдать режимы наплавки в процессе восстановления деталей.
Производительность наплавки плавящимся электродом можно
оценить по количеству расплавленного металла за время горения
дуги или в единицу времени в г/ч или кг/ч
G = ар//0,
где G — количество расплавленного электродного металла, г;
сср — коэффициент плавления электродного металла, показываю-
щий количество электродного металла, расплавленного сварочным
током в 1 А в единицу времени, г/А-ч; I — сила тока наплавки, А;
t0 — основное время наплавки (время горения дуги), ч.
Количество наплавленного на деталь металла будет меньше коли-
чества расплавленного, так как часть электродного металла во
время наплавки теряется на испарение и разбрызгивание
GH = осн/^о,
где GH — количество наплавленного металла, г; ан — коэффициент
наплавки (г/А-ч), показывающий, сколько металла с плавящегося
220

электрода под действием сварочного тока в 1 А перейдет на основ-
ной металл в единицу времени.
Коэффициент потерь электродного металла
G ^Ун	OCnZА)— ОСи/А)	( ОСи
ф = —100 = -р— —. °. 100 = 1 ------------1100.
т G	ярИа	\ Яр/
Коэффициенты ар, ан, ф меняются в зависимости от способа
сварки (наплавки), марки электрода, плотности тока и др. При руч-
ной наплавке электродами с толстым покрытием ф = 5 4- 10%;
автоматической под флюсом ф = 1,0 4- 1,5%; в углекислом газе
ф = 5 4- 15% [91].
Наплавкой восстанавливаются автомобильные детали, изготов-
ленные, как указывалось, из конструкционных углеродистых и ле-
гированных сталей и термически обработанные. При наплавке и
сварке этих деталей встречаются известные трудности, связанные
с повышенным содержанием в металле деталей углерода и легирую-
щих элементов. Вследствие влияния высокой температуры механи-
ческие свойства деталей, термически обработанных на высокую
поверхностную твердость, снижаются. Для восстановления перво-
начальных механических свойств необходимо давать химико-терми-
ческую или термическую (в зависимости от деталей) обработку,
что усложняет и удорожает ремонт.
Склонность к самозакаливанию легированных сталей с повышен-
ным содержанием углерода (0,4—0,5% и более) приводит к возник-
новению внутренних напряжений, связанных с появлением трещин
в зоне термического влияния. Причиной этого является снижение
скорости распада аустенита из-за повышенного содержания углерода
и легирующих элементов.
В целях предупреждения возникновения трещин при наплавке
деталей из этих сталей необходим общий или местный подогрев де-
талей, что усложняет технологический процесс. Тем не менее для
обеспечения эксплуатационной долговечности деталей с этим необ-
ходимо считаться.
На закаливаемость и прокаливаемость стали основное влияние
оказывает углерод. Влияние легирующих элементов учитывается
пересчетом их содержания в стали в эквивалентное количество уг-
лерода по формуле [34]
С, = С % +~ (Мп % + Сг %) +1 N i % + уд Мо % .
По этой формуле учитывается эквивалент углерода только по хими-
ческому составу, без влияния толщины наплавляемого (сваривае-
мого) металла. Поправка на толщину к эквиваленту углерода на-
ходится по формуле
Л^=0,005/гСэ,
.где h — толщина наплавляемой (свариваемой) детали; 0,005 —
коэффициент толщины определен опытом.
221

Полный эквивалент углерода
с; = С9 + N = С8 4- 0,005/iC9 = С9 < 1 + 0,005ft).
Необходимая температура подогрева детали в этом случае
находится по формуле
Тпод = 350/G-0,25.
Иллюстрируем сказанное на примере наплавки под флюсом шлиц полуосей
автомобилей МАЗ-205. Решим вопрос, .требуется ли подогрев шлицев перед
наплавкой и если да, то при какой температуре. Полуоси изготовляются из
стали 40ХНМА следующего химического состава: С= 0,364-0,44; Сг = 0,64-0,9;
Мп = 0,54-0,8; Ni = 1,254-1,75; Мо = 0,154-0,25.
Определяем эквивалент углерода по химическому составу стали 40ХНМА.
За содержание отдельных элементов в стали примем их среднее значение в %
c9 = c + | (Mn + Cr)+^Ni+-i Mo=0,4 + °’-65t0’75 + 221-1-^1 = 0,65.
Поправка на толщину металла N = 0,005/i Сэ = 0,005-70-0,65 — 0,23. Полный
эквивалент углерода С9 = С9 (1 + 0,005/г) = 0,65 (1 + 0,005-70) = 0,88.
Температура подогрева детали перед наплавкой
Гпод = 350 УСэ-0,25 = 350 /0,88-0,25 = 280° С.
Применяемые при сварке и наплавке деталей материалы и ре-
жимы являются различными для каждого из рассматриваемых
в дальнейшем способов. Во избежание повторения целесообразно
эти вопросы изложить в процессе описания технологии восстанов-
ления деталей каждым из применяемых способов.
§ 46. ВОССТАНОВЛЕНИЕ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ
И НАПЛАВКОЙ ОТКРЫТОЙ ДУГОЙ
Большое значение для долговечности деталей, восстанавливае-
мых сваркой и наплавкой открытой дугой, имеет качество электро-
дов. Стержнями для электродов служит проволока для сварки по
ГОСТ 2246—70 *, для наплавки по ГОСТ 10543—63.
Для сварки деталей применяются электроды по ГОСТ 9467—60,
а для наплавки по ГОСТ 10051—62.
В зависимости от химического состава и механических свойств
наплавленного металла электроды делятся на типы, а в зависи-
мости от химического состава покрытия — на марки.
Для сварки конструкционных малоуглеродистых и низколеги-
рованных сталей применяются электроды типа Э-34, Э-38, Э-42,
Э42-А, Э-46, для наплавки поверхностей — электроды ЭН-15ГЗ-25,
ЭН-18Г4-35 и др. 1
1 Цифры в обозначениях типов электродов для сварки конструкционных
сталей показывают предел прочности при растяжении, а в обозначении марок
электродов для наплавки первая цифра после обозначения ЭН — электрод напла-
вочный — означает процентное содержание углерода в сотых долях, последу-
ющие буквы с цифрами — содержание легирующих элементов и две последние
цифры твердость HRC наплавленного металла без термической обработки.
222

В зависимости от толщины слоя покрытия различают электроды
с тонким (примерно 0,15—0,3 мм на сторону) и толстым покрытиями
с толщиной слоя (0,25—0,35) d (где d — диаметр электрода в мил-
лиметрах). Тонкие покрытия способствуют устойчивости горения
дуги, поэтому их называют стабилизирующими или ионизирующими
покрытиями. Наиболее общеупотребительным из стабилизирующих
покрытий является меловое, состоящее из 80—85% мела (СаСО3) и
20—15% жидкого стекла (N2SiO3). Электроды с тонким покрытием
применяются для сварки малоответственных деталей, работающих
при статических нагрузках.
Для получения высоких механических свойств наплавленного
металла сварку ведут электродами с толстым покрытием. Толстые
покрытия являются защитно-легирующими качественными покры-
тиями; в них входят газо-, шлакообразующие, легирующие вещества
и раскислители. В качестве газообразующих веществ применяются
крахмал, пищевая мука, древесная мука, целлюлоза и т. п. На-
значением газообразующих веществ является защита расплавлен-
ного металла от воздействия воздуха. Шлакообразующими вещест-
вами служат полевой шпат, кварцевый песок, мрамор и другие
вещества минерального происхождения. Шлакообразующие ве-
щества при плавлении электрода образуют шлаки, защищающие
расплавленный металл от воздействия воздуха, благодаря чему
получается более плотный наплавленный слой. Раскислителями
служат ферромарганец, ферросилиций и др. В качестве легирующих
элементов применяют феррохром, ферромолибден, ферромарганец
и другие ферросплавы в зависимости от марки стали. Связующим
веществом во всех покрытиях служит жидкое стекло, а в некоторых
случаях — декстрин и органический клей.
Электроды с толстым покрытием применяются для сварки и на-
плавки ответственных деталей из углеродистых и низколегированных
сталей.
Для сварки автомобильных деталей наиболее распространен-
ными являются электроды марки УОНИ-13/45; УОНИ-13/55 и др.
Стержнями этих электродов является углеродистая проволока
Св-08, Св-08А, а покрытие фтористо-кальцйевое (основное) состава
в %: мрамор 53—54; плавиковый шпат 15—18; кварцевый песок 9;
ферромарганец 2—5; ферросилиций 3—5; ферротитан 12—15; рас-
творимое стекло 10—15% к сумме компонентов. Электроды выпу-
скаются диаметром 2—5 мм с толщиной покрытия от 0,6—0,72
до 1,05—1,17 мм в зависимости от диаметра электрода. Сварка элек-
тродами УОНИ-13 ведется на постоянном токе при обратной поляр-
ности *. Сила сварочного тока приближенно может быть определена
по эмпирической зависимости
I — kd,
1 Полярность, при которой положительный полюс источника питания соеди-
няется с электродом, а отрицательный — с деталью.
223

где d — диаметр стержня электрода, мм; k — коэффициент, зави-
сящий от диаметра электрода [34]:
d, мм .......................... 1—2	3—4	5—6
к, А/мм......................... 25—30	30-45	45-60
Электроды для сварки чугуна будут указаны при рассмотрении
восстановления чугунных деталей.
Для восстановления изношенных поверхностей деталей средней
твердости ручной электродуговой наплавкой применяются электроды
марки ОЗН-ЗОО; O3H-350 и ОЗН-400. Стержнями электродов яв-
ляется легированная проволока соответственно: ЭН-15ГЗ-25;
ЭН-18Г4-35 иЭН-20Г4-40,покрытие основное,типа покрытия УОНИ.
Кроме электродов ОЗН применяются и электроды К2-55 (стержень
ЭН-14Г2-30) с рутиловым покрытием \ содержащим в %: титановый
концентрат 52; ферромарганец 40; феррохром 80 и жидкое стекло
20—22 к сумме' компонентов. Твердость наплавленного металла
НВ 346.	’	<
Наплавка 'электродами ОЗН ведется на постоянном токе обрат-
ной полярности короткой дугой. При наплавке длинной дугой
в наплавленном металле образуются поры и происходит выгорание
легирующих элементов. Для наплавки деталей из углеродистых и
низколегированных сталей целесообразно применять новые элек-
троды НР-70, обеспечивающие твердость наплавленного металла
в пределах НВ 300—390 и более высокую износостойкость по срав-
нению с наплавкой электродами К2-55.
Расход электродов приближенно можно определить по номо-
грамме (рис. 88), приняв для электродов с толстым покрытием
коэффициент полезного использования проволоки k = 1 — ф при
Ф = 0,18 -г 0,33. Найденную по номограмме величину Q надо
разделить на коэффициент k, чтобы получить расход электродов.
Для наплавки деталей других машин и различного оборудования
применяются разнообразные марки электродов, обеспечивающие
получение высокой поверхностной твердости (электроды марки
Т-590, Т-620 и др., электроды 13КН/ЛИИВТ и 12КН/ЛИИВТ
и др.). Вследствие развития в авторемонтном производстве механи-
зированных способов наплавки указанные электроды не получили
распространения в практике авторемонта.
Качество наплавки зависит от режима наплавки, который уста-
навливается в соответствии с размерами, конструкцией и материа-
лом восстанавливаемой детали, а также материала электрода.
Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины металла
восстанавливаемой детали и ее износа. Сила тока наплавки при
диаметре электрода 4 мм составляет 170—240 А и при диаметре
5 мм — 200—250 А. Наплавка ведется короткой дугой постоянным
током обратной полярности.
1 Рутил — двуокись титана ТЮ2 — минерал.
224

Ручная электродуговая наплавка автомобильных деталей со-
хранилась лишь на предприятиях, где отсутствуют другие, более
прогрессивные способы
То мин
Q,Kr
наплавки. На передовых предприятиях
ац,г/А-ч
I,А
r30,0'
\25,0
120,0
T18,O
-15,0
-12,0
.10,0_____
Lb,о
-7,0
-5,o
'5,0
•3^,5
-2,0
.1,5
.1,0
1.0 -
(ho -
5,oo-
0.40 2
-д,зо-
020'-
0,15-
0,10-
0.071
0,06-
0,03:i
0,02: ‘
0,015-
0,01-
0,005.
0,50
lfi5
0,04
0,025
20,0
-18,5
-16,5
.14,5
-13.5
-11,5
-lf,5
-10,5—
-9,5
-8,5
-7,5
-6,5
-5,5
-4,5
.3,5
265
235
215
-270
'255
’245
•225
•205
-%
-125
-115
-105
-95
-85
-75
65
55
?г
-0,5
Ключ номограммы*.
an-ft-J
To-Q-fy
№
\-2,5
Рис. 88. Номограмма для определения расхода электродов
восстановление изношенных" деталей ведут механизированными
способами.
Применение ацетилено-кислородной сварки стальных деталей
в ремонтном производстве ограничивается преимущественно ремон-
том кузовов, деталей оперения и неответственных деталей, изго-
товленных из сталей 10, 20.
§ 47. ОСОБЕННОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ '
ИЗ СЕРОГО ЧУГУНА СВАРКОЙ
Для изготовления многих деталей автомобилей применяют
серый чугун. Из серого1 чугуна изготовляют все сложные литые
детали: блоки цилиндров, головки блоков, картеры маховиков,
корпусы водяных и масляных насосов, картеры коробки передач,
ступицы передних колес и др.
Наиболее распространенными дефектами указанных деталей
являются различные трещины, отколы, пробоины, срыв или износ
резьбы и т. п.
Заварка трещин в сложных по конфигурации тонкостенных
автомобильных деталях из серого чугуна представляет определен-
8 В. А. Шадричев
225

ные трудности, обусловливаемые следующими свойствами чугуна:
высоким содержанием углерода, низкой пластичностью и ударной
вязкостью, высокой чувствительностью к нагреву и необратимым
изменением объема при нагревании (рост чугуна).
В процессе сварки чугуна в деталях возникают внутренние
напряжения вследствие высокого местного нагрева и быстрого
охлаждения. Результатом возникших напряжений может быть
появление трещин по шву, а иногда и в основном металле; быстрое
охлаждение ведет к отбеливанию чугуна, особенно в тонкостенных
деталях.
Сварку чугунных деталей ведут с местным или общим нагревом
и без нагрева деталей. Выбор способа сварки зависит от вида и
места расположения дефекта (трещины, отколы и т. п.), сложности
отливки, требуемой прочности и др.
Газовая сварка деталей. Для таких деталей, как блоки и головки
цилиндров, более надежным способом является ацетилено-кисло-
родная сварка с предварительным нагревом до 600—650° С.
Для нагрева деталей целесообразно применять двухкамерные
муфельные и электрические печи. Общим требованием является
равномерный нагрев' детали и защита металла от непосредственного
воздействия пламени во избежание его загрязнения и науглеро-
живания. При нагреве до этой температуры и последующем медлен-
ном охлаждении отбеливания и образования закаленных участков
в чугуне не происходит и трещины не появляются [6].
Газовую сварку ведут нейтральным пламенем, или с небольшим
избытком ацетилена; сварочные горелки выбирают так, чтобы
обеспечивалась мощность пламени из расчета расхода 100—120 л/ч
ацетилена на 1 мм толщины металла.
Присадочным материалом согласно ГОСТ 2671—70 могут быть
чугунные прутки диаметром 6—8 мм марки А.
Расплавленный чугун усиленно -поглощает кислород воздуха
и покрывается пленкой окислов. Так как температура плавления
чугуна i200° С, т. е. ниже температуры плавления его окислов
(1400° С), при сварке необходимо применять флюсы. Применяются
следующие флюсы: Цбура (Na2B4O7); 2) смесь, состоящая из 50%
буры, 47% двууглекислого натрия (NaHCO3) и 3% окиси кремния
(SiO2); 3) смесь из 56% буры, 22% углекислого натрия (Na2CO3)
и 22% углекислого калия (К2СО3). Флюс вносят, в ванну путем
погружения в него нагретого конца присадочного прутка. В про-
цессе сварки блок или головка блока не должны охлаждаться
ниже 500° С. Для поддержания температуры применяются термо-
изоляционные кожухи. После сварки трещин термоизоляционный
кожух снимают и деталь подвергают отжигу при температуре
600—650° С для снятия внутренних напряжений. После отжига
деталь медленно охлаждают вместе с печью. Затем производят
зачистку шва от брызг металла и шлака стальной щеткой и сле-
сарную обработку. После сварки блок или головку подвергают
гидравлическому испытанию на специальных стендах.
226

Электросварка деталей. Изложенный способ сварки чугунных
деталей с предварительным нагревом является более надежным,
но весьма трудоемким. Поэтому во всех случаях, когда место, рели-
чина и характер расположения трещин позволяют вести сварку
электродуговым способом без нагрева, целесообразно им пользо-
ваться. Для холодной сварки чугунных деталей могут применяться
несколько марок электродов: ОЗЧ-1, МНЧ-1, ЖНБ-1 и Др. Элек-
троды ОЗЧ-1 состоят из медного стержня М-2, М-3 с фтористо-
кальциевым покрытием типа УОНИ-13/55 (основным), содержащим
до 50% железного порошка. Сварку этими электродами ведут
короткой дугой с небольшими участками (30—60 мм), на постоян-
ном токе обратной полярности Ч
Сила тока при диаметре электрода 3—5 мм составляет НО—
190 А. Каждый участок шва сразу после сварки проковывают
и возобновляют сварку лишь после охлаждения шва до 50—60° С.
Металл шва отличается высокой пластичностью и прочностью,
содержит до 89% Си и 11% Fe.
Для повышения плотности шва целесообразно применение
электродов ОЗЧ-1 в сочетании с электродами МНЧ-1, которыми
наплавляется последний слой. Электроды МНЧ-1 изготовляются
из монель-металла (Ni— 63%, Си — 37%) диаметром 3—5 мм
с фтористо-кальциевым покрытием. Сварка ведется на постоянном
токе обратной полярности небольшими (20—30 мм) участками,
предельно короткой дугой, с проковкой каждого участка и возоб-
новлением сварки после охлаждения шва до 50—60° С. При диа-
метре электрода 3—5 мм сила сварочного тока составляет 100—
190 А. Металл шва представляет собой железо-никеле-медный
сплав высокой пластичности, низкой твердости и хорошей обраба-
тываемости.
Вместо электродов МНЧ-1 можно применять электроды ЖНБ-1,
стержень которых изготовляется из железо-никелевого сплава
(Ni — 55%, Fe — 45%) с покрытием основного типа. Технология
' сварки та же, что и электродами МНЧ-1. Электроды, содержащие
60% Ni и 40% Fe считаются наиболее подходящими для холодной
сварки чугуна как обеспечивающие хорошие механические свой-
ства соединения.
Электроды ЦЧ-4 имеют стержень из электродной проволоки
Св-08 или Св-08А с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим
феррованадий. Эти электроды целесообразно применять при за-
варке трещины, для обварки кромок разделанной канавки с целью
получения на этих участках плотного и пластичного шва. Запол-
нение же впадины канавки производится электродами УОНИ-13/45.
В случае же использования для заварки трещин одних электродов
ЦЧ-4 сварку ведут на постоянном токе (90—180 А) обратной поляр-
ности, участками 30—60 мм, с проковкой шва и возобновлением
сварки после охлаждения до 50—60° С.
1 (+) на электродной проволоке, (—) на детали.
8*
227

Холодную сварку чугуна осуществляют и электродами из мало-
углеродистой стали с меловым покрытием способом отжигающих
валиков. При этом способе сварки валики накладываются в опре-
деленной последовательности, при которой каждый последующий
валик, воздействуя термически на предыдущий, уменьшает его
твердость.
Для заварки трещин в блоках цилиндров, в том числе и тре-
щин в перемычках между клапанными гнездами и цилиндрами,
применяется полуавтоматическая газоэлектрическая сварка про-
волокой МНЖКТ-5-1-0,2-0,2 в среде аргона [18]. Сварка ведется
с помощью установки для ручной аргоно-дуговой сварки или полу-
автоматов А-547У, А-825М и др. электродной проволокой диа-
метром 1,0—1,2 мм на постоянном токе (80—120 А) обратной
полярности и напряжении 20—26 В, при скорости подачи про-
волоки 7—11 м/мин и расходе аргона 6—9 л/мин.
Применяются и другие способы холодной сварки чугуна, осве-
щение которых приводится в специальной литературе.
Перед сваркой трещин в блоках цилиндров любыми из изло-
женных способов производят расфасовку трещины под. углом
120—140° на глубину 3—5 мм и сверление отверстий диаметром
3—4 мм по концам трещины. Место сварки тщательно очищается
от грязи, масла и коррозии. Наиболее часто встречающиеся де-
фекты блоков цилиндров и возможные способы их устранения свар-
кой приведены в работе [31]. Сварка других чугунных деталей
по сравнению со сваркой блоков цилиндров не представляет труд-
ностей.
§ 48. ОСОБЕННОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СВАРКОЙ
Блоки и головки цилиндров автомобилей ГАЗ-21, «Волга» и
ГАЗ-53А и головки цилиндров автомобилей ЗИЛ-130 изготовля-
ются отливкой из алюминиево-кремнистых сплавов (силумина)
марки АЛ-4. Сплав АЛ-4 относится к числу модифицированных,
термически обработанных силуминов. Термическая обработка ука-
занных деталей из силумина АЛ-4 заключается в закалке в воде
при 535° С с выдержкой в течение 2—6 ч в зависимости от массив-
ности детали и старения при температуре 175° С с выдержкой в те-
чение 12 ч [31].
Характерными повреждениями автомобильных алюминиевых
деталей являются трещины между отверстиями для крепления
головки, между гнездами под свечи зажигания, различные про-
боины в стенках и др. Сварка алюминиевых деталей затруднена
по ряду причин. Легкая окисляемость алюминия приводит к обра-
зованию на его поверхности тугоплавкой пленки окисла А12О3,
имеющего температуру плавления 2050° С, тогда как температура
плавления сплава АЛ-4 составляет 530° С. Плотная окисная пленка
на поверхности основного и наплавляемого металла препятствует
228

сплавлению и загрязняет шов окислами. Высокий коэффициент
линейного расширения и большая усадка при остывании способ-
ствуют образованию трещин по шву или по околошовной зоне,
а большая растворимость в расплавленном металле водорода —
образованию пористости. Трудность определения начала плавле-
ния алюминия, не изменяющего своего цвета при нагревании,
и большая жидкотекучесть в расплавленном состоянии затрудняют
сварку.
Сварку деталей из алюминиевых сплавов осуществляют раз-
личными способами. Для блоков и головок цилиндров в качестве
основного способа НИИАТ рекомендует электродуговую сварку
электродами ОЗА-2 на постоянном токе при обратной поляр-
ности. Стержнями электродов является алюминиевая проволока по
ГОСТ 7871—63. Покрытие электродов состоит из 65% флюса АФ-4А,
25% криолита Na3AlFe, 9% хлористого калия К.С1, 1 % губчатого ти-
тана и связующего раствора карбоксиметилцеллюлозы (12—14%
к сумме компонентов).
Другим способом является сварка неплавящимся вольфра-
мовым электродом в среде аргона на установках типа УДАР, УДГ
для ручной аргонодуговой сварки алюминия и его сплавов. В ка-
честве присадочного материала рекомендуется сплав алюминия
с содержанием 5—6% кремния [18].
Ацетилено-кислородная сварка нейтральным пламенем алюми-
ниевых деталей (третий способ) ведется под слоем флюса АФ-4А
присадочным материалом того же состава, что и основной металл.
Мощность пламени горелки выбирают из расчета 100—120 л/ч
на 1 мм толщины металла.
При всех способах сварки детали из силумина перед сваркой
подогревают до 200—250° С. Предварительный подогрев позволяет
избежать коробления деталей и образования трещин.
После сварки детали подвергают низкотемпературному отжигу'
при 300—350° С с целью снятия внутренних напряжений и улуч-
шения структуры наплавленного металла.
§ 49. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ, СВАРКОЙ И НАПЛАВКОЙ
В СРЕДЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА
Для сварки кабин, кузовов и оперения автомобилей основным
видом сварки на большей части авторемонтных предприятий явля-
ется ручная ацетилено-кислородная. Точечная сварка пока еще
не нашла широкого применения. Между тем известно, что ручная
газовая сварка связана с расходованием дорогостоящего газа —
ацетилена и отличается низкой производительностью. Поэтому
ремонтные предприятия изыскивают новые способы сварки, поз-
воляющие снизить трудоемкость сварки при кузовных работах
и повысить их качество. Наиболее отвечающей этим требованиям
является полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа.
Защита расплавленного металла от вредного действия кислорода
229

и азота при этом виде сварки осуществляется струей углекислого
газа, которая при выходе из сопла газоэлектрической горелки
оттесняет от зоны сварки воздух.
В зависимости от применяемого электрода различают сварку
плавящимся и неплавящимся электродами. При сварке неплавя-
щимся электродом дуга горит между угольным или вольфрамовым
электродом и деталью, расплавляя 'свариваемый и присадочный
металл, вводимый в виде прутка в зону сварки.
Углекислый газ для сварки получается из жидкой углекислоты,
транспортируемой в баллонах при давлении 50—60 кгс/см2
(5—6 МПа). В обычный стандартный баллон емкостью 40 л за-
ливают 25 кг углекислоты. При нормальных условиях [темпера-
туре 0° С и давлении 760 мм рт. ст. (101,3 КПа)] при испарении
1 кг углекислоты образуется 509 л углекислого газа.
Для сварки пользуются осушенной или пищевой кислотой.
Применение для сварки осушенной кислоты обеспечивает более
высокое качество сварного шва. Влияние углекислого газа на
качество сварного шва двоякое. С одной стороны, углекислый газ
защищает расплавленный металл от кислорода и азота воздуха,
окружающего сварочную дугу, с другой — разлагается при высо-
кой температуре дуги на окись углерода и кислорода и проявляет
окисляющее действие на расплавляемый металл.
Устранение вредного, влияния реакций окисления осуществля-
ется раскислением металла шва или удалением окислов из свароч-
ной ванны. Для раскисления металла шва применяют сварочную
проволоку с повышенным содержанием марганца и кремния, являю-
щихся хорошими раскислителями, например проволоку Св-08ГС;
Св-12ГС. В проволоке для сварки в среде углекислого газа содер-
жание кремния составляет не менее0,60% и марганца неменее0,90%.
Максимальный диаметр проволоки при сварке в среде углекис-
лого газа не превышает 3 мм.
Окисление элементов расплавленного металла при сварке низко-
углеродистой стали происходит от действия углекислого газа и
кислорода по реакциям [47]:
а)	окисление углекислым газом:
Fe + CO2z=±FeO + CO;
Мп+СО2 МпО 4-СО;
.	Si + 2CO2=±SiO2 + 2CO;
С+СО2^=2СО;
б)	окисление кислородом:
2Fe + O2z=±2FeO;
2Мп + О3 = 2МпО;
Si+O2z=±SiO2;
2С + О3^2СОа.
230

Марганец и кремний, имея большее сродство к кислороду, чем
железо, отнимают кислород от закиси железа FeO и сами подвер-
гаются окислению по реакциям:
2FeO + Si-^SiO2 + 2Fe;
FeO + Мп MnO + Fe.
Окисли кремния и марганца не растворяются в жидком металле
и, вступая во взаимодействие друг с другом, образуют легкоплав-
кое соединение, которое всплывает на поверхность сварочной ванны
в виде шлака, удаляемого из шва. Наряду с этим кремний и мар-
ганец предотвращают образование пор в металле шва, так как за-
кись железа FeO восстанавливается углеродом, имеющим большее
сродство к кислороду по сравнению с железом
FeO4-C->Fe + CO.	' ~
Образовавшаяся окись углерода СО не растворима в стали и вы-
деляется из жидкого металла в форме пузырей. Указанная реакция,
если ее не тормозить, давала бы бурное выделение окиси углерода,
отчего металл сварного шва стал бы пористым. Кремний и марга-
нец, являясь более энергичными раскислителями, чем углерод,
подавляют бурную реакцию раскисления FeO углеродом и успо-
каивают сварочную ванну. Кроме того, кремний и марганец вос-
полняют убыль этих элементов вследствие их выгорания и тем
самым легируют металл сварного шва, приближая его по хими-
ческому составу к основному металлу. Сварка в среде угл’екислого
газа производится на постоянном токе при обратной полярности.
Для полуавтоматической сварки листовой стали толщиной
1—3 мм, а также приварки деталей этой толщины к более толстым
деталям током не выше 200 А проволокой диаметром 0,5—1,0 мм
применяются полуавтоматы А-547Р, А:825М конструкции Инсти-
тута электросварки им. Е. О. Патона.
Для сварки изделий из стали толщиной от 3 мм и выше прово-
локой диаметром 1,6—2,0 мм при силе тока до 500 А применяется
полуавтомат А-537у-1, источником питания которого является сва-
рочный выпрямитель ВС-300.
Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа особенно
целесообразна для механизации сварочных работ при ремонте
кузовов, кабин и оперения автомобилей. Можно заранее разра-
ботать серию типовых ремонтных деталей и, централизовав их
изготовление, вести приварку взамен удаленных дефектных мест.
Кроме полуавтомата А-537у-1 для сварки можно использовать
полуавтоматы ПДГ-301 и ПДГ-302, источником питания которых
служит сварочный преобразователь ПСГ-500.
Схема установки НИИАТ для полуавтоматической сварки кузо-
вов, кабин и оперения показана на рис. 89. Снижение скорости
нарастания силы тока короткого замыкания, обеспечивающее
уменьшение разбрызгивания и лучшие условия формирования
231

сварного шва, достигается включением в цепь тока индуктивной
нагрузки’ (индукционных регуляторов РСТЭ-24 или РСТЭ-34).
Изменение индуктивности в зависимости от диаметра электродной
проволоки, производится включением в цепь различного числа
витков индуктивной катушки.
Сварка ведется на постоянном токе при обратной полярности:
сила тока 40—60 А, напряжение 19—20 В, скорость сварки
18—20 м/ч, подача проволоки 140—150 м/ч, вылет электрода 8—
10 мм, индуктивность 6 витков. Внедрение полуавтоматической
сварки при ремонте кузовов, кабин и оперения снижает объем руч-
ных сварочных работ на 60% и дает большой экономический эффект.
Рис. 89. Схема установки для полуавтоматической сварки
кузовов, кабин и оперения в среде углекислого газа:
1 — баллон с углекислотой; 2 — предредукторный электрический
подогреватель газа; 3 — осушитель газа; 4 — редуктор-расходомер;
5 — селеновые выпрямители ВСГ-За; 6 — пульт управления; 7 —
шланг для подачи газа; 8 — механизм подачи электродной прово-
локи; 9 — кнопка включения; 10 — газоэлектрическая горелка;
11 — стол сварщика; 12 — регулятор индуктивности (РСТЭ-24 или
РСТЭ-34)
Наплавкой в среде углекислого газа можно восстанавливать
детали с небольшими диаметральными размерами с нанесением слоя
небольшой толщины 0,8—1,0 мм. Наплавка может производиться
как наложением валиков по винтовой линии, в случае восстановле-
ния цилиндрических поверхностей, так и продольными валиками
при восстановлении плоскостей и шлицев. Для наплавки исполь-
зуются станки У-65'Г, У-653 или полуавтоматы А-547Р, А-825М,
или наплавочные головки, применяемые для наплавки под флюсом.
Источниками тока и аппаратурой может служить то же оборудова-
ние, что и для сварки в среде углекислого газа, как это ранее было
изложено.
В зависимости от назначения детали, материала и термической
обработки для наплавки могут- применяться следующие марки
электродной проволоки: Св-08ГС, Св-12ГС, Св-08Г2С, Нп-ЗОХГСА,
НП-2Х14, Нп-ЗХ13 и др.
Для наплавки резьбовых поверхностей можно применять про-
волоку типа Св-08Г2С, для наплавки шлицев Нп-ЗОХГС и для шеек
232

валов под подшипники качения, крестовин кардана и дифферен-
циала и других подобных по диаметральному сечению и поверх-
ностной твердости деталей проволоку типа Нп-2Х13, Нп-2Х14,
Нп-ЗХ13. Применяемая проволока должна иметь повышенное
содержание раскислителей по причинам, указанным ранее.
Микроструктура металла, наплавленного проволокой Св-08Г2С,.
в основном состоит из пластинчатого перлита, имеет твердость
НВ 220—240.
Микроструктура металла, наплавленного проволокой
Нп-30 ХГСА, — троостосорбит твердостью НВ 310—330, а после
закалки т. в. ч. — троостит твердостью НВ 420—460.
Металл, наплавленный проволокой Нп-2Х13, состоит в основном
из троостомартенсита твердостью HRC 50—52 [97].
Для уменьшения толщины наплавленного металла и припусков
на механическую обработку, а также теплового воздействия дуги
(наплавке подлежат малогабаритные детали с небольшим износом)
необходимо применять электродную проволоку минимального диа-
метра. Вследствие небольших износов обычно применяются одно-
слойные наплавки на режимах, ориентировочные значения пара-
метров которых можно принять следующими [18]:
ММ	dn, мм	/, А	V м/ч	</н,в
20—40	0,8—1,0	90—140	30--60	18-19
40—70	1,0—1,4	140-175	50—70	18-20
70—90	1,4—1,6	175—195	60—80	20—22
Сила тока наплавки при принятых значениях dn, Ua и va уста-
навливается путем изменения скорости подачи электродной про-
волоки. Вылет электродной проволоки примерно в пределах 15—
20 мм. С вылетом конца электродной проволоки связана надежность
защиты расплавленного металла от воздуха. При большом вылете
из-за удаления сопла от наплавляемой детали защита расплавлен-
ного металла ухудшается, что может быть причиной возникновения
пор в покрытии. Кроме того, при слишком большом вылете происхо-
дит перегрев электродной проволоки и ее перегорание. Малый вылет
проволоки приводит к закупориванию сопла брызгами металла и
его обгоранию.
Шаг наплавки принимается равным. 2/3 ширины наплавляемого
валика. Смещение электрода с зенита в зависимости от диаметра
наплавляемой детали составляет примерно 3—8 мм против направ-
ления движения.
При наплавке электродной проволокой диаметром свыше 1,6 мм
для стабильности процесса необходимо включение в цепь индук-
тивности 8—10 витков дросселя РСТЭ-34. Последовательность
и техника наложения кольцевых и продольных валиков остаются
теми же, что и при механизированной наплавке под флюсом.
Кроме наплавки в среде углекислого газа, восстановление
деталей можно вести и в других защитных Чредах: аргоне, смеси
233

аргона с углекислым газом, в среде водяного пара. Особенно обна-
деживающие результаты дает наплавка в среде аргона. Механи-
ческие свойства наплавленного металла в среде аргона и смеси
Рис. 90. Схема установки для наплавки деталей в раздельных струях
аргона и углекислого газа:
1 — баллон с углекислотой; 2 — подогреватель; 3 — осушитель; 4 — редуктор;
5 — ротаметр; 6 — /ролики механизма подачи проволоки; 7 — кассета; 8 — бал-
лон с аргоном; 9 — горелка; 10 — деталь; 11 — шкаф управления; 12 — источ-
.. ник питания
Аг и СО2, особенно усталостная прочность и ударная вязкость,
значительно превосходят эти свойства наплавки в среде СО2. На
рис. 90 показана схема наплавки деталей в раздельных струях
аргона и углекислого газа.
§ 50. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАПЛАВКОЙ ПОД ФЛЮСОМ
При наплавке под флюсом получается наиболее совершенная
защита расплавленного металла от воздуха, благодаря чему содер-
жание в металле азота и кислорода незначительно и металл обла-
дает высокой пластичностью. Кроме того, флюс улучшает качество
наплавленного металла и обеспечивает его нормальное формиро-
вание при большой силе тока (плотности тока), при которой проис-
ходит наплавка. Флюс, покрывающий наплавленный металл,
замедляет его охлаждение и увеличивает время пребывания в
жидком состоянии, что способствует очищению ванны от неметалли-
ческих частиц и газов и, следовательно, получению наплавленного
234

металла со значительно меньшим количеством шлаковых включе-
ний и микропор.
Автоматической наплавкой продольными валиками (рис. 91)
восстанавливают шлицы полуосей и карданных валов. Цилиндри-
ческие же поверхности де-
талей, например шеек ко-
ленчатых валов и др.,
восстанавливаются наплав-
кой по винтовой линии
(рис. 92). Наплавка по
винтовой линии деталей
небольших диаметров (до
50 мм) вызывает определен-
ные трудности из-за стека-
ния металла, особенно при
большой длине сварочной
ванны. Для предотвраще-
ния этого необходимо при-
менять небольшую силу
тока и низкое напряжение
(7 = 120 ч- 270 A; U =
4
Рис. 91. Схема процесса наплавки под флю-
сом:
1 — жидкий металл; 2 — жидкий шлак; 3 —
твердый шлак; 4 — затвердевший металл шва
Рис. 92. Схема наплавки цилиндрических
поверхностей деталей под флюсом:
1 •— ванночка жидкого металла; 2 — расплав-
ленный шлак; 3 — электрод; 4 — наплавлен-
ный слой; 5 — деталь; 6 — шлаковая корка
= 25-4-28 В). Износостойкость деталей, восстанавливаемых наплав-
кой под флюсом, достигается легированием наплавленного металла
за счет электродной прово-
локи или флюса. Примене-
ние проволоки Нп-ЗОХГСА,
Нп-2Х14, Нп-ЗХ13 и др.
обеспечивает высокую износо-
стойкость наплавленного ме-
талла. Проволоки марок
Нп-2Х14, Нп-ЗХ13 приме-
няются обычно для на-
плавки ответственных деталей
с высокой поверхностной
твердостью, проволока
Нп-ЗОХГСА — для деталей,
твердость которых не пре-
вышает НВ 300—400.
В качестве флюсов наи-
большее распространение по-
лучили плавленые высоко--
марганцовистые флюсы, со-
держащие свыше 30% МпО и отличающиеся малой склонностью к
образованию пор в металле наплавки и к появлению в нем горячих
трещин. В настоящее время для наплавки деталей под флюсом при-
меняется значительное число флюсов различных марок: АН-30,
АН-348-А и ОСЦ-45. Наиболее общеупотребительными являются
флюсы АН-348-А и ОСЦ-45. Флюс АН-30 применяется для высоко-
235

легированного наплавленного металла при использовании легиро-
ванной проволоки, содержащей не менее 0,5% кремния. Приведем
для примера химический состав (в %) флюса ОСЦ-45: 38,0—43,0
МпО; 43,0—45,0 SiO2; 6,0—3,0 CaFe2; 5,5 CaO; 2,5 А12О3; 1,5 FeO;
0,15 S; 0,88 P. Кроме плавленых флюсов хорошие эксплуатацион-
ные свойства металлопокрытий получаются при наплавке под кера-
мическими флюсами АНК-18; АНК-19, разработанными Институтом
электросварки им. Е. О. Патона. Керамические флюсы позволяют
легировать наплавленный металл в широком диапазоне при ис-
пользовании дешевой низкоуглеродистой проволоки Св-08. Так, на-
пример, химический состав металла, наплавленного проволокой
Св-08 под флюсом АН К-19, содержит (в %): 0,49 С; 0,66 Мп; 0,34 Si;
3,15 Сг. Средняя твер-
дость наплавленного ме-
талла HRC 45—49 [18].
В авторемонтном про-
изводстве для наплавки
коленчатых валов приме-
няют также смесь флюса
АН-348-А, 25%' графита и
2% феррохрома. При этом
наплавка ведется проволо-
кой Нп-80.
На качество наплавоч-
ных работ кроме материала
электродной проволоки и
флюса большое влияние
Рис. 93. Область режимов автоматической
наплавки^ обеспечивающих сравнительно по-
стоянный химический состав наплавленного
металла
оказывают режимы и техника наплавки. Различие режимов наплав-
ки позволяет в широких пределах изменять глубину провара и,
следовательно, долк) участия основного и электродного металлов
в образовании наплавляемого валика, т. е. регулировать его хими-
ческий состав. На графике, изображенном на рис. 93 [21], показана
область режимов автоматической наплавки, обеспечивающих сравни-
тельно постоянный химический состав наплавленного металла. На-
плавка на больших скоростях дает меньшую глубину провара основ-
ного металла. В этом случае валик будет больше легирован компо-
нентами, входящими в основной металл. Наоборот, при наплавке на
небольших скоростях провар больше и наплавленный металл будет
меньше легирован за счет основного металла. Расчет примерного
.химического состава наплавленного металла ведется по формуле
7?д = mR3 + nR0 ± \R,
где — конечная или действительная концентрация какого-либо
элемента в металле наплавки, %, Ra — содержание рассматривае-
мого элемента в электродной проволоке, %; 7?0 — содержание того
же элемента в основном металле, %; т и п — соответственно доли
участия наплавляемого и основного металлов в образовании на-
236

плавленного валика; А/? — изменение концентрации рассматри-
ваемого элемента за время сварки.
Зная химический состав металла восстанавливаемой детали,
химический состав и свойства флюса и электродной проволоки,
можно подсчитать примерное содержание в металле наплавки угле-
рода, кремния, марганца и др.
Значения т, п и АТ? для отдельных элементов определяются
по имеющимся в специальной литературе данным.
Возможность рассчитать заранее химический состав наплав-
ленного металла и влиять на него изменением режимов имеет боль-
шое практическое значение при восстановлении изношенных дета-
лей, в особенности деталей, изготовленных из легированных сталей.
Автоматическая наплавка деталей под флюсом ведется на посто-
янном токе, при обратной полярности на станках У-651, У-653,
У-652 (для коленчатых валов) .или наплавочными аппаратами
А-580М, ПАУ-1 и др. Для. питания наплавочных установок током
применяются преобразователи постоянного тока ПСО-500 (уком-
плектован автомат А-580М), ПСГ-500-1 или ПСУ-500 '(укомплек-
тован ПАУ-1).
Аппараты А-580М и ПАУ-1 устанавливаются на суппорте любого
токарного станка, удовлетворяющего габаритам деталей и снаб-
женного редуктором для понижения частоты вращения детали.
Продольное перемещение головки осуществляется при помощи
суппорта станка.
Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработаны спе-
циальные наплавочные станки: У-465 для наплавки цилиндриче-
ских и шлицевых поверхностей; У-427 для наплавки шеек колен-
чатых валов; У-425 для наплавки наружных и внутренних поверх-
ностей.
Эксплуатационные свойства наплавленного металла в большей
мере зависят от режима наплавки, материала электродной про-
волоки и флюса. Для снижения припуска на последующую меха-
ническую обработку деталей нужно выбирать режимы наплавки,
обеспечивающие получение, ровной, гладкой поверхности наплав-
ленного металла. Выбор режима наплавки определяется размером
детали, величиной износа и диаметром электродной проволоки.
Материал электродной проволоки и состав флюса выбираются в за-
висимости от материала и поверхностной твердости детали, свя-
занных- с условиями ее работы.
От износа зависит толщина наплавленного металла, в которую
следует включать припуск на механическую обработку.
Наиболее целесообразно применять автоматическую наплавку
деталей больших диаметральных размеров. При наплавке деталей
небольших размеров, чтобы удержать расплавленный металл
и шлак от стекания, электродную проволоку смещают с зенита
детали в сторону, противоположную направлению вращения де-
тали. При диаметре наплавляемой детали 35—650 мм и диаметре
электродной проволоки 1,1—2,0 мм смещение (а, рис. 92) может
237

быть в пределах 3—25 мм, оно устанавливается опытным путем
таким образом, чтобы не было стекания флюса, и затекания шлака.
Мундштук устанавливается под углом 70—80° к наплавляемой
поверхности. Для удержания флюса на поверхности детали в месте
дуги целесообразно применять флюсоудерживающее приспособ-
ление.
Во избежание снижения первоначальной прочности деталей
при наплавке необходимо стремиться к минимальной глубине про-
плавления основного металла, соответственно снижая силу тока.
Хотя это мероприятие приводит к снижению производительности
процесса, к нему приходится прибегать, в особенности при наплавке
ответственных деталей, работающих при знакопеременных нагруз-
ках. Уменьшить глубину проплавления основного металла без
снижения производительности процесса можно наплавкой на много-
электродных или полуавтоматических устройствах. При этом
происходит деление тока наплавки по числу электродов, что поз-
воляет повысить общую силу тока и производительность процесса.
Однако Наплавка деталей несколькими электродами в ремонтном
производстве пока не производится. Наиболее высокое качество
наплавки получается на постоянном токе при обратной полярности.
Силу тока приближенно можно определить -по формуле
/== HOd-f-10d2,
где d — диаметр электрода, мм.
Скорость наплавки
Здесь ан — коэффициент наплавки, г/А-ч; / — сила тока, А;
G — масса 1 м наплавки, г.
Скорость подачи электродной проволоки
v =
П ’
где d — диаметр электродной проволоки, мм; у — плотность наплав-
ленного металла, г/см3.
Частота вращения детали
П==250Л^г’;
здесь va — скорость подачи электродной проволоки, м/мин; d —
диаметр проволоки, мм; h — толщина наплавленного слоя, мм;
s — шаг наплавки, мм/об; D—диаметр детали, мм; т;— коэф-
фициент перехода металла электрода в основной металл.
Для наплавки под флюсом г) можно принять равным единице.
В зависимости от диаметра D наплавляемой детали силу тока
можно определить по графику (рис. 94).
Продольная подача наплавочной головки устанавливается с уче-
том того, чтобы каждый последующий валик перекрывал преды-
238

дущий на одну треть его ширины. Режимы наплавки должны обес-
печить получение наплавленного металла без трещин, поэтому
наплавку целесообразно вести при минимальной силе тока с мини-
мальной глубиной проплавления основного металла.
Примерный режим наплавки применительно восстановлению ав-
томобильных деталей наплавкой под флюсом может быть следую-
щим [31]:
Диаметр электродной проволоки,	мм .....................1,6—1,8
Напряжение дуги, В.....................................22—27
Сила тока наплавки, А................................. 150—200
Индуктивность витков дросселя РСТЭ-34.................. 8—16
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч.............1,5—2,2
Толщина наплавленного слоя, мм.........................0,8—2,5
Продольная подача, мм/об............................  .	3,5—5,0
Одной из мер по устранению горячих трещин является пред-
варительный подогрев детали. Содержание углерода в наплавлен-
ном металле при этом может быть повышено без опасения появле-
ния трещин, так как предварительный подогрев детали снижает
мгновенную скорость охла-
ждения металла, тем самым
устраняя причину образо-
вания горячих трещин.
Однако при восстановле-
нии деталей к предвари-
тельному подогреву прибе-
гают в редких случаях из-за
опасности снижения' фи-
зико-механических свойств
термически обработанных
деталей.
Рис. 94. График определения силы тока на-
плавки в зависимости от диаметра детали
Имеются и другие способы восстановления деталей наплавкой
под флюсом, например порошковыми проволоками типа ПП-ЗХ2В8,
ПП-Х10В14 и' др.; порошковыми лентами типа ЛМ-70ХЗМ или
электродными лентами из различных марок сталей: 13Х; 60С2А;
50ХФА и др.
Однако для применения этих способов к восстановлению авто-
мобильных деталей необходимо проведение исследований и разра-
ботка технологических процессов.
§ 51. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
ВИБРОДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ
Способ наплавки деталей вибрирующим электродом при помощи
автоматической головки с применением охлаждающей жидкости
имеет ряд преимуществ перед другими способами наплавки: сла-
бый нагрев восстанавливаемой детали, незначительная величина
239

Рис. 95. Схема установки для вибродуговой
наплавки деталей
шими внутренними напряжениями,
зоны термического влияния, в результате чего химический состав
и физико-механические свойства детали почти не изменяются.
Кроме того, применением электродной проволоки с соответствую-
щим содержанием углерода можно получить все виды закалочных
структур наплавленного металла, отличающегося достаточно высо-
кой твердостью и износостойкостью.' Наряду с этим структура
и твердость наплавленного металла получаются неоднородными,
по границам оплавления отдельных валиков встречаются поры
и микротрещины. Большие
внутренние растягивающие
напряжения, возникающие
в покрытии, и дефекты
структуры в виде пор и ми-
кротрещин резко снижают
усталостную прочность де-
талей, работающих при
знакопеременных нагруз-
ках. Поэтому для таких
деталей вибродуговую на-
плавку применять не реко-
мендуется.
Вибродуговую наплав-
ку можно вести не только
в среде охлаждающей
жидкости, но и в среде за-
щитных газов, под флюсом
и др. В последнем случае
наплавленный металл по-
лучается более однород-
ной структуры, с мень-
что дает основание к при-
менению способа (особенно с последующим упрочнением) для
восстановления деталей, работающих при знакопеременных на-
грузках.
Электрокинематическая схема установки для наплавки показана
на рис. 95.
Деталь 1, подлежащая наплавке, закрепляется в патроне или
центрах токарного станка, и при круговой наплавке ей сообщается
вращательное движение. На суппорт станка монтируется корпус
автоматической головки, включающей механизм 5 подачи прово-
локи с кассетой 6, электромагнитный вибратор 7 с мундштуком 9.
Конец электродной проволоки 10 приводится в колебательное
движение при помощи вибратора 7, 8. Вследствие вибрации проис-
ходит замыкание и размыкание сварочной цепи между электродной
проволокой 10 и деталью 1. Для подвода тока от источника 3 к
детали используется скользящий контакт. Частота вибрации про-
волоки и, следовательно, замыкания и размыкания сварочной
цепи составляет 50—100 Гц. Благодаря действию теплоты, выде-
240

ляемой в момент замыкания и особенно размыкания сварочной
цепи, происходит нагрев электродов, оплавление концов электрод-
ной проволоки и сваривание металлов. В зону наплавки металла
через канал 4 при помощи насоса 11 подается охлаждающая
жидкость; в результате происходит закалка наплавленного слоя
металла. Кроме того, охлаждающая жидкость предохраняет детали
от деформации и способствует более качественному протеканию
процесса.
Процесс наплавки состоит из одинаковых коротких циклов,
в каждом из которых происходит короткое замыкание электрода
с поверхностью детали, размыкание электрода и холостой ход.
В момент короткого замыкания сварочной цепи напряжение
резко падает до нуля, а сила тока быстро возрастает до максималь-
ного значения. При разрыве цепи напряжение между электродами
мгновенно повышается до 24—30 В и возникает кратковременный
дуговой разряд. Происходит оплавление металла проволоки, остав-
шегося на поверхности детали после короткого замыкания, плав-
ление электрода и перенос капель расплавленного металла на по-
верхность детали. При дальнейшем увеличении электродного
промежутка дуга гаснет, так как напряжение холостого -хода
источника тока становится недостаточным для поддержания ста-
бильного дугового разряда. Затем цикл повторяется. При преры-
вистом' процессе из-за высокой плотности тока, возникающей
в момент размыкания цепи, ухудшается устойчивость процесса,
увеличиваются потери металла на разбрызгивание из-за больших
холостых ходов.
Для устойчивости и длительности дугового разряда в свароч-
ную цепь включают индуктивное сопротивление — семь-восемь
витков 2 (рис. 95) дросселя сварочного трансформатора СТЭ-34.
Теплота, выделяющаяся в периоды короткого замыкания, состав-
ляет 15—20%, в периоды же дугового разряда 80—85%. Отсюда
следует, что расплавление металла и образование сварочной ванны
происходят за счет основной теплоты, выделяющейся в период
дугового разряда.
Кроме электрических параметров, на протекание процесса
и качество наплавленного металла большое влияние оказывают
вибрация электрода и охлаждающая жидкость. Частая вибрация
электрода (50—100 раз в секунду) вызывает столь же частое воз-
буждение дуговых разрядов, что способствует устойчивости про-
цесса и переносу электродного металла небольшими' порциями.
Амплитуда вибрации электродной проволоки и угол ее подвода
влияют на межэлектродный промежуток. С увеличением промежутка
напряжение возрастает и интенсивность плавления металла уве-
личивается. Расположение электрода по отношению к детали
видно на рис. 96.
Амплитуда вибрации электродов может быть определена по
следующей экспериментальной зависимости:
4 = (1,2 ч- 1,3) d мм,
241

а вылет электрода
I = (5 ч- 8) d мм,
где d — диаметр электрода, мм.
Охлаждающая жидкость уменьшает тепловое воздействие дуги
на деталь, способствуя уменьшению зоны термического влияния,
выполняет функцию защиты от воздействия кислорода и азота
Рис. 96. Расположение элек-
трода по отношению к на-
плавляемой детали:
1 канал для жидкости; 2 •—
мундштук; 3 — резиновый чехол;
4 электрод; 5 — наплавляе-
мый слой; '6 — деталь
воздуха и повышает скорость охлажде-
ния наплавленного металла, что позво-
ляет получать наплавленный металл
закалочных структур с достаточно вы-
сокой твердостью и износостойкостью.
В качестве охлаждающей жидкости
применяется 4—6-процентный водный
раствор кальцинированной соды или
20-процентный водный раствор техниче-
ского глицерина.
Вибродуговая наплавка может произ-
водиться на постоянном или перемен-
ном токе. Направленный металл более
высокого качества получается при на-
плавке на постоянном токе при обрат-
ной полярности. При этом прочность
сцепления наплавленного металла с ос-
новным значительно выше, чем при
наплавке на переменном токе, получае-
мом от низковольтных генераторов типа
НД 1500/750, НД 1000/500 и НД 500/250
с включением последовательно в сва-
рочную цепь электрод — деталь ин-
дуктивного сопротивления — дросселя
РСТЭ-34, изменение индуктивности ко-
торого производится включением или
выключением витков.
, Вибродуговую наплавку можно вести и от сварочных генерато-
ров типа СУГ-26 или ПС-300 при напряжении 18—22 В.
Токарный станок, на суппорте которого устанавливается напла-
вочная головка, может быть взят любой марки при условии, что
его размеры удовлетворяют габаритам восстанавливаемых деталей.
Для уменьшения скорости вращения детали при круговой наплавке
применяется редуктор, обеспечивающий минимальную частоту
вращения детали — до 8 об/мин.
В авторемонтном производстве наибольшее распространение
получила наплавочная головка УАНЖ-6 конструкции НИИАТ.
Головка снабжается сменными мундштуками ддя наплавки дета-
лей больших и малых диаметров, а также шлицев, для наплавки
одновременно двумя электродными проволоками и для наплавки
внутренних поверхностей.
242

Применяются й другие конструкций наплавочных Головок,
например КУМА-5, ВДГ-5 и др.
Электродная проволока выбирается применительно к материалу
детали и ее поверхностной твердости, а ее диаметр — в соответ-
ствии с толщиной наплавки, которая устанавливается в зависимости
от износа детали и припуска на механическую обработку. Для
восстановления деталей с высокой поверхностной твердостью
можно применять проволоку типа Нп-80, Нп-65Г, Нп-50Г; для
деталей с твердостью НВ 300—450 — проволоку типа Нп-ЗОХГСА,
Нп-ЗОХЗВА, Нп-40, Нп-40Г, Нп-50, для деталей с твердостью
до НВ 300— проволоку Св-ЮГ, Св-Г2С и т. п. Обычно применяется
проволока с диаметром 1,0—2,0 мм.
Режимы наплавки определяются электрическими и механи-
ческимй параметрами. К числу электрических параметров отно-
сятся род и полярность тока, напряжение и сила тока, индуктив-
ность сварочной цепи. Как уже отмечалось, наплавку ведут на
постоянном токе при обратной полярности с включением в свароч-
ную цепь индуктивности 6—8 витков дросселя РСТЭ-34. Напря-
жение тока при наплавке составляет 12—24 В. Сила тока зависит
от скорости подачи электродной проволоки, с повышением которой
увеличивается среднее значение силы тока и производительность
процесса наплавки. Однако с увеличением силы тока длительность
дуговых разрядов снижается, поэтому необходимо несколько повы-
шать напряжение.
К числу важных механических параметров, кроме величины
вибрации, вылета электрода и состава охлаждающей жидкости,
о которых говорилось ранее, относятся скорость подачи электрод-
ной проволоки, продольная подача головки (шаг наплавки) и рас-
ход охлаждающей жидкости. Скорость наплавки устанавливается
в зависимости от требуемой тблщины наносимого слоя и может
быть определена по следующей формуле:
0,785d2unpr]
»н =---т-----,
н	hs	’
где vK— скорость наплавки, м/мин; d — диаметр электрода, мм;
цпр — скорость подачи проволоки, м/мин; ц 1—<р — коэффи-
циент перехода электродного металла в наплавленный слой (<р —
потери расплавленного электродного металла на угар и разбрыз-
гивание); h — толщина наплавляемого металла, мм; s — шаг на-
плавки, мм/об.
Наибольшая скорость наплавки (м/мин), при которой форми-
рование наплавленного металла получается хорошим, может быть
определена по следующей зависимости [18]:
цн = (0,4 ч-0,7) ппр.
Частота вращения детали при наплавке
UH103
п = -!Ц-.
nD
Здесь D — диаметр детали, мм.
243

Скорость подачи электродной проволоки обычно принимается
в пределах 1,2—2,0 м/мин, а скорость наплавки 0,3—2,0 м/мин;
шаг наплавки 2,0—3,0. мм/об.
Определение расхода электродной проволоки при механизиро-
ванных способах наплавки производится по номограмме (рис. 97).
Найденную по номограмме величину Q' надо разделить на k —
коэффициент полезного использования проволоки.
Вибродуговой наплавкой с подачей жидкости можно восстанав-
ливать детали небольших диаметров, имеющие термическую или
химико-термическую обработку и работающие при статических
нагрузках. Сюда можно отнести восстановление шеек под сальники
различных фланцев, опорные шейки разжимных кулаков, шейки
распределительных валов, цапфы крестовин дифференциала и др.
Детали, подлежащие наплавке, подвергаются очистке от грязи
и коррозии наждачной шкуркой или металлическими щетками.
Детали подвижных сопряжений с небольшим износом (0,1—0,20 мм)
или погнутостью, а также с большой овальностью целесообразно
предварительно прошлифовать, чтобы после механической обра-
ботки металл наплавки был наиболее качественным по химическому
составу, структуре и механическим свойствам. Обработку следует
вести до устранения указанных дефектов. Отверстия на поверх-
ности детали, шпоночные канавки и т. п. заделываются графито-
выми или бедными пробками.
Как и другими способами наплавки, вибродуговой наплавкой
можно восстанавливать детали не только под начальный размер
или с последующего ремонтного размера на предыдущий, но и де-
тали, вышедшие из всех ремонтных размеров.
244

Механической обработкой наплавленных деталей является шли-
фование, первоначально грубое (обдирочное), затем чистовое под
требуемый размер.
Технологический процесс восстановления деталей вибродуго-
вой наплавкой является по существу одинаковым и различается для
отдельных деталей лишь маркой электродной проволоки и режи-
мами наплавки.
§ 52. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
НАПЛАВОЧНЫХ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ
Работоспособность и долговечность деталей, восстановленных
металлопокрытиями, определяются тремя главнейшими эксплуа-
тационными свойствами: прочностью связи (сцепления) покрытий
с основным металлом, износостойкостью и усталостной прочностью.
Все другие свойства покрытий: твердость, пластичность, хруп-
кость, пористость, внутренние напряжения, определяемые струк-
турой покрытий, по существу как бы поглощаются указанными
эксплуатационными свойствами. От этих свойств и особенно от
твердости, пластичности и хрупкости зависит износостойкость
покрытий. Пористость и внутренние напряжение положительного
знака (растягивающие) могут стать причиной снижения усталост-
ной прочности восстановленной детали и т. д.
Достижение высоких показателей эксплуатационных свойств
покрытий зависит от целенаправленного управления всем ком-
плексом работ по осуществлению технологических процессов вос-
становления деталей не только наплавочными металлопокрытиями,
но и металлизационными и электролитическими. Характерной
особенностью при наплавке деталей является воздействие на основ-
ной металл высоких температур, возникающих в процессе наплавки.
Высокие температуры могут быть причиной большой глубины про-
плавления основного металла, как, например, при наплавке под
флюсом, понижения поверхностной твердости, прочности и жест-
кости термически обработанной детали и др. Однако управляя
режимами нанесения покрытий, можно избежать указанных явле-
ний или по крайней мере уменьшить их отрицательное действие
и достигнуть высокого качества восстановленных деталей.
В то же время благодаря тепловому воздействию диффузионные
процессы, протекающие на границе сплавления наплавленного
металла с основным, обеспечивают высокую прочность связи (сцеп-
. ления) наплавленного металла с основным. Наименьшая проч-
ность сцепления наплавочных покрытий получается при виброду-
говой наплавке вследствие неоднородности структуры и наличия
микротрещин в наплавленном слое. Прочность сцепления покры-
тий вибродуговой наплавки, определенная методом отрыва, при
нормальном приложении силы составляет 51,3 кгс/мм2 (513 МПа)
против 78 кгс/мм2 (780 МПа) при наплавке под флюсом. Однако
даже данная прочность превосходит прочность связи всех видов
245

металлизацйонных й электролитических покрытий и обеспечивает
безотказную работу деталей (поданному показателю) при всех спо-
собах их нагружения. По прочности сцепления все способы наплавки
не вызывают опасения за работоспособность и долговечность вос-
становленных деталей.
Износостойкость. Износостойкость наплавленного металла рас-
смотренными способами определяется материалом применяемой
электродной проволоки, режимами наплавки и специфическими
особенностями, свойственными каждому из способов в отдельности:
Оборотыролика
Рис. 98. Износ покрытий в зависимости от. пути трения:
/ — наплавка проволокой Св-08Г2С; 2 — наплавка проволокой
Нп-ЗОХГСА; 3 — наплавка проволокой Нп-ЗОХГСА, закален-
ная т. в. ч.; 4 — наплавка проволокой 2XJ3; 5 — сталь 45,
закаленная т. в. ч.
защитным газом при наплавке в среде защитных газов, или флюсом
при наплавке под флюсом, или охлаждающей жидкостью — при
вибродуговой наплавке. Расходы этих материалов оказывают влия-
ние на качество наплавленного металлла и определяются режимами
наплавок.
От качества материала электродной проволоки, в частности-
содержания в нем углерода и легирующих элементов, зависит
структура наплавленного металла и его твердость, имеющие боль-
шее значение для достижения высокой износостойкости покрытий.
Для иллюстрации сказанного на рис. 98 показана сравнительная
относительная износостойкость покрытий, полученных наплавкой
в среде углекислого газа проволоками Св-08Г2С, Нп-2Х13 и
Нп-ЗОХГСА, в условиях граничного трения скольжения, при удель-
ном давлении 50 кгс/см2. Из рассмотрения рис. 98 следует, что наи-
более высокой износостойкостью обладает металл наплавки про-
волокой Нп-2Х 13 и наименьшей—Св-08Г2С. Износостойкость ме-
246

талла наплавки проволокой Нп-ЗОХГСА занимает промежуточное
положение. Наплавка проволокой Нп-2Х13 по износостойкости
немногим отличается от износостойкости эталона — стали 45,
закаленной т. в. ч. на твердость HRC 56—62. Причинами различ-
ной износостойкости металла наплавок являются структурные
особенности их, на которые указывалось ранее. На рис. 99 пока-
зано изменение момента трения этих покрытий в процессе прира-
ботки. Прирабатываемость покрытий зависит от исходных харак-
теристик наплавленного металла — микротвердости и шерохова-
тости поверхности. Покрытия с низкими исходными значениями
указанных характеристик отличаются худшей прирабатываемостью.
Р.ис. 99. Изменение момента в зависимости от пути трения:
1 — наплавка проволокой СвО8Г2С; 2 — наплавка проволокой
Нп-ЗОХГСА, закаленная т. в. ч.; 3 — наплавка проволокой
Нп-ЗОХГСА; 4 — наплавка проволокой 2X13: 5 — сталь 45, зака-
ленная т. в. ч.
Наплавка под флюсом в авторемонтном производстве наиболь-
шее применение находит для восстановления коленчатых валов.
При этом на разных предприятиях применяются различные техно-
логические процессы. Существуют три варианта технологических
процессов наплавки шеек коленчатых валов.
I.	Наплавка проволокой Нп-ЗОХГСА, под флюсом АН-348-А,
нормализация, проточка шеек, закалка т. в. ч., шлифование и по-
лирование шеек (технология СПИ);
II.	Наплавка проволокой Нп-80, высокотемпературный отпуск,
проточка шеек, закалка т. в. ч., шлифование и полирование шеек;
III.	Наплавка шеек пружинной проволокой II класса (ГОСТ
9389—60) с содержанием С 0,7—0,8% (соответствует Нп-80) под
легирующим флюсом массовой доли (в %): флюса АН-348-А 95,5;
графита порошкового 2,5; феррохрома порошкового 2,0 (техно-
логия НИИАТ), предварительное и окончательное шлифование
и полирование шеек.
Большое и всестороннее исследование указанных трех вариан-
тов восстановления шеек коленчатых валов провел В. А. Налив-
кин [67].
247

Рис. jlOO. Сравнительная относительная из-
носостойкость наплавленного металла в зави-
симости от продолжительности трения
Рассмотрим основные эксплуатационные свойства металлопо-
крытий, наплавленных по трем указанным вариантам техноло-
гического процесса.
Микроструктура наплавленного металла по первому варианту
мартенсит бейнит; по второму — мартенсит с небольшим количе-
ством карбида и остаточного аустенита; по третьему — мартенсит,
троостит, карбиды и остаточный аустенит; в структуре слоя имеются
трещины, поры, раковины. Твердость шеек HRC*. новых валов 56—
60; восстановленных по I варианту 48—50; то же по II варианту
47—52;	восстановленных
по III варианту 46—59;
На рис. 100 показана
сравнительная относитель-
ная износостойкость ме-
талла, наплавленного по
трем рассматриваемым ва-
риантам. Из рассмотрения
рис. 100 следует, что ме-
талл наплавок по всем
вариантам уступает по из-
носостойкости эталону —
стали 45, закаленной т. в. ч.
По износостойкости пер-
вый вариант технологи-
ческого процесса обеспе-
чивает более надежные
результаты. Износостой-
кость наплавленного ме-
талла не только равную,
но и более высокую, чем
износостойкость стали 45, закаленной т. в. ч. на HRC 56—60,
можно получить, если использовать для наплавки легированную
проволоку Нп-40Х2Г2М и флюс АН-15М. Износостойкость метал-
ла, наплавленного указанной проволокой под флюсом АН-15М,
по данным В. А. Наливкина, превосходит износостойкость стали 45,
закаленной т. в. ч., в 1,37 раза.
При вибродуговой наплавке высокоуглеродистой проволокой
типа Нп-80 износостойкость наплавленного металла получается
достаточно высокой, уступающей все же износостойкости хрома
и стали 45, закаленной т. в. ч. на HRC 56—62. Неоднородность
структуры и неравномерная твердость наплавленного металла
способствуют повышению удельных давлений на контактных уча-
стках трущейся поверхности и развитию более высоких температур.
Твердые частицы, отделяющиеся в процессе трения, шаржируют
поверхность, придавая изнашиванию выраженный абразивный
характер.
Усталостная прочность. Снижение усталости деталей, восста-
новленных различными способами наплавки, связано в основном
248

Рис. 101. Внутренние напряжения
в металле, наплавленном7 проволо-
кой 2X13, в среде углекислого газа
с внутренними напряжениями в наплавленном металле и с воз-
можными пороками его структуры — наличием пор, окислов,
микротрещин и др. Микротрещины особенно свойственны виброду-
говой наплавке. Пороки структуры вызываются несоблюдением
режимов наплавки, применением наплавочных материалов, не
свойственных физико-механическим свойствам металла восстанав-
ливаемой детали и др. Внутренние напряжения в наплавленном
металле возникают при всех видах наплавки и различаются в основ-
ном не столько характером и знаком расположения по сечению
наплавленного слоя, сколько их ве-
личиной. Рассмотрим для примера
распределение внутренних напря-
жений по сечению металла, наплав-
ленного проволокой Нп-2Х13, в
среде углекислого газа. Исследо-
вались все виды внутренних на-
пряжений: осевые, тангенциальные
и радиальные.' Как показало ис-
следование, в наружных слоях на-
блюдаются осевые напряжения, до-
стигающие максимального значения
tfo max = — 52 кгс/мм2 (—520 МПа),
и тангенциальные оттах =
= — 35 кгс/мм2 (—350 МПа).
В- пределах наплавленного слоя
указанные напряжения меняют
знак на обратный и на границе
сплавления равны соответственно
21,5 кгс/мм2 (215МПа) и 12,5 кгс/мм2
(125 МПа). Радиальные напряже-
ния в наружном слое практически
отсутствуют (рис. 101) [95].
цов из нормализованной стали 45,
наплавленных продольными вали-
ками проволокой Нп-2Х13, при испытании вращающимся изгибом,
на базе 5-10 6 млн. циклов, составляет а_1/г=26 кгс/мм2 (260 МПа)
против 24 кгс/мм2 (240 МПа) эталона (o.J, эффективный коэффи-
циент концентрации напряжений ko =^в_г1в_1п = 24/26 = 0,92, что
объясняется сжимающими напряжениями в поверхностном слое
покрытия.
Наплавка проволокой Нп-ЗОХГСА понижает предел усталости
стали 45; эффективный коэффициент концентраций напряжений
составляет kG = 1,36—1,50 [18]. Снижение усталостной прочности
здесь объясняется неоднородностью структуры и пористостью покры-
тий. Это обстоятельство необходимо иметь в виду при выборе элек-
тродной проволоки для восстановления деталей, работающих при
знакопеременных нагрузках.
Усталостная прочность образ
249

Усталостная прочность образцов из нормализованной стали 45,
закаленных т. в. ч., наплавленных по трем вариантам: проволо-
ками Нп-ЗОХГСА, Нп-80 и пружинной проволокой II класса (С =
= 0,7 -г- 0,8%) под флюсом АН-348-А, дает следующие значения
эффективного коэффициента концентрации напряжений: 1-й ва-
риант	- = 0,85;	2-й вариант &а = ^=1,15;
~1п	17 2
3-й вариант kQ = ~ = 1,32.
' Натурные испытания на усталость отсеков коленчатых валов,
восстановленых по первому варианту, дают kQ = 0,88. Снижение
усталостной прочности восстановленных валов объясняется кон-
центрацией растягивающих напряжений на границе перехода
от закаленного к незакаленному слою. Наплавка шеек коленча-
тых валов проволокой Нп-40Х2Г2М под флюсом АН-15М с нор-
мализацией и закалкой т. в. ч. повышает усталостную прочность
на 11% (/?а - 0,89) [67].
Особенно значительное (до 40% и более) снижение усталостной
прочности нормализованной стали 45 наблюдается при вибродуго-
вой наплавке. Причиной столь большого снижения усталостной
прочности является структурная неоднородность наплавленного
металла (наплавка проволокой с содержанием С = 0,7 4- 0,8%)
и большие растягивающие напряжения. Поэтому восстановление
деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, — колен-
чатых валов, поворотных цапф, полуосей и т. п.—нецелесообразно.
Однако из всего сказанного нельзя сделать вывод, что восста-
навливать детали, в том числе и работающие при знакопеременг
ном нагружении, различными способами наплавки не следует.
Последующее после наплавки упрочнение деталей различными
способами — т. в. ч., пластическим поверхностным деформирова-
нием (наклепом) или электромеханическим способом позволяет
значительно повысить усталостную прочность деталей. Применяя
тот или иной из указанных способов, наиболее целесообразный
по конструктивным особенностям деталей и физико-механическим
свойствам наплавленного металла, можно достигнуть высокой
долговечности восстановленных деталей.
ГЛАВА XVIII
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ
§ 53. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
металлизацйонных покрытий
Металлизацией распылением называется процесс плавления
и нанесения частиц расплавленного металла на поверхность
детали.
250

В зависимости от способа расплавления металла металлизацию*
подразделяют на электродуговую, газовую, высокочастотную, плаз-
менно-дуговую, взрывную (детонационный метод).
Развитию газовой металлизации способствовали работы, про-
водимые в ВНИИавтоген (инж. Е. В. Антошин), электродуговой —
работы Н. В. Катца, А. Ф. Троицкого, Д. Г. Вадивасова и др.
Исследования плазменно-дуговой металлизации применительно к
восстановлению деталей ведутся в МАДИ под руководством
С. И. Румянцева и в других институтах.
При металлизации можно нанести слой различного металла
толщиной от 0,03 мм до нескольких миллиметров на любой материал,
не вызывая перегрева последнего. Металлизировать можно не только
металлы, но и дерево, стекло, гипс и т. п. Поэтому металлизацию
можно применять как для восстановления деталей, так и в анти-
коррозионных и декоративных целях. Металлизационное покрытие
обладает рядом ценных свойств, например достаточно высокой
износостойкостью при жидкостном и полужид костном трении.
Однако несмотря на ряд преимуществ, металлизация распылением
имеет ряд существенных недостатков, к числу которых следует
отнести- в первую очередь недостаточно высокую прочность сцеп-
ления покрытия с металлом восстанавливаемой детали, неоднород-
ность структуры металлизационного слоя, наличие окислов и зна-
чительные потери металла при распылении.
Восстановление деталей металлизацией включает подготовку
поверхности к нанесению покрытия, собственно металлизацию
и последующую механическую обработку.
Собственно металлизация -состоит из трех процессов: плавле-
ния твердого металла проволоки или порошка (при плазменно-
дуговой металлизации), распыления расплавленного металла и фор-
мирования покрытия.
В процессе металлизации металл проволоки (порошка) подверга-
ется выгоранию отдельных элементов, частичному окислению, рас-
пылению на мельчайшие частицы и деформированию их при осаж-
дении на деталь.
На структуру и свойства слоя большое влияние оказывают
скорость частиц, их масса и размеры, температура во время полета
и происходящие при этом явления, а также состояние металлизи-
руемой поверхности и напыленный материал.
Скорость металловоздушной струи, как и температура частиц,
изменяется от очага плавления до поверхности металлизируемой
детали, а также и по сечению струи — от оси дутьевого потока
до пограничного слоя. Скорость частиц от относительно небольшой
начальной скорости — примерно 18,8 м/с — увеличивается до мак-
симального значения порядка 190 м/с, а затем, по мере удаления
от очага плавления, уменьшается.
Конечная скорость частиц на расстоянии 250 мм от сопла аппа-
рата составляет примерно 85 м/с, а время движения частиц до
детали — не более 0,003 с. При столь высокой скорости и весьма
251

малом полете частицы не успевают, сильно охладиться и достигают
поверхности детали в пластическом состоянии. Последнее под-
тверждается электродуговой металлизацией, при которой темпе-
ратура частиц по оси дутьевой струи на расстоянии от сопла аппа-
рата 100 мм составляет 980° С [14]. По сечению дутьевой струи
от оси к периферии скорость и температура частиц падают. В про-
цессе распыления частицы неравномерно охлаждаются и подверга-
ются некоторому окислению также в неодинаковой степени. По этим
причинам частицы распыленного металла достигают поверхности
детали, имея различные размеры, массу, скорость и температуру.
Ударяясь о поверхность металлизируемой детали, частицы подвер-
гаются различной степени деформации и охлаждению от холодной
поверхности детали.
В результате воздействия указанных факторов структура покры-
тия получается неоднородной по строению и резко отличной от
структуры распыленного металла. В процессе осаждения на поверх-
ность детали распыленные частицы могут деформироваться в извест-
ной мере как индивидуальные тела, поэтому структура напылен-
ного металла характерна не только различной величиной и не-
равномерным расположением частиц, но и неправильностью их
форм.
Высокая конечная скорость частиц, обладающих достаточным
запасом кинетической энергии, обеспечивает плотный контакт
их с микрорельефом поверхности детали и между собой. Прочность
сцепления частиц между собой можно рассматривать как контакт-
ную прочность, обусловленную действием сил сцепления между
атомами и молекулами контактных участков.
Известную роль в прочности сцепления могут играть и механи-
ческое зацепление, и переплетение частиц между собой и с элемен-
тами микрорельефа поверхности детали.
Некоторое влияние на уменьшение контактной прочности. ока-
зывает окисление металлизируемой поверхности, а также и метал-
лических частиц в, процессе полета и осаждения на деталь, что
особенно наблюдается при электродуговой и газовой металлизации
при дутье воздухом. Окислы являются более хрупкими, чем металл,
и в связи с этим понижают прочность слоя.
Характеристика металлизационного покрытия как слоя с непол-
ным контактом подтверждается наличием пор в структуре слоя
и меньшей, чем у сплошного металла, плотностью и электропро-
водностью. Химический состав покрытия резко отличается от хими-
ческого состава металла проволоки вследствие выгорания эле-
ментов.
Ввиду различной степени охлаждения частиц в конусе распыла
и во время осаждения их на деталь покрытие получается неодно-
родным и в части структурных составляющих. Так, покрытие,
полученное распылением проволоки с содержанием углерода 0,7—
0,8%, имеет структуру, состоящую из сорбита, троостита, мартен-
сита и промежуточных структурных элементов.
252

В настоящее время получает распространение плазменно-дуго-
вая металлизация, обладающая рядом преимуществ по сравнению
с другими видами металлизации. -
Электродуговая металлизация в авторемонтном производстве
используется для ограниченного круга деталей.
Газовая металлизация в свое время имела достаточно широкое
распространение, но была вытеснена электродуговой металлиза-
цией и оказалась неоправданно забытой. Между тем за границей
- газовая металлизация применяется не только для восстановления
деталей, но и в производстве автомобилей. Например фирма «ФИАТ»
для металлизации деталей с целью улучшения их износостойкости
использует молибденовую проволоку и два типа проволоки из
сплава цветных металлов. При производстве автомобилей ВАЗ-2101
«Жигули» газовая металлизация деталей производится проволокой
из металлокерамического молибдена.
Высокочастотная металлизация из-за сложности установки
используется преимущественно в исследовательских целях.
Эксплуатационные свойства и особенности металлопокрытий,
наносимых на детали различными видами металлизации, имеют
по существу одну и ту же природу и содержат много общего. Поэтому
освещение их целесообразно изложить в обобщенном виде, а не
в отдельности по каждому виду металлизации.
§ 54. ПЛАЗМЕННО-ДУГОВАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ
Плазменно-дуговая металлизация имеет ряд существенных пре-
имуществ по сравнению с другими видами металлизации. Высокая
температура плазмы и нейтральная среда позволяют получать
покрытия с большей структурной однородностью, меньшей окис-
ляемостью, более высокими когезионными и адгезионными свой-
ствами, износостойкостью и др. по сравнению с этими свойствами
других видов металлизации. С помощью плазменно-дуговой метал-
лизации можно распылять различные тугоплавкие материалы:
вольфрам, молибден/титан и др., твердые сплавы, а также окислы
алюминия, хрома, магния и др. Нанесение покрытия можно осу-
ществлять распылением как проволоки, так и порошка.
Благодаря возможности регулирования в широких пределах
энергетических, тепловых и газодинамических параметров плаз-
менных процессов распыление можно вести не только указанных
материалов, но различных марок тугоплавких углеродистых и ле-
гированных проволок, более доступных авторемонтному произ-
водству. Рассмотрим кратко основные вопросы образования плазмы
и плазменного напыления [46].
Плазмой называется газ, полностью или частично ионизирован-
ный под воздействием различных факторов: температуры, электри-
ческого или высокочастотного разряда, у-излучения, детонации.
Однако не всякий ионизированный газ можно назвать плазмой.
Характерной особенностью плазмы является ее квазинейтраль-
253

ность, т. е. содержание в ней практически одинакового количества
положительных и отрицательных зарядов. В обычной газовой смеси
все частицы имеют одинаковую среднюю кинетическую энергию
беспорядочного теплового движения, у электронов же, ионов и ней-
тральных атомов плазмы газового разряда средняя кинетическая
энергия различна. Вследствие этого в плазме вместо одной общей
температуры можно различать три разные температуры: электрон-
ную Те, ионную Tt и атомную Та. Обычно Те^> Та.
По температурному признаку различают три вида плазмы:
1) термоядерную, 2) низкотемпературную и 3) газоразрядную,
представляющую собой электрический разряд в разреженном газе
(газосветные трубки).
В различных отраслях промышленности, в том числе и авторе-
монтном производстве, для восстановления деталей металлизацией
и наплавкой, применяется низкотемпературная плазма, представ-
ляющая собой частично ионизированный газ с температурой по-
рядка 103—105 к.
В зависимости от применяемого плазмообразующего газа и режи-
мов напыления температура плазмы при. металлизации составляет
примерно 7 ПО3—15-I03 К.
Плазма. образуется при пропускании плазмообразующего газа
через дуговой разряд, возбуждаемый между двумя электродами.
В специальных устройствах, получивших название плазмотронов
или плазменных головок, плазмообразующий газ пропускается
через узкий канал, соизмеримый с диаметром столба дуги. Про-
ходя через столб дугового разряда, газ нагревается вследствие
столкновения с электронами, сильно ионизируется и выходит
из сопла плазмотрона в виде плазменной струи. Так как столб
дуги при увеличении силы тока расширяться не может, поскольку
ограничен стенками канала, температура газа и степень его иони-
зации резко повышаются. Поэтому почти весь газ, пропускаемый
через столб сжатой дуги, ионизируется и превращается в плазму.
На основе этого принципа устроены различные типы плазмо-
тронов.	'
Различают два типа дуговых плазмотронов: с независимой
(выделенной) и зависимой (совмещенной) дугой. В плазмотронах
с независимой дугой плазменная струя Является независимой
по отношению к изделию. Плазмотрон в этом случае является
автономным, независимым от изделия источником плазменной
струи (рис. 102, а). В плазмотронах с зависимой дугой плазмен-
ная струя совпадает по направлению со столбом дуги, горящей
между электродом (катодом) и обрабатываемым материалом,
подключенным к положительному полюсу источника питания
(рис. 102, б).
Для металлизации деталей применяются плазмотроны с незави-
симой дугой.
В плазмотронах с зависимой дугой большая чась энергии пере-
дается обрабатываемому изделию, вызывая нагрев его до высокой
254

температуры, поэтому плазмотроны с зависимой дугой применя-
ются обычно для наплавки деталей..
Подача пруткового материала в плазмотронах может осуще-
ствляться по схеме: материал-катод (рис. 102, в), нейтральный
материал (рис. 102, г) и материал-анод (рис. 102, д).
Подача порошкового материала может быть вместе с плазмо-
образующим газом (рис. 102, е) и в плазменную струю (рис. 102, ж).
На рис. 102 обозначены: 1 — источник электропитания; 2 — плаз-
мообразующий газ; 3 — охлаждающая вода; 4 — материал.
Для изготовления катодов дуговых плазменных устройств
применяется чистый вольфрам или с присадками тория, Обеспе-
чивающий нагревудо высоких температур. Для повышения долго-
вечности сопла изготовляют из меди, обладающей высокой элек-
тро- и теплопроводностью, и охлаждают водой.
В качестве источников питания используются трансформаторы
с выпрямителями или сварочные преобразователи.
Характеристика плазменной струи в большой мере зависит
от применяемого плазмообразующегося газа. Выбор газа опре-
деляется подводимой мощностью к дуге, температурой плазмы
255

и другими параметрами, указанными в табл. 5 (данные А. Е. Вай-
нермана).
Для восстановления деталей плазменно-дуговой металлиза-
цией в качестве плазмбобразующего газа используют аргон, азот
или смесь этих газов.
Таблица 5
Термические параметры дуговой плазменной струи
< при использовании различных плазмообразующих газов
Газ	Мощность, подводимая к плазмотро- ну, кВт	Напряже- ние на ду- ге, В	Температура плазмы, К	Теплосодер- жание (эн- тальпия) кДж/г	Коэффициент использования мощности на нагрев газа %
Аргон	48	40	14 273	21,73	40
Азот	60	65	7 473	46,33	60
Водород	62	120	5 273	323,90	80
Гелий	50	47	20 273	237,80	48
На рис. 103 показана принципиальная схема установки для
плазменного распыления металлической проволоки, работающая
по схеме анод—проволока. В установках этого типа электрическая
Рис. 103. Принципиальная схема установки для плазменного распыле-
ния металлической проволоки:
/ — струя порошка; 2 — сопло; 3 — электрод-катод; 4 — манометр; 5 — рота-
метр; 6 — трансформатор; 7 — выпрямитель; 8 — баллон с плазмообразующим
газом; 9 — распыляемая проволока-анод; 10 — подающий механизм
дуга горит между вольфрамовым электродом и торцом распыляе-
мой проволоки. Применяется проволока диаметром 0,8—2,0 мм
со скростью подачи 100—400 м/ч.
При металлизации по схеме нейтральная проволока процесс
нагрева проволоки менее интенсивен. По этой причине диаметр про-
256

волоки рекомендуется брать в пределах 0,5—1,0 мм, а скорость
подачи 20—80 м/ч.
Для плазменного напыления применяется установка УПУ-3
как с ручным, так и с механизированным перемещением плазмо-
трона. Мощность плазмотрона 35 кВт, максимальная сила тока
при работе на аргоне 600 А; напряжение холостого хода 160 В;
расход охлаждающей воды 10 л/мин; производительность 3,5 кг/ч;
расход аргона 3—4 м3/ч; источник питания — выпрямитель
ИПН-160/600. Установка УМП-4-64 предназначается для тех же
целей при использовании в качестве рабочего газа азота, или азота
в смеси с аргоном, или гелия с водородом. Источник питания —
преобразователь ПСО-500 или выпрямитель ИПН-160/600.
Эксплуатационные свойства плазменных покрытий имеют много
общего со свойствами других видов металлизации, поэтому рас-
сматриваются в дальнейшем совместно.
§ 55. ДРУГИЕ ВИДЫ МЕТАЛЛИЗАЦИИ
Электродуговая металлизация. На рис. 104 показана схема про-
цесса распыления и механизма подачи проволоки при электродуго-
вой металлизации. Для электродуговой металлизации применя-
ются аппараты, известные под маркой ЛК*. ЛКУ, ЛК-12 и др.,
а также ЭМ-6, ЭМ-9. Применяются аппараты как ручного типа,
так и устанавливаемые на суппорте токарного станка. Привод
ведущих роликов механизма подачи проволоки осуществляется
при помощи воздушной турбинки в ручных аппаратах и от элек-
тродвигателя в аппаратах, устанавливаемых на суппорте станка.
Частицы металла проволоки, расплавленного дугой, струей сжа-
того воздуха наносятся на поверхность детали. Сжатый воздух
компрессора, пройдя масловлагоотделитель, поступает по шлангу
в аппарат и по имеющемуся в нем каналу — к соплу. Электрометал-
лизаторы питаются током через понижающий трансформатор,
применение которого позволяет подобрать необходимое напряжение
тока в зависимости от распыляемого металла.
Металлизация углеродистой проволокой 0 1,2—2,0 мм произ-
водится при давлении сжатого воздуха 4—5 кгс/см2 (0,4—0,5 МПа),
сила тока 90—100 А, напряжение 30 В, расстояние сопла аппарата
до металлизируемой поверхности 100—120 мм.
Газовая металлизация. Процесс плавления и распыления прово-
локи при газовой металлизации (рис. 105) осуществляется при
помощи газовых металлизаторов типа МГИ-1, ГИМ-2 и др: Отли-
чие газовых металлизаторов от других заключается в наличии двух
каналов для подачи горючего газа и кислорода, в пламени кото-
рых происходит плавление проволоки. Механизм подачи про-
волоки аналогичен механизму подачи в электрометаллизаторах
с той лишь разницей, что подается одна проволока, а не две, как
в электрометаллизаторах. Горючими газами могут быть ацети-
лен, пропан и др. Газовая металлизация имеет ряд преимуществ
9 В. А. Шадричев
257

по сравнению с электродуговой металлизацией: меньший угар
основных элементов (С, Мп, Si), мелкий распыл частиц, меньшая
пористость и более высокая твердость.
Рис. 104. Процесс распыления металла и кинематическая схема маталли-
затора:
1 — электродвигатель; 2 — бесступенчатый фрикционный редуктор; 3,6 — зубча-
тые передачи; 4 — червячная пара; 5 — проволокоподающий механизм; 7 — на-
правляющие ролики; 8 — проволока; 9 — кривая изменения скорости воздуха;
10 — кривая изменения скорости частиц; 11 — металлизируемая поверхность
В качестве горючего газа при металлизации Волжский автомо-
бильный завод наряду с ацетиленом применяет пропан. Металли-
Рис. 105. Схема распылительной головки
газового металлизатора
зация деталей ведется при
давлении воздуха 4,57 кгс/см2
(0,457 МПа) в случае использо-
вания ацетилена и 3,87 кгс/см2
(0,387 МПа)—пропана. Ди-
станция распыления 100—
150 мм, скорость распыления
проволоки 0 3,17 мм состав-
ляет 0,77—1,07 м/мин [30].
Установка для газовой метал-
лизации состоит из источников питания горючим газом, кислоро-
дом, компрессора с ресивером и масловлагоотделителя.
Основным недостатком газовой металлизации является более
высокая стоимость восстановления деталей по сравнению с электро-
258

дуговой металлизацией. Однако при использовании дешевого при-
родного газа в качестве горючего применение газовой металли-
зации является вполне оправданным.
Высокочастотная металлизация. Плавление проволоки при высо-
кочастотной металлизации, впервые предложенной К. П. Савин-
ковым, осуществляется благодаря нагреву металла т. в. ч. Схема
высокочастотного металлизатора показана на рис. 106.
Сжатый воздух через штуцер 5 и кольцевую камеру фланца 6
поступает в зазор между направляющим конусом 3 и втулкой 2.
Струя сжатого воздуха, выходя из сопла головки с большой ско-
ростью, распыляет расплавленный металл проволоки. Механизм
4 подачи проволоки, анало-
гичный проволокоподающему
механизму электродуговых
аппаратов, рассчитан на про-
волоку диаметром 4—5 мм.
Расплавление металла прово-
локи происходит за счет ин-
дуктивного нагрева током
высокой частоты (200—
300 кГц), который подается
Рис. 106. Схема распылительной головки высокочастотного
металлизатора
к индуктору 1 от высокочастного лампового генератора ГЗ-46
или ЛЗ-37 и других при помощи высокочастотного коаксиального
кабеля. Для увеличения индуктируемого тока с целью мгновен-
ного нагрева и плавления проволоки в распылительной головке
смонтирован концентратор вихревых токов, обеспечивающий наи-
большую плотность электромагнитного поля' в малом объеме (на
конце провблоки).
Подача сжатого воздуха и его очистка ют влаги и масла и при-
вод металлизируемой детали осуществляются так же, как и при
электродуговой металлизации.
Физико-механические свойства покрытий высокочастотной метал-
лизации значительно выше, чем аналогичные свойства покрытий
электродуговой металлизации. Объясняется это более благоприят-
ными условиями плавления электродной проволоки и распыления
частиц.
Детонационный метод металлизации. Детонационный метод нане-
сения металлических покрытий основан на явлении детонации
в газах [81]. Сущность метода заключается в следующем. Трубу,
9*
259

закрытую с одного конца (рис. 107), заполняют взрывчаткой,
обычно ацетилено-кислородной, газовой смесью определенного
состава. Непосредственно перед зажиганием смеси в нее вдувают
инертным газом мелкодисперсный порошок напыляемого мате-
риала, после чего смесь поджигают электрической искрой. Воз-
никающие при этом детонационные волны увлекают продукты
детонации со взвешенными в них частицами порошка к открытому
концу трубы со скоростью до 1500 м/с. Благодаря высокой темпе-
ратуре, достигающей по завершении процесса горения 2500—
3250° С, частицы порошка переходят в жидкое или пластичное
состояние. По выходе из трубы гиперзвуковой поток частиц попа-
дает на поверхность металлизируемой детали, образуя покрытие.
а) ?	2 J 4
детонационная волне? Детонационная волна'
Рис. 107. Схема металлизации детонационным метбдом:
а — возбуждение детонации в трубе; б — формирование
покрытия:
1 — точка зажигания; 2 — фронт пламени; 3 — точка детонации;
4 — порошок; 5 — дульное пламя; 6 — покрытие; 7 — покрывае-
мая деталь
В зависимости от свойств наносимого материала толщина покры-
тия, получаемого за каждый цикл, составляет 5—100 мкм и более.
Поэтому для получения покрытия требуемой толщины необходима
серия взрывов, частота повторения которых обычно 4—6 в секунду
(при необходимости может достигать 75). Расстояние от торца трубы
до поверхности металлизируемой детали — не более 250 мм. В ка-
честве инертного газа для распыления порошка обычно использу-
ется азот. Покрытия можно получать из любых материалов: метал-
лов, твердых сплавов, окислов и различных тугоплавких соедине-
ний. В зависимости от назначения получаемые покрытия могут
быть коррозионностойкими, износостойкими, жаростойкими и со
специальными свойствами. Для получения коррозионностойких
покрытий используют преимущественно металлы — никель, мо-
либден, алюминий. Износостойкие покрытия получают из твердых
сплавов типа ВК, ТК и КХН. Твердость этих покрытий достигает
1450—1050 кгс/мм2 (14,5—10,5ГПа) по Виккерсу. Покрытия обла-
дают высокой износостойкостью и могут применяться для восста-
новления деталей машин, работающих в условиях абразивного
260

изнашивания при высоких нагрузках и повышенных температурах
при отсутствии смазки.
Карбиды хрома, окиси алюминия или магния и др. использу-
ются для получения жаростойких покрытий. К числу покрытий
со специальными свойствами относятся твердые смазки на основе
дисульфида молибдена или нитрида бора и др.
Оборудование для детонационного нанесения покрытий явля-
ется стационарным, размещается в звукоизолированном помещении,
так как уровень шума при взрывах достигает 120—130 дБ. В нашей
стране и за рубежом разработаны автоматические детонационные
установки. Вращательное и поступательное движения детали при
нанесении покрытия осуществляются теми же способами, что и при
других видах металлизации.
§ 56. ПРОЦЕСС ПОДГОТОВКИ, НАНЕСЕНИЯ И ОБРАБОТКИ
МЕТАЛЛИЗАЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ
Подготовка поверхности. Эксплуатационные свойства металли-
зационных покрытий всех видов металлизации зависят от качества
подготовки поверхности, исходного материала, используемого для
напыления, от режимов металлизации и качества механической обра-
ботки.
Качество подготовки поверхности оказывает доминирующее
влияние на прочность сцепления покрытия с металлом восстанавли-
ваемой детали и усталостную прочность. Материалами же для на-
пыления определяется структура, твердость и износостойкость
покрытия.
Для получения прочного сцепления поверхность детали, подле-
жащую металлизации, необходимо тщательно очистить от грязи,
масла, влаги, окислов. Хотя все детали после разборки автомобиля
подвергаются обезжириванию и мойке, за время между этими
операциями и операциями восстановления они обычно вновь загряз-
няются в процессе хранения в промежуточном складе или в цехе.
Шероховатость поверхности, необходимая, как будет показано
в дальнейшем, для деталей с высокой поверхностной твердостью,
может быть достигнута обдувкой дробью, стальной крошкой, элект-
роискровой или электромеханической обработкой, анодно-механи-
ческим шлифованием. Для деталей же с поверхностной твердостью
до НВ 300—350 шероховатость поверхности наносится накаткой,
нарезанием «рваной» резьбы или указанными выше способами. Из
всех указанных способов наиболее целесообразными являются
обдувка дробью или стальной крошкой, накатка. Все эти способы
не снижают усталостную прочность детали и обеспечивают примерно
ту же прочность соединения покрытие—деталь, что и другие способы.
Все же способы нарезки, электроискровой, анодно-механической
и электромеханической обработки снижают усталостную прочность
деталей, работающих при знакопеременных нагрузках. Электро-
механическую обработку сглаживающей пластиной (упрочнение)
261

целесообразно применять для повышения прочности сцепления после
напыления слоя.
Материалы для напыления. Для плазменно-дуговой металлиза-
ции материалами для напыления могут быть любые тугоплавкие
металлы в виде проволоки или порошка, но могут использоваться
и среднеуглеродистые и легированные проволоки типа Нп-40,
Нп-ЗОХГСА, Нп-ЗХ13 и др. В условиях авторемонтных предприя-
тий в качестве тугоплавких материалов может применяться сплав
типа ВЗК (стеллит) или сормайт, обладающий высокими износо-
стойкостью и коррозионной стойкостью.
Из порошковых материалов можно использовать сормайт № 1
в виде порошка, стеллит в виде порошка или порошки типа
ПГ-ХН80СРЗ и др. Хорошие результаты дает применение проволоки
из металлокерамического молибдена. Такая проволока может при-
меняться как в качестве подслоя для повышения прочности сцепле-
ния при использовании проволоки из других материалов, так и
в качестве основного материала для напыления.
Что же касается применения углеродистой проволоки, то здесь не-
обходимо учитывать следующее. На износостойкость металлизациоц-
ного покрытия оказывают влияние твердость и содержащиеся в нем
окислы. Окйслы повышают хрупкость покрытия и? выкрашиваясь при
изнашивании, снижают износостойкость покрытия. Окисляемость по-
крытия в значительной мере зависит от содержания углерода в прово-
локе. С повышением содержания углерода в проволоке количество
окислов в покрытии уменьшается. Объясняется это тем, что углерод
имеет наибольшую реакционную способность к кислороду. Поэтому
повышенное содержание в проволоке углерода и других элементов,
раскисляющих металл (марганца, кремния), приводит к уменьшению
содержания окислов в покрытии. Содержание углерода в проволоке
влияет и на прочность сцепления покрытия с основным металлом.
При меньшем содержании углерода в стали поверхностное натяжение
большое, смачивание худшее. С повышением же содержания угле-
рода поверхностное натяжение уменьшается, смачивание улучшается
и прочность сцепления повышается.
При выборе электродной проволоки необходимо считаться с выго-
ранием углерода и других элементов, так как это оказывает суще-
ственное влияние на структуру и служебные свойства покрытия
(рис. 108). Несмотря на выгорание углерода, твердость металлиза-
ционного слоя выше твердости металла электродной проволоки.
Причиной более высокой твердости покрытия из малоуглеродистой
проволоки является наклеп, из высокоуглеродистой проволоки —
местная закалка распыленных частиц, что подтверждается микро-
твердостью покрытий. Повышение микротвердости покрытия из
проволок с большим содержанием углерода объясняется наличием
мартенсита в структуре слоя, возникающего благодаря высоким
скоростям охлаждения частиц по сравнению с применяемыми при
термической обработке стали. Однако увеличение углерода в прово-
локе сверх 0,7—0,8% повышает микротвердость незначительно, что
262

можно объяснить наличием в структуре покрытия наряду с мартен-
ситом остаточного аустенита. По исследованиям Г. А. Галибина,
использование проволоки с содержанием С = 0,7% обеспечивает
наиболее высокую износостойкость покрытия.. Расход электродной
проволоки можно определить по номограмме, рис. 97. Плазменная
головка (плазмотрон) или металлизатор устанавливается на суппорте
токарного станка в специальном приспособлении. При металлиза-
ции деталей диаметром до
100—150 мм скорость вра-
щения детали 12—15 м/мин
(0,20—0,25 м/с), скорость
подачи суппорта примерно
1—5 мм/об (уточняется
опытным путем). Осталь-
ные режимы были указаны
ранее для всех видов ме-
таллизации. Металлизация
Рис. 108. Выгорание углерода в покрытии
в зависимости от его содержания в элек-
тродной проволоке:
1 — расстояние от сопла аппарата до детали 60 мм;
2 — то же расстояние 130 мм
изношенной поверхности
детали производится до но-
минального размера плюс
припуск на обточку 0,50—
1,0 мм на сторону и на
последующее шлифование
0,15—0,20 мм. Если же покрытие подвергается только шлифова-
нию, то припуск берется 0,3—0,7 мм на сторону в зависимости от
диаметральных размеров деталей.
После металлизации детали .производится обтачивание-резцами
с пластинками из твердых сплавов и шлифование со скоростью реза-
ния 25—30 м/с, скоростью вращения детали 10—12 м/мин, с глуби-
ной резания 0,01—0,02 мм, подачей 5—10 мм/об.
Технологический процесс металлизации различных деталей по
характеру и последовательности производимых операций остается
одинаковым и различается лишь способами подготовки и толщиной
наносимых покрытий.
§ 57. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
МЕТАЛЛИЗАЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ
Прочность сцепления покрытия с металлом детали. Основным
эксплуатационным свойством, определяющим работоспособность
деталей, восстановленных металлизацией, является прочность сцеп-
ления покрытия с основным металлом. Сцепление металлизацион-
ного покрытия с основным металлом определяется состоянием
поверхности восстанавливаемых деталей, температурой и скоростью
летящих частиц, материалом электродной проволоки и режимами
металлизации. Ранее указывалось, что вследствие высокой скорости
и кратковременности полета частицы попадают на поверхность
детали, находясь в пластическом состоянии [14].
263

Пластичность частиц дает основание рассматривать процесс
осаждения их на деталь как явление, близкое к смачиванию. Но
может возникнуть вопрос, возможно ли в данном случае смачивание,
поскольку некоторые частицы распыляемого металла могут быть
окружены пленкой окислов? На.этот вопрос следует ответить утвер-
дительно.
При ударе распыляемых частиц о поверхность детали твердые
и хрупкие пленки окислов растрескиваются, обнажая чистые (юве-
нильные) поверхности частиц и основного металла.
При сближении в процессе удара отдельных точек чистых
(ювенильных) участков металлических поверхностей на расстояние
порядка десятка ангстремов возникают силы взаимодействия
молекулярной связи [2].
По мере дальнейшего распыления частиц площадь контакта,
охваченная сцеплением, увеличивается до тех пор, пока не насту-
пит полное покрытие поверхности детали. Осколки пленок растре-
скавшихся окислов попадают в металлизационное покрытие, обо-
Рис. 109. Частица распыленного металла на поверхности
детали
гащая его окислами. Однако, как будет показано в дальнейшем,
смачивание частицами распыленного металла поверхности детали
протекает при неблагоприятных условиях.
На рис. 109 показана частица распыленного металла на поверх-
ности детали. Поверхностное натяжение возникает на границе де-
таль—воздух (У2>3 [10], на границе частица металла—деталь
и на границе частица металла—воздух сг1>3. Поверхностное натя-
жение о2,з стремится растянуть каплю по линии контакта, а поверх-
ностное натяжение а1>3— стянуть каплю. Угол е, образуемый
поверхностным натяжением сгьз с поверхностью твердого тела
(детали), называется краевым углом или углом смачивания. Равно-
весие установится, если о1)2 + olj3 cos 6 = о2>3. Краевой угол
принят направленным в жидкую фазу, т. е. в каплю распыленного
металла.
Из приведенного уравнения вытекает условие смачивания. За
меру смачивания принимается величина В = cos 6	или
^1,3
краевой угол 8. Чем меньше краевой угол, тем лучше смачи-
вание. При 0° < 8 < 90° деталь смачивается частицами распылен-
ного металла. Условие смачиваемости о213 > о113 + <4,2  Деталь
не смачивается частицами металла, если 8 > 90°.
264

Работа, необходимая для нанесения частицы металла на деталь,
или энергия адгезии
А =О'1,зН_<:г2,3 — &1,2-
Из уравнения следует, что
Л = (Г1гз(1+С08 6),
где А — энергия адгезии (или работа смачивания), которую необ-
ходимо затратить для отделения частицы (капли) осаждаемого
металла от поверхности детали в направлении нормали к поверх-
ности контакта, А = 2о13 при 6 = 0. В этом случае наступает
почти полное смачивание поверхности, чего, однако, не бывает при
металлизации.
Наибольшее сцепление возникает в том случае, когда адгезион-
ное притяжение молекул осажденного металла граничного слоя боль-
ше, чем когезионная связь внутри металлизационного покрытия, на
самом деле этого нет. Прочность сцепления металлизационного
покрытия с основным металлом, как правило, ниже прочности сцеп-
ления частиц между собой.
Приведенное ранее уравнение
0^2,3 = *Т1,2 d~ <h,8 COS 9
является уравнением равновесия на границе жидкости с твердой
гладкой поверхностью. При металлизации поверхности детали, как
указывалось, придают максимальную шероховатость с целью уве-
личения контактной поверхности.. Шероховатость поверхности
детали при металлизации может быть оценена коэффициентом k,
представляющим отношение действительной поверхности смачива-
ния к гладкой [22]. Если шероховатая поверхность детали в k раз
больше проекции гладкой поверхности, то
^2, з = г + з cos 0.
При k > 1 краевой угол 9 шероховатой поверхности будет
иметь значение бр Равновесие наступает при
&Т1.2 + О1,з cos 61 — £<у2,3;
k (<Т2,з — Oi,2) = 01,з cos 6i>
но
0*2,3 — О1,2 = 01,3 COS 6,
отсюда
A (Ji 3 COS 6l	А 1 f\
g COS 9 =------- ИЛИ COSQi^&COSG.
При k < 1 краевой угол 9i > 9 и смачивание поверхности детали
частицами распыленного металла худшее, чем при k> 1, когда
9Х<9. При последнем условии, т. е. при развитой поверхности
металлизируемой детали, смачивание улучшается. Именно улучше-
ние смачивания в этом случае и способствует повышению прочности
сцепления. При этом наряду с молекулярной связью и механическое
265

сцепление (механическая адгезия) имеет большое значение для проч-
ности сцепления металлизационного слоя с основным металлом.
По исследованиям А. Ф. Троицкого, краевой угол при электро-
дуговой металлизации имеет значение в пределах 23—45° и выше.
Прочность молекулярной связи является наиболее слабой из всех
видов связей твердых тел \
Молекулярная связь при металлизации ослабляется из-за небла-
гоприятных условий смачивания, поскольку не все частицы, попа-
дающие на металлизируемую деталь, обладают одинаковой кинети-
ческой энергией и температурой. При этом деформация частиц
и степень их пластичности различны.
Осаждаемые в первый момент -на поверхности детали частицы
металла не находятся в жидком состоянии из-за охлаждения поверх-
ностью детали и к тому же не сплошь ее покрывают. При этих усло-
виях и при наличии окисляемости полного смачивания поверхности
детали частицами распыленного металла не происходит. Имеет
место лишь избирательное смачивание.
Состояние частиц — степень их дисперсности, пластичности,
окисленности и пр., следовательно, и смачивание ими поверхности
детали — в известной мере изменяется в зависимости от режимов
металлизации. Поэтому режимы металлизации косвенно влияют
на прочность сцепления, особенно расстояние от сопла пистолета до
поверхности детали. Уменьшение прочности сцепления с увеличе-
нием расстояния металлизации объясняется падением скорости
частиц, понижением их пластичности и увеличением окисляемости,
т. е. ухудшением условий смачивания.'
Из всего сказанного следует, что прочность сцепления металли-
зационного покрытия с основным металлом зависит от комплекса
причин, основными из которых являются состояйие поверхности
металлизируемой детали и осаждаемых частиц. Наряду с этим на
прочность сцепления оказывают влияние и остаточные внутренние
напряжения, которые в зависимости от знака и геометрической
формы деталей могут или увеличивать, или уменьшать ее. Прочность
сцепления металлизационных покрытий с основным металлом может
быть повышена различными способами: 1) предварительным подо-
гревом детали, 2) применением подслоев, 3) последующим оплавле-
нием 1 2 (спеканием) металлизационного слоя.
Предварительный подогрей детали , до 200—300° С улучшает
условия смачиваемости в начальной фазе осаждения частиц на по-
верхность детали. Однако рекомендовать этот способ не приходится,
поскольку восстанавливаемые детали имеют высокую поверхностную
твердость. Повышает прочность сцепления и применение подслоев,
1 Прочность связи измеряется той энергией, которую необходимо затратить
для полного ее разрушения. Эту энергию связи относят к одному молю и выражают
в килокалориях или измеряют в электрон-вольтах [10].
2 Спеканием, по М. Ю. Бальшину, называется «количественное и качест-
венное изменение контакта между частицами (телами), вызванное температурной
подвижностью атомов».
266

особенно молибдена, а также подслоев из легкоплавких металлов
и сплавов в сочетании с нагревом т. в. н. В результате нагрева
благодаря образованию жидкой фазы легкоплавкого подслоя проч-
ность сцепления повышается за счет улучшения смачиваемости
и увеличения контактной поверхности под действием сил поверхност-
ного натяжения.
Оплавление металлизационного покрытия вслед за его осажде-
нием на поверхности детали может быть осуществлено высокотемпе-
ратурным нагревом различными способами: плазменной струей
(при плазменно-дуговой металлизации), нагревом т. в. ч., электро-
механическим способом. При всех указанных Способах когезионная
и адгезионная прочности покрытия значительно возрастают благо-
даря завершению процесса спекания.
Металлизационный слой при всех видах металлизации является
недоспеченным, хрупким, пористым телом, в большей или меньшей
мере обогащен окислами и внутренними остаточными напряжениями.
Достигнуть полного спекания металлизационного слоя в процессе
напыления частиц не представляется возможным из-за кратковре-
менности процесса, различия температуры частиц в конусе рас-
пыла и др.
В процессе же завершения (полного) спекания пористость и объем
покрытия уменьшаются, происходит дальнейшая усадка слоя.
Стягивание и слияние зерен покрытия силами поверхностного натя-
жения увеличивают контактную поверхность и сокращают межатом-
ные расстояния, в результате чего адгезионная и когезионная проч-
ности повышаются. Этому способствует и разрушение окисных пле-
нок, и изменение характера контакта частиц через окисные пленки
на чисто металлический контакт.
Прочность сцепления покрытий плазменно-дуговой металлиза-
ции, полученных напылением трубчатой проволоки Metco-405,
из алюминия и углеродистой стали 10 со сталью 20, составляют
1,67—2,21 кгс/мм2 (16,7—22,1 МПа) [30], а из углеродистой прово-
локи типа У-7, У-8 со сталью 45 3,0—3,25 кгс/мм2 (30,0—32,5 МПа).
При подготовке поверхности механическими и электроэрозион-
ными способами прочность сцепления покрытий из углеродистых
проволок со сталью 45 при напылении электродуговой металли-
зацией не превышает 1,4—1,8 кгс/мм2 (14—18 МПа). Применением
подслоев с последующимюплавлением указанными ранее способами
можно повысить прочность сцепления в 2,0—2,5 раза. При этом,
однако, необходимо заметить, что оплавление металлизационного
покрытия несколько снижает его антифрикционность, поскольку
пористость слоя при оплавлении уменьшается. И все же повышение
прочности сцепления оплавлением рационально, так как работо-
способность деталей, восстановленных любыми видами металлиза-
ции, определяется адгезией покрытия с основным металлом.
Износостойкость покрытий. Износостойкость металдизационных
покрытий при оптимальном режиме и заданном материале напыле-
ния будет определяться особенностями структуры и когезионной
267

пает в электролит от источника через проводники, называемые
электродами. Электрод, присоединенный к положительному полюсу
источника тока, называется анодом, а присоединенный к отрицатель-
ному полюсу — катодом. При прохождении тока через электролит
происходит движение ионов в определенном направлении: отрица-
тельно заряженные ионы, называемые анионами, движутся к аноду,
а положительно заряженные ионы, называемые катионами, — к ка-
тоду. На электродах происходит соприкосновение положительного
-и отрицательного зарядов, сопровождающееся разрядом. При этом
ионы теряют свой заряд электричества и выделяются на электродах
в виде нейтральных атомов. В процессе электролиза на катоде про-
исходит разряд ионов металла, а металл анода растворяется и его
атомы образуют новые ионы металла, переходящие в раствор взамен
выделившихся на катоде. Электролитами служат растворы солей,
содержащие ионы металла, который подлежит осаждению на детали.
Катодами являются детали, подлежащие покрытию, а анодами —
пластинки из металлов, подлежащих осаждению. При хромирова-
нии применяют нерастворимые аноды, для пополнения электролита
ионами металла в электролит добавляют вещества, содержащие
ионы осаждаемого металла.
Процесс электролитического осаждения металла в количествен-
ном отношении подчиняется законам Фарадея, выражаемым фор-
МУЛОЙ	' m-clt, -	‘
т — теоретическое количество вещества, выделившегося на
катоде, г; с — электрохимический эквивалент, г/А -ч; / — сила
тока, A; t — продолжительность электролиза, ч.
Электрохимическим эквивалентом называется количество веще-
ства в граммах, выделившегося на катоде за 1 А-ч. Электрохими-
ческий эквивалент железа равен 1,042 г/А-ч; хрома 0,324; никеля
1,095; меди из кислого электролита 1,186; меди из цианистого элект-
ролита 2,372; цинка 1,220 [88].
Так как на катоде одновременно с металлом выделяется водород,
то часть электричества расходуется на его выделение. Поэтому дей-
ствительное количество выделившегося металла будет меньше теоре-
тического. Отношение количества практически выделившегося
металла к теоретическому г] называется «выходом по току» и выра-
жается,или в долях единицы, или в процентах: т) =— 100. Полагая
осадок равномерно распределенным по всей покрываемой поверх-
ности, можно определить толщину осажденного слоя
h _ cDKtx\
10^ ’
где DK = I/F — катодная плотность тока, А/дм2; у — плотность осаж-
даемого металла, г/см3.
Выход по току (т), /6) равен: хрома 13—18; железа 85—95;
никеля 90; меди 98; цинка 92. -
270

По приведенной формуле можно определить-продолжительность
электролиза при заданной толщине покрытия. Толщина покрытия,
определенная по этой формуле, будет соответствовать действитель-
ной толщине осадка при условии, что он распределен по поверх-
ности равномерно. В действительности же толщина осадка на раз-
личных участках детали не одинакова. На выпуклых поверхностях
толщина слоя больше. Разные электролиты обладают различной сте-
пенью равномерности осаждения, или различной рассеивающей спо-
собностью. Рассеивающая способность зависит от силовых линий
тока, которые распределяются в электролите между анодом и като-
Рис. ПО. Влияние расположения
анодов (а) и их формы (6) на харак-
тер силовых линий
дом неравномерно, а сосредоточи-
ваются преимущественно на высту-
пах, краях и различных рельеф-
ных участках поверхности детали.
По этой причине плотность тока
и скорость отложения осадка ста-
новятся также неравномерными,
на выступах и краях более высо-
кими по сравнению с другими
участками цилиндрической поверх-
ности. На улучшение рассеиваю-
щей способности электролита ока-
зывают влияние размеры и форма
анодов и их расположение в ванне
относительно восстанавливаемых
деталей (рис. 110), а также расстоя-
ние между анодом и катодом. При-
дание анодам формы, соответст-
вующей форме детали, способст-
вует более равномерному распределению осадка, так как при этом
расстояние участков катодов (деталей) от анода получается более
равномерным.
Наибольшее влияние на качество электролитических покрытий
оказывает поляризация электродов. Потенциал, при котором проис-
ходит выделение металла на катоде (катодный потенциал) или рас-
творение металла на аноде (анодный потенциал), выше потенциала
электрода в отсутствии электрического тока (потенциал равнове-
сия). Разность между потенциалом выделения металла на катоде
(или растворения металла на аноде) и потенциалом электрода
(того же металла) в отсутствии электрического тока называется поля-
ризацией (перенапряжением). Поляризация оказывает большое влия-
ние на формирование покрытия и его качество. Поляризация вызы-
вается рядом причин:' изменением концентрации ионов в прикатод-
ном слое (концентрационная поляризация) и сопротивлениями,
возникающими при протекании химических реакций в процессе
электролиза (химическая поляризация).
В процессе электролиза слой электролита, примыкающий к ка-
тоду, благодаря разряду ионов будет обедняться ионами. Так как
271

поляризация зависит не только от свойств самого металла, но и от
концентрации его ионов в растворе, потенциал катода станет более
отрицательным. Перенос ионов из глубины раствора к прикатод-
ному слою происходит путем диффузии, конвекции и миграции. Пере-
нос ионов в процессе диффузии происходит за счет1 разницы концент-
рации ионов в различных слоях раствора. При разности температур
в слоях раствора происходит конвекционный перенос ионов. Мигра-
ция ионов осуществляется благодаря силам электростатического при-
тяжения заряженных частиц (ионов) к электродам ванны. Указан-
ные процессы активизируются с повышением температуры электро-
лита, благодаря чему поляризация уменьшается.
Катодная поляризация складывается из концентрационной и хи-
мической поляризации. Поляризация возникает и на аноде и состоит
из тех же видов поляризации, что и на катоде.
Образование электролитического покрытия на катоде происхо-
дит в,результате электрокристаллизации. Электрокристаллизация
состоит из двух одновременно протекающих процессов: образования
кристаллических зародышей (центров кристаллизации) и их роста.
Структура покрытия будет зависеть от того, какой из этих процес-
сов будет преобладающим. Если скорость образования новых заро-
дышей (новых центров кристаллизации) будет опережать скорость
роста образовавшихся кристаллов, то структура осадка будет
мелкокристаллической. И наоборот, при преобладающей ско-
рости роста кристаллов покрытие получится крупнокристалличе-
ским.
На образование структуры большое влияние оказывает катодная
поляризация. Чем больше катодная поляризация, тем больше веро-
ятность- и скорость образования кристаллических зародышей.
Чем выше катодная поляризация, тем больше число одновре-
менно растущих мест катода и тем более мелкозернистым получается
осадок.
Изменяя значение катодной поляризации путем состава электро-
лита, режима работы ванн.и добавок к электролиту органических
и поверхностно-активных веществ, можно изменить структуру
электролитических осадков и прочность сцепления их с основным
металлом. Последнее обстоятельство и мелкозернистость осадка
имеют решающее значение в обеспечении долговечности деталей,
восстанавливаемых хромированием и железнением.
Для деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, кро-
ме мелкокристаллической структуры и высокой прочности сцепления
покрытия с основным металлом большое значение имеют внутренние
растягивающие напряжения, возникающие в указанных покрытиях
в процессе электрокристаллизации.
Структура электролитических осадков металла находится в не-
равновесном состоянии, их кристаллическая решетка искажена
вследствие возникающих внутренних напряжений и от внедрения
протонов водорода [88]. Поэтому свойства металла, осажденного
электролитическим путем, отличны от свойств расплавленного
272

металла после его кристаллизации. Этим объясняется повышенная
твердость и хрупкость осадков хрома и железа.
Наличие в покрытиях хрома и железа растягивающих внутрен-
них напряжений, как указывалось, отрицательно сказывается на
усталостной прочности деталей, работающих при знакопеременных
нагрузках. По этой причине в процессе восстановления этих дета-
лей необходимо стремиться к получению осадков не только мелко-
кристаллической структуры с высокой прочностью сцепления
с основным металлом и износостойкостью, но» и с минимальной вели-
чиной внутренних напряжений. Обеспечение этих требований может
быть достигнуто только при соблюдении оптимальных технологи-
ческих процессов подготовки, режимов электролиза и последующей
обработки покрытий. Исследованию физико-механических свойств
хромовых покрытий посвящены работы М. А. Шлугера, И. С. Воро-
ницына, В. Ф. Молчанова и др.
§ 59. ХРОМИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ
Твердое хромирование. Процесс твердого (гладкого) хромиро-
вания производится с применением нерастворимых свинцовых
анодов, причем для стойкости свинца к нему прибавляют 5—10%
сурьмы. Растворимые аноды не применяются по той причине, что
они легко растворяются, вследствие чего в электролите, ввиду
низкого катодного выхода по току, получается избыток хрома
и нормальная работа ванны нарушается. Таким образом, осаждение
хрома на катоде происходит за счет понижения концентрации хрсма
в электролите. Поэтому в электролит необходимо систематически
добавлять хромовый ангидрид.
В качестве электролита при хромировании применяется водный
раствор хромового ангидрида СгО3 с добавлением химически чистой
серной кислоты. Концентрация хромового ангидрида СгО3 в электро-
лите может колебаться в широких пределах: 100—400 г/л.
Для получения лучшей рассеивающей способности электролита
и большего выхода по току необходимо весовое соотношение между
СгО3 и H2SO4 иметь 100 : 1. При отношении, меньшем 100, т. е.
при большем содержании H2SO4, рассеивающая способность элект-
ролита и выход по току уменьшаются.
В авторемонтном производстве наибольшее распространение
получили два вида ванн:
ванна с низкой концентрацией хромового ангидрида, или раз-
веденная ванна: СгО3 — 150 г/л, H2SO4 — 1,5 г/л;
универсальная ванна со средней концентрацией хромового ангид-
рида: СгО3 — 250 г/л, H2SO4 — 2,5 г/л.
Ванна низкой концентрации является наиболее экономичной по
расходу хромового ангидрида, обладает лучшей равномерностью
распределения тока по поверхности катода (детали), более высоким
выходом по току и меньшим разрушением изоляции. Некоторым
недостатком указанной ванны является необходимость иметь более
273

высокое напряжение (6—8 В) и более частую корректировку элект-
ролита. Концентрированная ванна (СгО3 — 350 г/л, H2SO4 —
3,5 г/л) отличается лучшей способностью покрывать рельефные
детали, более низким напряжением и не требует частой корректи-
ровки электролита во время работы. Универсальная ванна по своим
свойствам занимает промежуточное положение между ваннами с низ-
кой и высокой концентрациями хромового ангидрида.
Большое влияние на процесс хромирования и качество осадка
оказывают плотность тока и температура ванны. Увеличение плот-
ности тока повышает выход по току, а увеличение температуры
Рис. 111. Структуры осадков хрома
понижает. Для получения качественных осадков хрома необходимо
поддерживать определенное соотношение между плотностью тока
и температурой.
При хромировании можно получить три вида осадков: блестящие
(рис. 111, а), молочные (рис. 111, б) и матовые (рис. 111, в). Блестя-
щие осадки отличаются высокой твердостью^ повышенной износо-
стойкостью, пористостью и хрупкостью. .Молочные осадки обладают
высокой износостойкостью и повышенной вязкостью. По сравнению
с блестящими осадками они имеют меньшую пористость. Матовые
(серые) осадки являются некачественными, так как обладают боль-
шой хрупкостью и низкой износостойкостью.
В зависимости от того, в каких условиях работает деталь, стре-
мятся получить тот или иной вид осадков. Так, в деталях непо-
движных соединений (прессовые посадки) могут применяться оба
вида осадков, в то время как в деталях, работающих на износ, реко-
мендуются блестящие осадки, в деталях с большими удельными
давлениями и знакопеременной нагрузкой — молочные. Для полу-
чения того или иного вида осадка (применительно к условиям работы
детали) хромирование ведут в ваннах с низкой или средней концент-
рацией и при соответствующем режиме плотности тока и темпера-
274

туры. На диаграммах показано расположение зон осадков для раз-
веденной (рис. 112, а) и универсальной ванн (рис. 112, б).
При восстановлении деталей, выбирая режимы хромирования,
нередко считаются только со скоростью отложения осадка и приме-
няют высокие плотности тока при минимальной температуре, т. е.
придерживаются ближе к левой границе зоны блестящих осадков
(рис. 112). Однако определяющими здесь должны быть эксплуата-
ционные свойства хромового покрытия — прочность сцепления
хрома с основным металлом, износостойкость и влияние осадка
на усталостную прочность деталей. Износостойкость хрома обычно
связывают только с его твердостью. Однако кроме твердости следует
считаться еще и с вязкостью. Большая хрупкость осадка хрома
Рис. J12. Диаграмма расположения зон различных хро-
мовых осадков при хромировании
может'вызвать отслаивание покрытия от детали йли выкрашивание.
Вязкость хромовых осадков оказывает непосредственное влияние
на прочность сцепления при работе деталей в процессе эксплуа-
тации.
Наиболее высокая износостойкость хрома, осаждаемого из элект-
ролитов разведенной и универсальной ванн, соответствует переход-
ной зоне от блестящих осадков к молочным. Результаты исследо-
ваний подтверждают высокую износостойкость блестящих осадков.
По опытам Ф. Боудена и Д. Тейбора, изностойкость молочных
осадков хрома примерно в 10 раз меньше износостойкости блестящих
осадков [12].
Что же касается режимов хромирования, то практика подтверж-
дает, что покрытия из разбавленной ванны, полученные при DK =
= 60 А/дм2 и t = 55° С, являются износостойкими.
Практически толщина осадка хрома при восстановлении деталей
ограничивается 0,1 мм на сторону. При большой толщине осадки
непрочны и некачественны по структуре.
Пористое хромирование. Пористое хромирование применяется
для деталей, нередко работающих при граничном трении,.напри-
мер поршневых колец и гильз цилиндров.
275

Основное преимущество пористого хрома перед гладким (твер-
дым) заключается в том, что он хорошо удерживает масляную плен-
ку. Это предохраняет детали от сухого и граничного трения и повы-
шает их износостойкость.
Пористый хром отличается от гладкого наличием в нанесенном
слое пор и каналов, формы, размеры и количество которых опре-
деляются режимами дехромирования. Электролитически осажден-
ный слой хрома имеет обычно большие внутренние напряжения
и является в известной мере пористым. Но такая пористость недо-
статочна для удержания смазки. Поэтому после электролиза хроми-
рованная поверхность деталей подвергается анодной обработке/
Деталь подвешивается на аноде в ванне того же состава. В процессе
анодного травления происходит увеличение пор и небольшое умень-
шение толщины осадка. Наличие значительного числа пор (30%
поверхности) оказывает положительное действие на условия смазки.
Поверхность пористого хрома хорошо смачивается маслом, которое,
удерживаясь в порах покрытия, обеспечивает непрерывность мас-
ляной пленки. Обладая свойствами жаростойкости гладкого хрома,
пористый хром достаточно противостоит износу в таких деталей,
как гильзы цилиндров и поршневые кольца.
В зависимости от режимов хромирования и анодного травления
можно получать различную пористость осповидного и канальчатого
типов. Для получения определенного типа пористости необходимо
иметь соответствующую сетку трещин на самом осаждаемом хромо-
вом слое. Последнее зависит от режимов хромирования, так как анод-
ное травление не создает пористости, а лишь выявляет и увеличи-
вает ее.
Для получения канальчатого типа пористости можно применять
следующий состав электролита и режим хромирования: СгО3 —
200—250 г/л; отношение СгО3 : H2SO4 = 100 4- 120; t = 60 ± 2° С;
DK = 40 ч- 60 А/дм2. Точеный тип пористости можно получить
в том же составе электролита при t = 50 ± 2° С и DK = 45 4-
4- 50 А/дм2 [88].
Хромированная поверхность детали подвергается анодному
травлению в электролите того же состава, при / = 50 4- 55° С
и D, = 24 4- 45 А/дм2 и заданной продолжительности.
Длительность анодного травления сильно увеличивает размеры
и густоту пористости, уменьшает толщину хромового осадка и сни-
жает его износостойкость. Поэтому время травления должно быть
достаточным для получения развитой сети каналов и не должно быть
весьма продолжительным, чтобы дать большее количество допол-
нительных пор и не уничтожить площадки между ними. В зависи-
мости от толщины покрытия время травления колеблется в преде-
лах 6—10 мин.
Пористые покрытия можно получить еще механическим и хими-
ческим способами. При механическом способе поверхность детали
перед хромированием подвергают накатке или дробеструйной обра-
ботке, после чего хромируют. При хромировании полученный рельеф
276

сохраняется, и хромированная поверхность становится пористой.
Количество, величина и форма углублений (пор) зависят от геомет-
рии накатки или величины дроби и режимов обработки. Широкого
распространения механический способ еще не получил, хотя он рас-
ширяет возможности восстановления ряда деталей пористым хро-
мированием; например гильз цилиндров.
Химический способ получения пористых покрытий заключается
в расширении и углублении микротрещин хромированной поверх-
ности травлением покрытия серной или соляной кислотой. Данный
способ не имеет преимуществ перед электролитическим и механи-
ческим способами и распространения в
авторемонтном производстве не по-
лучил.
Хромирование в саморегулирующемся
электролите. При введении в электролит
вместо серной кислоты трудно раство-
римых солей сернокислого стронция
SrSO4 и кремнефтористого калия K2SiF6
в количестве, превышающем их раство-
римость,- электролит становится устой-
чивым и саморегулирующимся, так как
автоматически поддерживается постоян-
ство концентрации ионов SO4 и SiF6.
При избытке в электролите указанных
солей, превышающих их растворимость,
часть солей будет находиться в раство-
ре в виде диссоциированных ионов, а ложения зон хромовых осад-
часть — на дне ванны в виде твердой	ков:
фазы. При изменении концентрации хро-	1 “в саморегулирующемся элек-
*	г	--ч г	г тролите; 2 — в универсальном
МОВОГО ангидрида концентрация ИОНОВ	электролите
SO4 и SiF6 будет автоматически поддер-
живаться постоянной за счет частичного растворения солей. Таким
образом, необходимость в частых корректировках электролита отпа-
дает. Применяется следующий состав электролита (г/л): хромовый
ангидрид 200—300; сульфат стронция 5,5—6,5; кремнефторид калия
18—20. Плотность тока DK — 50 4- 100 А/дм2; t = 50 4- 70° С;
выход по току 17—18%.
В саморегулирующемся электролите можно получать все три
вида хромовых осадков. При этом зона получения более износостой-
ких блестящих осадков является более широкой и сдвинутой
в область повышенных плотностей тока и температур (рис. 113).
Скорость отложения осадка при плотности тока 60 А/дм2 и i = 55 -ь
4- 65° С достигает 45—50 мкм/ч. Благодаря указанным преимуще-
ствам саморегулирующегося электролита стоимость хромирования
в нем деталей снижается по сравнению с хромированием в универ-
сальном электролите.
Вследствие агрессивности электролита свинцовая футеровка
ванны не пригодна из-за сильного растравливания. Хорошим мате-
277

риалом для ванн является нержавеющая сталь 1Х18Н9. В качестве
материала для анодов применяют свинцово-оловянные сплавы,
из которых лучшим является припой ПОС-10. Схема установки для
хромирования приведена на рис. 114. По причине агрессивного дей-
ствия электролита на металл необходима тщательная защита поверх-
ности деталей, не подлежащих хромированию. Изоляционными
материалами здесь могут быть винипласт, полихлорвинил, плекси-
глас, а также специальные составы.
Рис, 114. Принципиальная схема установки для хромирования в саморегулирую-
щемся электролите:
1,2 — магнитные пускатели- 3 — реле МКУ-48; 4 — кран е электромагнитом; 5 — мано-
метрический термометр ТС-100; 6 — мотор-генератор; 7 — ванна с устройством для подо-
грева и перемешивания электролита
В настоящее время разработаны и исследованы новые составы
саморегулирующихся электролитов, значительно устраняющие
недостатки сульфатно-кремнефторидного электролита [65]. Для
примера приведем состав сульфатно-кремнефторидного электролита
с добавкой бихромата калия (г/л): СгО3 = 250; SrSO4 — 6-4-8;
K2SiF6 = 20; K2Cr2O7 = ПО; режим хромирования DK = 30 4-
4- 100 А/дм2; / — 40 4- 70° С; выход по току 17—24%. При приме-
нении данного электролита получение блестящих осадков возможно
при пониженных температурах и плотностях тока, коррозионная
активность электролита значительно снижается. Данные по составу
других новых .электролитов и свойствам хромовых осадков приво-
дятся в.монографии В. Ф. Молчанова.
Хромирование током переменной полярности. Этот способ имеет
ряд преимуществ по сравнению с хромированием током, не изменяю-
278

щим своего направления. К числу этих преимуществ относятся:
улучшение структуры и свойств покрытия, возможность приме-
нения более высоких плотностей тока и улучшение рассеивающей
способности. Указанные преимущества компенсируют потери части
осадка, которая стравливается во время анодного периода. Ток
переменной полярности получается периодическим изменением
направления постоянного тока. Осадки, полученные при хромиро-
вании в электролите обычного состава током переменной поляр-
ности, отличаются более низкими внутренними напряжениями
(рис. 115) по сравнению с осадками твердого хрома и не уступают им
по износостойкости. В результате усталостная прочность деталей,
изготовленных из углеродистых и низколегированных сталей, сни-
жается менее, чем при твердом хромировании. Хромирование током
напряжения при хромировании на токе переменной полярности (универ-
сальный электролит):
1 — С = 9 мин, / = 10 с; 2 — / = 15 мин, ta — 15 с; 3 — на прямом токе D
к	а	К	а	к
=» Dа = 60 А/дм-
переменной полярности осуществляется как в электролите средней
концентрации СгО3 — 250 г/л, H2SO4 — 2,5 г/л (или в электролите
разведенной ванны), так и в саморегулирующемся электролите при
следующем режиме: t = 50 и- 60° С; Ьк = 60 + 120 А/дм2; длитель-
ность катодного периода 1—5 мин, длительность анодного периода
1—5 с.
Продолжительность анодного периода в секундах желательно
выдерживать соответствующей числу минут катодного периода /к.
Отношение tK : ta допустимо в пределах 40—60. При хромировании
деталей, работающих на износ в условиях знакопеременных нагру-
зок, анодный ток должен быть ниже катодного. Однако необходимо,
чтобы анодная плотность трка не была меньше половины катодной
плотности тока, в противном случае эффективность применения ре-
версивного тока снижается. Реверсирование тока производится при
помощи автоматов APT-1, APT-2 и др.
Хромирование в холодном тетрахроматном электролите. При
этом способе хромирования можно получить выход по току до 28—
30%, что повышает скорость наращивания покрытия в 2—2,5 раза.
Другими преимуществами тетрахроматного электролита являются:
279

протекание процесса при комнатной температуре, получение покры-
тий с малой пористостью, отличающихся высокой антикоррозий-
ностью, возможность вести процесс при широком диапазоне плот-
ности тока (20—100 А/дм2) и высокой рассеивающей способности.
Основным компонентом электролита является тетрахромовая кис-
лота, образующаяся при увеличенном содержании в электролите
хромового ангидрида. В результате растворения хромового ангид-
рида в воде образуется смесь полихромовых кислот: бихромовой при
средней концентрации СгО3 и три- и тетрахромовой при увеличенной
концентрации. Помимо большой концентрации СгО3 тетрахромовый
электролит^характеризуется еще и введением в него едкого натра,
необходимого для образования тетрахромата натрия. Содержание
едкого натра в некотором оптимальном количестве способствует
получению качественных осадков с максимальным выходом по току.
Рекомендуется следующий состав и режим тетрахроматного элект-
ролита (г/л) [104]: СгО3 = 350 ч- 400; H2SO4 = 2,0 ч- 2,5; NaOH -
— 40 4- 60; сахар или глюкоза 1—2; режим хромирования: £)к =
= 10 4- 80 А/дм2, t = 18 ч- 22° С. Сахар или глюкоза вводится
в электролит для образования трехвалентного хрома, оказывающего
влияние на внешний вид и качество осадка.
Известно, что электролитический хром имеет две модификации
атомно-кристаллических решеток: кубическую пространственно-
центрированную и гексагональную, являющуюся неустойчивой.
Хром, получаемый из тетрахроматного электролита, в основном имеет
гексагональную решетку.
Гексагональный хром не имеет сетки трещин, твердость его ниже
твердости кубического хрома, водород находится в решетке, тогда
как у кубического хрома водород сосредоточен преимущественно
по границам зерен и в микротрещинах. Отсюда и меньшая микро-
твердость осадков из тетрахроматного электролита, не превышаю-
щая 350—400 кгс/мм2 (3,5—4,0 ГПа), и меньшая пористость и напря-
женность. Вследствие незначительной агрессивности тетрахромат-
ного электролита хромирование можно вести в обычных железных
ваннах без какой-либо футеровки, поддерживая температуру на
уровне 20—22° С. Для улучшения рассеивания силовых линий и луч-
шего распределения осаждаемого металла применяются перфориро-
ванные аноды. Аноды изготовляются из чистого свинца или сплава
свинца с 5% сурьмы.
Хром, полученный из тетрахроматного электролита, хорошо
прирабатывается.
Хромирование в тетрахроматном электролите может применяться
для восстановления деталей с относительно невысокой поверхност-
ной твердостью до НВ 350—400, например шеек поворотных цапф
и валов сошек руля и др.
Хромирование в проточном электролите. Выход хрома по току
при этом способе можно повысить до 20—22%, а скорость отложения
хрома в зависимости от состава электролита и режима электролиза
до 140—160мкм/ч. Достигается это применением высоких плотностей
280

тока и ведением процесса при движении электролита относительно
хромируемой поверхности детали. При хромировании в ванне,
содержащей СгО3 150 г/л и H2SO4 1,5 г/л, при расстоянии между
анодом и катодом до 10—15 мм и скорости протекания электролита
8—100 см/с, плотность тока можно повысить до 150—200 А/дм2;
Рис. 116. Схема установки для хромирования в ультра-
звуковом поле:
1. — магнитострикционный вибратор; 2 — оправка для уста-
новки анодов и катодов; 3 — реостат; 4 — уравнительный
бачок охлаждения; 5 — выпрямитель; 6 — электролизер;
7 — крышка; 8 — ванна для воды; 9 — частотомер; 10 —
ультразвуковой генератор
при этом скорость осаждения хрома достигает 140—180 мкм/ч.
Увеличение скорости протекания электролита способствует повыше-
нию микротвердости и износостойкости покрытия.
Хромирование в проточном электролите целесообразно приме-
нять для внутренних рабочих поверхностей крупногабаритных дета-
лей, например цилиндров блока, а также отверстий в корпусных
деталях под подшипники качения в условиях централизованного
восстановления деталей. Для хромирования в проточном электро-
лите кроме ванны необходима специальная установка, включаю-
281

щая насос и систему трубопроводов для, подачи электролита, пло-
щадку для установки детали, специальные цилиндрические аноды
и их крепления. Аноды располагаются внутри хромируемой поверх-
ности, а в пространство, образуемое между ними и хромируемыми
поверхностями отверстий, при помощи насоса подается электролит.
Струйное хромирование. Струйное хромирование является разно-
видностью хромирования в проточном электролите и позволяет вести
процесс при высоких плотностях тока. Его можно применять при
централизованном восстановлении внешних цилиндрических поверх-
ностей крупногабаритных деталей, например шеек коленчатых валов
двигателей грузовых автомобилей. При хромировании детали сооб-
щается вращательное движение с частотой вращения 5—54 в минуту
(0,08—0,9 м/с). Подвод тока к детали осуществляется при помощи
щеток. Электролит при помощи центробежного насоса поступает
к насадке, часть которой одновременно служит анодом. Насадка
изготовляется из свинцовой пластины, имеющей прорези для про-
текания электролита.
Хромирование в ультразвуковом поле. Ультразвук оказывает
значительное влияние на структуру и свойства хрома, в частности,
вызывает повышение твердости осадка. Ультразвуковые колебания
в электролите частотой 20—30 кГц возбуждаются при помощи
магнитострикционных преобразователей (рис. 116) и могут направ-
ляться параллельно или перпендикулярно катодной поверхности.
Хромирование в ультразвуковом поле позволяет применять высо-
кие плотности тока (до 180 А/дм2 и выше). Применение хромирова-
ния в ультразвуковом поле целесообразно для деталей, изготовлен-
ных из. алюминиевых сплавов. Трудность осаждения хрома на дета-
ли из алюминиевых сплавов вызывается наличием окисной пленки
на их поверхности, препятствующей прочному сцеплению осадка
с основным металлом. Под действием ультразвуковых колебаний
окисная пленка разрушается, что обеспечивает высокую прочность
сцепления осадка с алюминиевым сплавом.
§ 60. ЖЕЛЕЗНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
Электролитическое осаждение железа впервые было осуществлено •
в 1868 г. русскими учеными Б. С. Якрби и Е. И. Клейном.
Процесс железнения по сравнению с хромированием осуществ-
ляется применением более дешевых электролитов, растворимых
анодов, более высоких плотностей тока и скоростей осаждения
покрытия. Выход железа по току достигает 85—90% вместо 13—
15% при хромировании в обычных электролитах. Процесс восстанов-
ления деталей железнением отличается 'значительно меньшей
длительностью и стоимостью по сравнению с хромированием.
Поэтому железнением можно восстанавливать детали с большим
износом.
Электролитическое осаждение железа можно вести в горячих
и холодных электролитах.
282

Горячие электролиты с температурой 50° С и более имеют ряд
недостатков (расход теплоносителя, частая корректировка), тем
не менее являются более производительными и получили широкое
распространение в производстве. По химическому составу горячие
электролиты делятся на хлористые и сернокислые. Для приготов-
ления хлористого электролита применяется двухлористое железо
FeCl2-4H2O— гигроскопические почти бесцветные кристаллы,
легко окисляющиеся на воздухе. Для сернокислых электролитов
используют сернокислое железо FeSO4-7H2O. Практическая реали-
зация различных электролитов железнения и сплавов на основе
железа ведется по трем направлениям. М. П. Мелковым разработаны
и находят широкое применение горячие хлористые электролиты,
позволяющие получать осадки различной твердости и износостой-
кости [63]. Ю. Н. Петровым разработаны холодные электролиты,
по химическому составу смешанные (включающие сернокислое и хло-
ристое железо), являющиеся перспективными для ремонтного про-
изводства, так как обеспечивают получение осадков с высокой
твердостью [69].
Из числа рекомендуемых электролитов приведем в качестве
примера малоконцентрированный хлористый электролит М. П. Мел-
кова, применяемый в производстве (г/л): FeCl2-4H2O = 200 + 220;
соляной кислоты НС1 = 1,0-т- 1,5; режим электролиза DK =
= 30 4- 50 А/дм2; t — 60 4- 80° С. Скорость осаждения 0,4—
0,5 мм/ч; выход железа по току 85—90%. Соляная кислота
вводится в электролит для предупреждения образования гид-
роокиси, загрязняющей электролит и ухудшающей качество
осадка.
В производственных условиях приготовление хлористого элек-
тролита ведут путем травленця (до насыщения) в соляной кислоте
стружек из малоуглеродистой стали 10 или 20. Используется чистая
стружка без ржавчины и окалины, предварительно обезжиренная
в 10-процентном растворе каустической соды и промытая в горячей
воде.
Пористое железнение можно получить, завесив железненые
детали после механической обработки вторично в электролит в каче-
стве анода. Режим травления: t = 75 -и 80° С, Da = 25 4- 35 А/дм2,
продолжительность травления 3—5 мин. Осадок железа, имевший
уже сетку трещин вследствие внутренних напряжений, после анод-
ного травления имеет сетку каналов, благодаря чему смачиваемость
их маслами повышается во много раз по сравнению с гладким
электролитическим железом.
Проточное железнение можно осуществить подобно хромиро-
ванию в проточном электролите. Это имеет большое значение для
восстановления отверстий в корпусных деталях под наружные
кольца подшипников качения и гнезд под подшипники блоков
двигателей [60].
В качестве анода используются пластины, изготовляемые из
малоуглеродистой стали.
283

§ 61. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ХРОМИРОВАНИЯ
И ЖЕЛЕЗНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Технологический процесс хромирования и железнения деталей
состоит из подготовительных операций, осаждения металла и заклю-
чительных операций.
В части подготовительных и заключительных операций хроми-
рование и железнение имеют много общего, как и в сущности про-
цесса электролиза.
Подготовительные операции имеют целью обеспечить наиболее
высокую прочность сцепления покрытий с металлом восстанавли-
ваемых деталей. Требуемые же структурными характеристиками
деталей и условиями их работы свойства покрытий определяются
составом электролита, режимом электролиза и окончательной меха-
нической обработкой.
Порядок и содержание операций технологического процесса
следующие.
I.	Механическая обработка детали — шлифование и полирование
мелким наждачным полотном с целью придания поверхности глад- ’
кой и правильной геометрической формы. Промывка бензином.
2.	Изоляция мест, не подлежащих покрытию цапон-лаком
(целлулоид, растворенный в ацетоне) или резиновым клеем, хлор-
виниловыми пластиками и др. Имеющиеся отверстия также должны
быть изолированы с тем, чтобы избежать искривления силовых
линий и непокрытых участков вокруг отверстий.
3.	Монтаж деталей на подвеску, что облегчает завеску деталей
в ванну и обеспечивает выдерживание более равномерного расстоя-
ния между анодами и деталями.
4.	Обезжиривание для тщательной очистки поверхности от за-
грязнений (окислов, жиров и др.), обеспечивающей хорошее сцеп-
ление покрытия с основным металлом. Для обезжиривания приме-
няют следующие способы: промывку деталей керосином, бензином,
трихлорэтиленом, химическое обезжиривание в растворах щелочи,
электролитическое обезжиривание, протирку венской известью.
Электролитическое обезжиривание ведут в электролите следую-
щего состава (на 1 л воды) и режима: едкий натр NaOH = 100 г;
жидкое стекло Na2SiO3 = 24-3 г; плотность тока DK = 3 ч-
ч- 10 А/дм2; t ~ 80° С. Деталь служит катодом, а анодом железная
пластинка. Водород, интенсивно выделяющийся на детали при про-
хождении тока, облегчает отрыв частиц масла с поверхности детали.
Во избежание насыщения поверхности мелких деталей водородом,
придающим хрупкость, следует применять анодное обезжиривание.
Промывка в горячей воде.
Для ответственных деталей сложной конфигурации окончатель-
ное обезжиривание производится протиркой венской известью
с последующей промывкой в холодной проточной воде. Венская'
известь представляет собой смесь из окиси кальция и магния^ без
примеси окиси кремния. Для обезжиривания известь разводят водой
284

до кашицеобразного состояния и добавляют до 1,5% едкого натра
или до 3% соды.
5.	Удаление тончайшей пленки окислов (декапирование), возни-
кающей от действия кислорода воздуха, с целью выявления струк-
туры металла. t
Для хромирования декапирование производится травлением
в 5-процентном растворе H2SO4 или в ванне состава: СгО3 = 100 г/л,
H2SO4 = 2^-3 г/л, Ьа = 5 А/дм2, температура комнатная, t =
= 1 мин. Промывка в холодной проточной воде.
Электрохимическая подготовка для железнения деталей заклю-
чается в анодном травлении деталей в растворе хлористого железа
того же состава, что и для железнения в течение 2—5 мин при t =
= 70-4- 80° С и Оа = 40 -4- 100 А/дм2, и промывке в холодной воде.
Для удаления оставшегося на поверхности детали рыхлого слоя
травильного шлама производят последующую анодную обработку
деталей в 30-процентном растворе H2SO4. Деталь завешивают в этот
раствор в качестве анода и обрабатывают в течение 20—30 с при
Оа = 60 -4- 80 А/дм2' и i = 18 ч- 25° С. Катодами служат свинцо-
вые пластины. Кислород, бурно выделяющийся на аноде, очищает
поверхность от шлама. Одновременно благодаря взаимодействию
кислорода с чистой поверхностью на ней образуется тончайшая
пассивная пленка, защищающая поверхность от внешнего воздей-
ствия при последующих операциях подготовки. После анодной обра-
ботки (очистки) детали промывают в холодной, а затем подогретой
до 45—50° С воде и переносят в ванну железнения, где выдержи-
вают без тока в течение 10—20 с.
6.	Осаждение хрома или железа. Хромирование до требуемого
размера с учетом припуска на шлифование ведется в ванне указан-
ных ранее составов при соответствующем режиме работы. После
хромирования производится промывка деталей в дистиллированной
воде для сбора электролита.
Железнение начинают при небольшой плотности тока 3—5 А/дм2,
которую затем, в течение 5—10 мин, доводят до заданного значения.
Железнение производится в ранее указанных электролитах и ре-
жимах.
7.	Заключительные операции. После осаждения хрома, железа
производится промывка деталей в горячей воде, демонтаж с подве-
сок, снятие изоляции, контроль качества осадка и шлифование под
окончательный размер. Припуск хрома на шлифование в пределах
0,03—0,05 мм, покрытия железом 0,15—0,20 мм.
Гильзы цилиндров после пористого хромирования (железнения)
подвергают хонингованию, а поршневые кольца притирке в специ-
альном цилиндре с применением притирочной пасты из абразивного
порошка. Удаление частиц абразива из пор покрытия производится
в керосине и горячей содовой воде с последующей обдувкой сжатым
воздухом.
Автоматическое регулирование режимов электролитических про-
цессов. На повышение качества и производительность электролити-
285

ческих покрытий (при данном составе ванн) большое влияние оказы-
ваюФ температура, плотность тока и кислотность электролита.
Поддержание значений этих параметров на заданном уровне может
осуществляться при помощи автоматических устройств.
Регулирование температуры. Нагрев электролита до рабочей
температуры осуществляют паром или электричеством. Регулирова-
ние же температуры с целью поддержания ее постоянства во время
работы в обоих случаях ведется при помощи электронагревателей.
Рис. 117. Схема электронагрева и автоматического регулирования темпе-
ратуры электролита
При электрическом нагреве и регулировании температуры на авто-
кТатическое регулирование включают лишь часть мощности электро-
нагревателя, а остальную часть мощности включают только в период
разогрева. Схема установки, работающей по такому принципу,
показана на рис. 117.
Терморегулятор температуры электролита состоит из манометри-
ческого термометра-сигнализатора 11 (типа ТС-100), помещаемого
в электролит, магнитного пускателя 3 (тип П-222) и вспомогатель-
ного реле обратного тока 1 (РР-12), предназначенного для включе-
ния и выключения магнитного пускателя. В цепь вспомогательного
реле 1 включены: селеновый выпрямитель 9 (тип ВС-45-2) с конден-
сатором 10 (на 150 мФ/30 В) и понижающий трансформатор 8.
В цепь магнитного пускателя включена пусковая кнопка 2 (тип
К-12). На период разогрева электролита включаются спирали 5, 6
рубильниками. Автоматическое регулирование осуществляется спи-
ралями 4 и 7, которые включены постоянно и автоматически выклю-
чаются и включаются при повышении и понижении температуры
электролита.
Регулирование плотности тока производится при помощи при-
боров АПТ-10, АПТ-200, АПГ-2 и др. Сущность работы приборов
заключается в следующем. Пластина-датчик, включенная в цепь
управления прибора, завешивается в электролит вместе с деталями.
286

При изменении заданной плотности тока автоматически включается
электродвигатель, перемещающий скользящий контакт нагрузоч-
ного реостата. Благодаря этому проходящий через датчик ток дово-
дится до требуемой величины.
Автоматическое регулирование кислотности электролита произ-
водится при помощи установки, схема которой показана на рис. 118.
При помощи аэролифта 2, представляющего небольшую винипла-
Рис. 118. Установка для автоматического регулирова-
ния кислотности электролита
стовую трубку, изогнутую сверху, электролит из ванны непрерывно
циркулирует через датчик 4, посылающий электрические импульсы
в pH-метр 3, автоматически регулирующий кислотность электро-
лита. При уменьшении кислотности указатель pH-метра 3 замыкает
контакт на шкале приборами через реле включает соленоид 6. Соле-
ноид открывает зажим на трубке 7 бачка 5, и кислота поступает
в электролит до тех пор, пока кислотность не повысится до нормаль-
ного значения. Остальные обозначения на рис. 118: РП1, РП2—
промежуточные реле; РВ1, РВ2 — реле времени; 1 — автоматиче-
ский регулятор.
Автоматизация режимов хромирования и железнения способ-
ствует повышению качества и увеличению выпуска продукции.
§ 62.	ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ ХРОМОМ И ЖЕЛЕЗОМ
Работоспособность и долговечность деталей, восстановленных
хромированиехм и железнением, определяются тремя основными
эксплуатационными свойствами покрытии —’прочностью сцепления-
ихсдэснов1шм^4етлш^	влияниемна усталост-
нуюпрочность деталей. Указанные эксплуатационные свойства
определяются структурой осадков и зависят от состава электроли-
тов и режимов работы ванн и подготовки поверхности к покрытию,
287

оказывающей большое влияние на прочность сцепления осадков
с металлом деталей.
Структура покрытий. Наиболее высокими эксплуатационными
свойствами обладают покрытия с мелкокристаллической структу-
рой. Структура этих покрытий находится в неравновесном состоя-
нии, кристаллическая решетка их искажена из-за возникших внут7
ренних напряжений. Покрытия отличаются повышенной твердостью
Рис. 119. Влияние плотности тока (а) и температуры электролита (б) на
внутренние напряжения в хромовых осадках
и хрупкостью. На характер структуры, величину внутренних напря-
жений и твердость при данном составе ванн большое влияние ока-
зывают режимы осаждения покрытий, температура электролита
и плотность тока. Для примера
на рис. 119 показано влияние Ьк
и t на внутренние напряжения в
хромовых осадках. Влияние тех же
параметров режима на микротвер-
дость осадков железа показано на
рис. 120. Из рассмотрения рис. 119,
следует, что с увеличением темпера-
туры и повышением плотности тока
доопределенного предела внутрен-
РисД20. Изменение микротвердости ние напряжения в осадках увеличи-
осадков железа в зависимости от ваются.
плотности тска и температуры Большие внутренние напря-
жения положительного знака (рас-
тягивающие) отрицательно сказываются на прочность сцепления
и особенно на усталостную прочность.
Прочность сцепления покрытий с основным металлом опреде-
ляется силами притяжения, действующими между атомами их крис-
таллических решеток, и зависит от многих факторов: материала и
состояния поверхности основного металла (катода), остаточных внут-
ренних напряжений, состава электролита и режима работы ванн,
подготовки поверхности деталей.
Природа металла катода оказывает большое влияние на проч-
ность сцепления. Прочность сцепления при прочих равных усло-
виях получается высокой, если кристаллы покрытия хотя бы на
небольшой толщине воспроизводят кристаллическую структуру
основного металла. Для этого необходимо, чтобы различие в между-
288

атомных расстояниях кристаллической решетки основного и осаж-
даемого металла не превышало 15%, а поверхность основного
металла была свободна от посторонних веществ, препятствующих
сближению атомов покрытия с катодом. При больших величинах
структура катода не воспроизводится и сцепление получается сла-
бым. Имеет значение и различие коэффициентов линейного расши-
рения. При большой разнице коэффициентов покрытие может рас-
трескиваться и даже отслаиваться при значительном колебании
температур в процессе электролиза или шлифования. Большое влия-
ние на повышение прочности сцепления оказывает наличие на покры-
Рис. 121. Зависимость износа хромовых покрытий от плотности тока
(/ = 55° С) и температуры (£)к = 80 А/дм2). Электролиты:
1 — универсальный; 2 — сульфатно-кремнефторидный; 3 — сульфатно-кремне-
фторидный с добавкой бихромата калия; 4 — сульфатный с добавкой борида
титана; толщина осадка 0,1 мм
ваемой поверхности пассивной пленки, которая под действием тока
разрушается в начале процесса электролиза, обнажая чистую (юве-
нильную) поверхность детали.
Прочность сцепления хрома с основным металлом, как показы-
вает экспериментальное исследование, не ниже 50 кгс/мм2 (500МПа).
Прочность сцепления электролитического железа со сталью состав-
ляет 40—48 кгс/мм2 (400—480 МПа) [63, 69], по нашим исследова-
ниям, — 24 кгс/мм2 (240МПа), что объясняется, видимо,- различием
метода испытаний и подготовки поверхности [94].
Износостойкость покрытий, как и другие йх свойства, зависит
от режимов работы и толщины покрытий. На рис. 121 показана зави-
симость износа хромовых покрытий от плотности тока и температуры.
Как следует из рассмотрения рис. 121, а, б, наименьший износ
обоих видов осадков определяется оптимальными значениями DK
и /, различными для каждого электролита'. Большое влияние на
изнашивание покрытий оказывает толщина осадка. С увеличением
толщины осажденного слоя все параметры процесса изнашивания
ухудшаются (рис. 122). При толщине покрытий 0,1—0,15 мм хромо-
вые осадки обладают, высокой износостойкостью, особенно при тре-
нии по чугуну. При сухом и граничном трении износостойкость хрома
10 В. А. Шадричев	289

выше износостойкости стали 45, закаленной т. в/ ч. на твердость
HRC 56—62, в 1,5—2,5 раза. Эти значения, полученные нами в ре-
зультате лабораторного исследования, подтверждаются и эксплуа-
тационными испытаниями большой группы разнообразных автомо-
бильных деталей, восстановленных хромированием [94].
Высокая износостойкость хрома объясняется высокой его твер-
достью, хорошей теплоустойчивостью и теплопроводностью. Твер-
дость хрома по Виккерсу (при нагрузке 5 кгс) равна 857, микро-
твердость при нагрузке 100 г — 1208 кгс/мм2 (12,08 ГПа).
Коэффициент теплопроводности хрома 0,65, в то время как железа
0,10—0,16 и быстрорежущей стали 0,035—0,055 кал/см-с-г. Бла-
o,t 0,3	0,5	0,7	0,9
Толщина осадка хрома, мм
100
90
80 £
70 §
so I
£
50 £
W
30
.Рис. 122. Влияние толщины осадка хрома на харак-
теристики изнашивания:
/ — износ; 2 — температура; 3 — момент трения; 4 — цикро-
твердость
годаря этому развивающаяся на поверхности трения теплота пере-
дается в глубь металла детали, в результате чего исключается изна-
шивание от пластической деформации и оно носит абразивный
характер. Однако необходимо заметить, что высокая износостой-
кость хрома имеет место в случае нанесения его на детали с доста-
точно высокой поверхностной твердостью. При недостаточной твер-
дости основания, например при покрытиях, нанесенных на норма-
лизованную сталь 45, хром обнаруживает склонность к схватыванию
и при работе в паре с чугуном.
Износостойкость твердых осадков железа, полученных из элек-
тролита, близкого по составу к ранее приведенному, при сухом тре-
нии скольжения и ступенчатом нагружении выше износостойкости
стали 45, закаленной т. в. ч., и всех видов наплавочных покрытий
и металлизации. Объяснить высокую износостойкость покрытий
железнения микротвердостью нельзя, так как она ниже, чем микро-
твердость стали 45, закаленной т. в. ч. Большую роль в износо-
стойкости покрытий электролитического железа и их длительной
290

невосприимчивости к схватыванию наряду с твердостью играет
высокая окисляемость их на воздухе и быстрое образование в про-
цессе трения окисных пленок железа на трущейся поверхности.
Покрывая поверхности трения, пленки окислов препятствуют схва-
тыванию, делают процесс изнашивания спокойным. Характер изна-
шивания осадков хрома и железа совершенно аналогичен. Поверх-
ность трения испещрена мелкими рисками, образовавшимися от
абразивного действия твердыми частицами, отколовшимися в про-
цессе трения. При граничном и жидкостном трении и больших удель-
ных давлениях электролитическое железо утрачивает положитель-
ное свойство легкой окис'ляемости и уступает по износостойкости
стали 45, закаленной т. в. ч.
Усталостная прочность. Основной причиной снижения усталост-
ной прочности стали под влиянием электролитических покрытий
является действие внутренних растягивающих напряжений, обра-
зующихся в осадке.
Остаточные напряжения по толщине осадка распределяются
неравномерно и сосредоточиваются в тонком поверхностном слое,
величина которого достигает 0,04 мм при толщине осадка 0,15 мм.
В поверхностном слое остаточные напряжения являются более
высокими по сравнению со средней их величиной. Причиной возник-
новения остаточных напряжений в электролитических осадках
является уменьшение объема осадка, происходящее в процессе
кристаллизации, и связанное с ним искажение атомно-кристалли-
ческой решетки. В хромовых осадках при первичной кристалли-
зации происходит образование гексагонального хрома, представ-
ляющего метастабильную фазу внедрения водорода в хром. При
распаде гексагонального хрома и образовании кубического хрома
происходит уменьшение объема осадка. Отрицательное влияние
остаточных напряжений на усталостную прочность видно из следу-
ющего.
Многими исследованиями доказано, что при отпуске хромовых
покрытий при 200° С большая часть водорода удаляется из покры-
тия и, несмотря на это, снижение усталостной прочности получается
еще больше. Это можно объяснить увеличением растягивающих
напряжений в хромовом осадке вследствие превращения более мяг-
кого гексагонального хрома в более твердый кубический хром, сопро-
вождающегося выделением больших количеств водорода и умень-
шением объема осадка. При отпуске 650° С ^усталостная прочность
восстанавливается полностью, благодаря снятию внутренних напря-
жений и уменьшению искажений атомно-кристаллической
решетки [791.
Опытами М. П. Мелкова доказано, что характер влияния внут-
ренних напряжений в покрытиях электролитического железа на
усталостную прочность стали подобен влиянию хромовых покрытий,
как это ранее изложено. Низкотемпературный отпуск восстановлен-
ных деталей (150—250° С) здесь нецелесообразен, так как при этом
происходит еще большее снижение усталостной прочности. Отпуск
10*	•	'	'	291

деталей при 450° С значительно уменьшает снижение усталостной
прочности, однако не может быть рекомендован из-за снижения мик-
ротвердости покрытия до 30%.
Для большей части деталей высокий отпуск для восстановления
предела усталости не может быть рекомендован из-за нарушения
термической обработки.
В результате действия остаточных растягивающих напряжений
в осадках хрома и железа образуются трещины, являющиеся кон-
центраторами напряжений и снижающие усталостную прочность
основного металла. Более высокое снижение усталостной прочности
получается' при нанесении большйх по толщине покрытий.
Понижению предела выносливости деталей, восстановленных
' хромированием и железнением, могут способствовать еще и трещины
на поверхности покрытия, появление которых возможно при нару-
шении режимов шлифования.
ГЛАВА XX
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СПОСОБОВ
ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ДЕТАЛЕЙ
§ 63.	ЭЛЕКТРОИСКРОВАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Среди многих способов восстановления деталей, применяемых
в авторемонтном производстве, электроискровая обработка не нашла
широкого распространения. Однако в развитом и хорошо оснащен-
ном специализированном производстве электроискровое упрочне-
ние и восстановление деталей и инструмента может применяться.
Электроискровая обработка, впервые предложенная
Б. Р. и Н. И. Лазаренко, основана на явлении разрушения металла
(электрическая эрозия) при электрическом искровом разряде.
При электрическом искровом разряде температура в канале разряда
достигает 104° С, а .плотность тока до 104 А/мм2. Развивающиеся
в узком канале высокие температуры вызывают плавление металла
электродов и частичное его испарение. Применение жидкости в меж-
электродном промежутке повышает переходное сопротивление
искра — металл и способствует ускоренному протеканию процесса.
В качестве рабочей жидкости применяют керосин, минеральные
масла и другие жидкости, не проводящие ток. В зависимости от
применяемой среды и полярности тока металл анода и частично
катода мо?кет выбрасываться из зоны разряда и удаляться цирку-
лирующей жидкостью либо наращиваться на деталь. В первом
случае съем металла с анода (детали) будет осуществляться элект-
292

родом-инструментом (катодом), форма и размеры которого будут
достаточно точно воспроизводиться деталью. Если же в качестве
анода будет электрод-инструмент, а катодом — деталь, то будет
одновременно происходить упрочнение и наращивание металла
на поверхность детали. Материал электрода-инструмента должен
обладать высокой электропроводностью и эрозионной стойкостью.
Этим свойствам удовлетворяют графит ЭЭГ, латунь ЛС-59, медно-
графитовая масса и др.
Электрические разряды можно получать при помощи установок
с конденсаторной электрической схемой и бесконденсаторной низ-
кого напряжения (до 30 В) (рис. 123). При конденсаторной схеме
Рис. 123. Принципиальные
электрические схемы электро-
искровых установок: а— кон-
денсаторной; б — бесконден-
саторной, контактный ва-
риант; в — бесконденсатор -
ной, бесконтактный вариант;
I — обрыв разряда; II — начало
разряда; 1 — деталь (анод); 2 — инструмент (катод); 3 — конден-
саторная батарея; 4 — источник постоянного тока; 5 —- сопротив-
ление
искровые разряды возникают в момент разрядки конденсаторов при
напряжении 100—150 В. Во втором случае периодическое возник-
новение искровых разрядов происходит благодаря возвратно-посту-
пательному движению электрода-инструмента, препятствующему
стабилизации электрического разряда. При возвратно-поступатель-
ном движении электрод-инструмент периодически прикасается
к детали. Такой способ обработки называется контактным. Когда
электрод-инструмент находится от детали с некоторым зазором, спо-
соб обработки называется бесконтактным.
При работе контактных конденсаторных установок конденсаторы
заряжаются при движении электрода-инструмента вверх и разря-
жаются при приближении его к детали. Электроискровые разряды
в бесконтактных конденсаторных установках возникают по мере
накопления конденсаторами электрической энергии до напряжения,
достаточного для пробоя межэлектродного промежутка.
Бесконденсаторные электроискровые установки, работающие
на низком напряжении, выполняются также по контактной и бес-
контактной схемам. При работе по контактной схеме электрод-инст-
293

румент совершает непрерывное возвратно-поступательное движение
(рис. 123, б), при бесконтактной — вращательное (рис. 123, в). По
последнему принципу работают станки для обдирочно-шлифоваль-
ных работ и разрезки заготовок. При этом электрод-инструмент
совершает вращательно-поступательное движение или только вра-
щательное при поступательном движении детали.
Восстановление изношенных деталей наращиванием металла
с одновременным упрочнением производится при помощи конден-
саторных установок, работающих контактным способом с электро-
магнитным ^вибратором. В данных установках электродом-инстру-
ментом является анод, а восстанавливаемая деталь — катодом.
Работа производится без применения рабочей жидкости. Выброшен-
ный с анода материал откладывается на катоде, т. е. на детали, обра-
зуя прочно сцепленный с
нею слой. Для наращива-
ния и упрочнения приме-
няют электроды из твер-
дых сплавов В К-8, ТГ5К6,
сормайта № 1 и 2 и др.
Электроискровые раз-
ряды, протекающие при
упрочнении и наращива-
нии, вызывают существен-
ное изменение физико-ме-
ханических свойств по-
верхностного слоя металла.
При применении в качест-
ве электрода-инструмента
феррохрома или твердых
сплавов происходят леги-
.рование основного метал-
ла, повышение твердости и
износостойкости поверхно-
стного слоя за счет образования нитридов и карбидов. С другой
стороны, повышение твердости и износостойкости происходит и
благодаря образованию закалочных структур вследствие частич-
ного охлаждения, переносимых частиц холодной поверхностью
деталей.	*
Для наращивания и упрочнения деталей могут применяться уста-
новки ИАО2М, ИАС-3, ЭФИ-10М, ЭФИ-25 и др., последние две
выпускаются серийно.
Установки для электроискровой обработки работают на постоян-
ном токе, получаемом от мотор-генератора, или от силовой сети
переменного тока с использованием выпрямителей.
Установка ЭФИ-10М мощностью 0,5 кВт рассчитана на шесть
режимов обработки (табл. 6).
При работе на грубых режимах можно нарастить большую тол-
щину металла (до 0,3 мм) с шероховатостью поверхности 3—4-го
Таблица 6
Режимы обработки
Режим	Номер режима	Рабочая сила то- ка» А	Сила тока корот- кого замыкания, А	Напряжение, В
Чистовой	1	0,5—0,7	2,5	. 15
	2	0,7—1,2	3,0	25
Средний	3	1,2—1,5	3,5	45
	4	1,5—2,0	4,5	75
Г рубый	5	2,0—2,5	4,8	140
	6	2,0—2,5	5,0	200
294

классов. При мягких режимах толщина слоя металла примерно
0,05 мм, шероховатость поверхности 5—6-й класс.
Вследствие указанных выше структурных изменений поверх-
ностного слоя и возникающих при этом растягивающих напряжений
усталостная прочность деталей снижается.
§ 64.	ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Сущность способа электромеханической обработки металлов,
предложенного Б. М. Аскинази [43], заключается в следующем.
При вращении детали на токарном станке через место ее контакта
с инструментом пропускается-ток большой силы и низкого напря-
жения. Сила тока достигает порядка 400—1200 А, напряжение
2—6 В. Вследствие высокого нагрева и давления инструмента кон-
тактные участки поверхности в зависимости от профиля последнего
сглаживаются или высаживаются.
Нагрев поверхностного слоя металла происходит теплотой,
выделяемой током при прохождении через место контакта с деталью,
и теплом, возникающим от трения инструмента об обрабатываемую
поверхность. При этом теплота, выделяемая током, создается одно-
временно и мгновенно во всех зернах поверхностного слоя. Продол-
жительность нагрева и'выдержки является весьма кратковременной
и изменяется сотыми и тысячными долями секунды. Тепловое и сило-
вое воздействия на поверхностный слой осуществляются одновре-
менно, а не последовательно. При этом силовое воздействие ведется
при значительных удельных давлениях. Поверхностный слой под-
вергается многократным термомеханическим воздействиям в зависи-
мости от числа проходов при обработке. Благодаря высокому нагреву
и большой скорости охлаждения поверхностного слоя за счет отвода
теплоты в глубь металла происходит его закалка на высокую твер-
дость. Электромеханическая обработка деталей из высоко- и сред-
неуглеродистых сталей способствует образованию мелкодисперс-
ной и однородной структуры мартенсита. При той же обработке дета-
лей из малоуглеродистых сталей (С 0,2%) высокие скорости
нагрева и охлаждения позволяют достичь частичной закалки и зна-
чительного повышения твердости и прочности поверхностного слоя.
Эти особенности электромеханической обработки расширяют
область ее применения в авторемонтном производстве, особенно для
упрочнения деталей, восстановленных наплавкой.
При использовании способа для упрочнения в качестве инстру-
мента применяется сглаживающая пластина или ролик, а при восста-
новлении деталей — высаживающая и сглаживающая пластины.
На рис. 124 показана электрическая схема установки. Подвод тока
к детали 1 от вторичной обмотки трансформатора осуществляется
через подводящий провод сечением 300 мм2 и щетку электроконтакт-
ного устройства. Второй конец вторичной обмотки соединен с пру-
жинной державкой инструмента 2, закрепляемой изолированно
в суппорте токарного станка. Процесс восстановления детали состоит
295

из операции высадки металла и сглаживания поверхности до тре-
буемого размера (рис. 125). Для высадки металла применяется плас-
тина из твердого сплава с шириной фаски 0,3—0,4 мм. Установка
Рис. 124. Электрическая схема установки:
Р — пакетный выключатель; К — катушка магнитного пускателя;
КС — переносная кнопочная станция; Тр — трансформатор; Пр —
предохранитель; Вг — выключатель
пластины по высоте должна быть по оси центров станка. Подача
инструмента осуществляется от ходового винта, причем при высадке
шаг подачи обычно держат равным 1,5 мм. Если же увеличение диа-
метра детали после сглаживания
Рис. 125. Схема высадки и сглажива-
ния металла:
необходимо более 0,25 мм, то шаг
подачи целесообразно увеличить
до 2 мм. Увеличение диаметра де-
тали при высадке должно быть
не менее 0,4 мм. В табл. 7 приво-
дятся режимы обработки дета-
лей неподвижных сопряжений.
Давление ’инструмента при
высадке незакаленных деталей
должно быть 70—80 кгс, при вы-
садке закаленных—90—120 кгс.
Максимальное увеличение диа-
/ — деталь; 2 — сглаживающая пластина;
D — диаметр после сглаживания; —
диаметр после высадки; D2 — начальный
диаметр
метра после сглаживания не дол-
жно быть более 0,4 мм для неза-
каленных деталей и 0,2 мм для
закаленных. Подача 1,5 мм/об.
Процесс восстановления деталей подвижных сопряжений состоит
из операции глубокой высадки, предварительного и окончательного
сглаживаний. Операция предварительного сглаживания вводится
для улучшения структуры и шероховатости поверхностного слоя.
Высадка устанавливается в пределах (4,3	4,5) ДО, где ДО —
необходимое увеличение диаметра вала после сглаживания. Ско-
296

рость высадки незакаленных деталей должна быть не более 3 м/мин
и закаленных — 1,5-м/мин. Размер детали неподвижного сопряже-
ния, под который производится обработка сглаживанием, должен
быть несколько выше начального с целью обеспечения большего
Режимы обработки деталей
Таблица 7
Операция	Сила тока А	Скорость м/мин (м/с)	Пода- ча мм/об	Число , прохо- дов
Высадка незакаленных деталей	450—550	4-6 (0,05—0,10)	1,5	1-2
Сглаживание незакаленных деталей	400—450	12-15 (0,2-0,25)	0,4	2-3
Высадка закаленных деталей	550-600	1,5-2,5 (0,025-0,041)	1,5	1-3
Сглаживание закаленных деталей	500—550	8-12 (0,13-0,20)	0,4	2-3
натяга при запрессовке-сопряженной детали. Натяг должен быть
примерно в 1,3—1,5 раза больше табличного для данной посадки.
Электромеханический способ обработки можно применять для
упрочнения, а также для восстановления неответственных деталей
некоторых подвижных и неподвижных сопряжений. Для широкого
распространения способа в авторемонтном производстве необходимо
экспериментальное исследование достаточно большой партии восста-
новленных деталей в реальных условиях эксплуатации автомо-
билей.
ГЛАВА XXI
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПАЯНИЕМ
И ЗАЛИВКОЙ АНТИФРИКЦИОННЫМИ СПЛАВАМИ
§ 65.	ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПАЯНИЕМ
Восстановление деталей паянием заключается в соединении двух
металлических поверхностей, находящихся в твердом состоянии,
при помощи припоя (расплавленного промежуточного металла или
сплава), имеющего температуру плавления, меньшую, чем у основ-
ного металла. Паяние в авторемонтном производстве применяется
при ремонте радиаторов, топливных баков и топливопроводов,
карбюраторов и др/
В качестве припоев применяются легкоплавкие (мягкие) припои,
представляющие собой сплавы на оловянной и свинцовой основах,
297

имеющие температуру плавления ниж^АОЦ^ С, и тугоплавкие (твер-
дые) с температурой плавление выше^ЙО—-500*)С, преимущественно
медно-цйнковые и алюминиевые припои. Припои должны иметь тем-
пературу плавления ниже температуры плавления основного металла
и легкую растекаемость по его поверхности; высокую жидкотеку-
честь для хорошего заполнения шва; достаточно высокие прочность
и пластичность; коррозийную устойчивость; близкое значение коэф-
фициента термического расширения.с коэффициентом расширения
основного металла; относительно невысокую стоимость.
Легкоплавкие (мягкие) припои, имеющие низкую температуру
плавления, дают возможность вести паяние простыми источниками
нагрева (паяльником), обладают хорошей смачиваемостью, высо-
кой пластичностью при отсутствии хрупкости.
Наиболее распространенными в ремонтном производстве явля-
ются припои ПОС-40 и ПОС-ЗО, применяемые при ремонте радиа-
торов, карбюраторов и других деталей. Температура полного рас-
плавления мягких' припоев 235—277° С, предел прочности при рас-
тяжении 2,8—3,2 кгс/мМ2 (28—32 МПа), твердость НВ 11,8—9,6.
Легкоплавкие припои выпускаются в виде прутков.
Тугоплавкие (твердые) припои применяются, когда необходимо
иметь прочный спай, выдерживающий высокую температуру. Приме-
няются медно-цинковые тугоплавкие припои ПМЦ-36, ПМЦ-48
и ПМЦ-54. Указанные цифры в обозначении припоя указывают на
содержание в нем меди, остальное — цинк и небольшое количество
примесей железа (0,1%) и свинца (0,5%). Температура полного рас-
плавления указанных припоев соответственно 825, 865 и 880° С,
твердость припоев ПМЦ-48 и ПМЦ-54 составляет НВ 130 и 90, пре;
дел прочности при растяжении 21 и 25 кгс/мм2 (210—250, МПа).
Чем больше в сплаве меди, тем припой прочнее, но более тугоплавок;
чем больше цинка, тем припой менее прочен и более хрупок, но более
легкоплавок. Припой ПМЦ-36 применяется для пайки латуни Л-62,
ПМЦ-42 — для пайки деталей из медных сплавов с температурой
плавления §ыше 900—920° С, когда паяное соединение не подвер-
гается ударным нагрузкам, вибрации и изгибу. Припой ПМЦ-54
применяют для пайки деталей из меди, бронзы и стали, не испыты-
вающих ударных нагрузок и изгиба. В случае/когда паяное соеди-
нение. должно обладать высокой прочностью и хорошей сопротив-
ляемостью ударным и изгибающим нагрузкам, в качестве припоев
применяются латуни Л-62 и Л-68. Припои медно-цинковые постав-
ляются в форме зерен.
Для паяния деталей, изготовленных из алюминия и его сплавов,
применяются припои на алюминиевой основе с кремнием, медью,
оловом и другими металлами. Трудность пайки алюминия и его спла-
вов заключается в тугоплавкости окислов алюминия, имеющих
температуру плавления около 2000° С. Достаточно широкое приме-
нение для пайки алюминия находят припои, представляющие собой
тройные сплавы на основе алюминия и содержащие меди 22—29%
и/кремния 5,5—7,5%. Эти припои известны под маркой 34А, 35А
298

и имеют температуру плавления соответственно 525, 540° С. Припой
35А, имеющий более высокую температуру плавления, применяется
для паяния деталей из алюминия и его сплавов, которые по усло-
виям работы нуждаются в высокой прочности.
Для предохранения поверхности металла и расплавленного
припоя от окисления при нагреве в процессе пайки применяют
флюсы. Флюсы должны растворять окисные пленки на поверхности
металла и припоя, улучшать условия смачивания этой поверхности
припоем, сохранять свой состав и- свойства в процессе нагрева при
пайке, не вызывать коррозии соединения и не выделять ядовитых
газов при нагреве. Температура плавления флюса должна быть ниже
температуры плавленая припоя.
Для паяния легкоплавкими припоями применяются жидкие
флюсы, представляющие собой водные растворы хлористых солей —
хлористого цинка ZnCl2 и хлористого аммония NH4C1 (наша- -
тыря).
С целью повышения активности флюса и снижения температуры
его плавления в раствор хлористого цинка добавляют небольшое
количество хлористого аммония (нашатыря). Обычно применяемый
флюс содержит 73% ZnCl2 и 27% NH4C1, температура плавления
228° С;
Во избежание коррозии основного металла и припоя, особенно
при пайке меди, применяют канифоль. При перегреве мест пайки
канифоль теряет свои флюсующие свойства, поэтому ее целесооб-
разно наносить не на паяльник, а на место пайки после его разогрева.
Флюсы для пайки легкоплавкими припоями при высокой тем-
пературе паяния теряют свои флюсующие свойства. Поэтому для'
пайки тугоплавкими припоями в качестве флюсов применяется бура
(Na2B4O7) и смеси ее с борной кислотой (Н3ВО3), борным ангидридом
(В2О3). При выборе флюса необходимо учитывать температуру его
плавления. Температура плавления чистой буры 741° С. Изменение
температуры плавления буры достигается присадкой борного
ангидрида.
Для пайки деталей из алюминия и его сплавов вследствие туго-
плавкости их окислов необходимы особо активные флюсы. В качестве
флюса может применяться состав из 10% фтористого натрия, 8% хло-
ристого цинка, 32% хлористого лития и остальное — хлористого
калия.
Подготовка деталей к паянию заключается' в механической очи-
стке поверхности от грязи, окислов и ржавчины, а поверхностей
деталей, покрытых тонким слоем жира или масла, — в обезжири-
вании их в бензине или керосине, или в горячих щелочных раство-
рах, или электрохимическим способом.
Для химического обезжиривания применяются различные со-
ставы щелочных растворов. Температура щелочного раствора 70—
80° С, время выдержки — до полного удаления жиров.
Электрохимическое обезжиривание производится в электролити-
ческих ваннах, как это было изложено в § 61. Поверхности деталей
299

химическим травлением очищаются в растворах серной или соляной
кислоты, подогретых соответственно до 60 и 40° С.
Паяние мягкими припоями производится при помощи паяльника
или погружением деталей в ванну с расплавленным припоем. Пая-
ние тугоплавкими припоями можно производить индукционной пай-
кой, при помощи газовых горелок, работающих на смеси кислорода
с различными газами: ацетилена, светильного газа, пропана, бутана
и др. Для пайки азотно-кислородной смесью используются обычные
сварочные горелки (типа СУ) с набором специальных наконечников
и однопламенных или многопламенных мундштуков, применяемых
для паяния больших массивных деталей.
§ 66.	ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЗАЛИВКОЙ
АНТИФРИКЦИОННЫМИ СПЛАВАМИ
К числу основных деталей, залитых антифрикционными спла-
вами, относятся подшипники коленчатых валов и втулки распре-
делительных, валов. В качестве антифрикционных сплавов приме-
няются баббит и свин цовистая бронза \
К антифрикционным сплавам предъявляются следующие тре-
бования: а) малый коэффициент трения; б) хорошее сцепление со
смазкой, обеспечивающее образование масляной пленки между
трущимися поверхностями; в) пластичность при одновременном
удовлетворительном сопротивлении сжатию и минимальном износе
трущихся поверхностей; г) сопротивляемость циклическим дефор-
мациям и усталостному выкрашиванию; д) хорошая обрабатывае-
мость и невысокая стоимость составляющих сплавов.
Антифрикционные сплавы—баббиты для заливки подшипников—
разделяются на оловянистые и свинцовистые. К оловянистым бабби-
там относятся баббиты Б-88 и Б-83, содержащие Sn до 88%, Sb до
12% и Си до 8%.	'	
Основу свинцовистых баббитов составляет свинец, содержание
которого в сплаве достигает 70—80%. К свинцовистым баббитам
относятся баббиты СОС-6-6 и ранее применявшиеся БН с присадкой
никеля, мышьяка и кадмия и БТ с присадкой теллура.
Малосурьмянистый свинцовый сплав СОС-6-6, содержащий олова
5,5—6,5%, сурьмы 5,5—6,5%, остальное свинец, обладает более
низким по сравнению с применявшимися ранее баббитами БН и БТ
значением модуля нормальной упругости, благодаря чему сопро-
тивляемость его циклическим деформациям и, следовательно, выкра-
шиванию более высокая. Невысокая твердость сплава (НВ 11—16
при нормальной температуре и НВ 8 при 100° С), вполне достаточная
для сопротивления пластическим деформациям, обеспечивает луч-
шую прирабатываемость сплава.
Для заливки вкладышей дизельных двигателей применяется
свинцовистая бронза Бр С-30 состава в %: РЬ 28—35; Си — осталь-
1 Подробное изложение вопроса приводится в монографии автора «Ремонт
автомобилей». Л., «Машиностроение»^ 1965.
300

ное. Допустимые примеси As, Zn, Sn, Р не более 0,1; Fe, Sb — 0,3
и Ni — 0,5. Свинцовистая бронза отличается высокой износостой-
костью и обеспечивает подшипнику хорошую работоспособность
в условиях высоких температур и больших удельных нагрузок.
В отношении антифрикционности и прирабатываемости свинцо-
вистая бронза уступает баббиту.
В авторемонтном производстве заливке антифрикционными спла-
вами (баббитом) подвергаются подшипники скольжения (втулки)
распределительных валов. Процесс заливки втулок состоит из опе-
раций: а) подготовки подшипника, б) подготовки баббита, в) заливки
и г) контроля.
Перед выплавлением старого баббита втулки необходимо про-
мыть в растворе каустической соды для удаления грязи и жировых
веществ и просушить. Удаление старого баббита производится путем
погружения подшипников в ванну или тигель с расплавленным
старым баббитом.
Для обезжиривания детали погружают в ванну с 5—10-процент-
ным раствором каустической соды и подвергают кипячению в про-
должение 5—10 мин, а затем промывают в горячей воде.
Следующей операцией является травление поверхности втулок *
соляной кислотой (30-процентный водный раствор хлористого цин-
ка). Цель травления — удаление с поверхности втулок твердой
пленки окислов, мешающей приставанию полуды и баббита.
Лужение подшипников можно производить оловом или припоями 
ПОС-40, ПОС-ЗО.
Лужение втулок состоит в нанесении тонкового слоя полуды на
поверхность подшипника путем погружения деталей на 1—2 мин
в тигель с расплавленной полудой. Температура расплавленной
полуды из олова или ПОС-40 должна быть в пределах 260—280° С,
ПОС-ЗО — в пределах 310—330° С. Лужение можно произвести
и натиранием поверхности детали, подогретой до температуры луже-
ния стержнем из указанных марок полуды.
Заливку втулок следует производить сразу после полуды. Одно-
временно с подготовкой ведут плавку баббита в электротигле. Во
избежание окисления и угара поверхность расплавленного баббита'
покрывают слоем хлористого цинка и сухого древесного угля, вели-
чина зерна которого в поперечнике 5—10 мм. Толщина угольного
слоя 20—30 мм. Для нормальной жидкоплавкости баббита при
заливке рекомендуется температуру его держать выше критической
точки, для сплава СОС-6-6 300—320° С.
Заливка втулок может быть произведена в кокиль или центро-
бежным способом.
Заливка в кокиль, известная под названием ручной заливки,
несмотря на довольно широкое распространение, имеет ряд сущест-
венных недостатков, к числу которых следует отнести низкую про-
изводительность, большие потери баббита на литники и др.
Центробежная заливка является наиболее производительным
способом, обеспечивающим плотное и равномерное прилегание
301

баббита к подшипнику, .получение мелкозернистой структуры,
отсутствие раковин, экономию баббита, минимум припусков на
обработку.
Частоту вращения подшипника при центробежной заливке
необходимо держать из условия наименьшей ликвации и наиболь-
шей плотности заливки. Приближенно частоту вращения п можно
определить по следующей эмпирической зависимости:
где k — коэффициент, зависящий от свойства сплава: для высоко-
оловянистых баббитов k = 1400-г-1800. и свинцовистых k — 1700 -ь
•т-1900; R —.радиус отверстия заливаемого подшинника, см.
После заливки втулки растачиваются под начальный или (по
необходимости) под ремонтный размер.
ГЛАВА XXII
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
ПОЛИМЕРНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
§ 67. ОСНОВНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЕЙ,
И ИХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Полимерные материалы (пластические массы) широко применя-
ются в различных отраслях машиностроения. Все большее распро-
странение они получают и в ремонтном производстве. Восстановле-
ние деталей полимерными материалами во многих случаях имеет
большую технико-экономическую целесообразность по сравнению
с применением других способов. Это подтверждается, например,
при заделке вмятин металлических обшивок кузовов по сравнению
с паянием, заделкой некоторых трещин в корпусных деталях по
сравнению со сваркой и др. Низкий коэффициент трения, хорошая
прирабатываемость и достаточно высокая износостойкость полиа-
мидов позволяют применять их в качестве антифрикционных мате-
риалов вместо цветных металлов и сплавов.
В настоящее время химической промышленностью выпускается
много различных видов пластмасс, применяемых в промышлен-
ности для различных целей. Здесь рассматриваются лишь те виды
из них, которые находят применение в технике ремонта авто-
мобилей.
Пластмассы представляют собой либо чистые полимеры, т. е.
высокомолекулярные органические соединения, молекулы которых
302

состоят из большого числа молекул более простого вещества —
мономера/ как, например, полиэтилен, полипропилен, либо компо-
зиции, в которые кроме полимера входят другие вёщества: напол-
нители, пластификаторы, отвердители, придающие пластмассам
требуемые свойства.
В ремонтном производстве применяются как термореактивные
пластмассы — реактопласты, так и термопластичные — термо-
пласты.
Термореактивные пластмассы при нагреве отверждаются и
теряют свои пластические свойства, т. е. являются необратимыми.
Из числа реактопластов широкое распространение получили эпокси-
пласты, связующим компонентом которых являются эпоксидные
смолы; термопластичные пластмассы при нагреве не отверждаются
и сохраняют свои пластические свойства..Изделия из этих пласт-
масс при повторном нагревании могут вновь подвергаться формо-
ванию, т. е. являются обратимыми. К числу термопластов, приме-
няемых при ремонте автомобилей, относятся полиамиды, фто-
ропласты и др.
По своему назначению в ремонтном производстве пластмассы
можно разделить на две группы.
Первую группу составляют термореактивные пластмассы в виде
различных композиций, по преимуществу на основе эпоксидных
смол ЭД-20 и ЭД-16, применяемых для изготовления паст, исполь-
зуемых для выравнивания вмятин в металлических обшивках
кузовов, клеевой композиции для заделки трещин в корпусных
деталях, а также для клеевых составов.
Ко второй группе относятся пластмассы, идущие'на изготовле-
ние и восстановление различных деталей. Сюда относятся различ-
ные полиамиды, например поликапролактам (капрон), П68, АК-7,
фторопласт Ф-4 и др.
Из термореактивных пластмасс наибольшее распространение
\В ремонтном производстве получили эпоксидные смолы ЭД-20 и
ЭД-16. Смола представляет собой вязкую жидкость светло-корич-
невого цвета и является основным связующим веществом в раз-
личных композициях. Для перехода смолы из жидкого состояния
в неплавкое и нерастворимое состояние в смолу вводятся отверди-
тели. В качестве отвердителей применяются полиэтиленполиамины,
представляющие собой вязкую маслянистую жидкость различных
оттенков: от светло-желтого до темно-бурого, малеиновый и фта-
лиевый ангидриды и др. Температура смолы в момент отверждения
должна быть не выше 20±5° С. Применяются холодное и горячее
отверждения. При комнатной температуре полное отверждение
заканчивается через 200—280 ч, при температуре же 80° С оно
наступает через 6 ч [581. По этой причине, а также для повышения
физико-механических свойств композиций холодного отверждения
рекомендуется прогрев их до температуры 70—80° С. В зависимо-
сти от применяемых отвердителей горячее отверждение произво-
дится при различной температуре. Так, например, при использо-
303

вании в качестве отвердителей малеинового ангидрида температура
отверждения составляет 100—160° С, при использовании полиамид-
ных смол Л-18, Л-19, Л-20 температура отверждения 70—100° С.
Для повышения эластичности, ударной вязкости и прочности
отвержденного эпоксидного состава в композицию вводят пласти-
фикаторы, наиболее распространенным из которых является
дибутилфтал ат, представляющий желтоватую маслянистую
жидкость. Из других пластификаторов применяются полиэфир-
ная смола, трикрезилфосфат и др.
Большое влияние на физико-механические свойства отвержден-
ной композиции оказывают наполнители, количество и материал
которых подбираются в зависимости от назначения требуемых
свойств композиции. Один из наполнителей, например железный
порошок, повышает твердость, другие, например графит, увеличи-
вают теплопроводность, тальк — износостойкость и т. д. Подбором
наполнителей можно повысить адгезию композиции с металлом,
сблизить коэффициенты линейного термического расширения ком-
позиции и металла, снизить усадку. Кроме того, введение в состав
композиции наполнителей снижает ее стоимость. В качестве напол-
нителей используются порошки тонкоизмельченного чугуна, стали,
алюминия, молотой слюды, талька, кварцевого песка, измельчен-
ного асбеста, графита, стекловолокна, стеклоткани.
Физико-механические свойства отвержденных смол зависят от
вида отвердителя, режимов отверждения и других вводимых добавок.
- Эти свойства выражаются следующими величинами:
Твердость по Бринелю.............................. 10,3—11,1
Теплостойкость по Мартенсу.......................... 110—117
Предел прочности при статическом изгибе, кгс/см2 (Па) . . 1100—1400
(110-140)
Предел прочности при сжатии, кгс/см2 (Па)........... 1500—1700
(150-170)
Усадка, % ........... . ............................0,15—0,60
Плотность, г/см3..............-................	.х. .	1,23
Из Термопластов в ремонтном производстве применяются поли-
амидные смолы, обладающие хорошей адгезией с металлом, высо-
кой механической прочностью и износостойкостью, низким коэф-
фициентом трения. Детали сопряжений, работающие в условиях
трения скольжения, могут изготовляться из полиамидов монолит-
ными, с металлическими каркасами или наноситься на рабочую
поверхность детали слоем небольшой толщины, 0,6—0,7 мм. Нане-
сение полиамидного слоя на поверхность детали можно осуществлять
различными способами напыления: газопламенным, вихревым или
вибрационным, литьем под давлением и др.
Полиамиды — хороший антифрикционный материал, применяю-
щийся для изготовления различных подшипниковых втулок, —
является заменителем цветных металлов и сплавов. Так, например,
из капрона, полиамидов АК-7 и П68 методом литья под давлением
304

изготовляются втулки рессор, оси педали тормоза, оси шестерни
заднего хода и другие детали.
Для повышения твердости, износостойкости и других свойств
в полиамидные смолы вводят определенные наполнители: графит,
дисульфидмолибден, металлические порошки и др. Алюминиевые
порошки способствуют отводу теплоты из зоны трения.
Кроме полиамидной смолы П68 промышленностью выпускаются
наполненные полиамиды П68С марок: П68-Т5 и П68-Т10, П68-Г5
и П68-Г10.	х
Физико-механические свойства полиамидов имеют примерно
следующие значения:
Температура плавления, °C ..............................210—240
Плотность, г/см8.......................................’	1,10—1,15
Предел прочности при растяжении, кгс/см2 (МПа).......... 500—650
(50—65)
Твердость по Бринелю............................... 12—18
Теплостойкость, °C . , . -.......................... ...	55—60
Морозостойкость, °C............Г.	-.	.	............... —20
Усадка, % .............................................. 1,0—2,0
§ 68. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
В авторемонтном производстве полимерные матери-
алы находят применение при заделке трещин и восстановлении
сопряжений с подшипниками качения в корпусных деталях, вос-
становлении подшипников скольжения, заделке трещин и вырав-
нивании вмятин при ремонте кузовов, а также другие дефекты,
указанные на схеме 10. Восстановление деталей производится
физическими и химическими методами, включающими разнооб-
разные способы, указанные на схеме 11 [66]. Рассмотрим кратко
способы восстановления деталей, апробированные практикой ремонт*
ного производства. Для заделки трещин и восстановления отверстий
в корпусных деталях применяются клеевые композиции на основе
эпоксидных смол, состав которых приведен в табл. 8.
Составы № 1 и 4 применяются для чугунных деталей, № 2 —
для стальных, № 3 — для алюминиевых, №5 — для пластмассовых
деталей. Отвержденные клеевые композиции, приведенные в таб-
лице, имеют средние напряжения при сдвиге в пределах ПО—
180 кгс/см2 (0,11—0,18 ГПа) (№ 1) и теплостойкость в °C в пределах
83—123 (№ 1, 2, 3) и 50 (№ 5).
Для получения клеевой композиции необходимое количество
эпоксидной смолы перед употреблением нагревают до 120—160° С,
выдерживают при этой температуре 1—2 ч для удаления влаги,
после чего вводят пластификатор (дибултилфталат) и тщательно
перемешивают. В процессе перемешивания вводят наполнитель и
массу прогревают при температуре 80—100° С в течение 10—15 мин.
305

Схема 10
ДЕФЕКТЫ ДЕТАЛЕЙ, УСТРАНЯЕМЫЕ ПОЛИМЕРНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
Наполнитель и его количество выбирается по табл. 8 в зависимости
от назначения клеевой композиции. Затем массу охлаждают до
температуры 20±5° С, после чего в нее небольшими порциями
вводят отвердитель холодного отверждения (полиэтиленполиамин).
Для отверждения при температуре 60—70° С в массу вводят малеи-
новый или фталиевый ангидриды (кислотные отвердители так
Таблица 8
Состав эпоксидного клея (в массовой доле)
Компоненты	Состав				
	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
Эпоксидная смола ЭД-16	>	100	100	100	100	100
Дибутилфталат	15	15	15	15*	15
Чугунный порошок	150	—	—	—	—
Окись железа	—	150	—	—	—
Графит	—		—	50	—
Молотая слюда	20	20	—	—	 —
Алюминиевая пудра	—	—	20	—	90
Этрол	—	—	—	—	90
Полиэтиленполиамин	10	10	10	10	10
306

Химические

называемого горячего отверждения), которые предварительно
должны быть расплавлены.
Подготовка блока цилиндров к заделке трещин эпоксидным
клеем аналогична подготовке его к сварке. Трещину разделывают
при помощи шлифовального круга и по концам сверлят отверстия
диаметром 3 мм. Поверхность блока зачищают металлической
щеткой вдоль трещины по обе ее стороны на расстоянии 10—15 мм.
Затем трещину и участок зачистки обезжиривают ацетоном или
бензином и насухо вытирают.
Клей наносят шпателем сначала тонким слоем, втирая его
в трещину, и по обеим сторонам от нее на ширину 10—15 мм. После
небольшой выдержки (3—6 мин) наносят второй слой. По окончании
заклеивания блок выдерживают в течение 20—24 ч при комнатной
температуре до полного отверждения клея. При нагревании блока
время отверждения клея значительно сокращается. Так, при
нагреве до 60° С продолжительность отверждения составляет
4—5 ч. После полного отверждения эпоксидного клея блоки цилин-
дров необходимо испытать на герметичность под давлением 3—
4 кгс/см2 (0,3—0,4 МПа).
Клеевой композицией на основе эпоксидных смол заделываются
трещины и в других деталях: картерах коробок передач, редукто-
рах, корпусах водяных и масляных насосов, крышках картера
сцепления и коробок передач и др.
Восстановление цилиндрических поверхностей деталей поли-
амидами производится нанесением тонкого слоя методом напыления.
При этом используются полиамиды в порошкообразном состоянии.
Для этой цели используются полиамидные смолы (капрон, капролон)
выпускаемые промышленностью в виде гранул. Для получения
порошкообразного состояния полиамидов' полиамидные гранулы
или отходы капрона в виде крошки подвергают дроблению в специ-
альных размольных устройствах (мельницах).
Для получения порошков химическим способом полиамид
растворяют в кислотах, креозоле, спиртах или капролактаме
с последующим осаждением. После полного растворения полимера и
осаждения смолы в виде белого мелкозернистого порошка раствор
фильтруют, порошок нейтрализуют и промывают в воде. Размер
зерна полиамидных порошков, напыляемых на деталь, должен
быть не более 200 мкм. Напыление порошка на рабочие поверхности
деталей осуществляется вихревым или вибрационным способом1
(напыление в «кипящем слое»). Оба способа напыления по суще-
ству мало различаются. При вихревом напылении порошок поли-
амида поддерживается во взвешенном состоянии потоком газа,
обычно азотом, при вибрационном же способе — прямолинейными
колебаниями в вертикальном направлении. Напыление произво-
дится в специальных установках. Способ вихревого напыления
1 Газопламенное напыление порошкообразных пластмасс применяется
при ремонте кузовов и рассматривается в гл. XXVI.
308

применяют для получения небольшого по толщине (0,1—0,5 мм)
антифрикционного покрытия. Вибрационный же способ позволяет
получать покрытие толщиной до 1 мм.
Для обеспечения прочности сцепления покрытия с основным
металлом детали, подлежащие восстановлению, тщательно очищают
от грязи. Непокрываемые поверхности изолируют фольгой, асбестом,
стеклотканью или другими защитными средствами. Перед нане-
сением слоя деталь нагревают в термокамере или муфельной печи
до температуры 280—300° С. Поскольку температура нагрева
детали выше температуры плавления полиамида, происходит
оплавление частиц и сцепление их с металлической поверхностью
детали. Толщина покрытия зависит от продолжительности нахож-
дения детали в вихревом слое (при вихревом способе напыления),
температуры нагрева детали и ее теплопроводности. Для тонкостен-
ных быстроохлаждающихся деталей необходим дополнительный
нагрев в термокамере до полного расплавления полиамида.
Для повышения прочности покрытия, снятия усадочных напря-
жений и предохранения слоя от окисления после напыления детали
подвергают нагреву. С этой целью детали помещают в масляную
ванну с температурой нагрева 160—170° С и выдерживают в тече-
ние 30 мин, после чего дается медленное охлаждение вместе с
ванной.
Способом вихревого напыления можно восстанавливать детали,
изготовленные из чугуна, стали, алюминия, меди, бронзы, латуни.
Наиболее высокая адгезия получается при восстановлении сталь-
ных деталей, достигающая при отрыве 120—150 кгс/см2 (12—15МПа).
Однако необходимость нагрева деталей до температуры 280—300° С
значительно ограничивает область применения этого способа для
восстановления автомобильных деталей. Нагрев до указанной
температуры недопустим для деталей, завершающей операцией
тепловой обработки- которых был низкий отпуск. Поэтому рассмат-
риваемый способ может быть распространен ра детали, изготов-
ленные из нормализованных сталей, а также на стальные детали,
тепловой обработкой которых являлось улучшение. Наиболее
целесообразно применение данного способа для восстановления
подшипников скольжения, в частности вкладышей коленчатых
валов и автомобильных компрессоров, а также различных под-
шипниковых втулок.
Восстановление вкладышей поликапролактамом производится
двумя способами: литьем под давлением и напылением. Предвари-
тельно вкладыш подвергают растачиванию до чистоты 4-го класса
с учетом окончательной толщины покрытия 0,25—0,3 мм. Затем
вкладыш укладывают в пресс-форму, заливают полиамидом, после
чего извлекают из пресс-формы, нагревают в масле при температуре
140—150° С в течение 10—15 мин [100], а потом кипятят в воде
в течение 2—3 ч.
Окончательной обработкой вкладышей является растачивание
под начальный или ремонтный размеры, смотря по необходимости.
309

При.этом необходимо учитывать рабочий зазор s в паре подшипник —
шейка вала, величину которого можно определить по В. А. Белову
s = 0,003d-) 6/г (е-|-аА/),
где d — диаметр вала, см; h — толщина полимерного слоя, см;
a — коэффициент линейного расширения; А/ — предельно допу-
стимый градиент температуры; е — коэффициент, учитывающий
влагосодержание, равный для полиамидов при работе на воздухе
е = 0,003; для полиэтилена и фторопласта е = 0.
Помимо восстановления вкладышей применение полиамидов
целесообразно при замене изношенных бронзовых втулок стальными
с напыленным слоем поликапролактама. При восстановлении
втулок из цветного литья необходимо'иметь в виду, что прочность
сцепления полиамидов с медью является весьма низкой.
Способ соединения при помощи клея — склеивание — в ряде
случаев имеет .преимущества по сравнению с другими способами
получения неразъемных соединений, например пайкой, клепкой,
сваркой. При помощи клеев можно соединять в различном сочетании
металлы, фрикционные материалы, пластмассы, стекло и др.; при
этом обеспечивается герметичность соединения, устойчивость к воз-
действию смазочных масел, бензина, отсутствие внутренних
напряжений.
К недостаткам клеевого соединения следует отнести низкую
теплостойкость, недостаточно высокую адгезию и когезию и др.
Поэтому при выборе клея необходимо учитывать материал склеивае-
мых деталей, температурные условия работы деталей сопряжения,
характер и примерные значения нагрузки, испытываемые клеевым
соединением, действие окружающей среды, например действие
топлива, масел, влаги и др. Например, при восстановлении сопря-
жения наружное кольцо подшипника качения — отверстие ступицы
передних или задних колес большое значение имеют адгезия и
когезия клея и его теплостойкость, поскольку при монтаже под-
шипника возникают напряжения сдвига, а при работе узла может
быть нагрев до 100—200° С. Кроме того, при склеивании деталей
необходимо иметь в виду различие коэффициентов линейного
расширения клея и металла и стремиться иметь минимальную
толщину клеевого слоя (обычно не более 0,1—0,2 мм). Это важно
и потому, что с уменьшением толщины слоя клея прочность кле-
евого соединения возрастает.
Клеи могут применяться в жидком и в сухом виде. В- настоящее
время имеется большое число клеев для .склеивания различных
материалов.
В авторемонтном производстве применяются клеи БФ-2, БФ-4,
ВС-ЮТ, КЛН-1, КБ-3, СП-2 и др.
Клеи БФ-2 и БФ-4 относятся к числу универсальных и приме-
няются для склеивания металлов и пластмасс между собой и с дру-
гими материалами. Склеивание производится при температуре
140—150° С и удельном давлении 5—10 кгс/см2 с выдержкой 30—
310

6(5 мин. Указанные клеи рекомендуется применять для деталей,
работающих при температуре не выше 80° С.
Для деталей, работающих при более высокой температуре,
применяется клей ВС-ЮТ с диапазоном рабочих температур от
—60 до +100° С. Удельное давление при склеивании 5—10 кгс/см2.
Клей применяется для склеивания металлов и металлов с пластмас-
сами, в частности для приклеивания тормозных накдадок к колодкам.
Для обеспечения герметичности и коррозионной стойкости
сварных соединений точечной сварки в процессе ремонта кузовов
применяется клей КЛН-1. Из других клеев при ремонте кузовов
используются клеи КБ-3, СП-2 и др.
Кроме указанного клеи стали применяться и для восстановления
сопряжений с подшипниками качения в корпусных деталях. Изве-
стно, что при использовании деталей с допустимым износом началь-
ную посадку сопряжения, например отверстие в ступицах колес —
наружное кольцо подшипника, трудно достичь методом подбора,
поскольку подшипники качения имеют только начальные размеры.
Поэтому из-за невозможности восстановления сопряжения спосо-
бом дополнительных деталей применение склеивания является
оправданным.
Для обеспечения хорошего склеивания необходима тщательная
подготовка поверхностей склеиваемых деталей. Поверхности дета-
лей должны быть свободны от механических и жировых загрязнений.
С целью достижения наилучшей адгезии склеиваемые поверхности
должны иметь небольшую шероховатость.
Для восстановления гнезд в корпусных деталях под подшипники
качений используются клеевые композиции или клеи на основе
эпоксидных смол, для приклеивания же тормозных накладок —
клей ВС-ЮТ.
При восстановлении гнезд под подшипники качения клей нано-
сится тонким слоем на охватываемую и охватывающую поверхности
деталей. После установки подшипника дается выдержка в течение
суток при 18° С или 3 ч при 60? С. Перед нанесением клея необхо-
димо убедиться, что зазор между сопрягаемыми поверхностями
не превышает 0,1—0,15. мм.
Технология приклеивания тормозных накладок к тормозным
колодкам состоит из следующих основных операций:
1)	очистки и обезжиривания склеиваемых поверхностей;
2)	нанесения слоя клея на обе поверхности (200—250 г/м2);
3)	. открытой выдержки в течение 15 мин при 20° С и 5 мин при
60—65° С;
4)	выдержки под давлением 4 кгс/см2 (0,4 МН/м2) в течение
40 мин при 180° С.
Средняя прочность при сдвиге накладок на клее ВС-ЮТ авто-
мобиля «Москвич» 1660 кгс (16,6 кН).
В заключение необходимо указать,' что работа с клеевыми
составами и полиамидными смолами должна вестись при стро-
гом соблюдении правил техники безопасности. Многие вещества,
311

входящие в состав эпоксидных композиций, являются токсичными
и огнеопасными. Поэтому соблюдение правил — оборудование поме-
щений и рабочих мест, где производится восстановление деталей
полимерными материалами, обращение со спецодеждой и ее хране-
ние, хранение материалов и др. — является строго обязательным.
*
ГЛАВА XXIII
УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
В ПРОЦЕССЕ ИХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
Долговечность восстанавливаемых деталей в значительной мере
может быть повышена упрочнением их поверхностного слоя. Упроч-
нение целесообразно для коленчатых валов, поворотных цапф,
валов сошек руля, листов рессор, деталей рам и других деталей,
работающих-при циклических нагрузках.
£>анее было отмечено снижение усталостной прочности деталей,
восстанавливаемых различными способами наплавки, и рассмотрены
причины этого снижения. Поэтому упрочнение деталей после
нацлавки тем более целесообразно. Упрочнение целесообразно и
для других деталей, например шеек валов коробок передач и задних
мостов, поскольку износостойкость этих деталей после упрочнения
значительно повышается.
Применительно к практике ремонта машин большая работа по
упрочнению деталей проведена И. И. Луневским, В. М. Кряжковым
и его сотрудниками по отраслевой лаборатории, Н. И. Доценко,
Б. М. Аскинази и другими исследователями. Однако применение
современных методов упрочняющей технологии не нашло еще долж-
ного применения в авторемонтном производстве. Между тем упроч-
нение • позволило бы не только повысить усталостную прочность
И износостойкость деталей, но и во многих случаях для восстанов-
ления деталей наплавкой применять малоуглеродистую проволоку
Вместо высокоуглеродистой, более дорогой и нередко дефицитной.
Повышения эксплуатационных свойств деталей, восстанавливаемых
наплавкой и механической обработкой, можно достичь несколькими
методами: химико-термической обработкой, поверхностной закал-
кой, поверхностным пластическим деформированием, электромеха-
нической обработкой.
Цементация, нитроцементация и другие способы химико-терми-
ческой обработки хотя и являются весьма эффективными, однако
применение их в ремонтном производстве часто ограничивается
из-за высокого* нагрева восстанавливаемых деталей, термически
обработанных при изготовлении. Кроме того, технологический
процесс восстановления деталей с применением химико-термиче-
312

ской обработки становится достаточно сложным и дорогостоящим.
Поэтому передовые авторемонтные предприятия для упрочнения
деталей применяют три последних метода из числа указанных как
более доступные и обеспечивающие значительные результаты
в повышении долговечности деталей.
§ 69. УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАЛКОЙ
Способ поверхностной, закалки с нагревом т. в. ч. впервые
предложенный В. П. Вологдиным, основан на явлении электромаг-
нитной индукции и неравномерном выделении теплоты по сечению
детали. Подлежащая закалке деталь помещается в определенное маг-
нитное поле, создаваемое индуктором (катушкой) при пропускании
через него переменного тока высокой частоты. Деталь помещается
в индуктор с зазором 2—4 мм. По закону электромагнитной индук-
ции в части детали, находящейся под воздействием магнитного
потока, будет индуктироваться ток частоты, одинаковой с частотой
тока, пропускаемого через индуктор. Индуктированный ток не
распределяется равномерно по всему сечению детали, а протекает
только по слою, глубина которого соответствует глубине проник-
новения тока; при этом плотность тока будет наибольшей у поверх-
ности детали. Благодаря тепловому действию тока происходит
быстрый (обычно 2—10 с) нагрев поверхностных слоев детали,
в которых возбуждаются токи. По достижении температуры закалки
ток. выключается и через отверстия в индукторе под давлением
подается охлаждающая жидкость, обычно вода. Происходит закалка
поверхности детали на определенную глубину. При высоких ско-
ростях охлаждения, превышающих критические значения для
данной марки сталей, в закаленном слое возникает структура
мартенсита, характеризующаяся высокой твердостью и износостойко-
стью.-Остаточные напряжения сжатия, образующиеся в поверхност-
ном слое закаленной т. в. ч. детали, повышают ее усталостную
прочность.
Закалка деталей может вестись одновременным способом, т. е.
одновременно всей требуемой поверхности детали, или непрерывно-
последовательным, при котором деталь в процессе нагрева и охлаж-
дения перемещается относительно индуктора. Первый способ
боле$ производителен и обеспечивает получение большей глубины
закалки без перегрева поверхности. Характер процесса нагрева и
охлаждения детали зависит от индуктора и устройства для охлаж-
дения.' Конструкцию индуктора необходимо выбирать с учетом его
индуктивности £и, которая не должна превышать максимального
значения индуктивности Lmax, указываемой в паспорте закалочной
установки. Индуктивность индуктора в зависимости от его размеров
можно определить по следующей формуле [18]:
(nd„)2 cofe..
L„ = —-----Хю-’ Гн,
“и
313

где^и —диаметр индуктора, мм; со — количество витков индуктора;
Ли — высота индуктора, мм; kN — коэффициент, зависящий от
отношения da/ha. Приближенно коэффициент k,v можно опреде-
лить так:
А	2>3
Rn =-------т-
Поверхностная закалка деталей, восстановленных наплавкой и
металлизацией, должна вестись с учетом материала покрытия,
глубины закаленного слоя и поверхностной твердости соответствую-
щих новых деталей. Глубина закаленного слоя может быть изменена
путем подбора частоты, подводимой мощности и продолжительности
нагрева. Большое значение имеет и выбор оптимальной температуры
закалки. Для деталей, восстановленных наплавкой под флюсом
АН-348А и в среде СО2 электродными проволоками типа Нп-ЗОХГСА,
Нп-70 (У-7А); 18ХГСА, оптимальная температура должна быть
900—920° С.
Для получения токов высокой частоты применяются машинные
и ламповые генераторы. Машинные генераторы экономичнее
ламповых по стоимости и более высокому к. п. д. Для закалки
автомобильных деталей диаметром от 15 до 100 мм на глубину
1,3—5 мм наиболее подходящими являются машинные генерато-
ры мощностью 100 кВт и частотой тока 8000 Гц (тип ПВВ-100/8000,
ВПЧ-100/8000). Из ламповых генераторов может быть рекомен-
дован генератор типа ЛЗ-107В мощностью 100 кВт, частотой
70 кГц,
Универсальная установка для закалки т. в. ч. кроме высоко-
частотного генератора включает станок, обеспечивающий вращение
и поступательное перемещение детали, индукторы, систему охлаж-
дения, нагревательное оборудование повышенной частоты (высоко-
частотный понижающий трансформатор и батарею конденсаторов),
пульт управления. Поверхностная закалка с нагревом токами
высокой частоты имеет большие преимущества перед другими
видами термической обработки,, так как позволяет вести про-
цесс на требуемую глубину с минимальными припусками на об-
работку, не вызывая деформации и окалины детали. Ввиду кратко-
временности операции производительность процесса весьма вы-
сокая.
Износостойкость и усталостная прочность деталей, восстанов-
ленных наплавкой и закаленных нагревом т. в. ч., могут быть
повышены на 100—200% по сравнению с незакаленными благодаря
повышению поверхностной твердости и созданию благоприятной
структуры и остаточных напряжений сжатия.	4
Поверхностная закалка шеек коленчатых валов, восстановлен-
ных автоматической наплавкой под флюсом АН-15 проволокой
“40Х2Г2М, по исследованиям СПИ повышает долговечность валов
до 130% по сравнению с новыми валами.
314

§ 70. УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ
ДЕФОРМИРОВАНИЕМ (НАКЛЕПОМ)
В машиностроении упрочнение наклепом получило широкое
распространение благодаря работам И. В. Кудрявцева [491 и других
исследователей. Повышение усталостной прочности деталей, вос-
станавливаемых наплавкой и другими способами и упрочненных
наклепом, объясняется рядом причин: повышением прочности
поверхностных слоев металла и снижением их чувствительности
к концентрации напряжений, уменьшением величины внутренних
растягивающих напряжений вследствие суммирования с ними
возникающих при наклепе напряжений сжатия, уменьшения поверх-
ностных дефектов и др. Пластическое поверхностное деформирова-
ние улучшает такие характеристики деталей, как шероховатость
поверхности, износостойкость, сопротивляемостьz коррозии. При
пластическом деформировании благодаря взаимодействию сил,
действующих в поверхностных и внутренних слоях детали, возни-
кают напряжения различного знака: в поверхностных слоях отри-
цательного знака — напряжения сжатия, во внутренних слоях
положительного — растягивающие напряжения. Известно, что рас-
тягивающие напряжения снижают усталостную прочность деталей,
тогда как сжимающие повышают ее. При одних и тех же режимах
упрочнения глубина наклепа высокоуглеродистых и легированных
сталей получается меньшей, чем у. малоуглеродистых сталей,
хотя величина остаточных напряжений у них более высокая.
Упрочнение наклепом можно осуществлять у деталей различного
габарита и массы, изготовленных из стали, чугуна, бронзы, латуни,
алюминиевых и других сплавов.
На рис. 126 показаны схемы основных способов упрочнения
деталей поверхностным деформированием [64]. По существу, все
указанные способы упрочнения могут применяться в авторемонтном
производстве. Известно, что дробеструйный наклеп широко при-
меняется в автопромышленности для упрочнения рессорных листов
и пружин, накатывание роликом или шариком с успехом может
использоваться для повышения долговечности шеек коленчатых
валов, поворотных цапф и цилиндрических, поверхностей других
деталей, наклеп механической чеканкой — для упрочнения гал-
телей указанных деталей, дорнование и раскатывание отверстий
роликами—для упрочнения цилиндров и гильз двигателей, от-
верстий нижних головок шатунов, различных втулок и др.
При дробеструйном наклепе пластическое поверхностное дефор-
мирование детали достигается благодаря воздействию кинетической
энергии потока дроби. Дробеструйная обработка в.промышленности
осуществляется на специальных механических или пневматических
установках (дробеметах). Скорость полета дроби достигается струей
сжатого воздуха или быстровращающимися лопатками ротора.
Твердость поверхностных слоев повышается с ростом кинетической
энергии удара дроби.и продолжительности обработки. Глубина
315

наклепанного слоя находится в прямой зависимости от диаметра
и скорости дроби и в обратной — от динамической твердости мате-
риала (величины удельной работы шарика при вдавливании),
которой определяется и величина остаточных напряжений при
постоянном режиме дробеструйной обработки [64].
При необходимости термической обработки упрочненных дета- >
лей следует иметь в виду, что нагрев их не должен превышать
400° С, так как при более высоком нагреве усталостная прочность
Рис. 126. Основные виды поверхностного упрочнения:^ — пневматический нак-
леп дробью; б — механический наклеп дробью; в — центробежно-шариковый
наклеп; г — накатывание роликом; д — накатывание шариком; е — накатывание
вибрирующим роликом; ж — наклеп механической чеканкой; з — раскатывание
отверстия роликами; и — дорнование
упрочненных деталей снижается, а при 850° С упрочнение полно-
стью снимается. По исследованиям И. И. Луневского [55], кон-
тактная стыковая сварка листов рессор автомобиля ЗИЛ-164
снижает усталостную прочность на 30% и более. После дробеструй-
ного наклепа долговечность рессор полностью восстанавливается.
При упрочнении деталей обработкой роликом или шариком
глубина и интенсивность наклепа, твердость и шероховатость
упрочненного поверхностного слоя зависят от режимов упрочнения
и свойств материала упрочняемой детали — поверхностной твер-
дости и шероховатости. Поверхностная твердость упрочняемой
детали определяется способами восстановления и применяемыми
при этом наплавочными и другими материалами, термообработкой,
а шероховатость поверхности — качеством механической обработки.
Детали, восстановленные наплавкой малоуглеродистыми прово-
локами при одних и тех же режимах упрочнения, будут иметь
316

большую глубину наклепа по сравнению с наплавками высокоугле-
родистой и легированной проволоками.
Наилучшие результаты при упрочнении могут быть достигнуты
соблюдением оптимальных режимов обработки: давления инстру-
мента, продольной подачи и скорости обкатывания. Разумеется,
что размеры инструмента при этом играют немаловажную роль.
На рис. 127 показана зависимость шероховатости и твердости
поверхности упрочненного наплавленного металла от усилия,
прилагаемого к шарику.
Упрочнение деталей диаметром 40—70 мм, с твердостью наплав-
ленного слоя HV 200—300, можно вести на следующих режимах:
давление инструмента 200—250 кгс; продольная подача 0,1—
0,25 мм/об; скорость обкатки 15—
125 м/мин, число проходов 1—2. Диа-
метр шарика 15—20 мм или ролика
0 30 мм с профильным радиусом
10—15 мм. При твердости наплавлен-
ного слоя HV 300 и более давление
на инструмент должно составлять
300—400 кгс; значения остальных па-
раметров остаются прежними.
В случае использования шариков
с диаметрами сверх 20 мм необходимо
считаться с жесткостью системы ста-
Рис. 127. Зависимость шерохо-
ватости (/) и твердости (2) по-
верхности детали от усилия Р
на шарик (наплавка в СО2
проволокой Нп-ЗОХГСА при
d — 20 мм, s = 0,2 мм/об). Ис-
ходная шероховатость поверхно-
сти 5-й класс
нок—деталь—инструмент, поскольку
приходится использовать большие
давления на инструмент.
При малых подачах производи-
тельность процесса снижается и к
тому же получается перенаклеп по-
верхностного слоя, поскольку шарик или ролик большое число раз
повторно деформируют одни и те же участки поверхности. При
высоких подачах шаг хода инструмента по винтовой линии стано-
вится большим, что нарушает сплошность деформирования поверх-
ностного слоя и тем самым снижает интенсивность упрочнения.
Повышение твердости при втором и третьем проходах не превы-
шает 3—7%, а при дальнейшем увеличении проходов поверхност-
ная твердость даже снижается из-за перенаклепа и частичного
разрушения поверхностного слоя. Повышение твердости наплав-
ленного слоя после упрочнения обкатыванием роликом или шариком
составляет примерно 35—40%, а глубина наклепа (0,02 4-0,04)7),
где D — диаметр детали. Обкатка шеек коленчатых валов из стали
и высокопрочного чугуна повышает их усталостную прочность
на 50—100%.
Упрочнение галтелей коленчатых валов можно осуществлять
роликом при помощи специального приспособления, вибрирующим
роликом или чеканкой. Приспособление для чеканки монтируют
на суппорте токарного станка и чеканкой наносят удары по детали,
317

закрепленной на станке. Поступательное перемещение чеканочного
приспособления осуществляется при помощи ходового винта.
Благодаря ударному воздействию твердость поверхности повышается
на 30—50%, возникающие напряжения сжатия доходят до
100 кгс/мм2, глубина наклепа может быть до 35 мм [64].
На рис. 128 приведены схемы деталей автомобилей с указанием
поверхностей, подлежащих наклепу. Размеры упрочняемых поверх-
ностей и режимы упрочнения приведены в [31].
Упрочнение отверстий деталей наклепом можно вести раскат-
кой роликами или протягиванием шарика или дорна. Раскаткой
можно упрочнять детали из стали, чугуна и цветных металлов.
Раскатку ведут на расточных или сверлильных станках после
чистового растачивания или развер-
Рис. 1281 Места, подлежащие упрочнению: а — коленчатый вал дви-
гателя ЗИЛ-164; б — поворотная цапфа автомобиля ГАЗ-53 (1 — гал-
тель; 2, 3 — места подреза около проушин под рычаги)
более 0,1 мм на сторону. Шероховатость поверхности за один про-
ход повышается на 2—3 класса. Скорость раскатки колеблется
в пределах 20—150 м/мин. Подача 0,1—2,7 мм, число проходов
не более двух.
Для упрочнения отверстий нижней головки шатуна и гильз
цилиндров, цилиндров компрессоров применяется протягивание
шарика или дорна, диаметр которых несколько больше диаметра
отверстия. В результате протягивания происходит упрочнение
поверхностного слоя стенок отверстия, уменьшается шероховатость
поверхности, размер же отверстия несколько увеличивается. Изме-
нение этих параметров и твердость наклепанного слоя зависят от
величины натяга при протягивании, определяемого разностью
диаметров инструмента и отверстия. Естественно, что с возраста-
нием величины натяга все указанные параметры дорнования возра-
стают.
Обработка отверстий шариками позволяет повысить шерохова-
тость поверхности до 11-го класса, а применение дорна с цилиндри-
ческим пояском — до 10-го класса.
318

§ 71. УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКОЙ
Как и при упрочнении наклепом эффективность электромехани-
ческого упрочнения зависит от свойств упрочняемого материала и
режима обработки: давления инструмента, силы тока и скорости
вращения детали (вала) или инструмента, если упрочняется от-
верстие.
В настоящее время еще не выработано достаточно обснованных
режимов упрочнения различных деталей, восстановленных разными
способами. Рассмотрим влия-
ние на качество обрабатывае-
мой поверхности различных
параметров упрочнения ме-
талла, наплавленного в среде
углекислого газа. На рис. 129
показана область режимов
давления ц скорости, обес-
печивающих требуемое каче-
ство упрочненной поверхно-
сти, по Г. П. Тончеву [181.
При НИЗКИХ давлениях И ’ Рис. 129. Влияние давления Р и окруж-
малых окружных скоростях ..............................   ”
области / в месте контакта .
возникает большое контакт-
ное сопротивление и выде-
ной скорости v на качество поверхности
(наплавка проволокой Нп-ЗОХГСА в СОа
при / = 300 A, R — 10 мм, г = 5 мм,
s = 0,2 мм/об п = 1)
ляется много теплоты. Поверхность металла становится черной
(как бы обгорает), при этом шероховатость поверхности ухуд-
шается.
При средних давлениях и почти всех значениях рабочих скоро-'
стей области II твердость и шероховатость поверхности получаются
удовлетворительными. Наиболее высокая твердость и шероховатость
црверхности достигаются при давлении и скорости, соответствую-
щих нижней левой части заштрихованной области II. Упрочнение
при давлении и скорости, соответствующих левой верхней части
области II, характеризуется большой глубиной упрочнения (0,2—
0,3 мм). Правая часть области II характеризуется малой глубиной
упрочнения (0,04—0,06 мм), средней твердостью (HV 350—400) и
шероховатостью поверхности 9—10 класса.
Вследствие высоких скоростей и больших удельных давлений
(область III) поверхностный слой подвергается' разрушению.
На рис. 130 показана область режимов тока и окружной скорости,
обеспечивающих качество упрочняемой поверхности. В области I,
характерной для больших значений тока и малых скоростей,
качество поверхности низкое, а расход инструмента высокий.
Рациональные режимы упрочнения охватываются областью II.
Во избежание перегрева упрочняемой поверхности при повы-
шении силы тока необходимо увеличивать и скорость вращения
319

детали. При малых токах и больших скоростях обработки (об-
ласть III) шероховатость поверхности высокая, глубина же упроч-
нения малая.
Таким образом, широкий диапазон значений параметров упроч-
нения позволяет выбрать режимы электромеханической обработки
Рис. 130. Влияние силы тока и
окружной скорости на качество
поверхности (наплавка в СО2 про-
волокой Нп-ЗОХГСА при Р= 50 кгс,
— 10 мм, г— 5 мм, s— 0,2 мм/об,
п = 1)
батываемой детали и уточнить
ному на рис. 129.
деталей, восстанавливаемых и дру-
гими способами наплавки с уче-
том, конечно, износа деталей и
требуемого качества поверхности.
Силу тока необходимо выби-
рать с учетом массы детали, по-
скольку теплоемкость детали при
этом изменяется. Для повышения
стойкости инструмента с увеличе-
нием силы тока необходимо повы-
шать и давление инструмента.
Режим упрочнения необходи-
мо выбирать в такой последова-
тельности: по массе детали вы-
брать силу тока, по силе тока
выбрать величину давления инст-
румента, по давлению инструмента
выбрать окружную скорость обра-
ее значение по графику, показан-
Масса детали, кг...........	0,5—2	2—4	4—6
Сила тока, А.................... 300—400 400—500 500—600
6
600—700
300
Давление инструмента, кгс .... 50—100	100—200	200—300
Шаг продольной подачи инструмента устанавливают в пределах
0,15—0,30 мм/об в зависимости от требуемой шероховатости
поверхности.
Механическое и тепловое воздействие на упрочняемую деталь
во многом зависит от величины прикладываемого к инструменту
давления. Поэтому применяемая для упрочнения оснастка должна
обеспечивать стабильность давления инструмента, отсутствие его
вибрации, малую чувствительность к биению детали и др. Этим
условиям удовлетворяет динамометрическое приспособление конст-
рукции отраслевой лаборатории Ленинградского сельскохозяйст-
венного института (рис. 131).
Инструмент 2 для упрочнения (пластина или ролик, изготов-
ленные из твердого сплава) закрепляется в головке 5, завернутой
на штоке 5. Шток, перемещаясь внутри корпуса 9, передает давление
упругому элементу 6, который может сжиматься при движении
поперечного суппорта 10. Линейная деформация сжатия измеряется
индикатором 7. Кожух И служит для охлаждения головки, а нако-
нечник 12 электропровода — для подвода тока к рабочему инстру-
320

менту. Остальные обозначения на рис. 131:1 — деталь, 4 — шпонки,
g — пружина. Головка 3 для крепления инструмента выполняется
сменной с целью использования приспособления для различных
Рис. 131. Принципиальная схема динамометрической оправки
способов не только электромеханического упрочнения пластиной
или роликом, но и для поверхностного пластического деформиро-
вания при упрочнении шариком или роликом.
Электромеханическое упрочнение повышает твердость наплавлен-
ного металла в 1,5—2,5 раза, усталостную прочность — на 55—75%,
шероховатость поверхности с 5-го класса улучшается до 8—10-го.
ГЛАВА XXIV
ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
§ 72. МЕТОДЫ ТЕХНОЛОГИИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ
В АВТОРЕМОНТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Восстановление деталей в ’ авторемонтном производстве может
вестись по технологическому процессу, разработанному на каждый
дефект (подефектная технология), на комплекс дефектов определен-
ного сочетания, возникающих на деталях данного наименования
(маршрутная технология) и на группу однотипных деталей опреде-
ленного класса, в соответствии с типизацией технологических
процессов (групповая технология). Рассмотрим кратко особенности,
достоинства и недостатки каждой из этих видов технологии.
При подефектной технологии комплектование партий деталей
осуществляется только по наименованию, без учета их однотипности
и имеющихся дефектов. По этим причинам запуск в производ-
ство больших партий деталей и применение специализированного
11 В. А. Шадричев	321

оборудования, приспособлений и инструмента становится не рацио-
нальным. Прохождение деталей по цехам и участкам усложняется,
а продолжительность цикла восстановления значительно увеличи-
вается во времени. Из-за этих недостатков подефектная технология
стала тормозом на пути дальнейшего развития авторемонтного про-
изводства и в настоящее время при промышленном методе ремонта
автомобилей не применяется. Подефектная технология широко при-
менялась на первой стадии развития авторемонтного производства
и сохраняется до сих пор лишь в небольших предприятиях с единич-
ным характером производства.
При маршрутной технологии, предложенной К. Т. Кошкиным,
разрабатывается технологический процесс на устранение определен-
ного сочетания дефектов и наивыгоднейшую последовательность
выполнения технологических операций, при кратчайшем маршруте
прохождения деталей по цехам и участкам. При этом возрастают
значение и роль способа восстановления деталей, так как содержа-
ние маршрута определяется именно способом восстановления.
Так как детали автомобиля имеют разнообразные дефекты, устра-
няемые различными способами, то и сочетание дефектов в подавляю-
щем большинстве случаев не может быть охвачено одним маршрутом,
с одним технологическим процессом. Очевидно, что для каждого
сочетания дефектов (каждого маршрута) необходим свой техноло-
гический процесс. Таким образом, в отличие от подефектной техно-
логии последовательность операций в маршрутной технологии
является единой для всего номера маршрута. Маршруты восстанов-
ления и их нумерация устанавливаются на участке контроля и
сортировки деталей, а на некоторых предприятиях — на складе
накопления контролерами-дефектовщиками. Количество маршрутов
для деталей данного наименования должно быть минимальным,
обычно в пределах двух-трех и не более пяти для сложных кор-
пусных деталей. Большое количество маршрутов затрудняет плани-
рование и учет производства, усложняет технологическую докумен-
тацию, требует увеличения складских площадей и др. Поэтому
применение маршрутной технологии целесообразно при централи-
зованном восстановлении деталей и в крупном специализированном
производстве.
Дальнейшим развитием технологии восстановления деталей
является групповой метод. При групповой технологии технологи-
ческий процесс разрабатывается для групп деталей, устранение
дефектов которых производится одними и теми же способами с после-
дующей механической обработкой, проводимой на однотипном
оборудовании. В качестве представителя (эталона) деталей данной
группы, для которой разрабатывается технологический процесс,
выбирается наиболее характерная, представительная деталь, струк-
турные характеристики и дефекты которой наиболее полно отражают
эту совокупность у всех других деталей этой группы. Групповая
технология основывается на классификации деталей, которая должна
учитывать: геометрическую форму, материал и термообработку
322

деталей, износы и другие дефекты различных поверхностей деталей,
условия их работы и др.
Групповая технология в авторемонтном производстве отличается
от групповой технологии в машиностроении, разработанной
С. П. Митрофановым, своими особенностями, связанными со спосо-
бами восстановления деталей. При групповой технологии возможно
широкое использование групповых приспособлений и настройка
оборудования для восстановления групп деталей, а также станков
для последующей механической обработки. Все. это сокращает
номенклатуру и количество необходимой оснастки и снижает
трудовые затраты за счет сокращения вспомогательного и подго-
товительно-заключительного времени по каждой партии различных
групп деталей.
Групповые технологические процессы могут служить основа-
нием для организации .поточного метода восстановления деталей
в авторемонтном производстве.
§ 73. содержание и оформление
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ДЛЯ ЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Проектирование технологических процессов восстановления
деталей состоит в основном в следующем:
1)	выборе рационального способа восстановления;
2)	установлении наивыгоднейшей последовательности выполне-
ния всех видов работ;
3)	выборе средств производства, необходимых для восстановле-
ния деталей: оборудования по подготовке и нанесению металлопокры-
тий или обработке давлением, тепловой и механической обработке,
приспособлений, инструмента;
4)	выборе материалов и режимов нанесения металлопокрытий:
при наплавках и сварке материала электродной проволоки, флюса,
защитных газов, режимов наплавки и* сварки, необходимости
упрочнения — выборе способа и режимов упрочнения, для гальва-
нических покрытий состава ванн и режимов электролиза и т. п.;
5)	установлении режимов механической и если необходимо
тепловой обработки;
6)	соблюдения точности и шероховатости поверхности в соответ-
ствии с рабочим чертежом детали;
7)	определении квалификации рабочих и норм времени на
выполнение работ.
Исходными данными для разработки технологических процессов
восстановления деталей являются: годовая программа ремонтируе-
мых объектов, рабочий чертеж детали, классификация деталей
с указанием сочетания встречающихся дефектов и возможных
способов их устранения, а также сведения по эксплуатационным
свойствам способов восстановления, паспорты (каталоги) стандарт-
ного и нестандартного оборудования, каталоги режущего, измери-
11*
323

тельного и вспомогательного инструмента, справочные сведения по
материалам и режимам, применяемым для восстановления деталей,
припускам и режимам механической обработки, соответствующим
ГОСТам, нормам времени по всем видам подготовительных и восста-
новительных операций.
Технологический процесс восстановления деталей может быть
оформлен в виде маршрутной или технологической (операционной)
карты.
В верхней части маршрутной карты указываются: марка авто-
мобиля, номер, размеры, материал, твердость и масса детали,
номер маршрута. В основной части карты указывается краткое
содержание операции и последовательность их выполнения, обору-
дование, приспособления и инструмент, время на операцию и разряд
работы.
Маршрутные карты дают наглядное представление о маршруте
движения деталей в процессе их восстановления по цехам и уча-
сткам.
Технологические (операционные) карты содержат номер, наиме-
нование и последовательность каждой операции и перехода с указа-
нием обрабатываемых и базирующих поверхностей соответственно
обозначению их на чертеже или операционном эскизе. В карте
указываются операционные размеры и допуски, данные об оборудо-
вании, приспособлениях и инструментах (наименование, размеры,
шифры), режимы восстановления и механической обработки, состав-
ляющие штучного времени и их сумма, разряды рабочих по опе-
рациям.
§ 74. ТИПИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Для проектирования технологического процесса восстановления
деталей по маршрутной технологии необходимо иметь данные о соче-
тании дефектов и способах их устранения, а при групповом методе
еще и классификацию деталей по конструктивно-технологической
однородности и дефектам. На основе классификации может быть
разработана типизация технологических процессов в авторемонт-
ном производстве. '	ч
Типизация технологических процессов позволяет осуществить
применение наиболее рациональных способов и создание принци-
пиальных технологических процессов восстановления всех деталей
данного класса. Она может послужить базой для разработки более
совершенных технических условий на ремонт и сборку автомобилей
и разработку технологических процессов восстановления любой
детали данного класса в различных производственных условиях.
Вместе с тем, все это будет способствовать созданию определенных
предпосылок к разработке стандартов по восстановлению деталей,
устранению имеющегося разнобоя в этом вопросе и его упорядо-
чению.
324

Рассмотренные ранее классификации деталей в машиностроении,
естественно, не учитывают дефектов, встречающихся в деталях в ре-
зультате утраты ими работоспособности, и применяемых способов
для их устранения. В этих классификациях учитывается технологи-
ческая общность деталей и механической обработки в отношении
базирования, точности изготовления, оснастки и др. В авторемонт-
ном же производстве кроме механической обработки большой удель-
ный объем занимают работы по устранению дефектов различными
способами, резко отличными от механической обработки. Поэтому
разработка типовых технологических процессов, а также маршрут-
ной технологии восстановления деталей по указанным классифика-
циям явно затруднительна. Применительно к авторёмонтному про-
изводству известны классификации автомобильных деталей [94, 60,
57]. К достоинству указанных классификаций следует отнести
разделение деталей не только по классам^ но и группам (элементам)
с целью систематизации и научного обоснования применяемых
способов восстановления. Однако, на наш взгляд, в состав классов
нельзя включать ответственные детали, явно различные по конструк-
тивно-технологическим особенностям и способам восстансвления:
например, шатун, коленчатый вал, стойка оси коромысла и др.
или коленчатые валы, клапаны, карданные валы с вилками в сборе,
шкворни и др. Этим нарушается принцип классификации в части
общности способов восстановления.
В предлагаемой классификации (табл. 9) детали распределены
на классы и группы с учетом общности габаритов, геометрической
формы, материала и термообработки, дефектов различных рабочих
поверхностей, применяемых способов восстановления, механической
обработки и др.
Классификация включает 11 классов с различным числом групп
в каждом классе в зависимости от разнообразия структурных
характеристик деталей и способов их восстановления. Некоторые
детали типовых групп вовсе не подвергаются восстановлению и
заменяются новыми. Для обоснованного выбора рационального
способа и разработки технологического процесса восстановления
деталей в табл. 9 указаны дефекты, встречающиеся в деталях
различных классов и групп и возможные способы их устранения.
Из таблицы следует, что одни из деталей могут восстанавливаться
одним-двумя способами, в то время как для многих других можно
применять от двух до пяти способов. Наибольший интерес в этом
отношении представляют детали класса III. Все детали этого
класса принадлежат к числу основных, являются сложными в кон-
структивно-технологическом отношении, изготовлены из легиро-
ванных сталей, имеют сложную термическую обработку, высокие
точность и'шероховатость поверхности и являются дорогостоящими.
Поэтому выбор рационального способа и разработка технологиче-
ского процесса восстановления этих деталей имеют существенное
.значение для повышения эксплуатационной надежности капитально
отремонтированных автомобилей.
325

Таблица 9
Классификация деталей с указанием дефектов
и возможных способов их устранения
Класс	Группа	Наблюдаемые дефекты деталей	Возможные способы восстановления деталей
I —корпус- ные детали	Картеры: (блок цилиндров) двига- телей, коробок пе- редач и задних мо- стов, корпусы ВОДЯ- НОГО и масляного насосов и др.	1. Различного рода трещины, от- колы • 2. Износы резь- бовых отверстий и повреждения 3. Износы ци- линдров блока, на- правляющих отвер- стий 4. Износы отвер- стий под подшип- ники качения в картерах	1.	Ацетилено-кисло- родная, электродуго- вая сварка, эпоксид- ные смолы 2.	Нарезание резь- бы ремонтного разме- ра, постановка ввер- тышей 3.	Механическая об- работка под ремонтные размеры; дополнитель- ные детали 4.	Растачивание под дополнительные дета- ли; хромирование, же- лезнение в проточном электролите
	Крышки: головок цилиндров, картера коробки передач, редуктора, подшип- ника ведущего ва- ла и др.	Износы и пов- реждения резьбы в отверстиях Коробление пло- скости разъема	То же, что в п. 2 Шлифование; фрезе- рование
II —пло- ские детали вращения	Детали с отно- шением высоты h к наибольшему ди- аметру не менее »,s(4»o,s) Ступицы ’ колес, чашки дифференци- ала (коробки сател- литов) и др.	1.	Износы отвер- стий под подшип- ники качения (сту- пицы) 2.	Износы шеек под подшипники качения (чашки дифференциала) 3.	Износы отвер- стий в чашках под болты	1.	Растачивание под дополнительные детали 2.	Обработка давле- нием 3.	Развертывание под ремонтные разме- ры
	гт	h Детали с — < а <0,5; диски сцеп- ления, тормозные барабаны, махови- ки,	различные фланцы и др.	1.	Коробление дисков 2.	Износы отвер- стий под стяжные болты маховика 3.	Износы поверх- ности тормозного барабана	1.	Правка 2.	Развертывание под ремонтные разме- ры 3.	Растачивание
326

Продолжение табл. $
Класс	Группа	Наблюдаемые дефекты деталей	Возможные способы восстановления деталей
III — валы	Валы эксцент- ричные и кулачко- вые:	коленчатые валы двигателей, компрессоров, рас- пределительные ва- лы, разжимные ку- лаки и др.	1.	Погнутость 2.	Износи шеек под подшипники скольжения ' 3.	Износы кулач- ков 4.	Износы и по- вреждения резьбы	1.	Правка 2.	Шлифование под ремонтные размеры; наплавка под флюсом; плазменная (коленча- тые валы) металлиза- ция; наплавка в среде защитных газов; хро- мирование, железне- ние (распределитель- ные валы) 3.	Шлифование 4.	Нарезание резьбы ремонтного размера
	Валы ступенча- тые, валы с нали- чием шлицев или зубчатых колес, или обоих вместе, или шпоночных пазов; валы (цапфы) слож- ной формы с нали- чием резьб или шлицев, крестови- ны; ведущий, ведо- мый и промежуточ- ный валы коробок передач, ведущая коническая шестер- ня, поворотные ку- лаки	1.	Износы шеек под подшипники качения 2.	Износы пово- ротных цапф и кре- стовин 3.	Износы резьбы 4.	Износы отвер- стий под шкворень	1.	Наплавка в среде защитных газов; виб- • родуговая наплавка (кроме поворотных цапф) 2.	Металлизация (поворотные цапфы); хромирование; желез- нение 3.	Наплавки: в сре- де защитных газов, открытой дугой 4.	Развертывание^ под ремонтные размеры
	Валы длинные с наличием шлицев, или резьбы, или фланцев, или зуб- чатых колес, валы полые; полуоси зад- них мостов, кар- данные валы, валы сошек руля, трубы полуосей и др.	1. Погнутость 2. Износы шли- цев, посадочных по- верхностей под под- шипники	1. Правка 2. Наплавка под флюсом, в среде защит- ных газов
327

Продолжение табл. 9
Класс	Группа	Наблюдаемые дефекты деталей	Возможные способы восстановления деталей
IV —ци- линдриче- ские глад- кие стержни и стержни с наличием сложных поверхно- стей	Поршневые паль- цы, валики венти- ляторов, оси шесте- рен заднего хода, ползунковые вали- ки, шкворни и др.	1. Износы рабо- чих поверхностей 2. Износы повер- хностей под под- шипники	1. Шлифование под ремонтные размеры 2. Хромирование; железнение
	Впускные и вы- пускные клапаны, толкатели и др.	1. Износы рабо- чих поверхностей стержней 2. Износы кони- ческих (клапаны) и сферических по- верхностей (толка- тели)	1. Шлифование под ремонтные размеры; хромирование; желез- нение 2. Шлифование, при- тирка, шлифование (юлкатели)
V —некруг- лые стерж- ни, рычаги, прямые и изогнутые'	Шатуны, рычаги верхних левых по- воротных кулаков, рулевые сошки, ко- ромысла клапанов, вилки переключе- ния передач, рыча- ги тормозов и др.	1.	Погнутость 2.	Износы отвер- стий 3.	Износы рабо- чих поверхностей (вилки переключе- ния скоростей)	1.	Правка 2.	Развертывание; шлифование плоско- стей разъема и раста- чивание тонкое (шату- ны) 3.	Наплавка в среде защитных газов, фре- зерование
	Балки передних осей, лонжероны рам	Погнутость, скру- ченность	Правка -к
VI — втулки	Гильзы цилинд- ров, втулки шату- нов, распредели- тельных валов и др.	Износы рабочих поверхностей от- верстий	Растачивание и хо- нингование под ре- монтные	размеры (гильзы). Заливка ан- тифрикционными спла- вами (втулки распре- делительных валов ЗИЛ)
VII — крон- штейны	Кронштейны рес- сор,	стремянки крепления рессор, серьги рессор, стой- ки осей коромыс- лов и др.	Износы отверстий под втулки, паль- цы	,	Развертывание под ремонтные - размеры
328

Продолжение табл. 9
Класс	Группа	Наблюдаемые дефекты деталей	Возможные способы восстановления деталей
VIII —ше- стерни, чер- вяки	Шестерни коро- бок передач.и зад- них мостов, рас- пределительные ше- стерни, червяки ру- левых механизмов, и др;	Износы, выкра- шивание зубьев, откалывание	Замена
IX — жестя- ницкие детали	Жестяницкие де- тали оперения ку- зовов и кабин лег- ковых и грузовых автомобилей и др.	Погнутость-, тре- щины, вмятины	Правка, сварка, газопламенное напы- ление
X — мелкие детали топ- ливного насоса, карбюра- тора, арма- туры	Клапаны, штуце- ры, краны, пробки и др.	Износы рабочих поверхностей	- Слесарная обработ- ка, притирка, замена
XI —нор- мали	Шпильки, болты, г^йки и т. п.	Износы резьбы	Замена
§ 75. КРИТЕРИИ И МЕТОД ВЫБОРА СПОСОБА
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Для повышения надежности и долговечности капитально отре-
монтированных автомобилей большое значение имеют научно
обоснованные способы и технологические процессы восстановления
деталей. Решение этого вопроса имеет большое народнохозяйствен-
ное значение, особенно в связи с развитием централизованного вос-
становления деталей на специализированных предприятиях в усло-
виях крупносерийного и возможно массового производства.
В отличие от технологического процесса изготовления деталей
процесс их восстановления имеет много специфических особенностей.
При изготовлении сырьем для готовой детали служит заготовка,
в то время как при восстановлении заготовкой является сама
деталь. Поэтому целью технологического процесса восстановления
деталей является не превращение заготовки в готовую деталь
путем оптимального варианта механической обработки, а возвра-
щение детали утраченной работоспособности наиболее рациональным
способом, обеспечивающим необходимую долговечность детали при
наименьшей стоимости ее восстановления. Таким образом, выбор
рационального способа является одним из основных вопросов при
разработке технологических процессов восстановления деталей.
329

Выбор способа восстановления зависит от конструктивно-техно-
логических особенностей и условий работы деталей, величины их
износов, эксплуатационных свойств самих способов, определяющих
долговечность отремонтированных деталей, и стоимости их восста-
новления. Конструктивно-технологические особенности деталей оп-
ределяются: их структурными характеристиками — геометрической
формой и размерами, материалом и термообработкой, поверхност-
ной твердостью, точностью изготовления и шероховатостью поверх-
ности; характером сопряжения (типом посадки); условиями рабо-
ты— характером нагрузки, {5одом й видом трения, величиной
износа за эксплуатационный период. Знание структурных характе-
ристик деталей, условий их работы и эксплуатационных свойств
способов позволяет в первом приближении решить вопрос о примени-
мости того или иного из них для восстановления отдельных деталей.
При помощи такого анализа можно установить, какие из деталей
могут восстанавливаться всеми или несколькими способами и
какие по своим структурным характеристикам допускают только
один способ восстановления.
Данный критерий позволяет определить применимость способов
восстановления к конкретным деталям и может быть назван техно-
логическим критерием или критерием применимости. Так, например,
при помощи данного критерия заранее можно сказать, что детали
/небольшого диаметрального размера, имеющие высокую поверхност-
ную твердость и незначительные износы (стержни клапанов и
толкателей, шейки валов коробки передач под подшипники каче-
ния и т. п.), нерационально восстанавливать металлизацией и
наплавками — ручной электродуговой и автоматической под слоем
флюса. Критерий применимости не может быть выражен числом и
является по существу предварительным, поскольку при его помощи
нельзя решить вопрос выбора рационального. способа восстанов-
ления деталей, если этих способов может быть несколько. Критерий
применимости , позволяет классифицировать детали по способам
восстановления и выявить перечень деталей, восстановление кото-
рых возможно разными способами. Последнее облегчает работу
по выбору рационального способа.
Оценка способов восстановления с точки зрения обеспечиваемой
ими работоспособности деталей может быть произведена при помощи
критерия долговечности, определяемого коэффициентом долговеч-
ности. Долговечность деталей, восстановленных теми или иными
способами, зависит от эксплуатационных свойств способов. Наибо-
лее рациональными способами здесь окажутся те из них, которые
обеспечивают наибольшую долговечность восстановленной детали.
Критерий долговечности в отличие от критерия применимости
численно выражается через коэффициент долговечности для каждого
из способов восстановления и каждой конкретной детали.
Первые два критерия выражают техническую часть задачи без
учета экономической целесообразности того или иного способа.
Поэтому необходима еще оценка способов восстановления при
330

помощи экономического критерия, определяемого стоимостью вос-
становления деталей. Окончательное решение вопроса выбора
рационального способа производится при помощи технико-эконо-
мического критерия, связывающего долговечность детали с эконо-
микой ее восстановления.
Для восстановления начальных посадок сопряжений и размеров
деталей техника ремонта машин располагает многими способами.
Очевидно, наиболее рациональными из них будут те, которые
обеспечивают взаимозаменяемость деталей, при которой ремонт
узлов и агрегатов может быть сведен к их замене. В этом отношении
наиболее прогрессивными из всех рассмотренных способов являются
способы металлопокрытий.
Вид покрытия
Прочность сцепления покрытия
с основным металпом}кгс/мм2
10 20 30 40 50 ВО 70
___i__I___i__I___i-1---1—
Наплавка под слоем (рлюса
Ручная электродуговая наплавка
ВивродугоВая наплавка
Износостойкое хромирование
Железнение
Металлизация
Рис. 132. Прочность сцепления покрытий с основным металлом
Для численного выражения критерия долговечности необходимо
рассмотреть сравнительные характеристики эксплуатационных
свойств способов.
Эксплуатационные свойства способов восстановления деталей.
Каждому способу восстановления деталей присущи наиболее
характерные эксплуатационные свойства, определяющие долговеч-
ность деталей.
Эксплуатационным свойством способа ремонтных размеров будет
износостойкость, прочность же неподвижного соединения сопрягае-
мых деталей и износостойкость характеризуют способ дополнитель-
ных деталей. Качество поверхности, определяющее прочность
неподвижных посадок, или износостойкость (в зависимости от
структурных характеристик восстанавливаемых деталей и усло-
вий их работы), является эксплуатационным свойством способа дав-
ления.
Эксплуатационными свойствами способа металлопокрытий будет:
прочность сцепления покрытий с основным металлом, износостой-
кость и сопротивление поверхностных слоев металла усталостным
явлениям. Прочность сцепления (рис. 132) играет большую роль
в случае применения металлизационных и электролитических
331

покрытий и одинаково важна как для деталей подвижных, так и
неподвижных сопряжений. При росте зазора, особенно когда
нагрузка переходит в ударную, при недостаточной прочности
сцепления всегда возможны отслоения, отколы и выкрашивание
покрытий, которые могут носить не только локальный, но и общий
характер. Тем более необходима высокая прочность сцепления для
деталей сопряжений с натягом.
Хотя непосредственные поломки рассматриваемых деталей по
причинам усталости металла весьма редки, все же характеристика
металлопокрытий по их влиянию на предел усталости основного
металла является важной оценкой их долговечности. Разрушение
поверхностных слоев деталей, восстановленных Металлопокрытиями,
Рис. 133. Влияние покрытий на усталостную прочность стали:
а — наплавленных образцов:
1 — ручной электродуговой наплавкой; 2 — автоматической под флюсом;
3 — вибродуговой;
б — образцов с покрытием:
/ — гладким хромом: 2 — твердым железом
и возникновение микротрещин по причинам усталости металла
вызывают форсированный износ и могут быть причиной локального
выкрашивания и откалывания покрытий. В дальнейшем характери-
стика металлопокрытий по усталости будет играть важную роль
в связи с задачей снижения металлоемкости деталей и, следовательно,
уменьшения запаса прочности (рис. 133).
Износостойкость является важнейшей служебной характери-
стикой всех применяемых способов восстановления деталей
(рис. 134).
Что же касается таких свойств собственно металлопокрытий,
как хрупкость, пластичность, вязкость и в связи с этим сопротивле-
ние их растяжению, сжатию, срезу, изгибу и кручению, то они не
проявляются непосредственно и поглощаются указанными ранее
тремя главнейшими служебными характеристиками: прочностью
сцепления, износостойкостью и усталостной прочностью. Так,
хрупкость покрытия-вследствие облегченного скалывания и выкра-
шивания микронеровностей будет способствовать изнашиванию,
332

которое проявляется в возрастающем темпе из-за механического
внедрения контактируемых участков. Повышенная пластичность
и вязкость могут вызвать износ схватыванием. Скалывание и
выкрашивание покрытий особенно будет проявляться в покрытиях,
прочность сцепления частиц которых (когезия) будет низкой.
Пониженная пластичность покрытий при работе деталей на растя-
жение, изгиб и кручение проявляется в возникновении трещин,
локального микро- и макровыкрашивания и скалывания, что
опять же сказывается на служебных характеристиках покрытий,
вызывая повышенный износ их или понижение предела усталости.
Так как вся нагрузка
воспринимается сердеч-
ником, то поломок дета-
лей, восстановленных
покрытиями, в условиях
статических нагрузок не
происходит. Это отно-
сится и к покрытиям,
отличающимся невысо-
кой пластичностью.
При всех видах ста-
тических нагрузок в
пределах упругих де-
формаций покрытия не
вызывают опасений за
разрушение деталей под-
вижных и неподвижных
сопряжений. Так как
износы деталей являют-
ся незначительными по
Рис. 134. График сравнительной износостойкости
покрытий в условиях, близких к граничному
трению:
1 — сталь 45, закаленнаят. в. ч.; 2 — хром; 3 — на-
плавка вибродуговая; 4, 5 -— наплавка под флюсом;
6 — электролитическое . железо; 7 — металлизацион-
ное покрытие; 8 — наплавка ручная электродуговая
электродами ОЗН-ЗОО; 9 — сталь 45 нормализованная
сравнению с их диа-
метральными размерами, то прочность деталей изменяется незна-
чительно. Практика показывает, что даже восстановление дета-
лей, вышедших из всех ремонтных размеров, целесообразно, так
как запас прочности деталей является достаточным для восста-
новления их металлопокрытиями. Известным ограничением при-
менимости металлизацйонных и элетролитических покрытий являет-
ся недостаточно высокая прочность их при контактных нагрузках.
Вследствие повышенной хрупкости применение этих покрытий для
восстановления деталей сопряжений вал—ролик является неоправ-
данным.
Технико-экономический критерий выбора способа восстановле-
ния деталей. Рациональность применения того или иного способа
восстановления деталей целесообразно выразить при помощи технико-
экономического критерия, определяемого следующим выражением:
Св kC^
где Св — стоимость восстановления детали; k — коэффициент долго-
333

вечности восстановленной детали; Сн — стоимость соответствующей
новой детали.
Определение численного значения технико-экономического кри-
терия сводится к расчету себестоимости восстановления деталей и
установлению коэффициентов долговечности. Себестоимость вос-
становления деталей связана с коэффициентом долговечности.
При k = 1, т. е. при равных долговечностях новой и восстановлен-
ной деталей, рациональность применения любого из способов
будет зависеть только от себестоимости восстановления. Чем меньше
(единицы) коэффициент долговечности деталей, тем ниже должна
быть себестоимость их восстановления х. Наоборот, при коэффи-
циентах долговечности, больших единицы, рациональными могут
оказаться способы восстановления с высокой себестоимостью.
Стоимость новой детали легко определяется по прейскуранту.
Следовательно, дело сводится к установлению коэффициентов
долговечности и расчету себестоимости.
Предлагаемый метод определения коэффициентов долговечности
на основе анализа эксплуатационных свойств способов восстанов-
ления позволяет дифференцированно подойти к оценке долговечно-
сти деталей, восстанавливаемых различными способами. Для повы-
шения долговечности деталей и эксплуатационной надежности
отремонтированных машин необходимо добиваться наиболее высо-
ких значений коэффициентов долговечности путем совершенство-
вания технологических процессов восстановления деталей. Наиболее
рациональным в техническом отношении будет способ, обеспечиваю-
щий наибольший коэффициент долговечности. В табл. 10 приводятся
примерные величины коэффициентов долговечности различных
способов, которые можно применять к деталям указанных сопря-
жений. Указанные коэффициенты являются ориентировочными и
могут уточняться по мере накопления материала по исследованию
применения способов и для других машин.
Определение элементов сравнительной себестоимости восстанов-
ления деталей. Себестоимость восстановления деталей С, выражаю-
щая экономический критерий, определяется бухгалтерским мето-
дом и в общем виде
С — Ci + С2 + С3,
где — стоимость подготовки деталей к нанесению покрытий;
С2 — стоимость нанесения покрытий; С3 — стоимость механической
обработки деталей под начальные размеры.
В развернутом виде себестоимость восстановления деталей
с=сФ+т)+с"(1+т) +
1 Здесь имеется в виду восстановление деталей в заводских условиях.
334

Таблица 10
Примерные коэффициенты долговечности
Детали, вид сопряжения и характер работы	Материал сопря- женной детали	Коэффициенты долговечности деталей при восстановлении						
		хромиро- ванием	железне- нием	металли- зацией	вибродуго- вой на- плавкой	наплавкой под флюсом	наплавкой в среде , углекис- лого газа	ремонт- ' ными раз- мерами
Вал — подшипник скольжения при статической нагрузке Вал — подшипник скольжения при знакопеременной нагрузке Валы и оси — бронзовые втул- ки Цилиндрические стержни с возвратно-поступательным пе- ремещением — направляющие Фиксированные стержни с вращательным или возвратно- поступательным перемещением — втулки Цилиндрические поверхности^ крестовин Цилиндрические поверхности деталей — внутренние кольца подшипников качения по посад- кам: с натягом; подвижным Шлицевые поверхности Наружные резьбы на валах	Баббит Бронза Баббит Бронза »' Серый чугун Чугун Бронза Сталь легиро- ванная Сталь шарико- подшипниковая То же Сталь легиро- ванная Сталь углеро- дистая	1,5—1,8 0,95—1,1 1,0—1,25 1,0, 2,0—2,5 1,5—1,8 0,95-1,1 0,9—1,0 1,3—1,4 1,2—1,5	0,85—1,0 0,85—1,0 0,85—1,0 0,80—0,90 0,85—1,5 0,9—1,1 0,85—1,0 0,8—0,95 0,70—0,85 0,70—0,85	р Ъо о о 111.11 II 1 1 1Ш о	0,95—1,0 0,95—1,0 0,80—0,9 0,9—1,0 0,85—0,95 0,85—1,0 0,95—1,0 0,85—1,0	0,85—1,0 0,85—1,0 0,85—0,90 0,85—0,95 0,8—1,0 0,9—1,0	0,9—1,0 0,85—1,0 0,85—0,90 0,85—0,95 0,9—1,0 0,9—1,0 0,95—1,0 0,9—1,0	0,95—1,0. 0,95—1,0 0,9—1,0 0,9—1,0 0,95—1,0 0,95—1,0

где С1, С11 и С111 — стоимость производственной рабочей силы соот-
ветственно подготовки деталей к покрытию, нанесению покрытий
и механической обработке под начальный размер; Нг и Н[ — косвен-
ные цеховые расходы по подготовке и механической обработке
деталей и нанесению покрытий; Н2 и Н2 — общезаводские косвен-
ные расходы соответственно по подготовке и механической обработке
деталей и нанесению покрытий; М — стоимость материалов по
нанесению покрытий.
Косвенные цеховые расходы должны учитываться раздельно по
указанным стадиям технологического процесса, так как они осу-
ществляются по разным цехам и потому могут быть различными
по численному значению. Расходы материала должны учитываться
раздельно только по- нанесению покрытий. Расходы воды, сжатого
воздуха, каустической соды, изоляционных материалов для защиты
поверхностей деталей при электролитических покрытиях и т. п.
раздельно на деталь не учитываются и входят в состав косвенных
цеховых расходов.
Таким образом, основными элементами, подлежащими опреде-
лению, являются затраты по производственной рабочей силе и
основным материалам. Что же касается косвенных цеховых и
общезаводских расходов, то они учитываются в процентах от
заработной платы производственных рабочих по нормативам,
действующим на данном предприятии.
Затраты по производственной рабочей силе
Ср = + С" + С’” = С1т^ + с2Т” + СзТШ
или
= С1Топ(1 +
Йб)+с2т”п (1 + т)+Сз?°" (1 + тй) ’

где С1,4 С11, С111—соответственно стоимости производственной
рабочей силы по подготовке деталей к покрытию, нанесению покры-
тий и механической обработке; clt с2, с3 — тарифные ставки произ-
водственных рабочих, занятых на подготовке, нанесении покрытий
и окончательной механической обработке деталей; берутся в соот-
ветствии с квалификацией рабочих; 7^, Т”1 — соответствую-
щее штучное время на деталь, мич^рассчитывается, как указывается
в дальнейшем; Т*п, 7^, Т^1 — оперативное время на подготовку,
нанесение покрытий'и механическую обработку детали; klf k2, k3 —
коэффициенты, учитывающие дополнительное время на оргтехоб-
служивание рабочего места, отдых, естественные надобности и пр.
Подготовительно-заключительное время рассчитывается на пар-
тию деталей.
В затраты по производственной рабочей силы входят основная
и дополнительная заработная плата производственных рабочих.
Основная заработная плата определяется по затратам штучного
времени на восстановление данной детали; дополнительная берется
в количестве 7,5—8% от основной. Следовательно, для определения
336

стоимости основной производственной -рабочей силы необходимо
знать штучное время на восстановление деталей различными спо-
собами.
Себестоимость восстановления деталей другими способами может
быть определена формулой
с=С1(1+^йг1)+м-
где С1 — стоимость производственной рабочей силы по восстанов-
лению деталей.
При использовании способа ремонтных размеров себестоимость
восстановления деталей определяется стоимостью производственной
рабочей силы и косвенных расходов, поскольку материал при
этом не расходуется. В случае же применения способа дополнитель-
ных деталей должна учитываться стоимость материала по изготов-
лению дополнительных деталей.
Влияние программы на себестоимость и выбор способа восста-
новления деталей. При рассмотрении влияния партии или годовой
программы деталей на себестоимость и выбор способа их восстанов-
ления расходы целесообразно делить на переменные, зависящие
от программы, и постоянные, не зависящие от объема производства.
Себестоимость восстановления деталей в зависимости от годовой
программы
<	С = СперЛ^ + Сп,
где Спер— переменные расходы, куда входят затраты по основной и
дополнительной заработной плате производственных рабочих с на-
числениями, стоимость материалов, расходы на текущий ремонт
и амортизацию производственного оборудования, приспособлений
и инструмента, транспортные расходы; Сп — постоянные расходы —
затраты на содержание, ремонт и амортизацию зданий и сооружений,
общезаводские расходы на содержание административно-управлен-
ческого аппарата, цехового персонала и вспомогательных рабочих
по обслуживанию оборудования, на общепроизводственные и
хозяйственные нужды и т. п.; N — годовая программа восстанов-
ления деталей.
Себестоимость восстановления деталей всей программы или
партии деталей, определяемая по формуле, выражается прямой,
отсекающей по оси ординат отрезок, величина которого при разных
способах восстановления различна. Себестоимость восстановления
заданной программы или партии различными способами можно
выразить следующим образом:
Сх == СперЛ^ Сх‘, См = Сперла Н- См;
СЙ = С”> + С’; C„.B = OV + CL,
где Сх, Ск, Сн, Снв — соответственно стоимости восстановления
Деталей хромированием, металлизацией, наплавкой под флюсом и
337

вибродуговой наплавкой; С^ер, С**р, С*”, С^р — переменные
расходы; С£, Q, С*, С* в — постоянные расходы.
Для сопоставления себестоимости восстановления деталей раз-
личными способами необходимо строить семейство прямых и опре-
делять критическую программу, при которой себестоимости при
разных способах являются одинаковыми.
При См = Сн.в, т. е. при C’v N + С> в = C”pW + крити-
ческая программа
с1 — с1
2Укр riv _rii ’
ьпер ° пер
При AfKp—себестоимость восстановления деталей вибродуговой
наплавкой и металлизацией одинакова.
Аналогично размер программы (партия деталей), при которой
себестоимость восстановления металлизацией и наплавкой под
флюсом одинакова, будет _ ,
пер пер
Для иллюстрации сказанного нет необходимости вести расчет
всех годовых расходов по восстановлению деталей различными
способами. Для сопоставления достаточно ограничиться определе-
нием программы ремонтного предприятия и переменных расходов.
Программа ремонтных предприятий обычно выражается числом
капитальных ремонтов соответствующих агрегатов. Программа по
восстановлению деталей
где k2 — коэффициент восстановления (ремонта) деталей; —
количество автомобилей или агрегатов; |3 — количество одинаковых
деталей.
Рассмотрим пример, показывающий влияние программы на
выбор способа восстановления шеек распределительных валов
двигателей ЗИЛ-120. Восстановление шеек возможно способами
гальванических покрытий, металлизацией и вибродуговой наплав-
кой. Применение ручной электродуговой наплавки по конструктив-
но-технологическим и структурным характеристикам детали неце-
лесообразно. Поэтому сравнение надлежит вести по первым четырем
способам, по которым построен график сопоставления переменных
расходов (рис. 135).
Переменные расходы определены исходя из следующих сообра-
жений. Толщина металлопокрытия принята из практических
данных по восстановлению шеек: хромированием — 0,25 мм, желез-
нением — 0,5 мм, металлизацией и вибродуговой наплавкой —
1,25 мм. Превышение толщины покрытий по двум последним спосо-
бам диктуется' значительными неровностями поверхности и отсюда
большими припусками на обработку.
338

Данные для построения графика рассчитаны на годовые про-
граммы 103—104 капитальных ремонтов двигателей ЗИЛ-120.
Коэффициент восстановления деталей рассчитан по предложенной
ранее методике на основе закона распределения износа шеек и
допустимого значения 0,06 мм и равен 0,43. Из рис. 135 можно
сделать следующие выводы. При малой программе, до N2 = 1952
деталей, наиболее выгод-
ным способом является
вибродуговая наплавка.
При программах, больших
N2, вибродуговая наплавка
уступает железнению, ко-
торое при этих условиях
является наиболее эконо-
мичным из всех способов.
Вибродуговая наплавка
при годовых программах
до tV4 4000 деталей эф-
фективнее металлизации и
хромирования. Лишь при
программе, большей Л/4,
хромирование становится
выгоднее вибродуговой на-
плавки. При малой про-
грамме, до N± = 1200 де-
талей, металлизация более
рентабельна, чем железне-
ние, а при программах,
меньших N3 ж 2700, более
рентабельна, чем хромиро-
вание. При программе
большей N3 металлизация
становится самым дорогим
способом, уступая всем
остальным, включая и хро-
мирование. Таким образом,
Рис. 135. График сопоставления переменных
расходов при разных способах восстановле-
ния:
1 — хромирование; \2 — железнение; 3 — метал-
лизация; 4 —г вибродуговая наплавка
4JZ7 36012901720215025803010544038709300Н
Рис. 136. График затрат переменных расходов
на восстановление одной детали способами:
1 — хромирования; 2 — железнения
критическими программа-
ми, при которых переменные расходы становятся одинаковыми,
являются: для железнения и металлизации N± = 1200, для хроми-
рования и металлизации N3 = 2700, для хромирования и виброду-
говой наплавки = 4000 и для вибродуговой наплавки и желез-
нения N2 = 1952 деталей.
Себестоимость восстановления одной детали
С —С д.
unep । Д/’ •
Данная формула представляет уравнение равнобокой гиперболы,
при увеличении программы N (или партии деталей) асимптотически
339

приближающейся к значению переменных расходов Спер. Отсюда
следует, что восстановление деталей всегда выгодно вести в специа-
лизированных заводах и цехах с большой годовой программой и
большими партиями. Это подтверждается графиком, приведенным
на рис. 136, на котором отражены затраты по переменным расходам
на восстановление одной детали хромированием и железнением.
С учетом постоянных расходов снижение себестоимости восстановле-
ния деталей с ростом программы становится еще более эффективным.
§ 76. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ И ОСОБЕННОСТИ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ
При построении плана операции необходимо предусматривать
наивыгоднейшую последовательность устранения всей совокупности
дефектов и кратчайший маршрут прохождения деталей по отдельным
цехам и участкам, не допускающий их встречного движения. После-
довательность выполнения восстановительных операций не должна
вызывать нарушения взаимного расположения смежных поверхно-
стей деталей, особенно при способах, связанных с тепловыми
процессами. Возникающие в отдельных случаях отклонения геомет-
рической формы деталей или взаимного расположения отдельных
рабочих поверхностей должны устраняться правкой и последующей
механической или слесарно-механической обработкой.
Первоначально необходимо предусматривать выполнение вос-
становительных и черновых операций механической обработки,
а затем уже отделочных. После того как определен маршрут детали
при маршрутной технологии или типовая деталь при групповом
методе и выбран способ восстановления, последовательность опера-
ций будет одределяться технологическим процессом, присущим
принятому способу восстановления. Если же совокупность дефектов
детали вызывает необходймость применения нескольких способов,
например наплавки и давления (правки), то, очевидно, сначала
необходимо выполнить наплавку, а затем уже правку, тогда как
в случае гальванических покрытий первоначально должна быть
правка, а затем хромирование или железнение. Что же касается
механической обработки, то в общем случае принципы установления
последовательности операции, выбор баз, оборудования и другие
вопросы, рассмотренные ранее, остаются теми же и при восстанов-
лении деталей, ^а исключением ряда специфических особенностей,
с которыми нельзя не считаться.
Особенности базирования деталей. Технологические базы дета-
лей, установленные в процессе их изготовления, в большинстве
своем сохраняются, и только в ряде случаев они бывают изношен-
ными, а иногда и вовсе отсутствуют. При базировании деталей на
изношенные поверхности погрешность базирования возрастает,
что нередко :не позволяет выдерживать требуемую точность обра-
ботки и допуски положения. Это может иметь место при всех встре-
чающихся видах установки деталей при механической обработке.
340

Как ранее указывалось, при ремонте автомобилей используются
не только детали с начальными размерами, но и детали с допустимым
износом. Причем заметим, что величина допустимого износа назна-
чается исходя из условий возможности расширения той или иной
посадки сопряжения, а вовсе не из учета погрешности базирования
и возможного отклонения в заданной точности обработки. Исполь-
зование деталей с допустимым износом расширяет начальные
посадки сопряжений за счет увеличения допусков сопрягаемых
деталей. Базирование же деталей на поверхности с допустимым
износом, другими словами на поверхности с расширенными допу-
сками их размеров, вызывает повышение погрешности базирования
и снижение точности обработки. Поясним сказанное на ряде приме-
ров с различными видами установки де-
талей.
Так, при восстановлении фрезерованием
шпоночных пазов под увеличенный размер
шпонок, а также фрезеровании шлицев
после наплавки и токарной обработки ба-
зирование ряда деталей производится на
призму по цилиндрической поверхности
шейки вала с допустимым износом. Извест-
но [24], что величина погрешности бази-
рования при установке на призму цилинд-
рической поверхности зависит от допуска
на диаметр цилиндра, угла призмы и поло- Рис 137 влияние угла
жения конструкторской базы. Величина призмы на точность уста-
погрешности базирования Дб на' призме	новки
может быть найдена при рассмотрении по-
ложения двух валов из партии деталей с допустимым износом диа-
метрами Dmax и Z)min (рис. 137). Расстояния между верхними обра-
зующими валов Д/i/, нижними образующими Д/г2 и орями валов Д/13
являются погрешностями базирования соответствующих размеров
hlt h2 и h3 при установках по схемам, приведенным на рис. 138, а. б, в
и табл. 11. Опуская для краткости вывод, заметим, что
1 + sin ~
Дб1 = ДЛ4 = Sp ------— = ^16 п;
2s>n|'
1	• а
1	— sm у
Дб2 = kh2 =	:
2	8ш-|
Дбз	= k3SD,
2sin|
где 8D— допуск на диаметр вала (6д = D max ^min).
341

а)
Рис. 138. Варианты расположения конст-
рукторской базы при установке деталей
на призму
Значения коэффициентов klt k2 и k3 для различных углов призмы
приведены в табл. 11.
Из приведенных зависимостей следует, что с расширением до-
пуска, т. е. с увеличением допустимого износа, погрешность бази-
рования возрастает.
При установке деталей в приспособлениях по изношенному
цилиндрическому отверстию на жесткую оправку (например, при
обработке отверстий в ступицах колес в случае восстановления
способом дополнительных де-
талей) погрешность базирова-
ния также возрастает вслед-
ствие увеличения зазора
между базовым отверстием и
оправкой. В этом случае по-
грешность базирования
Лб = smax = Smin + 6л “F 6#,
где Smax и smin — соответст-
венно максимальный и мини-
мальный зазоры между отвер-
стиями детали и оправки; 6А—допуск на диаметр отверстия;
— допуск на диаметр оправки.
Таблица 11
Значения коэффициентов къ к2 и к3
Эскиз	Коэффициент	Значения коэффициента для угла призмы (...°)			
		во	90	|	120	|	180
	^1	1,5	1,21	1,08	1,0
	k2	0,5	0,21	0,0	0
	k3	1,0	0,7	0,58	0,5
342

Точность обработки 8D при рассматриваемых условиях снижа-
ется, что видно из следующей зависимости:
So = бпр + Ау>
где 6пр — допуск на неточность изготовления установочных элемен-
тов приспособления, влияющий на качество обработки детали;
Дэ — сумма погрешностей, зависящая от принятого метода обра-
ботки» (экономическая точность); Ду — погрешность установки:
Ду = До + Л3 (А3 — погрешность закрепления).
Значения Дэ и Д3 приводятся в литературе по расчету приспо-
соблений на точность [24].
Большое число различных валов, крестовин дифференциала,
а также других деталей обрабатывается в центрах. При износе
центровых гнезд просадка центров возрастает,, что увеличивает
погрешность Д/ базирования в осевом направлении, так как Д/ =
— Дц, где Дц — величина просадки центров. Это имеет существен-
ное значение особенно там, где необходимо выдерживать линейные
размеры шеек валов, не говоря уже о том, что во всех случаях
обработка деталей с предварительно невосстановленными центрами
недопустима, так как приводит к браку изделий. При использова-
нии плавающего центра погрешность базирования равна нулю.
При восстановлении отверстий под наружные кольца подшипни-
ков качения в картерах коробок передач и редукторах установка
последних производится на плоскость и два пальца. Погрешность
базирования в этом случае возникает из-за смещения детали в напра-
влении продольной и поперечной осей или перекоса в плоскости
базирования относительно осей пальцев. Погрешность базирования
в направлении осей Д6Х = Дб3 = smax.
Наибольший возможный угол перекоса находится по тангенсу
угла	,
slmax“rs2max
tga;------------,
где а — угол, образуемый в результате перекоса осей; I — рас-
стояние между центрами базовых отверстий; slfnax и s2fnax — макси-
мальные зазоры в сопряжении с первым и вторым пальцами.
Для повышения точности базирования одному из пальцев
придают ромбическую форму.
При установке деталей в цанговые патроны влияние допустимых
износов не сказывается на погрешности базирования, так как
в радиальном направлении она равна нулю.
По всем этим причинам механическую обработку деталей необ-
ходимо начинать с исправления базовых поверхностей, а при исполь-
зовании в качестве баз рабочих поверхностей деталей ориентиро-
ваться на неизношенные участки. При исправлении базовых
поверхностей можно использовать’другие базы, связанные с исправ-
ляемой базой жесткими размерами и другими требованиями.
В качестве установочной базы может быть принята вспомогатель-
343

ная база, например центры коленчатых, распределительных и
других валов, привалочные плоскости и установочные отверстия
корпусных деталей и т. п.
Особенности припусков и режимов обработки. В процессе обра-
ботки деталей под ремонтные размеры, например гильз и цилинд-
ров блока или шеек коленчатых валов из-за неравномерного износа
и' искажения геометрической формы поверхности, приходится
снимать неравномерные припуски, что ухудшает условия работы
режущего инструмента и жесткость системы станок—деталь—
инструмент и отрицательно влияет на качество поверхности детали.
Колебания припусков на обработку одной и той же детали, восста-
новленной различными способами, достигают значительных вели-
чин. Так, при обработке хромированных шеек валов приходится
снимать малые припуски (0,05—0,03 мм), в то время как при вос-
становлении тех же шеек валов металлизацией и наплавкой вели-
чины припусков в зависимости от размеров диаметра вала могут
быть от 1 до 3 мм при металлизации и от 2 до 4 мм при на-
плавке. Поэтому для одних и тех же деталей при разных способах
восстановления применяют различные виды механической обра-
ботки.
Приходится вести механическую обработку не только деталей,
изготовленных из различных металлов, но и восстановленных
различными способами. Известно, что в процессе металлизации и
наплавки деталей металлом, даже однородным с основным, проис-
ходит изменение структуры и физико-механических свойств металла
покрытий. Так, при металлизации покрытие получается повышенной
твердости, с большим числом пор и окислов, а при электродуговой
наплавке кроме возможных пор и окислов в наплавленном металле'
происходит еще и изменение механических свойств: твердости,
пластичности и пр. Даже при обработке изношенных деталей под
ремонтные размеры приходится снимать деформированные слои
металла, иногда со значительным наклепом.
При механической обработке деталей с прерывистым сечением
стружки, с ударами, резанием по корке наплавленных слоев,
а также закаленных деталей и деталей со значительным наклепом
большое значение приобретает применение твердосплавного инст-
румента. Так, при обтачивании наплавленных и закаленных поверх-
ностей целесообразно применять, резцы с пластинками твердого
сплава Т5К10 и Т15К6, использовать режущий инструмент соот-
ветствующей геометрии и обоснованные режимы резания. Это
особенно необходимо при токарной обработке деталей, восстанов-'
ленных наплавкой и металлизацией, где припуски на обработку
особенно' значительны, а обрабатываемость нанесенного металла
является пониженной.
При черновом и чистовом точениях наплавленного металла
электродами ОЗН-ЗОО наилучшие результаты показали резцы с пла-
стинками твердого сплава Т1.5К6, имеющие передний угол у = —15°,
задний а = 12° при черновом точении и у = — 10°, а = 12° при
344

чистовом. Скорость резания наплавленного металла [53] для чер-
нового точения
_	1422
V ~ l>34s0,18	’
р	^0,27^0,42
ДЛЯ ЧИСТОВОГО
685
V =------“77--------,
0,83s0,16	’
'	Т /0’°7	S0’34/0,36
где Т — стойкость резца, мин; s — подача, мм/об; t — глубина
резания, мм.
Скорости резания при чистовом точении наплавленного металла
электродами ОЗН-ЗОО при, одинаковых условиях резания состав-
ляют 20—30% от скоростей резания, применяемых при точении
нормализованной стали 45.
Значительно большее снижение скоростей резания по сравне-
нию с нормализованной сталью 45 получается при обработке метал-
лизационных покрытий. Наиболее высокие показатели дают резцы,
оснащенные пластинками твердого сплава Т15К6 с углами у = —5°
и сс — 12° для чернового точения и у = 5°, а = 12° для чистового.
Скорость резания [32] для чернового точения
430
V~ 0.4s°'31	’
р. /°’01 $0,25^0,2(3
ДЛЯ ЧИСТОВОГО
358
v °‘7s°’17
' ч	'	у /“09 s0,11^0,23
Применение несоответствующих режимов шлифования хроми-
рованных деталей приводит к снижению микротвердости и увели-
чению пористости покрытия и является причиной возникновения
трещин в Основном металле под слоем хрома. Шлифовочные тре-
щины под слоем хрома, возникающие только на закаленных ста-
лях, являются концентраторами напряжений и особенно опасны
в деталях, работающих при знакопеременных нагрузках. По иссле-
дованиям А. А. Михайлова для наименьшего изменения свойств
покрытия шлифование деталей, восстановленных хромированием,
следует вести шлифовальным кругом электрокорунд зернистостью
60—120, твердостью Ml—М3 при следующем режиме: поперечная
подача 0,002—0,005 мм/дв. ход стола, продольная подача 2—10 мм/об
изделия, окружная скорость круга 30—35 м/с и детали 15—25 м/мин,
количество охлаждающей жидкости 20—30 л/мин.
Шлифование деталей, исключающее образование шлифовочных
трещин, рекомендуется проводить шлифовальным кругом электро-
345

корунд зернистостью 60—80, твердостью СМ1 или С1 при следую-
щем 'режиме: поперечная подача 0,005—0,015 мм/дв. ход стола,
продольная подача 2—10 мм/об изделия, окружная скорость круга
20—25 м/с и детали не менее 10 м/мин, количество охлаждающей
жидкости не менее 10 л/мин.
Точность обработки и шероховатости поверхности деталей
должны выдерживаться в соответствии с требованиями к рабочим
чертежам деталей.
§ 77. ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ ПРИ РАЗРАБОТКЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
При разработке технологических процессов восстановления дета-
лей для выбора наиболее экономичного способа восстановления
(экономическоТо критерия) наряду с другими ранее указанными
показателями необходимо знать норму времени, играющую боль-
шую роль в повышении производительности труда.
Технической нормой времени называется время,
необходимое для выполнения технологической операции в опре-
деленных организационно-технических условиях и при наиболее
эффективном использовании оборудования, инструмента и других
средств производства, с учетом достижений передовых предприятий
и новаторов производства.
Нормы времени должны устанавливаться в расчете на нор-
мальные условия работы, на применение рациональных способов
подготовки поверхности деталей к восстановлению, применение
рациональных способов и режимов восстановления, если необхо-
димо, упрочения, механической обработки и на выполнение других
условий работы, обеспечивающих наиболее высококачественное
восстановление деталей.
Норма штучного времени /шт на операцию определяется по
формуле
^П1Т “ 4~ 4~ ^об 4“
где tQ — основное (технологическое) время, необходимое на изме-
нение состояния восстанавливаемой детали (геометрической формы
и размеров, физико-механических свойств рабочей поверхности,
взаимного расположения деталей в узле, механизме и др.), явля-
ющееся непосредственной целью данной технологической операции;
tB — вспомогательное время включает время на установку и сня-
тие обрабатываемой детали, на промеры, подвод и отвод инстру-'
мента и т. п,; /об — время на организационно-техническое обслу-
живание рабочего места: на подналадку оборудования, смену
инструмента, смазку и удаление стружки, правку шлифовального
круга и т. п.; время на подготовку оборудования к работе в начале
смены и уборку его в конце работы, уборку инструмента и т. п.;
/п — время перерывов на отдых и естественные надобности рабо-
чего.
346

Сумма основного и вспомогательного времени называется о п е-
ративным временем
^оп ~ Н- ^в*
Время /об и /п берется в процентах от оперативного времени.
Время на организационно-техническое обслуживание рабочего
места и время на отдых и естественные надобности рабочего для
удобства расчетов при нормировании работ по восстановлению
деталей часто объединяют в одно дополнительное время /д и учи-
тывают одним общим "коэффициентом в процентах от оперативного
времени. Тогда штучное время можно выразить так:
4   ( 1 I ^об J ^п_\ 4   ( 1 I \ 4
“г 100 ' ЮО/ *°п-“ у1 ' 100/ оп*
При восстановлении деталей партиями производятся затраты
на подготовительно-заключительное время /щз, расходуемое рабо-
чим на, ознакомление с работой, на подготовку и наладку оборудо-
вания и оснастки (приспособлений и инструмента), необходимых
для восстановления данной партии деталей, на снятие и сдачу
оснастки и сдачу работы. Подготовительно-заключительное время
не зависит от размера партии, расходуется на выполнение данной
партии восстанавливаемых деталей и нормируется отдельно от
штучного времени.
В рассматриваемом случае техническая норма на операцию
складывается из нормы подготовительно-заключительного времени
и норгмы штучного времени и называется штучно-кальку-
ляционным временем
t —f
ч *'Ш. К ‘'ШТ Г п >
где п — число деталей в партии.
Норма времени на заданную партию
^пар = ^п. з
Основное время может быть машинным, т. е. выполняемым без
физического участия рабочего данным видом оборудования (стан-
ком, -гальванической ванной, клепальной машиной, сварочным
агрегатом и т. п.), машинно-ручным и ручным.
Вспомогательное время делится на перекрываемое и непере-
крываемое основным временем. В оперативное время не включаются
те элементы вспомогательного времени, которые могут быть выпол-
нены во время работы оборудования или протекания того или иного
процесса при восстановлении деталей, например процесса осаж-
дения гальванических покрытий.
При ремонтных работах рабочему задается норма времени на
проведение тех или иных операций по восстановлению деталей,
или норма выработки, т. е. количество изделий в единицу времени.
Норма выработки характеризует производительность труда.
347

Определение технической нормы времени по восстановлению
деталей осуществляется аналитически-расчетным методом по соот-
ветствующим заранее составленным нормативам режимов подго-
товки деталей к восстановлению, режимам нанесения металло-
покрытий, режимам резания и т. п., а для ручных работ — на основе
данных хронометража типовых работ.
Основное (технологическое) время определяется расчетом по
формулам для соответствующих работ по восстановлению деталей
в зависимости от размеров деталей, режимов нанесения металло-
покрытий или механической обработки и т/fi.
Остальные составляющие технической нормы времени — /в, /
/п, ^п.з — определяются по нормативам. Поскольку восстановление
деталей производится различными способами сварки, наплавки,
гальванических покрытий, давления, механической обработки и
другими процессами и осуществляется в различных цехах, опре-
деление основного времени и нормативы для других элементов
времени необходимо использовать применительно соответствующим
видам работ. Здесь ограничимся формулой нормирования основного
времени механической обработки и некоторыми соображениями по
нормированию восстановления деталей наиболее широко приме-
няемыми способами
___И ___(^ ~Ь 4~
0 ~” ns_ns *
где I — длина обрабатываемой поверхности; i — число прохо-
дов; п — частота вращения, об/мин; s—продольная подача за
один оборот детали; /в — длина врезания инструмента; /п — длина
перебега инструмента, мм.
Приводимая здесь формула является основной, справедливой,
по существу, для определения основного времени всех видов меха-
нической обработки при том условии, что выражение формулы
и значения входящих в нее величин изменяются-для разных видов
обработки.
.Время на организационно-техническое обслуживание при ста-
ночных работах можно принять в размере 2—4% от оперативного
времени, кроме шлифовальных работ, для которых этот процент
колеблется в пределах 3,5—7%, и для бесцентрово-шлифовальных
в пределах 8—13% в зависимости от типа станков.
Время на отдых и естественные надобности при единичном и
серийном производстве 4—6% и при крупносерийном 5—8% от
оперативного времени в зависимости от типа станка.
При гальванических работах штучное время ч
/	_"Нв
шт”^ nkQ ’
где t0 — основное время, определяемое продолжительностью осаж-
дения хрома или железа в зависимости от применяемого способа,
мин; /в — вспомогательное время, неперекрывающееся .на одну
348

загрузку ванны, т. е. время, которое не перекрывается основным
временем, мин; п — количество деталей на одну загрузку ванны;
k0 — коэффициент использования гальванического оборудования.
При обслуживании рабочим одной ванны подготовительно-зак-
лючительное время и время на организационно-техническое обслу-
живание рабочего места, отдых и естественные надобности в норму
штучного времени не входит, так как затрачивается рабочим во
время процесса осаждения металла, т. е. является перекрывающимся
временем.
Рис. 139. Номограмма для расчета основного времени хромирования де-
талей
При хромировании k0 — 0,75, при железнении можно принять
k0 = 0,95 ввиду более высокой производительности процесса по
сравнению с хромированием.
Нормативы вспомогательного времени при гальванических рабо-
тах приводятся в «Справочнике гальваностега», и определение его
не представляет затруднений.
Для определения основного времени хромирования или желез-
нения при разных толщинах покрытий и режимах электролиза
можно пользоваться номограммами, приведенными на рис. 139, 140.
Наплавка цилиндрических поверхностей деталей в авторемонт-
ном производстве осуществляется на токарных станках с исполь-
зованием специальных наплавочных головок. Продольная подача
наплавочной головки осуществляется при помощи суппорта станка,
подача же электродной проволоки — при помощи проволокопо-
дающего механизма. Необходимое замедление частоты вращения
достигается благодаря редуктору.
349

Основное время на наплавку цилиндрической поверхности
детали	ц
t = —
° ns ’
где I — длина наплавляемой поверхности, мм; i — число проходов
в случае многослойной наплавки; п — частота вращения, об/мин;
s — продольная подача наплавочной головки (суппорта) или шаг
наплавки, мм/об.
При восстановлении автомобильных деталей (ввиду их неболь-
шого износа) i = 1. Вспомогательное время берется по нормативам
Рис. 140. Номограмма для расчета основного времени железнения деталей
наплавочных работ. Время на* организационно-техническое обслу-
живание рабочего места, отдых и естественные надобности учиты-,
вается в процентах от оперативного времени
t — t k
‘'op — *'ОПК«
Для автоматической наплавки под флюсом и в среде СО2 можно
принять k = 0,15, для вибродуговой k — 0,10. Тогда штучное
время на наплавку /шт = /оп + /Ор = 4п (1 + &)• Расчет основного
времени производится по номограмме, показанной на рис. 141.
Подготовительно-заключительное время берется на партию деталей.
Основное время ручной электродуговой наплавки с достаточ-
ной для практики точностью можно определять по формуле
4- _
°“ ан/
или при v == 7,4 г/см3 /0=1,4-^-, где аи — коэффициент
ан/
наплавки, г/А-ч; / — сила тока, А.
350

Размеры цилиндрической поверхности детали и толщина на-
плавки даны в миллиметрах.
Вспомогательное время определяется по нормативам свароч-
ных (наплавочных) работ. Время на организационно-техническое
механизированных способах наплавки цилиндрических по-
верхностей деталей
обслуживание, отдых и естественные надобности учитывается коэф-
фициентом k в процентах от оперативного времени.
Штучное время с учетом вспомогательных работ можно опре-
делить более упрощенно, введя коэффициент kc загрузки сварщика
, где kz = 0,6 4- 0,7.
351

Необходимое основное время (мин) на металлизацию цилинд-
рических деталей примерно может быть определено так:
/0 = 6-
где d — диаметр детали, подлежащей металлизации, см; I — длина
металлизируемой детали с перебегом аппарата, см; h — толщина
покрытия, мм; у — плотность металлизационного покрытия
6,3—6,7 г/см3; q — производительность аппарата (от 3 до 12 кг/ч
в зависимости от типа аппарата); — коэффициент полезного
использования проволоки с учетом потерь металла при распылении.
Зависит от многих факторов: режима металлизации, диаметраль-
ных размеров детали и др. и может быть принят примерно равным
0,70—0,80. Техническое нормирование токарных и шлифовальных
операций деталей, восстановленных наплавкой и металлизацией,
производится по тем же формулам, что и соответствующих опера-
ций механической обработки с учетом ранее отмеченных особен-
ностей обработки таких металлопокрытий.
ГЛАВА XXV
ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ И РАМ АВТОМОБИЛЕЙ
§ 78.	ВОССТАНОВЛЕНИЕ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Корпусные детали изготовляются из чугуна Сч 18-36, Сч 21-40
и других марок и алюминиевых сплавов (блоки цилиндров ГАЗ-24,
ГАЗ-53А). В корпусных деталях наблюдаются различного харак-
тера и расположения трещины, износ или забитость резьбы, износы
отверстий под подшипники и отверстий, точно координированных
по отношению к привалочным плоскостям: цилиндры, отверстия
под гнезда и направляющие клапанов, под толкатели (в блоках
нижнеклапанных двигателей).
Общий план технологического процесса восстановления корпус-
ных деталей включает заварку трещин, восстановление резьбы,
устранение износа в отверстиях под подшипники и в точно коорди-
нированных отверстиях механической обработкой. Рассмотрим тех-
нологию восстановления наиболее сложной из корпусных деталей —
блока цилиндров. Трещины в чугунных блоках цилиндров в зави-
симости от величины и места расположения устраняются заваркой
с общим или местным подогревом, заделкой эпоксидным клеем.
Перед заваркой трещины подвергают разделке под углом 120—140°
на глубину 3—5 мм, сверлению по концам сверлом диаметром
352

3—4 мм, после чего тщательно очищают от грязи, масла и следов
коррозии. Сварку ведут ацетилено-кислородным пламенем с пред-
варительным нагревом блока до 650° С. Присадочным материалом
служат чугунные прутки марки А или НЧ-1 (ГОСТ 2671—70),
а флюсом — бура. После заварки трещин блок подвергают мед-
ленному охлаждению для снятия внутренних напряжений, после
чего производится слесарная обработка сварочного *шва и гидрав-
лическое испытание блока на герметичность. Во всех случаях,
когда место, величина и характер расположения трещин позволяют,
сварку необходимо вести электродуговым способом без подогрева
детали (вхолодную). Заварка ведется электродом ОЗЧ-1, пред-
ставляющим собой стержень из меди М-2 или М-3 с покрытием типа
основного. Сила тока при сварке 95—130 А в зависимости от тол-
щины свариваемой стенки. Заделку трещин эпоксидным клеем
в зависимости от его состава можно вести как с подогревом
блока до 70—80° С, так и вхолодную. По окончании заклеивания
деталь выдерживают при комнатной температуре в течение 20—24 ч
до полного отверждения клея. Время отверждения можно значи-
тельно сократить (до 8—3 ч) нагревом блока до 40—100° С. После
полного отверждения клея блок цилиндров необходимо испытать
гидравлическим давлением 3—4 кгс/см2 (300—400 кПа). Заварку
трещин алюминиевых блоков ведут, как ранее изложено в гл/XVII.
Устранение износа отверстий механической обработкой целесооб-
разно вести на поточной линии Г особенно при централизованном
восстановлении.
Резьбовые отверстия с изношенной, сорванной или забитой
резьбой восстанавливают нарезанием новой резьбы ремонтного
размера или постановкой ввертышей. При нарезании резьбы ремонт-
ного размера отверстие с дефектной резьбой зенкеруют, зенкуют и
нарезают резьбу требуемого размера. Работу ведут на радиально-
сверлильных станках желательно с применением револьверных голо-
вок, что позволяет обходиться без ручной смены инструмента.
Блок устанавливают на специальном поворотном стенде с бази-
рованием на плоскость со стороны нижнего картера и два устано-
вочных отверстия. Обработка отверстий ведется с применением
накладных кондукторов. При постановке ввертышей отверстие
с дефектной резьбой зенкеруют под резьбу ввертыша. В отверстие
ввертывают дополнительную деталь с резьбой номинального раз-
мера (ввертыш) и на его границе с блоком сверлят отверстие
0 3,3 мм и нарезают резьбу М4ХО,5 для стопора.
Отверстия под направляющие втулки клапанов и толкатели
(в нижнеклапанных двигателях) имеют износ не более 0,2 мм по
диаметру. Поэтому эти отверстия развертывают под ремонтные раз-
меры толкателей и втулок клапанов. Вставные седла выпускных
клапанов шлифуют с выдерживанием угла и ширины рабочей кони-
ческой поверхности по чертежу. При повреждении поверхностей
разъема крышек вкладышей коренных подшипников или их рас-
комплектованное™ поверхности шлифуют на плоскошлифовальном
12 В. А. Шадричев
353

станке типа 371. В дальнейшем собирают блок с крышками под-
шипников и растачивают отверстия под вкладыши коренных под-
шипников. Растачивание необходимо и в случае несоосности отвер-
стий, нередко наблюдаемых вследствие коробления блока при
отсутствии полного старения отливки. Для соблюдения межцент-
рового размера и параллельности оси отверстий под вкладыши
коренных подшипников с осью отверстий распределительного вала
(или подшипниковых втулок) растачивание этих отверстий необ-
ходимо проводить одновременно на специальном двухшпиндельном
горизонтально-расточном станке с креплением блока в приспособ-
лении. Базой при растачивании служит плоскость разъема со
стороны нижнего, картера и два установочных отверстия.
Цилиндровые отверстия в блоках, не имеющих гильз, и отвер-
стия в сменных гильзах растачивают и хонингуют под ремонтные
размеры поршней, выпускаемых промышленностью. Растачивание
ведется с той же установочной базы на специальных вертикально-
расточных станках типа 2Б697, 277Б.
Растачивание и хонингование гильз цилиндров ведется до
установки их в блок на тех же станках с креплением гильзы в спе-
циальном приспособлении. Цилиндры и гильзы хонингуют на спе-
циальных вёртикально-хонинговальных станках типа 3A833, 383
с применением хонов (хонинговальных головок). Раздвижение
брусков производится при помощи Двух, конусов, направленных
в одну сторону, благодаря чему обеспечивается правильность гео-
метрической формы отверстий. Для повышения производительности
труда вместо ручного разжима брусков целесообразно применение
хона с автоматическим разжимом брусков и приборов для актив-
ного контроля размера отверстий. -Черновое хонингование ведут
брусками К310СТ1-К, К310СТ1-Б и др., окончательное—бру-
сками КЗМ20СМ1-К, КЗМ40С2-Б 1 и др. Припуск на хонингование
цилиндров и гильз диаметром 80—150 мм в зависимости от качества
предшествующей механической обработки принимается в преде-
лах 0,05—0,08 мм. Охлаждающей жидкостью служит керосин.
Хонингование чугунных цвлиндров (гильз) ведется со скоростью
вращения хона 60—75 м/мин, стальных — 45—50 м/мин. Ради-
альная подача при предварительном хонинговании 1,2—2,5 мкм/об,
при окончательном — 0,5—1,0 мкм/об. Скорость возвратно-посту-
пательного движения хонинговальной головки составляет обычно
1/5 скорости ее вращения, т. е. 10—15 м/мин. Овальность и конус-
ность цилиндров и гильз после доводки не более 0,02 мм.
Особенностью восстановления других корпусных деталей —
картеров коробок передач и редукторов, корпусов водяных насосов
и др. — является устранение износа отверстий под наружные
кольца подшипников качения. Для этой цели отверстия растачи-
1 КЗ — карбид кремния зеленого; цифры 10, М20, М40 указывают зернис-
тость брусков; СТ1, С2, СМ1 — твердость; К> Б — керамическая или бакелитовая
связки,
354

вают на горизонтально-расточных станках с одной установки
с креплением картера в приспособлении и базированием по пло-
скости разъема и двум установочным отверстиям. Направление
движения расточной оправки осуществляется при помощи кондук-
торных втулок, что обеспечивает концентричность осей отверстий.
В расточенные отверстия запрессовываются втулки (способ допол-
нительных деталей), которые затем на том же станке подвергаются
чистовому растачиванию или развертыванйю. Контроль парал-
Рис. 142. Приспособление для контроля расположения осей отверстий под
подшипники:
1} 2 — индикаторы; 3 — скоба с индикатором
лельности осей отверстий и межцентрового расстояния произво-
дится при помощи приспособления, показанного на рис. 142.
Для улучшения эксплуатационных свойств деталей Ю. Г. Шней-
дером [103] предложен новый способ образования микрорельефа
рабочих поверхностей деталей — вибрационным обка-
тыванием (виброобкатыванием). Сущность способа виброобка-
тывания заключается в образовании микрорельефа поверхности
путем холодного пластического деформирования шаром (или алмаз-
ным наконечником), которому помимо движения подачи s сооб-
щается осцилляционное движение вдоль образующей обрабатывае-
мой детали (рис. 143) со скоростью, характеризуемой числом двой-
ных ходов (ЦдВ.х) и амплитудой Z. Варьируя соотношения значений
этих параметров, можно изменять и получать любые формы микро-
рельефа поверхности. Тем самым процесс образования микро-
рельефа поверхности становится управляемым. На рис. 144 пока-
12*
355

зана схема канавок и новых микрорельефов, образуемых виброоб-
катыванием. Форма микронеровностей нового микрорельефа вида IV
(рис. 144) отличается рядом особенностей от формы микронеров-
ностей поверхностей, обработанных всеми способами чистовой обра-
Рис. 143. Схемы обработки цилиндрической поверхности:
а — точением; шлифованием, обкатыванием; б — виброобка-
тыванием
ботки резанием и давлением (рис. 145). Этими особенностями
являются: большие (на 1—2 порядка) радиусы выступов и впадин,
значительно меньшие углы наклона образующих микронеровностей;
большие значения отношения величины радиуса г закругления
Схема микрорельефа			Полностью новый регулярный микрорельеф,	
С системой канавок				
I	И	ш	IV	
Канавки не касаются	Канавки касаются	Канавки пересекаются	Гексаго- нальный	Тетраго - нальный
i		эй® ggCg		
				
Рис. 144. Схемы систем канавок и полностью новых микрорельефов,
образуемых вибрационным обкатыванием
выступов (вершин микронеровностей) к их высоте R (r/R), воз-
можность создания поверхности (на 1—2 порядка) с большими
радиусами закругления впадин (rj, с меньшей заостренностью
(большей пологостью) формы микронеровностей и однородностью
микрорельефа. Возможность образования поверхностей с указан-
ными параметрами улучшает эксплуатационные свойства деталей
и позволяет управлять процессами приработки деталей сопряжений,
356

Точение	$ Виброобкатывание
6)	г)	д)
Шлифование	Обкатывание	Виброобкатывание
Рис. 145. Формы микронеровностей и их шагов при раз-
личных способах обработки:
Параметры	а	б	в	г	д
1 Rz, мкм	1 10	10	3,2	3,2	3,2
г, мкм	30	1400	22	900	7700
r/Rz	3	140	-7	300	2500
Рис. 146. Зависимость температуры в зоне
трения от времени испытания сопряжения
«вал—вкладыш» при обработке вкладыша:
1 — точением; 2 — шлифованием; 3 — обкатыва-
нием; 4 — вибрационным обкатыванием
357

изнашивания, усталостной прочности и коррозионной стойкости.
Наряду с этим оптимизация микрорельефа трущихся поверхностей
деталей виброо^катыванием (рис. 146) способствует улучшению
температурных условий в зоне трения. Создание оптимального
микрорельефа рабочих поверхностей деталей определяется режимом
виброобкатывания. К примеру, оптимальный режим виброобкаты-

Г

I
Ц______________155'в-гб
д
*—\

Рис. 147. Чертеж виброобкатываемой гильзы двигателя ЗИЛ-130
вания гильз цилиндров двигателя ЗИЛ-130 с созданием микро-
рельефа, показанного на рис. 147, можно рекомендовать следую-
щий: диаметр шара 4 мм, усилие виброобкатывания 35—38 кгс;
частота вращения детали 12,5 об/мин; продольная подача 1,56 мм/об;
амплитуда колебания шара 1 мм; число двойных ходов шара в минуту
1400. Опыты показали, что износостойкость виброобкатанных гильз
в 1,4—1,6 раза выше износостойкости гильз, обработанных хонин-
гованием.
Применение виброобкатывания целесообразно и для ряда дру-
гих автомобильных деталей, например поршней и вкладышей.
§ 79.	ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ КЛАССА ВАЛОВ
Валы двигателей и других автомобильных агрегатов являются
весьма разнообразными в конструктивно-технологическом отно-
шении и этим определяется различие способов их восстановления,
несмотря на то, что основными дефектами всех валов являются
износы подшипниковых шеек. Из других дефектов (смотря по
конструкции) наблюдаются: износы кулачков, зубьев шестерен,
резьбовых и шлицевых поверхностей, забитость центровых от-
верстий.
Восстановление деталей класса балов рассмотрим на примере
наиболее сложной детали — коленчатого вала, после чего отметим
особенности восстановления деталей, имеющих дефекты, устра-
няемые другими способами.
Коленчатые валы автомобильных двигателей изготовляются из
конструкционных сталей 45 и 50 с более суженными пределами
358

содержания углерода (стали селект) или с повышенным содержа-
нием марганца — сталь 50Г — (коленчатые валы двигателей ЯМЗ),
или литыми из магниевого чугуна (двигатели ГАЗ). Шейки сталь-
ных коленчатых валов закалены т. в. ч. до твердости HRC 52—62,
чугунных — до HRC 40—55. Глубина поверхностно-закаленного
слоя валов различных двигателей находится в пределах от 2,5 до
6,5 мм. Долговечность коленчатых валов определяется износо-
стойкостью шатунных шеек, износ которых выше износа коренных
шеек на 40—50%. Кромё износа шеек под подшипники коленча-
тые валы, поступающие в ремонт, имеют обычно погнутость, износы
резьбы под храповик (смотря по конструкции), износы отверстий
во фланце под болты крепления маховика, под установочные пальцы
или направляющие шпильки, отверстия под шарикоподшипник
ведущего вала. План операции по устранению дефектов коленчатых
валов зависит от способа восстановления шеек под подшипники.
Коренные и шатунные шейки коленчатых валов всех конструкций
автомобильных двигателей первоначально, до использования вкла-
дышей всех ремонтных размеров, выпускаемых промышленностью,
восстанавливаются способом ремонтных размеров. После исполь-
зования вкладышей шейки валов обычно восстанавливают наплав-
кой с последующей механической обработкой под номинальный
или ремонтный размер в зависимости от наличия на заводе вкла-
дышей того или иного размера.
При способе ремонтных размеров план операции по восстанов-
лению вала может быть следующим: правка центров вала, контроль
биения вала и при необходимости правка, нарезание резьбы ремонт-
ного размера под храповик, шлифование коренных и шатунных
шеек, развертывание отверстий во фланце вала под болты крепле-
ния маховика, растачивание отверстия под подшипник ведущего
вала коробки передач, запрессовка кольца (втулки)., тонкое раста-
чивание отверстия втулки под наружное кольцо шарикоподшип-
ника, полирование шеек, контроль вала, балансировка. Правка
центров вала производится центровальными сверлами на центро-
вальном станке. Погнутость вала проверяют индикатором по сред-
ней шейке. Если величина погнутости меньше припуска на шлифо-
вание под ремонтный размер вкладыша вал не правят. Обычно же
при погнуто'сти более 0,1 мм вал правят на прессе с установкой
вала в центрах или на призмы. Правка в центрах обеспечивает
большую точность, чем на призмах, однако применение ее целесо-
образно при небольших прогибах и преимущественно для валов
двигателей легкого типа. Допустимая погнутость по средней
шейке 0,05 мм.
Искажение геометрической формы шеек в результате износа
(овальность, конусность) устраняют шлифованием шеек на специаль-
ных круглошлифовальных станках типа 3423, 3420 под ремонтные
размеры вкладышей. Первоначально шлифуют коренные шейки
с установкой вала в центрах с фланцем, обращенным к центру
задней бабки. При шлифовании коренных шеек валов, не имеющих
359

’центров, в качестве базы используют шейку’ под ступицу шкива
коленчатого вала или шейку под распределительную шестерню
(смотря по конструкции) и цилиндрическую поверхность фланца
для крепления маховика. На эти базовые поверхности плотно наса-
живаются фланцы-стаканы с центровыми отверстиями, располо-
женными строго по оси посадочных поверхностей и, следовательно,
коренных шеек. В коленчатых валах, не обладающих достаточной
жесткостью, первоначально шлифуют среднюю шейку под люнет.
Базой при шлифовании шатунных шеек служат коренные шейки.
Для шлифования шатунных шеек н^ планшайбы передней и
задней бабок устанавливаются переходные плиты, к которым кре-
пятся призматические зажимы-кронштейны. Вал устанавливается
в кронштейны (центросмесители) и зажимается крышкой и винтами.
Для балансировки установленного в кронштейнах вала на задние
планшайбы передней и задней бабок навешиваются противогрузы.
Затем производится точная установка вала в горизонтальной и
вертикальной плоскостях. При правильной установке вала ось
симметрии шлифуемых шеек должна находиться на оси центров
станка. Предварительная установка вала производится по шабло-
нам, а точная — с помощью индикатора.
При правильной установке вала губки шаблонов плотно, без
просветов касаются поверхности шеек. Шлифование шеек вала
должно вестись при обильном охлаждении' эмульсией на режимах,
предотвращающих поверхностно-закаленный слой от отпуска и
появления шлифовочных трещин и ожогов. В качестве охлаждаю-
щей жидкости используется 2—3%-ный раствор кальцинирован-
ной соды.
Для шлифования рекомендуется применять электрокор ундовые
круги ЭК-46 на керамической связке твердостью СТЗ или СТ2 и
зернистостью 46. Шлифование чугунных валов целесообразно вести
кругом КЧ-К46 (карбид кремния черный на керамической связке)
зернистостью 46, твердостью СМ2 или М2.
Скорость вращения шлифовального круга 25—30 м/с, вала
10—12 м/мин для шатунных шеек и 18—20 м/мин для коренных
шеек. Поперечная подача шлифовального круга 6 мкм на один
оборот вала. При шлифовании шеек необходимо соблюдать радиус
галтелей и остерегаться увеличения длины шатунных шеек.
Для сокращения времени на промер шеек вала в процессе шли-
фования применяются специальные приспособления (рис. 148),
позволяющие производить контроль автоматически, не прерывая
работы станка. Применение таких приспособлений сокращает брак
по размерам шеек вала и повышает производительность труда.
Отверстия во фланце под болты крепления маховика разверты-
вают под ремонтный размер болтов, а отверстие в торце вала под
подшипник ведущего вала растачивается под кольцо (короткую
втулку). Отверстие в запрессованном кольце подвергается тон-
кому растачиванию под размер наружного кольца шарикоподшип-
ника.
360

Окончательной обработкой шеек коленчатых валов является их
полирование на специальных полировальных станках или на стан-
ках класса нестандартного оборудования. Одновременно произво-
дится полирование всех коренных и шатунных шеек двух колен-
чатых валов. Для этой цели на закрепленные в станке коленчатые
валы между одноименными коренными и шатунными шейками
устанавливаются хомуты, представляющие собой металлические
оправки телескопического типа с закрепленными на них кожаными
и фетровыми лентами. Ленты хомутов смазываются полировальной
пастой. Прижим ленты к шейке вала обеспечивается пружиной.
Натяг пружины должен быть в пределах 2,5—3,5 кгс (25—35 Н)
на рабочей поверхности хомута.
Порле шлифования и полирования шеек необходимо очистить
масляные каналы и грязеуловители и тщательно промыть колен-
чатый вал.
Овальность и конусность шеек отремонтированных коленчатых
валов должна быть не более 0,01—0,02 мм; биение вала по средней
шейке не более 0,03—0,05, по шейке под распределительную
шестерню — 0,03 мм. Осевое биение фланца не должно превышать
0,03—0,05 мм. Шероховатость поверхности шеек должна соответ-
ствовать 9-му классу по ГОСТ 2789—73. Балансировка вала от-
дельно и в сборе с маховиком рассматривается на стр. 409—411.
Шейки коленчатых валов, вышедшие из всех ремонтных разме-
ров, восстанавливают наплавкой под флюсом по одному из трех
ранее приведенных вариантов (предпочтительнее первому) с соблю-
361

дением указанной последовательности операции (стр. 247) и тех-
нологии наплавки под флюсом. После механической обработки
шеек целесообразно упрочнение галтелей поверхностным пласти-
ческим деформированием, как это было изложено на стр. 317—318.
Валы двигателей ЯМЗ-236, ЯМЗ-238 трудно поддаются наплавке
под флюсом из-за образования трещин вследствие достаточно высо-
кого содержания углерода в стали 50Г. Поэтому валы этих двига-
телей можно восстанавливать газовой металлизацией, а еще целесо-
образнее — плазменно-дуговой металлизацией с использованием
для напыления порошкообразной проволоки из твердых сплавов.
Восстановление шеек коленчатых валов возможно и гальвани-
ческими покрытиями — струйным хромированием или железне-
нием. Однако металлизация, хромирование и железнение шеек
валов в практике авторемонта не получили широкого распростра-
нения.
Отличительной особенностью восстановления распределитель-
ных валов является шлифование изношенных кулачков по всему
профилю «как чисто» методом врезания на копировально-шлифо-
вальном станке типа 3433. Предварительное шлифование произво-
дится с подачей в пределах 0,01—0,02 мм на оборот детали^ окон-
чательное — от 5 до 7 мкм. Частота вращения вала составляет
16—32 об/мин, шлифовального круга — 1033 об/мин (станок 3433).
Шейки распределительных валов восстанавливают шлифованием
под ремонтные размеры, а вышедшие из ремонтных размеров —
в зависимости от оснащения предприятия вибродуговой наплавкой,
хромированием или !железнением с последующим шлифованием
под номинальный размер.
В валах коробок передач и задних мостов изнашиваются шейки
под внутренние кольца подшипников качения, резьбы или шлицы,
зубья шестерен (смотря по конструкции). Шейки под подшипники
качения наплавляют проволокой типа Нп-2Х13, Нп-2Х14, Нп-
ЗОХГСА в среде углекислого газа (или в смеси с аргоном), вибро-
дуговым способом проволокой типа У7, износостойким хромиро-
ванием или железнением. После нанесения металлопокрытий на-
плавленные шейки подвергают черновому и чистовому шлифованию
под номинальные размеры на круглошлифовальных одно- или двух-
каменных станках методом врезания.
Шлицы карданных валов и полуосей после наплавки под флюсом
АН-348А или ОСЦ-45 проволокой Нп-ЗОХГСМ проверяют на бие-
ние, при необходимости правят, а затем обрабатывают под требуе-
мые размеры. Механическая обработка шлицев зависит от способа
центрирования сопряженной детали (шестерни, карданной вилки
или шлицевой муфты). Существуют три способа центрирования:
по наружному диаметру, внутреннему и по боковым поверхностям
шлицев.
При центрировании сопряженной детали по наружному диа-
метру шлицев шлицевый вал получает точный размер после чисто-
вой обточки или шлифования на круглошлифовальном станке.
362

Внутренний диаметр шлицев при этом способе центрирования имеет
грубый допуск и потому кроме фрезерования другой обработки
не требует.
При центрировании по внутреннему диаметру размеры послед-
него и размеры ширйны шлицев имеют довольно узкие допуски и
вследствие этого обработка шлицев является более сложной, чем
при центрировании по наружному диаметру.
Независимо от способов центрирования после наплавки шлицев
производят обточку детали на токарном станке, затем нарезают
шлицы. Наиболее производительным и точным методом нарезания
шлицев является нарезание их методом обкатки на зубофрезерных
станках при помощи червячных фрез. При этом методе фреза помимо
вращательного движения имеет продольное перемещение вдоль оси
нарезаемого валика.
При отсутствии зуборезного станка нарезание шлицев можно
производить по методу деления на горизонтально; или универсально-
фрезерных станках. Деление детали на требуемое число шлицев
осуществляется при помощи делительной головки или делительного
приспособления.
Обработать шлицы по ширине за один проход из-за довольно
узких пределов допуска обычно не представляется возможным.
Поэтому первоначально двумя дисковыми фрезами обрабатывают
боковые поверхности начерно, оставляя припуск на чистовое
фрезерование в предедах 0,8—1,2 мм. Чистовое фрезерование внут-
ренней поверхности производят фасонной или дисковой фрезой,
заточенной по шаблону. Чистовое фрезерование боковых поверх-
ностей шлицев производится двумя фрезами, расстояние между
которыми должно соответствовать ширине шлицев по чертежу.
После нарезания шлицы при необходимости подвергают термиче-
ской обработке, обычно закалке на требуемую по чертежу детали
твердость.
Шлифование по наружному диаметру в случае центрирования
по нему производится на круглошлифовальных станках с установ-
кой детали обычно в центрах. При других способах центрирования
производится шлифование по внутреннему диаметру и по боковым
поверхностям шлицев. При наличии специальных станков шлифо-
вание может быть произведено тремя кругами за одну операцию.
Несмотря на высокую производительность этот способ требует
частой правки шлифовальных кругов вследствие неравномерного их
износа. При шлифовании же шлицевых валиков за две отдельные
операции первоначально шлифуется поверхность внутреннего диа-
метра валика, а затем боковые стороны шлица. После механиче-
ской обработки производится контроль шлицев.
Наружный диаметр проверяется предельной скобой, а внутрен-
ний — специальной скобой, а еще лучше — индикаторной. Ширина
шлица проверяется предельными скобами, а профиль внутреннего
диаметра — шаблоном. Проверка биения по внутреннему диаметру
и на конусность производится индикатором.
363

Резьбу валов, имеющую дефекты, удаляют обтачиванием, затем
поверхность вала наплавляют проволокой типа Нп-ЮГЗ или
Св-10Г2, и после протачивания наплавленного металла нарезают
резьбу необходимого размера.
§ 80.	ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ КЛАССА РЫЧАГОВ
В табл. 9 классификации деталей приведен перечень деталей
данного класса и встречающихся в них дефектов. В качестве типо-
вой детали, подлежащей восстановлению, рассмотрим шатун.
Шатуны автомобильных двигателей изготовляются из сталей
40Г, 45Г2, 40Х, 40 и др/, после штамповки они подвергаются нор-
мализации и улучшению на твердость до НВ 229—255 (40Г) и
НВ 228—269 (стали 45Г2, 40Х). Дефектами шатунов являются:
погнутость и скрученность, износ отверстий втулки.верхней головки
и отверстия нижней головки под вкладыш. Проверка шатунов на
погнутость и скрученность производится при помощи приспособ-
ления, показанного на рис. 83. Правку погнутых шатунов ведут на
винтовых и гидравлических прессах, а правку скрученных — при
помощи специального рычага или специальной струбцины, захваты
которой закрепляются винтами с разных сторон таврового сечения.
Шатуны и крышки с поврежденными торцами разъема шлифуют
«как чисто» с креплением шатуна в приспособлении. После шлифо-
вания производится сборка шатунов и крышек и тонкое растачи-
вание отверстия нижней головки под номинальный размер на
станках типа 2710, 2711, а за неимением указанных станков раста-
чивают отверстие на токарном станке на режиме, близком к тонкому
точению.
В случае износа втулки или отверстия под втулку вследствие
неоднократных перепрессовок тонкое растачивание отверстий ниж-
ней и верхней головок производят с одной установки на двухшпин-
дельном приспособлении с двумя расточными головками, вращаю-
щимися от шпинделя токарного станка 1616, на котором приспо-
собление монтируется [98].
Контроль межцентрового расстояния осей отверстий шатуна
и их параллельности производится индикаторным приспособле-
нием, показанным на рис. 83. Настройка приспособления произ-
водится по эталонному шатуну. Оси отверстий головок должны
лежать в одной плоскости; допустимое отклонение — не более
0,05 мм; непараллельность осей отверстий — не более 0,03 мм;
овальность и конусность отверстия нижней головки — не более
0,01 мм.
Дефекты, встречающиеся в деталях других классов и групп,
аналогичны рассмотренным и технология их устранения подобна
изложенной. Различие заключается в оснастке, базировании, режи-
мах и размерах обрабатываемых поверхностей. Освещение всех
этих вопросов приводится в монографии автора [98] и других книгах
по технологии ремонта автомобилей.
364

§ 81.	ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАМ АВТОМОБИЛЕЙ
Рама автомобиля служит основанием для крепления всех агре-
гатов и узлов автомобиля и в процессе его движения воспринимает
все возникающие нагрузки. На раму действуют статические вер-
тикальные нагрузки от массы всех агрегатов и груза платформы
или кузова. При движении автомобиля по неровностям дороги на
раму действуют толчки различной интенсивности и продолжитель-
ности, в результате чего возникают вертикальные динамические
нагрузки и угловые перекосы, особенно проявляющиеся при пере-
езде через различные препятствия, канавы, насыпи и т. п. Кроме
того, рамы подвергаются коррозионному воздействию. В резуль-
тате совместного действия указанных нагрузок детали рамы, осо-
бенно лонжероны, подвергаются изгибу, кручению и иногда наблю-
даются разрушения от напряжений-усталости. По всем этим при-
чинам рамы автомобилей должны обладать высокой надежностью
и жесткостью.
Продольные балки рам автомобилей ЗИЛ-130 изготовляются из
стали ЗОГ, поперечина — из стали 20, а кронштейны — из ков-
кого чугуна КЧ 35-10. В грузовых автомобилях ГАЗ эти детали
изготовляются соответственно из сталей 25, 12ГС, 15 и ковкого
чугуна КЧ 35-10. Рамы автомобилей общего назначения средней
грузоподъемности в подавляющем большинстве являются клепаными
конструкциями. Рамы многоосных большегрузных автомобилей
выполняются как клепаными, так и сварными, причем в одной
конструкции могут быть сочетания клепки и сварки [75]. Сварные
конструкции менее трудоемки в изготовлении по сравнению с кле-
паными, но более чувствительны к динамическим воздействиям,
особенно при р.аботе в условиях низких температур, при которых
концентрация напряжений в сварных швах способствует хрупкому
разрушению. Однако сварные конструкции все более вытесняют
клепаные. Так, рамы прицепов и полуприцепов выполняются только
сварными.
Наиболее характерными неисправностями рам являются уста-
лостные трещины на лонжеронах и поперечинах, ослабление закле-
почных соединений, срез заклепок и, как следствие, перекосы рам.
Трещины в рамах и поломки отдельных деталей происходят по
причинам перегрузки, усталости металла, вызываемой динамиче-
скими нагрузками, жесткости рессор и др. При большой нагрузке
клепаный шов может быть разрушен вследствие среза заклепок
или смятия стенок отверстий под заклепки. Поэтому заклепки
должны отвечать прочности на срез по зависимости
и прочности стенок отверстия на смятие
Р :^= асм dhm,
365

где Р — растягивающая нагрузка клепаного шва (принимается
равномерно распределенной между заклепками шва), кгс; тср —
допускаемое напряжение заклепки на срез, кгс/мм2 (10 МПа);
осм— допускаемое напряжение на смятие стенок отверстия,
кгс/мм2 (Н/м2); d — диаметр заклепки, мм; h — толщина склепан-
ной детали (при разной толщине" деталей принимают меньшую),
мм; т — число заклепок.
Наибольшее число усталостных трещин и поломок происходит
в передней части рамы (от переднего буфера до передней кромки
грузовой платформы), у двухосных автомобилей — в местах уста-
новки задних кронштейнов рессор и в передней поперечине.
Основные поломки в задней части рамы у двухосных автомобилей
сосредотачиваются на лонжеронах и поперечине в зоне установки
передних. кронштейнов рессор задней подвески [107]. На рис. 149
показана схема размещения поломок на раме у 45 автомобилей с
указанием величины пробега до их возникновения. Количество поло-
мок и их частота на деталях правой и левой сторон рамы примерно
одинаковы. Долговечность рамы определяется стойкостью ее дета-
лей против усталостных повреждений, особенно лонжеронов.Поэтому
поверхности деталей, зарождение усталостных трещин в которых
наиболее вероятно (кроме отверстий под заклепки, кромки свар-
ных швов и т. пч.)> в процессе ремонта необходимо подвергать упроч-
нению, особенно в сварных конструкциях рам. Упрочнение, как
было изложено ранее, осуществляется пластическим деформиро-
ванием.
Технологический процесс ремонта рам заключается в обезжири-
вании и мойке, полной или частичной в зависимости от техниче-
ского состояния разборке (расклепке) на детали, контроле, замене
или восстановлении деталей, сборке и окраске. Приварка всякого
рода усилительных накладок, швеллерных коробок и прочих
деталей не допускается по причине концентрации напряжений.
Клепка рам в зависимости от диаметра заклепок может выпол-
няться в горячем и холодном состоянии. Клепку ведут при помощи
пневматических молотков и гидравлических скоб или специальных
установок в виде прессов и полуавтоматов. Пневматическая клепка
основана на принципе удара, машинная клепка — на принципе дав-
ления. Машинная клепка в качественном отношении превосходит
ударную клепку пневматическими молотками вследствие лучшего
обжатия стержня заклепки и хорошего заполнения отверстия,
а также и формирование замыкающей головки. Кроме того, машин-
ная клепка бесшумна и высокопроизводительна. Клепка при помощи
пневматических молотков является более универсальной и приспо-
собленной к сборке труднодоступных мест.
Для клепки рам целесообразно применять различные переносные
и стационарные клепальные установки. Переносная клепальная
установка с пневмогидравлическим усилителем обычно подвеши-
вается над рабочим местом. На рис. 150 показана гидравлическая
схема стационарной гидравлической установки модели УКМ2-30
366

тыс. км
№
бЬ
20
		•		•				
											
		•		• •				
											
		фф® ф		• •				
• • •		••			•			
			•		фффф	0 9 9 9		
		• ••••	Т»" -			4	•	•		
		• •••			• •••«	9 9 9		• •
		• • •				• •••		• •
		• •	"Э" 			•			
	•		• •••		• •			
		•						
			• •			•			•
			• ••					
			• Ш л					
			® ФФ					
			9					
Число случаев повреждения в зонах:
w
JuL
Л
Рис. 149. Диаграмма распределения эксплуатационных поломок (усталостные трещины и разрушения)
в отдельных зонах (1—9) рамы автомобиля

поступает в полости гидроцилиндров
Рис. 150. Гидравлическая схема стационарной
установки для клепки рам
для клепки рам. Работа установки заключается в следующем. При
помощи насоса 2 масло из бака 1 через предохранительный кла^
пан 3 поступает в золотник 4 и далее по трубопроводу А попадает
в распределитель 10 и реле давления 8.
Пройдя по соответствующим каналам распределителя 10, масло
)бы 11, благодаря чему
поршни вместе со што-
ком 12 приходят в дви-
жение. При достижении
штоком упора давление
в гидросистеме стано-
вится равным 100 кгс/см2
(10 МПа), при этом
плунжер реле давления
8, преодолевая сопро-
тивление пружины, при-
дет в движение, разомк-
нет электроконтакты 7,
обесточив соленоид элек-
тромагнита 5. Управ-
ляющий золотник 4 под
действием пружины за-
кроет доступ масла в
линию А, и масло будет
поступать в линию Б на
слив. В этом случае на-
сос работает без нагруз-
ки, и манометр 6 пока-
жет давление от нуля
до 1 кгс/см2 (100 кПа).
При изменении поло-
жения золотника рас-
пределителя 10 при по-
мощи рукоятки 9 давле-
ние в линии А упадет,
под действием пружины
плунжер реле давле-
ния 8 займет исходное положение, электроконтакты 7 замкнутся,
сработает электромагнит 5, и управляющий золотник 4 переключит
подачу масла от* насоса по линии А вновь в распределитель 10
и гидроцилиндры скобы 11. Предохранительный клапан 3 регули-
руется на давление 105 кгс/см2 (10,5 МПа), лишнее масло по маги-
страли В сбрасывается на слив. Управление скобой осуществляется
поворотом рукоятки 9.
Перед клепкой в заменяемых или годных без восстановления
деталях при необходимости производят обработку отверстий под
заклепки, сжатие соединяемых деталей и их фиксацию при помощи
центрирующих вставок или штифтов. Диаметр заклепок опреде-
368

ляют из условия d = (1,8	2,2) h, а диаметр головки D — (1,5 -f
~ 1,7) d, где h — толщина склепанной детали, мм. Погнутые детали
подвергают правке при помощи гидравлического пресса или спе-
циального стенд-пресса для правки лонжеронов и рам. При работе
на прессах вставку заклепок ведут вручную щипцами или спе-
циальными вилками, а в полуавтоматах — при помощи подающего
устройства из бункеров. Усилие при холодной клепке на прессах
составляет 25F, а при горячей — не менее ЮТ7, где F — площадь
поперечного сечения заклепки в см2. Усилие при холодной клепке
можно определить по формуле [501
где k — коэффициент формы замыкающей головки (для сфериче-
ских головок k = 28,6; для потайных k = 26,2; для плоских
k = 15,2); d — диаметр стержня заклепки, мм; ав — предел проч-
ности материала заклепки на растяжение, кГс/мм2 (10 МПа).
Нагрев заклепок из сталей Ст2, СтЗ, Юкп, 20кп ведут до
1050—1100° С в нагревательных печах, электроконтактным спосо-
бом в электронагревателях. Качество клепки проверяют визуально
и простукиванием заклепок. Форму головок при необходимости
контролируют при помощи шаблонов, а плохое прилегание голо-
вок — щупами. При замене негодных деталей в рамах сварных
конструкций сварку ведут дугой постоянного тока при обратной
полярности электродами УОНН 13/55, а при сварке дугой пере-
менного тока — электродами ОЗС-6. После сварки и зачистки шва
его подвергают упрочнению, как было отмечено ранее.
Собранная рама не должна иметь перекосов в горизонтальной
плоскости и должна отвечать требованиям технических условий.
ГЛАВА XXVI
ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КУЗОВОВ
§ 82.	НЕИСПРАВНОСТИ КУЗОВОВ И ПОДГОТОВКА ИХ К РЕМОНТУ
Автомобильные кузова по своему назначению и конструкции
являются весьма разнообразными. Однако процесс их ремонта
имеет много общего и отличается лишь особенностями, присущими
отдельным конструкциям. Независимо от конструкции кузова
состоят из узлов и деталей, изготовленных из различных материалов:
стали, алюминиевых сплавов, дерева, ткани, стекла и др. Разли-
чают базовые и небазовые узлы кузова. К базовым узлам относятся
основание, каркас и крыша. Небазовыми узлами являются обли-
цовка, обшивка, оперение, термозвукоизоляция, двери и окна,
369

Рис. 151. Силовые схемы кабины: а— крепление
В трех точках; б — крепление в четырех точках
арматура. В бескаркасных кузовах облицовка служит одним из
несущих элементов кузова.
Прочность кузова в значительной мере зависит от расположения
узлов и деталей, воспринимающих действие наибольших статиче-
ских и динамических
нагрузок. По силовой
схеме кабин (рис. 151)
наибольшую нагрузку
несет задняя попере-
чина 1 основания и на-
весные стойки 2 двери
[58]. В кузове легкового
автомобиля, силовая
схема которого показана
на рис. 152, основную
часть нагрузки воспри-
нимает основание, особенно в местах 1 крепления рессор. Затем на-
грузка передается стойкам 2, наклонным стойкам 3 и элементам
крыши 4.
Долговечность кузова во многом зависит от способа и качества
соединения отдельных^ узлов и деталей. Применяется два вида
соединения: неразъемные — при помощи сварки, клепки, пайки,
склеивания — и разъемные, осуществляемые при помощи болтов
винтов, шурупов.
В процессе эксплуатации под действием нагрузок прочность
соединений ослабляется, в узлах
различные дефекты в виде тре-
щин, вмятин, разрушений сварных
швов, прогибов и перекосов,
повреждений резьб, износов от-
верстий деталей креплений и др.
Возникновению многих из ука-
занных дефектов' способствуют
механические колебания кузова,
коррозия и старение металличе-
ских частей. Под действием коле-
баний при длительной эксплуата-
и деталях кузова появляются
Рис. 152. Силовая схема кузова
легкового автомобиля
ции кузова напряжения в деталях
достигают величин, близких к пределу выносливости. Напри-
мер, за пробег автобуса 300 тыс. км узлы и детали кузова, подвер-
женные знакопеременным нагрузкам, испытывают 3-107 циклов на-
пряжений. Напряжения о в отдельных узлах и деталях кузова, изго-
товленных из углеродистых сталей, распределяются неравномерно
и при N = 3 • 107 приближенно определяются по зависимостям [58]:
в балках оснований о = 0,28ов;
в узлах основания, соединенных стыковой сваркой, о = 0,23ов;
в узлах основания, сваренных внахлестку, о = 0,1ов;
в узлах кузова, соединенных заклепками, о = 0?19ов.
370

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС РЕМОНТА КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ
Схема 12
|	Приемка в ремонт	|
I________________
|	Наружная мойка	|
I
} Предварительный контроль |
________________I_______________
| Предварительная разборка, снятие I
1	1	1						1 , 1	1	1	1	L	।										1	1		
подушек и спинок сидений		каркасов сидений		арматуры и декор ативных накладок		стекол с рамками		внутрен- ней обивки		дверей и оперения		электро- оборудова- ния		пневмообо- рудования		отопителей и стекло- очистителя		агрегатов хо- довой части и двигателя
1			1 .	1				1	'	1 j	Контроль			1	*	1	♦	1 сортировка	|									1 '

Разрушения от усталости металла значительно раньше насту-
пают в деталях, подверженных коррозии. В результате появления
указанных дефектов наступает момент, когда . кузов становится
непригодным к дальнейшей эксплуатации и подлежит ремонту.
Капитальный ремонт кузова заключается в разборке и снятии ста-
рой краски, ремонте узлов и деталей или их замене, сборке и окра-
ске (схема 12).
Осуществление этих операций связано с проведением свароч-
ных, жестяницких, слесарно-арматурных, обойных, стекольных и
малярных работ. При этом наибольший объем приходится на
жестяницкие, сварочные и малярные работы.
Разборка кузова может .быть полной или частичной в зависи-
мости от его технического состояния и потребности ремонта. При ка-
питальном ремонте обычно производится полная разборка, хотя
и ее можно лишь условно назвать полной, так как узлы кузова,
имеющие неподвижные соединения и не имеющие дефектов, раскле-
пывать или разрубать на отдельные детали нет смысла.
После разборки детали и узлы кузова контролируются на пред-
мет их годности или ремонта, или выбраковки. После предвари-
тельной разборки производится снятие старой краски ранее изло-
женными способами.
§ 83.	РЕМОНТ КУЗОВОВ
Долговечность кузова в большой мере определяется прочностью
клепаных и.сварных конструкций. К числу клепаных конструкций
в ряде автобусных кузовов относится соединение деталей основа-
ний и облицовки со стойками кузова. Ослабление заклепочных
соединений приводит не только к разработке отверстий под заклепки,
но и к возникновению коррозии в соединяемых местах между
заклепками. В этих случаях шов расклепывают, производят раз-
метку под клепку в новой детали взамен изношенной и после свер-
ления отверстий под заклепки приклепывают деталь. Материалом
в случае изготовления заклепок служит проволока из алюминиевых
сплавов и малоуглеродистых сталей. Стальные заклепки диаметром
менее 10'мм ставятся в холодном состоянии во избежание ослаблен
ния прочности соединения из-за окисления заклепок при нагреве.
Заклепки же большего диаметра подвергаются нагреву до темпе-
ратуры красного каления для обеспечения плотности соединения.
Размер заклепок выбирают в зависимости от их назначения и тол-
щины склепываемых деталей. Ориентировочно длина заклепок
/ = Л + (1,Зч-1,5) d,
где h — толщина склепываемых деталей; d — диаметр заклепки.
Наружный диаметр замыкающей головки заклепки для стер-
жней диаметром более 5 мм
D - (1,45± 0,1) d.
372

Полученные расчётом размеры заклепок уточняются в соответ-
ствии с ГОСТом. Клепка при ремонте узлов основания непосред-
ственно на кузове производится при помощи пневматических
молотков. Если же узел основания снят и собирается на отдельном
рабочем месте, клепка осуществляется с помощью различных
прессов: пневматических, гидравлических, пневморычажных и др.
С этой же целью могут использоваться гидравлические и' пневмо-
гидравлические установки, применяемые для клепки рам.
Наиболее распространенными из неподвижных соединений узлов
и деталей кузова являются сварные соединения, имеющие ряд
преимуществ по сравнению с клепаными. Сварные соединения обес-
печивают полную герметичность шва, меньшую массу узла, они
экономичнее клепаных соединений. Жесткость сварных соединений
значительно выше, чем клепаных. Вместе с тем, сварные соедине-
ния при динамических нагрузках кузова не всегда являются надеж-
ными вследствие более низкой усталостной прочности сварных
швов по сравнению с усталостной прочностью основного металла.
Остаточные напряжения, возникающие при сварке металла, могут
вызвать коробление и усадку деталей. При ремонте кузовов приме-
няется газовая ацетилено-кислородная сварка, электродуговая
в среде углекислого газа и контактная (точечная и роликовая).
Из контактной сварки предпочтительнее роликовая, обеспечиваю-
щая непрерывность сварного шва и тем самым отсутствие корро-
зии в соединении деталей. Для наиболее распространенной ацети-
лено-кислородной сварки деталей кузова применяют инжектор-
ные горелки ГСМ-53 с наконечниками № 1 и 2.
Присадочная проволока берется по ГОСТ 2246—70. Диаметр
проволоки в зависимости от толщины h свариваемых листов будет
d = 0,5/i + 1.
При ремонте металлических деталей кузовов, а также оперения
кроме заварки трещин и замены разрушенных частей новыми зна-
чительное место занимают работы по устранению прогибов и выправ-
лению помятых поверхностей. Погнутость деталей, например
балок ферм и поперечин, устраняют правкой вхолодную при помощи
струбцин и специальных приспособлений. Выправление помятых
поверхностей производят выколоткой с последующей рихтовкой,
выравниванием поверхности припоями или пластмассой, что наи-
более целесообразно. В процессе выколотки выравнивание вмятин
достигается выбиванием вогнутой части детали до получения пра-
вильной формы. Правка выколоткой является предварительной
операцией, поскольку полностью достигнуть гладкой поверхности
при этом не удается. Поэтому устранение всех неровностей после
выколотки производится рихтовкой. Выколотку и ручную рих-
товку производят при помощи набора различных инструментов:
молотков, оправок, поддержек и др. Для механизации процесса
рихтовки используются ручные пневматические молотки.
Заделка неровностей в панелях кузова припоем заключается
в подготовке поверхности к паянию и нанесению припоя. В каче-
373

стве припоя используются малооловянистые припои, обычно ПОС-18.
Выравнивание поверхностей панелей кузовов и оперения нанесе-
нием припоя вытесняется более прогрессивным способом — газо-
пламенным напылением порошка термопластика ТПФ-37. Поверх-
ность кузова, подлежащая выравниванию, перед напылением должна
быть тщательно очищена от всех загрязнений, обезжирена протир-
кой бензином или ацетоном и нагрета до 170—180° С. Напыление
термопластика производится при помощи аппарата УПН-6-63
в несколько слоев до полного заполнения неровности. После отверж-
дения нанесенного слоя пластмассы его зачищают указанным ранее
механизированным инструментом или наждачным полотном. Более
Рис. 153. Установка для нанесения полимеров тепло-
лучевым способом
производительным и экономичным по сравнению с газопламенным
является теплолучевой способ, разработанный в отделе
механики полимеров АН БССР [41]. Сущность способа заключается
в том, что струя порошкового полимера подается в мощный поток
световых лучей,- где частицы материала плавятся и с большой
скоростью наносятся на поверхность, образуя покрытйе — рис. 153.
Воздушно-порошковая смесь создается в рабочей камере 4 вибро-
вихревым способом, осуществляемым совместным и одновременным
действием воздушного потока и вибрации. Воздушно-порошковая
смесь по шлангу 5 поступает к щелевому распылителю 7. Для нагрева
и расплавления порошка служат кварцевые лампы S, расположен-
ные в фокусе параболитических рефлекторов (отражателей) 9.
Рефлекторы укреплены шарнирно и могут быть повернуты на опре-
деленный угол для установления оптимальной фокусировки сум-
марного потока. Остальные обозначения на рис. 153: 1 — вибратор;
2 — воздушная камера; 3 — вибрирующее дно; 6 — рукоятка.
К числу новых способов нанесения порошковых полимерных
покрытий относится стр уйно-электрофоретический
374

способ. Сущность способа заключается в том, что заряженные
частицы порошка под воздействием сил электростатического поля
перемещаются к противоположно заряженному изделию и осаж-
даются на поверхности ровным слоем. Заключительной операцией
является обработка поверхности с помощью шлифовального круга
или фибрового шлифовального диска с величиной зерна № 56.
Выравнивание неровностей облицовки кузова и деталей оперения
можно осуществить и пастообразным клеящим составом (мастикой)
из эпоксидных смол ЭД-16 или ЭД-20.
Процесс подготовки поверхности к нанесению пасты является
таким же, как и при рассмотренных способах напыления. Паста
на поверхность вмятины наносится шпателем и прикатывается
роликовой накаткой. Деталь выдерживается при температуре поме-
щения 20° С до полного отверждения клея в течение 5—6 ч. При на-
греве до 80° С продолжительность отверждения сокращается до
3—4 ч. Нанесенный слой пасты выравнивается шлифовальным
кругом зернистостью 16—24 заподлицо с остальной (невосстацав-
ливаемой) поверхностью. Для выравнивания неровностей обли-
цовки кузова за рубежом используют и полиэфирную композицию
«Флексибел».
5 84. ОКРАСКА КУЗОВОВ
Назначением окраски кузовка является предохранение поверх-
ности от коррозии и придание автомобилю красивого внешнего
вида. Процесс окраски кузова состоит из следующих операций:
подготовки поверхности к окраске, грунтовки, шпаклевки, шлифо-
вания, нанесения первого (выявител иного) слоя, выправки, шлифо-
вания, нанесения нескольких слоев краски (схема 13).
Подготовка к окраске. Подготовка металлической поверхности
к окраске заключается в удалении старой краски изложенными
ранее способами и очистке поверхности кузова от следов коррозии,
окалины, .наплывов от сварки и жировых загрязнений. Наплывы
от сварки, следы коррозии и окалины удаляют ранее указанными
способами'или при помощи переносных электрических и пневмати-
ческих зачистных машинок или электромеханических щеток. Затем
поверхность обезжиривают ветошью, смоченной уайт-спиритом,
и протирают насухо. Для повышения долговечности лакокрасоч-
ного покрытия металлическую поверхность фосфатируют раство-
рами солей фосфорной кислоты в специальных ваннах или грун-
туют фосфатирующими грунтами типа ВЛ-08. Продолжительность
сушки 15 мин при температуре 18—25° С.
Грунтование поверхности кузова заключается в нанесении пер-
вого слоя лакокрасочного покрытия, назначением которого является
защита металла от коррозии и обеспечение прочности сцепления
(адгезии) между металлом и последующими слоями краски.
В зависимости от материала окрашиваемой поверхности и после-
дующего лакокрасочного покрытия применяются различные марки
375

Схема 13
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОКРАСКИ КУЗОВА
грунта. Приведем лишь одну из них. Глифталевая грунтовка
ГФ-020 обладает высокими антикоррозионными свойствами, при-
меняется в качестве грунта под покрытие эмалями на основе син-
тетических смол и масел, а также под нитро- и перхлорвиниловые
эмали. Продолжительность сушки 48 ч при 18—23° С, 35 мин
37§

при / = 100-И 10° С, 19 мин при терморадиационной сушке при
t = 100° С, 12 мин при t = 120° С.
Для грунтования деталей из цветных металлов и сплавов при-
меняются грунты типа АЛГ-14, ГФ-032, ФЛ-ОЗЖ из группы алкид-
ных грунтов на глифталевой основе. Хорошим антикоррозионным
покрытием отличается водоразбавимый грунт ПФ-033, применя-
емый на автозаводах в качестве первого слоя покрытия при окраске
кузовов и кабин. Фосфатирующие грунты ВЛ-02 и ВЛ-08 образуют
на поверхности металла одновременно слои нерастворимых фосфорно-
кислых солей и грунта. Фосфатный слой обладает хорошей адге-
зией с металлом и последующими слоями краски. Толщина фосфа-
тирующего грунта 6—10 мкм.
Выравнивание поверхности грунтовки от рисок, царапин и
незначительных неровностей прсщзводится шпаклеванием. Шпа-
клевка представляет собой густую пасту и состоит из пигментов
(красителей) и наполнителей (мел, охра, железный сурик и др.),
изготовленных на различных разбавителях. Шпаклевка снижает
прочность лакокрасочного покрытия, поэтому должна наноситься
в минимальном количестве толщиной, не превышающей 0,5 мм.
Для шпаклевания поверхности кузова под нитроэмали применяются
нитроцеллюлозные шпаклевки НЦ-07, НЦ-00-8, НЦ-9, высыхающие
при температуре 18—23° С в течение 25 ч. Алкидностирольная
шпаклевка МС-00-6 (продолжительность сушки 30 мин при 18—23° С)
применяется для выравнивания поверхности кузова под меламино-
алкидные эмали. Из глифталевых шпаклевок на автозаводах при-
меняются грунт-шпаклевки № 178, 185, продолжительность сушки
которых составляет 40 мин при температуре 100—110° С. Перво-
начально шпаклевка наносится на отдельные углубления с целью
их выравнивания, а затем сплошь по всей поверхности кузова.
Слой шпаклевки после высыхания перед нанесением первого или
следующего слоя краски подвергают шлифованию для удаления
неровностей, рисок и царапин, получающихся в процессе шпакле-
вания. Для шлифования применяются различные абразивные
материалы: пемза, обыкновенные и водостойкие шлифовальные
шкурки. Нанесение первого (выявительного) слоя краски позволяет
обнаружить дефекты шлифования, шпаклевки, которые затем
устраняются быстросохнущей шпаклевкой АШ-30 или АС-395-1.
После устранения дефектов последовательно наносят несколько
слоев краски, число которых зависит от вида применяемой эмали.
После нанесения каждого слоя производят сухое легкое шлифо-
вание водостойкими шкурками № 320—280, с последующей про-
тиркой миткалевыми салфетками. Окраска кузова должна произ-
водиться в чистом сухом помещении с влажностью воздуха, не
превышающей 70%. Окрашенная поверхность должна иметь равно-
мерный глянец и цвет, она должна быть без царапин, трещин, подте-
ков краски и пр.
Для окраски кузовов автомобилей применяют следующие виды
красок: нитроцеллюлозные эмали различного цвета, например
377

марки НЦ-11-25 (зеленая), НЦ-11-37 (голубая) и др., пентафтале-
вые и глифталевые эмали; меламиноалкидные эмали марок МЛ-12-09
(зеленая), МЛ-12-25 (голубая) и др. Наибольшее распространение
получили нитроцеллюлозные и меламиноалкидные эмали.
В авторемонтном производстве широко применяются нитро-
эмали, поскольку они не требуют высокотемпературной сушки:
Однако нитроэмали являются недостаточно стойкими в отношении
коррозии и трудоемкими в части проведения шлифовально-поли-
ровальных операций. Окрашивание поверхности кузова нитро-
эмалями производится распылением краски и ведется в 5—6 слоев.
Многослойность покрытия вызывается незначительной толщиной
одного слоя, не превышающей 8—10 мкм. Продолжительность
сушки каждого слоя при температуре 15—25° С составляет
10—15 мин. Для получения декоративного глянца окрашенную
поверхность перед полированием подвергают шлифованию с после-
дующим покрытием растворителем № 648 для удаления рисок,
образующихся от наждачных шкурок в процессе шлифования.
После суточной выдержки покрытие полируют сначала шлифовоч-
ной пастой № 289, а затем полировочной № 290.
Для окраски кузовов в настоящее время применяются преиму-
щественно меламиноалкидные эмали МЛ-12, МЛ-152. От нитро-4
эмалей они отличаются более устойчивым , блеском и хорошей
защитой металла от коррозии. Трудоемких операций шлифования
и полирования покрытия из этих эмалей не требуется, количество
слоев краски сокращается до 2—3 вместо 5—6 при окраске нитро-
эмалями. Эмали высыхают при температуре 120—130° С в течение
1 ч, и это является их недостатком по сравнению с нитроэмалями.
Пента- и глифталевые эмали в отношении защиты металла от
коррозии занимают промежуточное положение между нитро- и
синтетическими эмалями. Шлифования и полирования поверхности,
окрашенной этими эмалями, также не требуется, сушка их произ-
водится при температуре 70° С. Недостатком шента- и глифталевых
эмалей является меньшая долговечность покрытия (2—3 года)
по сравнению с долговечностью окраски меламиноалкидными
эмалями (4—5 лет).
Способы окраски. В авторемонтном производстве окраска кузо-
вов производится пневматическим распылением краски при помощи
пистолета-краскораспылителя. Способ окраски краскораспылите-
лем высокопроизводителен и более экономичен по сравнению с руч-
ным способом. Разведенная краска из нагнетательного бачка под
давлением воздуха поступает в пистолет, откуда разбрызгивается
на окрашиваемую поверхность воздушной струей. Воздух от ком-
прессора через масловлагоотделитель поступает к пистолету под
давлением 3—4 кгс/см2 (0,3—0,4 МПа). Давление на краску в нагне-,
тательном бачке 1,5—2 кгс/см2 (0,15—0,20 МПа). Для обеспечения
одинаковой консистенции краски бачок снабжен мешалкой, приво-
димой в движение от руки. При малом объеме окрасочных работ,
а также при исправлении дефектов пользуются пульверизатором,
378

снабженным стаканчиком для краски, смонтированным на верхней
части корпуса пистолета (краскораспылитель КР-10 и др.), и поэтому
надобность в краскораспылительном бачке отпадает. Подача краски
производится самотеком под действием силы тяжести. Для окраски
больших поверхностей кузова применяются краскораспылители
Рис. 154. Схема бестуманного пистолета-распылителя
БТО-ЗМ:
1 — головка; 2 — сопло; 3 — факельное кольцо; 4 — игла;
& — рычаг; 6 — затвор; 7 — регулировочная гайка; 8 — регу-
лировочный винт; 9 — решетка; 10 — трансформатор; 11 — ру-
коятка; 12 — воздушное сопло; 13 — ниппели; 14 — спуско-
вой крючок; 15, 17 — трубки; 16 — стаканчик; 18 — штуцер
с бачкбм (КР-20 и др.). В процессе распыления краски распыли-
телями' образуется туман из мельчайших частиц краски, опасный
в пожарном отношении и вредный для здоровья, работающих.
Поэтому отечественной промышленностью выпускаются краскорас-
пылители марки БТО-ЗМ с ограниченным туманообразованием и
меньшим расходом краски (рис. 154). Окрашивание кузова произ-
водится в распылительных камерах. Способ окрашивания распыле-
нием краски имеет ряд существенных недостатков: большие потери
краски, большая трудоемкость работ, тяжелые санитарно-гигиени-
379

ческие условия работающих, большие затраты электроэнергии на
вентиляцию.
Распыление с подогревом красок. При подогреве красок вязкость
их снижается, поэтому расход растворителей уменьшается. При подо-
греве нитроэмалей до 55—60° С расход растворителей снижается
на 20—30%, а синтетических эмалей —на 30 — 40% при подогреве
до 70° С. Толщина слоя краски, наносимого в подогретом состоя-
нии, больше, чем при распылении неподогретых красок. Поэтому
число слоев покрытия можно уменьшить, повысив тем самым произ-
водительность труда. Качество покрытия при этом не уступает
покрытию, полученному напылением неподогретых красок. Распы-
лением с подогревом можно наносить все виды эмалей. Для нанесе-
Рис. 155. Схема установки для безвоздушного распыления
ния красок в подогретом состоянии применяются установки, выпу-
скаемые промышленностью, например УГО-4М, УГО-5М, выпол-
няемые во взрывобезопасном исполнении.
Безвоздушное распыление красок можно осуществлять с подо-
гревом и без подогрева красок. Сущность способа безвоздушного
распыления красок состоит в следующем — рис. 155. Краска из
бачка /, по питающей линии 2 насосом 7 под давлением 40—60 кгс/см2
(4—6 МПа) подается к подогревателю 6, где нагревается до
70—100° С, а затем поступает к распылителю 5. При выходе краски
из сопла в атмосферу происходит большой перепад давления от
40—60 кгс/см2 до 1 кгс/см2 (4—6 МПа до 100 КПа). При этом про-
исходит большое увеличение объема и дробление частиц краски и
мгновенное испарение быстролетучей части растворителя. Факел
распыляемой краски становится защищенным от окружающей среды
оболочкой паров растворителя, поэтому тумана не образуется.
Потери краски на туманообразование снижаются в 2—4 раза по
сравнению с пневматическим распылением, а санитарные условия
работы улучшаются. В применяемых установках использованная
часть краски насосом 7 подается обратно в бачок 1 по шлангу 4
через регулирующий клапан 3. Безвоздушным распылением можно
наносить все применяемые для окраски лакокрасочные материалы.
380

Покрытие получается хорошего качества, равномерной толщины
и почти при полном отсутствии пористости. Для безвоздушного
распыления с подогревом выпускается установка УРБ-3 во взрыво-
безопасном исполнении с усовершенствованной конструкцией сопел.
Окраску безвоздушным распылением без подогрева краски целе-
сообразно применять в том случае, когда не требуется высокого
качества декоративности покрытия, например при грунтовании.
Хотя процесс нанесения краски при этом проще, чем при распылении
с подогревом, все же покрытие получается неровным, с потеками.
Рис. 156. Схема установки для окрашивания де-
талей в электрическом поле с применением воздуш-
ного распыления краски
Распыление ведется при помощи установки УБХ-1 отечественного
производства или установки ВИЗА, выпускаемой чехословацкой
промышленностью.
Окраска в электрическом поле. Наиболее совершенным способом
является окраска в электрическом поле [28]. При этом способе
окрашивания мельчайшие капельки краски подвергаются электро-
зарядке в электрическом поле высокого напряжения и направленно
перемещаются к окрашиваемому изделию. Распыление краски про-
изводится воздухом при помощи краскораспылителей, а направ-
ленное перемещение частиц к окрашиваемой поверхности — элек-
трическим полем.
Схема установки для окрашивания деталей в электрическом
поле с воздушным распылением краски показана на рис. 156.
В установку входят: камера 4, высоковольтный трансформатор 3,
кенотронный выпрямитель 2, коронирующие электроды 7, уста-
новленные на высоковольтных изоляторах 6, распылитель 9, краско-
нагнетательный бак 10, подвесной конвейер //с деталями 8, вен-
тиляционная камера 5 и пульт управления 1.
Установка работает следующим образом. Высокое напряжение
тока (до 100—150 кВ), получаемое от высоковольтного трансфор-
381

матора 3, выпрямляется кенотронным выпрямителем 2 и подводится
к коронирующим электродам (проволокам) 7, вокруг которых соз-
дается электрическое поле. Вблизи проволок, являющихся отрица-
тельными электродами, создается светящаяся зона интенсивного
образования ионов, которую называют короной^
Конвейер с окрашиваемыми деталями заземлен и поэтому детали
в электрическом поле вблизи от отрицательных зарядов корони-
рующих электродов получают положительный заряд. При этом
положительные ионы направляются к отрицательно заряженным
проволокам, а отрицательные — к заземленной окрашиваемой дета-
ли, которая в электрическом поле приобретает наведенный положи-
тельный заряд. Отрицательные ионы на своем пути поглощаются
частицами распыленной краски и придают им отрицательный
заряд. Заряженные частицы краски под действием электрического
поля направляются к окрашиваемой детали и осаждаются на ее
поверхности равномерным слоем. Равномерность слоя краски обу-
словливается одинаковой полярностью заряженных частиц, стре-
мящихся оттолкнуться друг от друга и равномерно распределиться
в зоне электрического поля. Окрашивание деталей в электрическом
поле с воздушным распылением краски дает экономию в расходо-
вании лакокрасочных материалов до 40—50% по сравнению с обыч-
ным способом окраски пульверизацией. Окрашивание в электриче-
ском поле применяется на автозаводах для окраски радиаторов,
рессор и других узлов и деталей.
Недостатком окрашивания в стационарных установках является
трудность окраски на одном конвейере изделий разных габаритов
и сложной формы, а также неравномерность покрытия рельефных
участков — ребер, выступов, впадин. Эти участки, особенно впа-
дины, на которых покрытие осаждается в недостаточном количе-
стве, приходится подкрашивать пневматическим распылителем.
Ручная окраска в электрическом поле. В авторемонтном произ-
водстве использование стационарных установок для автоматиче-
ской окраски в электрическом поле может быть целесообразным
лишь на больших по мощности и специализированных заводах.
Во всех других условиях окраску в электрическом поле можно
вести ручным способом. Для этой цели применяется установка
УЭРЦ-1 мощностью 250 Вт, выходным напряжением 60—100 кВ.
Установка является безопасной, так как сила тока короткого замы-
кания не превышает 300 мкА. Электрическое поле между изделием
и головкой распылителя создается высоковольтным генератором.
Дозирующее устройство состоит из электродвигателя мощностью
80 Вт, насоса для подачи краски к электрораспылителю и бачка
для краски и растворителя. Мощность электродвигателя распыли-
теля 14 Вт. Все оборудование размещается на тележке.
Более производительными и обеспечивающими хорошее качество
покрытия являются установки, в которых ручная электроокраска
совмещается с пневматической. Распылитель установки снабжается
двумя сменными соплами, обеспечивающими» большую и малую
382

производительность, и третьим сменным соплом для высокодекора-
тивных покрытий.
Для окраски’ в электрическом поле не рекомендуются нитро-
целлюлозные эмали из-за отсутствия искропредупреждающих уст-
ройств. Могут применяться меламиноалкидные эмали, разбавляемые
До рабочей вязкости растворителями РЭ-1 и РЭ-2, и пентафталевые
эмали ПФ-115 с растворителем РЭ-4 [41]. При окраске кузова рас-
смотренными способами следует наносить лакокрасочное покрытие
определенной толщины. При . окрашивании кузова легкового автомо-
биля нитроцеллюлозными эмалями толщина слоя краски должна
быть 80—130 мкм, в том числе толщина грунтовочно-шпаклевочных
слоев 25—50 мкм и нитроэмали с нитрошпаклевкой АШ-30 —
50—80 мкм [56]. Покрытие с толщиной краски свыше 130—150 мкм
в процессе эксплуатации быстро растрескивается. Суммарная тол-
щина всего лакокрасочного покрытия кузова, украшенного мела-
миноалкидными эмалями, 70—120 мкм. При производстве окра-
сочных работ соблюдение правил охраны труда и техники без-
опасности является строго обязательным.
Сушка лакокрасочных покрытий. Лакокрасочные материалы при
обычной температуре сохнут медленно (24—48 ч), а меламиноал-
кидные эмали на воздухе совсем не сохнут, сушка их происходит
только при повышенной температуре. Для ускорения процесса высы-
хания лакокрасочной пленки и придания ей прочности и твердости
применяют искусственную сушку окрашенных изделий. Применяются
два способа сушки: конвекционный — обогревание изде-
лий горячим воздухом в специальных сушильных камерах — и тер-
морадиационный — инфракрасными лучами за счет тепло-
излучения.
По виду теплоносителя сушильные камеры делятся
на сушилки с паровым и электрическим подогревом воздуха,
по времени действия различают сушильные камеры
прерывного (периодического) и непрерывного действия.
При конвекционном способе сушки высыхание краски проис-
ходит с поверхности покрытия с образованием поверхностной пленки,
препятствующей высыханию нижних слоев и улетучиванию из
слоя краски растворителя. Пары растворителя приводят к разру-
шению покрытия и образованию пор (рис. 157). Длительность
сущки при этом увеличивается. Все это является недостатком дан-
ного способа.
Терморадиационная сушка — сушка инфракрасными лучами,
основанная на свойстве инфракрасных лучей проникать через
различные среды. Инфракрасные лучи с длиной волны 4—5 мкм
способны проникать через воздух и слой краски, теряя при этом
незначительную часть своей энергии. Основная Же часть электро-
магнитной энергии инфракрасного излучения задерживается и акку-
мулируется металлом изделия и переходит в тепловую энергию.
При этом металл нагревается и теплота от него передается краске.
Таким образом, распространение теплоты по толщине покрытия
383

и высыхание краски происходит от нижних слоев, прилегающих
к поверхности изделия, к наружным слоям. При этом пары раство-
рителя свободно улетучиваются и образования поверхностной
Рис. 157. Схема образования лакокрасочного покрытия при сушке: а —
конвекцией; б — терморадиацией;
/ — изделие; 2 — незасохший слой; 3 — корка; 4 — высыхающий слой
пленки не происходит, так как отвердение верхних слоев краски
наступает в последнюю очередь.
Для сушки отдельных участков кузова, окрашенного меламино-
алкидными эмалями, можно использовать ламповые излучатели.
Лампы устанавливаются на расстоянии 200—300 мм от окрашенной
Продыжитмьность нцгре5а, мин
Рис. 158. Скорость нагрева окрашен-
ной поверхности при различных спо-
собах сушки:
I — терморадиационный; 2, 3 и 4 —
конвекционный при нагреве соответ-
ственно до 300, 200 и 100° С
поверхности и располагаются пер-
пендикулярно к ней. Вместо инфра-
красных ламповых излучателей ши-
рокое распространение получили
панельные излучатели инфракрас-
ных лучей закрытого типа, пред-
ставляющие собой чугунные плиты,
нагреваемые газом или электриче-
ским током. Термоизлучатели, обо-
греваемые током, изготовляются не
только в виде плит, но и в виде
трубчатых электронагревателей с
параболическими (вогнутыми) от-
ражателями. Для сушки неболь-
ших поверхностей кузова, окра-
шенного меламиноалкидными эма-
лями, применяются трубчатые
терморадиационные рефлекторы
темного излучения. Термоизлуча-
тель состоит из трубчатых нагре-
вательных элементов, температура
которых на наружной поверхности
достигает 400—450° С.
384

Продолжительность сушки меламиноалкидной эмали перво-
го слоя 6—10 мин, второго — 15—20 мин. На рис. 158 показана
скорость нагрева окрашенной поверхности при различных методах
сушки. Продолжительность сушки лакокрасочных покрытий термо-
излучателями зависит не только от материала покрытия, но и от
толщины металла изделия.
Терморадиационная сушка лакокрасочных покрытий является
прогрессивным производительным способом, позволяющим сокра-
тить продолжительность сушки по сравнению с конвекционной
в 2—5 раз.
ГЛАВА XXVII
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ СБОРКИ
ПРИ РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЕЙ
§ 85. СЕЛЕКТИВНАЯ СБОРКА
В АВТОРЕМОНТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
В первом разделе были рассмотрены методы сборки, применяе-
мые в автостроении. В отличие от массового поточного автомобиль-
ного производства, где сборка машин производится исключительно
из новых деталей, имеющих номинальные размеры, сборка в авто-
ремонтном производстве осуществляется из деталей с номинальными
и ремонтными размерами и с допустимым износом. Известно, что
сборка автомобилей на автозаводах осуществляется при полной
взаимозаменяемости деталей, причем для сборки основных сопря-
жений двигателя применяется метод группового — селективного —
подбора. В авторемонтном производстве полная взаимозаменяемость
сохраняется только для деталей, восстановленных под номиналь-
ные размеры, или новых с. номинальными размерами. Для деталей
ремонтных размеров взаимозаменяемость сохраняется лишь в пре-
делах данного ремонтного размера. Детали же с допустимыми изно-
сами вовсе утрачивают взаимозаменяемость, так как не обеспечи-
вают начальных посадок сопряжений. По всем этим причинам сборка
в авторемонтном производстве осуществляется с использованием
всех ранее рассмотренных методов, обеспечивающих заданную точ-
ность. При этом, однако, необходимо заметить, что метод подгонки
в современном крупном ремонтном производстве имеет ограничен-
ное применение. Для обеспечения точности сборки помимо полной
взаимозаменяемости большое значение в этом производстве играет
метод селективного подбора, область применения которого далеко
выходит за пределы селективного подбора в автостроении. В авто-
ремонтном производстве при помощи селективного метода необхо-
димо обеспечить точность сборки не только сопряжений, для сборки
13 В. А. Шадричев
385

которых данный метод применяется в автостроении, но и многих
других сопряжений, собираемых из деталей с допустимым из-
носом.
Метод группового селективного подбора деталей применяется
с целью обеспечения зазоров и натягов в более узких пределах,
чем полученные с учетом допусков на изготовление. Таким образом,
зазоры или натяги достигаются не за счет изготовления деталей
с минимальными допусками, а за счет подбора сопрягаемых деталей.
При этом методе изготовление деталей ведется с более широкими
допусками, чтобы не удорожать производство. Однако такие детали
двигателя, как поршневые пальцы и сопрягаемые с ними отверстия
втулок верхних головок шатунов и поршней, изготовляются с высо-
кой степенью точности, и тем не менее эта точность является недо-
статочной для соблюдения необходимых посадок сопряжений
палец — отверстие втулки верхней головки шатуна, палец —
поршень. Изготовление же деталей с еще более узкими допус-
ками сложно и неэкономично. Поэтому при методе селективного
подбора производят разбивку полей допусков сопрягаемых де-
талей на несколько равных частей, и подбор осуществляют в
пределах одинаковой группы, что обеспечивает точность заданной
посадки.
В общем случае допуск зазора сопряжения при неперекрываю-
щихся допусках вала и отверстия
63 = Зщах ~ Smin = бд "f* 6В,
где 6В — допуск вала; 8А — допуск отверстия.
После разбивки деталей на число групп, равное т, отклонения
в каждой группе деталей будут 8А!т и 8в!т.
Суммарный допуск зазора деталей каждой группы
_d. I _ вд+вд _ _^з_
т ' т т т * •
Подбор деталей производят в пределах одинаковой группы,
что обеспечивает точность заданной посадки. Сборка деталей с пред-
варительной сортировкой их по группам в автостроении приме-
няется для таких сопряжений, как цилиндр — поршень, палец —
отверстие втулки верхней головки шатуна, палец — отверстие
в бобышках поршня, толкатель — направляющая. Так, цилиндры
и поршни в пределах допусков на изготовление разбиваются:
а) ГАЗ-51, ГАЗ-53А и ГАЗ-24 на пять групп через 0,012 мм;
б) ЗИЛ-130 на шесть групп через 0,01 мм; в) «Москвич-408» на
пять групп через 0,010 мм; г) ЯМЗ-236 на четыре группы через
0,01 мм.
Для повышения точности сборки и качества ремонта двигателей
групповой подбор деталей указанных сопряжений необходим и
в авторемонтном производстве, так как сборка этих сопряжений
ведется с использованием деталей ремонтных размеров как из числа
запасных частей, так и восстановленных.
386

При подборе деталей, восстановленных под ремонтные или
номинальные размеры, а также и новых из числа запасных частей
могут встретиться два случая: бд = 8В и бд 8В, При равенстве
допусков отверстия и вала минимальный и максимальный группо-
вые зазоры соответственно равны между собой и определяются так
[16]:
Sr min — Smin 4“ (65 — 6в/^)> Sr max = Smax (бд бд//71),
Рис. 159. Схема расположения полей до-
пусков вала и отверстия новых деталей
и с учетом износа
где Smin и smax — зазоры в сопряжении,) без группового подбора.
При неравенстве допусков бд 8В расчет групповых зазоров
производится по тем же формулам, с той лишь разницей, что
в правой части равенства берется меньший из двух допусков дета-
лей сопряжения. Это выте-
кает из условия селективного
подбора:
Sr min Smin» Sr max $тах*
При бд < бв
Sr min — Smin 4" (бд бд/ш);
Sr max — Smax (бд
При бд > бв
sr min “ Smin 4" (бВ
Sr max = Smax — (6j? §Bltli).
Необходимое число групп
можно определить, если ре-
шить указанные уравнения
относительно т. Если мень-
шие допуски бд для случая (бд < 8В и 6В при бв < бд) обозна-
чить через бм, тогда в общем виде число групп по минималь-
ному зазору	бм
^min— е • —S • 4-6 ’
г min тщТин
по максимальному
5М
---—	Л_—•
&max \ max ‘ м
Для точности сборки селективный подбор весьма целесообразен
и для других основных сопряжений, собираемых из деталей с изно-
сом, что вытекает из следующего. На рис. 159 показана схема рас-
положения полей допусков нового вала и отверстия и с учетом изно-
са. В новом сопряжении (рис. 159, 160, а) кроме smin и $тах указан
snp — предельный зазор, при котором еще сохраняется жидкост-
ное трение и работоспособность подшипника [27, 106]. Жидкостное
трение обеспечивается и при минимальном зазоре, поскольку
величина его задается с учетом компенсации погрешностей изго-
товления размеров и формы (овальность, конусность и др.). Запас
13*
387

точности подвижного сопряжения характеризуется коэффициентом
запаса точности, выражаемым отношением
Snp smin
Рис. 160. Схема расположения полей
допусков вала и отверстия: а — новых
деталей; б, в, г — с различной вели-
Очевидно, что чем больше коэффициент запаса точности, тем долго-
вечнее сопряжение.
Если износ деталей рассматривать как расширение их допуска,
и сборку сопряжений осуществлять из деталей с износом, то, оче-
видно, коэффициент запаса точности резко уменьшится, начальные
зазоры посадки не будут выдер-
живаться и долговечность со-
пряжений значительно снизится.
На рис. 160 показаны группы
подвижных сопряжений с раз-
личной величиной износа. Де-
тали первой группы (рис. 160, б)
имеют достаточный запас точно-
сти на износ, обеспечивающий
работоспособность сопряжений
без их восстановления (детали
с допустимым износом). Группо-
вой подбор деталей данной груп-
пы будет необходим для сопря-
жений, сборка которых в авто-
строении ведется селективным
методом. Однако для повышения
точности сборки, долговечности
чиной износа	деталей и качества ремонта
автомобилей селективная сбор-
ка необходима и для других основных сопряжений. Детали вто-
рой группы (рис. 160, в) без их восстановления не имеют запаса
точности, необходимого для их повторного использования. Запас
точности без восстановления деталей можно повысить лишь селек-
тивным подбором у тех из них, износ которых незначительно превы-
шает значения, допускаемые техническими условиями. Третью
группу (рис. 160, а) составляют сопряжения, детали которых пол-
ностью исчерпали запас точности и потому подлежат восстановлению.
Восстановление изношенных деталей под номинальные размеры
позволяет достичь запаса точности новых сопряжений. При этом
селективная сборка должна применяться только для тех же сопря-
жений, что и в автостроении.
Рассмотрим, как изменяются минимальные и максимальные
зазоры при селективной сборке сопряжений из деталей, имеющих
равные износы отверстия и вала Ал — &в (рис. 159). При т = 3
Sminl = Smax 4* (Ag — Ag/3)',
Sminа = Smax 4~ Ад 2/3 Ад -J- Ag — 2/3Ag = Smax 4” 2 (Ag — 2/3Ag) —
— Smax 4" (Ag Ag/3); Smin3 = Smax 4" (Aj3 — Ag/3).
388

ОтСЮДа Smini — Smin2 — $min3—	— Smin/r
Групповой зазор при трех размерных группах будет
$г min i ~ Smax 4” (&В —
Smaxl =	(А Л — А л/3) J
Smax 2 “ $и 2 (Ал — 2/3 Ад) = Sa — (Ад Ад/3) J
$тахз ~ $и (Ад Ад/3).
ОтСЮДа Smaxl ~ $тах2 $тахЗ = Smax п*
Величина максимального зазора любой размерной группы
Srmaxi = S« (Ад Ад//и).
В практике ремонта наиболее часто приходится сталкиваться
с неравными износами отверстия и вала Ад Ав. При этом может
Рис. 161. Схема' расположения полей допусков вала и отверстия при
износе: Дл < Дв (а) и Дл > Д в (б)
АЛ<ДВ и Дд> Дв (рис. 161). При Ад< Ав (рис. 161, а) минималь-
ный зазор первого группового сопряжения будет равен
Smini = Smax 4“ (Ад
и при Ад > Ад (рис. 161, б)
Smini = Smax 4“ (АВ — &в!т).
В приведенные формулы для smin, как можно заметить, входит
наименьший износ отверстия и вала — Ам, поэтому формулу для
Smini можно записать в общем виде
Smini = Smax4* (Ам Ди//и).
Максимальный зазор первого группового сопряжения, когда
Ад < Ав, равен smaxl = su — (Ав — Дв/т) и при Ад > Дв
Smax 1 = Sa (Ад Ад//и).
В обеих формулах, как видно, фигурирует большой износ ,Аб.
Формула для Smaxi в общем виде будет
Smax 1 ~ SB	(Ag — Ag//7l),
где sa — зазор в сопряжении с учетом износа деталей.
389

Из рассмотрения рис. 161 следует, что при увеличении номера
групп как минимальные, так максимальные зазоры в группах по-
вышаются на величину
г'^б Дм
т
Общее уравнение для определения минимального и максималь-
ного зазоров в любой из т размерных групп будет следующим:
Smin.»: = Smax 4~ (Дм	4“ (% 1)>
Smax х = Sa — (Лб - Дб/т) + С (Х — 1);
где х — порядковый номер группы. -
При равномерном износе отверстия и вала (Ад = Ав; с = 0)
все минимальные и максимальные зазоры в группах равны между
собой.
По условию селективного подбора Srminx>Smin И Srmaxx <Smax
представляет интерес самый малый из минимальных и самый боль-
шой из максимальных групповых зазоров. Самым малым из мини-
мальных групповых зазоров очевидно будет smin i при х = 1;
Sminl — Smax 4" (Ам Ам/т).
Самым большим из максимальных групповых зазоров будет
зазор в последней группе при х = пг. Если в формулу для smaxx
Д« —Дм
подставить значение с = —9	 и вместо х ввести т, тогда
Smax т = Sa - (Дб -	"»") (/П - 1) = Su - (Дм - Дм/щ).
\	ПЬ J \ ПЬ ]
Из уравнений для smini и smaxm следует: на сколько минималь-
ный зазор увеличивается при /n-м значении группы, на столько же
максимальный зазор уменьшается. Если уравнения для sminl и
Smax m решить относительно т, то можно определить число раз-
мерных групп. С точки зрения долговечности, наилучшим будет
сопряжение с наименьшим начальным зазором. Тогда оптимальное
число размерных групп
/ /1»	I Д •
S „ — S „ • - -4— Д
max mini 1 м
Таким образом, для определения числа размерных групп в слу-
чае неравенства износов отверстия и вала в обоих случаях в фор-
мулы входит наименьший износ: Дл при Дл < Дв и в случае
Дд > Дв«
Пример. Номинальный размер диаметра шипа крестовины дифференциала
автомобиля БелАЗ-548А 38_0105 мм; допустимый размер 37,85 мм. Диа-
метр отверстия сателлита соответственно 38,1+0’05 мм и 38,25 мм. Отсюда:
= 0,05 мм; = 0,05 мм; Дд min= 0,10 мм; A^mjn= 0,15 мм; smin= 0,10 мм;
390

smax = 0’20 MM’ s« ” 0,40 мм. Число размерных групп примем tn ~ 3. Определим
минимальный srmin и максимальный srmax групповые зазоры в сопряжении
Srmin = smax + (A1-Да/3) =0,20 + 0,10-	=0,267 мм;
/ Дл\	0,16
srmax = «„- (Дд—f =0,40-0,10 +-у- = 0,333 мм.
Допуск зазора группы 6Г,3 = 0,333 — 0,267 = 0,066 мм.
Групповые размеры сопрягаемых деталей приведены в табл. 12.
Таблица 12
Групповые размеры (мм) крестовины дифференциала и сателлита
Цветовой индекс	Диаметр шипа крестовины	4 Диаметр отверстия сателлита
Белый	37,950—37,917	38,250—38,217
Зеленый	37,917—37,884	38,217—38,184
Красный	37,884—37,851	38,184—38,151
Таким образом, групповой подбор деталей с большими значениями допусти-
мых износов значительно уменьшает зазор в сопряжении. Действительно, зазор
в сопряжении деталей с допустимым износом без подбора равен sa = 38,25 —
— 37,85 = 0,4 мм, в то время как с подбором srmin = 0,267 и srmax = 0,333 мм
и средний 0,3 мм. Дополнительное увеличение срока службы сопряжения
. s„ — snc	0,4 —0,3
tz~ sa-sc.n ~ 0,4-0,15 ~
где sr.c — средний зазор посадки с подбором деталей; sc.n — средний зазор исход-
ной посадки (с новыми деталями).
Поскольку выигрыш в повышении долговечности в экономическом отноше-
нии может быть меньше затрат на сортировку деталей при трех группах, опреде-
лим сохраняется ли дополнительное увеличение долговечности при двух группах.
Групповые зазоры при сортировке деталей на две группы равны: sr min = 0,25 мм
и sr х = 0,35 мм; sr.c — 0,30 мм. Отсюда следует, что две группы более выгодны,
чем три. Размеры деталей с разбивкой на две группы приведены в табл. 13.
Таблица 13
Групповые размеры (мм) крестовины дифференциала и сателлита
Цветовой индекс	Диаметр шипа крестовины	Диаметр отверстия сателлита
Белый	37,95—37,90	38,25—38,20
Зеленый	37,90—37,85	38,20—38,15
391

В практике ремонта могут быть случаи подбора деталей номи-
нальных размеров из числа новых или восстановленных с деталями,
имеющими допустимый износ, например крестовин дифференциала
с изношенными отверстиями сателлитов. Естественно, что дополни-
тельное увеличение срока службы сопряжения здесь будет больше,
чем при подборе обеих деталей с допустимым износом. Так, для
рассмотренного примера при подборе новых крестовин с изношен-
ными сателлитами и для двух групп sr mm = 0,225 мм и srmax =
= 0,275 мм; sr.c = 0,25 мм и /с = 60%.
Детали на группы разбиваются вручную в процессе их контроля
при „помощи предельных калибров и различных измерительных
устройств или автоматически при помощи контрольно-сортировоч-
ных автоматов.
Из изложенного ясно, что селективная сборка является эконо-
мически целесообразным способом повышения точности сборки и не
требует уменьшения допусков на неточность их обработки. В ре-
зультате применения селективной сборки в подвижных посадках
зазоры приближаются к среднему значению. В неподвижных по-
садках селективная сборка делает сопряжение более надежным
и прочным, так как увеличивает наименьший натяг и уменьшает
максимальный натяг, недопустимый по прочности деталей сопря-
жения.
В авторемонтном производстве с большой программой примене-
ние метода селективной сборки является безусловно необходимым
для повышения точности сборки и качества ремонта автомобиля.
Большую работу.по внедрению селективного метода сборки в авто-
ремонт провел К. Т. Кошкин.
Однако селективная сборка имеет и ряд недостатков: увеличение
складских запасов деталей; необходимость дополнительных точных
измерений деталей для сортировки их по группам, требующих уве-
личения калибрового хозяйства; снижение взаимозаменяемости и
усложнение процесса сборки, которому должна предшествовать
сортировка деталей на группы. Поэтому в мелкосерийном ремонтном
производстве для деталей с допустимым износом целесообразно
применение попарного подбора, сопровождающегося в ряде случаев
подгонкой деталей по сопряжению.
Необходимость индивидуального попарного подбора деталей
с допустимым износом покажем на одном из примеров. Ширина
шлицевых канавок с допустимым износом шестерни полуоси авто-
мобилей МАЗ-205 по ТУ равна 6,40 мм. Ширина шлицев полуоси
с допустимым износом 6,0 м. При этих размерах зазор в сопряжении
получается равным 0,40 мм вместо 0,04—0,30 мм, требуемых ТУ.
Обеспечение зазора в заданных пределах может быть достигнуто
попарным подбором деталей сопряжения. Попарный подбор деталей
с допустимым износом строго необходим для многих ответствен-
ных сопряжений коробок передач, задних и передних мостов.
Наименование этих сопряжений приводится в технических усло-
виях.
392

§ 86. ВЗАИМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
В УЗЛАХ И МЕХАНИЗМАХ
Большое влияние на качество сборки оказывает соблюдение
точности взаимного расположения деталей в узле, механизме,
агрегате. Допуски положения элементов деталей (отверстий, шпо-
ночных пазов, буртиков), соосности, параллельности, неперпен-
дикулярности отдельных поверхностей должны выдерживаться
в соответствии с чертежом при механической обработке деталей в про-
цессе их восстановления. В процессе сборки необходимо соблюдать
правильность пространственного положения деталей, обусловливае-
мого допускаемыми осевыми перемещениями (люфтами) деталей:
непараллельностью или неперпендикулярностью их осей, эксцен-
тричностью (несоосностью), допусками на межцентровые.расстояния.
Сборка агрегатов автомобилей в ремонтном производстве осущест-
вляется не только из деталей начальных размеров, но и деталей
с допустимым износом. Поэтому большое значение приобретает
соблюдение размерных цепей и применение компенсаторов. Известно,
что осевые перемещения коленчатых и распределительных валов
в ряде двигателей ограничиваются упорными шайбами (кольцами).
При сборке двигателя с коленчатым валом и вкладышами ремонтных
размеров упорные шайбы с начальным размером или кольца не
могут обеспечивать требуемого чертежом осевого зазора вала. В этом
случае необходимо применение шайб или колец ремонтного (увели-
ченного) размера. Определение толщины шайб или колец ремонт-
ного размера связано с расчетом размерных цепей соответствую-
щего сопряжения или узла.
Размерной цепью называется замкнутый контур взаимно свя-
занных размеров, расположенных в определенной последователь-
ности и координирующих взаимное расположение поверхностей
и осей детали или нескольких деталей. Если все размеры, входящие
в размерную цепь, параллельны друг другу и связаны линейной
зависимостью, цепь называется линейной размерной цепью. Если же
все или несколько размеров не параллельны друг другу, но лежат
в одной или нескольких параллельных плоскостях, цепь носит наз-
вание плоскостной размерной цепи.
В случае непараллельное™ всех или нескольких размеров
и расположения их в непараллельных плоскостях цепь называется
пространственной размерной цепью.
Наиболее широкое распространение имеют линейные и час-
тично плоскостные размерные цепи. Размеры, входящие в раз-
мерную цепь, называют составляющими звеньями размерной
цепи. Размер звена, получающийся последним при механической
обработке детали или сборке узла, называется замыкающим
звеном.
При расчете размерной цепи размеры следует проставлять в той
же последовательности-, какая им придана чертежом узла или.меха-
низма.
393

Допуск замыкающего звена размерной цепи равен сумме до-
пусков звеньев, составляющих размерную цепь,
i	= т. — 1
2	«Л
t = 1
При решении размерной цепи определяют допуск замыкающего
звена или по известному допуску замыкающего звена определяют
допуски всех звеньев размерной цепи по их номинальным размерам.
В практике ремонтного производства встречается преимущественно
первая задача, краткое рассмотрение которой здесь и приводится.
Решение обеих задач может быть осуществлено двумя методами:
1) расчетом на максимум и минимум; 2) расчетом с использованием
теории вероятностей и математической статистики.
Метод расчета на максимум и минимум является наиболее рас-
пространенным вследствие его простоты. Расчет ведется по предель-
ным отклонениям — верхним и нижним границам допусков звеньев,
составляющих размерную цепь, т. е. при самом неблагоприятном
сочетании их в узле, механизме. При этом методе номинальный
размер замыкающего звена определяется как алгебраическая сумма
размеров составляющих звеньев.
Максимальный размер замыкающего звена
/Стах = ^4/тах ^4/min,
т. е. разности.суммы максимальных значений положительных чле-
нов размерной цепи и суммы минимальных значений отрицательных
членов. 
Минимальный размер замыкающего звена
Km in =	2 ^/niax>
т. е. разности суммы минимальных значений положительных членов
размерной цепи и суммы максимальных значений отрицательных
членов. Здесь At — размеры составляющих звеньев.
Допуск на замыкающее звено
б/f = /Стах — Кт in •
Однако в производственных условиях изготовление деталей и
’сочетание их в узле по крайним предельным отклонениям встреча-
ется очень редко. Действительные размеры деталей часто распола-
гаются ближе к среднему значению. Поэтому метод максимум —
минимум не учитывает производственных возможностей, дает боль-
шой запас точности, что экономически нецелесообразно. По этим
причинам следует избегать применения данного метода при расчете
размерных цепей.
Наиболее целесообразно вести расчет размерных цепей, поль-
зуясь методом, построенным на основе теории вероятностей, позво-
ляющим учитывать рассеивание размеров при механической обра-
ботке. Этот метод является более прогрессивным, так как расширяет
394

допуски размеров деталей, входящих в размерную цепь, без ухуд-
шения условий сопрягаемости. При этом производственные затраты
по изготовлению деталей снижаются.
При расчете размерных цепей методом теории вероятностей
[13] первоначально определяют поле отклонений замыкающего
звена	г____________________
= z\f 4* А262 + ... + An6«,
где б1( 62, • ••, — величины допусков составляющих звеньев;
Л,, Х2, .... А„— коэффициенты, учитывающие форму кривых рас-
пределений составляющих звеньев цепи; z — коэффициент риска,
относящийся к замыкающему звену; z = х/о; х — разность между
наибольшей величиной определяемого размера и его среднеарифме-
тическим значением или разность между среднеарифметическим
значением и наименьшим пре-
дельным значением определяе-,
мого размера; а — среднеквад-
р этичное отклонение определяе-
мого размера. ,
Для закона Гаусса А. = 1/9.
Значения коэффициента рис-
ка приведены в табл. 14.
Затем определяют координа-
ту середины поля отклонения
замыкающего звена
/п* = У то — У т0;
(+) (-)
т0 — ад + т, ,
где /п0 — координата центра
группирования; определяется
для каждого размера цепи; а —
Таблица 14
Значения коэффициента риска
Вероятный риск» %	Z = х/в
о,1 0,2 0,3 0,5 1 2 3 4 5	3,29 3,12 3 2,8 2,57 2,33 2,17 2,06 1,96
величина асимметрии кривой
распределения; для закона Гаусса и других симметричных кривых
а = 0; 6 — допуск соответствующего звена; т — координата сере-
дины поля отклонения.
При знаке плюс в формуле для m'k необходимо суммировать
коордйнаты центров группирования положительных членов урав-
нения размерной цепи, при знаке минус — то же, но только для
отрицательных членов.
Наконец, рассчитывают верхнее и нижнее отклонения замыкаю-
щего звена:
для верхнего отклонения
=	~тг’,
для нижнего отклонения
395

Пример. На рис. 162 показана одна из увязочных схем вентилятора
двигателя ЯМЗ-204. Определим зазоры Д и Ж, которые необходимо выдержать
при сборке вентилятора. На рис. 163
показаны схемы размерных цепей.
Размеры звеньев размерной цепи
(рис. 163, а) приведены в табл. 15.
Первоначально произведем расчет
зазора Д на максимум и минимум.
Уравнение размерной цепи
•	Д-А~\-Б-\-В — Г\
Рис. 162. Увязочная схема вентилятора
Дн = 0,5 + 62 +15 -73,5 = 4,0;
Дтах == °,57 + 62,2 +15 — 73 = 4,77;
' Дтщ = 0,43 + 61,8+14,9-74 = 3,13.
Допуск 6* = дтах - Дт.п =
= 4,77 — 3,13 = 1,64;- Д = 4+»;^.
Определим теперь величину до-
пуска и отклонений замыкающего зве-
на на основе теории вероятностей. При
этом примем, что кривые распределе-
ния размеров составляющих звеньев,
размерной цепи подчиняются закону Гаусса. В этом случае Х=1/^ иа=0.
Процент риска при определении средневероятного размера замыкающего звена
Рис. 163. Схемы размерных цепей
примем равным 5%, а соответствующий коэффициент риска z= 1,96. Поле
ожидаемых отклонений замыкающего звена	4
6>г	(6^+6>+6Ь+6|.) = 1,96 JZ 1(0>+0,4а+0,12+1,0г) =
= 1,96 /бД321 = 1,96 • 0,364 = 0,6234.
Размеры звеньев размерной цепи
Таблица 15
Условные обозначе- ния (см. рис. 163, а)	Размеры, мм		Предельные размеры, мм	
	номинальный -	отклонение	наибольший	наименьший
А Б В Г	0,5 62 15 73,5	±0,07 ±0,20 — 0,10 ±0,50	0,57 . 62,2 15 74	0,43 61,8 14,9 73
396

Для определения координаты середины поля ожидаемых отклонений замы-
кающего звена вычислим первоначально координату центра группирования
каждого звена	mo = a6+m; a = 0;
_ 0,07+ (-0,07) _
тйА-----------2	—	’
0,2+ (—0,2)	Л
' =°; •
0,L	0,5	+	(—0,5)	Л
тов —------0,05; mQг —---------------0-
Координата середины поля ожидаемых отклонений замыкающего звена
будет	тк = У Щ—2 «о = —0,05.
(+) (-)
Определим верхнее и нижнее отклонения замыкающего звена: -
6;	0,6234
Дй = тй + += “ 0,05 + —— = + 0,2617;
0,6234
Afe + = - °>05-----------— = - 0.3617.
77 — 4+о,2в17
*4 —0.3817*
Аналогично рассчитывается зазор Ж размерной цепи, схема которой показана
на рис. 163, б.
Допускаемые отклонения от взаимного расположения деталей
в узле, механизме и агрегате задаются техническими условиями на
сборку.
В процессе ремонта, особенно при восстановлении деталей спо-
собами ремонтных размеров и дополнительных деталей, может
возникнуть необходимость определения несоосности ступеней валов
и отверстий ряда сопряжений, данных по которым в технических
условиях не приводится. По В. Д. Мягкову, допуски на несоосность
при наличии зазора в ступенях
6П.О + 6П, в = k (smini 4”Smin2)
и при отсутствии зазора
6п.о + 8п.в = /П (61 + 62 + 63 + 64),
где 6П0 — допуск положения ступеней отверстий, сопрягаемых
с валом; 6П.В — допуск положения ступеней вала, сопрягаемых
с отверстиями; $mini, «min2 — величины наименьших зазоров;
62, 63, 64 — допуски на размеры ступеней; k — коэффициент исполь-
зования наименьшего зазора. Для сопряжений, детали которых
не имеют относительного перемещения, k = 0,4 -ь 0,5; для сопря-
жений с относительным перемещением деталей k = 0,2 -?- 0,4;
т — коэффициент использования допусков на размеры ступеней
деталей; т = 0,05	0,2.
Приведем примеры определения допусков на несоосность для
некоторых типов сопряжений.
397

Пример. При износе шеек распределительных валов их шлифуют под
ремонтные размеры, а отверстия во втулках после запрессовки в блок растачи-
вают или развертывают под соответствующий ремонтный размер шеек. Определим
несоосность отверстий во втулках с осью вала, пользуясь для расчета данными
технических условий на ремонт двигателя ЗИЛ-130. Минимальный зазор в сопря-
жении шейка вала — отверстие во втулке 0,05 мм. Примем k = 0,2, тогда
бп. О + $П. В = °,2 (0,05 + 0,05 + 0,05 + 0,05) = 0,04 мм.
Распределяя суммарный допуск между ступенями отверстий и вала поровну,
получим
6п.о = бп.в = °,02 ММ.
Решим другой пример, когда в сопряжениях детали имеется зазор и натяг.
Определим, какая может быть величина несоосности оси шестерни заднего хода
(с допустимым износом) с отверстиями в картере коробки передач ЗИЛ-164.
Известно, что в сопряжении передний конец оси шестерни заднего хода —
отверстие в картере коробки передач допускается зазор 0,007—0,1 мм, а в сопря-
жении заднего конца с отверстием в блоке натяг — 0,049 мм, зазор +0,02 мм.
Допуск по отверстиям 0,06 мм, по оси 0,04 мм (передний конец) и 0,036 мм (задний
конец). Примем k — 0,4 и т = 0,2:'
sn,o+8n.B = 4smini + smin2) + «(61 + 62+S3 + S4)=0(4(0,007+0,02) +
+ 0,2 (0,06+0,04+ 0,06+0,04) = 0,4 • 0,027+0,2 • 0,2 = 0,0508 яа 0,051 мм.
Распределяя суммарный допуск между отверстиями (60%) и осью (40%),
получим: 6П.О = 0,031 мм и 6П.В = 0,02 мм.
Основные сведения по взаимному расположению деталей в узлах
приводятся далее при рассмотрении вопросов сборки агрегатов.
Соблюдение при узловой и общей сборке агрегатов допусков на
взаимное положение деталей сокращает и улучшает процесс при-
работки и предупреждает возникновение преждевременного износа
деталей.
§ 87. КОМПЛЕКТОВАНИЕ И ПОДБОР ДЕТАЛЕЙ
Сборка автомобилей в авторемонтном производстве состоит,
как указывалось, из деталей номинальных и ремонтных размеров
и деталей с допустимым износом. В связи с этим перед поступлением
деталей на сборку производят их комплектование. Под комплекто-
ванием понимается-комплекс работ количественного и качественного
порядка. Хранение и отбор деталей по наименованию и количеству
для сборки узлов, агрегатов и общей сборки автомобиля относятся
к количественной стороне комплектования. Качественная же сторона
комплектования заключается в подборе сопрягаемых деталей по
размеру, а некоторых из них и по массе. Подбор деталей по размеру
имеет целью обеспечить требуемые зазоры и натяги в сопряжениях
и избавить сборщиков от выполнения операций по подгонке и под-
бору деталей. Большой объем работ по подбору деталей приходится
на обмер и сортировку по группам деталей с допустимым износом,
а также деталей сопряжений втулка шатуна — поршневой палец,
палец — поршень, поршень — цилиндр, толкатель — направляю-
398 ,

щая. Детали этих сопряжений незасвисимо от того имеют ли они
номинальные или ремонтные размеры должны собираться селектив-
ным методом.
Для обеспечения точности сборки при подборе деталей некото-
рых сопряжений, например цилиндрических шестерен, необходимо
замерять зазоры в сопряжении. В тех случаях, когда зазоры нельзя
измерить непосредственно, применяют практические способы про-
верки правильности подбора. Примером таких способов может
служить подбор поршней по цилиндрам, поршневых пальцев по
отверстию втулки шатуна и отверстию в бобышках поршня, толка-
телей — по направляющим. Для подбора поршней по цилиндрам
поршень без колец и поршневого пальца вставляется в цилиндр
и протягиванием ленточного щупа, заключенного между поршнем
и цилиндром по всей длине поршня со стороны, противоположной
прорези в юбке, определяют усилие по динамометру. При толщине
щупа 0,05 мм и ширине 12 мм усилие по динамометру составляет
2,25—3,25 кгс (22,5—32,5 Н) в двигателях ГАЗ и 3,5—4,5 кгс
(35—40 Н) — в ЗИЛ-130 (при толщине щупа 0,08 мм и ширине
13 мм). Кроме подбора по размеру поршни подбираются еще и по
массе. Разница в массе одного поршня для двигателей ГАЗ-53А
составляет 4 г, для ЗИЛ-130 — 8 г.
При подборе поршневого пальца по отверстию втулки верхней
головки шатуна руководствуются тем правилом, что при нормальной
температуре помещения он должен плавно входить во втулку под
легким усилием большого пальца руки. При этом обеспечивается
зазор в сопряжении ,0,0045—0,0095 мм.
Подобранный палец при температуре помещения 20° С не должен
входить в отверстия бобышек поршня под действием руки. При на-
греве же алюминиевого поршня в горячей воде до температуры
70° С палец должен свободно входить в поршень. При этом величина
натяга в сопряжении для двигателей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130 составляет
0,0025—0,0075 мм.
Толкатель в процессе подбора под действием собственной массы
должен медленно опускаться в смазанном маслом отверстии в блоке
или в отверстии направляющей. Проверку опускания толкателя
под действием собственной массы производят в нескольких положе-
ниях путем поворота вокруг своей оси. При этом обеспечивается
зазор в сопряжении в пределах 0,008—0,045 мм (ГАЗ-53А) и
0,016—0,038 мм (ЗИЛ-130).
Комплектование деталей в ряде случаев сопроврждается слесар-
но-пригоночными операциями, носящими характер частичной сбор-
ки. Например, для подбора клапанов в головку блока необходимо
предварительно запрессовать и затем развернуть направляющие
втулки клапанов. Перед запрессовкой металлокерамические втул-
ки рекомендуется выдержать в масле в течение 24 ч. Головки
блока цилиндров перед запрессовкой втулок целесообразно нагреть
до 160—175° С, а втулки охладить в сухом льду. Запрессованные
втулки развертываются под номинальный размер. Подбор клапанов
399

по отверстиям направляющих втулок производится с зазором для
впускных клапанов 0,05—0,08 мм, для выпускных 0,08—0,124 мм
(ГАЗ-53А).
В процессе подбора необходима проверка не только зазора,
но в ряде случаев и взаимного положения поверхностей подбирае-
мых деталей. Так, например, шатун с установленным пальцем про-
Рис. 164. Приспособление для запрессовки поршневого пальца: а —
ручное; б — пневматическое:
1 — корпус; 2 — направляющая; 3 — палец опорный; 4 — втулка; 5 — мас-
ленка; 6 — толкатель; 7 — рейка; 8 — маховик; 9 — корпус; 10 — пневма-
тический цилиндр; 11 — шток; 12 — оправка; 13 — палец
вернется на параллельность и межцентровое расстояние осей верх-
ней и нижней головок на приспособлении, показанном на рис. 83.
Индикаторы / показывают скрученность шатуна, индикатор II —
расстояние между осями отверстий и индикатор III — непараллель-
ность осей отверстий. Разумеется, что указанное приспособление
с успехом может быть использовано и для контроля шатуна на пог-
нутость и скрученность. Настройка приспособления производится
по эталонному шатуну. Оси отверстий головок должны лежать в
одной плоскости, допустимое отклонение не более 0,05 мм. Непа-
400

раллельность осей отверстий допускается не более 0;03 мм; оваль-
ность и конусность отверстия нижней головки — не более 0,01 мм.
Соединение поршня с шатуном производится при нагретом до
температуры 55—75° С поршне при помощи приспособления,
показанного на рис. 164 или аналогичного ему.
Собранный с шатуном поршень проверяется на перпендикуляр-
ность оси поршня к оси нижней головки шатуна на приспособлении,
изображенном на рис. 165.
Шатун нижней головкой наде-
вается на цангу 6, зажим ко-
торой осуществляется при
помощи пневматического ус-
тройства, действующего при
поступлении сжатого воздуха
в цилиндр 1. Поршень уста-
навливается на неподвижную
5 и подвижную 3 призмы.
Подвижная призма прижи-
мается к поршню пружиной
4, и ее положение фиксирует-
ся индикатором 2.
Проверка осуществляется
по разности показаний инди--
катора при установке комп-
лекта в двух положениях с
поворотом на 180° относитель-
но оси поршня. Допустимая
неперпендикулярность надли-
не 100 мм не более 0,08 мм.
Неперпендикулярность вы-
числяют по формуле
а 100 ’
где а — разность показаний
индикатора; I — расстояние
между призмами.
Рис. 165. Пневматическое приспособление
для проверки перпендикулярности оси
поршня к оси отверстия нижней головки
шатуна
Для механизации установ-
ки поршневых колец в канавки поршня применяется приспособле-
ние, показанное на рис. 166. Подобранный комплект колец закла-
дывается замками вниз в канавки 4 приспособления. Цилиндриче-
ской оправкой 3 при перемещении ее рукояткой 2 кольца раз-
жимаются по диаметру. Оправка 3 соединена с ножной педалью 5
рычагом 1. При нажатии на педаль производится зажим разжатых
колец в канавках 4 приспособления. После этого оправка выво-
дится из разжатых колец и вместо нее вставляется поршень. При
снятии нагрузки с педали 5 кольца освобождаются. Кольца должны
быть предварительно проверены на упругость и на зазор по калибру
в соответствии с техническими условиями.
401

Кроме подбора по размеру поршни и шатуны в сборе с поршнем
подбираются еще и по массе. Разница в массе между комплектами
поршень — шатун в сборе, предназначенными для установки в один
блок, не более 12 г для ГАЗ-53А и 16 г для ЗИЛ-130.
Поскольку растачивание и хонингование цилиндров произво-
дится на участке сборки двигателей, рабочие места по комплекто-
ванию шатунно-поршневой группы, а также других ранее указанных
сопряжений необходимо располагать на возможно близком расстоя-
нии от сборочного участка или на территории последнего во избе-
жание встречных транспортировок блока.
При подборе деталей необходимо иметь в виду, что ряд сопря-
женных деталей: блоки цилиндров — крышки коренных подшип-
ников, блок цилиндров — картер сцепления, стержень шатуна —
крышка, некоторые детали гидроусилителя руля и другие при изго-
товлении обрабатываются совместно и потому они должны сохра-
няться комплектно. При раскомплектовании необходим подбор,
сопровождаемый в ряде случаев подгонкой. Не останавливаясь
на подборе других деталей, рассмотрим подбор цилиндрических
шестерен, имеющий важное значение для работоспособности и дол-
говечности сопряжений. Необходимость подбора шестерен перед
сборкой вызывается тем обстоятельством, что на сборку могут по-
ступить шестерни с допустимым износом, новые, изготовленные
на различных заводах. Поэтому у шестерен возможны различия
в профиле зубьев. Подбор зубчатых колес на зацепление перед
сборкой проводится на приборе, показанном на рис. 167.
Прибор состоит из станины /, по направляющим которой пере-
двигается основная каретка 8 при помощи ходового винта с махо-
вичком 12. Вторая каретка 6 (измерительная) имеет ход на шари-
ках и находится под действием пружины, отжимающей ее к основной
каретке. Каретка 6 может перемещаться примерно на 4 мм. Обратный
ход измерительной каретки производится кулачком при помощи
402

маховичка 2. Величина перемещения измерительной каретки 6
определяется по закрепленному на ней индикатору 4, подвижный
наконечник которого упирается в головку винта <5, закрепленного
на станине.
На обеих каретках имеются втулки 7 с отверстиями, выполнен-
ными по укороченному конусу Морзе № 4 для установки оправок
зубчатых колес. Межосевое расстояние между оправками может
изменяться в пределах 50—250 мм путем передвижения основной
каретки 8. Для определения межосевого расстояния служит ли-
нейка 10 со шкалой и нониусом 9 с точностью отсчета 0,02 мм, а
винт 3 — для точной установки измерительной каретки 6.
Для контроля шестерен, изготовленных заодно с валом, например
шестерни первичного вала, вместо оправки на основной каретке 8
Рис. 167. Прибор для проверки цилиндрических и конических зубчатых колес
на зацепление
может быть установлен нижний центр и кронштейн с верхним
центром. Перед контролем зацепления шестерен измерительная
каретка 6 устанавливается приблизительно в среднем положении.
При этом метка на внутренней поверхности маховичка 2 должна
находиться в нижнем положении. Передвижением основной ка-
ретки 8 устанавливают оправки на межцентровое расстояние про-
веряемых зубчатых колес
т __ m(z1~\~z^
где m — модуль; и г2 — число зубьев колес.
Затем основная каретка 8 закрепляется при помощи зажима
рукоятки 11, и межцентровое расстояние точно устанавливается
по нониусу 9 передвижением измерительной каретки 6 при помощи
маховичка 2. Стрелка индикатора должна быть при этом на нуле.
Корректирование межцентрового расстояния можно производить
и при помощи концевых мер (рис. 168). Очевидно, необходимый
размер набора концевых мер будет
/__т __ D-j-d
1 L 2	•
403

Рис. 168. Корректирование меж-
центрового расстояния при по-
мощи концевых мер
После корректировки межцентрового расстояния измерительная
каретка 6 (см. рис. 167) отводится от основной каретки 8 поворотом
маховичка 2 влево до упора. Затем устанавливаются шестерни,
и маховичок 2 поворачивается вправо (по часовой стрелке) до
упора. При этом измерительная каретка 6 усилием пружины будет
приближаться к основной каретке, вводя в зацепление шестерни
без бокового зазора между зубьями.
Для контроля установленных шестерен поворачивают вручную
шестерню на оправке основной каретки 8, наблюдая за показаниями
индикатора. По отклонению стрелки
индикатора определяют величину бо-
кового зазора в шестернях
s = 2а sin а,
где а — показания индикатора; а —
угол зацепления.
Правильность зацепления зубча-
тых колес можно, проверить и на
краску. В этом случае меньшее ко-
лесо покрывают тонким слоем лазури
и вращают с сопряженным колесом.
Пятна краски должны покрыть сред-
нюю часть боковой поверхности сопряженного колеса по высоте не
менее 60% и по длине соответственно 60—65%.
Подбор конических шестерен главной передачи непосредственно
связан с операциями сборки заднего места, поэтому подбор и
регулировку правильности зацепления конических шестерен целе-
сообразно изложить в дальнейшем.
ГЛАВА XXVII
БАЛАНСИРОВКА ДЕТАЛЕЙ
И СБОРКА СОЕДИНЕНИЙ
§ 88. БАЛАНСИРОВКА ДЕТАЛЕЙ
Надежность и долговечность автомобиля в значительной мере
зависят от величины вибрации быстровращающихся деталей (колен-
чатых и карданных валов, маховиков, шкивов, дисков сцеплений,
колес) вследствие их неуравновешенности. Вибрации быстровращаю-
щихся деталей создают дополнительные нагрузки как на эти детали,
так и на подшипники. Неуравновешенность деталей может вызы-
ваться рядом причин: 1) неточностью в размерах детали, особенно
в размерах необработанных, поверхностей; 2) неравномерной плот-
404

ностьщ материала; 3) погрешностями сборки, выражающимися
в неточности посадки вращающихся деталей на вал, перекосы,
смещение и пр. Устранение неуравновешенности деталей может
производиться при механической обработке или при сборке с по-
мощью балансировки. Балансировка подсобранных узлов, например
коленчатых валов в сборе с маховиком, производится в процессе
сборки. Различают статическую и динамическую балансировку.
Статической балансировкой устраняют неуравновешенность, вы-
зываемую несовпадением центра тяжести с осью вращения детали.
При смещении центра тяжести детали от оси ее вращения возникает
неуравновешенная центробежная сила, вызывающая вибрацию.
Величина центробежной силы
'	т » Or [ лп \2
где пг — неуравновешенная масса; г — смещение центра тяжести
детали; Q — масса вращающейся детали; g — ускорение свободного
падения; п — частота вращения детали, об/с.
При статической балансировке опытным путем определяется
величина и расположение дополнительной массы, которую необхо-
димо прибавить к детали или удалить с нее, чтобы центр тяжести
уравновешиваемой детали совпал с осью ее вращения.
Статическая балансировка деталей производится на призмах
или роликах. Если деталь, имеющую дисбаланс, установить на
призмы или ролики, то под влиянием неуравновешенной массы
создается крутящий момент Мк - Qj/y, стремящийся повернуть
деталь до тех пор, пока утяжеленная ее сторона с неуравновешенной
массой Qx займет нижнее положение.
Величину массы уравновешивающего груза Q2 и расстояние его
г2 от оси вращения подбирают таким образом, чтобы соблюдалось
равенство
Qlr1 = 0.2Г2>
откуда
Q2=Qi^.
Г2
Устранение дисбаланса практически производится удалением
эквивалентного количества металла с утяжеленной стороны свер-
лением, фрезерованием, шабрением, опиловкой или"прикреплением
корректирующего груза, что, впрочем, встречается редко (за исклю-
чением колес).
Точность балансировки деталей на призмах зависит от силы
трения, возникающей между призмами и шейками валов или опра-
вок, на которых устанавливаются проверяемые детали. Поэтому
для повышения точности балансировки рабочие поверхности призм
и шейки оправок необходимо подвергать закалке до твердости
HRC 50—56 и чистовому шлифованию до 8 класса. Рабочую длину
405

призм берут в пределах (2 ч- 2,5) nd, где d — диаметр шейки оп-
равки, см. Ширина рабочей поверхности призмы (м)
,	0,35Р£
о — —.
Рис. 169. Схема статиче-
ской балансировки на ро-
ликах
где Р — усилие, действующее на призмы, кгс (Н); Е — модуль
упругости материала призмы, кгс/см2 (МПа) о — допускаемое сжи-
мающее напряжение в местах контакта
шейки оправки и призмы. Для закален-
ных поверхностей о = (2 ч- 3)104 кгс/см2
(а = 2 -г 3 ГПа); d — диаметр оправки;
принимается соответственно конструкции
устанавливаемой детали на оправку.
При статической балансировке на ро-
ликах применяемые роликовые устройства
снабжены шариковыми или роликовыми
подшипниками. Процесс статической ба-
лансировки на вращающихся роликах про-
изводится так же, как и на призмах. Точ-
ность балансировки на роликах зависит от
отношения dID (рис. 169). Чем меньше это
отношение, тем точнее балансировка.
В зависимости от массы балансируемых
деталей, применяются следующие размеры
роликов:
при массе до 250 кг d = 100 мм, I — до
40 мм;
при массе 1,5 т d = 150 мм, I = до
70 мм.
Статическому балансированию подвер-
гают детали, имеющие небольшую длину
и относительно большой диаметр: шкивы,
маховики, диски сцепления. Для деталей,
длина которых значительно превышает
диаметр (коленчатые и карданные валы), применяют динамиче-
скую балансировку. Если деталь, статически отбалансирован-
ную грузами Qx и Q2 (рис. 170), расположенными диаметрально
противоположно, вращать вокруг оси, то по ее концам возникнут
две противоположно направленные центробежные силы Jx и Jt,
образующие пару сил. Эти центробежные силы стремятся вывести
деталь из ее опор, нагружая их и вызывая возможность появления
вибрации. Величина динамической неуравновешенности будет тем
больше, чем больше длина плеча возмущающей пары сил.
Величина возмущающего момента
М =	=
2<7
Для динамической уравновешенности детали необходимо в точ-
ках, противоположных участкам размещения грузов Qi и Q2, уста-
406
Рис. 170. Динамическая
неуравновешенность

ловить равные им грузы Q\ и Q^. Деталь можно уравновесить и
грузами Gr и G2, установленными в любой плоскости, перпендику-
лярной к оси вала, при том условии, что моменты центробежных
сил, возникающих от этих грузов в процессе вращения детали,
будут равны моментам центробежных сил и J2, образующихся
от грузов Qi и Q2, т. е. при условии, что JrL = Gx/, где / — плечо
пары возмущающих сил: L — плечо пары уравновешивающих сил.
Таким образом, динамическая балансировка заключается в соз-
дании дополнительной пары сил при помощи уравновешивающих
грузов. Из сказанного следует, что в таких деталях, как шкивы,
диски сцепления, маховики, не может быть большого плеча пары
сил, поэтому их динамическая неуравновешенность меньше стати-
ческой. Вследствие же большого диаметра статическая неуравно-
вешенность этих деталей может быть большой, почему они и под-
вергаются этому виду балансировки. И наоборот, для коленчатых
Рис. 171. Схемы действия механических балансировочных
станков	z
и карданных валов гораздо большее значение имеет динамическая
неуравновешенность. Динамическая неуравновешенность включает
статическую неуравновешенность, но не наоборот.
Динамическую балансировку производят при вращении детали,
помещая ее на упругие опоры, которые будут колебаться под дей-
ствием центробежных сил инерции и их,моментов. Затем замеряют
амплитуду максимальных колебаний одной из опор. К детали при-
крепляют пробный груз и добиваются прекращения колебаний этой
опоры. Те же операции повторяют и в отношении другой опоры. Ба-
лансировка считается законченной по прекращении колебаний опор.
Балансировочные машины, работающие на этом принципе, являют-
ся наиболее подходящими для ремонтного производства. Схемы
действия этих машин приведены на рис. 171.
По первой схеме (рис. 171, а) балансируемая деталь устанавли-
вается на опоры 3, 4, смонтированные на подвижной раме 5. Эта
рама опирается на станину 6 балансировочной машины в плоскости
А, на другом конце она поддерживается пружиной 1. Неуравнове-
шенная масса любой части детали, кроме расположенной в плос-
кости А, в процессе вращения детали вызовет колебание рамы 5.
По амплитуде колебания рамы, фиксируемой амплитудомером 2
(индикатором), судят о дисбалансе.
407


Рис< 172. Станок для динамической балансировки коленчатых И карданных валов

Балансируемая деталь по второй схеме (рис. 171, б) укладывается
в подшипники 2, 3 рамы 4, качающейся при вращении детали. Рама
будет качаться относительно плоскости В расположения вершин
конусов, описываемых осью детали, если подшипники смогут сво-
бодно перемещаться в пространстве. Показания индикатора 1,
подведенного к раме в плоскости В, будут равны нулю, в то время
как в плоскостях А и Б они будут пропорциональны неуравно-
вешенным массам, расположенным по обеим сторонам от плоскости В.
Имеются и другие схемы устройства балансировочных станков.
На рис. 172 показан станок для динамической балансировки
коленчатых и карданных валов. Узлы станка смонтированы на пли-
те 1, установленной на опорных подушках. Плита с подушками сое-
динена при помощи винтов 2, позволяющих производить выверку
станка при установке его на фундамент. Станок имеет стойки 7 и
9, с которыми при помощи хомутов 5 связана рама 8. Жестко с рамой
соединена катушка датчика, расположенного на стойке 3. Рама
вместе с катушкой свободны в отношении поперечных колебаний.
Карданный вал 6 жестко соединяется с передней и задней бабками 4
станка. Станок снабжен приводом 10, кнопкой управления, электри-
ческим щитом и гальванометром. При вращении балансируемой
детали возникающие центробежные силы вызывают поперечные
колебания рамы 8 и катушки датчика, преобразующего механичес-
кие колебания в электрические. Величина электродвижущей силы
датчика регистрируется гальванометром, по показаниям которого
судят о величине дисбаланса. Величину дисбаланса и угол распо-
ложения балансировочных пластин, которые должны быть приваре-
ны к валу, находят отдельно для правой и левой плоскостей коррек-
ции детали.
В табл. 16 приводятся данные о допускаемом дисбалансе основ-
ных деталей и узлов автомобилей.
Таблица 16
Допускаемый дисбаланс основных деталей и узлов автомобилей
Детали или узлы	Балансировка	Допустимый дисбаланс (г* см) для автомобилей	
		ГАЗ-53А ГАЗ-51А	ЗИЛ-130, ЗИЛ-164
Коленчатый вал -	Динамическая,	15	30
Коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением	»	70	150
Крыльчатка вентилятора	Статическая	15	20
Маховик		35	100 !
Сцепление	>	15/18	—
Карданный вал в сборе	Динамическая	50	70
Примечание. Данные в числителе относятся к нажимному диску в сборе,
в знаменателе — к ведомому диску в сборе.
409

К динамической балансировке коленчатого вала в сборе с махо-
виком и сцеплением рекомендуется прибегать в том случае, если
дисбаланс не выше определенной величины, например по двигателю
ЗИЛ-164 не более 1200 г • см. При большей величине дисбаланса узел
необходимо раскомплектовать, проверить балансировку каждой
детали в отдельности или собрать узел из других деталей. Дисба-
ланс указанного узла устраняют различными способами, например
сверлением металла в ободе маховика или установкой балансиро-
вочных грузов под болт кожуха сцепления (ЗИЛ-164). Величина
динамического дисбаланса уменьшается, если детали узла предвари-
тельно подвергаются статической балансировке.
На рис. 173 показан стенд для статической балансировки колен-
чатых валов в сборе с маховиком, применяемый при восстановлении
Рис. 173. Стенд для статической балансировки коленчатых валов
в сборе с маховиком
шеек вала механизированными способами наплавки или металли-
зации.
Стол-рама11 стенда сварной конструкции из стали углового
профиля опирается на четыре ножки, регулируемые по высоте.
На переднем конце стола-рамы на двух валиках 4, расположенных
в кронштейнах 2, перемещается ползун 3. Положение ползуна опре-
деляется расстоянием между крайними коренными шейками балан-,
сируемых валов. Ползун стопорится винтом. На ползуне 3 и задней
.стойке 6 установлены по два диска 7, 8, вращающихся на шарико-
подшипниках. Подлежащий балансировке вал укладывается во
впадины дисков. Несбалансированный коленчатый вал будет пово-
рачиваться утяжеленной частью вниз. Уравновешивание коленчато-
го вала заключается в том, что к торцу обода маховика с диаметраль-
но противоположной стороны приклеивают массу 5 металла, необхо-
димую для сбалансированности вала. Затем на утяжеленной части
обода маховика, на том же радиусе, высверливается масса металла,
равная приклеенной. Вал в сборе с маховиком считается отбалан-
сированным, если в любом положении он не будет стремиться повер-
410

нуться. Динамическую балансировку коленчатых валов можно
производить на станке, показанном на рис. 172. Балансировка
деталей после из восстановления различными способами необхо-
дима для, повышения качества ремонта автомобилей и потому должна
найти широкое распространение в ремонтном производстве.
§ 89. СБОРКА СОЕДИНЕНИЙ С НАТЯГОМ
Рис. 174. Сопряжение
деталей с натягом
В процессе сборки агрегатов значительный объем работ прихо-
дится на узловую сборку соединений с натягом. Сюда относятся
запрессовка и развертывание различных втулок: верхней головки
шатуна, направляющих клапана в головку блока или блок, смотря
по конструкции двигателя, распределительного вала в блок ци-
линдров, поворотного кулака, вала руля, кронштейнов и серьги
задней рессоры и др.
Материалом втулок является серый чугун или металлокерамика
(направляющие втулки клапанов), сталь 20, залитая баббитом
(втулки распределительного вала), бронза
ОЦС 4-4-2,5, или ОЦС 6-6-3, или ОЦ 4-3, или
различные полимерные материалы (капрон).
Полагаем, что при сборке цилиндрического
соединения с натягом чугунных и стальных
деталей обе детали имеют упругие дефор-
мации. Условия, при которых деформации
остаются упругими, определяются следующи-
ми зависимостями [7]:
для охватываемой детали
р<о,58(Г1Т[1 -Ц1)2];
для охватывающей детали
Р <0.58-7,, [1 -(£)’].
Здесь р — удельное давление на контактной
поверхности: о!т и о2т — пределы текучести
материала охватываемой и охватывающей деталей; d, d2 —
диаметры, обозначенные на рис. 174.
Удельное давление на контактной поверхности
где Ег и £2 — нормальные модули упругости охватываемой и охва-
тывающей деталей; Сг и С2 — коэффициенты, зависящие от матери-
ала сопрягаемых деталей и отношения их диаметров (рис. 174).
Значения модулей упругости и коэффициентов С\ и С2 берутся
из табл. 17 и 18; 6 — расчетный натяг, определяемый по приведенной
ранее формуле (стр. 204).
411

Удельное давление на контактной поверхности зависит от отно-
шения длины втулки I к диаметру d. При коротких втулках, напри-
Таблица 17,
Значения коэффициентов (\ и С2
djd или d/d2	• Cj	Сг
0,0	0,70*	—
0,1	0,72	1,32
ол	0,78	1,38
0,3	0,89	1,49
0,4	1,08	1,68
0,5	1,37	1,97
0,6	1,83	2,43
0,7	2,62	3,22
0,8	4,25	4,85
0,9	9,23	9,63
* Для охватываемой детали сплош-		
кого сечения =	= 0.	
мер в отверстиях под подшип-
ники качения в картерах ко-
робок передач и задних мостов,
когда lid мало, в формулу
удельного давления вводится
безразмерный коэффициент k,
значение которого определяется
по графику (рис. 175),
6 Et
Р
Если обозначить
Ei
Ei
то формула для расчета удельно-
го давления примет простой вид
б А '
Значения коэффициента
для деталей из различных материалов приведены в таблицах и
графиках [7].
При запрессовке втулок из легких сплавов наряду с упругими
деформациями наблюдаются и пластические.
Таблица 18
Модули упругости и коэффициенты линейного расширения
Материал	Модуль упругости		Коэффициенты линейного расшире- ния а-10 ~е	
	кгс/мм2	. ГПа	Нагрев	Охлаж- дение
Сталь и стальное литье	(2,04-2,1) 10*	200—210	11—12	— 8,5
Чугунное литье	(0,7 4- 1,05) 10*	70—105	9-11	— 8
Ковкий чугун	(0,9 4-1,5) 104	90—150	9-11	— 8
Бронза оловянистая	0,8 • 104	85	16—17	— 14
Латунь	0,8 • 104	80	18—20	— 16
Алюминий и алюминиевые сплавы	(0,65 4-0,75) 104	65—75	20—26	— 18
412

Учитывая конструктивные особенности и материал деталей
соединений с натягом, можно полагать, что при указанной здесь
узловой сборке наиболее вероятны случаи, когда охватываемая
деталь (втулка) деформируется упругопла’стически, а охватываю-
щая деталь — упруго. Это условие соблюдается, если:
Р Г1________\21.
0,58g1t-'L	\d) J’
Г] -ШП
0,58о2т [у \d2} J
Применение посадок с натягами, вызывающими текучесть мате-
риала, оправдывается высокой прочностью неразъемного соедине-
ния, при которой не требуется дополнительных креплений даже
в случае работы сопряжения при весьма больших нагрузках.
Рис. 175. Определение безразмерного коэффициента
Коэффициент сцепления (коэффициент трения) между сопрягае-
мыми поверхностями деталей при упругопластических деформа-
циях повышается, чем и обеспечивается большая прочность сое-
динения. Удельное давление на контактных поверхностях, при кото-
ром наряду с упругими появляются пластические деформации:
для охватываемой детали
для охватывающей детали
_ Fi ZdVi
р2т^=Т2т|_1	J>
где т1т и т2т — пределы текучести материалов охватываемой и
обхватывающей деталей при сдвиге, кгс/мм2 (10 МПа).
Предел текучести при сдвиге тт в зависимости от предела теку-
чести при растяжении тт в общем виде можно выразить так:
т =____.
3	т /2(1+р)’
где |х — коэффициент Пуассона.
413

При практических расчетах можно принять тт = (0,58 -г- 0,70) ат
(для мало- и среднеуглеродистых сталей берется меньшее зна-
чение, для легированных сталей— большее); для чугуна тт = 0,8ов.
Удельное давление, при котором на внутренних поверхностях
деталей появляются пластические деформации, можно определить
и по следующим формулам [80]:
для охватываемой детали	,
^2_^2
Р1т ” «Чт 242	&а1т’
для охватывающей детали
_	di—<Р_
Pit ^2т 2J|	^^2т»
где а1т и ст2т — пределы текучести материала сопрягаемых деталей, кгс/мм2 (ЮМПа); а и b — коэффициен- Таблица 19 ты, зависящие от отношений d/d2 и Значения коэффициентов а и b d^/ti, берутся из табл. 19.		
		насчет усилия н запрессовки про-
		изводится как и для упругих дефор-
d/d2 или d<Jd	а или Ь	маций с учетом значений рт, от, соот-
		ветствующих материалам деталей.
0,0	0,50	Усилие запрессовки
0,1	0,50 '	P=f„pndl,
0,2 Л Q	0,48 Л ЛА	где fn— коэффициент трения при за- .
О,о	и, 40	прессовке; р — удельное давление на
0,4	0,42	контактной поверхности, кгс/мм2
0,5	0,38	(10 МПа); d — диаметр сопрягаемых
0,6	0,32	поверхностей детали, мм (м); /—длина
0,7	0,26	контактной поверхности сопряжения,
		мм (м).
0,8	0,18	Коэффициенты трения при запрес-
0,9	0,10	совке берутся по данным табл. 20.
				В тех случаях, когда детали со-
		пряжения работают с большими на-
грузками или изготовлены из материалов, имеющих различные
коэффициенты линейного расширения, и сопряжение подвержено
действию высоких температур или когда посадка должна быть
с большим натягом, запрессовку втулок целесообразно произво-
дить с нагревом охватывающей детали или охлаждением охваты-
ваемой.
Нагрев деталей при запрессовке втулок целесообразен и при
небольших натягах в целях облегчения запрессовки и повышения ее
прочности. Прочность посадок с нагревом при одних и тех же усло-
виях в 3 раза больше прочности прессовых посадок в холодном
состоянии, а средняя величина натяга — в 2 раза вследствие того,
что неровности поверхностей деталей при горячей посадке не сгла-
живаются, как при холодной.	,
414

Таблица 20
Коэффициенты трения (сцепления) при соединениях с натягом
Материалы деталей		Способ посадки	Величина коэффициента	
охватываемой	охватывающей		f	
Сталь 30, 50	Сталь 30, 50 Чугун СЧ 28-48 Латунь Сталь 30, 50 Сталь 30, 50 Чугун СЧ 28-48	Прессование > > С нагревом С охлаждением С нагревом или охлаждением	0,06—0,13 0,07—0,12 0,08—0,19 0,07—0,16 0,07—0,09	0,06—0,22 0,06—0,14 0,05—0,10 	>	
Примечание, f — коэффициент трения выпрессовки при установившемся про-
цессе смещения (сдвига) деталей.
Посадка с подогревом целесообразна для насадки венца маховика
при монтаже подшипников качения и др. При посадке с нагревом
необходимо знать температуру, до которой надо нагреть охватываю-
щую деталь или охладить охватываемую.
Температура нагрева охватывающей детали или охлаждение
охватываемой определяются по формуле
1 ad — п’
здесь б — максимальная величина натяга посадки, мм; s — мини-
мально необходимый сборочный зазор. Принимается минимальный
зазор smin посадки А/D или s = 0,001 Yd для цилиндрических
деталей и s = 0,05 Yd для конусных деталей [71; ot — коэффициент
линейного расширения, берется по данным табл. 18; d — номиналь-
ный диаметр сопряжения, мм; ta — температура помещения (цеха),
°C (знак плюс — при нагревании, знак минус — при охлаждении).
Посадки с охлаждением целесообразно применять при запрес-
совке седел клапанов, гильз цилиндров и др.
Охлаждение охватываемой детали можно осуществить различ-
ными способами: в твердой углекислоте, в жидком азоте. Наиболее
приемлемым для ремонтных предприятий является сухой лед
(—78° С) или азот (около — 196 °C). В целях ускорения процесса
охлаждения сухой лед иногда целесообразно погружать в раство-
ритель (денатурированный спирт, ацетон и др.).
Для обеспечения свободной сборки соединений с натягом при
охлаждении детали необходимо знать зазор между охватываемой
(охлажденной) и охватывающей деталями. Величина зазора выби-
рается в зависимости от номинального диаметра соединения и вре-
мени сборки. Для номинальных диаметров соединения в пределах
415

от 30 до 150 мм и времени сборки от 0,5 до 2 мин указанный зазор
можно принять в пределах (0,006 -т- 0,007) d.
При запрессовке происходит деформация втулок. Это должно
быть учтено при назначении припуска на окончательную обработку
рабочей поверхности втулок после запрессовки.
При запрессовке втулки в отверстие ее внутренний диаметр
уменьшается на величину
. _2pd2d1103
Л1 — EiftF-diy
где d — номинальный диаметр соединения, мм; — внутренний
диаметр втулки, мм.
В последние годы в авторемонтном производстве все большее
применение находят пластмассовые детали. Из пластмассы, особен-
но капрона \ изготовляются втулки кронштейнов передних и зад-
них рессор автомобиля, оси педалей сцепления и тормоза и др.
Работоспособность сопряжений с пластмассовыми втулками во
многом зависит от правильно выбранного натяга (посадки) втул-
ки в отверстие сопряженной детали, зазора в сопряжении втулка —
палец, втулка — ось и др. В процессе работы втулок, особенно под
влиянием нагрева, происходит их усадка вследствие холодной
текучести и релаксации напряжений, и натяг в сопряжении исче-
зает. Поэтому величины натяга пластмассовых втулок берут зна-
чительно большими по сравнению с металлическими втулками.
При больших натягах напряженное состояние в пластмассе
может сохраняться длительное время, и процесс превращения упру-
гих деформаций в ней как бы приостанавливается на определенной
стадии. В этом случае обеспечивается неподвижность посадки в те-
чение срока службы сопряжения. Расчетная величина натяга
(наибольшего и наименьшего) в общем виде:
для пластмассовой охватываемой, детали
bp = f(?v Е, и» <0;
для охватывающей детали
6P = f(°rT> Е, р, d, kD),
где стт, Е и р — предел текучести, модуль упругости и коэффициент
Пуассона пластмассовой детали; d — номинальный диаметр соеди-
нения; A D — деформация втулки по наружному диаметру.
Формулы для расчета величины максимального и минимального
натягов являются сложными. Поэтому для расчета натяга более
целесообразно пользоваться номограммами, хотя точность расчета
несколько снижается (до 3—5% [17]). Для примера на рис. 176
показана номограмма для расчета натяга охватываемого пластмас-
сового кольца (втулки). По оси абсцисс откладываются величины
внутреннего и наружного радиусов пластмассовой втулки, а по
1 Капрон — торговое название пластмассы, состоящей из поликапролактама.
416

оси ординат — и foj (величины натяга 6™ах и 6min, приходящегося
на 1 мм диаметра, на величину отношения Е„л к пределу текучести ог):
h _R' £пл. t, ___S' Епл
К1 — vmax ~L~ ,	<V2 — Um in ~Z~ •
Величины максимального и минимального натягов:
Smax — ^1 d> 6min — ^2 d.
23 ПЛ	^ПЛ
Значения 6тах и 6т!п, определенные по этим формулам, являются
оптимальными для условий работы де-
тали при температуре + 20° и влажно-
сти воздуха 60—70%.
При изменении температуры необхо-
димо внести поправку на изменение
величины натяга ^.'учитывающую влия-
ние разности коэффициентов линейного
расширения пластмассы и металла:
kt= dt (апл — о&н), t — ip — tot
здесь d — номинальный диаметр соеди-
нения; апл, ам — соответственно коэф-
фициенты линейного расширения пласт-
массы и металла; tp — рабочая темпера-
тура; t0 — нормальная температура,
равная + 20° С.
Знак kt будет определяться знаком
разности tp — t0. Величина kt будет сум-
мироваться или вычитаться из величины
расчетного натяга в зависимости от поло-
жения пластмассовой детали (охватывае-
мая или охватывающая в соединении).
Изменение натяга под влиянием ги-
гроскопичности пластмассовой втулки
4	>
Рис. 176. Зависимость вели-
чин наибольшего и наимень-
шего натягов от отноше-
ния радиусов охватываемого
пластмассового кольца
где kt — коэффициент пропорциональ-
ности, зависящий от марки пластмассы; d и — наружный и
внутренний диаметры втулки.
Для втулок из поликапролактама можно принять kB = 0,03 s,
где s — толщина стенки втулки.
Для охватываемой пластмассовой детали (втулки) при положи-
тельной разности температур /р — /0 величины предельных натягов
с учетом указанных поправок равны следующему:
Отах — Up max	Omin— Opmin,
где бртах и брпнп — расчетные максимальный и минимальный натяги;
kt — величина компенсации температурной деформации; kB — вели-
чина компенсации вследствие гигроскопичности.
14 В. А. Шадричев
417

При отрицательной разности/р—70
Smax = Spmax— &в> Smin = Sp min
Допуск натяга Дн изменяется на величину kt и kB
Ди = Smax Smin (kf “Ь Ав)-
Значения физико-механических величин некоторых пластмасс,
входящих в приведенные формулы, приведены в табл. 21.
Таблица 21
Физико-механические свойства некоторых пластмасс [17|
Наименование и марка пластмассы	Модуль упругости £пл-10‘ кгс/см2 (ГПа)	Предел текучести от, кгс/см2 (МПа)	Коэффи- циент Пуассона Ц-	Коэффициент линейного расширения на 1°С.10-5
Стекловолокнит:				
АГ-4С	28—32	500 (50)	0,27—0,3	1,5-2
АГ-4В	12—15	500 (50)	0,27—0,3	1,5—2
Волокнит Полиамидная смола:	8,5	500 (50)	0,3—0,35	3,0—3,5
П68	2,0	500 (50)	0,4—0,5	11—12
АК-7	1,5—12	500 (50)	0,4—0,5	8—10
Поликапролактам (пер- вичный)	0,7—1,05	400 (40)	0,5	10—11
Радиальное давление в соединении с натягом
Ртах = 1 > 15<Тт 1п
Усилие запрессовки
°Т
где f — коэффициент трения; I — длина сопрягаемых поверхностей.
Зная £пл, стт пластмассы и деформацию втулки, радиальное
давление можно определить при помощи номограммы, показанной
на рис. 177. Коэффициент трения при запрессовке деталей из пласт-
масс приведен в табл. 22.
Осевое усилие Ро в момент соединения (усилие запрессовки)
с течением времени изменяется вследствие воздействия темпера-
туры, нагрузок, влаги и в зависимости от Р3 может быть определено
так:
Ро = Р3Т~т,
где Т — время, ч; m — коэффициент, значение которого приведено
в табл. 23.
418

При запрессовке пластмассовой втулки в отверстие металличес-
кой делали с натягом 6 внутренний диаметр втулки уменьшится
на величину
,	il 52
Величина ят- весьма ма-
d2 ,
ла, а величина — 1 мень-
ше единицы; пренебрегая
произведением этих вели-
чин, можно написать
Величину деформации
внутренней цилиндриче-
ской поверхности пласт-
массовой втулки после
запрессовки можно опре-
делить и по другой фор-
Рис. 177. Увеличение давления на поверх-
ности сопряжения в зависимости от относи-
тельной деформации пластмассового кольца
по наружному диаметру
муле:
Х1= 1,5ДВ + 2ДН,
где Дв — допуск на неточ-
ность изготовления наруж-
ного диаметра втулки;
Дн — допуск натяга.
Приведем пример расче-
та натяга при запрессовке
пластмассовой втулки в
отверстие металлической
детали.
Пример. Рассчитать пре-
дельные величины цатяга и
подобрать посадку для соедине-
ния втулки из поликапролакта-
ма +30% BaSO4 с отверстием
заднего кронштейна передней
рессоры ГАЗ-51 А, изготовленной
из стали 50ХГА. Диаметр соеди-
Таблица 22
Коэффициент трения пластмасс
Наименование и марка пластмассы	Статический коэффициент трения
Стекловолокнит: АГ-4С АГ-4В Волокнит Полиамидная смола: П68 АК-7 Поликапролактам (пер- вичный)	0,45—0,60 0,45—0,60 0,02—0,06 0,35—0,50 0,18—0,40 0,16-0,29
нения 28 мм. Толщина стенки втулки $= 1,5 мм, внутренний диаметр втулки
25 мм, длина втулки 65 мм. Модуль упругости поликапролактама +30% BaSO4
при температуре +20° С Епл = 30 500 кгс/см2 (3,05 Гпа). Предел текучести
от = 400 кгс/см2 (40 МПа):
£пл_^30 500	От__£
от 400	’	£пл~76‘
Коэффициент линейного расширения апл = 10-10"?.
Условия эксплуатации втулки: рабочая температура /р от 50 до 10° С; сопря-
жение осуществляется без смазки и должно быть надежным в течение 2 лет.
Запрессовка втулки производится при t = 20±2° С.
14*
419

Коэффициент т [17]
Таблица 23
Пластмасса	Значения т при температуре эксплуатации, °C ,			
	60	50	40	20
Поликапролактам (первичный)	2,1	—	0,3	0,2
Капрон+ 20% BaSO4 + 3% Cdl2	—	—	0,17	—
Капрон+ 30% BaSO4	—	о,1	0,06	0,04
Отношение внутреннего диаметра втулки к наружному d:
4 = §=°.89; т- = 1=1>12-
a 2о	d1 25
di	Е
По номограмме (см, рис. 176) для -у-= 0,89 определены величины
a	1П1П О"т
и	приходящиеся на 1 мм диаметра соединения.
При диаметре соединения d = 28 мм предельные величины натягов:
Smin = °-76 + d = °>76 i28=°.28 мм;
5тах = Ь5 ТТ2- d = h8 i 28 = 0,55 мм-
тах Еал 76
В случае работы втулки при 50° С размер ее увеличится больше, чем отвер-
стие ушка рессоры на величину
ka+) = dtanjl== 28 (50 — 20) 10-10^ = 0,084 мм.
Во внерабочее время и в период пуска автомобиля при температуре 10° С
пластмассовая втулка уменьшится на величину
^ (_, = 28 -10 -10 -10“5 = 0,028 мм.
Деформация втулки под влиянием гигроскопичности
kB = 0,03 • 5 = 0,03 - 1,5 = 0,045. мм.
Учитывая деформации втулки от действия температуры и гигроскопичности,
получим предельные натяги:
Smax = Sp maX -(+) -kB=0,55 -0,084 -0,045 = 0,42 мм;
«min = 6p min -V) = 0,28+0,028 = 0,31 мм.
Получены величины натягов для условий работы сопряжения без смазки.
При смазке сопряжения отверстие втулки — палец рессоры деформацией kB
можно пренебречь. Тогда предельные натяги будут:
6	= 0,55-0,084 = 0,47 мм; 6 .=0,31 мм.
Шал 7	7	7	7 Ш1П	7
Допуск натяга
Дн = 0,47 —0,31 =0,16 мм.
Точность изготовления наружного диаметра втулки принимаем по 4-му
классу точности (литье под давлением). Допуск на неточность изготовления
420

втулки 28 мм по 4-му классу для пластмассовых деталей составляет 0,14 мм.
Подбираем поле допуска для посадки с натягом по ГОСТ 11710—66 (допуски
и посадки для деталей из пластмасс). Ближайшим полем допуска для диаметра
28 мм будет посадка 77р14 с предельными отклонениями Разность
допуска натяга и допуска на точность изготовления втулки равна допуску на
неточность изготовления отверстия в кронштейне рессоры (0,16—0,14= 0,02 мм),
если бы отверстие надо было обрабатывать вновь.
В данном случае- отверстие было обработано под металлическую втулку
с допуском 0,045 мм, поэтому допуск натяга будет выше расчетного на 0,025 мм
и равен 0,185 мм. Полученное соединение будет:
л	4-0,045
28 или 0 284-0,41 мм.
Прц	+0,27
Натяги соединения: 6тах = 0,41 мм; 6min = 0,27 — 0,045 = 0, 225 мм.
Допуск натяга Дн = 0,41 —0,225= 0,185 мм, что и отмечалось выше.
Величина радиального давления определяется по номограмме (рис. 177)
6ср Епл	0,318
в зависимости от —z-----=76 = 0,86, где 6ср — средний натяг, равный
и С7Т	2о	г
0,318 мм.
При отношении d/d± = 1,12 и р/ат =0,11
р = 0,1L • 400 = 44 кгс/см2 (4,4 Па).
Усилие запрессовки
Р3=рл dlf=U • 3,14". 2,8 • 6,5 • 0,1 =252 кгс (2520 Н).
’ Изменение осевого усилия через 2 года
Р0 = РзТ~т,
где Т — время эксплуатации 2 года; Т = 24-360-2 = 17 280 ч.
Для поликапролактама 4-30% BaSO4 при температуре 50° С по табл. 23
величина m = 0,1, тогда
РО = 252-17 280-°-1=67 кгс (670 Н).
Если по прошествии двух лет осевое усилие 67 кгс будет недостаточно, то
при годности втулки по допустимому износу необходимо ее дополнительное
крепление,' например посадкой на клей. При износе отверстия втулки сверх
допустимой величины и ослаблений натяга втулка заменяется новой.
§ 90.	ОСОБЕННОСТИ СБОРКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Надёжность и долговечность собранных узлов и механизмов
автомобилей в значительной мере определяется прочностью и надеж-
ностью резьбовых соединений, зависящих от качества сборки.
На качество сборки резьбовых соединений большое влияние ока-
зывает правильность затяжки болтов и гаек, отсутствие искривлений
и перекосов, обеспечение необходимых посадок и прочности сто-
порных устройств.
При неправильной затяжке может наступить ослабление проч-
ности резьбовых соединений или возникновение деформации, что
может вызвать различные неисправности в работе. Последнее осо-
бенно наблюдается при неравномерной затяжке болтов и гаек
головок блоков цилиндров, крышек шатунных и коренных под-
шипников, маховиков. Наиболее распространенными посадками
421

резьбовых соединений,, определяемыми по среднему диаметру резь-
бы, являются скользящая, ходовая, плотная и с гарантированным
натягом.
Сборка резьбовых соединений в зависимости от условий их ра-
боты производится без затяжки или с предварительной затяжкой.
В процессе работы резьбовых соединений под действием внешней
силы Р кгс (Н) болт удлиняется на величину
А° —
где I — рабочая длина болта, см (м); Е—модуль упругости материа-
ла болта, кгс/см2 (0,1МПа); Рг — площадь сечения стержня болта,
см2 (м2).
Если при сборке гайка была навернута только до соприкоснове-
ния торцов стягиваемых деталей, то в процессе работы в соединении
может возникнуть зазор. Во избежание этого с целью повышения
прочности сборку резьбовых соединений необходимо вести с пред-
варительной затяжкой, осуществляемой поворотом гайки или болта
после их соприкосновения с торцами соединенных деталей. Усилие
предварительной затяжки Р3 задается исходя из величины нагрузки
1421	р=рМ+-^\
гз—r Р -г. гл ’
\
где Ej, Е2 — модуль упругости материала стягиваемых деталей,
кгс/см 2 (01МПа); Flt F2— площадь прилегания стягиваемых по-
верхностей, см2 (м2); р = 0,80 ч- 1,0.
Усилие затяжки Р3 действует по оси болта или шпильки. Для
его получения и преодоления силы трения в резьбе и под торцом
гайки необходим момент затяжки, который для метрической резьбы
^ср I s Нр \ .	Е)3 df ~|
3[Т \ndcp + 0,866 / Т 3 (Г>2- d?) J’
где dcp — средний диаметр резьбы; s — шаг резьбы; р,р — коэффи-
циент трения в резьбе; — коэффициент трения на торце гайки;
D — диаметр опорной поверхности; <4 — диаметр отверстия под
болт.
Коэффициент трения в зависимости от состояния резьбы изме-
няется в пределах 0,1—0,4. Превышение момента затяжки сверх
допускаемых значений приводит к деформации резьбы и срыву за-
щитного покрытия на нормалях. Во избежание перетяжки и дефор-
мации деталей затяжку болтов и гаек при установке головок блоков
цилиндров и других деталей необходимо вести в определенном
порядке. Для обеспечения необходимой затяжки и соблюдения уста-
новленных значений моментов затяжки применяются динамометри-
ческие ключи, а также предельные ключи.
Сведения о последовательности и моментах затяжки ответствен-
ных деталей приводятся в технических условиях на сборку автомо-
билей.
М3 — Р
422

ГЛАВА XXIX
СБОРКА И ИСПЫТАНИЕ АГРЕГАТОВ
И АВТОМОБИЛЕЙ
§ 91.	ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ СБОРКИ
Сборка автомобилей является завершающим этапом в техноло-
гическом процессе их ремонта. Качество сборки зависит не только
от точности сборки, но и от методов организации сборочного про-
цесса, чистоты собираемых деталей, оснащения рабочих мест, кон-
троля в процессе сборки и испытания собранных узлов, агрегатов
автомобиля. Сборку автомобиля, как сложной машины, расчленяют
на узловую и общую. Начинают сборку с базовой детали, базового
узла-или агрегата в зависимости от того, что собирается — узел,
агрегат или машина. Под базовым сборочным элементом понимают
деталь (узел, агрегат), являющуюся исходной для начала процесса
сборки. Узел — соединение базовой детали с несколькими деталями,
которое может быть собрано обособленно от других деталей. Узел
может быть собран из отдельных деталей и деталей, предварительно
соединенных до постановки в узел. Например, в сборку узла пор-
шень — шатун входит шатун с предварительно (до сборки узла)
запрессованной втулкой. Поэтому нередко помимо узловой сборки
различают еще подсборку, т. е. простейшее соединение деталей,
называемое «подузел». В результате соединения базового узла с нес-
колькими узлами и деталями получаем агрегат. Базовый агрегат —
рама с монтированными другими агрегатами, узлами и дета-
лями — образует готовое изделие — автомобиль.
Для наглядного представления сборочного процесса составляют
графические схемы сборки. На рис. 178 показаны схемы сборки,
дающие представление о взаимосвязи сборочных элементов. Формы
построения схем сборки, как и расчленение на сборочные элементы,
зависят от конструкции изделия и оформляются различным образом.
Узловая сборка (подсборка) является стационарной, выпол-
няется обычно на одном рабочем месте, по преимуществу на верста-
ках или на специальных столах, оборудованных соответствующими
приспособлениями. Рабочие места узловой сборки располагаются
обычно параллельно линии общей сборки агрегатов. К узловой
сборке относится сборка (подсборка) блока цилиндров, шатунно-
поршневой группы, коленчатого вала с маховиком, распределитель-
ного вала с шестерней, головки блока верхнеклапанных двигателей,
масляного и водяного насосов и др.
Методы сборки агрегатов и общей сборки автомобилей опреде-
ляются в зависимости от численности производственной программы
предприятия и ее однородности в отношении типов и марок ремонти-
руемых автомобилей.
Наиболее совершенной формой сборки автомобилей и агрегатов,
как было отмечено, является поточный метод. Поточный метод
423

сборки в авторемонтном производстве целесообразен на предприя-
тиях по ремонту полнокомплектных автомобилей и агрегатов с боль-
шой специализированной производственной программой. Напомним,
что при поточном методе процесс сборки (равно и разборки) автомо-
билей и агрегатов расчленяется на отдельные операции, выполняе-
мые рабочими на разных постах, расположенных в линию. Расчле-
нение операций технологического
процесса сборки по производи-
тельности согласуется с тактом
сборки. При этом время, заплани-
рованное на выполнение каждой
операции, должно быть равно или
кратно такту.
Для бесперебойной работы по-
точной сборки необходимо строгое
обеспечение линии необходимыми
взаимозаменяемыми деталями и уз-
лами. При этом сборка узлов дол-
жна быть согласована по времени
и увязана с тактом общей сборки
агрегата или автомобиля. При
Детали
Общая сборка иэбелия
Рис. 178. Схемы сборки
поточной сборке детали узлы и агрегаты обезличиваются. Не под-
лежат обезличиванию лишь некоторые совместно обрабатываемые
детали, например шатун с крышкой и др.
При поточном методе сборки осуществляются дифференциация
сборочных процессов и специализация рабочих мест и рабочих.
Благодаря этому трудоемкость сборочных работ и их себестоимость
резко снижаются. Все это является большим преимуществом поточ-
ного метода по сравнению с методом универсальных постов.
При этом методе разборочно-сборочные работы производятся
на одном посту и все операции по ремонту осуществляются одной
424

бригадой рабочих. Обезличивание деталей, узлов и агрегатов от-
сутствует. Отличительной особенностью данного метода является
большая длительность ремонта и высокая квалификация рабочих,
а отсюда и высокая стоимость ремонта. Такой метод сборки сохра-
нился по преимуществу в индивидуальном и мелкосерийном произ-
водстве ремонта автомобилей.
Поточный метод сборки в авторемонтном производстве осущест-
вляется на конвейерах прерывного действия. Сборка на конвейере
с периодическим перемещением производится в периоды его оста-
новки.
Мощность электродвигателя привода конвейера
N = ——
102V
где Р — тяговая сила на цепях; v — скорость конвейера; г|м —
к. п. д. передаточных механизмов конвейера, равный 0,4—0,5.
Тяговая сила на цепях
P = (g+go)Lr\,
где g — нагрузка от массы собираемого агрегата или автомобиля
на 1 м длины конвейера; g0 — нагрузка от массы рабочей и холостой
, частей тяговых цепей (15—40 кг); L -г- длина конвейера; г| — коэф-
фициент, учитывающий сопротивление в шарнирах и роликах тяго-
вой цепи, равный 0,06—0,07.
Поточная сборка двигателей и других агрегатов производится
или на приводных конвейерах прерывного действия, или на тележках
эстакадах конвейерного типа, или на параллелях (сборка задних
и передних мостов), или на многопозиционных стендах (сборка
коробок передач и рулевых механизмов).
При узловой сборке базовых деталей, в частности блоков ци-
линдров, широко применяются рольганги. Для передачи собираемых
узлов с одного рольганга на другой или с рольганга на пост сборки
применяются пневматические манипуляторы. Для ручного Пере-
мещения агрегатов применяются тележки.
Транспортировка собранных агрегатов и узлов на испытательные
стенды, а также к линии общей сборки производится при помощи
монорельса и электроталей-тельферов.
Для повышения производительности труда, повышения качества
сборки и удобства работ необходима комплексная механизация
с использованием не только современных подъемно-транспортных
средств, но и различных приспособлений и механизированного ин-
струмента, облегчающих труд рабочих. Так, установку задних и
передних мостов в сборе на раму удобно вести сверху, т. е. в пере-
вернутом положении рамы. Для перевертывания шасси применяется
приспособление грузоподъемностью 1,5 т (рис. 179). Приспособление
подвешивается к двум электротельферам. Кронштейны 9, 12 укреп-
ляются с двух сторон рамы захватами 10, 11.
425

Для механизации сборки различных резьбовых соединений при-
меняется механизированный инструмент — гайковерты с электри-
ческим, пневматическим и гидравлическим приводом рабочего ор-
гана.
Коэффициент полезного действия пневматических гайковертов,
по данным И. И. Менделеенко, не выше 10—12%, электрических —
55—60%, гидравлических — до 70%. Для крупносерийного ре-
Рис. 179. Приспособление для перевертывания шасси автомобиля
при сборке:
/ — редуктор; 2 — электродвигатель; 3,— контргруз; 4 —- скобы для крю-
ков тельферов; 5 — несущая балка; 6 — предохранительная скоба; 7 —
тележка; 8 —- фиксатор тележки; 9, 12 — кронштейны; 10, 11 — захваты
монтного производства эффективность применения электроинстру-
мента является более высокой, чем пневматического. Выбор элект-
рогайковерта производится в зависимости от диаметра резьбы и
вида резьбового соединения. По диаметру резьбы определяется
мощность электрогайковерта, обеспечивающая необходимый кру-
тящий момент при завинчивании детали.
Для завертывания болтов и гаек в труднодоступных местах
применяются угловые гайковерты ЭКУ-2 и др. В угловых гайко-
вертах ось рабочего инструмента расположена под углом 90 или
45° к оси электродвигателя.
Для питания электроинструмента подвесных конвейеров, элект-
рокар требуется ток повышенной частоты (200 пер/с), поэтому необ-
426

ходимы преобразователи тока промышленной частоты (50 пер/с)
в ток повышенной частоты.
Из пневматических гайковертов для сборки резьбовых соедине-
ний деталей можно применять гайковерт И-51А ударно-импульс-
ного действия (рис. 180).
Для гайковертов и ма-
шинных отверток приме-
няются различные рабочие
наконечники-вставки, а
также головки для меха-
низированного завинчива-
ния шпилек.
Для удержания меха-
низированного инструмен-
та над рабочим местом
применяются эластичные и
жесткие подвески. Эластич-
ные подвески используют-
ся для инструмента, раз-
вивающего небольшой кру-
тящий момент, и имеют тот
недостаток, что не осво-
бождают рабочего от вос-
приятия реактивного мо-
мента. Подвески жесткого
типа не имеют этого недо-
статка и применяются для
более мощного инструмен-
та. Наиболее распростра-
ненной эластичной подвес-
кой является балансир с
пружиной.
Механизация разбороч-
ных и сборочных работ
кроме тех преимуществ, о
которых говорилось выше,
Рис. 180. Пневматический гайковерт ударно-
импульсного действия И-51А:
/ — патрон-вставка; 2 — стакан; 3 — шарики;
4 — втулка ведущая; 5 — ротационный пневма-
тический двигатель; 6 — палец со скосами; 7 —
кулачки сменного патрона-вставки
придает авторемонтному
производству более вы-
сокий технический уро-
вень.
Для обеспечения высо-
кого качества сборки в
процессе ее проведения необходим контроль различных геометри-
ческих параметров: биений по торцу и окружности (например,
биений маховика в сборе с коленчатым валом), осевых перемещений,
параллельности, перпендикулярности, соосности и пр., которые
рассматриваются в дальнейшем в описании особенностей сборки
агрегатов.
427

Большое значение для качества сборки имеет чистота деталей.
Поэтому перед сборкой все детали необходимо обдуть сжатым воз-
духом, тщательно протереть и смазать сопрягаемые поверхности,
а масляные каналы в коленчатых валах, впускные и выпускные
гнезда и клапаны с направляющими втулками (после притирки)
необходимо промыть и обдуть сжатым воздухом. Завершающим
этапом сборки является испытание собранных узлов, агрегатов и
автомобиля на специальных стендах; испытание автомобиля на
большинстве предприятий производится пробегом в соответствии
с требованиями технических условий.
§ 92.	ОСОБЕННОСТИ СБОРКИ И ИСПЫТАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ
В процессе сборки двигателей производятся многие слесарные
и механические работы: восстановление резьб, отверстий в направ-
ляющих клапанов и гнезд клапанов (в двигателях с нижним
расположением клапанов), подшипниковых втулок распределитель-
ных валов, отверстий в направляющих под толкатели, постелей
под вкладыши коренных подшипников, цилиндров или сменных
гильз (в верхнеклапанных двигателях), коленчатых валов и др.
На специализированных предприятиях с большой производ-
ственной программой восстановление блока цилиндров целесообраз-
но вести на поточных линиях.
Одной из трудоемких операций при сборке двигателей является
притирка клапанов наСпециальном станке и проверка плотности
притирки. Плотность притирки клапанов проверяется по краске
или приборам, в полость стакана которого, установленного над кла-
паном, накачивается воздух под давлением 0,7 кгс/см2 (0,07 МПа).
Стрелка манометра, соединенного с полостью стакана, указывает
на постоянство давления, по которому судят о плотности притирки.
Притертые к гнездам клапаны нумеруются по соответствующим
гнездам, а затем устанавливаются в блок или головку в соответствии
с расположением клапанных гнезд. Заметим, что от трудоемкой
операции притирки клапанов можно отказаться, если фаски клапана
й гнезда обрабатывать под разными углами: фаску гнезда головки
цилиндров под 45°, а фаску тарелки клапана под 44°. При этом после
легкого кратковременного пристукивания клапана по гнезду обес-
печивается высокая герметичность соединения [102].
Обеспечение качества сборки двигателей, как и других агрега-
тов, может быть обеспечено при условии соблюдения требований,
установленных техническими условиями в части радиальных и осе-
вых зазоров сопряжений; затяжку резьбовых соединений крышек
коренных й шатунных подшипников, головок блока, болтов креп-
ления маховика и других деталей с требуемым моментом и в задан-
ной последовательности. После установки блока цилиндров на
тележку конвейера или стенд производят укладку коленчатого вала.
Предварительно коленчатый вал в сборе с маховиком подвергается
балансировке. Радиальный зазор в коренных подшипниках при
428

моменте затяжки 11—12 кгс-м должен быть 0,026—0,083 мм; про-
дольный люфт вала 0,075—0,175 мм (ГАЗ-53А).
Подсобранные поршни с шатунами устанавливаются в цилиндры
соответственно .порядковым номерам цилиндров, которые ,были
отмечены на поршнях при их отборе. При вставке поршней в цилинд-
ры пользуются обжимкой для сжатия поршневых колец. Нижние
головки шатунов, укомплектованные вкладышами, присоединяются
к шейкам вала; на болты ставят крышки соответственно их номерам
и навертывают гайки коловоротным ключом. Затяжка гаек произ-
водится динамометрическим ключом с моментом 6,8—7,5 кгс-м
(68—75 Н-м) (ГАЗ-53А). Распределительный вал устанавливается
в отверстия втулок с зазором 0,025—0,073 мм (ГАЗ-53А) и совместно
с установленным коленчатым валом должен обеспечить правильность
зацепления распределительных шестерен.
Для восстановления нормального зазора в зацеплении распре-
делительных шестерен (в пределах 0,05—0,12 мм) текстолитовые
шестерни в комплектовочной сортируются по толщине зуба на три
группы. В случае замены изношенной шестерни новой применяют
шестерни ближайшего ремонтного размера.
Регулировка зазора между торцом клапана и регулировочным
винтом коромысла в верхнеклапанных двигателях производится
на холодном двигателе в последовательности, обусловливаемой кон-
струкцией. Шпильки крепления головки блока ввертываются в от-
верстие блока до отказа..Для равномерной деформации прокладки
затяжку гаек крепления головки в двигателях следует произво-
дить в определенном порядке в два приема, не затягивая сразу до
конца.
При установке маховика для правильной работы, сцепления
весьма важно выдержать перпендикулярность торца маховика к оси
коленчатого вала, а также биение маховика по ободу. Проверка
правильности'установки производится индикатором, державка кото-
рого прикрепляется к картеру маховика. Величина допускаемых
биений маховика 0,08—0,15 мм на радиусе 154—150 мм, по ободу
0,20 мм. Установка маховиков производится с запрессованными
зубчатыми венцами. Перед запрессовкой на маховик зубчатый венец
нагревается до 230° С. Затем устанавливаются и привертываются
по месту водяной и масляный насосы, масляный картер и вспомо-
гательное оборудование. В дальнейшем собранный двигатель по-
ступает на приработку и испытание.
Ремонт двигателей заканчивается их испытанием и сдачей отделу
технического контроля (ОТК) завода. Испытание двигателей состоит
из следующих этапов: 1) холодной приработки двигателя путем
вращения его электродвигателем или другим двигателем; 2) горячей
приработки двигателя на холостом ходу и под нагрузкой; 3) приемки
двигателя.
Приработка двигателя вызывается необходимостью подготовить
двигатель к восприятию эксплуатационных нагрузок и повышению
его долговечности. В процессе приработки происходит улучшение
429
V

качества трущихся поверхностей деталей, что способствует повы-
шению их износостойкости, усталостной прочности и стойкости
против коррозии.
Наряду с этим в период приработки выявляются дефекты, ука-
зывающие на те или иные отклонения от технических условий на
восстановление деталей или сборку двигателя.
В процессе приработки микрогеометрия трущихся деталей
существенно изменяется. Начальная шероховатость поверхностей
деталей, являющаяся результатом их механической обработки,
в процессе приработки сглаживается, фактически опорная поверх-
ность соприкосновения деталей увеличивается, вследствие чего
удельное давление и температура трущихся поверхностей умень-
шаются. Гладкие рабочие поверхности деталей, полученные в
результате приработки, являются, как известно, более износостой-
кими. К тому же при гладких поверхностях потери на трение и воз-
можность появления заедания и задиров уменьшаются. Новая мик-
рогеометрия поверхностей трущихся деталей, устанавливающаяся
в результате приработки, является наиболее благоприятной (бпти-
мальной) для дальнейшей работы и надежности двигателя. Ше-
роховатость же поверхности, полученная в результате механи-
ческой обработки деталей, влияет на характер и длительность
процесса приработки и величину износа деталей за^этот период.
Для улучшения прирабатываемости трущихся поверхностей
применяют различные способы. Так, поршневые кольца подвергают
электролитическому лужению или фосфатированию. Толщина слоя
покрытия составляет 5—10 мкм. Поверхностные покрытия поршне-
вых колец улучшают качество поверхности цилиндров и колец,
повышая этим их износостойкость и предохраняя от появления
рисок и задиров.
Химическими покрытиями на поверхности трущихся деталей
создается тончайшая пористая пленка, хорошо удерживающая
Смазку в первый период приработки и легко разрушающаяся до
порошкообразного состояния. Порошкообразная масса, пропитан-
ная маслом, заполняет зазор между поршнем и цилиндром, предо-
храняя трущиеся поверхности от появления задиров и улучшая
их качество.
Улучшение приработки цилиндро-поршневой группы отечест-
венных двигателей достигается лужением или фосфатированием
всех поршневых колец, кроме верхнего. Верхнее поршневое кольцо
во всех двигателях, а в двигателе ЗИЛ-130 оба верхних кольца
покрывают пористым хромом.
Лучшие результаты дает приработка на осерненном масле.
Присадка серы в масло в количестве 0,8—1,2% ускоряет процесс
приработки и улучшает качество поверхности сопряженных дета-
лей. Продолжительность приработки на осерненном масле умень-
шается в 2—5 и даже в б—8 раз 159]. Износ же трущихся поверх-
ностей снижается в 1,2—1,5 раза по сравнению с приработкой на
маслах без присадки серы. Уменьшение продолжительности при-
430

работки объясняется, во-первых, расклинивающим действием
молекул серы, адсорбирующихся в ультрамикротрещинах поверх-
ностных слоев металла трущихся тел, во-вторых, образованием
сульфидовFeS, FeS2H др. Расклинивающее действие молекул серы,
проникших в микротрещины, ускоряет и облегчает возникновение
пластической деформации поверхностных слоев металла. С другой
стороны, вследствие высоких температур, возникающих на участках
микровыступов, в результате больших удельных давлений сера
активно вступает в химическое соединение с металлом, образуя
сульфиды. Толщина сульфидных пленок составляет 60—120 мкм
и более. Сульфидные пленки способствуют более легкому деформи-
рованию микровыступов поверхностных слоев металла и сокращению
времени приработки. Приработка протекает при меньших значениях
коэффициента трения, явления схватывания металла отсутствуют
благодаря тому, что масляная пленка более прочно удерживается
на сульфидных пленках, чем на поверхности металла. При этих усло-
виях смягчается и абразивное действие продуктов износа. В резуль-
тате износ приработки значительно снижается по сравнению с при-
работкой на неосерненных маслах.
Хорошо влияет на приработку двигателей дисульфидмолибден.
По данным И. И. Маликова и Н. А. Ганичева, детали, покрытые
пленкой дисульфидмолибдена, имеют износ в 2—3 раза меньше
износа деталей, не покрытых MoS2, при более высокой шероховатости
поверхности. Продолжительность приработки зависит от качества
предшествующей механической обработки, качества сборки, ре-
жима трения при приработке (частота вращения коленчатого вала)
и, как указано, от физических свойств и качественного состояния
смазывающих веществ.
Приработка на одном, постоянном режиме не является надеж-
ной, ибо не подготавливает деталь в полной мере к работе в эксплуа-
тационных условиях. Получаемая при этом микрогеометрия поверх-
ности будет соответствовать только этому режиму трения и при
изменении его будет изменяться и микрогеометрия трущихся поверх-
ностей детали. Вот почему приработку необходимо вести при пере-
менном режиме, получаемом изменением частоты вращения колен-
чатого вала. Начинать приработку надо с минимальной частоты
вращения, указанной в технических условиях, и доводить ее до
максимальной постепенно, ступенями.
Большое значение для качества приработки двигателей имеет
еще и вязкость масла. Масло, применяемое.для приработки, должно
обладать не только хорошей смазывающей способностью, но и хо-
рошо охлаждать трущиеся поверхности. В связи с этим для приработ-
ки следует применять масло с пониженной вязкостью в пределах
20—32 сСт (20—32 мкм-м2/с) при температуре 50° С.
В первый период приработки в масло попадает значительное
количество продуктов износа в виде металлических частиц, не улав-
ливаемых фильтрами тонкой очистки. Продукты износа попадают
с маслом на трущиеся поверхности деталей и ухудшают условия
431

приработки. Поэтому желательно в первый период приработки
подачу масла в систему смазки двигателя производить специальным
насосом из отдельно установленного бака с маслом. При этом
масло, поступающее в двигатель, должно подвергаться предвари-
тельной очистке хлопчатобумажными фильтрами, обладающими
большой фильтрующей ёпособностью.
На крупных авторемонтных заводах с большим числом стендов
приработку двигателей осуществляют при централизованной про-
Рис. 181. Проточная система смазки двигателей при испы-
тании:
/ — труба для перепуска масла в бак; 2 — нагнетательный трубо-
провод; 3 — предохранительный клапан; 4 — фильтры; 5 — мано-
метры; 6 — двигатель; 8 — трубопровод подачи масла в двигатель;
7,9 — сливной и сборный трубопроводы; 10 — напорный трубо-
провод; 11 — шестеренчатый насос; 12 — труба для слива грязного
масла; 13 — бак; 14 — труба для подачи масла к фильтрам
-------подача масла в двигатели;---------слив масла из двига-
телей в бак; — — — — возврат масла; — о — — отсос грязного
масла
точной системе смазки (рис. 181). При этой системе стабильность
чистоты, температуры и вязкости масла достигается благодаря не-
прерывной фильтрации, охлаждения и смены масла, находящегося
в двигателе. Развернутые схемы проточной смазки и охлаждения
двигателей приводятся в третьем разделе (рис. 199, 200).
На двигатели, поступающие на испытание, в зависимости от
конструкции устанавливают: карбюратор, бензиновый насос, пре-
рыватель-распределитель, воздухоочиститель, масляные и воздуш-
ные фильтры.	ч
Продолжительность приработки карбюраторных'двигателей ЗМЗ
и ЗИЛ-130 составляет обычно 2 ч, из них на холодную приработку
расходуется 25 мин, на горячую без нагрузки 10—15 мин, остальное
— на горячую с постепенным нагружением. Холодная приработка
ведется при 500—700 об/мин, горячая без нагрузки при 1000 об/мин
432

и горячая с нагрузкой от 1200 до 2400 об/мин при начальной мощ-
ности 20 л. с. и конечной 71 л. с. (двигатель ЗМЗ) и 90 л. с. для
ЗИЛ-130 (по данным Е. М. Мухина и И. И. Столярова).
В процессе горячей приработки проверяется работа клапанного
механизма, зажигания, масляного и водяного насосов, наличие сту-
ков и шумов, плотность соединений и др., контролируется темпера-
тура масла, входящей и выходящей воды. Температура масла у
испытуемого двигателя не должна превышать 85° С, а температура
входящей воды должна находиться в пределах 70—80° С.
Для испытания двигателей под нагрузкой применяют различные
стенды. При испытании под нагрузкой развиваемый двигателем кру-
тящий момент уравновешивается моментом тормоза. Мощность
испытываемого двигателя
л/ —
”716,2 ”716,2 Л> С’’
где М — вращающий момент двигателя, уравновешиваемый момен-
том тормоза, кгс-м; п — частота вращения коленчатого вала, об/мин;
Р — показание весового механизма тормоза (отсчитывается по шка-
ле), кг; I — длина рычага, м.
Так как показания Р на шкале весового механизма протариро-
ваны при длине рычага /, равной 0,7162 м, то мощность двигателя
We = 0,001Pn.
Если крутящий момент двигателя выразить в Н-м, частоту
вращения вала в об/с, то мощность
~ 159^2 К®Тф
При пользовании редуктором для определения мощности ука-
занное выражение необходимо поделить на к. п. д. редуктора,
равный 0,98.
Расход топлива при испытании4 двигателя можно определить
двумя способами: по объему и по массе. Расход по объему заключает-
ся в питании двигателя при установившемся режиме из мерного со-
суда '(колбы), соединенного с основным топливным баком. Соеди-
нение мерного сосуда с топливным баком и системой питания
двигателя производится при помощи трехходового крана. Часовой
расход топлива	^3,6
К t’ ’
где VK — объем топлива, израсходованный из мерного сосуда (кол-
бы), см3 (м3); у — плотность топлива, г/см3; t — продолжительность
замера (время сгорания топлива, поступающего из колбы), с.
Питание двигателя при установившемся режиме производят от
бачка, установленного на чашке весов. Расход топлива
Q__
433

где g0 — расход топлива за время замера (опыта), г; t— время
сгорания топлива за время опыта, ч.
Удельный расход топлива г/(л. с. ч) или г/(кВт-ч)
ёе Ne ' _
Для испытания двигателей используются гидравлические и элек-.
трические тормозные стенды. Однако гидравлические тормозные стен-
ды все более вытесняются электрическими. Преимуществом электро-
тормозных стендов перед гидравлическими является отсутствие
потребности воды и специального электродвигателя для холодной
приработки. К числу электротормозных стендов относится балансир-
ная динамомашина. Балансирная динамомашина, работая электро-
двигателем, обеспечивает холодную приработку двигателя, а при ра-
боте генератором используется как тормоз. Она имеет вращающийся
корпус (статор),который при вращении якоря стремится повернуться
в обратную сторону. Момент вращения статора численно равен момен-
ту вращения двигателя. Момент вращения статора уравновешивается
грузами весового механизма.
При длине рычага статора, равной 0,7162 м, и показании ве-
сов Р (кг) мощность двигателя определяется по приведенной фор-
муле (стр. 433).
Гидравлические тормозы являются наиболее дешевыми, но тре-
буют значительного расхода воды и не являются обратимыми, т. е.
не позволяют производить холодную приработку двигателей без
наличия ведущего электродвигателя, что и является их недостат-
ком. Использование энергии двигателя при гидравлическом тормозе
невозможно.
Электрический тормоз постоянного тока (балансирная динамо-
машина) является обратимым, однако вырабатываемая в период
торможения энергия, когда машина работает генератором, не ис-
пользуется. Механическая энергия испытываемого двигателя пре-
образуется здесь в электрическую, которая передается в реостаты
и переходит в тепловую. Поэтому заслуживает внимания электри-
ческий тормоз переменного тока, состоящий из обычной асинхрон-
ной машины трехфазного тока с контактными кольцами. Асинхрон-
ная машина включается в сеть переменного тока и при холодной
приработке работает как электродвигатель, а при горячей приработ-
ке под нагрузкой — как генератор, приводимый во вращение испы-
туемым двигателем. Вырабатываемая последним энергия превра-
щается в электрическую и возвращается или рекуперируется в
сеть, в которую включена асинхронная машина.
Работа электрического тормоза переменного тока основывается
на теории электрических машин, из которой известно, что асинхрон-.
ный двигатель трехфазного переменного тока, приводимый во вра-
щение посторонним’(испытуемым) двигателем со скоростью выше
синхронной, работает на режиме генератора, создавая тормозной
момент на валу ведущего двигателя. Работа асинхронного двигателя
434

при скорости вращения выше синхронной является наиболее эко-
номичной, так как скольжение составляет примерно 2,5—3% и вся
энергия испытуемого двигателя, за исключением потерь в установке,
отдается в сеть.
К числу электрических тормозных стендов относятся стенды
конструкции И. П. Погорелова КИ-725 и КЙ-1363 и др. На стен-
дах можно осуществлять приработку двигателей на разных ре-
жимах.
Стенд может быть автоматизирован, что обеспечивает плановое
нарастание оборотов и нагрузки. На рис. 182 показано автомати-
ческое устройство, включающее электропривод с планетарным
Рис. 182. Кинематическая схема механизмов автоматического управ-
ления приработкой двигателей:
1 — электрод реостата; 2 — тяга переключения зубчатой передачи; 3 —
планетарный редуктор; 4 — зубчатая передача; 5 — конечный выключа-
тель; 6 — воздушная заслонка; 7 — тяга к рейке топливного насоса; 8 —
червячная передача; 9, — электродвигатель; 10 — ременная передача;
11 — кулачковая муфта; 12 — конечный выключатель, 13 —тяга включе-
ния кулачковой муфты; 14 — ручка реостата; 15 — червячная передача
и червячным редукторами, переключателями и сигнальными лам-
пами. При помощи автоматического устройства можно' управлять
жидкостным реостатом стенда и дроссельной заслонкой двигателя
(или топливным насосом).
Работа оператора при этом сводится к запуску стенда, установ-
лению автоматизирующего устройства в исходное положение хо-
лодной приработки и по сигналу ее окончания — к переключателю
устройства на горячую приработку.
Автоматическое поддержание в требуемых пределах температуры
воды и масла можно осуществлять при помощи терморегулятора,
схема которого показана на рис. 183. Подогрев воды в баке 7 и масла
в баке 11 производится электронагревателями 9 и 14. Подогрев
осуществляется при включении терморегулятора в сеть рубильни-
ком 1, при котором контакты 2 и 3 термометра ТС-100 замкнут цепи
435

реле 10, 13, включающих подогрев воды и масла. В водяную ру-
башку 4 и картер 6 двигателя установлены датчики 5 термометров
воды й масла. При достижении заданной температуры контакты
термометров разомкнутся и подогрев . прекратится. В случае
повышения температуры выше требуемой замкнется вторая пара дис-
танционных термометров ТС-100, и включатся реле 18 или 16,
которые включат электромагнитные краны 15., 17 охлаждения воды
и масла. Охлаждающая вода будет поступать через краны и змеевик
до момента, когда температура воды и масла в прирабатываемом
двигателе не будет в пределах заданных значений. Перекачка воды
Рис. 183. Схема устройства для автоматического
регулирования температуры воды и масла при при-
работке двигателей
и масла производится при помощи насосов 8,12. Процесс регулиро-
вания повторяется каждый раз при изменении температуры воды
и масла. Точность поддержания требуемой температуры воды и мас-
ла ± 3° С.
Применение автоматизированных устройств улучшает условия
труда операторов и позволяет снизить расходы на приработку.
При этом качество приработки и долговечность отремонтированных
двигателей повышаются, так как на ведение процесса не оказывают
влияния отдельные факторы: колебания напряжения в сети, изме-
нение механических потерь в двигателе.	/
Двигатели, не выдержавшие испытания вследствие обнаружен-
ных дефектов, направляются на участок для устранения дефектов,
после чего в зависимости от характера дефектов или предъявляются
к сдаче, или подвергаются повторному испытанию в соответствии
с техническими условиями. В тех случаях, когда не представляется
возможным испытать двигатель при помощи тормозной установки,
можно провести испытание бестормозным методом, предложенным
и разработанным Н. С. Ждановским.
436

§ 93.	ОСОБЕННОСИ СБОРКИ И ИСПЫТАНИЕ
КОРОБОК ПЕРЕДАЧ
Особенности сборки коробок передач. В зависимости от мощности
ремонтного предприятия сборка коробок передач производится
аналогично сборке двигателя тупиковым способом на одно- или
многопостовых стендах или на тележках конвейера. Несмотря на
некоторые конструктивные различия коробок передач различных
марок автомобилей, их сборка содержит много общего.
Основными операциями при сборке коробок передач являются
операции сборки узлов с подшипниками качения и зубчатых пере-
дач.
Долговечность работы узлов с подшипниками качения зависит
от качества восстановления или изготовления деталей, на посадоч-
ные поверхности которых монтируются подшипники, и от монтажа
последних.
Шероховатость поверхностей деталей под подшипники качения
должна быть для валов не ниже 8-го класса по ГОСТ 2789—73 и
для отверстий в корпусах (картерах коробок передач и задних мос-
тов, ступицах колес и т. п.) не ниже 6-го класса. Посадочные
поверхности на валах и в отверстиях корпусов должны быть обра-
ботаны с точностью, указанной в чертежах деталей. Допустимые
отклонения от правильной геометрической формы посадочных мест
под подшипники (овальность и конусность) не должны превышать
1/2 допуска на диаметр посадочной поверхности вала или отверстия.
. Для правильного монтажа подшипников необходимо, чтобы
радиус'галтели на валах или в корпусах был меньше радиуса
галтели на кольце подшипника. Посадки подшипников качения
на шейки валов осуществляют по системе отверстия, а в гнезда
корпусов — по системе вала. При запрессовке подшипников на
вал или в корпус величина начального радиальнго зазора в подшип-
нике уменьшается вследствие деформации колец; диаметр внутрен-
него кольца увеличивается, а наружного уменьшается [108]
s — sH — As,
где s — посадочный зазор; sH — начальный зазор; As — изменение
диаметра дорожки качения кольца.
Деформация колец подшипников при напрессовке внутреннего
кольца на вал	„	,2,	.
д. ____z₽max “ “о _ с
asmax — £	_ d2) — <4 do
и при запрессовке наружного кольца в отверстие наружной детали
Д5'	_ 2рта^Р2£>0 _ g £о
aStnax — £	D >
где Ртах — наибольшее удельное давление на поверхностях сопри-
косновения при напрессовке внутреннего кольца на вал, кгс/см2
(0,1 МПа); ртах — то же, при запрессовке наружного кольца в от-
437

верстие корпусной детали, кгс/см2 (0,1 МПа); d и D — внутренний
и наружный диаметры подшипника, см; d0 — приведенный наруж-
ный диаметр внутреннего кольца, см; Do — приведенный внутренний
диаметр наружного кольца, см; Е — модуль упругости, кгс/см2;
6Э — эффективный натяг (90% теоретического), см.
Наибольшее удельное давление (кгс/см2) на поверхностях со-
прикосновения при напрессовке внутреннего кольца на стальной
вал
^тах=М1 ]£;
то же, при запрессовке наружного, кольца в отверстие чугунного
корпуса
,	_6Э ( D^-Dl \
Pmax-р (р2_0,531)3 )
Приведенные диаметры ко-
лец (рис. 184) могут быть опре-
делены по формулам:
D-d
4 ’
D0^D
D-d
4
Рис. 184. Приведенные^диаметры колец £ достаточной для практики
точностью можно считать, что
увеличение диаметра беговой
дорожки внутреннего кольца и уменьшение дорожки наружного
кольца составляет от 60 до 80% величины теоретического натяга.
' Кроме деформации колец при запрессовке, уменьшение величи-
ны радиального зазора может произойти еще и от неравномерного
их нагрева при работе. Величина уменьшения зазора (мм) по этой
причине
&st = а ДЮВ,
где а — коэффициент линейного теплового расширения; £>в — диа-
метр дорожки качения внутреннего кольца, мм; Д/ — разность
температур колец, °C.
Для хромистой стали в интервале температур 20—100° С а =
= 11,2-10"®.
Таким образом, величина рабочего радиального зазора
8р = зя — Де — Д5/4-Д,
где Д — увеличение посадочного зазора вследствие наличия кон-
тактных деформаций между телами качения и дорожками.
Посадка колец подшипников на вал вращающийся или в гнездо
вращающегося корпуса, как например, в ступицах задних и перед-
них колес, должна быть неподвижной. Посадка же кольца соответст-
венно в неподвижный корпус или неподвижный вал должна быть бо-
лее слабой и давать возможность кольцу незначительно поворачи-
ваться. Последнее необходимо для уменьшения и более равномерного
438

износа подшипников, так как при неподвижном кольце действие на-
грузки воспринималось бы все время небольшим участком желоба,
вследствие чего он имел бы интенсивный износ, в то время как во
вращающемся кольце произошел бы равномерный износ желоба.
Кроме того, неподвижная посадка обоих колец подшипников с на-
тягом недопустима еще и вследствие деформации колец при запрес-
совке: сжатия наружного кольца и расширения внутреннего, что
могло бы вызвать заклинивание шариков или роликов ввиду их
весьма малого радиального зазора.
При выборе посадки подшипника на вал следует руководство-
ваться ГОСТ 3325—55.
Если известна радиальная нагрузка, то величина натяга
л _	13/^
0 —(&-2zj IO®’
где /? — радиальная нагрузка, кгс; b — ширина внутреннего
кольца, мм; г — радиус галтели или ширина фаски, мм.
Величина N принимается равной 2,8 для подшипников легкой
серии; 2,3 — для средней серии и 2,0 — для тяжелой.
В зависимости от условий работы деталей посадки подшипников
бывают различными. При сопряжении внутреннего кольца под-
шипника с вращающимся валом применяются подшипниковые по-
садки Гп, Тп, Н„ и Пп, а" для неподвижного корпуса — Па и Сп.
При неподвижном вале и вращающемся корпусе, например при мон-
таже ступиц задних колес на трубы полуосей или ступиц передних
колес на шейки поворотных кулаков, для вала берутся посадки
Сп и Дп, для корпуса — Гп и Тп. В тех случаях, когда направление
действующих в сопряжении усилий неопределенно, для вала при-
меняется посадка Пп, а для корпуса — Н„. Те же посадки приме-
няются и при сборке упорных подшипников. Техническими условия-
ми допускаются к сборке детали с несколько уменьшенными против
начального размерами (детали с допустимым износом), вследствие
чего характер посадки несколько отличается от первоначальной
(заводской), когда обе сопряженные детали имели начальные раз-
меры.
Монтаж подшипников качения при ремонте автомобилей, исклю-
чая замену деталей новыми, производится на шейки валов, восста-
новленных различными способами наплавки й гальванических
покрытий. Поэтому весьма важно обеспечить прочность посадок
подшипников качения на восстановленные шейки валов. Оценить
статическую прочность этих сопряжений можно по усилию запрес-
совки Р3, усилию распрессовки в момент сдвига Рр и относительной
/ Рр \
прочности I Д'= р-% ) путем сравнения их с соответствующими
показателями Р3, Рп и К новых сопряжений.
Усилие распрессовки в момент сдвига является важным показате-
лем, указывающим на величину нагрузки, при превышении которой
сопряжение разрушится. Проведенные в этом направлении иссле-
439

дования показывают, что статическая прочность посадки подшипни-
ков № 209 на шейки ведущих валов коробок передач автомобиля
ГАЗ-51А, восстановленных наплавкой в среде углекислого газа
проволокой 2X13, при натяге в пределах 2—26 мкм не уступает
прочности посадки новых деталей.
Незначительное снижение (0,5%) прочности посадки подшипни-
ков с восстановленными деталями можно объяснить несколько
меньшей поверхностной твердостью восстановленных деталей по
сравнению с твердостью новых деталей.
Коэффициенты трения при запрессовке подшипников на шейки
новых валов при указанных значениях натяга находятся в пределах
0,214—0,254 и при запрессовке на восстановленные шейки 0,201—
0,230. Коэффициенты трения распрессовки в момент сдвига соот-
ветственно 0,253—0,291 и 0,235—0,262.
Перед сборкой подшипники должны быть промыты в 8—10 %-ном
растворе масла в бензине и должны легко проворачиваться.
При запрессовке подшипников с натягом лучшим способом будет
монтаж подшипников при помощи пресса или монтаж с подогревом
подшипника в масле. В обоих случаях подшипник не подвергается
ударам в отличие от способа ручной напрессовки при помощи молотка
и оправки. При подогреве подшипников можно применять обычные
масляные ванны с электрическим или другим подогревом. Темпера-
тура нагрева подшипников должна быть в пределах 60—100° С.
После напрессовки подшипник проверяется на легкость вра-
щения от руки. Правильно напрессованный подшипнйк должен
легко и плавно проворачиваться, без заеданий.
При сборке шестерен коробок передач необходимо выдерживать
зазоры по ширине шлиц в скользящих щестернях при сборке ведо-
мого вала, характер посадки шестерен на промежуточный вал и
ось шестерни заднего хода, а также боковой зазор между зубьями
шестерен.
Выдерживание допускаемых зазоров и натягов при сборке коро-
бок передач должно обеспечиваться для многих сопряжений мето-
дом подбора. Этим методов например, обеспечивается зазор сколь-
зящих шестерен по ширине шлиц вторичного вала. Подбор здесь
необходимо вести таким образом, чтобы обеспечить легкое сколь-
жение шестерен при минимально возможном зазоре. Проверка
зазора производится щупом.
Большое значение для правильности зацепления шестерен имеет
положение первичного и вторичного валов относительно промежу-
точного вала. Оси этих валов должны лежать в одной плоскости и
быть параллельными. Межцентровое расстояние между валами
должно соответствовать размеру чертежа и быть равным полусумме
диаметров начальных окружностей сцепляющихся шестерен. При
несоблюдении межцентрового расстояния в результате односторон-
него износа гнезд под подшипники или неправильной установки
картера при обработке (в случае восстановления способом дополни-
тельных деталей) правильность зацепления шестерен нарушается.
440

При малом межцентровом расстоянии зазор в зацеплениях шес-
терен уменьшается, в результате чего может происходить заедание
и заклинивание зубьев шестерён. Наоборот, сборка с большим меж-
центровым расстоянием приводит к увеличению зазора и интенсив-
ному износу шестерен. Величины боковых зазоров между зубьями
шестерен коробок передач лежат в пределах примерно 0,16—0,28
в зависимости от марки автомобиля и сопрягаемых шестерен.
Величина бокового зазора в зацеплении проверяется замером
с помощью щупа, свинцовых проволочек и приспособлений. При
проверке свинцовыми проволочками между зубьями прокатывают
три-четыре свинцовые проволочки, равные длине зуба. Толщину
проволочек после прокатывания замеряют микрометром.
Испытание коробки передач. Целью испытания коробок передач
является проверка работы коробки на всех передачах без нагрузки
и при постоянной нагрузке в соответствии с техническими условиями.
Для испытания коробки передач под нагрузкой применяются раз-
личные стенды: с электрическим, механическим и гидравлическим
тормозами. Могут применяться также стенды с замкнутым силовым
контуром и виброакустические. В качестве примера на рис. 185
показан стенд конструкции АКТЕ для испытания под нагрузкой
коробок передач автомобилей ЗИЛ. Тормозом служит асинхронный
двигатель мощностью 17 кВт с фазным ротором, работающий в ре-
жиме генератора. Для регулирования тормозной мощности в цепь
якоря включен жидкостный реостат. Нагрузочный электродвига-
тель с фазным ротором при помощи упругой муфты соединен со
стендовой коробкой передач, предназначенной для сохранения
постоянства частоты вращения (~ 1500 об/мин) электродвигателя
при работе испытуемой коробки на разных передачах. В зависимости
от включенной передачи на вторичном валу будут создаваться раз-
личные тормозные моменты; при этом приложенный момент на пер-
вичном валу будет оставаться постоянным на всех передачах и рав-
ным 15 кгс*м. Испытание коробки ведется при частоте вращения
первичного вала 1460 об/мин.
Крепление испытуемой коробки передач на стенде и присоедине-
ние тормозного устройства ко вторичному валу производится при
помощи быстродействующих зажимных устройств с пневматичес-
ким и механическим приводами.
При испытании на стендах, представляющих установки с зам-
кнутым силовым контуром, нагружение коробки передач произво-
дится за счет использования внутренних сил системы; наблюдается
циркуляция мощности.
В стендах по замкнутому контуру мощность электродвигателя
используется только на преодоление сил трения в зацеплениях
шестерен и подшипниках, в то время как в стендах по разомкнутому
контуру мощность электродвигателя помимо трения в зацеплениях
шестерен и подшипниках затрачивается еще и на преодоление кру-
тящего момента, развиваемого тормозом. Так как при одинаковых
условиях испытания потери мощности на трение в несколько раз
441

ьэ
6 — кран управления; 7 — манометр; 8 — стойка промежуточная; 9 — штурвал; 10 — ограждения; 11 — полумуфта сменная; 12 — рычаг;
13 — стендовая коробка передач; 14 — электродвигатель с фазным ротором: 15 — плита подвижная; 16 — пневмопривод ограждения;
17 — тележка; 18 — пневматическая камера; 19 — рама

меньше мощности, поглощаемой тормозом, то очевидно, что стенды
с циркуляцией мощности являются более экономичными. Электро-
двигатели для испытаний агрегатов в этих стендах требуют в нес-
колько раз меньшую мощность, чем стенды с поглощением мощ-
ности.
Другим преимуществом стендов с замкнутым силовым контуром
является отсутствие громоздких тормозных устройств. Однако
следует отметить, что стенды с поглощением мощности значительно
проще в изготовлении, чем стенды с циркуляцией мощности.
На рис. 186 показана схема стенда для испытания коробок
передач, выполненная по схеме замкнутого силового контура.
Электродвигатель через муфту и правый редуктор 3 соединен
с первичным валом испытуемой коробки передач 2, вторичный вал
Рис. .186. Схема стенда по замкнутому контуру для
испытания коробок передач
которой через кардан соединен с фланцем вторичного вала второй
зеркально расположенной коробки передач 1, служащей редуктором.
Первичный вал коробки через левый редуктор 8 и торсионнный
вал 4 соединен с правым редуктором 3. Такое расположение узлов
позволяет осуществить замкнутый силовой контур.
Нагрузочный крутящий момент создается за счет закручивания
на определенный угол торсионного вала 4, расположенного между
фланцами редукторов. При испытании коробки передач благодаря
действию упругих сил торсионный вал стремится раскрутиться,
создавая пару сил, противоположных по знаку. Упругие силы,
возникающие внутри замкнутого контура, создают момент, под
действием которого находятся шестерни коробки передач.
Для закручивания торсионного вала 4 служит специальный
механизм 7, в основу конструкции которого положен принцип дейст-
вия червячной пары с самотормозящим червяком, имеющим подъем
витков 4°10'. Величина угла закрутки отсчитывается по делениям
лимба 5 втулки торсионного вала. Загрузка и разгрузка торсионного
устройства производятся с помощью рукоятки 6, представляющей
собой ключ с квадратной головкой, надеваемой на квадратный
хвостовик червяка.
443

Одновременное включение одноименных передач обеих коробок
(испытуемой и постоянной) осуществляется механизмом переклю-
чения, исключающим возможность одновременного включения раз-
ноименных передач.
Назначением правого редуктора является передача вращения
торсионному устройству и замедление частоты вращения торсионно-
го вала. Левый редуктор имеет такое же назначение, что и правый,
но отличается от последнего по конструкции.
Мощность электродвигателя стенда можно определить исходя из
величины нагрузочного крутящего момента и потерь на трение
в механизмах стенда. Крутящий момент, которым нагружается зам--
кнутый контур, создается упругими силами закрученного торси-
онного вала без участия электродвигателя. Нагрузочный крутящий
момент принимают обычно в пределах 60—75% от максимального
крутящего момента двигателя, который для двигателя ЗИЛ-130
составляет 41 кгс -м (410 Н -м) и для ГАЗ-53— 29 кгс -м (290 Н м).
Момент электродвигателя (кгс -м)
= Мн - Мк = Мя (1 - (JAWs),
где Мя — нагрузочный момент; Л1К — момент, передаваемый кар-
данным валом с учетом к. п. д. передач] стенда и двух коробок
передач; гц — к. п. д. левого редуктора; г]2 — к- п- Д- правого ре-
дуктора; т)3, г|4 — к. п. д. испытуемой и эталонной коробок передач;
т|5 — к. п. д. карданной передачи.
Мощность электродвигателя стенда (кВт)
«, = 0,736^2,
где п — частота вращения двигателя, об/мин.
На рис. 187 показана схема стенда с автоматизацией механизма
закрутки. Автоматическое устройство механизма закрутки заклю-
чается в следующем. С внешней стороны левого редуктора 6 уста-
новлен гидравлический рабочий цилиндр 13 с поршнем 14 и поршне-
выми кольцами. Шток поршня через пустотелый вал редуктора
связан с механизмом закрутки. Утолщенный конец пустотелого
вала редуктора имеет цилиндрическую выточку, в стенках которой
прорезаны спиральные щели 15. Вилка торсионного вала, смонти-
рованная внутри цилиндрической выточки пустотелого вала левого
редуктора, имеет прямые щели. Шток поршня 14 при помощи шквор-
ня связан с вилкой торсионного вала 1, второй конец которого
через шлицевую втулку соединен с валом правого редуктора 2.
При движении поршня шток через упорные подшипники пере-
мещает шкворень, концы которого скользят в щелях стенок цилиндри-
ческой выточки и вилки торсионного вала. Перемещение шкворня
по щелям создает угловое смещение торсионного вала, т. е. закру-
чивает его в замкнутом контуре, тем самым создавая нагрузку.
Величина крутящего момента торсионного вала, зависящая от угла
444

закрутки, устанавливается при тарировке. Определение угла зак-
рутки торсионного вала, т. е. величина нагрузки на испытуемую
коробку передач, производится при помощи диска-индикатора,
расположенного на барабане.
Управление нагрузкой осуществляется при помощи трехходо-
вого крана 10. При повороте рукоятки крана вправо масло из бака 7
насосом 12 подается в рабочий цилиндр 13, создавая нагрузку.
При левом положении рукоятки крана масло минует рабочий ци-
линдр и прокачивается в бак — положение «Стоп». Величина наг-
рузки, пропорциональная давлению масла в цилиндре, предвари-
тельно регулируется редукционным клапаном масляного насоса.
Рис. 187. Схема стенда для испытания коробок передач с авто-
матизацией механизма закрутки
Давление масла контролируется по манометру. Привод масляного
насоса производится от вала промежуточной шестерни левого ре-
дуктора. Остальные обозначения на рис. 204: 3 и 5 — коробки пере-
дач; 4 — кардан; 8 — муфта; 9 — электродвигатель; 11 — трубо-
провод.
Первоначально испытание коробки передач ведется без на-
грузки при переменной частоте ведущего вала от 750 до 3000 об/мин
(ЗИЛ-130) на всех передачах. Испытание под нагрузкой при тех же
оборотах и тормозном моменте на ведомом валу 10кгс*м на 1, 2 и
3-й передачах, 6 кгс *м на 4-й, 4 кгс *м на 5-й и 10 кгс *м на передаче
заднего хода.
Продолжительность испытания определяется временем, необ-
ходимым для прослушивания и выявления дефектов.
Правильно собранные коробки передач должны удовлетворять
следующим техническим условиям: шестерни должны переключаться
при небольшом усилии; при работе шестерен не допускаются явно
выраженные стуки; шум механизмов коробки не допускается выше
шума эталона, утвержденного техническим отделом предприятия;
не допускается самовыключение шестерен и течь масла через соеди-
нения; масло, залитое в картер коробки передач, после испытания
должно быть слито.
Испытание на виброакустическом стенде. При испытании коро-
бок передач, задних мостов, механизмов двигателя виброакусти-
445

ческим методом определяется не только уровень общего технического
состояния агрегатов, но и выявление тех или иных неисправностей.
Источниками информации являются кинематические пары, которые
в процессе соударений возбуждают вынужденные колебания меха-
низма. Амплитуда этих колебаний
зависит от технического состоя-
ния кинематической пары, а часто-
та — только от скорости вращения
валов механизма. В СЗПИ под
руководством доцента С. А. Федо-
рова разработаны и изготовлены
стенды для испытания коробок пе-
редач и задних мостов. На рис. 188
представлена блок-схема устрой-
ства стенда для испытания коро-
бок передач.
Из спектрограмм (рис. 189), по-
лученных при испытании на стенде
коробок передач, видно различие
спектра вибрации для исправной
(рис. 189, а) и неисправной коро-
бок передач (рис. 189, б) автомобиля МАЗ-500. В неисправной ко-
робкеЛередач шестерни постоянного зацепления и опорные под-
Рис. 188. Блок-схема устройства
для испытания агрегатов вибро-
акустическим методом:
1 — кинематические пары; 2 — датчик
пьезоэлектрический; 3 — предваритель-
ный усилитель; 4 — спектральный ана-
лизатор
а)
б)
Рис. 189. Спектрограмма вибрации исправной (а) и неисправной
(б) коробки передач автомобиля МАЗ-500
шипники первичного вала имели повышенный износ. Наибольшее
относительное увеличение амлитуды А вибрации наблюдается при
частоте 650 Гц, что соответствует частоте контактирования зубча-
тых колес постоянного зацепления.
446

§ 94. ОСОБЕННОСТИ СБОРКИ И ИСПЫТАНИЕ
ЗАДНИХ МОСТОВ
Рис. 190. Положение контактного пятна
на ведомой шестерне главной передачи
автомобиля ЗИЛ-130
Особенности сборки задних мостов. Качество сборки задних
мостов в большей мере зависит от правильности сборки шестерен
главной передачи и регулировки
подшипников.
Сборка цилиндрических пар
шестерен не вызывает особых
трудностей, поскольку эти со-
пряжения не регулируются. Зна-
чительно большей трудоемкости
требует сборка главной переда-
чи заднего моста со спирально-
коническими или гипоидными
шестернями и раскомплектован-
ных конических шестерен.
При сборке редукторов за-
цепление шестерен главной пе-
редачи оценивается пятном кон-
такта, величиной зазора и
уровнем шума. Подбор и конт-
роль шестерен по пятну кон-
такта должен осуществляться на
специальном стенде. Правильное
положение пятна контакта до-
стигается путем взаимного отно-
сительного перемещения шесте-
рен вдоль оси вращения. При
этом боковой зазор между зубья-
ми шестерен должен быть в пре-
делах 0,15—0,4 мм (ЗИЛ-130).
На рис. 190, а показан контакт,
устанавливаемый при сборке, а
на рис. 190, б — под нагрузкой
на стенде.
Если в условиях данного ре-
монтного предприятия испыта-
ние заднего моста после его сборки торможением на стенде не произ-
водится, то зацепление шестерен следует регулировать по контакту
(рис. 190, б). Отпечаток на ведущей шестерне может доходить до
верхней кромки зуба. На рис. 190 показаны различные виды отпечат-
ков, полученные при неправильном зацеплении, а стрелками — то,
что необходимо выполнять для обеспечения правильного зацепления.
Перемещение ведущей шестерни производится изменением тол-
щины набора прокладок, а перемещение ведомой шестерни — пере-
кладыванием прокладок из-под одной крышки картера редуктора
под другую. При этом количество и общая толщина прокладок
447

не должны изменяться, чтобы не нарушать регулировки подшип-
ников промежуточного вала.
Проверка бокового зазора в зацеплении зубьев конических шесте-
рен производится при помощи индикаторного приспособления.
Приспособление закрепляют на ребре картера редуктора. Ножку
индикатора подводят до соприкосновения с вершиной широкой час-
ти зуба ведомой конической шестерни и, покачивая ее, производят
замер зазора в зацеплении шестерен. Зазор измеряется в трех поло-
жениях (через 120°) ведомой конической шестерни. Величина
зазора должна быть, как указано, в пределах 0,15—0,4 мм.
Уровень шума измеряется специальной аппаратурой при опреде-
ленной скорости вращения шестерен и должен быть в пределах, не
Рис. 191. Схемы монтажа шестерен главной передачи
превышающих 50 дБ для легковых автомобилей и не более 80 дБ
для грузовых.
Операцию регулирования зацепления шестерен главной пере-
дачи заднего моста можно исключить, если шестерни подбирать инди-
видуально и контроль зацепления осуществлять на контрольно-
обкатном стенде. На этом стенде определяются оптимальные монтаж-
ные расстояния как для комплектных шестерен (не обезличенных
при разборке), так и подобранных раскомплектованных [23]. Для
монтажа шестерен без регулирования зацепления по пятну кон-
такта необходимо определение расчетного размера регулировоч-
ных прокладок. При этом монтаж шестерен возможен по одной из
трех схем (рис. 191).
1.	Установка шестерен по расчетным значениям толщины про-
кладок А% и Б$ ведущей и ведомой шестерен.
2.	Установка ведомой шестерни по расчетной толщине Б%
регулировочных прокладок; установка ведущей шестерни по опти-
448

мальному боковому зазору, зафиксированному на контрольно-обкат-
ном стенде.
3.	Установка ведущей шестерни по расчетному значению тол-
щины регулировочных прокладок Д2, а ведомой — по боковому
зазору, зафиксированному на контрольно-обкатном стенде. Толщина
регулировочных прокладок определяется путем решения соответ-
ствующей размерной цепи:
Xs = А± -|- А% — А3 ztz 5s = Б± -f- Б% — Б3 ztz AZ?2,
где ± А^ и А/г2 — отклонения от номинального монтажного
расстояния соответственно ведущей и ведомой конических шестерен.
Подробное описание организации и технологии сборки главной пе-
редачи автомобиля ЗИЛ-130 по рекомендуемой третьей схеме приво-
дится в [23].
Кроме подбора шестерен главной передачи значительную роль
в обеспечении высококачественной сборки задних мостов играет регу-
лировка конических подшипников с предварительным натягом. Под
предварительным натягом понимается деформация элементов каче-
ния подшипников и других деталей узла под действием осевой
силы. При отсутствии предварительного натяга или его недоста-
точности возрастают динамические нагрузки на зубья шестерен,
нарушается правильность их зацепления. При узловой сборке веду-
щей шестерни регулировка подшипников производится путем под-
бора регулировочных шайб необходимой толщины, устанавливаемых
между торцами внутреннего кольца подшипников и распорной
втулки. Подбор производится при помощи приспособления (рис. 192),
устанавливаемого обоймой 8 на наружное кольцо подшипника. При
свободном опускании рукоятка 5 упрется в торец распорной втулки,
при этом индикатор покажет величину расстояния между торцом
рукоятки в ее крайнем верхнем положении и торцом распорной
втулки. В соответствии с показанием индикатора по таблице под-
бирают необходимый комплект регулировочных шайб, обеспечи-
вающий требуемую величину предварительного натяга. Качество
регулировки оценивается величиной крутящего момента, необходи-
мого для поворачивания вала ведущей шестерни в подшипниках.
По техническим условиям величина предварительного натяга счи-
тается достаточной, если крутящий момент при смазанных под-
шипниках будет в пределах 0,10—0,35 кгс-м (ЗИЛ-130) и
0,24—0,30 кгс • м — для автомобиля «Волга».
Величина предварительного натяга конических подшипников
ведомой конической шестерни должна быть в пределах 0,03—0,05 мм.
Регулировка подшипников производится за счет изменения
прокладок под крышками (гнездами) подшипников. При правиль-
ной регулировке крутящий момент, необходимый для проворачива-
ния шестерни, должен быть в пределах 0,3—0,4 кгс-м (3—4 Н ♦ м).
После сборки задние мосты подвергаются испытанию под на-
грузкой.
15 В. А. Шадричев	449

Испытание задних мостов. После сборки задние мосты подвер-
гаются испытаниям на стенде, позволяющим проверить задний мост
без нагрузки и под нагрузкой. Как и при испытании коробок пере-
дач, здесь могут применяться различные типы тормозных устройств.
На рис. 193 показан стенд конструкции АКТБ (Ленинград)
для испытания ведущих мостов автомобилей ЗИЛ. Нагружение
испытываемого моста тормозным моментом осуществляется собст-
Рис. 192. Приспособление для сортировки по размерам и
подбора регулировочных шайб: а — приспособление для
сортировки шайб? б — приспособление для подбора регули-
ровочных шайб подшипников ведущей шестерни;
1 — индикатор; 2 — шайба; 3 — упорные штифты; 4 — подставка;
5 — рукоятка индикаторного приспособления; 6 — индикаторная
головка; 7 ~ кронштейн; 8 — обойма; 9 — кольцо; 10 — втулка;
11 — корпус ведущей шестерни; 12 — подшипник; 13 — ведущая
шестерня
венными тормозами моста.' Стенд снабжен механизмом управления
тормозами, имеющим два тормозных крана, обеспечивающих по-
дачу сжатого воздуха в две тормозные камеры испытываемого
моста. Величина тормозного момента устанавливается путем изме-
нения давления сжатого воздуха, подаваемого в тормозные камеры.
Управление тормозными кранами производится при помощи двух
раздельных рычагов, позволяющих производить поочередное затор-
маживание одного барабана при одновременном растормаживании
другого, а также быстрое выравнивание скоростей вращения бара-
банов при испытании мостов под нагрузкой. Рукоятки рычагов
выведены на панель пульта управления. Закрепление испытывае-
мого моста на стенде производится пневматическим зажимом за
фланец картера главной передачи. Заправка моста маслом осущест-
450


СП
Рис. 193. Стенд для испытания ведущих мостов автомобилей ЗИЛ:
1 — двигатель; 2— ограждение карданного вала; 3 — механизм поворота колес; 4 — карданный вал с муфтой; 5 — механизм с пневматиче-
ским приводом для крепления моста; 6 — передняя стойка; 7 — маслобак; 8 — технологическая тяга; 9 — боковая стойка; 10 — огражде-
ние тормозных барабанов; 11 — пульверизатор; 12 — пульт управления

вляется при помощи сжатого воздуха из масляного бака, размещен-
ного на станине. Охлаждение тормозных барабанов производится
водой, распыляемой струей сжатого воздуха. Давление воздуха в
системе пневматического зажима 4—6 кгс/см2 (0,4 — 0,6 МПа) и в
системе управления тормозами 0,8—1,0 кгс/см2 (80—100 кПа).
Испытание задних мостов первоначально ведется без нагрузки
при переменной частоте вращения ведущей конической шестерни от
750 до 3000 об/мин (ЗИЛ-130); испытание под нагрузкой при той же
частоте и тормозном моменте на каждой полуоси 13 кгс-м.
В процессе испытания необходимо отрегулировать тормоза и
проверить работу главной передачи и дифференциала. При работе
главной передачи и дифференциала не должно быть шума, стуков,
рывков как при испытании под нагрузкой, так и в свободном сос-
тоянии. Вращение ступиц должно быть плавным и бесшумным.
§ 95. ОСОБЕННОСТИ СБОРКИ ПЕРЕДНИХ МОСТОВ
И РУЛЕВЫХ УПРАВЛЕНИЙ
\
Особенности сборки передних мостов. Основными операциями
при сборке переднего, моста грузовых автомобилей являются уста-
новка поворотных цапф с рычагами, поперечной и продольной тяг
и ступиц с тормозными барабанами. Большое значение для нормаль-
ной работы собранного автомобиля имеет проверка правильности
монтажа поворотных цапф и колес и регулировка подшипников
ступиц передних колес. При этом необходимо соблюдать правиль-
ность установки углов колес и наклона шкворней: а — угол разва-
- ла колес, образуемый вертикальной плоскостью с плоскостыЬ
вращения колес; ср — угол схождения колес, определяемый практи-
чески разностью расстояний А и 5; Р — угол наклона шкворня
вбок, 'образуемый осью шкворня с вертикальной плоскостью, про-
ходящей через продольную ось автомобиля; у — угол наклона шквор-
ня назад, образуемый осью шкворня с вертикальной плоскостью,
перпендикулярной к оси автомобиля. Допускаемые величины углов
установки колес и шкворней для автомобиля ГАЗ-53А и ЗИЛ-130
следующие: угол развала колес 1°; наклон шкворня вбок 8°; на-
клон шкворня назад 2,7° (ГАЗ-53А) и 2,5° (ЗИЛ-130); сходимость
колес А—Б = 1,5-4- 3,0 мм (ГАЗ-53А) и 5—8 мм (ЗИЛ-130).
В грузовых автомобилях регулируется лишь угол схождения
колес. Что касается остальных углов, то они обеспечиваются самой
конструкцией передней оси и поворотных цапф и при отсутствии
прогиба оси, износа шкворней кулака, поломки или осадки рессор
углы практически почти не изменяются.
Сходимость колес регулируется при помощи поперечной рулевой
тяги и проверяется по разности расстояний между внутренними
краями ободьев колес, замеряемых спереди и сзади на уровне оси
колес. Кроме сходимости колес необходимо отрегулировать угол
поворота передних колес. Угол поворота передних колес автомобиля
ЗИЛ-130 устанавливается с помощью упорных болтов на левом
452

поворотном кулаке. Максимальный угол поворота передних колес
вправо а = 34°, влево р = 36°.
Собранные передние мосты целесообразно проверять и регули-
ровать на специальных стендах. Конструкция стенда позволяет
производить проверку установки угла поворота, сходимость и раз-
вал колес.
Рис. 194. Стенд для испытания рулевых механизмов и гидроусилите-*
лей рулей:
1 — насосная установка; 2 — штанги для подключения к гидравлической сети
испытываемых узлов гидравлического оборудования автомобилей; 3 — нагру-
зочный цилиндр; 4 — кронштейны для крепления цилиндра гидроусилителя;
5 — кронштейн для крепления гидроподъемника запасного колеса «Урал-375»;
6 — пульт управления; 7 — зубчатый сектор нагрузочного устройства;
8 — кронштейн для закрепления рулевых управлений
Особенности сборки рулевого управления. Особенностью сборки
рулевого управления с гидроусилителем (ЗИЛ-130) является повы-
шенное требование в отношении комплектности и чистоты деталей
и необходимость контроля собранных узлов с соблюдением величин
моментов и усилий затяжки регулируемых соединений в соответст-
вии с требованиями технических условий. Процесс сборки руле-
вого управления с гидроусилителем состоит из сборки узлов: руле-
вого механизма с гидроусилителем, карданного вала, насоса гидро-
усилителя, колонки и общей сборки рулевого управления. На
453

автозаводе детали комплекта — винт, шариковая гайка и шарики —
подобраны с большой степенью точности, поэтому при замене
комплекта эти детали не должны обезличиваться. При замене только
шариков комплект должен быть собран с новыми шариками одной
размерной группы, при этом шарики должны свободно провора-
чиваться по желобам. После трехкратного проворачивания шарико-
вой гайки по всей длине винта момент для проворачивания гайки,
замеренный по средней части винта, должен находиться в преде-
лах 3—8 кгс-см (0,3—0,8 Н • м), что соответствует усилию 0,93—
2,5 кгс (9,3—25 Н).
' Комплект корпус клапана управления гйдроусилителя—золотник
клапана собирается на заводе методом подбора, поэтому при замене
комплекта новые детали не должны обезличиваться.
Осевое перемещение регулировочного винта вала рулевой сош-
ки в гнезде не должно превышать 0,06 мм. Регулировка произво-
дится подбором шайб соответствующей толщины-. Полный угол
поворота рулевой сошки должен быть на менее j0°.
Собранный рулевой механизм с гидроусилителем проверяется на
герметичность индустриальным маслом 20 (веретенное 3) при темпе-
ратуре масла 40° С и давлении 80 кгс/см2 (8 МПа) в течение 5 мин.
Проверка ведется при обоих крайних положениях поршня на
специальном стенде (рис. 194).
Насос гидроусилителя руля после сборки подвергается ступен-
чатой приработке в течение 25 минут, а затем испытанию на произ-
водительность и предельное давление, развиваемое насосом. Испытав
ние насоса и его узлов производится на режимах в соответствии с
техническими условиями. При правильно собранном и отрегулиро-
ванном рулевом управлении свободный ход-рулевого колеса при рабо-
тающем двигателе должен быть не более 15° от начала поворачива-
ния передних колес автомобиля.
Собранный рулевой механизм необходимо проверить на правиль-
ность зазора механизма, определить, усилия для поворачивания
штурвала, люфт рулевой сошки и провести требуемые регулировки.
§ 96. ОБЩАЯ СБОРКА И ИСПЫТАНИЕ АВТОМОБИЛЯ
Процесс сборки автомобилей заключается в установке на раму
в определенной последовательности отремонтированных агрегатов и
узлов. Все агрегаты и узлы, поданные на сборку, должны отвечать
техническим условиям и быть приняты ОТ К завода.
Сборка автомобилей различных марок в зависимости от их кон-
струкции хотя и может отличаться последовательностью выполнения
отдельных операций, но порядок сборки имеет много общего и со-
стоит из следующих этапов: подсборки рамы (установки кронштей-
нов крепления рессор, кронштейнов крыльев и подножек и пр.);
установки рессор заднего и переднего мостов; установки двигателя
в сборе со сцеплением и коробкой передач, карданного вала, глуши-
теля, руля, привода тормозов, радиатора, колес, оперения, кабины,
454	-	.

топливного бака, платформы, монтажа электрооборудования, капота;
смазки автомобиля.
Собранный автомобиль необходимо смазать, агрегаты заправить
маслом в соответствии с заводской инструкцией. Все регулируемые
механизмы-и узлы должны быть отрегулированы с соблюдением тех-
нических условий.
Собранный автомобиль подвергается контролю. Проверяется ком-
плектность автомобиля, качество сборки, исправное, действие и
правильность регулировки отдельных механизмов и приборов в
соответствии с требованиями технических условий.
Эксплуатационная надежность и долговечность автомобиля после
капитального ремонта зависит не только от качества восстановле-
ния деталей, но и от качества сборки, контроля и испытания собран-
ных узлов и агрегатов автомобиля. Поэтому при приемке автомо-
биля из капитального ремонта в ряде случаев целесообразно ограни-
чиваться не только визуальным контролем, нд пользоваться и специ-
альными приборами.
После внешнего осмотра и контроля собранного автомобиля при
работающем двигателе производится испытание его пробегом. Испы-
тание происходит на расстоянии 40 км с грузом, равным 75% грузо-
подъемности, со скоростью не более 40 км/ч по дорогам с твердым,
покрытием. Автомобиль при этом должен удовлетворять требова-
ниям технических условий, быть принятым ОТК завода и снабжен.
паспортом, подписанным ОТК.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Автомобильный транспорт. Вып. 9, Киев. «Техника», 1972. 146 с.
2.	Айбиндер С. Б. Холодная сварка металлов. Рига. Изд-во АН Латв. ССР,
1975. 163 с.
3.	Аскинази Б. М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханичес-
кой обработкой. Л., «Машиностроение», 1968. 160 с.
4.	Бабушкин Н. Н., Серов А. В. Техническая эксплуатация и ремонт обору-
дования лесопромышленных предприятий. М., «Лесная промышленность», 1971.
264 с.
5.	Базовский И. М. Надежность, теория и практика. М., «Мир», 1965.
373 с. -
6.	Баранов М. С. Восстановление автомобильных и тракторных деталей .
сваркой и наплавкой. М., Воениздат, 1957. 382 с.
7.	Берникер Е. И. Посадки с натягом в машиностроении. М.—Л., «Машино-
строение», 1966. 167 с.
8.	Бобровников Г. А. Прочность посадок, осуществляемых с применением
холода. М., «Машиностроение», 1971. 90 с.
9.	Бочков А. Д. Окрашивание деталей в электрическом поле. М., Машгиз,
1958. 47 с.	'
10.	Бродский А. И. Физическая химия. Т. 11. М., Госхимиздат, 1948.
11.	Брук Б. И., Завьялов А. С. Радиоактивные изотопы и ядерные излуче-
ния в металлургии и машиностроении. Л., СЗПИ, 1965. 173 с.
12.	Боуден Ф. П., Тэйбор Д. Природа износа металлов. Трение и граничная
смазка. М., Изд. иностр, лит., 1953, 44—59 с.
13.	Буловский П. И. Основы построения технологического процесса сборки
приборов. М., Оборонгиз, 1959. 246 с.
14.	Вадивасов Д. Г. Восстановление деталей металлизацией. Саратов. Книж-
ное изд-во, 1956. 279 с.
455

15.	Вайнберг А. А., Котляр Л. И. Эксплуатационная надежность оборудо-
вания. М., «Колос», 1971. 207 с.
16.	Взаимозаменяемость в ремонте и эксплуатации машин. М., «Колос»,
1969. 320 с.
17.	Воробьев Ю. А., Бежелукова Е. Ф. Допуски и посадки деталей из пласт-
масс. М., «Машиностроение», 1964. 196 с.
18.	Восстановление деталей сельскохозяйственной техники механизирован-
ной наплавкой с применением упрочняющей технологии. Под. ред. В. М. Кряж-
кова. Сб.*статей. М., ГОСНИТИ, 1972. 208 с.
19.	Гальперин А. С., Шипков И. В. Прогнозирование числа ремонтов машин.
М., «Машиностроение», 1973. 111 с.
20.	Гликман А. А., Техт В. П. Некоторые вопросы усталостной прочности
стали. М.—Л., Машгиз, 1953, 5—28 с.
21.	Грохольский Н. Ф. Восстановление деталей машин и механизмов свар-
кой и наплавкой. М. — Л., «Машиностроение», 1966. 275 с.
22.	Гувинк Р. Общие свойства смачиваемости и адгезии. Адгезия, клеи,
цемент, припои. М., Изд. иностр, лит., 1954. 584 с.
23.	Гусев В. И., Кочнов Н. В., Шурлапов Ю. С. Организация технологи-
ческого процесса сборки главной передачи грузовых автомобилей при индиви-
дуальном подборе шестерен. — «Автомобильная промышленность», 1974, № 5,
33—36 с.
24.	Гуткин С. Т. Расчеты приспособлений на точность. ЛДНТП, 1962.
38 с.
25.	Демчук И. С. Ультразвуковая интенсификация технологических процес-
сов. М.—Л., Машгиз, 1960. 88 с.
26.	Дерягин Б. В. Что такое трение? М., Изд-во АН СССР, 1952. 243 с.
27.	Дехтеринский Л. В. Некоторые теоретические вопросы технологии
ремонта машин. М., «Высшая школа», 1970. 195 с.
28.	Дидюков 3. Л. Лакокрасочные покрытия. Москва — Киев, Машгиз,
1962. 215 с.
29.	Долецкий В. А., Григорьев М. А. Методические основы управления
качеством на машиностроительном предприятии. М., Изд-во стандартов, 1973.
167 с.
30.	Дорфман Б. С., Летчфорд Н. И., Гудкова Р. М. Цветные металлы и
сплавы для производства автомобиля ВАЗ-2101 «Жигули». М., «Транспорт», 1971.
292 с.
31.	Доценко Н. И. Восстановление автомобильных деталей сваркой и наплав-
кой. М., «Транспорт», 1972. 350 с.	4
32.	Драгунович В. И. Выборы способа обработки и обрабатываемости метал-
лизационных покрытий. Л., ЛДНТП, 1958., 20 с.
33.	Дружинин Г.* В. Надежность системы автоматики. М., «Энергия», 1967.
514 с.
34.	Думов С. И. Технология электрической сварки плавлением. Л., «Машино-
строение», 1970. 456 с.
35.	Дунин-Барковский И. В., Смирнов Н. В. Теория вероятностей и мате-
матическая статистика в технике. М., Т^хтеоретиздат, 1955. 556 с.
36.	Ефремов В. В. Ремонт автомобилей. М., «Транспорт», 1965. 490 с.
37.	Евдокимов В. И., Зарухов М. М., Соловьев О. П. Селективная сборка
при капитальном ремонте автомобилей. М., «Транспорт», 1972. 72 с.
38.	Иващенко Н. И., Рабин Ю. А. К вопросу оценки ремонтопригодности
автомобилей, их агрегатов и деталей. — «Автомобильная промышленность»,
№ 5, 1973, с. 13—15.
39.	Казарцев В. И. Ремонт машин. М.—Л., Сельхозгиз, 1961. 583 с.
40.	Калабро Р. С. Принципы и практические вопросы надежности. М.,
«Машиностроение», 1966. 376 с.
41.	Кац А. М. Автомобильные кузова. М., «Транспорт», 1972. 265 с.
42.	Кольцов С. К., Капустин Н. И. Основы сборкй узлов и механизмов
машин. М., Машгиз, 1955. 271 с.
43.	Комаров В. С. Способы и методы изготовления клапанов двигателей
внутреннего сгорания. НИИавтопром, М., 1966. 65 с.
456

44.	Костецкий Б. И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев, изд-во
«Техника», 1970. 395 с.
45.	Крагельский И. В. Трение и износ. М., «Машиностроение», 1968. 375 с.
46.	Краснов А. Н., Зильберберг В. Г., Шаривкер С. Ю. Низкотемператур-
ная плазма в металлургии. М., Металлургиздат, 1970. 215 с.
47.	Крутиковский В. Г., Козлов Н. А. Полуавтоматическая сварка в среде
углекислого газа. Москва — Свердловск. Машгиз, 1962. 151 с.
48.	Кряжков В. М. Научные основы восстановления работоспособности
сопряжений деталей сельскохозяйственных тракторов применением металло-
покрытий и упрочняющей технологии. Автореф. докт. дисс. Л., ЛСХИ, 1973. 50с.
49.	Кудрявцев И. В. Внутренние напряжения как резерв прочности в
машиностроении. М., Машгиз, 1952. 248 с.
50.	Лачинов Н. В. Клепка и чеканка стальных конструкций. М., «Высшая
школа», 1974. 168 с.
51.	Лев Е. С., Лопырев Н. К. Дефектоскопия в судостроении и судоремонте.
Л., «Речной транспорт», 1957. 180 с.
52.	Левитский Г. С.,Хромирование деталей машин и инструмента. Москва —
Киев, Машгиз, 1956. 267 с.
53.	Лукин О. А. Обрабатываемость металла, наплавленного электродами
ОЗН-ЗОО. ЛДНТП, 1957. 41 с.
54.	Лукомский А. И. Теория корреляции и ее применение к анализу произ-
водства. М., Госстатиздат, 1958. 388 с.
55.	Луневский И. И. Исследование процессов восстановления автотрак-
торных деталей с целью повышения их долговечности. Автореф. докт. дисс. Л.,
1969. 54 с.
56.	Майская Л. П., Григорович М. Ф., Никифорова Е. Д. Уход за лакокра-
сочным покрытием легкового автомобиля. М., Автотрансиздат, 1962. 75 с.
57.	Малышев Г. А. Основные проблемы авторемонтного производства. —
«Автомобильный транспорт», 1973, № 7, с. 40—42.
58.	Малышев Г. А. Увеличение долговечности автомобильных кузовов. М.,
«Машиностроение»^ 1966. 219 с.
59.	Мальцев С. В. Обкатка двигателей внутреннего сгорания на осерненном
масле. Л., «Речной транспорт», 1962. 142 с.
60.	Масино М. А. Повышение долговечности автомобильных деталей при
ремонте. М., «Транспорт», 1972. 148 с.
61.	Маслов Н. Н. Исследование влияния режимов технологических процес-
сов и их автоматизации на качество ремонта автомобилей. Автореф. докт. дисс.
Л., 1971. 57 с.
62.	Меламедов И. М. Об инженерной оценке надежности технических уст-
ройств. ЛДНТП, 1966. 42 с.
63.	Мелков М. П. Твердое осталивание автотракторных деталей. М., «Транс-
порт», 1971. 224 с.
64.	Методы повышения долговечности деталей машин. Под ред. В. Н. Тка-
чева. М., «Машиностроение», 1971. 272 с.
65.	Молчанов В. Ф. Хромирование в саморегулирующихся электролитах.
Киев, «Техника», 1972. 154 с.
66.	Мотовилин Г. В., Брин В. К., Шальман Ю. И. Восстановление автомо-
бильных деталей полимерными материалами. М., «Транспорт», 1974. 179 с.
67.	Наливкин В. А. Технологические основы направленного формирования
свойств автотракторных деталей. Автореф. докт. дисс. М., МАДЙ, 1972. 64 с.
68.	Одинг И. А. Допускаемые напряжения в машиностроении и цикличес-
кая прочность металлов. М., Машгиз, 1962. 260 с.
69.	Основы ремонта машин. При общ. ред. Ю. Н. Петрова. М., «Колос»,
1972. 527 с.
70.	Основы стандартизации и контроль качества. Под ред. В. В. Ткаченко.
М., Изд-во стандартов, 1973. 432 с.
71.	Павлов Б. В. Акустическая диагностика механизмов. М., «Машино-
строение», -1971. 223 с.
72.	Повышение моторесурса — проблема номер один. М., Изд-во стандар-
тов, 1969. 56 с.
457

73.	Проников А. С. Основы надежности и долговечности машин. М., Изд-
во стандартов, 1969.
74.	Проников А. С. Содержание и основные направления науки о надежности
и долговечности машин,, — В кн.: Надежность и долговечность машин и обору-
дования. М., Изд-во стандартов, 1972, с. 23—60.
75.	Проскуряков В. Б. Динамика и'Прочность рам и корпусов транспортных
машин. Л., «Машиностроение», 1972. 232 с.
76.	Прочность и долговечность автомобиля. Под ред. Б. В. Гольда. М.,
«Машиностроение», 1974. 328 с.
77.	Ремонт автомобилей. М., Автотрансиздат, 1956, вып. 1.
78.	Решетников Н. С. Основы технологии ремонта автомобилей и тракторов.
М., «Лесная промышленность», 1966. 574 с.
79.	- Рыкова А. В. Влияние технологических факторов на внутренние напря-
жения в электрических осадках хрома. Исследование коррозии металлов
ЦНИИТмаш. Кн. 61, М., Машгиз, 1953, с. 47—84.
80.	Саверин М. А., Саверин М. М. Соединение деталей с гарантированным
натягом. Детали машин. Кн. 1. М., Машгиз, 1953, с. 52—66.
81.	Самсонов Г. В., Шестеренков В. И., Зверев А. И..Детонационный метод
нанесения покрытий в машиностроении. — В кн. Технология производства, науч-
ная организация труда и управления. М., НИИмаш, 1974, вып. 3, с. 43—52.
82.	Селиванов А. И. Основы теории старения машин. М., «Машиностроение»,
1971. 408 с.
83.	Серенсен С. В., Когаев В. П., Шнейдеровнч Р. М. Несущая способность
и расчеты деталей машин на прочность. М., Машгиз, 1963. 452 с.
84.	Скундин Г. И., Уткин-Любовцев О. Л. Пути повышения долговечности
валов и подшипников тракторных трансмиссий. — «Тракторы и сельхозмашины»,
1967, № 12.
85.	Степанов В. А., Бабусенко С. М. Современные способы ремонта машин.
М., «Колос», 1972. 335 с.
86.	Сточик Г. ф. Технология окраски машин. М., «Высшая школа», 1971.
176 с.
87.	Тельнов Н. Ф. Технология очистки и мойки сельскохозяйственных машин.
М., «Колос», 1973. 29 с.	''
88.	Технология авторемонтного производства. Под ред. К. Т. Кошкина.
М., «Транспорт», 1969. 568 с.
89.	Технология металлов. Под ред. Н. П. Дубинина, М., Машгиз, 1956. 550 с.
90.	Томашев Н. Д. Теория коррозии металлов. М., Металлургиздат, 1952.
198с.
91.	Фрумин И. И., Юзвенко Ю. А., Лейначук Е. А. Технология механизи-
рованной наплавки. М., «Высшая школа», 1964. 304 с.
92.	Хевиленд Р. Инженерная надежность и расчет на долговечность.
М. —Л., «Энергия», 1966. 232 с.
93.	Худых М. И. Ремонт текстильных машин. М., Ростехиздат, 1963. 617 с.
94.	Шадричев В. А. Основы выбора рационального способа восстановления
автомобильных деталей металлопокрытиям^. М.—Л., Машгиз, 1962. 269 с.
95.	Шадричев В. А., Смирнов М. А., Сидоркин В. И. Исследование внутрен-
них остаточных напряжений в образцах из стали 45, наплавленных в углекислом
газе проволокой 2X13. — «Сварочное производство», 1973, №5, с. 32—34.
96.	Шадричев В. А., Федотов М. Н. Исследование износов коленчатых
валов дизельных двигателей ЯМЗ-236. — «Автомобильная промышленность»,
1969, № 1, с. 6—8.
97.	Шадричев В. А., Сидоркин В. И. Износостойкость и прирабатываемость
металлопокрытий, нанесенных в среде углекислого газа. — «Сварочное произ-
водство», 1970, № 12, с. 30—32.
98.	Шадричев В. А. Ремонт автомобилей. М.—Л., «Машиностроение»,
1965. 615 с.
99.	Шадричев В. А., Акшабаев А. А. Износостойкость и прирабатываемость
металлопокрытий плазменно-дуговой металлизации. — «Автомобильный транс-
порт», 1973, № 10, с. 35—36.
100.	Шадричев В. А. Ремонт автомобилей. М., «Высшая школа», 1970. 480 с.
458

101.	Шапошников Н. А. Механическое испытание металлов.	М.—Л.,
Машгиз, 1954. 384 с.
102.	Швыдко В. М., Белов Е. Н., Черепанов С. С. Организация ремонта
сельскохозяйственной техники в Англии. М., «Колос», 1973. 94 с.
103.	Шнейдер Ю. Г. Вибрационное обкатывание. ЛДНТП, 1974. 43 с.
104.	Шлугер М. А. Ускорение и усовершенствование хромирования деталей
машин. М., Машгиз, 1961. 140 с.
105.	Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надеж-
ности. М., «Советское радио», 1962. 363 с.
106.	Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические
измерения. М., «Машиностроение», 1974. 467 с.
107.	Яценко Н. Н. Колебания, прочность и форсированные испытания грузо-
вых автомобилей. М., «Машиностроение», 1972. 368 с.
108.	Справочник машиностроителя. Т. 4, М., Машгиз, 1955. 851 с.
109.	Lips°n Charles, Sehth Narendra J. Prediction of per cent failures from
stresa strength interference SAE Preprints, s. a., N 680084. 18 p.
110.	Proverbio E. M. Les missions du reconstructeur de moteur et les problemes
poses par la piece de rechange. «Rev techn. Diesel.» 1973, N 63 D,91— 97.

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
АВТОРЕМОНТНЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
ГЛАВА XXX
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
§ 97. АВТОРЕМОНТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
И ЕГО ОСОБЕННОСТИ
Проектирование авторемонтных предприятий производится теми
же методами,’ что и проектирование машиностроительных заводов.
Однако авторемонтное производство имеет немало специфических
особенностей, которые необходимо учитывать при разработке про-
ектов новых или реконструкции действующих предприятий.
Известно, что назначением авторемонтного производства явля-
ется восстановление автомобилей, утративших работоспособность в
результате длительной эксплуатации. Эта задача решается путем
проведения капитального ремонта автомобилей и придания им
надежности близкой к надежности новых автомобилей. *
Проведение капитальных ремонтов осуществляется на промыш-
ленных предприятиях — авторемонтных заводах — современными
методами и, по справедливому замечанию К. Т. Кошкина, является
вторичным производством автомобилей.
Производственный процесс ремонта автомобилей в значительной
мере осложняется из-за специфических особенностей, присущих
этому виду производства. К числу этих особенностей относятся:
наличие разборочно-моечных работ, контроля и сортировки деталей,
восстановления их разнообразными способами, сборки автомоби-
лей из деталей восстановленных, с допустимым износом и частично
новых, причем имеющих не только начальные, но и ремонтные раз-
меры^ др.
Все это говорит о том, что современные авторемонтные предпри-
ятия представляют собой достаточно сложную организацию, при
проектировании которых должны решаться те же вопросы, что
и при проектировании машиностроительных заводов, однако с уче-
том указанных и других особенностей, рассматриваемых ниже.
Методы организации ремонта автомобилей. Капитальный ремонт
автомобилей может осуществляться различными методами, оказы-
460

вающими большое влияние на организацию и проведение произ-
водственного процесса. В литературе по ремонту автомобилей неред-
ко можно встретить, когда методами ремонта считаются индивиду-
альный метод, поточный, обезличенный, агрегатный, агрегатно-уз-
ловой, на базе готовых деталей и др. Все это вносит известную неяс-
ность в существо вопроса и требует определенного уточнения.
Индивидуальный метод ремонта применяется в небольших по
производственной мощности предприятиях и его особенностью явля-
ется универсальность применяемого оборудования и рабочих мест,
отсутствие, обезличивания деталей, узлов и агрегатов, высокая
квалификация рабочих, трудоемкость ремонта и его стоимость.
Индивидуальный метод ремонта с присущим ему единичным харак-
тером производства находит применение на предприятиях, распола-
гающих небольшим числом автомобилей различных марок.
С организацией производственного процесса ремонта автомоби-
лей на современных заводах ремонт автомобилей и раздельно агре-
гатов осуществляется промышленными методами и справедливо
называется индустриальным методом ремонта. Индустриальный
метод ремонта осуществляется на основе полной и частичной взаимо-
заменяемости, поточности разборочно-сборочных работ и поточ-
ности технологического^роцесса восстановления основных деталей,
например блоков цилиндров, коленчатых валов, и обезличивания
деталей и узлов.
Индустриальный метод ремонта, кроме того, характеризуется
наличием механизации и автоматизации ряда технологических про-
цессов и возможностями их дальнейшего развития, применением
специального оборудования, приспособлений, инструмента и др.
Причем все сказанное в одинаковой мере применимо как на заводах
по ремонту полнокомплектных автомобилей, так и на заводах по
ремонту двигателей и других агрегатов. Поэтому признак поточ-
ного метода сборки или восстановления деталей, их обезличивания, а
также сборки на базе новых деталей, к тому же используемых
крайне ограниченно, не являются методами капитального ремонта
автомобилей, а характеризуют лишь особенности организации про-
изводственного процесса.
' Агрегатный и агрегатно-узловой методы характеризуют органи-
зацию эксплуатационных ремонтов, осуществляемых в автохозяй-
ствах путем замены неработоспособных агрегатов и узлов новыми
или отремонтированными на заводах. В зависимости от типа ремонт-
ных предприятий при индустриальном методе отнюдь не исключается
сборка ремонтируемых автомобилей на базе готовых агрегатов,
отремонтированных на специальных агрегатных заводах. Однако и
в этом случае ремонт автомобиля на заводе, получающем по дого-
вору о поставке готовые агрегаты, и ремонт самих агрегатов на спе-
циальных заводах осуществляется индустриальным методом.
. Таким образом, методами организации капитального ремонта
автомобилей следует считать индивидуальный и индустриальный
методы.
461

Из всего сказанного следует, что проектированию преимущест-
венно подлежат вновь создаваемые или реконструируемые действую-
щие предприятия промышленного типа, различные по своему наз-
начению и производственной мощности.
Дальнейший технический прогресс авторемонтного производства
связан с необходимостью большей концентрации и специализации
ремонтных предприятий и их кооперирования. Рассмотрим, какие
формы специализации могут применяться к реконструируемым дейст-
вующим и вновь создаваемым предприятиям. Благоприятные усло-
вия в этом направлении создаются в связи с организацией объеди-
нения по ремонту автомобилей.
Возможные формы специализации. Специализация авторемонт-
ных предприятий способствует концентрации выпуска однородной
продукции и переходу на более высокую ступень серийного произ-
водства, вплоть до массового, как при централизованном восстанов-
лении деталей на специальных заводах.
В зависимости от формы специализации могут быть спроектиро-
ваны и построены или реконструированы различные типы предпри-
ятий. Применительно к авторемонтному производству может
применяться любая из форм специализации.
Предметная форма специализации- заключается в созда-
нии новых или переводе действующих предприятий (цехов) на
'ремонт автомобилей, агрегатов, узлов однотипных моделей. Пред-
метная специализация, ремонтного производства может быть нес-
кольких видов: 1) специализация заводов по ремонту полнокомп-
лектных автомобилей; 2) ремонту двигателей; 3) ремонту других
агрегатов; 4) ремонту кузовов; 5) ремонту узлов и различных сис-
тем, например рам и колес, электрооборудования, топливных и
водяных насосов и карбюраторов и др.
Подетальная специализация характеризуется ограниче-
нием профиля и программы предприятия производством восстанов-
ления наиболее близких в конструктивно-технологическом отно-
шении автомобильных деталей различных классов и групп, напри-
. мер корпусных деталей, деталей класса валов и др.
В зависимости от численного состава парка в данном районе,
области, крае подетальная специализация может носить менее дйф-
ференцированный характер, т. е. быть более укрупненной в преде-
лах нескольких классов и групп деталей.
Технологическая специализация заключается в выде-
лении в самостоятельное специализированное производство отдель-
ных стадий технологического процесса ремонта автомобилей,
например специализированных цехов и предприятий по сварке и на-
плавке, гальваническим покрытиям, металлизации и давления и т. д.
Наибольшее распространение в авторемонтном производстве на-
ходит предметная специализация. В связи с созданием специализи-
рованных цехов и заводов по централизованному восстановлению
деталей получают распространение подетальная и технологическая
специализации.
462

Для решения задач специализации авторемонтного производства
необходимо привлекать методы линейного программирования, сущ-
ность которых рассмотрим в дальнейшем.
При осуществлении специализации широкое распространение
должно получить кооперирование между различными типами пред-
приятий.	-
Типы авторемонтных предприятий. Различные варианты типов
авторемонтных предприятий были предложены К. Т. Кошкиным,
Ф. П. Верещаком, А. Ф. Дергачевым и др. Тип ремонтного пред-
приятия, по существу, определяется той формой специализации,
которая кладется в основу разрабатываемого проекта нового завода
или реконструкции действующего. Гипроавтотрансом разработаны
нормативы по проектированию предприятий следующих типов.
1.	Заводы но капитальному ремонту силовых агрегатов грузо-
вых автомобилей и автобусов: а) .с карбюраторными двигателями;
б) с дизельными.
2.	Заводы по капитальному ремонту прочих основных агрегатов
.грузовых автомобилей и автобусов с карбюраторными двигателями
(передний и задний мосты и руль).
3.	Заводы по капитальному ремонту полнокомплектных грузо- -
вых автомобилей: а) с карбюраторными двигателями; б) с дизель-
ными.
4.	Заводы по капитальному ремонту грузовых автомобилей,
получающие по кооперации силовые агрегаты: а) с карбюраторными
двигателями; б) с дизельными двигателями.
5.	Заводы пр капитальному ремонту автобусов, получающие по
кооперации все агрегаты, включая силовой.
6.	Заводы по капитальному ремонту агрегатов легковых автомо-
билей (силовой агрегат, передняя подвеска, задний мост и руль).
7.	Заводы по капитальному ремонту полнокомплектных легко-
вых автомобилей.
§ 98.	ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Проектирование нового авторемонтного предприятия или рекон-
струкция действующего должно вестись на основе задания, выдава-
емого проектной организации заказчиками, которыми могут быть
Министерство автомобильного транспорта, городские или област-
ные автоуправления и др.
Задание на проектирование должно содержать технико-экономи-
ческое обоснование целесообразности намечаемого строительства
или реконструкции предприятия.
В технико-экономическом обосновании приводятся данные по
производственной мощности и номенклатуре объектов ремонта, вы-
бору района и площадки строительства, специализации и коопери-
рованию, источникам и способам снабжения материалами, топливом,
электроэнергией, водой, строительными материалами, транс-
портом, капитальными вложениями и срокам осуществления строи-
463

тельства или реконструкции, ожидаемой экономической эффектив-
ности капитальных вложений и основные технико-экономические
показатели по сравнению с действующими передовыми предприя-
тиями. Если строительство предприятия намечается в городе,
то в задании на проектирование приводятся основные технические
данные по отведенному участку, по прилегающей к нему застройке
другими зданиями, различным инженерным сооружениям и комму-
никациям, возможность присоединения к ним, по застройке участка
и оформлению зданий на нем (этажность, расположение по отношению
к уличным проездам и т. п.)«
В задании на проектирование, как и при разработке проекта,
необходимо учитывать наиболее рациональное использование фи-
нансовых и материальных средств, повышение производительности
труда, снижение стоимости и обоснование ремонта автомобилей или
агрегатов и улучшение условий работающих.
По всем этим причинам необходимо стремиться к более широкому
использованию имеющихся типовых проектов авторемонтных
предприятий, применению прогрессивных способов восстановления
деталей, комплексной механизации и автоматизации технологичес-
ких процессов, использованию наиболее производительного обо-
рудования, приспособлений и инструментов, цехового и межцехо-
вого транспорта, соблюдению требований научной организации
труда и технической эстетики.
При разработке проектов новых предприятий и реконструкции
существующих необходимо руководствоваться действующими ин-
струкциями Госстроя Союза по проектированию промышленных
предприятий и различными нормативными материалами соответст-
вующих министерств и ведомств.
При оформлении чертежей и различной технической документа-
ции необходимо руководствоваться правилами единой системы кон-
структорской документации — ЕСКД.
Задание на проектирование утверждается Госпланом СССР или
Министерствами автомобильного транспорта союзных республик в
зависимости от стоимости предприятия.
§ 99.	СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
И СОСТАВ ПРОЕКТА
Проектирование авторемонтных предприятий осуществляется в
две стадии. Первая стадия — технический проект, вторая — раз-
работка рабочих чертежей.
С согласия организации, утверждающей задание на проектирова-
ние, допускается разработка проекта несложных объектов в одну
стадию. Одностадийное проектирование осуществляется для неслож-
ных объектов, повторяющих типовые технологические и строитель-
ные решения, когда обоснование программы и месторасположения
предприятия, выбор площадки для строительства и решение основ-
ных технических вопросов не требует предварительных изыскатель-
464

ских и проектных работ и может быть удовлетворено за счет име-
ющихся соответствующих типовых проектов.
Целью технического проекта является определение
наиболее технически рационального и экономически целесообраз-
ного использования материальных и финансовых средств как при
строительстве, так и при эксплуатации проектируемого предприятия.
В состав проекта входят следующие основные части: технико-эконо-
мическая, технологическая, строительная и сметная.
Материалы проекта по энергетическим вопросам включаются в
технологическую часть, а по отоплению, вентиляции, водоснабже-
нию и канализации — в строительную часть.
Технико-экономическая часть содержит обоснование программы
и территориального размещения предприятия, специализации и
кооперирования, способов снабжения материалами, топливом, водой,
электроэнергией и пр., производительности труда, уровня механи-
зации и автоматизации производственных процессов, анализ капи-
тальных вложений и экономической эффективности строительства,
данные о себестоимости объектов ремонта и основные технико-эко-
номические показатели. 4
Генеральный план содержит краткую характеристику района и
участка строительства, план расположения на участке производ-
ственных и вспомогательных зданий и сооружений, транспортных
путей и коммуникаций и основные показатели по генеральному
плану, главными из которых являются площадь, занятая предприя-
тием, и коэффициент застройки.
Технологическая часть является ведущей и определяющей
задания всем остальным частям проекта.
В технологической части определяется производственный состав
предприятия, программа и объем работ, схема технологического
процесса объектов ремонта, объем и режимы работы производствен-
ных цехов и отделений, потребное количество рабочих, оборудова-
ния, транспортных средств, площадей, обоснование принятых реше-
ний по новым технологическим процессам, их механизации и авто-
матизации, определение потребности материалов, топлива, элект-
роэнергии, сжатого воздуха по цехам и предприятию, в целом,'
планировка производственного корпуса, цехов, складских и вспо-
могательных помещений с расположением оборудования, потреб-
ности в кадрах, технико-экономические показатели.
Строительная часть содержит планы и разрезы основных зданий
и сооружений, подлежащих строительству по индивидуальным про-
ектам, или типовые проекты зданий и сооружений, если строительст-
во будет осуществляться по типовым проектам, решения по бытовому
обслуживанию работающих на предприятии, выбор источников
водоснабжения, путей и способов очистки сточных вод, все не-
обходимые данные по отоплению, вентиляции и канализации,
включая расчеты необходимого оборудования, потребной теплоты
и энергии/ план производства строительных и монтажных работ
и др.
465

Сметная часть содержит расчеты общей суммы затрат на строи-
тельство предприятия.
Сводный сметно-финансовый план после его утверждения явля-
ется основанием для финансирования строительства.
Рабочие чертежи, являющиеся второй стадией проек-
-тирования, выполняют после утверждения технического проекта.
В состав рабочих чертежей включаются: чертежи генерального
плана с. вертикальной планировкой и указанием всех коммуника-
ций, сетей подземного хозяйства, транспортных путей, благоуст-
ройства территории, рабочие чертежи зданий и сооружений, строи-
тельство которых будет производится по индивидуальным проек-
там, или рабочие чертежи зданий и сооружений использованных
типовых проектов, чертежи конструкций фундаментов, нестандарт-
ного оборудования, приспособлений и инструмента, нетиповых
устройств, относящихся к охране труда и технике безопасности
и ДР-
По рабочим чертежам производятся строительные и монтажные
работы.
§ 100.	МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТРЕБНОСТИ
В РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЕЙ
Производственная программа ремонтного предприятия задается
проектирующей организации номенклатурой и количеством капи-
тальных ремонтов автомобилей, агрегатов или деталей (в зависи-
мости от типа предприятия), исходя из потребности заказчика
в капитальных ремонтах.
От правильного определения потребности в ремонте зависит
производственная мощность предприятия и рентабельность его
работы. Завышение спроса на ремонт, не подкрепленное фак-
тической потребностью в нем, приводит к недогрузке пред-
приятий и нерентабельности их работы. Наоборот, занижение
спроса может, вызвать ухудшение технического состояния автомо-
билей из-за несвоевременного проведения ремонта.
Для определения потребности в ремонте предложено несколько
методов. По методу Ф. П. Верещака и А. А. Абелевича [3], коли-
чество капитальных ремонтов Np автомобилей в год определяется
по следующей зависимости:
i'1-'
где N — количество автомобилей, находящихся в эксплуатации
в данном территориальном районе; Za — пробег автомобиля за
амортизационный срок; /с — средний межремонтный пробег авто-
мобиля до первого и последующего капитальных ремонтов; Т — амо-
ртизационный срок службы автомобиля.
Общее количество капитальных ремонтов Np по автомобиль-
ному парку данного территориального района можно определить
466

по следующей формуле, предложенной Я. Е. Игудесманом [1],
N =N I (R?.^Ra\
‘£VP	IQ6 />
где Nn — перспективная численность .автомобильного парка в t-м
году, на который выдается задание на проектирование; /г — пла-
нируемый годовой пробег автомобиля, км; Rp — количество капи-
тальных ремонтов автомобилей и агрегатов на 1 млн. км пробега
при коэффициенте отклонения от норм амортизационного пробега
ka = 1; Ra — дополнительное количество капитальных ремонтов
автомобилей и агрегатов на 1 млн. км пробега при Аа > 1;
Na~Nc+N(-Bh
где Nc — наличный состав парка в период выдачи задания на
проектирование; Nt — суммарное поступление парка за t лет;
В/ — суммарная убыль (списание) парка за тот же срок;
где /р — нормативный пробег автомобиля до первого капиталь-
ного ремонта; Za — норма амортизационного пробега; kp — коэф-
фициент отклонения от норм межремонтного пробега.
Расчет числа капитальных ремонтов ведется-раздельно по мар-
кам машин с учетом действующих норм межремонтных и амортиза-
ционных пробегов. Определение межремонтного пробега в зависи-
мости от конкретных технико-эксплуатационных условий парка
производится при помощи поправочных коэффициентов. В общем
виде коэффициент отклонения от установленного межремонтного
пробега kp — k-jk^ki. Указанные коэффициенты учитывают:
I?! — дорожно-эксплуатационные условия;
k2 — степень использования автомобилей в качестве тягачей;
k3 — соотношение в структуре парка новых и капитально
отремонтированных автомобилей (агрегатов);
ki — увеличение долговечности новых и отремонтированных
автомобилей и повышение культуры эксплуатации парка.
Определение годового количества капитальных ремонтов агрега-
тов производится при помощи приближенных коэффициентов ka
N^N^.	' '
Значения коэффициентов £а, нормы межремонтных и амортизацион-
ных пробегов и другие данные для расчета Np приводятся в ра-
боте [1].
Рассмотренные методы расчета потребности в капитальных ре-
монтах основываются на средних показателях использования машин
и не учитывают изменяющегося во времени состава и возраста авто-
мобильного парка, изменения качества автомобилей после ремон-
та и других факторов сложного процесса восстановления. Многие
Из указанных факторов по своей природе носят вероятностный
467

характер. Использование математических методов теории восста-
новления и аналоговой вычислительной техники для расчета потреб-
ности в ремонтах позволяет с высокой степенью точности решать
указанные задачи в перспективном плане. Метод такого расчета
разработан в ГОСНИТИ А. С. Гальпериным и И. В. Шипковым.
Рассмотрим кратко сущность этого метода [4]. Автомобильный
парк автохозяйства или данного территориального района можно
рассматривать как систему, элементы которой — агрегаты, узлы,
детали — могут отказывать в различные случайные моменты вре-
мени. Отказавший элемент требует замены или ремонта, момент
наступления которых является случайным процессом. Система пони-
мается однородной, т. е. состоящей из автомобилей одной марки.
Не повторяя изложенных ранее определений и основных законо-
мерностей теории надежности, заметим, что под отказом понимает-
ся прекращение эксплуатации автомобиля. Замена или ремонт
отказавшего агрегата, узла, детали называется восстановлением.
Моменты отказов, или, что тоже самое, моменты восстановлений
образуют случайный поток отказов, называемый процессом восста-
новления. Если отказавшие элементы заменяются элементами с теми
же характеристиками, т. е. длительности их безотказной работы
являются .одинаково распределенными случайными величинами,
процесс восстановления называется простым.
Вероятность отказа можно определить при помощи функции
распределения F(t)
F	— dt,
О
выражающей вероятность отказа элемента до момента времени t.
Плотность распределения f (t)•= —jpSфункция надежности, выра-
жающая вероятность того, что элемент не откажет до момента
времени /,
со
Р (t) —р (T>f) = 1 — F (t) f (f) dt.
‘ t
Математическое ожидание, т. е. среднее значение числа отказов
(ремонтов) автомобиля за время от начала эксплуатации до момен-
та /, называется функцией восстановления — H(t). Производная
. от функции восстановления называется плотностью восстановления
ф (/) —	Плотность восстановления ф(/) выражает среднее
число восстановлений (замен или ремонтов) элемента в единицу
времени в момент Л Для простого процесса восстановления плот-
ность распределения времени безотказной работы элемента /(0
и плотность восстановления ф(/) связаны между собой уравнением
ф (0 =f (!) + 5 f - “) ф («) du>
о
468

которое называется интегральным уравнением восстановления. Если
же плотность распределения времени безотказной работы остается
неизменной только до первого отказа (ремонта), а после него ста-
новится иной, т. е. после каждого восстановления (замены или
ремонта) параметры распределения изменяются, процесс восстанов-
ления называется общим.
Частным случаем общего процесса восстановления применительно
к автомобилям является процесс, в котором распределение доремон-
тных и межремонтных сроков службы является различным, но
между всеми межремонтными сроками одинаковым.
Пусть f(t) есть плотность распределения доремонтных пробегов
автомобиля, a q(t) — межремонтных (т. е. между последующими
ремонтами). Тогда плотность восстановления элемента h(t) для
общего процесса определяется уравнением
t
h (t)	+	— и) h (и) du.
о
В приведенных интегральных уравнениях восстановления для
простого ф(/) и общего h(t) процессов первое слагаемое выражает
среднее число восстановлений в единицу времени в момент /, т. е.
интенсивность восстановления в связи с первым отказом, а второе
слагаемое — величину интенсивности восстановлений, следующих
за первым, поскольку восстановленный один раз элемент с некото-
рой вероятностью может отказать и быть восстановленным еще
несколько раз.
Пользуясь уравнениями плотностей восстановления <р(/) и h(t),
можно написать уравнения функции восстановления для простого
Ф(/) и общего, процесса H(t):
t	t
ФЦ} = \ч> (/) dt\ Н (t)=\h(/) dt,
' . о	о
или через функции распределения F(t) простого и общего G(0
процессов восстановлений:
t
Ф(1) = Р(1) + \Ф(1-и){(и)(1и-,
О
t
Н =	+	(u) du.
о
На рис. 195 показан график функций, описывающих процесс
восстановления (Ти и Та — средние значения межремонтного и
доремонтного срока службы автомобилей).
Если число элементов в системе остается неизменным, другими
словами, количество N автомобилей в процессе эксплуатации не
469

изменяется, то математическое ожидание числа ремонтов для всего
парка за период времени /2 будет определяться
h
Л1Р(Л,
В реальных системах автомобильного парка количество автомобилей
изменяется во время эксплуатации. Происходит списание автомоби-
лей из-за нерациональности дальнейшего их использования и попол-
нение новыми машинами, В ГОСНИТИ разработан метод расчета
на вычислительной машине потребности в ремонте не только с уче-
том разной долговечности новых и капитально отремонтированных
машин, но и для случая пополнения и, списания. Характеристика
пополнения парка машин может быть задана функцией v(t), пред-
Рис. 195. График функций, описывающих процесс восста-
новления элемента
ставляющей собой число поступивших элементов (машин) в единицу
времени в момент t, т. е. интенсивностью пополнения. Функция
v(t) может быть задана графиком или таблицей поставки машин.
Характеристика же списания машин задается функцией /с(0 плот-
ности распределения полного срока их службы. При этом учиты-
ваются два вида системы: статическая и динамическая. При ста-
тической системе законы распределения полных сроков службы
и времени безотказной работы вновь и ранее поступивших элемен-
тов являются одинаковыми. При динамической же системе у вновь
поступивших элементов параметры распределений зависят от момен-
та t поступления их в систему, т. е. являются иными, чем ‘у ранее
поступивших элементов.
Списание автомобилей или отдельных агрегатов, производится
после нескольких капитальных ремонтов, когда машина или агрегат
исчерпали полный срок службы Т. Сроки списания отдельных
машин одной и той же марки не являются одинаковыми, а имеют
рассеяние около среднего значения Тс. Поэтому полные сроки
службы автомобилей (агрегатов) можно рассматривать как случай-
ные величины с плотностью вероятности Д(/) и функцией распреде-
470

ления Fz(f) — рис. 196, при этом плотность распределения пол-
ного срока службы f. (/) = d ® . функция долговечности Pz(f)
элемента
Pc(t) = l-Fc(t) = l-\fz(t)dt.
о
Ожидаемое число наличных элементов (автомобилей) в системе
в момент t с учетом пополнения N(t)
N (0 = А^оРс (О + $ v (t - «) Рс (и) du,
о
где No — число элементов (автомобилей) в системе в начальный
момент t = 0 ее функционирования; v(f) — интенсивность пополне-
ния, т. е. число автомобилей,
ления /•(/), т. е. среднее число
ремонтов или замен для статической системы в единицу времени
в момент t с пополнением и списанием выражается так:
t
r(i) = N0Pc(t)h(t) + lv(,t-u)Pc(u)h(u)du.
О
Плотность восстановления h(t) определяется по ранее приведен-
ной формуле интегрального закона восстановления в зависимости
ОТ'того, какому процессу простому или общему подчиняется вос-
становление элемента; и — переменная интегрирования по времени.
Зависимость математического ожидания, дисперсии и методика
расчета на ЭВМ приводятся в [4]. Для динамической системы эти
выражения должны учитывать еще зависимость от времени поступ-
ления элемента в систему.
Все сказанное здесь относится к общему стационарному про-
цессу, когда распределение времени безотказной работы между
последовательными отказами (ремонтами) .является одинаковым и
471

равным. В действительности, однако, параметры распределения
безотказной работы изменяются после каждого очередного отказа
(ремонта), т. е. зависят от времени эксплуатации элемента. Такой
процесс называется нестационарным. Для нестационарного процесса
при нормальном распределении доремонтных и межремонтных
сроков службы в ГОСНИТИ разработана методика расчета потреб-
ности в ремонтах для машины БЭСМ-2М.
В основу метода определения потребности в ремонтах автомоби-
лей, разработанного «АвтодорНИИ», положено то же уравнение
плотности восстановления для общего процесса с той разницей,
что при расчете учитывается возраст автомобилей на начало пла-
нируемого года [13]. Плотность вероятности в этом случае запи-
шется в виде	• t
Фа (0 = Л (0 +’ $ <7а (t ~ «) Ф («) dU.
О
При расчете функций <ра(/), /а(/) и qa(t) учитывается условная веро-
ятность ра(/)' того, что автомобиль, проработав до возраста а, будет
иметь еще остаточную долговечность и может эксплуатироваться
в течение времени Л
Интегральное уравнение восстановления в окончательном виде
выражается так:
t
Фа (0 = Р1/а (0 + Р2<7а (0 + J <7а (* ~ «) фа («) &U,
О'
ГДе	_	_	^2
Р1- Л^г + ^	;
Л\ — количество автомобилей, не бывших в ремонте; ТУ2 — коли-
чество отремонтированных автомобилей для каждого возрастного
интервала.
Для расчета потребности в ремонтах необходимо знать коли-
чество автомобилей по годам их службы (возрастной состав), число
автомобилей, бывших в ремонте и без ремонта, годовые пробеги и
законы распределения сроков службы — функции /(/), q(f). Расчет
ведется на аналоговой вычислительной машине.
Изложенные здесь методы расчета потребности в ремонтах авто-
мобилей дают достаточно точные результаты, однако являются
сложными и не всегда доступными. Поэтому в практике нередко
пользуются более простыми методами, изложенными ранее.
При проектировании специализированных ремонтных пред-
приятий большой мощности нередко необходимо решать ряд других
важных вопросов организации -и подготовки производства. Напри-
мер, в части ремонтного фонда интересно знать оптимальное время
ожидания ремонтным фондом начала ремонта, межцеховые заделы
восстанавливаемых деталей или агрегатов и узлов, подлежащих
испытанию и передаче на линию общей сборки автомобилей, и т. п.
Все эти и другие подобные вопросы с успехом могут решаться
методами теории массового обслуживания.
472

§ 101. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
И ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
Одним из основных предпроектных решений является технико-
экономическое обоснование оптимальной программы и размещения
предприятия. Программа и размещение предприятия оказывают
большое влияние на себестоимость ремонта, величину капитальных
вложений и транспортные расходы по перевозке ремонтного фонда
и готовой продукции. При определении оптимальной программы,
размещения предприятия должен решаться целый комплекс вопро-
сов: полное обеспечение спроса потребителей данного района на
ремонт; обеспечение предприятия рабочей силой, топливом, электро-
энергией, водой; состояние транспортных путей; эффективность
организации и технологии производства; вопросы специализации
и кооперирования и пути достижения предприятием найлучших
технико-экономических показателей.
Определение оптимальных программ и размещения предприятий
осуществляется методами линейного программирования, применя-
емыми в экономических^асчетах. В качестве критерия оптималь-
ности используется величина приведенных затрат Р на единицу
продукции	. р = Ср + м + Ст>
где Ср — себестоимость ремонта единицы продукции; Е — норматив-
ный коэффициент эффективности капитальных вложений; К — удель-
ные капитальные вложения (расходы на проектирование и строи-
тельство предприятия, приобретение и монтаж оборудования и др.,
прйходящиеся на единицу продукции); Ст — транспортные рас-
ходы на перевозку обьектов ремонта.
Методы линейного программирования широко применяются для
решения многих транспортных задач по рациональной организации
перевозок, специализации, и кооперирования предприятий, разра-
ботке оптимальных планов производства и др. Термин «линейный»
выражает математическую сущность этого метода, с помощью
которого решаются различные задачи, в которых условия и критерии
оптимальности выражаются системой линейных уравнений. Термин
же «программирование» означает составление программы (плана).
Сущность линейного программирования заключается в выраже-
нии производственных связей системой линейных уравнений и фор-
мулировании целевой функции в форме минимума или максимума
суммы произведений независимых переменных xt/ на постоянные
коэффициенты [191.
Задача линейного программирования в общем виде записывается
системой линейных уравнений с п неизвестными хг, х2, ... , хп:
aiXi + ... + alrexn = &i
й2*2 + • • • + а2пХп = Ь2
• •••<»•••••«••
+ • • • + атпхп = Ът
473

и линейной формой (целевой функцией) всей системы уравнений
F = CiXi + ... + e„x„.
Значения коэффициентов а, Ь,.с известны; хг... хп 0.
Система уравнений выражает связь между переменными и огра-
ничениями, характеризующими задачу, границы значений независи-
мых переменных и целевую функцию. Задача заключается в
нахождении минимального (максимального) значения целевой функ-
ции среди всех неотрицательных решений системы.
Определение оптимальной программы и размещения предприя-
тия является, достаточно трудной задачей особенно при наличии в
программе нескольких марок автомобилей или агрегатов. В этом слу-
чае задача носит название многопродуктовой и требует проведения
достаточно сложных и громоздких расчетов. При проектировании
специализированных предприятий по ремонту автомобилей (агре-
гатов) одной модели вопрос упрощается и сводится к решению
однопродуктовой (однопредметной) производственно-транспортной
статической задачи с дискретными переменными -в матричной
постановке [17].
Оптимальная программа и рациональное размещение предприя-
тия определяются из условия минимальных приведенных затрат на
производство и транспортировку объектов ремонта. Математическая
задача заключается в решении множества значений неотрицатель-
ных неизвестных (ху), минимизирующих функцию указанных за-
трат (критерий оптимальности),
п	т п
S //(•*/) + 1] и СуХу-» min
/=i	i==i/=i
при следующих условиях:
п
а{ = У, Ху (i — 1,2',... , tn, спрос i-ro потребителя полностью
/= 1
удовлетворяется поставкой продукции от всех предприятий);
pj Xj < Pj (/ = 1,2,... , п, объем производства /-го предприятия
находится в заданных пределах); '
Ху 0 (i — 1,2, ..., т\ j — 1,2,... , п, величина поставки про-
дукции не может, быть отрицательной);
т
Xj = У Ху (/=1,2, ..., п, объем производства /-го предприятия
i = /
равен поставке продукции от этого предприятия всем потребителям).
Здесь fj(xj) — приведенные затраты на производство в функции объе-
ма производства х}-; Су — затраты на перевозку между потребите-
лем и предприятием i,/; п — число пунктов возможного размеще-
ния предприятия (/ = 1,2,... , п); т — число пунктов сосредоточе-
ния ремонтного фонда (i = 1,2, ... , m); Ху — поставка продукции от
/-го предприятия t-му потребителю; at — потребность в продукции
по каждому из т потребителей; Pj и pj — соответственно макси-
474

мальная и минимальная программа предприятия. При этом f/x;),
Хц, а{, Р/ и р'/ заданы, Сц — определены расчетом. Число п пунк-
тов сосредоточения ремонтного фонда известно, возможные же
пункты размещения предприятий задаются с учетом объемов по-
требления и наличия источников снабжения предприятия рабочей
силой, топливом, электроэнергией и др. Определение транспорт-
ных затрат на перевозку ремонтного фонда и готовой продукции
между поставщиками и предприятиями определяется расчетом по
действующим тарифам с использованием наиболее рационального
вида транспорта и маршрутов >
Решение задачи производится с помощью матричной таблицы
путем постепенного приближения к оптимальному варианту. Для
этой цели обычно используется распределительный метод и его
модификации.
Кроме изложенного имеется более простой, хотя и менее точный
метод определения оптимальной программы предприятия и его
территориального размещения, предложенный И. С. Левитским
для ремонтных предприятий сельскохозяйственной техники [16].
Критерием оптимальности и в данном методе является минимум
суммарных затрат: себестоимости ремонта, удельных капитальных
вложений и транспортных расходов.
Оптимальная программа Nttp предприятия определяется по
формуле
Nnp = yaRc,
где ум— плотность машин, подлежащих ремонту, ед/км; /?с — сред-
нее оптимальное расстояние перевозки, км;
Ср — себестоимость ремонта объекта (машины, агрегата), при-
ходящаяся на 1 т его массы, руб./т; Ср = C/Q; С — затраты на
оплату труда за ремонт одного объекта, руб.; Q — масса объекта, т;
т)н — коэффициент, учитывающий косвенные расходы;
1 , Н .
I	• 1	Ли—1 + юо;
Н — косвенные расходы предприятия в % от заработной платы
производственных рабочих.
Плотность размещения ремонтного фонда ум
7^p
Ум р >
где Np — ремонтный фонд, т. е. расчетное количество капитальных
ремонтов машин данной модели; F — площадь территории размеще-
ния ремонтного фонда, км2; 7 — числовой коэффициент, характери-
зующий площадь территории круга радиусом перевозок Rz = 1 км.
475

Транспортные расходы определяются исходя из выбора пункта
рационального размещения предприятия с учетом вида транспорта
и кратчайшего расстояния перевозок. Ориентировочно транспорт-
ные расходы можно подсчитать по выражению
Cm = 0,1327?cQ,
Рис. 197. Схема определения рацио-
нального размещения предприятия
по централизованному восстановле-
нию деталей
автомобилей или
где — среднее оптимальное расстояние перевозок; для новых
предприятий определяется по приведенной выше формуле, а для
действующих — по формуле R^n |/"у-; п — коэффициент, рав-
ный отношению суммы расстояний до ремонтного предприятия по
имеющимся дорогам к сумме рас-
стояний по прямой.
Рассчитанный вариант опти-
мальной программы должен удов-
летворять минимуму приведенных
затрат. Имеются другие методы
определения оптимальной про-
граммы, предложенные Л. В. Дех-
теринским и Г. А. Малышевым
[181.
Для определения пункта раз-
мещения предприятия на карте
района, помещенной в прямоуголь-
ные координаты (рис. 197), нано-
сят точки (пункты) нахождения и
концентрации объектов ремонта.
По одному из изложенных ранее
методов определяют потребность
агрегатов. Спроектировав точки
(пункты) расположения объектов ремонта на оси координат, нахо-
дят значения абсциссы xlf х2,..., хп и ординаты уи у2, ..., уп. Для
нахождения пункта, к которому тяготеют расположенные на тер-
ритории района объекты ремонта, необходимо определить средне-
взвешенные значения абсциссы хри ординаты z/p, что легко сделать,
зная массу автомобилей (агрегатов) и значение абсцисс х19 х2,..., хгп
и ординат у19 у2,..,, уп,
у  ^lQl + ^2^2 + --- + XaQn .
р	Ql+Q2 + ... + Q« ’
п  У10.1 + УъО.2 + • • • + УгЛп
Qi+Qz+^+Qn ‘
Точка пересечения координат хр и ур и будет точкой строительства
завода. Однако может оказаться, что найденная точка не отвечает
условиям обеспечения завода топливом, электроэнергией, водой, ра-
бочей силой и др. В этом случае точку строительства завода пере-
носят в ближайшие два-три пункта, удовлетворяющие указанным
476'

выше условиям, и ведут расчет стоимости перевозок или затрат
на транспортные работы. Минимальная стоимость перевозок или
затрат на транспортные работы ц является критерием оптималь-
ности размещения предприятия в данном пункте.
§ 102. СТРУКТУРА ПРЕДПРИЯТИЯ И ФОНДЫ ВРЕМЕНИ
Структура и производственное деление предприятия. В состав
авторемонтного предприятия входит основное и вспомогательное
производство, энергетическое, транспортное и складское хозяйства
и заводоуправление.
Основное производство включает цехи, отделения и участки
непосредственно связанные с выполнением технологического про-
цесса по выпуску готовой продукции.
Вспомогательное производство обеспечивает нормальную работу
основных цехов и отделений. В состав вспомогательного производ-
ства входят отделения отдела главного механика, осуществляющие
обслуживание и ремонт оборудования,, зданий и сооружений, ото-
пительной сети, водопровода и электросети; инструментальный цех,
выполняющий изготовление, ремонт и заточку инструмента, изгото-
вление приспособлений идругой необходимой оснастки; лаборатория;
экспериментальное отделение (участок), осуществляющее совершен-
ствование технологии и освоение ремонта новых моделей автомо-
билей.
Обеспечение производства транспортом и различными материа-
лами (черным и цветным металлом, деревом, топливом, горюче-
смазочными материалами, новыми деталями, нормалями и др.)
осуществляется*транспортно-складским хозяйством.
Заводоуправление осуществляет техническое, хозяйственное и
административное руководство работой предприятия и включает
различные отделы: технический, технического контроля, плановый
и др.
Охрана предприятия входит в обязанность службы охраны,
включая и пожарную охрану.
Основное производство завода в организационном отношении
может иметь безцеховую и цеховую структуры построения. При бес-
цеховой структуре все отделения основного производства возглав-
ляются мастерами и подчиняются непосредственно руководству
предприятия. При цеховой структуре отделения и участки основ-
ного производства объединяются в самостоятельные администра-
тивные единицы, возглавляемые начальниками цехов. При этом в
каждом цехе предусматривается объем работ, обеспечивающий
работу не менее 100 чел. В зависимости от мощности предприятия
структура цехов может быть построена по предметному или техно-
логическому принципам.
При предметном принципе в каждом цехе производятся все
работы по ремонту одного изделия (двигателя, заднего моста,
переднего моста, кузова и др.), кроме кузнечно-термических,
477

гальванических и малярных работ, имеющих незначительный объем
в ремонте данного объекта.
При технологическом принципе цеховой структуры в каждом
цехе выполняются однородные работы: разборочные, сборочные,
механические, кузнечные и т. д. Построение структуры по техно-
логическому принципу целесообразно для предприятия с годовой
программой до 10 тыс. капитальных ремонтов автомобилей, а для
предприятий с программой сверх 10 тыс. — по предметному прин-
ципу.
Производственное .деление предприятия на цехи и отделения
зависит от годовой программы, специализации и кооперирования
с другими предприятиями. Для предприятий средней мощности,
осуществляющих капитальный ремонт полнокомплектных автомо-
билей, структура основного и вспомогательного производства
может быть такой.
I. Основное производство.
1.	Разборочный цех с участком отстоя автомобилей перед раз-
боркой и отделениями наружной мойки, разборки автомобилей и
агрегатов, очистки и мойки деталей, контроля и сортировки.
2.	Сборочный цех с отделениями: комплектовочным, электро-
техническим, аккумуляторным, ремонта рам, шино-монтажным,
сборки автомобилей, регулировки и устранения дефектов.
3.	Агрегатно-сборочный с отделениями: ремонта основных дета-
лей и сборки двигателей, испытательной станции, сборки и испы-
тания агрегатов, ремонта и сборки узлов систем питания и смазки,
окраски двигателя и агрегатов.
4.	Цех восстановления и изготовления деталей с отделениями:
слесарно-механическим, кузнечно-рессорным, термическим, свароч-
но-металлизационным, медницко-радиаторным, гальваническим.
5.	Кузовной цех с отделениями: жестяно-прессовым для ремонта
кабин и оперения, деревообделочным (ремонтаплатформ), обойным,
малярным.
II. Вспомогательное производство.
1.	Ремонтно-механический цех с отделениями: ремонтно-меха-
ническим, электроремонтным, ремонтно-строительным, энергетики,-
сантехники, компрессорной станцией.
2.	Инструментальный цех с отделениями: слесарно-механичес-
ким, заточным, центральным инструментальным складом, инстру-
ментально-раздаточными кладовыми.
3.	Транспортное отделение (экспедиция).
4; Лаборатория. Экспериментальное отделение.
III. Складское хозяйство со складами: ремонтного фонда (накоп-
ления деталей, ожидающих ремонта), комплектовочных материалов
и запчастей, металлов, инструментов, горюче-смазочных материалов,
твердого топлива^ красок и химикатов, лесоматериалов, готовой
продукции, утиля.
Приведенная примерная структура в зависимости от мощности
предприятия и родственности технологического процесса может
478

изменяться путем объединения некоторых отделений и складов,
однако с учетом требований охраны труда и нормативов пожарной
безопасности.
Режим работы и годовые фонды времени. Режим работы ремонт-
ного предприятия определяется количеством рабочих дней в году,
количеством смен работы в сутки, продолжительностью смены и
рабочей недели в часах.
Количество рабочих дней в году с учётом пятидневной рабочей
недели составляет 253 дня. Количество рабочих смен в сутки для
производственных цехов и отделений назначается исходя из вели-
чины программы и производственных условий с учетом непрерыв-
ности производственного процесса и полной нагрузки станочного
оборудования. Суточная работа цехов и отделений планируется,
как правило, двухсменной, а отделений с непрерывным процессом
производства (термическое и гальваническое) — в три смены. Для
небольших предприятий работа разборочно-сборочных цехов и
некоторых отделений с малым числом работающих допускается в
одну смену. Продолжительность смены рабочих, служащих'и инже-
нерно-технического персонала устанавливается в зависимости от
специальности и в соответствии с трудовым законодательством.
Годовые фонды рабочего времени подразделяются на номиналь-
ные и действительные. Действительный фонд рабочего времени опре-
деляется фактическим временем, отработанным рабочим в течение
года с учетом различных потерь (отпуска, болезни, командировки,
выполнения общественных обязанностей).' Номинальный фонд вре-
мени рассчитывается без учета указанных потерь.
Номинальный фонд
Фн = [365-(104 + 4)]^-/спп;
действительный фонд
Фд = {[365 - (104 + da + d0)] tca - tenn} т)р,
где da — количество праздничных дней в году; /см — продолжи-
тельность рабочей смены, ч; /с — сокращение рабочей смены в
предпраздничные дни, ч; пп — количество праздников в году;
d0 — число рабочих дней отпуска; т]р — коэффициент потерь рабо-
чего времени.
Для маляров-пульверизаторов на работе в камерах установлено:
/см = 7,2 ч, d0 = 24 дней, т]р = 0,96.
Для кузнецов, молотобойцев, сварщиков, медников, аккумуля-
торщиков, мотористов-испытателей, регулировщиков автомобилей
на этилированном бензине /см = 8,2 ч, tc = 1 ч, d0 — 24 дней, т)р =
= 0,97.
Для мойщиков, регулировщиков, термистов, грунтовщиков,
гальванщиков, электромонтеров /см —8,2 ч, tc = 1 ч, d0 = 18 дней
= 0,97.
Для прочих профессий /см = 8,2 ч, /с = 1 ч, d0 — 15 дней, г)р = 0,97.
479

Годовой фонд времени рабочего места
Фр.м = ФЛ,
где nz — число рабочих смен.
Действительный годовой фонд времени работы оборудования
Ф0 == Фн^сЛо»
где т]0 — коэффициент использования оборудования, учитывающий
простои в профилактическом обслуживании и ремонте; его можно
принять [1]:
Для металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков . . . 0,97—0,98
»	кузнечно-прессового	оборудования..............................  0,96
»	оборудования отделений	металлопокрытий.....................0,97—0,98
термических печей............................................ 0,94
»	стендов....................... ....... .................... 0,95	v
§ 103. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОЙ ПРИВЕДЕННОЙ ПРОГРАММЫ
/	И ТРУДОЕМКОСТИ РАБОТ
Годовая программа ремонтного предприятия, определенная ука-
занными ранее методами, задается точной номенклатурой и количест-
вом объектов ремонта. Если необходимые для проектирования дан-
ные по заданной программе (трудоемкость на один капитальный
ремонт, распределение трудоемкости по видам работ и др.) известны,
то все технологические расчеты следует вести в соответствии с этой
точной программой.
Однако на практике в числе объектов многомарочной программы
нередко могут быть и такие, исходных данных для проектирования
которых может не быть. В этих случаях программу предприятия
выражают в приведенных единицах при помощи коэффициента при-
ведения. Приведение многомарочной программы заключается в пере-
счете заданной номенклатуры объектов ремонта на один (или два)
наиболее представительных (основных) объекта, имеющих в програм-
ме наибольший удельный вес. При разработке коэффициентов при-
ведения за исходную величину принимают трудоемкость объекта
• ремонта, принятого в качестве основного эталонного, которым
z может быть полнокомплектный автомобиль или агрегат. Установле-
ние трудоемкости капитального ремонта (трудовых затрат, выра-
женных в человеко-часах) данного объекта является одной из ответ-
ственных задач при проектировании, так как от величины трудоем-
кости зависит годовой объем работ и рентабельность предприятия.
Трудоемкость капитального ремонта зависит от совершенства тех-
нической эксплуатации автомобилей и ремонтного производства,
а также и ремонтопригодности конструкции автомобиля.
Соблюдение правил технической эксплуатации и своевременное
высококачественное техническое обслуживание не только повышают
480

долговечность автомобилей, но и способствуют сдаче их в капи-
тальный ремонт без следов аварийности.
Снижение трудоемкости непосредственно в ремонтном произ-
водстве зависит от многих причин: производительности труда,
технической оснащенности производства, механизации трудоем-
ких процессов и др. Важную роль в повышении производительности
труда играют концентрация и специализация авторемонтных пред-
приятий.
Совершенство конструкции автомобилей в части простоты и
удобства демонтажно-монтажных работ и ремонта основных уз-
лов и деталей, сохранность (неизнашиваемость) базовых поверх-
ностей и др. положительно сказываются на уменьшении трудо-
емкости.
Трудоемкость капитального ремонта того или иного объекта
зависит еще от величины и структуры годовой программы. Поэтому
при определении приведенной годовой программы различных
ремонтных предприятий необходимо учитывать эти факторы и кор-
ректировать программу применительно принятым эталонным усло-
виям к каким-то определенным моделям автомобилей, типам ремон-
тных предприятий, величине программы. Все это можно учесть при
помощи коэффициентов приведения. Коэффициент приведения капи-
тального ремонта данного объекта к эталонной или основной моде-
ли данного типа„автомобилей в общем виде представляет собой отно-
шение трудоемкости капитального ремонта этого объекта к трудо-
емкости того же ремонта эталонной или основной модели. Числовые
значения коэффициентов и других показателей, разработанные
Гипроавтотрансом, установлены для определенных условий, кото-
рыми являются наиболее представительные объекты ремонта и
типы ремонтных предприятий с числовым значением годовой про-
граммы.
Коэффициент приведения капитального ремонта полнокомплект-
ного автомобиля к эталонной (основной) модели равен отношению
трудоемкости капитального ремонта полнокомплектного автомобиля
данной модели к трудоемкости капитального ремонта полнокомплект-
ного автомобиля, принятого в качестве эталонной (основной) модели.
Значения этих коэффициентов для различных типов и моделей
автомобилей приводятся в табл. 24.
Ориентировочная трудоемкость капитального ремонта автомо-
биля ГАЗ-53А и его агрегатов для различных типов предприятий
и годовой программы приводится в табл. 25.
Программа проектируемого или реконструируемого предприя-
тия кроме полнокомплектных автомобилей может содержать задан-
ное число тех или иных агрегатов или комплектов агрегатов авто-
мобилей разных моделей. В этом случае годовую программу пред-
приятия необходимо привести к модели автомобиля или комплекта
агрегатов, имеющих наибольший удельный вес в заданной про-
грамме, пользуясь коэффициентами приведения капитального ре-
монта агрегата.
16 В. А. Шадричев
481

Коэффициент приведения капитального ремонта
полнокомплектных автомобилей kA
Таблица 24
Тип и модели автомобилей	Коэффициент приведения		Тип и модели автомобилей	Коэффициент приведения	
	к основной модели данного типа	к автомо- билю ГАЗ-53А		к основной модели данного типа	к автомо- билю ГАЗ-53А
Грузовые			Автобусы		
ГАЗ-53А	1,0	1,0	ЛиАЗ-158	0,30	1,0
ГАЗ-51 А	0,80	0,80	ПАЗ-651	0,75	2,55
ЗИЛ-164	1,0	1,0	ПАЗ-652	1,0	3,40
ЗИЛ-585	1,10—1,15	1,10—1,15	ЛАЗ-695	1,1	3,75
ЗИЛ-130	1,10	1,10	ЛиАЗ-677	1,20	4,10
ЗИЛ-ММЗ-555	1,21—1,26	1,21—1,26	Легковые		
МАЗ-500	1,80	1,80	ГАЗ-21 «Вол-	1,0	1,65
МАЗ-205	1,48	1,48	га»		
МАЗ-503	1,98—2,07	1,98—2,07	ГАЗ-24 «Вол- га»	1,10	1,85
КрАЗ-257	1,82	1,82	«Москвич-407»	0,65	1,07
КрАЗ-256	2,0—2,10	2,0—2,10	«Москвич-408»	0,80	1,32
КрАЗ-222	1,96—2,05	1,96—2,05	«Моск вич-412»	0,85	1,40
			ВАЗ-2101	0,80	1,32
Ориентировочная трудоемкость
Таблица 25
Тип предприятия	Годовая программа, тыс. капитальных ремонтов	Трудоемкость объекта ремонта, чел.-ч
Заводы по капитальному ремонту:		
полнокомплектных автомобилей ГАЗ-53А	2,0	175
автомобилей ГАЗ-53А на базе го- товых силовых агрегатов	2,0	133
силовых агрегатов ГАЗ-53А	10,0	35
других основных агрегатов ГАЗ- 53А (за исключением силового агрегата)	10,0	17,5
482

Коэффициент приведения капитального ремонта агрегата £а к
полнокомплектному автомобилю представляет собой отношение
трудоемкости капитального ремонта данного агрегата к трудоем-
кости капитального ремонта полнокомплектного автомобиля той же
модели, что и агрегат. Значения коэффициентов ka указаны в
табл. 26.
Таблица 26
Коэффициенты приведения ka
Агрегаты и узлы автомобиля	Тип автомобиля				
	Грузовой		Лег- ковой	Автобусы	
	карбюра- торный	дизельный		рам- ный	с несущим кузовом
Двигатель со сцепле- нием	0,22/0,18»	0,27/0,25 1	0,14	0,12	0,06
Коробка передач	0,044	0,044	0,03	0,025	0,010
Задний мост (или пе- редний ведущий мост)	0,088	0,090	0,05	0,040	0,020
Передний мост (или пе- редняя подвеска)	0,060	0,060	0,06	0,035	0,015
Рулевое управление с гидроусилителем (без гид- роусилителя)	0,032/0,020 2	0,032 2/0,020	0,01	0,008	0,005
Карданный вал	0,017	0,020	0,016	0,015	0,060
Комплект агрегатов электрооборудования	0,026	0,025	0,015	0,010	0,005
Комплект приборов пи- тания	0,014	0,030	0,012	0,010	0,005
Кузовной комплект (с электрооборудованием)	0,25	0,24	0,50	0,60	0,81
Прочие агрегаты и уз- лы 3	0,255	0,19	0,17	0,14	0,06
1	В числителе — для восьмицилиндрового V-образного двигателя, в знаменателе — для шестицилиндрового рядного. 2	В числителе — для рулевого управления с гидроусилителем, в знаменателе—без гидроусилителя. 3	В объем работ включены рама разборка, сборка и испытание автомобиля.					
Годовая приведенная программа 2Vnp данного предприятия опре-
деляется с учетом заданной номенклатуры и количества объектов
ремонта и коэффициентов приведения по трудоемкости kx и ka.
Для заводов по капитальному ремонту полнокомплектных авто-
мобилей и агрегатов	*
#пр =
где Ni — количество заданных капитальных ремонтов по каждому
из объектов.
16*
483

Трудоемкости капитального ремонта различных объектов, при-
веденные в табл. 25, соответствуют определенным годовым програм-
мам и типам предприятий, принятым в качестве эталонных. Поэ-
тому трудоемкость, принятую по табл. 25, соответствующую
данному объекту, необходимо скорректировать с учетом величины
программы проектируемого (реконструируемого) предприятия при
помощи коэффициентов k2 (табл. 27). Тогда трудоемкость капиталь-
Таблица 27
Коэффициент k2 коррекций трудоемкости
Годовая прог- рамма, тыс. ка- питальных ремонтов	Коэффициент коррекции для предприятий по ремонту		Годовая прог- рамма (тыс. капитальных ремонтов) сило- вых и прочих агрегатов	Коэффици- ент коррек- ции
	полнокомплект- ных автомобилей	автомобилей на базе готовых силовых агрегатов		
2,0	* 1,0	- 1,0	10,0	1,0
4,0	0,9	0,9	20,0	0,89'
6,0	0,81	0,79	30,0	0,85
8,0	0,76	0,68	40,0	0,81
10	0,75	0,55	50,0	0,80
			60,0	0,80
ного ремонта одного полнокомплектного автомобиля Va для после-
дующих расчетов будет
Va = V0M2,
> где Vo — трудоемкость капитального ремонта эталонной (основ-
ной) модели берется по табл. 25; k2 — коэффициент коррекции
трудоемкости с учетом величины программы берется по табл. 27
применительно к программе, являющейся суммой программ, задан-
ных по отдельным моделям автомобилей или агрегатов, т. е. по
фактической программе.
При несовпадении суммарной программы с данными табл. 27
коэффициент k2 определяется методом линейной интерполяции
.	, Лг'-Яф
«2 — « +	(« ““ # )»
где N' и N" — соответственно большая и меньшая по величине и
ближайшая к приведенной программе мощность завода; k' и k" —
коэффициенты коррекции трудоемкости, соответствующие таблич-
ным значениям программы N' и N",
Приведем пример расчета приведенной программы и трудоем-
кости капитального ремонта.
484

Пример. Программа проектируемого завода составляет: 5 тыс. капиталь-
ных ремонтов полнокомплектных автомобилей ЗИЛ-130; 2,5 тыс. капитальных
ремонтов автомобилей ЗИЛ-ММЗ-555 и капитальных ремонтов комплектов агре-
гатов автомобиля ЗИЛ-130 — 18 тыс. комплектов.
Так как основной моделью в программе является автомобиль ЗИЛ-130,
то годовую программу следует выразить в приведенных капитальных ремонтах
полнокомплектного автомобиля ЗИЛ-'130. По табл. 24 находим коэффициенты
приведения по трудоемкости k± для автомобилей ЗИЛ-ММЗ-555 и ЗИЛ-130,
равные соответственно 1,25 и 1,10. Сумма коэффициентов приведения ka капиталь-
ного ремонта агрегатов к капитальному ремонту автомобиля по табл. 26 составляет
0,22+9,044+ 0.088+0,060+ 0,032+0,017 + 0,026+0,014 = 0,501,
Приведенная программа
Мпр =	= 5000 + 2500	+18 000 • 0,501 = 16 640 приведенных капи-
тальных ремонтов полнокомплектного автомобиля ЗИЛ-130.
По табл. 25 трудоемкость капитального ремонта полнокомплектного автомо-
биля эталонной модели (ГАЗ-53А) равна 175 чел.-ч. Найденную трудоемкость
необходимо привести к трудоемкости капитального ремонта полнокомплектного
автомобиля ЗИЛ-130 и скорректировать с учетом величины программы. Коэф-
фициент приведения k± известен: ki = 1,10. Коэффициент коррекции трудоемко-
сти kz находится применительно к годовой программе в фактическом (заданном)
количестве капитальных ремонтов автомобилей, т. е.
Мф = 5000 + 2500 = 7500.
Полученная фактическая программа не совпадает по своему значению с про-'
граммами, указанными в табл. 27. Поэтому коэффициент k2 необходимо опреде-
лить интерполяцией, как ранее было изложено,
Пользуясь данными табл. 27, находим: N' = 8 тыс. капитальных ремонтов;
АГ = 6 тыс.; k' — 0,76; k" = 0,81; А^ф = 7,5 тыс., тогда fc2 = 0,76 +
+	(0,81 -0,76) = 0,76+ 0,0125= 0,773.
8 — 6	ч
Трудоемкость капитального ремонта полнокомплектного автомобиля ЗИЛ-130
при указанных значениях коэффициентов ki, k%
Va = V0^2= 175-1,1.0,773 = 139 чел.-ч.
Трудоемкость автомобиля ЗИЛ-ММЗ-555
V' = 139	= 157 чел.-ч .
а 1,10
Трудоемкость комплекта агрегатов автомобиля ЗИЛ-130
^2==^ = 139-0,501 =70 чел.-ч.
Определение годовой приведенной программы и трудоемкости
капитального ремонта различных других объектов производится
аналогично с учетом тех особенностей, о которых говорилось выше.
В том случае, когда для укрупненного расчета завода трудо-
емкость берется с передового действующего предприятия, ремонти-
рующего автомобили (агрегаты) той же модели, что и проектируе-
мого завода, поступают следующим образом. Из трудоемкостей
действующего передового предприятия исключают переработку
нормы, анализируют трудоемкость в части механизации производ-
485

ственных процессов по отдельным цехам и участкам, после чего
проводят перерасчет (приведение) трудоемкостей к проектируемой
программе, пользуясь коэффициентами приведения — рис. 198.
фактическая трудоемкость составляет
1,20
Пример. Программа проектируемого завода двигателей ГАЗ-53А —
60 тыс.
На передовом предприятии; ремонтирующем 10 тыс. двигателей ГАЗ-53А,
Va == 17,5 чел.-ч. По графику (рис. 198)
находим коэффициенты приведения для
указанных программ, равные: для
N — 10 тыс. ka = 0,77 и для А =
= 60 тыс. k'a = 0,62.
При указанных условиях на проек-
тируемом заводе необходимо принять
трудоемкость
k'~	0,62
У и = Уа	-17,5	= 14,08 чел.-ч.
/75/7I i I li I I 1 Н I L-LU I I. J. I I ll I lj- 1LIJ
' 1,0 1,3 '2 J 4	6 8 10 15 20 30 405060 80100
Годовая программа, тыс капитальных ремонтов
Рис. 198. Коэффициент приведения трудоемкостей на
капитальный ремонт ^автомобилей (агрегатов) в зависи-
мости от годовой программы
При отсутствии трудоемкостей с передового действующего' предприятия можно
пользоваться трудоемкостями, приведенными в табл. 25, или данными справоч-
ника [3].
При проектировании завода, в программу которого входят автомобили
новой модели, трудоемкость принимают по опыту освоенной ремонтом аналогич-
ной модели, а коэффициент приведения находят в зависимости от массы моделей
где Gx — масса новой модели автомобиля; 62 — масса аналогичной модели;
р — поправочный коэффициент, равный 0,95—1,05; при < 62 берется меньшее
значение коэффициента.
§ 104. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО ОБЪЕМА РАБОТ
ПРЕДПРИЯТИЯ
Годовой объем работ в человеко-часах (годовая трудоемкость)
для всей производственной программы определяется по предприятию
в целом и каждому цеху или отделению в отдельности. В зависимос-
ти от масштабов производства годовой объем работ можно опреде-
лять двумя методами; по укрупненной трудоемкости на ремонт
486

заданного объекта и годовой программе и по технологическому
процессу и годовой программе. При мелкосерийном и серийном
производстве годовой объем V? определяется по укрупненной
трудоемкости на ремонтируемый объект и годовой программе пред-
приятия по формуле
где Vi — трудоемкость ремонтируемого объекта данной модели,
(автомобиля, агрегата), чел.-ч; Nt— годовая программа одноимен-
ных объектов, шт.
Годовой объем по отдельным видам работ, производимым в раз-
личных цехах и отделениях, определяется по процентной норме от
трудоемкости объекта, приходящейся на данный вид работ, и годо-
вой программе. Годовой объем работ данного вида
г 100
где П/ — процентная норма по данному виду работ.
Годовой объем работ по цехам и отделениям можно определить
и разбивкой суммарного годового объема работ предприятия,
пользуясь теми же процентными нормами. При крупносерийном
и массовом производстве годовой объем по видам работ, произ-
водимых в различных цехах и отделениях и заводу в целом,
определяется на основе технологического процесса.
Проектирование авторемонтных предприятий на основе техноло-
гических процессов является более точным. Расчеты оборудо-
вания, производственной рабочей силы и прочих факторов, по
видам работ каждого из цехов и отделений производятся дифферен-
цированно на основе норм времени технологического процесса.
Технологические процессы в большинстве случаев при проектиро-
вании авторемонтных предприятий не разрабатываются. Проекти-
рование ведется по нормативам маршрутной технологии или укруп-
ненным нормам трудоемкостей с использованием коэффициентов
приведения и норм разбивки трудоемкости по видам работ.
ГЛАВА XXXI
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОТДЕЛЕНИЙ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЦЕХОВ
Для проектирования производственные цехи подразделяют на
три класса в зависимости от единицы измерения программы и ме-
тода расчета оборудования.
В первый класс включают отделения разборочно-сборочных
цехов, кузовного и слесарно-механического, годовая программа
которых выражается в единицах ремонта.
487

Второй класс составляют цехи (отделения), программа которых
задается не только в единицах капитальных ремонтов, но и по
массе восстанавливаемых деталей. Сюда относят кузнечно-рессор-
ное, термическое и выварочно-моечное отделения.'
В третий класс входят цехи (отделения), программа которых
-определяется поверхностью покрытия в дм2, м2. К этому классу
относятся: сварочно-металлизационное, гальваническое и малярное
отделения.
Из приведенного деления производственных отделений на классы
следует, что в классы, особенно в третий, входят отделения, не
связанные между собой ни общностью и последовательностью тех-
нологического процесса ремонта, ни организационной структурой
руководства производством (цехами). Каких-либо преимуществ
такой метод проектирования не дает, тем более, что нормативы по
проектированию отделений данного класса являются разными,
технологическая взаимосвязь отделений при планировке произ-
водственного корпуса не имеет ничего общего с такой классифика-
цией и т. д. По всем этим причинам более правильным в методи-
ческом отношении является изложение особенностей проектирова-
ния по принципу организационно-технологической однородности
цехов (отделений), а метода расчета оборудования — по измерителям
программы.
§ 105. РАЗБОРОЧНО-СБОРОЧНЫЕ ЦЕХИ
Характер работ, проводимых в отделениях разборочно-сбороч-
ных цехов, определяется их назначением. В разборочном цехе
ведется разборка автомобилей на агрегаты и агрегатов на детали,
выварка и мойка деталей, контроль технического состояния и
определение категории их годности. В отделениях сборочного
цеха производится ремонт рам и колес, электрооборудования,
комплектование деталей по сопряжению, сборка и контроль узлов
и агрегатов, испытание двигателей, окраска агрегатов, общая
сборка и испытание собранного автомобиля, регулировка и сдача
отделу технического контроля. Годовая программа всех отделений
задается номенклатурой и количеством ремонтируемых объектов.
При проектировании первоначально подсчитывается годовой объем
работ в человеко-часах по каждому отделению/ как это выше изло-
жено, после чего определяется необходимое оборудование, коли-
чество рабочих и площадь отделений.
В мелкосерийном производстве разборка-сборка автомобилей и
агрегатов производится тупиковым способом. Количество постов
для общей разборки-сборки автомобилей и агрегатов определяется
по формуле	v
V г
где Vr— годовой объем работ, чел.-ч; Фн — номинальный годовой
4юнд времени, ч; т — число рабочих на посту.
488

Аналогично определяется число постов по всем другим отде-
лениям.
Количество одновременно работающих на посту определяется
по характеру и удобству проводимых работ, степени их механиза-
ции, методу сборки и может быть принято:
Для общей разборки-сборки автомобиля........................	2—4
»	»	разборки-сборки двигателей, задних и передних
мостов .......................................... 2
»	> разборки-сборки других агрегатов и узлов .......... 1
» ремонта рам................... ......................... 2
> прочих работ (моечных, контрольно-сортировочных, комплек-
товочных, электроремонтных)............................. 1
Необходимое количество оборудования и производственно-тех-
нического инвентаря — стендов, верстаков, столов и др. — по
каждому из отделений принимается в соответствии с принятым
числом постов.
Количество моечных машин для выварки и мойки деталей
у __
м <7мФоП '
где GM — годовая программа деталей, подлежащих мойке, выра-
женная их массой, кг; qu — часовая производительность машины,
кг/ч; Фо — годовой фонд оборудования, ч; т) — коэффициент исполь-
зования машины во времени; т] = 0,85.
Массу деталей, подлежащих выварке и мойке, ориентировочно
можно принять в. пределах: 25—40% от массы полнокомплектного
автомобиля; для легковых машин 30—35% и автобусов 18—20%
от массы соответствующей модели; для агрегатов, ремонтируемых
раздельно—100%. Масса автомобилей и агрегатов приводится
в приложении 3, 4.
В авторемонтных предприятиях с крупносерийным производ-
ством сборка автомобилей и агрегатов (особенно двигателей) произ-
водится на поточных линиях обычно прерывного действия. Не
повторяя вопросы поточного метода сборки, изложенные ранее
(стр. 73), заметим, что основной исходной величиной для расчета
поточных линий является такт сборки /с. В соответствии с тактом
сборки и объемом работ устанавливают количество постов в линии
и рабочих мест на каждом посту и опеределяют такт линии, т. е,
время нахождения объекта на посту.
Такт линии /и при непрерывно движущемся конвейере
___ Уп60
л Nxnm
и при периодически движущемся конвейере
= _Кпбо.+/
л Жпт ‘п’
где Уп — объем поточной сборки, чел.-ч; ta — время на передви-
жение собираемого объекта от одного поста до другого.-
489

Частные такты каждого поста должны быть примерно равны
между собой и с тактом линии. Допустимое отклонение объема работ
на различных постах примерно 5—10% в сторону уменьшения и
3—5% — в сторону увеличения. Если окажется, что такт линии tn
больше такта сборки /с, то необходимое количество поточных линий
Скорость конвейера при непрерывном движении vK = Шл и при
прерывистом Z/Zn, где I — расстояние между осями двух собирае-
мых объектов (между осями двух постов). При прерывно движу-
щемся конвейере vK обычно 5—8 м/мин; скорость непрерывно
движущегося конвейера составляет 0,5—2,2 м/мин.
Рабочая длина линии,
Zzp = (ZM а) хп л,
где а — расстояние между машинами (постами) поточной линии,
принимаемое 1,0—1,5 м в зависимости от габаритов собираемого
объекта; ZM— длина машины. Общая длина линии
Дп “ ^р+^1 + ^2,
где 4 и Z2 — расстояния до габаритной точки конвейера соответ-
ственно от начала и конца конвейера.
Поточная сборка осуществляется на конвейерах различных
конструкций, рольгангах, тележках или подвижных стендах. В ав-
торемонтном производстве обычно используются тележечные верти-
кально-замкнутые конвейеры для поточной сборки агрегатов и
цепные вертикально-замкнутые конвейеры для общей сборки авто-
мобилей.
При проектировании испытательной станции необходимо, опре-
делять количество стендов для приработки и испытания двигателей,
предусматривать снабжение двигателей маслом, топливом, водой
для охлаждения и отвод выхлопных газов.
Количество стендов для испытания двигателей
у _J2---
. С Фн'П ’
где /и— суммарное время, затрачиваемое собственно на прира-
ботку и испытание и на монтаж-демонтаж двигателя на стенд;
AZ — годовая программа двигателей; а — коэффициент повторно-
сти испытания; а = 1,05-1-1,10; т) = 0,95.
Для маслопитания двигателей наиболее совершенной является
поточно-циркуляционная централизованная система, схема кото-
рой показана на рис. 199. Потребная производительность масляного
насоса определяется по формуле	/
где — количество масла для приработки и испытания двига-
телей; принимается по производительности масляного насоса дви-
490

Рис. 199. Схема централизованной системы смазки
двигателей:
7 _ стенды электротормозные для испытания двигателей;
2 — реле давления; 3 — фильтр пластинчатый; 4 — бочка
со свежим маслом; 5 — бочка для отработанного масла;
6 — бак для чистого масла; 7 — насос шестеренчатый;
8, 15, 17 — регуляторы температуры; 9 — насосная уста-
новка; 10, 16 — сепараторы; 11, 22 — клапаны перепу-
скные; 12 — клапан предохранительный; 13, 20 — фильт-
ры магнитные; 14 — бак для загрязненного масла; 18 —
бак для масла; 19 — насосная установка маслораздаточ-
ной колонки; 21 — фильтр дисковый; 23 — стенд электро-
тормозной для пусковых двигателей; 24 — колонка
маслораздаточная

гателя, установленного на стенде; k0 — коэффициент одновремен-
ности работы испытательных стендов (ko == 0,85 ~ 0,95).
Давление, создаваемое насосной установкой с учетом потерь
в трубопроводах, не должно быть ниже нормального давления в
масляной системе двигателей. Емкость резервуаров для центра-
лизованной системы - смазки должна превосходить емкость всей
маслосистемы не менее чем в три раза.
Для поддержания теплового режима двигателей применяют
индивидуальную и централизованную систему охлаждения. При
индивидуальной системе (применяется при
наличии не более двух-трех стендов)
каждый испытательный стенд имеет свою
обособленную систему охлаждения со своим
смесительным баком. При централизован-
ной же системе вода ко всем стендам по-
расходный; 4 — электрический регулятор-сигна-
лизатор уровня воды; 5 — насос центробежный; 6 — трубопровод от центрального водо-
провода; 7 — трубопровод сброса воды в канализацию; 8 — регулятор температуры
воды; 9 — бак смесительный; 10 — стенды электротормозные для пусковых двигателей
дается от одного смесительного бака при помощи насосной уста-
новки. Для экономии воды централизованная система охлаждения
выполняется с применением водоохладительных установок, гради-
рен, теплообменников. Производительность насосной установки
определяется по формуле
Qb <7в^с^о> .
где — количество воды, расходуемое для охлаждения одного
двигателя, м3/ч.
Схема централизованной системы охлаждения двигателей пока-
зана на рис. 200. Для поддержания уровня воды в верхнем (смеси-
тельном) и нижнем баках и температуры воды в заданных пределах
баки оснащаются поплавковыми реле или сигнализаторами уровня,
регуляторами температуры, а также электромагнитным вентилем
для регулирования подачи воды из водопровода.
492

Система питания двигателей топливом проектируется с учетом
противопожарных норм. В связи с этим баки для топлива устанав-
ливаются вне помещения испытательной станции. Емкость баков
определяется из расчета расходов топлива на испытание двигателей
и потребности в течение двух смен. Примерный расход топлива на
одну номинальную л. с. ч составляет: для карбюраторных двига-
телей 0,25 л, для дизельных — 0,20 л. Подача топлива к двигателям
осуществляется самотёком, для чего баки с топливом устанавлива-
ются на высоте 1,5—2 м от уров-
ня пола. В системе питания ди-
зельных двигателей ЯМЗ, отли-
чающейся непрерывной цирку-
Рис. 201. Схема централизованной системы снабжения двигателей топливом:
/ — электротормозные стенды; 2 — трубопровод возврата дизельного топлива; 3 — инди-
видуальные бачки для дизельного топлива; 4— электронный сигнализатор уровня топлива;
5 — бак расходный для топлива; 6 — бак расходный для бензина; 7 — шланг гибкий;
8 — бак для бензина; 9 — насос ручной; 10 — бак для бензина (аварийный); 11 — бак
для топлива (аварийный); 12 — магистраль слива топлива из индивидуальных расход-
ных бачков; 13 — весы для замера расхода топлива; 14 — стенд электротормозной для
пусковых двигателей
ляцией с возвратом избытка топлива, предусматривается размещение
дополнительных расходных баков для каждого стенда вместимостью
не более 50 л. Заполнение дополнительных баков топливом происхо-
дит самотеком из основного расходного бака. Основные расходные
баки должны быть оснащены сигнализаторами уровня, обеспечиваю-
щими своевременное включение и выключение топливных насосов,
подающих топливо в баки из резервуаров склада горюче-смазочных
материалов. Схема централизованной системы снабжения двигателей
топливом показана на рис. 201.
Система отвода выхлопных газов от испытываемых двигателей
может быть индивидуальной — непосредственно из каждого выхлоп-
ного трубопровода и централизованной — из общего коллектора,
к которому тюдводятся индивидуальные трубопроводы стендов.
493

При индивидуальной системе отвод выхлопных газов осуществля-
ется за счет разности атмосферного давления и давления в трубо-
проводе (выхлопной трубопровод от стенда выводится наружу).
При централизованной системе выхлопные газы удаляются прину-
дительным отсосом при помощи вентиляционной установки, распо-
лагаемой на пути движения газов. Для устранения корродирую-
щего действия выхлопных газов на детали вентиляционной уста-
новки, целесообразно применение эжекционного способа удаления
газов, рис. 202. Индивидуальная
Рис. 202. Схема централизованной систе-
мы отвода и удаления выхлопных газов:
1,2 — стенды для рядных (/) и V-образных (2)
двигателей; 3 — вентилятор; 4 — коллектор;
5 — эжекционная труба; 6 — вентиляционная
труба; 7 — заслонка
вильность распределения рабочих
система может применяться
в мелкосерийном производст-
ве с небольшим числом стен-
дов (не более трех). Стенды
для испытания двигателей
должны быть изолированы от
смежных рабочих мест.
Количество . производст-
венных рабочих по отделе-
ниям определяется в зависи-
мости от годового объема ра-
бот и годового фонда времени;
явочное количество рабочих
тя = и списочное тс ~
^н
Л
Коэффициент штатности
В зависимости от слож-
ности выполняемых работ
производственные рабочие
распределяются по разрядам
согласно тарифно-квалифика-
ционному справочнику. Пра-
по разрядам проверяется по
среднему разряду гср
СР	mi + m2 + ... + mrt
где rlt гп — соответственно 1, 2 и n-й разряды рабочих;
m2,..., тп — количество рабочих 1, 2 и n-го разрядов.
Средние разряды рабочих по отделениям:
Разборочно-моечного .	f.........................1,5
Сборочного.......................................2,4
Регулировки и устранения дефектов . . л........,. . 3
Электротехнического................................3
494

Количество вспомогательных рабочих в процентах от числа
производственных рабочих принимается для всех производствен-
ных отделений в пределах 12—15%; инженерно-технических работ-
ников 6—8%; счетно-конторского персонала 3—4% и младшего
обслуживающего 2—3%. С ростом механизации и автоматизации
производства указанный процент вспомогательных рабочих увели-
чивается. Площади производственных помещений определяют раз-
личными способами:
1)	по расстановке оборудования с учетом норм расстояний
между оборудованием, оборудованием и частями зданий, проходов
и проездов;
2)	по площади пола, занятой оборудованием, и коэффициенту
/?об плотности оборудования, учитывающему дополнительную пло-
щадь для рабочих мест, проходов и проездов: F = Е/7гоб,где* 2/ —
суммарная площадь отделения, занятая оборудованием;
3)	по удельным показателям на одно рабочее место и числу
рабочих мест в отделении: F ~ хр м;
4)	по удельнымчпоказателям на один приведенный капитальный
ремонт автомобиля (или комплект агрегатов) и величине годовой
приведенной программы: F = fK^ Afnp.
Наиболее точным является первый способ. Последний способ
наименее точный и применяется для ориентировочного расчета
площадей при предварительной разработке схемы генерального
плана.
Значение коэффициента ko6 можно принять для отделений [1]:
Наружной мойки машин .................................. 2,0
Разборки автомобиля на агрегаты...............\........ 3,5
« агрегатов на детали и мойки деталей..............3,0 —3,5
Контрольно-сортировочного..............................3,5 —4,0
Ремонта рам с участком окраски ........................ 4,0
Комплектовочного...........:...........................3,0 —3,5
Сборки двигателей и сборки агрегатов ..................3,5 —4,5
Испытательной станции..................................3,5— 4,0
Сборки автомобилей.....................................4,0 —4,5
Регулировки и устранения дефектов......................4,0 —4,5
Окраски автомобилей (в камере).........................2,5 —3,0 ,
Шинно-монтажного ......................................3,5 —4,0
Ремонта электрооборудования и аккумуляторов...........'	3,5
Нормы расстояний между верстаками, сборочными конвейера-
ми и стационарными рабочими местами, а также ширины проездов
в сборочных цехах приведены в табл. 28, 29.
Выбор подъемно-транспортного оборудования и потребность
в энергоресурсах рассматриваются в дальнейшем.
495

Нормы расстояний между верстаками (рабочими местами) и ширины проездов в сборочных цехах Таблица 28
Ширина проезда и расстояния между рядами верстаков и сборочными линиями
При транспортировке кранами
и кран-балками
При транспортировке электрокарами
Размеры узлов или изделий, мм
Схема расположения верстаков
и сборочных линий
До 800
Характер движения	До 800		До 1500	
	А	Б	А	Б
Одностороннее	2000	2500	2500	3000
Двустороннее (в отдельных обоснованных случаях)	3000	3500	3500	4000
Одностороннее	2000	4000	2500	4500
Одностороннее	2000	3300	2500	3800
Одностороннее	2000	—	2500	—

Таблица 29
Нормы расстояний между сборочными конвейерами и стационарными
рабочими местами (сборочными столами, верстаками и др.)
Вид конвейера	Схема конвейерной линии	
Шагающий	а о □ □ О— , О Д	 Ч MJ g е е ©	< flllElBli	
Вертикально-замкнутый	□	□ Q aED-d е е е о е е явяяй	Г
* Г оризонтально-замкнутый	4	□ са □ □ о	> е е. е. е е е е е <	1
Примечание. Здесь А — ширина проезда — принимается по нормам, указанным в табл. 28; Б — ширина конвейера; В — ширина собираемых изделий; Г — расстояние от конвейера или габаритов собираемых изделий до рабочих мест; принимается равным от 800 до 1000 мм (в зависимости от габаритов собираемых изделий; Д — размер от конвейера или от габаритов собираемых изделий (в случае если ширина собираемых изделий больше ширины конвейера) до проезда 300 мм.		
§ 106. КУЗОВНОЙ ЦЕХ
В кузовном цехе производится ремонт кабин и платформ,
-кузовов легковых автомобилей и автобусов (в зависимости от типа
предприятия), оперения, спинок и сидений, окраска и сушка узлов
и агрегатов. Состав отделений цеха определяется указанным переч-
нем работ и был приведен ранее (стр. 478). Годовая программа
цеха задается номенклатурой и количеством ремонтируемых объек-
тов. Методика проектирования отделений цеха по существу не
отличается от методики проектйрования отделений разборочно-
сборочных цехов. Известным исключением являются расчет и норма-
тивы расстановки оборудования в малярном и деревообрабатываю-
щем отделениях. Годовой объем работ по каждому из отделений
определяется по процентному содержанию данного вида .работ
(приложение 1) и годовой программе.
Основным оборудованием малярного отделения являются камеры
для окраски и сушки. Количество окрасочных камер можно опре-
делить, если известна продолжительность окраски 1 м2 поверхности
или производительность краскораспылителей. При окраске в один
17 В. А. ШадрЖев	497

слой количество окрасочных камер хк, при окраске распылением
 п
S fw
' Г _	+	+	+	_ / = 1
К '	Фо	Фо ’
где/i, fn — поверхность покрытия одного изделия, м2(табл. 30);
N19 Nn — годовая программа по видам изделий, шт; t —
продолжительность окраски 1 м2 поверхности с учетом погрузки
Площади окрашиваемых поверхностей, м2
Таблица 30
Окрашиваемые объекты	Площадь окрашиваемых поверхностей, м2				
	ГАЗ-53А	ЗИЛ-130	«Урал-37 7»	МАЗ-500	КрАЗ-255Б
Кабина	7/7 ’	7/7	7—7	9,1/9,1	8/8
Рама	6,6/6,6	7/7	10/10	9/9	12/12
Кузов (платформа)	17,5/13,5	26,8/17	20/20	24,8/19	26/26
Оперение (комплект)	6,7/6,7	8/8	7/7	’	10/10	9/9
‘ Двигатель	2,8	з,з	3,56	5,2	5,5
Комплект агрегатов	6,5	.8,5	17	12	20
Баки топливные	2,25	3,81	5,8	4,8	7,5 '
Автомобиль в сборе	19,3	23	24	24	31
Примечание. В числителе указаны наружные поверхности, в знаменателе —
внутренние.
и выгрузки изделия в транспортное устройство. При окраске поверх-
ности сложной конфигурации ориентировочно значение t = 0,04 ч,
изделий простой конфигурации t — 0,025 ч.
. Более точно число окрасочных камер с учетом производитель-
ности краскорасцылителей
S fiNi
х = 2^!_____
к егфо ’
где S>ftNi — суммарная площадь окрашиваемых поверхностей на
годовую программу, м2; g — производительность краскораспыли-
теля, м2/ч; г — число распылителей; обычно г = 1.
Производительность краскораспылителей, м2/ч:
КРП-2	350
0-45	  350
КР-20 ............. 175-	205
БТО-33............. 210
С-512 .............
ЗИЛ................
0-31..............
БКФ:54.............
360
325
80
300 - 350
498

Количество ванн для окраски окунанием
г -
в“ Фо ’
где t — время, затрачиваемое на окраску одного комплекта изде-
лий, включающее время на загрузку и разгрузку; NB — число
комплектов изделий за год, подлежащих окраске окунанием.
Количество сушильных камер
г =_5L
к
где Q — сменная производственная программа, кг (шт); / — про-
должительность смены, ч; g — масса (количество) изделий, одно-
временно загружаемых в камеру; /с — продолжительность сушки
одной загрузки, ч; т]0 — коэффициент использования камеры.
В жестяно-прессовом отделении при ремонте кабин грузовых
автомобилей, кузовов легковых автомобилей и автобусов, а также
крыльев и других деталей из листового материала используется
различное оборудование: зигмашина, кромйогибочный пресс, листо-
штамповочный молот и др. Расчет количества указанного оборудо-
вания производится по годовому объему отдельных видов работ
и годовому фонду работы оборудования. Например, количество
листоштамповочных молотов, потребных на предприятиях с большой
годовой программой,	у
Хя = ~Ф^’
При этом в объем листоштамповочных, как и других видов работ,
могут входить услуги заводу, например отделу главного механика и
инструментальному цеху.
Совершенно аналогично рассчитывается число станков в дерево-
обделочном цехе	у
X =---—
С Фо ’
где Кст — годовой объем станочных работ, станко-ч.
Количество сушильных камер хс к для сушки древесины
„ -
с-к~ Ксфо.
где Кд — годовой объем условной древесины, подлежащей сушке,
м3; Кс — объем условной древесины, одновременно загружаемой
в сушильную камеру, м3; /с — продолжительность сушки одной
загрузки условного пиломатериала; при сушке в паровых камерах
/с = 120 ч; 1] — коэффициент, учитывающий время, необходимое
на загрузку и ''выгрузку древесины.
Количество производственных рабочих определяется по ранее
приведенным формулам с учетом среднего разряда и числа одно-
временно работающих на одном посту. Средний разряд рабочих
для кузовного отделения 2,7; малярного — 2,6.
Число одновременно работающих на посту по ремонту кабин,
кузовов, оперения принимают 1—2 чел., а на посту по ремонту
деревянных платформ — 2.
17*
499

Коэффициент плотности оборудования, учитывающий проезды,
проходы и рабочие места, который необходимо учитывать при рас-
чете площади, принимается для отделений:
Ремонта кабин, кузовов-самосвалов и оперения ..............4,5
Ремонта деревянных платформ ...............................4,5
Участка механической обработки дерева ....................5 — 6
Окраски кабин и кузовов.................................../. 5,0
Обойного...................................................3,5
Таблица 31
Нормы расстояний между оборудованием в малярном отделении
Расстояний	Обоз- наче- ние	Размеру ММ '	Схема			
Между колонной и распыли- тельной камерой при размещении между ними рабочего места Между тыльными сторонами рас- пылительных камер Между двумя конвекционными сушильными камерами Между колонной и конвекцион- ной сушильной камерой * Между сушильной радиационной камерой и шкафом Между двумя радиационными камерами с учетом обслуживания шкафов	а б • в г д е	2000 1200—1500 1200—1500 1000 1000—1200 2500—2800				
			1			
				'Ihaip at регу	ГГ , е Стоматического ^робиния	
Между соседними рядами обору- дования с включением рабочего места пульверизаторщика	а	1800—2000		| 1:	а з! о	8
Между колонной и распылитель- ной камерой Между соседними рядами обору- дования с4 включением рабочих мест пульверизаторщиков с двух сторон Размер «б» не менее полусуммы 'высот открытых проемов двух про- тивостоящих камер	а б	1000—1200 2000—2500		|4 Й		
					J L	
500

Таблица 32
Нормы расстояний между станками и их складочными местами
для разных схем организации рабочего места
в деревообрабатывающем отделении
№ схемы	С		хема			Типы оборудования
1	Для ста ХОДНОГО TI М—		ihkob непро- ina _0 О —				Ленточные и ажурные пилы; сверлильные, долбежные, фрезерные и односторонние ши- порезные станки; шипорезы «ласточкин хвост»; шлифовальные станки однопозицион- ные непроходные; токарные станки
	** г \ >					
						
2	Для ст ХОДНОГО дольных) §4	L		анко типа	в про- (про- о		Станки для продольного распила; рейс- мусовые станки; двух- и четырехсторонние строгальные станки; шлифовальные
			1			
3	Для ходногс речных^	С1 ) 1 ) и е1	ганков гипа		про- (попе- /	Двусторонние шипорезные станки; много- пильные концеравнители (проходного типа); пазорезные станки
4	Для ко ных станк<		мбинЩ ов ’жГ/ © Fd и , И 0 ZftH		эован- 7i I 41 ЮОО	-
Примечая лей шириной до 251 размеров.			и е. Размер 750 мм (к схеме 2 и 4) принимается при обработке дета- D мм или длиной до 3 м, а размер 1000 мм —для деталей больших			
501

Ширина основного проезда в малярном отделении принимается
в пределах 3—4 м, а проезда между поточными линиями или отдель-
ными рядами оборудования при одностороннем движении электро-
кар шириной 1,2 м — до 2—2,5 м. Нормы других расстояний приве-
дены в табл. 31.
Нормы расстояний, которые необходимо выдерживать при
планировке оборудования в деревообрабатывающем отделении,
даны в табл. 32.
При пульверизационной окраске помещение малярного отделе-
ния должно быть оборудовано обособленной системой вытяжной
вентиляции, а окрасочные камеры — вытяжной вентиляцией с очист-
кой воздуха в гидрофильтрах перед выбросом его в атмосферу.
Приток* воздуха в помещение малярного отделения предусматри-
вается обычно в верхнюю зону помещения, а отсос загрязненного
воздуха — через отверстие в полу окрасочной камеры.
Вентиляция в деревообрабатывающем отделении предусматри-
вается также общеобменной приточно-вытяжной с местными отсо-
сами от деревообрабатывающих станков.
§ 107. ЦЕХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
В состав цеха входят отделения, указанные на стр. 478. Годо-
вая программа отделений цеха задается номенклатурой и коли-
чеством восстанавливаемых и изготовляемых деталей. Так как не
все детали автомобиля (агрегата) подлежат восстановлению, пос-
кольку значительная часть из них имеет остаточную долговечность
(детали с допустимым износом), а часть деталей выбраковывается
вследствие их негодности, то расчет годовой программы отделений
производится с учетом коэффициентов восстановления и сменности.
По каждому виду деталей разрабатывается технологический про-
цесс по всем восстановительным работам: слесарно-механическим;
кузнечным, сварочным, термическим, металлизационным и гальва-
ническим. На основе нормированного технологического процесса
и годовой программы восстанавливаемых и изготовляемых деталей
определяется годовой объем работ каждого из отделений цеха,
являющийся исходной величиной для дальнейшего проектиро-
вания.
Годовой объем работ механического отделения выражается в
станко-часах, кузнечно-рессорного и термического может быть
выражен массой деталей, а гальванического и сварочно-металлиза-
ционного—поверхностью покрываемых деталей (м2, дм2). Аналогично
рассчитывается объем работ и в случае проектирования отделений
цеха по маршрутной технологии.
При укрупненном расчете годовой объем работ отделений опре-
деляется по процентному содержанию данного вида работ в норма- -
тивной трудоемкости (приложение 1) и годовой программе, выра-
женной номенклатурой и количеством ремонтируемых объектов,
как ранее изложено.
502

Слесарно-механическое отделение. Число станков В отделений
Ус
Хс ~~ Фо’
где Vc — годовой объем станочных работ, станко-ч.
Полученное. расчетом количество станков распределяется по
их типам (в %):
Токарные.................32
Револьверные .............7
Фрезерные................10
Строгально-долбежные ... 10
Шлифовальные ............18
Сверлильные..............14
Расточные ............... 5
Зуборезные................4
Прочие....................9
Подбор станков произврдится по каталогу с учетом соответствия
технической характеристики станка обрабатываемым деталям. Коли-
чество рабочих-станочников по каждому типу станков берется
с учетом коэффициента т]м>о многостаночного обслуживания, кото-
рый принимается: для токарных многорезцовых станков и полуав-
томатов равным 2, для одношпиндельных автоматов и зубообраба,-
тывающих станков — 3, вертикально-расточных — 2, для всех
остальных равным 1. Явочное количество рабочих ти	,
;	Ч'нЧм. о
списочное . Количество слесарей определяется расчетом по
фд ’1м. о
объему слесарных работ. Средний разряд производственных рабочих
отделения 2,4.
При серийном и массовом производстве расстановка станков
в цехе производится в последовательности выполнения операций
технологического процесса. При этом создаются линии по обработке
однотипных деталей, например корпусных, класса валов и т. д.
В мелкосерийном производстве расстановка станков осуществля-
ется по групповому признаку: токарные, фрезерные, шлифоваль-
ные и т. д. В обоих случаях расстановка оборудования произво-
дится с учетом нормативов, приведенных в табл. 33, 34. Коэффициент
цоб плотности оборудования при расчете площади принимается
равным 3,5. Вентиляция цеха общеобменная приточно-вытяжная.
Кузнечно-рессорное отделение. В кузнечно-рессорном отделении
выполняются работы по восстановлению деталей способом давления,
изготовлению поковок и штамповок для основного и вспомогатель-
ного производства и ремонту рессор.
Годовой объем работ отделения, выраженный массой детали,
где Gi — приведенная масса деталей, подлежащих восстановлению
и изготовлению в кузнечном отделении на единицу капитального
ремонта данного объекта; N, — годовая программа предприятия
по данному виду объекта.
503

Таблица 33
Нормы расстояний (мм) между станками и от станков до стен и колонн зданий
Расстояние	Обоз- наче- ние -Л	Мелкие станки габаритом до 1800х Х800 мм	Средние станки габаритом до 4000х 2000 мм	Крупные станки	
				До 5000х Х3000 мм	До 8000 X Х4000 мм
Между станками по фронту	а	700	900	1200	1500
Между тыльными сторонами станков	б	700	800	1000	1200
При расположе- нии станков фрон- том друг к другу	д	1300	1500	—	—
Между станками при поперечном рас- положении к проез- ду-					
при расположе- нии станков в «затылок»	. в	1300	1500	- 1800 /	2000
Схема
		
		, а Г
		
Проезд
Li...	О	

Продолжение табл, 33
Расстояние	Обоз- наче- ние	Мелкие станки габаритом до 1800 х Х800 мм	Средние станки габаритом до 4000 X Х2000 мм	Крупные станки		Схема	
				До 5000х Х3000 мм	До 8000х X4000 мм		
при расположе- нии станковфрон- том друг к дру- гу и обслужива- нии одним рабо- чим: у одного станка двух станков	г д	2000 1300	2500 1500	2800	3000	йкй <й>А Проезд	Проезд	
От стен или ‘ ко- лонн здания: до тыльной или боковой сторо- ны станка	е	700	. 800	900	900		<г>	<ъГ *^>1 .Q 'Ф ta .
фронта станка	ж	1300	1500	1800	2000		
							У2Ш/////М	□	. П	* в * е ' * EJ

Нормы ширины проездов и расстояний между рядами станков
Расположение проезда		Ширина проезда и расстояние						
		При транспортировке ,						
		талями на монорельсе				| мостовыми (опор •		
		Размеры транспортируе						
		До 800		До 1500		До 800		
		А	Б	А	Б>	А	Б	
Между тыльными или бокс столонами станков 0	о	е □ <33 □. Q-... 	j р.,— О	о ®0®С]в1		.	)ВЫМИ		-			2000	2500	
ЖЯШ								
Между одним рядом ста расположенных к проезду ты стороной и вторым рядом ста расположенных к проезду фр е	ц	 ’ ^/7777777~rrrr777rr7'/77777— *-г_г> Г^Т]	IHKOB, льной IHKOB, онтом	1200	2500	2000	3300	2000	3300	
Между фронтами двух станков | Ц Г1—р ЖЕЗВ	рядов 1	1200	3200	2000	4(Ю0	2000	4J00	
— грузоподъемность
* — грузоподъемность до 1 т; ** — грузоподъемность до 3 т;
506

Таблица $4
при механизирбванйом верхнем й Напольном транспорте
между рядами станков, мм											
верхним транспортом					При транспортировке напольным транспортом						
ними) и подвесными кранами					ч электротележками (электрокарами)						
мых деталей или тары с деталями, мм											
	До 1500		До 3000		Характер движения	До 800*		До 1500**		До 1800***	
	А	Б	А	Б		А	Б	А	Б	А	Б
	2500	3000	3500	4000	Односто- роннее Двусторон- нее	2000 3000	2500 3500	2500 3500	3000 4000	3000 4000	3500 4500
	2500	3800 /	3500	4800	Односто- роннее	2000	3300	2500	3800	3000	4300
	2500	4500	3500	5500	Односто- роннее	2000	4000	2500	4500	3000*	5000
до 5 т											
507

Таблица 35
Приведенная масса деталей
Модель автомобиля	Комплектный автомобиль		Двигатель		Комплект товарных агрегатов	
	Коэффи- циент приведе- ния	Масса, кг	Коэффи- циент приведе- ния	Масса, кг	Коэффи- циент приведе- ния	Масса, кг
ГАЗ-51 А	0,67	33,5	0,60	У 1,5	0,58	5,8
ГАЗ-53А	0,72	36,0	0,57	1,4	0,61	6,1
УАЗ-452Д	0,41	20,5	0,38	1,0	0,39	3,9
ЗИЛ-164	1,00	50,0	1,00	2,5	1,00	10,0
ЗИЛ-130	1,05	52,5	0,99	2,5	1,05	10,5
ЗИЛ-ММЗ-555	1,10	55,0	0,99	2,5	1,06	10,5
«Урал-377»	1,77	86,5	1,22	з,о	2,90	29,0
МАЗ-200	1,56	77,2	4,77	4,7	2,02	20,2
МАЗ-500	1,59	84,0	2,20	5,5	1,75	17,5
КрАЗ-257	2,76	' 137,0	2,17	5,4	3,52	35,2
Примечание. Масса автомобиля ЗИЛ>164 и его агрегатов указана в прило-
жении.
В табл. 35 указана приведенная масса деталей по отношению
к ЗИЛ-164.
Масса рессор (кг), подлежащих ремонту (изготовлению) в куз-
нечно-рессорном отделении, на один автомобиль принята сле-
дующей:
ГАЗ-51А.......133,2	ЗИЛ-164 ...... 193,3	«Урал-377».... 302,5
ГАЗ-53А........20,7	ЗИЛ-130 ...... 246,9	МАЗ-200 ...... 302,5
УАЗ-452Д.......58,5	ЗИЛ-ММЗ-555 . . 246,9	МАЗ-500 ...... 344,6
Количество поковок для нужд отдела главного механика и
инструментального цеха ориентировочно можно принять в размере
10% от массы годовой программы отделения.
Распределение общего годового объема по видам работ (%):
5	Изготовление Восстановление
деталей	деталей
Ковка вручную.................. 0—30	70 — 90
Машинная ковка................. 60 — 95	10 — 30
Ковка под прессом.............. 5—10	—
Рессорные работы ориентировочно можно распределить на сле-
дующие виды (%): разборочно-сборочные — 30; прессовые — 4;
сверлильные — 3; термические — 35; подгоночно-рихтовочные —
25; испытание рессор — 3.
508

Для расчета оборудования распределение поковки по массе
примерно следующее (%): до 3 кг — 10; от 3 до 5 — 20; от 5 до
10 — 10; от 10 до 15 — 10; от 15 до 25 — 12; от 25 до 50 — 20;
более 50 кг — 8.
Количество молотов для свободной ковки по каждому виду
кузнечных работ
где GK — годовой объем работ (кг), обрабатываемых на молотах;
qa — производительность молота (кг/ч); приведена в табл. 36.
Таблица 36
 Производительность пневматических молотов
Масса падающих -частей молота, кг	Масса фасонной поковки, кг		Максималь- ная масса гладких валов, кг	Максимальное сечение заготовки (сторона квадрата), мм	Производи- тельность, кг/ч
	средней	максималь- ной			
100	0,5	2	10	50	14
150	.1,5	4	^15	60.	19
200	2,0	6	25	70	25
300	3,0	10	45	85	42
, 400	6,0	18	60	100	68
500	8,0	25	100	115	98
Выбор молотов' производится в зависимости от массы обрабаты-
ваемых заготовок по табл. 36.
Количество нагревательных печей
п qn&0 ’
где q„ — производительность печи, кг/ч.
При выборе количества и размеров пода печи необходимо учи-
тывать возможность повторного нагрева и подогрева поковок в
процессе их изготовления. Поэтому для каждого молота (пресса)
должно быть предусмотрено не менее одной печи, размеры пода
которой должны обеспечивать полную производительность обору-
дования. Для расчета размера пода печи удельную часовую произ-
водительность камерных нагревательных печей можно принять
в пределах 150—200 кг/ч с 1 м2 пода печи. Ориентировочные сред-
ние размеры пода нагревательных печей к молотам свободной ковки
приведены в табл. 37.
509

Годовой объем ручных кузнечных работ определяется в человеко-
часах. Сечение поковок, нагреваемых в горнах, не должно быть
-	больше 12 см2. Произ-
Таблица 37
Размеры пода печей
Масса падающих частей молота, кг	Средняя площадь пода, м2 ,	Примерные размеры пода, мм (глуби- нахширина)
100	0,27	470X520
150	0,34	580X580
200	0,34	580X580
300.	0,47	580x810
400	0,47	580X810 _
500 -	0,74	700Х 1050
водительность горна 8—
10 кг/ч.
Расчет количества печей
для нагрева рессорных ли-
стов под закалку и отпуск
производится по той же
формуле, что и для нагре-
вательных печей к моло-
там. Часовую производи-
тельность камерных элек-
тропечей для указанных
целей можно принять рав-
ной 120—150 кг/м2 пода
печи, размеры которого
берут с учетом габарита
рессорных листов. Произ-
водительность машины для формовки и закалки рессорных листов
составляет 120 листов/ч.
Количество производственных рабочих принимают по числу
оборудования и закрепляемой за ним бригады. Состав бригад на
машинной ковке под молотом с массой падающих частей до 100 кг —
2 чел. (кузнец, подручный); под молотом с массой падающих час-
тей 150 — 400. кг — 3 чел. (кузнец, подручный, машинист); на
Рис. 203. Схема расположения пневматических ковочных молотов:
1 — молот; 2 — нагревательная печь; 3 — смежное оборудование
ручной ковке — 2 чел. (кузнец, молотобоец). Средний разряд рабо-
чих по отделению 2,7.
Коэффициент плотности оборудования при расчете площади
4,5—6,0. Расстановка оборудования производится по групповому
510

ЛроМ'О 
Рис. 204. Схема располо-
жения наковале^ и гор-
нов:
1 — горн на два огня; 2 —
наковальни
признаку с учетом нормативов, приведенных на рис. 203 и в табл. 38.
Ширина прохода рабочих в отделение принимается равной 2 М,
транспортного проезда электрокар при одностороннем движении
2,5—3,0 м и двустороннем 3,5—4 м. Схема
расположения наковален и горнов пока-
зана на рис. 204. Вентиляция отделения
должна быть общеобменной и местной от
нагревательных печей, горнов и ванн охла-
ждения.
Термическое отделение. В отделении
производятся различные операции терми-
ческой обработки деталей для Основного
и, вспомогательного производств: отжиг,
нормализация, цементация, закалка объем-
ная и т. в. ч., отпуск.
Программа отделения задается номен-
клатурой, количеством и массой деталей
с разбивкой по видам работ. Годовой
объем работ по видам рабдт, выраженный
массой деталей, увеличивается в 1,2—2 раза
с учетом коэффициента кратности нагрева
и услуг вспомогательному производству,
работ по видам термической обработки можно получить, пользуясь
данными табл. 39 [II.
Таблица 38
Распределение объема
Нормы расстояний между оборудованием и элементами зданий
Масса падаю- щих частей, J	КГ	Размеры, мм					
	Н	h	А	1 Б	а	б
150	6150	2180	4000	2000—3000	1000	. 2500
250	6150	2400	4000	2000—3000	‘ 1200	2500
.400	6150	2910-	4000	2000—3000	1500	2500
500	6150	3100	4500	2000—3000	2000	2500
Количество печей для цементации деталей
у __ ^цбц
Ц <?цФо’
где /ц — средняя продолжительность цементации одной садки, ч;
Сц — суммарная масса деталей, подлежащих цементации, кг;
qa — масса цементируемых деталей одной садки, кг.
Количество печей для других термических операций определя-
ется по приведенной ранее формуле для расчета нагревательных
печей с учетом часовой производительности — табл. 40.
511

Таблица 39
Примерное процентное отношение массы
термически обрабатываемых деталей к массе объекта
Ремонтируемые объекты	Всего по ре- монтируемому объекту, %	По видам обработки, %						
		Отжиг	Норма- лиза- ция	Цемен- тация	Закал- ка	Отпуск		Закал- ка т. в. ч.
						низкий	высо- кий	
Полнокомплектный автомобиль	3,15	0,16	0,35	0,25	0,91	0,27	0,67	0,54
Двигатель со сцеп- лением	1,92	0,08	0,24	0,30	0,57	0,39	0,19	0,15
Коробка передач	31,05	2,45	2,40	3,20	4,55	3,55	1,0	13,90
Задний и передний мосты	24,55	0,7	2,48	1,2	9,15	1,12	8,05	1,85
Рулевое управление	11,20	0,30	0,90	0,60	4,40 '	0,60	3,80	0,60
Карданная передача	12,70	0,75	2,00	1,20	3,80	1,20	2,55	1,20
Таблица 40
Техническая характеристика печей
Параметры	Электрические печи				. Нефтяные и газовые печи	Печи для рессорных листов
	Н-30	Н-45	Н-60	Н-75		
Часовая производи- тельность, кг:			79			
при отжиге	30	50		112	40—60	—•
» нормализации	43	72	113	160	120-160	—
> цементации	4,5	6,5	9	11,2	8—12	—
> закалке .	43	72	113	Ибо	120-160	140—150
> отпуске	34	58	90	128	100—140	140—150
Максимальная рабо- чая температура, °C Размеры рабочего пространства, мм:	950	950	950	950	1000	1100
длина	950	1200	1500	1800	1120—1040	1520—1190
ширина	450	600	750	90Q	1000—570	1100-800
высота	470	520	570	620	540—490	1000—500
Количество производственных рабочих принимается по числу
оборудования с учетом загрузки и числа смен. Средний разряд
рабочих 2,9.
Коэффициент плотности оборудования при расчете площади при-
нимается равным 5. При расстановке оборудования необходимо
512 ’

выдерживать нормы расстояний, приведенные на рис. 205, 206.
Ширина проезда при одностороннем движении электрокар 2,5—
3,0 м, при двустороннем — 4,0 м. Печи располагаются вдоль стен
в линию, ванны и баки для охлаждения деталей при закалке —
непосредственно у печей в целях сокращения пути перемещения
нагретой детали. Вентиляция в отделении общеобменная и местная
от нагревательных печей.
Сварочнд-металлизационное отделение. Отделение предназна-
чается для выполнения работ по заварке трещин и сварке поврежде-
Рис. 205. Схема расположения камерной электропечи (а) и
шахтной (б):
/ — электропечь камерная; 2 — бак для закалки в масле; 3 — бак
для закалки в воде; 4 — щит управления; 5 — электропечь шахт-
ная для отпуска; 6 — бак шахтный; 7 — щит управления
ний рам, кузовов, оборудования вспомогательного производства,
сварке деталей, наплавке и металлизации изношенных поверхно-
стей деталей. Программа отделения задается номенклатурой и коли-
чеством деталей исходя из учета годовой программы предприятия
и коэффициента восстановления (ремонта) деталей. Годовой объем
сварочных, наплавочных и металлизацйонных работ определяется
по каждому виду этих работ, т. е. по различным способам сварки,
наплавки и металлизации, исходя из норм времени на эти работы,
и годовой программы. Объем работ при этом выражают в человеко-
часах или поверхностью покрытия (м2, дм2). При укрупненных
расчетах годовой объем работ определяется по процентному со-
держанию данных работ от нормальной трудоемкости объекта
ремонта с учетом годовой программы предприятия. На нужды
513

вспомогательного производства учитывается 10% от общего годового
объема работ.
Число постов (единиц оборудования) для сварки, наплавки
у __ ^С.н
Лп “ Фо/П
наплавки
равное 1.
где Ус.н — объем работ по данному виду сварки или
(металлизации), чел. ч; т — число рабочих на. посту,
Если исходить из производительности
оборудования, то число постов (единиц
оборудования) по каждому виду сва-
рочных, наплавочных и металлизацион-
ных работ
V
0 чФ0
где V — объем работ, выраженный в дм2
покрываемой поверхности или массой
наплавленного, напыленного металла, кг;
q — производительность оборудования
при заданной толщине покрытия, дм2/ч
или кг/ч.
Масса наплавленного или напылен-
ного (при металлизаций), металла, кг
и 1000’
Рис. 206. Схема расположе-
ния пламенных камерных
печей:
1 — печь пламенная камерная?
2 — бак для закалки в масле;
3 — бак для закалки в воде;
4 — щит управления
где Fn—площадь поперечного сечения
наплавленного (металлизационного)
слоя, мм2; у — плотность наплавленного
(металлизационного) слоя', г/см3; / — об-
щая длина восстанавливаемых поверх-
ностей деталей на годовую программу, м.
Ориентировочная производительность при некоторых способах
сварки и наплавки приведена в табл. 41.
Таблица 41
Ориентировочная производительность при электросварке и наплавке
Параметры	Ручная свар- ка и наплавка	Автоматиче- ская наплавка под флюсом	Виброду- (говая наплавка
Производительность по расплавлен- ному металлу, кг/ч	0,8	3,2	0,9—1,2
Производительность по площади по- крытия (дм2/ч)	3,6—4,8	7,2—9	4,3—6 .
при толщине слоя (мм).	3—5	3—5	2—2,5
514

Ориентировочная производительность газовой сваркй:
Толщина провариваемого металла, мм............2 — 4; 4 — 6; 6 — 9
Часовой расход сварочной проволоки, кг........0,3;	0,5;	0,75
Производительность сварки, дма/ч..............7,7;	4,2;	3,5
При укрупненных расчетах распределение сварочно-наплавоч-
ных работ можно принять следующим (%):
Подготовительные работы по сварке .(наплавке)..........	8
Газовая сварка и резка .................................... 15
Ручная электродуговая сварка .............................. 15
Вибродуговая наплавка......................................12
Автоматическая наплавка под флюсом . ’......................30
Наплавка в среде защитных газов.............................20
Производительность металлизационных аппаратов при распы-
лении стали (кг/ч):
Марка аппарата  ................ГИМ-2	ЛКУ ЭМ-ЗА ЭМ-6 МВЧ-3
Производительность, кг/ч ..... v0,8—1,0 3 — 4,5 3,5 7—12 8—10
е
Количество рабочих определяется по годовому объему работ
и действительному годовому фонду времени сварщика (оператора
при металлизации); средний разряд рабочих отделения 3. Коэффици-
ент плотности оборудования для расчета площади 4—4,5.
Вентиляция отделения общеобменная приточно-вытяжная и
местная с отсосами от постов сварки и металлизации.
Гальваническое отделение. В гальваническом отделении произ-
водится износостойкое хромирование и железнение восстанавли-
ваемых деталей, декоративное хромирование и никелирование,
защитное покрытие медью и цинком.
Годовая программа определяется, как и для других отделений
цеха. Годовой объем работ выражается в дм2 покрываемой поверх-
ности по каждому из видов покрытия. Рекомендуемые площади
гальванических покрытий деталей автомобилей различных моделей
приведены в табл. 42 (по данным АКТБ.)	4
Площадь (дм2) декоративных покрытий автобусов типа ЛАЗ
и ПАЗ соответственно:
Хромирование..............'.............. 603	496
Меднение ................................ 782	688
Никелирование .....................'...•.	603 496
Количество ванн для каждого из видов покрытия
 = —
в 50Ф0 ’
515

Таблица 42
Площади для гальванических покрытий деталей
Виды гальванических покрытий деталей одногр объекта ремонта	Марка автомобиля						
	ГАЗ-53А	ГАЗ-24 «Волга»	ЗИЛ-130	ЗИЛ-ММЗ-555	МАЗ-500	«Урал-377»	КрАЗ-257
Хромирование износостой- кое: полнокомплектного авто- мобиля	4,28	3,00	5,10	5,20	6,58	7,10	9,95
двигателя	4,12	2,94	4,90	5,00	6,32	6,82	9,50
комплекта агрегатов	0,17	0,08	0,20	0,20	0,26	0,28	0,39
Железнение:							
автомобиля	10,90	7,56	13,00	13,30	16,80	18,10	25,40
двигателя	2,26	1,62	2,70	2,76	3,48	3,76	5,26
комплекта агрегатов	8,55	4,10	10,20	10,40	13,10	14,10	19,80
Никелирование автомо- биля	2,69	1,89	3,20	3,26	4,13	4,46	6,25
Меднение:							
автомобиля	0,84	0,59	1,0	.1,02	1,29	1,39	1,95
комплекта агрегатов Цинкование:	0,25	0,12	о,з	0,31	0,39	0,42	0,58
автомобиля	14,60	10,30	17,40	17,80	22,40	24,20	33,00
двигателя	0,59	0,42	0,70	0,71	0,90	0,97	1,36
' комплекта агрегатов	2,77	2,32	3,30	3,36	4,26	4,58	6,44
Фосфатирование автомо- биля	4,70	3,30	5,60	5,70	7,22	7,80	10,90
где Sr — годовой объем работ по отдельным видам покрытий, дм2;
So — часовая' производительность ванны, дм2/ч;
е_____
°0 _ ЮООЛтМа ’
где SB — суммарная поверхность покрытия деталей, одновременно
загружаемых в ванну, дм2; DK — плотность тока, А/дм2; с — элек-
трохимический эквивалент, г/А-ч; т) — выход по току, %; Л — тол-
щина покрытия, мм; у — плотность данного вида покрытия, г/см3;
kx — коэффициент, учитывающий потери времени на загрузку-вы-
грузку деталей; — коэффициент, учитывающий потери времени
на подготовительно-заключительные операции в начале и конце
рабочего дня.
516

Одновременная загрузка деталей в ванну
SB = SylB,
где Sy — удельная загрузка катодных штанг, дм2/м; /в —длина
рабочего пространства ванны, м.
Коэффициент kx по данным [1], можно принять в пределах:
Износостойкое хромирование.........................1,01—1,02
Пористое хромирование............................ 1,025—1,06
Декоративное хромирование ........................	5—12
Железнение.................................... 1,044 —1,11
Меднение..........................................1,15—1,38
Никелирование.....................................1,10—1,24
Цинкование .......................................1,28 — 1,67
Коэффициент k2 при работе в одну смену составляет 1,06—1,10,
при двух сменах k2 — 1,03 -ь 1,05.
Хром		Y, г/см3 	 6,9	С, г/А«ч 0,324	А/дм8 50—75	л, % 13—15
Железо ....	7,8	1,042	30—50	70—80
Никель ....		 8,8	1,094	3	95
Медь			......	8,95	1,186	3	95
Цинк				 7,10	1,220	2	98
При определении величины поверхности деталей, одновременно
загружаемых в ванну, необходимо учитывать габариты деталей и
рабочее пространство ванны.
Приведем значения у; с, DK, т) осаждаемых элементов:
Средняя величина удельной загрузки по катодной штанге
(дм2/м) для различных видов покрытия следующая:.
Хромирование износостойкое..................... 10
Хромирование декоративное...................... 20
Железнение..................................... 10
Меднение ....................................   20
Другие гальванические процессы в электролитах:
щелочных ................................ 50
кислых................................... 30
Количество ванн по отдельным видам покрытия можно опре-
делить и иным путем, если выразить годовой объем гальвани-
ческих, работ в часах:
уг=^;
где t — продолжительность операции одной загрузки, ч; ta — основ-
ное технологическое время (длительность электролиза), ч; 4 —
вспомогательное время; т)пз — коэффициент, учитывающий: под-
517

Ротовительно-заключительное время 2% от /0; обслуживание рабо-
чего места 6% от to\ отдых и естественные надобности 5% от t0\
суммарное т]пз = 1,13;
. _ йу10з
° “ *
Количество ванн для каждого из видов покрытия
V?
хв — т;?-.
в Фо
Размеры ванн выбираются по нормам МН 2—58 или по нормам
Центрального конструкторского бюро гальванопокрытий (ЦКБ ГП).
Для питания гальванических ванн постоянным током применя-
ются низковольтные двигвтель-генераторы серии АНД напряжением
6/12 В и селеновые выпрямители типа ВСМР. Подбор источников
тока производится по суммарной потребности силы тока
I=DKSKk,
где 1 — потребная сила тока на одну ванну, A; DK — плотность
тока для данного вида покрытия, А/дм2; SB — поверхность покрытия
одной загрузки деталей, дм2; k — коэффициент, учитывающий
неизолированную поверхность деталей и подвески; принимается
3—5% от поверхности покрытия; k — 1,03 ч- 1,05.
Количество шлифовальных и полировальных станков для меха-
нической подготовки поверхностей деталей к нанесению покрытий
определяется по производительности станков (дм2/ч на один шпин-
дель)— табл. 43 [12].
Таблица 43
Производительность шлифовально-полировального оборудования, дм2/ч
Вид обработки покрытия	Чугунные детали с площадью покры- ваемой поверхности		Стальные детали с площадью покры- ваемой поверхности	
	до 1 дм2	более 1 дм2	ДО 1 ДМ2	более 1 дм2
Шлифование деталей, подвергаю- щихся износостойкому хромированию или железнению	36	51	42	64
Полирование деталей, подвергаю- щихся износостойкому хромированию или железнению	42	- 58	48 •	72
Полирование деталей, подвергаю- щихся декоративному хромированию	22	32	23	34
Количество рабочих гальванического отделения
vr
т = zx—£—>
ФдПм. о
518

Таблица 44
Нормы расстояний между оборудованием и элементами зданий
в гальваническом отделении
Расстояние	Обоз- наче- ния	Ва- риант	Норма рас- стояния, ММ	Схема расположения оборудования							
Между стеной .и бо- ковыми сторонами ван- ны	а в	/, // 1ГП	500 1200		'/////УУ///Ш	2					у/.
					_е 9 9			А			г**
Между боковыми сторонами ванн	б	I II	100—200 1200				1	ф 5		В	
Между двумя фрон- тами рядов ванн	г	Л II	1500		I вариант			II вариант			
Между стеной и бо- ковыми сторонами ванн	а в	I, п I,11	500 500								
Между боковыми сторонами ванн	' б	I II	100—200 1200		h-"-i			й ф //Л			
Между двумя фрон- тами рядов ванн Между тыльными сторонами рядов ванн	г д	1, II 1,11	1500 500		©Г I вариант		/		ариант		
От стены: до боковой сторо- ны станка до тыльной сторо- ны станка	е Aif1	I I	1000 800								
до боковой сто- роны генератора			600 '600	1			а				
	at	II II		7	$3*© ©© А а А			1	1	]	
Между тыльными сторонами станков Между станками по фронту Между фронтами ря- дов станков	К 3 и	I I I	800 1000—1500 2000—2500		©© о I вариант	^7		119а)	,0		
Между генераторами	л 0	II II	800 1500					к			
519

где Vr — годовой объем гальванических 'работ, ч; г)м 0 — коэф-
фициент, учитывающий многоагрегатное обслуживание;
'	п ___ ^к. nJ
Чм.о г ь’
^к. ш*!
где /к.ш — длина катодной штанги, которую может обслужить
один рабочий при длительности процесса 1 мин (принимается равной
0,12 м для всех видов покрытия); t — продолжительность данного
вида процесса с учетом затрат времени на загрузку-выгрузку дета-
лей, мин; £кш — суммарная длина катодных штанг, м; — коэф-
фициент, учитывающий время на замер деталей при износостойком
хромировании и железнении; kr ж 3.
Коэффициент плотности оборудования для участка покрытий
4—4,5; для полировочного — 5; генераторного — 5,5. Расстановка
оборудования производится с учетом норм расстояний, приведен-
ных в. табл. 44. Основные ванны для покрытий располагают у стен,
вспомогательные ванны для горячей и холодной промывки и т. п.
целесообразно располагать в средней части помещения. Гальвани-
ческое отделение относится к категории вредных производств и
поэтому должно быдь оборудовано мощной приточно-вытяжной
вентиляцией.
ГЛАВА XXXII
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО,
ВНУТРИЗАВОДСКОЙ ТРАНСПОРТ
И СКЛАДСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
§ 108. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Инструментальное отделение. В инструментальном отделении
производится ремонт и изготовление некоторых видов режущего,
измерительного, слесарно-монтажного и вспомогательного инстру-
мента, различных приспособлений, штампов и др. Число станков,
необходимых для изготовления технологической оснастки, опреде-
ляется в процентах от числа металлорежущих станков основного
производства с учетом производственной программы, приведенной
к капитальному ремонту автомобиля ЗИЛ-130: для заводов с годо-
вой программой до 3 тыс. капитальных ремонтов — 12—14% и
для заводов с программой сверх 3 тыс. капитальных ремонтов — 14—
16%. Примерное процентное соотношение металлорежущих станков
по их типам следующее:
Токарные .../... 28 Строгальные ............9	Сверлильные ...... 9
Расточные..........9 Фрезерные ...... 18 Шлифовальные .... 27
520

Потребность в заточных и доводочных станках участка по заточ-
ке инструмента определяется в процентном отношении от числа
металлорежущих станков, обслуживаемых заточкой: 6% при числе
станков до 50 и 4% — при большем количестве. Другое необходимое
оборудование выбирается по альбомам и каталогам исходя из
потребности.
Списочное количество производственных рабочих отделения (без
учета заточных работ) принимается по следующим нормативам:
1) станочников 0,8—0,9 человек в, смену на один металлорежущий
станок; 2) слесарей-инструментальщиков 40—50% от числа станоч-
ников; 3) рабочих заточного участка 50% от числа заточных
станков при шести заточных станках в отделении; при восьми
заточных станках — 37%. Средний разряд рабочих отделения — 3.
Площадь отделения определяется с учетом коэффициента плотно-
сти оборудования &об = 4 или укрупненно 18—20 м2 на один основ-
ной станок.
Отдел главного механика (ОГМ). В отдел главного механика
входят следующие отделения (участки): ремонтно-механическое,
электроремонтное, ремонтно-строительное, компрессорная стан-
ция, трансформаторная подстанция, а на ряде предприятий ко-
тельная.
В ремонтно-механическом отделении производятся слесарные и
механические работы по ремонту и техническому обслуживанию
металлорежущих станков, молотов, прессов, различных стендов,
подъемно-транспортного оборудования и т. п., а также изготовле-
ние нестандартного оборудования.
Электроремонтное отделение производит обслуживание и ремонт
электросилового и электроосветительного хозяйства предприятия,
а ремонтно-строительное — обслуживание сантехники и ремонт
зданий и сооружений, водопровода, канализации, систем отопления
и вентиляции и т. п.
Компрессорная станция служит для обеспечения производства
сжатым воздухом.
Организация работ по техническому обслуживанию и ремонту
оборудования осуществляется в соответствии с системой планово-
предупредительного ремонта и обслуживания (ППР). По этой
системе все оборудование разделяется по числу единиц ремонто-
сложности, продолжительности и структуры ремонтного цикла,
т. е. числа осмотров, малых, средних и капитальных ремонтов в цик-
ле. Определение количества станков отделения достаточно точно
можно рассчитать с учетом количества обслуживаемого оборудо-
вания и его ремонтосложности, продолжительности и структуры
цикла, трудоемкости станочных работ по видам обслуживания и
ремонта и годового фонда времени. Однако на практике обычно
пользуются более простым методом, принимая число металлоре-
жущих станков для ОГМ в количестве- 4—5% от суммарного
числа единиц обслуживаемого оборудования, в которое не входят
немеханизированные печи и ванны и различное электротехниче-
521

ское оборудование. Распределение
мается следующим:
станков по их типам прини-
Токарные..............45—50
Фрезерные ............... 9
Зуборезные............ 6—7
Шлифовальные ...... .12—14
Строгальные ............. 9
Долбежные.............2—3
Сверлильные.............. 9
Прочее оборудование и производственно-технический инвентарь
(настольно-сверлильные станки, шлифовальные станки, переносные
станки ,с гибким валом, гидравлические и. реечные прессы, плиты,
столы, верстаки и т. п.) для всех отделений главного механика
принимается по потребности. Списочное количество рабочих ре-
монтно-механического отделения принимается исходя из следую-
щих норм: станочников — 0,6—0,8 чел. в смену на один основной
металлорежущий станок; слесарей по ремонту оборудования 150—
200% от числа станочников.
Количество рабочих электроремонтного отделения принимается
из расчета 4—5 чел. на каждые 1000 кВт установленной мощности, "
а рабочих ремонтно-строительного участка 0,5—1,0 чел. на каждые
1000 м2 площади застройки предприятия.
Число вспомогательных рабочих в инструментальном отделении
и ОГМ составляет 12—15% от числа производственных рабочих
этих отделений. Коэффициент плотности оборудования k = 4.
При укрупненных расчетах можно принять 22—26 м2 на один основ-
ной станок отделения.
Для расчета других категорий работающих на предприятии
используются следующие нормы в процентном отношении от числа
производственных и вспомогательных рабочих (включая и рабочих
вспомогательного производства):
Инженерно-технический персонал...................8—12
Счетно-конторский персонал ......................1—2
Младший обслуживающий персонал ..................1—2
Лаборатория. Назначением лаборатории авторемонтного пред-
приятия является: 1) обслуживание основных и вспомогательных
цехов и отделений по техническим и технологическим вопросам,
возникающим в процессе производства; 2) осуществление испытания
и контроля различных материалов: металла, химикатов, топлива
и смазки, красок и т. п. на предмет соответствия их действующим
стандартам и техническим условиям; 3) проведение проверки и
периодического контроля измерительной техники предприятия:
инструмента, приспособлений, приборов; 4) участие в выявлении
причин производственного брака и выработке мероприятий по его
устранению; 5) участие совместно с отделом технического контроля
в анализе причин преждевременного износа и поломок деталей, а
также других дефектов, возникающих в узлах, механизмах и
агрегатах отремонтированных автомобилей.
522

В состав лаборатории входят отделения: 1) по проведению меха-
нических испытаний, металлографических и фоторабот; 2), хими-
ческое; 3) контроля Средств измерения. Производственная площадь
лаборатории определяется по площади, занимаемой оборудованием,
с учетом коэффициента плотности оборудования 3—3,5. Примерная
площадь' лаборатории в зависимости от мощности ремонтного пред-
приятия приведена в табл. 45 [12].
Таблица 45
Примерная площадь отделений лаборатории
Отделение лаборатории	Категории лабораторий и их площади, м2		
	Крупная	Средняя	Малая
. Механических испытаний и метал-	32—36	26—28	. 12—14*
лографических работ			
Фоторабот *	8—10	6-8 '	—
Химическое	30—32	26-28	—
Контроль средств измерений	36—38	28—30	12-14
К числу малых относятся лаборатории, обслуживающие пред-
приятия с годовой программой до 3 тыс. приведенных капитальных
ремонтов к автомобилю ЗИЛ-130, средние — до 7 и крупные, обслу-
живающие заводы с программой свыше 7 тыс. капитальных ремон-
тов. При проектировании заводов большой мощности необходимо
предусматривать экспериментальное отделение, в задачи которого
должны входить улучшение технологии ремонта и освоение ремонта
новых моделей автомобилей.
§ 109. ВНУТРИЗАВОДСКОЙ ТРАНСПОРТ
Транспорт авторемонтного завода, как и любого промышленного
предприятия, делится на внешний и внутризаводской. Внешний
транспорт предназначен для доставки всевозможных грузов: ремонт-
ного фонда, горючесмазочных материалов, запчастей, металла и
различных материалов на завод, и вывозки с завода готовой про-
дукции и отходов производства.
Внутризаводской транспорт подразделяется на межцеховой и
внутрицеховой. Межцеховой транспорт служит для перемещения
в пределах предприятия запчастей, металла, топлива и т. п. со
складов в цехи и различных полуфабрикатов и изделий между
цехами, расположенными в разных зданиях.
Внутрицеховой транспорт выполняет работы по транспорти-
ровке различных грузов в пределах цеха, являясь составным эле-
ментом технологического процесса.
' 523

Выбор подъемно-транспортного оборудования для цехового и
межцехового транспорта обусловливается: массой и габаритами
транспортируемых грузов (деталей, узлов, агрегатов и др.), направ-
лением и длиной перемещаемых грузов, безопасностью выполнения
работ и сохранностью грузов, необходимой производительностью
транспортных устройств, экономически обоснованной максимальной
механизацией транспортных операций, типом и конструкцией зда-
ния.
Для экономически обоснованного выбора внутризаводского тран-
спорта составляется схема грузопотоков, позволяющая выяснить
откуда и куда, в какой цех и отделение и с какой общей массой дол-
жны поступать грузы. Тем самым устанавливается направление
и расстояния перемещаемых грузов с учетом взаимосвязанности
цехов, отделений, складов. В цехах и отделениях с поточным харак-
тером производства следует применять различного вида конвейеры,
монорельсы, мостовые краны, кран-балки. Монорельсы могут
применяться о электрическими, пневматическими или ручными
талями. При одинаковой дальности расстояния монорельсы выгод-
нее кранов, однако уступают им из-за ограниченности обслуживае-
мой площади. На линиях разборки и сборки автобусов и автомобилей
грузоподъемностью свыше 5 т применяют мостовые электричес-
кие краны грузоподъемностью 10—15 т, управляемые с кабины или
пола. Для транспортировки грузов массой меньше 5 т применение
мостовых кранов не рекомендуется. В этом случае используются
подвесные электрические краны и мостовые однобалочные краны
(кран-балки).
Количество мостовых кранов, необходимое для отдельных про-
летов цеха (завода), определяется по формуле
ЛК / ъ >
6см^п
где tK — среднее время одной крановой операции, мин; «к.о — коли-
чество крановых операций за смену; 4м — продолжительность
смены, мин; k„ — кбэффициент, учитывающий простои крана по
причинам ремонта; k„ = 0,95 -г- 0,97.
Среднее время одной крановой операции
где I — средняя длина пробега (м); приближенно принимается
равной половине пути обслуживаемого участка; v — скорость пере-
движения крана, м/мин; tn и (р — время, затрачиваемое соответ-
ственно на погрузку и разгрузку, мин.	<
Количество электрокар х3
Gnc tn + 4^
: ^ФоЛг60 ’
524

где G — масса годового количества перевозимых грузов, т; пс —
среднее число транспортных операций; q — грузоподъемность
электротележки, т; т|г — коэффициент использования грузоподъем-
ности; т]г = 0,8 4- 0,85.	. _
Таблица 46
Подъемно-транспортное оборудование для внутризаводского транспорта
Подъемно-транспортные операции	Рекомендуемый тип подъемно- транспортного оборудования
. Транспортирование автомобиля со склада ремонтного фонда в от- деление наружной мойки или раз- борки	Буксиры: тягач, автомобиль, мото- воз с платформой на рельсовом пути
Транспортирование по постам разборки — сборки	Конвейеры. Подача на первый пост разборки — лебедки
Межпостовое и межоперационное транспортирование агрегатов и де- талей:	
в отделения разборки —сбор- ки	Мостовые краны, кран-балки, моно- рельсы, тележки на узкоколейном рельсовом пути, роликовые конвейеры
в агрегатных отделениях, на испытательной станции	Кран-балки, монорельсы, консоль- ные краны, конвейеры
в отделениях кузовного цеха по ремонту кабин, платформ, окраске их и других агре- гатов	Кран-балки, монорельсы, тележки на узкоколейном рельсовом пути, конвейеры напольные, конвейеры под- весные (в окрасочных и сушильных камерах)
Транспортирование агрегатов, узлов, деталей межцеховое	Электрокары, автопогрузчики, кон- вейеры подвесные грузонесущие, кон- вейеры подвесные с адресованием гру- зов, тележки на узкоколейном рель- совом пути
Местные грузоподъемные работы:	
на постах регулировки и устранения дефектов	Гидравлические подъемники
на постах ремонта агрегатов 1 и корпусных деталей	Поворотные краны, тали, подвешен- ные на кронштейнах
Транспортирование агрегатов, узлов, запасных частей и материа- лов со складов в цеха и отделения	Автопогрузчики, электрокары, те- лежки на узкоколейном рельсовом пути
Подъемно-транспортное оборудование, которое можно применять
на авторемонтных заводах, приведено в табл. 46. Поскольку подъ-
емно-транспортные работы в • авторемонте занимают значительную
часть общего объема работ по ремонту автомобилей, необходимо
стремиться к снижению их и занятых на них рабочих путем эконо-
мически обоснованной комплексной механизации и автоматизации.
525

§ 110. СКЛАДСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
Состав складов авторемонтного предприятия был приведен
ранее, на стр. 478. Количество складов зависит от мощности пред-
приятия и может уточняться в процессе проектирования. Склады
подразделяются на цеховые и общезаводские. К цеховым складам
относятся: склад накопления (деталей, ожидающих ремонта), комп-
лектовочный, инструментальный и инструментально-раздаточные
кладовые. Все остальные склады относятся к числу общезаводских.
Для проектирования складов необходимо иметь нормы расхода
различных материалов и запчастей на один капитальный ремонт,
годовую программу предприятия и нормы запаса, зависящие в
основном от условий снабжения завода и сбыта готовой продукции.
Нормы запаса (хранения) различных материалов устанавливаются
заданием на проектирование. Нормы расхода запасных частей и
материалов на капитальный ремонт принимаются по действующим,
нормативам, установленным для отдельных моделей автомобилей
и агрегатов. Нормы запаса (в днях) при хранении различных мате-
риалов можно принять в следующих пределах [1,12]:
Запасные части ......................................... 30—45
Инструмент . . . ....................................... 18—20
Основные и вспомогательные материалы.................... 18—24
Химикаты, лаки и краски................................ 18—30
Горюче-смазочные материалы.............................. 18—30
Жидкое и твердое топливо.................................  30—60
Сырые пиломатериалы ................................... 24—48
Ремонтный фонд машин и агрегатов ...................... 10—15
Готовая продукция.......................................... 3—5
Меньшие значения относятся к предприятиям с серийным и
крупносерийным производством, большие — с индивидуальным.
Запас хранения различных материалов и запасных частей можно
определять по формуле
/7 _ G(1Va
’3 ” А ’
где 6а — норма расхода материалов (запасных частей) на один
капитальный ремонт, т (кг); а — норма запаса (дней); А — число
рабочих дней предприятия в году.
Для укрупненных расчетов норму расхода материалов и дета-
лей на один капитальный ремонт ориентировочно можно принять
в процентном отношении от массы ремонтируемого автомобиля или
агрегата: для склада запасных частей 15—18; склада основных
и вспомогательных материалов 5—8; склада накопления — 6; ком-
плектовочного склада — 8; склада металлов 3—5.
Площадь большинства складов можно определить по формуле
qb /о’
526

где G — запас хранимого материала (деталей), т; q — допустимая
удельная нагрузка на 1 ма площади склада, т/м2; Ь — число ярусов
хранения материалов, деталей; fQ — переходный коэффициент (ко-
эффициент плотности оборудования).
Таблица 47
Удельная нагрузка и переходный коэффициент
Склад	Условия хранения	q, т/м2	^0
Запасных частей	В стеллажах / Напольное крупных деталей	0,6—1,0 1,2—1,5	2,5—3,0 1,7-2,5
Основных и вспомога- тельных материалов	В стеллажах В стеллажах (сталь сортовая) В стеллажах (цвет- ные* металлы) В штабелях (сталь листовая)	0,3—0,4 1,5— 2,0 0,5—0,8 4,5—6,0	2,5—ЗР 2,0—2,5 2,0—2,5 1,7—2,5
Химикатов и лако- красок Смазочных материалов, мазута и керосина Стройматериалов Металлоотходов Комплектовочный Накопления	В стеллажах В бочках В штабелях^ Напольное В стеллажах То же	0,4—0,6 0,3—0,4 1,0—3,0 1,0—3,0 0,6—0,7 0,6—0,7	2,0—2,5 1,7—2,0 1,7—2,5 1,7—2,5 2,0—2,5 2,0—2,5
В табл. 47 приведены значения q и /0 [1,12].
Потребная площадь для хранения в штабелях сырых лесомате-
риалов на открытых площадках с учетом проходов определяется по
удельным показателям 0,4—0,5 м3 на 1 м2 площади склада.
Площадь склада ценного утиля принимают также укрупненно
из расчета 10—15 м2 на 1000 приведенных капитальных ремонтов.
Склады отремонтированных автомобилей и ремонтного фонда
представляют обычно открытые площадки с твердым покрытием
или навесы, предохраняющие машины от атмосферных осадков.
Готовые агрегаты должны храниться в закрытых отапливаемых
помещениях, оборудованных грузоподъемными устройствами для
погрузочно-разгрузочных работ. Площадь склада определяется по
формуле	_
Гс~ А ’
где /м — удельная площадь на одну машину (агрегат).
527

Удельные площади для хранения одного отремонтированного
автомобиля зависят от способа расстановки. Ориентировочно удель-
ные площади на одну машину можно принять в следующих преде-
лах (м2)
Автомобили легковые (4—7-местные)..................... 13—22
Автомобили грузовые 1,5—2,0 т......................... 22
»	»	5 и 8 т........................... 28—34
Площадь склада готовых агрегатов определяют по суммарной
площади, занимаемой агрегатами с учетом переходного коэффици-
ента, равного 1,4—1,6.
Площадь инструментально-раздаточной кладовой определяется
из расчета 0,4—0,5 м2 на один металлорежущий станок, работающий
в две смены, или 0,30—0,35 м2 на одного производственного рабоче-
го, работающего с ручным инструментом, кроме станочников. На
предприятиях с программой сверх 5 тыс. капитальных ремонтов
предусматривается иметь центральный инструментальный склад
(ЦИС), площадь которого на один металлорежущий станок основ-
ного производства (за исключением шлифовальных) берется в пре-
делах 0,4—0,6 м2. Норма площади кладовой абразивов принима-
ется 0,2—0,3 м2 на один шлифовальный станок основного произ-
водства.
В приложении приведены удельные площади складских поме-
щений на один приведенный капитальный ремонт автомобиля (агре-
гата) в зависимости от годовой производственной программы пред-
приятия.
Укажем попутно нормы удельных площадей для расчета б ы -
то вых помещений. Площади бытовых помещений ремонт-
ных предприятий для укрупненных расчетов принимают в пределах
2—2,5 м2 на одного рабочего.
Площади административно-конторских помещений следует при-
нимать из расчета:
1)	для рабочих комнат управления и контор — 4 м2 на одного
служащего в наиболее многочисленной смене;
2)	для рабочих комнат конструкторских бюро — 6 м2 на один
чертежный стол;
3)	для раздевалок с вестибюлем — 0,27 м2 на одного служащего
в' наиболее многочисленной смене.
ГЛАВА XXXIII
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ
В ЭНЕРГОРЕСУРСАХ
При разработке технологической части проекта опреде-
ляется потребность в энергоресурсах по каждому из цехов и отде-
лений и составляется задание на проектирование энергетической
528

части технического проекта по предприятию в целом. Расчет пот-
ребности в энергоресурсах по отдельным цехам и отделениям ранее
не освещался во избежание повторений. Поэтому приводимые ниже
зависимости и данные по определению потребности в энергоресур-
сах надлежит использовать при выполнении заданий по курсовому
и дипломному проектированию основных производственных цехов
ремонтных предприятий.
Расход электроэнергии. Расчет потребности в электроэнергии
определяется раздельно по силовой и осветительной нагрузкам.
Годовой расход силовой электроэнергии можно определять по
установленной мощности оборудования и режиму работы потреби-
телей
Wz = МэФоПзПс.
где N3 — суммарная установленная мощность оборудования, кВт;
Фо — действительный годовой фонд времени работы оборудования,
ч; 1]3 — коэффициент загрузки оборудования; т]3 = 0,7	0,75;
г]с — коэффициент спроса, учитывающий неодновременность ра-
боты оборудования; при укрупненных расчетах т]с ж 0,3 4- 0,5.
Расход электроэнергии на освещение
W0 — NyFt,
где Ny — удельная мощность в Вт/м2 (расход электроэнергии в
ваттах на 1 м2 площади пола освещаемого помещения); F — площадь
пола освещаемого помещения, м2; t — среднее годовое количество
часов электрического освещения; при двухсменной работе, t = 2100 4-
4-2200 ч.	,	•
Удельную мощность осветительной нагрузки (Вт/м2) для ламп
накаливания можно принять:
В производственных помещениях.............. 12—20
» складских................................ 7—10
Во вспомогательных . . . . ................... 8—10
В административно-бытовых..........*....... 15—20
При люминесцентном освещении приведенные значения следует
увеличивать на 15—20%.
Расход сжатого воздуха. Сжатый воздух на авторемонтных пред-
приятиях расходуется на питание пневматического привода металло-
режущих станков, пневматического инструмента, приспособлений,
металлизацйонных аппаратов, краскораспылителей, обдувку дета-
лей и др. Минутный расход сжатого воздуха можно определить по
формуле
QB = (1,3 4- 1,4) 2 qanx\z,
где </в — удельный расход сжатого воздуха одним потребителем,
м3/мин; п — число одноименных потребителей; т]с — коэффициент
спроса.
18 В. А. Шадричев
529

Коэффициентом-(1,3—1,4) учитываются утечки-воздуха в сети.
Данные по расходу воздуха отдельными потребителями и коэф-
фициент спроса приведены в табл. 48.
Таблица 48
Расходы воздуха и коэффициент спроса
Потребители сжатого воздуха	. q, м3/мин	
Пневматические гайковерты и отвертки	0,2—2,0	0,2-0,4
Ручные пневматические шлифовальные и сверлильные машины	0,3—1,7’	0,2—0,4
Металлизационные аппараты	0,6—1,2	0,4—0,6
Пескоструйные аппараты	1,9—6,4	0,4—0,6
Краскораспылители	0,2—0,3	0,4—0,6
Зажимные патроны к станкам и стендам	0,05—0,10	0,4—0,6
Пневматические поршневые подъёмники	0,04—0,25	0,10-0,15
Пневматические клепальные молотки	0,17—1,10	0,2—0,4
Установка для порошкового напыления	0,2—0,3	0,15—0,20 ’
Установка для обдувки деталей	0,6—1,0	0,10—0,15
Установка для очистки деталей косточковой крошкой	1,0—1,5	0,4—0,6
Рабочее давление сжатого воздуха для краскораспылителей
3—4 кгс/см2 (0,4 МПа), для всех других воздухопотребителей 4—
6 кгс/см2 (0,4 — 0,6 МПа). Снабжение воздухом осуществляется
централизованно от компрессорной станции. Максимальная рас-
четная производительность компрессорной станции (м3/мин)
Qk max ~ 1,3QB.
Коэффициент 1,3 учитывает потери воздуха.
Количество компрессоров	* -
>	_ Фктах
к“ <2к ’
где QK — производительность одного компрессора, м3/мин (берется
по каталогу).
Выбор типа компрессора осуществляется по.его производитель-
ности и потребному рабочему давлению воздуха. Вследствие нерав-
номерного расходования сжатого воздуха отдельными потребите-
лями необходима установка воздухосборника для выравнивания
давления в воздухопроводе. Емкость воздухосборника (м3) опреде-
ляют по максимальной производительности компрессорной станции:
Qc = (0,50,6)У 10QK max При QKmaxsS 15 М3/мин;
Qc = 0,5/10Q
к max 4-0,5/53ктах При QKmax 30 М3/МИН.
530

Установка воздухосборника производится на фундаменте сна-
ружи здания вблизи компрессорной станции.
Расход производственного пара. Производственный пар расхо-
дуется на разогрев в начале работы растворов в ваннах гальвани-
ческого отделения и моечно-выварочных машинах и на поддержание
в них необходимой температуры в процессе рабочего дня, на отоп-
ление и др.
Расход пара для отопления и вентиляции
Р _________________________ PnQa^1
°-в ~550• 103’
где р„ — потеря теплоты 1 м3 здания в 1 ч, кал; для средних широт
ра — (20 ч- 25) 103 кал; Q3 — кубатура всех отапливаемых поме-
щений; Т — продолжительность отопительного сезона, ч; для
средней полосы можно принять Т = 4320 ч; 550 — теплоотдача
1  кг пара, кал; 1000 — переводной коэффициент.
Примерный расход пара другими потребителями приведен в
табл. 49.
Таблица 49
Примерный расход пара
Потребители	Давление пара, кгс/см2 (МПа)	Расход пара, кг/ч	Примечание
Разогрев раствора или воды: в ваннах гальваниче- ского отделения на подогрев при ра- боте	2(0,2) 2 (0,2)	4,3—10,7 , 0,27—1,18	100 л при ко- нечной температуре раствора 30—60 °C
Подогрев растворов или воды в моечных машинах и ваннах Приготовление охлаж- дающих смесей	4—5 (0,4—0,5) 2,5 (0,25)	70—100 0,15—0,20	На 1 т обрабаты- ваемых деталей ' На 1 л расходуе- мой жидкости
Теплоснабжение предприятия обусловливается заданием на
проектирование и может быть от городской тепловой сети или завод-
ской котельной.
Расход ацетилена и кислорода. Ацетилен и кислород расходу-
ются при газовой сварке корпусных деталей, рам, кабин, кузовов,
деталей оперения и др. Годовой расход ацетилена
Qa = <7аТт]с,
где <?а — часовой расход ацетилена-одной горелкой, м3/ч; Т — годо-
вой объем газосварочных работ, ч; т]с — коэффициент спроса;
ориентировочно т]с = 0,5,	-
18*
531

Для укрупненных расчетов можно принять, что газосварочные
работы производятся горелками с наконечниками № 3—5, расход
ацетилена при работе с которыми составляет: № 3—500 л/ч, № 4 —
700 л/ч и № 5 — 1200 л/ч. Расход кислорода соответственно: 560,
850 и 1350 л/ч. Подача сжатых газов в сварочное и наплавочное
отделения производится по трубопроводу.
Выбор ацетиленового генератора производится по среднему
суммарному часовому расходу ацетилена, потребляемого всеми
горелками, и коэффициенту спроса. На заводах, расположенных
в промышленных центрах, рекомендуется проектировать газобал-
лонные станции вместо газогенераторных.
Расход воды. Производственная вода расходуется на многих
операциях в процессе капитального ремонта автомобилей, и ее
годовой расход определяется по каждой категории потребителей
в отдельности.
Расход воды на наружную мойку автомобилей
СМ = <7.Л,
где q№ — расход воды для наружной мойки одного автомобиля, м3;
А/ — годовая программа.
Аналогично определяется расход воды на другие цели, например
гидравлическое испытание блоков и головок цилиндров, заполнение
системы охлаждения отремонтированных двигателей и др., где
установлена норма расхода воды на единицу изделия.
Расход воды для моечных машин, ванн, баков с цериодической
ее,сменой	Qc=l,25^cnc,
где <?с — емкость единицы оборудования, м3; пс — количество смен
воды в год.
Расход воды на охлаждение двигателей в процессе приработки'
и испытания
Си =
где qa — часовой расход воды на приработку и испытание одного
двигателя, м3/ч; ta — средняя продолжительность приработки и
испытания одного двигателя.
Ориентировочные значения qa можно принять для двигателей:
ГАЗ-51 .............0,8—1,0	ЯМЗ-236 ............. 7,0-7,5
ЗИЛ-164 ............0,8-1,0	ЯМЗ-238 ............. 8,5 -9,0
ЗИЛ-130 ............1,2-1,6	ГАЗ-21 .............. 0,7-0,9
ЯМЗ-204 ....... 3,2—4,0 «Москвич-407» .... 0,35—0,45
Расход воды (м3) для промывки деталей в непрерывной проточной
воде' при гальванических операциях
Г) _ ^и^оЧс
Чп —	1О3	>
где qn — непрерывный расход воды, л/ч; г|с — коэффициент спроса.
532

Расход воды
Таблица 50
Потребители	Расход воды	Примечание
Обезжиривание и мойка деталей в моечных машинах, м3/ч Мойка деталей в баках, л/ч Гидравлическое испытание блока цилиндров, л Закалка деталей т. в ч., м3/ч Закалка объемная, м3/т	0,12—0,50 10—13 2,0 4—6 5-8	На 1 т массы деталей При емкости бака 1,5— 2,5 м3 На один бак На одну установку На 1 т деталей
В табл. 50 приведены ориентировочные данные расхода воды.
Осадок	Очищенная сточная бода
Рис. 207. Общая схема очистки сточных вод гальвани-
ческих цехов>
/ — стоки, содержащие катионы тяжелых металлов; 2 — щелоч-
ные стоки; 3 — кислые стоки; 4—6 — очистка от цианитов;
7 — очистка от хроматов; 8 — нейтрализация
Суточный расход воды (л) для производственных и хозяйственных
целей можно определить, пользуясь следующими укрупненными
показателями:
Для производственных нужд:
на одного производственного рабочего холодных цехов 20
»	»	»	» горячих цехов . .	35
Для хозяйственно-бытовых нужд на одного работающего ...	25
» пользующихся душем на одного человека ............ 50
» столовой на одного человека ....	...........	10
533

На непредвиденные цели расходуется 10% от общего расхода
производственной воды.
На рис. 207 в качестве примера приведена схема очистки сточ-
ных вод (по А. В. Вайнеру и Б. П. Кушнареву).
ГЛАВА XXXIV
КОМПОНОВКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО КОРПУСА
И СХЕМА ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА
§ Ш. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО КОМПОНОВКЕ
Компоновкой называется наиболее рациональное размещение,
в производственном корпусе производственных и вспомогательных
помещений, обеспечивающее наилучшую технологическую» взаимо-
связь между ними при наиболее коротких грузопотоках и соблюдение
норм строительного и противопожарного проектирования. Перво-
начально, пользуясь расчетными данными, определяют общую
площадь производственного корпуса. Полученную суммарную пло,-
J	
1	2.	
4	5
4	2	
5	1	
		
Рис. 208. Схема расположения цехов при различных потоках: а — прямом;
б — Г-образном; в — П-образном:
1 — разборочно-моечные отделения; 2 — сборочные отделения; 3 — кузовные отделе-
ния; 4 — отделения пр восстановлению деталей; 5 — агрегатные отделения
щадь увеличивают на 10—15% с учетом межцеховых проходов и
проездов и распределяют между разборочно-сборочным, восста-
новительным и кузовным цехами. Намечают схему производствен-
ного потока и определяют габариты производственного корпуса,
сообразуясь с конфигурацией участка и длиной поточных линий
разборки-сборки автомобилей (агрегатов). Схемами производствен-
ного потока могут быть: прямой поток, Г-образный и П-образный.
На рис. 208, а показана схема расположения цехов при прямом по-
токе. При этой схеме разборочно-сборочные цехи и рамное отделение
располагаются в линию в середине производственного корпуса,
а восстановительные и кузовные цехи — по обеим сторонам линии,
параллельно ей. При данной схеме планировки здание получает
форму вытянутого в длину прямоугольника. В технологическом
отношении схема прямого потока весьма желательна, но осуще-
534

ствление надлежащей взаимосвязи цехов не получается из-за раз-
ницы площадей восстановительных и кузовных цехов. При Г-об-
разном потоке кузовные цехи располагаются в непосредственной
близости от разборочно-сборочных цехов, а агрегатные — рядом
со сборочными. Таким образом, транспортировка агрегатов и узлов,
а также других грузов производится по наиболее коротким расстоя-
ниям. Известным недостатком данной схемы является отсутствие
прямолинейности потока. В случае П-образного потока кузовные
и агрегатный цехи располагаются между разборочными и сборочным
цехами, и в отношении грузопотоков получается вполне удовлетво-
рительное решение. >В более невыгодном положении оказываются
отделения восстановительного цеха с неизбежно пересекающимися
грузопотоками. Всеми этими схемами по существу предусматрива-
ется одноэтажное прямоугольное здание производственного корпуса.
Разумеется, что в зависимости от местных условий форма здания
и его этажность могут получать иные решения.
При компоновке необходимо придерживаться следующих ос-
новных положений.
1.	Все производственные и вспомогательные цехи и помещения,
кроме разборочно-моечного, целесообразно размещать в одном
производственном корпусе, что значительно сокращает расходы на
строительство. Во избежание попадания грязи в отделения корпуса
разборочно-моечное отделение желательно располагать в отдель-
ном помещении. Производственные и административные помещения
могут быть расположены не только в одноэтажных, но и многоэтаж-
ных корпусах.
2.	Для сокращения расходов на возведение наружных стен,
отопление и других расходов периметр здания производственного
корпуса должен быть наименьшим.
3.	Взаимное расположение цехов, отделений и складских поме-
щений должно обеспечивать технологическую последовательность
производственного процесса при минимальных расстояниях тран-
спортных маршрутов.
4.	Отделять производственные цехи, отделения и участки пере-
городками целесообразно только в тех случаях, если это диктуется
противопожарными мероприятиями или требованиями охраны труда.
5.	Конструктивные элементы здания производственного корпуса
и размещение цехов в них должны удовлетворять требованиям
строительного, санитарного и противопожарного проектирования.
6.	План компоновки производственного корпуса вычерчива-
ется в масштабе 1 : 100 или 1 : 200 с соблюдением условных обозна-
чений элементов здания (дверей, ворот, окон и др.) и транспортных
устройств, связанных с элементами зданий.
7.	На плане корпуса обозначение осей рядов колонн произво-
дится следующим образом: арабскими цифрами, располагаемыми
слева направо по оси абсцисс, обозначаются вертикальные оси,
а последовательными заглавными буквами алфавита, обозначен-
ными снизу вверх по оси ординат, — горизонтальные оси.
535

Рис. 209. Компоновка производственного корпуса завода по ремонту передних и задних мостов ЗИЛ-130:
/ — склад деталей, ожидающих ремонта; 2 — сварочное отделение; 3 — тепловые отделения; 4 — гальваническое отделение; 5 — кладовая
для хранения химикатов; 6 — отдел главного механика; 7 — компрессорная станция; 8 — трансформаторная подстанция; 9 — разбо-
рочно-моечное и контрольно-сортировочное отделение; 10 — слесарно-механическое отделение ремонта деталей; 11 — комплектовочный
склад с отделением комплектования и слесарной подгонки деталей: 12 — отделение сборки мостов; 13 — склад лакокрасок; 14 — малярное
отделение; 15 — инструментально-раздаточная кладовая; 16 — заточный участок; 17 — инструментальное отделение; 18 — склад запасных
частей и материалов; 19 — туалет мужской; 20 — комната для курения; 21 — туалет женский; 22 — умывальники и душевые; 23 — гарде-
роб; 24 — лаборатория; 25 — буфет; 26 — медпункт; 27 — проходная; 28 — красный уголок; 29 — планово-производственный отдел;
30 — бухгалтерия; 31 — отдел снабжения и сбыта; 32 — технический отдел; 33 — отдел кадров: 34 — кабинет главного инженера; 35 —
кабинет директора; 36 — приемная

8. На плане производственного корпуса указываются основные
размеры здания и прилагается спецификация всех производствен-
ных и вспомогательных помещений.
В качестве примера на рис. 209 приводится компоновка произ-
водственного корпуса агрегаторемонтного завода, с годовой прог-
Рис. 210. План расположения оборудования слесарно-механического цеха
завода по ремонту легковых автомобилей:
1 — верстаки слесарные; .2 ~ подставка под оборудование; 3 — настольно-свер-
лильные станки; 4, 10 — пресс гидравлический; 5 — стеллажи для деталей;
6, 8 — подставки под плиты; 7,9 — плиты поверочная и разметочная; 11 — то-
чильно-шлифовальный станок; 12, 15, 18 — станки сверлильные; 13, 14 — станки
токарно-револьверные; 16, 17, 19, 20, 22, 23 — станки токарно-винторезные;
21 — поперечно-строгальный станок; 24, 25, 26, 27 — станки фрезерные; 28, 29,
30 —- станки шлифовальные
раммой 20 тыс. капитальных ремонтов передних и задних мо-
стов 11].
Расположение оборудования, рабочих мест и подъемно-транс-
портных средств ведется с учетом сетки колонн и соблюдением приве-
денных ранее нормативов. В качестве примера на рис. 210 показана
расстановка оборудования слесарно-механического цеха завода по
ремонту легковых автомобилей (по проекту Гипроавтотранса).
537

§ 112.	СХЕМА ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА
Под схемой генерального плана понимается план . площадки
(участка), отведенной под проектируемое предприятие, с располо-
жением на ней всех зданий и сооружений предприятия. Кроме
производственного корпуса на площадке обычно располагаются
пристроенный к нему административный корпус, котельная, транс-
форматорная подстанция, ацетиленовая станция, склады ремонт-
ного фонда и готовой продукции, лесоматериалов, очистные соору-
жения, станция гарантийного ремонта, площадка для отдыха, зоны,
озеленения, подъездные пути, площадка для испытания автомобилей
пробегом.
Расположение зданий, сооружений и транспортных путей должно
обеспечивать рациональное использование земельного участка и
наименьшие затраты капитальных вложений при соблюдении проти-
вопожарных норм и требований охраны труда. Кроме того, при
составлении схемы генерального плана необходимо стремиться
к минимуму транспортных путей и пересекающихся грузопо-
токов.
Эффективность использования участка, отведенного под'строи-
тельство, оценивается коэффициентами застройки и использования.
Коэффициент застройки представляет собой отношение площади,
занятой зданиями и сооружениями всех видов, включая очистные
сооружения, санитарно-технические и энергетические установки,
открытые площадки для погрузо-разгрузочных работ и подземные
сооружения, над которыми не могут быть размещены наземные
здания и сооружения. Таким образом, коэффициент застройки
характеризует плотность застройки участка и для нормальных
застроек не должен быть ниже 0,25—0,35, а для городских — 0,5. '
Коэффициент использования представляет отношение площади
застройки с добавлением площади всех открытых складов, площади
под бетонированными и асфальтированными площадками, рельсо-
выми и безрельсовыми дорогами к общей площади и характери-
зует степень использования участка. Площадь, занятая озеленением,
не включается в число используемой площади.
Авторемонтные предприятия, как правило, должны сооружаться
в одном корпусе, за исключением котельной, а в некоторых
случаях и склада готовой продукции (агрегатно-ремонтные за-
воды).
Изображение зданий и сооружений на схеме генерального плана
должно соответствовать принятым условным изображениям. Схема
генерального плана выполняется в масштабе 1 : 500; 1 : 1000.
К схеме генерального плана должна быть приложена экспликация
зданий и сооружений с указанием площади участка, площади за-
стройки и коэффициентов застройки и использования, а также
преимущественное направление ветров (роза ветров). В качестве
примера на рис. 211 показана схема генерального плана авторемонт-,
ного завода.
538

Рис. 211. Схема генерального плана авторемонтного завода с прямым потоком:
I — главный производственный корпус (производственная часть); II — главный
производственный корпус (административно-бытовая часть); III — вспомогательный
корпус отдела сбыта; IV — очистные сооружения мойки автомобилей; V — стоянка
отремонтированных автомобилей; VI — тяговая цепь; VII — площадка для хране-
ния платформ; VIII — площадка для хранения лесоматериалов; IX — площадка
для хранения металла и утиля; X — площадка для ремонтного фонда; XI — козло-
вой кран; XII — градирня; XIII — насосная станция оборотного водоснабжения;
XIV — резервуар нагретой воды; XV — склад кислородных и ацетиленовых бал-
лонов; XVI — волейбольная чплощадка; XVII — клумба; XV НГ — городошная
площадка; XIX — топливозаправочный пункт; XX — очистные сооружения для
дождевых вод; XXI — стоянка автомобилей индивидуальных владельцев; XXII —
площадка для отдыха; XXIII — колодец с фильтром; XXIV — резервуар для
стоков, содержащих масло
539

§ 113.	ОСНОВНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К проектированию зданий авторемонтных предприятий предъяв-
ляются такие же строительные, санитарные и противопожарные
требования, как и к другим промышленным предприятиям машино-
строительной промышленности. Проектирование зданий ремонтных
предприятий должно вестись с учетом применения унифицирован-
ных элементов сборных железобетонных конструкций. Одноэтаж-
ные здания, как правило, должны проектироваться с параллельно
расположенными пролетами одинаковой ширины и высоты. Однако
по технологическим условиям допускаются пролеты разной ширины
и высоты. Размеры пролетов и шагов колонн одноэтажных зданий
назначают кратными 6 м. В многоэтажных зданиях размеры про-
летов принимают кратными 3 м, а шаги колонн — кратными 6 м.
Размеры пролетов для зданий без мостовых кранов (с подвес-
ными кран-балками грузоподъемностью до 5 т и без крановых
устройств) принимают равными 12, 18 и 24 м, а для зданий, обору-
дованных мостовыми кранами, — 18, 24 , 30 м и более. Для одно-
этажных зданий без крановых устройств сечение унифицированных
t	Таблица 51
Высота помещений для одноэтажных зданий
Пролет, м	Здания с мостовыми кранами				Здания без мостовых кранов с высотой помещения, м
	Г рузоподъем- . ность крана, т	Отметка верха кон- солей колонн (м) при шаге колонн		Высота . помеще- ния, м	
		’ 6 м	12 м		
12	— 1	—	—	—	3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6,0
18; 24	10 10; 20 10; 20	5,2 5,8 7,0	4,6 5,4 6,6	8,4 9,6 10,8	4,8; 5,4; 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,6
18; 24 30	10; 20; 30 10; 20; 30	8,5 • 10,3	ЗД 9,9	12,6 14,4	—
колонн может быть 300 х 300; 300 х 450; 400 х 400; 500 х 500
и 500 х 600 мм, а для зданий, оборудованных крановыми устрой-
ствами , — 400 х 800; 500 х 800 мм.
Высота производственных помещений рассчитывается в зависи-
мости от габаритов установленного оборудования, типа подъемно-
транспортных устройств, выполняемых технологических операций
и округляется до величин, определяемых унификацией объемно-
планировочных решений,—табл. 51 II, 3, 6, 8].
540

Минимальная унифицированная высота пролетов разборочно-сбо-
рочных отделений с учетом снятия (установки) кабины (кузова)
при помощи мостового крана или монорельса принимается (м):
Для легковых автомобилей и грузовых грузоподъемностью
базовой модели до 1,5 т..............................Не менее 6
Для грузовых автомобилей грузоподъемностью базовой модели:
от 2 до 4 т .......................................... 7,2
от 4,5 до 12 т.......................„................ 8,4
Для большегрузных автомобилей ......................... 9,6
Расчетная высота помещения по разборке-сборке и испытанию
двигателей с учетом габаритов стенда и типа подъемно-транспорт-
ного оборудования приведена в табл. 52.
Таблица 52
Расчетная высота разборочно-сборочных отделений агрегатов
f Модель двигателя	Грузоподъ- емность применяемого крана, тали, т	Минимальная высота от пола до низа конструкций покрытия, мм		
		Монорельс с электриче- ской талью	Кран подвес- ной одно- балочный	Кран мосто- вой одно- балочный
ГАЗ-24	0,5	3250	3785	—
ГАЗ-53А; ГАЗ-66	0,5/1,0	3360/3545	4165/4285	—/3970
ЗИЛ-130;	0,5/1,0	3590/3875	4395/4515	—/4200
ЗИЛ-131; ЗИЛ-375	0,5/1,0	3590/3875	4395/4515	—/4200
ЯМЗ-236; ЯМЗ-238	1,0/2,0 *	4065/4240	4880/5005	4610/4570
Примечание. В числителе указана высота для подвесных кранов- с полной
длиной 10,8 м, в знаменателе — с полной длиной 16,8 м. Указанные значения высоты
должны быть округлены до ближайшей большей величины по табл. 51.
Высота складских помещений должна быть не менее 2,6 м,
а для складов, расположенных в подвале, — не менее 2,2 м.
Конструкция стен может быть несущей и каркасной. Несущие
стены воспринимают нагрузку и выполняются из кирпича или
блоков и выполняют функцию- ограждения. В каркасных стенах
нагрузка воспринимается железобетонными или стальными колон-
нами, а функция ограждения — стеновым заполнением из кирпича,,
блоков или панелей. Толщина наружных стен принимается в зави-
симости от климатических условий. Для средней полосы толщина
стен из кирпича может быть 38, 51 см; из бетонных блоков — 30—
40 см; из панелей — 20—25 см. Внутренние перегородки в зависи-
мости от назначения помещения могут выполняться кирпичными,
железобетонными, из гипсовых панелей, остекленные с нижней
деревянной частью, из металлической сетки. Кирпичными и бетон-
ными стенами изолируются пожароопасные и вредные для здоровья
541

помещения. Гипсовые панели применяются для бытовых и контор-
ских помещений. Оконные проемы должны быть кратны по высоте
60 см и по ширине 100 см; размеры окон по высоте: 1,2; 2,4; 3,6 м
и по ширине 2,0; 3,0; 4,0 м.
Двери в производственных и складских помещениях изготов-
ляются однопольными (шириной 1 м) или двупольными (шириной
1,5 и 2 м). Высота дверей обычно 2,4 м.
Размеры (м) проемов ворот (ширина х высота, м) по данным
Гипроавтотранса, для предприятий, ремонтирующих автомобили:
Легковые......................................   .	. . 3 Х2,6
Грузовые грузоподъемностью до 10 т....................3,5 X 3,2
»	»	свыше Ют................  .	4,5 X 4,2
Автобусы.............................................. 4,0 X 3,6
Здания административно-бытового назначения могут быть от-
дельно стоящими или пристроенными к производственному корпусу.
Для этих зданий принимается сетка колонн 6 х 6 м при ширине
здания или пристройки 12 и 18 м и высоте этажа 3,3 м. Допуска-
ется уменьшение ширины пристройки до 9 м.	-
§ 114.	ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ И САНИТАРНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Противопожарные требования. Наименьшие допустимые рас-
стояния между зданиями и сооружениями зависят от их огнестой-
кости. По пределу огнестойкости отдельных частей здания и соору-
жения разделяются на пять степеней (табл. 53).
Таблица 53
Характеристика зданий по огнестойкости
Степень огнестойкости здания	Конструктивные элементы здания		
	Сгораемые	Т рудносгораемые	Несгораемые
I И II	—	—	Все части здания
III	Совмещенные по- крытия	Междуэтажные и чердачные по- крытия, перего- родки	Все прочие эле- менты"
Z IV и V	Все части зда- ния, за исключе- нием противопо- жарных стен		
По пожарной опасности производственные и складские помеще-
ния авторемонтных предприятий делятся на пять категорий, ука-
занных в табл. 54.
542

Таблица 54
Классификация помещений по пожарной опасности
Катего- рия про- изводства	Производственные отделения - и склады	Примечание
А	Ацетиленовая газогенератор-	Окраска в распылительных
	ная станция. Малярное отделе- ние. Склад лакокрасочных ма- териалов	камерах допускается в помеще- ниях любой категории пожаро- опасности, если объем окрасоч- ной камеры составляет не бо- лее 5% от объема помещения, где установлена камера
Б	Склад горюче-смазочных мате- риалов	При хранении жидкости с тем- пературой вспышки паров от 28 до 120° ‘
В	Деревообделочное и обойное отделения. Склады горюче-сма- зочных материалов, резины,	В складе горюче-смазочных материалов допускается хране- ние жидкостей " с температурой
	основных . и вспомогательных материалов и смешанные скла- ды при хранении части изде- лий в упаковке и деревянной таре. Склад химикатов (кислот,	вспышки паров свыше 120 °C
-	щелочей, хромового ангидрида и т. п.)	-
Г	Испытательная станция дви- гателей, термическое, кузнечно- рессорное, сварочно-металлиза- ционное, медницко-радиатор ное отделения '	
д	- Все другие производственные и вспомогательные отделения, компрессорная, склады металла и запчастей	При зарядке аккумуляторов в специальных шкафах с инди- видуальным вентиляционным отсосом и количестве одновре- х менно заряжаемых батарей не более 4. Хранение запчастей без упаковки (коробок, ящиков)
При проектировании зданий должны быть предусмотрены эва-
куационные выходы. Проходы,'двери, ворота считаются эвакуа-
ционными выходами, если они. ведут:
1)	из помещения первого этажа непосредственно наружу или
через коридор, вестибюль, лестничную клетку;
2)	из помещений любого этажа, кроме первого, к лестничной
клетке, имеющей самостоятельный выход наружу или через вести-
бюль;
3)	из помещения в соседние помещения того же этажа, обеспе-
ченные выходами непосредственно наружу, или через лестничные
клетки при условии, что они имеют огнестойкость не ниже III сте-
пени и не относятся к категории А, Б,
543

Количество эвакуационных выходов из зданий или помещений
должно быть, как правило, не менее двух. Допускается проекти-
ровать одну дверь, ведущую к эвакуационным выходам из помеще-
ний любого этажа с числом работающих: 1) 5 чел. при площади пола
не более 110 м2 с производством категории А, Б; 2) 25 чел. при
Таблица. 55
Максимальные расстояния
до эвакуационного выхода
Катего- рия про- изводства	Степень огнестой- кости	Расстояние в зда- ниях, м	
		одно- этажных	много- этажных
А	I И II	50	40
Б	I И II	100	75
В	I и II	100	75
	III	80	60
	IV	50	30
	V	20	—
Г	I и II	Не ограничи- вается	
	III	100	60
	IV	50	. 40
	V	50	—
д	.1 и II	Не ограничи- вается	
	III	100	75
	IV	60	50
	V	50	40
площади пола не более 300 м2
с производством категории В;
3) 50 чел. при площади пола не
более 600 м2 с производством
категории Г и Д.
Расстояния от наиболее уда-
ленного рабочего места до бли-
жайшего эвакуационного выхо-
да принимаются в зависимости
.от категории производства и
степени огнестойкости зданий
(табл. 55).
При разработке схемы ге-
нерального плана необходимо
выдерживать нормы противопо-
жарных разрывов межуд зда-
ниями и сооружениями, уста-
Таблица 56
Противопожарные разрывы между
зданиями и сооружениями
Степень огнестойкости зданий и сооружений	Разрывы при степени огнестойкости другого здания или сооружения, м		
	I и II	ш	IV и V
I И II	Не нор- мируется	9	12
III	9	12	- 15
IV и V	12	15	18
новленные для генеральных планов промышленных предприятий
(табл. 56).	t
Наименьшие расстояния между зданиями, сооружениями и
открытыми наземными расходными складами принимаются по дан-
ным табл. 57. Расстояние от склада карбида кальция вмести-
мостью до 2 т до производственных помещений должно быть 10 м,
до жилых — 15 м.
Санитарные требования. При составлении генерального плана
вновь проектируемых или реконструируемых ремонтных предприя-
тий должны быть выдержаны требуемые нормами размеры сани-
тарно-защитной зоны до границы жилой застройки.
544

Таблица 57
Расстояние между зданиями и открытыми складами
Склады	Вместимость складов	Разрыв до зданий и сооружений со степенью огнестойкости		
		I и II |	Ш	IV и V
Каменного угля, т	До 5000 5000—10000	Не нор- мируется	6 9	12 15
Торфа, т	До 1000	15	24	30
	1000—J 0 000	18	30	36
Лесоматериалов и дров, м3	До 1000	' 12	15	• 21
	1000—10 000	15	24	30
Сгораемых материалов (щепы, опил- ки и т. п.), м3	До 1000	15	30	36
/ Бензина, керосина, дизельного топ-	- До 500	- 21	24	30
лива, спиртового лака, м3	500—1000	24	30	42
Смазочных материалов, м3	До 2500	21	24	30
Примечание. При подземном хранении легковоспламеняющихся или горючих
жидкостей указанные расстояния могут быть сокращены на 50%.
В соответствии с санитарной классификацией предприятий,
производств и объектов установлены следующие классы и размеры
защитных зон, м:
Класс I ............. 1000	Класс IV............. 100
Класс II............. 500	Класс V.............. 50
Класс III............ 300
Авторемонтные предприятия отнесены к типу машиностроитель-
ных производств (V класс) с защитной зоной 50 м, если в составе
предприятия нет.литейного цеха, и к IV'классу, когда имеется
литейное производство чугуна и стали до 10000 т/год, а цветных ме-
таллов до 100 т/год.
Санитарно-защитные зоны устанавливают для производств с тех-
нологическими процессами, являющимися источниками загрязне-
ния атмосферного воздуха вредными и неприятно пахнущими ве-
ществами, шума, вибрации и т. п. Цехи и отделения с такими тех-
нологическими процессами не следует размещать с наветренной
стороны для ветров преобладающего направления по отношению
к жилой застройке.
545

Для размещения кузнечно-рессорного, термического, малярного,
гальванического и испытательного отделений, выделяющих значи-
тельное число вредных газов, паров, пыли, избыток теплоты, сле-
дует проектировать, как правило, одноэтажные здания.
Объем производственных помещений для каждого работающего
должен составлять не менее 15 м3, а площадь производственных
помещений, ограниченных стенами или глухими перегородками, —
не менее 4,5 м2 на каждого работающего.
Размещение бытовых помещений в подвальных этажах допус-
кается только в том случае, если это вызывается специальными
требованиями или с разрешения Государственного санитарного
надзора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Апанасенко В. С., Игудесман Я. Е., Савич А. С. Проектирование авто-
ремонтных предприятий. Минск, «Вышэйшая школа», 1972. 240 с.
2.	Апанасенко В. С., Игудесман Я. Е., Савич А. С. Руководство по диплом-
ному проектированию автоэксплуатационных и авторемонтных предприятий.
Минск, «Вышэйшая школа», 1974. 127 с.
3.	Верещак Ф. П. и Абелевич Л. А. Проектирование авторемонтных пред-
приятий. М., «Транспорт», 1973. 326 с.
4.	Гальперин А. С., Шипков И. В. Прогнозирование числа ремонтов машин.
М., «Машиностроение», 1973. 111 с.
5.	Госстрой СССР. Санитарные нормы проектирования промышленных пред-
приятий. СН 245—71, М., Стройиздат, 1972. 95 с.
6.	Госстрой СССР. Вспомогательные здания и помещения промышленных
предприятий. Нормы проектирования СН и П II—М. 3—68. М., Стройиздат,
1970. 25 с.
7.	Госстрой СССР. Генеральные планы промышленных предприятий. Нормы
проектирования СН и П II—М. 1—71. М., Стройиздат, 1971. 22 с.
8.	Госстрой СССР.Производственные задания промышленных предприятий.
Нормы проектирования СН II—М. 2—72. М., Стройиздат, 1972. 18 с.
9.	Дергачев А. Ф. Организация и планирование предприятий по ремонту
автомобилей и дорожных машин. М., «Транспорт», 1969. 296 с.
10.	Дюмин И. Е., Какуевйцкий В. А., Силкин А. С. Современные методы
организации и технологии ремонта автомобилей. Киев, «Техника», 1970. 380 с.
11.	Егоров М. Е. Основы проектирования машиностроительных заводов.
М., «Высшая школа», 1969 . 480 с.
12.	Зеленков Г. И., Коля си некий Б. С. Проектирование предприятий по
ремонту дорожно-строительных машин. М., «Высшая школа», 1971. 238 с.
13.	Какуевицкий В. А. Основные предпосылки для выбора рациональных
концентраций и размещения предприятий по централизованному восстановле-
нию деталей. — В кн.: Автомобильный транспорт. Киев, «Техника», 1971,
№ 8. 29—34 с.
14.	КоксД., Смит В. Теория восстановления. М., «Советское радио», 1967. 292с.
15.	Крипицер М. В. Специализация авторемонтного производства. М.,
«Транспорт», 1968. 104 с.
16.	Левитский И. С. Организация ремонта и проектирование сельскохозяй-
ственных ремонтных предприятий. М., «Колос», 1969. 320 с.
17.	Лившиц Н. И. Оптимальное планирование развития и размещения
'специализированной ремонтной базы сельского ' хозяйства. Разд. III. М.,
ГОСНИТИ, 1970, вып. 5, 75 с.
18.	Малышев Г. А. Авторемонтное производство. М., «Транспорт», 1972. 197 с.
19.	Экономика химического машиностроения. Под ред. М. М. Пешковской.
М., «Высшая школа», 1971. 415 с.
546

ПРИЛОЖЕНИЯ
1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
Вид работ	% по типам предприятий					
	I	11' 1	1 111	!V |	v 1	i VI
Разборочно-моечные	10,4	8,7/6,5	7,8/7,9	5,1	12,1/12,9	14,5
Контрольно-сортиро- вочные	4, г	2,1/1,3	0,1	0,4	1,8/1,9	2,7
" Комплектование и се- лективный подбор	3,8	5,2/6,0	0,3	ЬЗ	5,2/5,4	8,9
Ремонт рамы	4,1	5,3/6,6	—	. —	—	—
Ремонт кабины и one-.	14,3	21,2/20,2	—	—	—	—
рения						
Ремонт платформы и деревообделочные работы	6,5	6,6/6,2	—	—	—	—
Медницко-радиаторные	1,4	6,0/6,7	—	—	—>	—
Шиномонтажные	1,1	2,3/2,0	1,0	1,0,	—	—
Обойные	1,9	2,1/1,5	5,7/6,2	12,4	—	—
Ремонт приборов элект-	2,5	5,2/1,8	3,8/4,8	4,0	12,3/12,4	—
рооборудования и систе- мы питания				1		
Аккумуляторные	0,5	—	—	—	— ,		L
Сборка и испытание	7,5	—	—		19,8/21,8	—
силового агрегата						
Сборка и ч испытание ведущего моста	2,0	—	—	—	—	25,1
Сборка и испытание пе- реднего моста	1,5	—	—	—	—	25,1
Сборка и испытание ру- левого управления	0,3	—	—	—	—	25,1
Сборка и испытание прочих агрегатов и узлов	2,6	—	—	—	—	25,1
Общая сборка и испы- тание автомобиля	П,1	10,7/19,2	8,3/10,2	10,9	—	—
Слесарно - механические	16,5	13,6/10,8	10,6/10,2	11,2	35,6/31,6	34,2
Сварочно-термические	3,1	3,2/2,7	2,9/2,6	1,8	4,1	5,5
Кузнечно-рессорные	1,3	'2,2/2,0	4,5/3,7	1,2	—	2,0
Гальванические	0,3	0,3/0,1	4,5/3,9	5,6	4,0	2,8
Ремонт деталей поли-	0,3	—	1,5	—	’ 1,4	—
мерными материалами						
Разборочно-сборочные по кузову	—	—	24,7/20,6	3,3	—	—
547

- Продотж. приложения
Вид работы	% по типам предприятий					
	I	II	Ш	IV 1	V	VI
Жестяницко-арматур- ные	—	—	2,6/3,7	17,1	—	—
Сварочные по кузову	—	—	1,0/2,7	6,7	—-	—
Столярно-стекольные	—	—	4,8/4,6	—	—	—
Малярные	2,8	1,8	8,5/8,3	12,1	1,0	1,5
Регулировка и устране- ние дефектов	—	2,9/6,4	1,8/1,6	3,7	2,7/2,5	2,8
Медницко-жестяницкие	—	—	6,3/6,1	2,2	—	—
Итого:	100	100	100	100	100	100
Примечание. Римскими цифрами обозначены следующие предприятия по ре-
монту: 1 —полнокомплектных грузовых автомобилей; Ц — грузовых автомобилей (в чи-
слителе— на базе готовых агрегатов с карбюраторными двигателями, в знаменателе —
с дизельными двигателями); /// — на базе готовых агрегатов автобусов с несущим кузо-
вом (в числителе — клепаной конструкции, в знаменателе — сварной конструкции); /V —
легковых автомобилей на баге готовых агрегатов; V — двигателей первой комплектности
(в числителе — карбюратор} ых, в знаменателе — дизельных); VI — коробок передач,
задних и передних мостов, карданных передач и рулевых управлений.
2. ОРИЕНТИРОВОЧНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ
КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА АВТОБУСОВ НА ГОТОВЫХ АГРЕГАТАХ
ПО ВИДАМ РАБОТ, %
Вид работы	Автобусы с несущим кузовом	
	клепаной конструкции	сварной конструкции
Наружная мойка	0,23	0,28
Разборка предварительная — воего В том числе:	6,60	6,70
снятие агрегатов	1,82	1,75
демонтаж электрооборудования	0,38	0,50 .
демонтаж пневматического с бор удо вания	0,50	0,75
предварительная разборка салона	3,90	3,70
Снятие старой краски	0,85	0,90
Мойка деталей	0,90	0,97
Дефектовка	0,07	0,07
Ремонт кузова на постах —всего В том числе:	33,05	30,45
слесарные по демонтажу, ремонту и мон- тажу кузова	25,15	19,45
• 548

Продолж. приложения
Вид работы	Автобусы с несущим кузовом	
	клепаной конструкции	сварной конструкции
жестяницкие	2,60	3,70
сварочные	1,00	2,70
столярные	1,90	2,00
стекольные	2,40	2,60
Окраска	7,75	8,50
Шиномонтажные	0,35	0,35
Сборка автобуса — всего	8,35	10,20
В том числе монтаж:		
агрегатов	4,55	5,80
электрооборудования	2,20	2,80
пневмооборудования	1,60	1,60
Испытание и обкатка	0,55	0,53
Регулировка и устранение дефектов	1,25	1,10
Изготовление и ремонт деталей и узлов—всего	34,65	35,25
В том числе:		
слесарные	6,20	6,60
х сверлильные	0,60	0,60
токарные	3,15	2,35
фрезерные	0,25	0,25
строгальные	0,15	0,15
кузнечные	2,45	1,70
штамповочные	0,60	0,60
сварочные	2,75	2,50
обойные	5,50	6,15
медницкие	0,75	0,80
жестяницкие	5,50	5,35
ремонт рессор	1,40	1,40
ремонт пневматического оборудования	0,90	1,60
ремонт электрооборудования и проводки	2,95	3,70
работы с пластмассами	1,50	1,50
Ремонт аккумуляторов	0,85	0,85
Гальванические (для кузова)	4,50	3,85
Итого	100,0	100,0
549

baa&sww'-i-i'-i-jA* S’wggbatjwwwwg о V	О	сл	ю	~	-	g	2 g J2	й	5 — слоооооз^^^	Е 2 СЛЮООО4^>>	л	S	® ОО	л	J5	л ®	.к	*. §52 2	*	*	Марка автомобиля
4^coooo4^4^totO'——- -J •— ОСЛСЛСЛОО-^СОООСЛСО СЛСЛООСЗОСО—ДООСЛООО	Двигатель с обо- рудованием и сцеплением
J^tOOCO^COtO tO^-*--*— *- ОСЛСЛО — ОО^СОСЛ^»— •— ОСЛООСОООЗСЛ СОСЗОЬЗ	Двигатель без оборудования
*—	tO tO	— tOOTCOtOCOO^iJ^tOtO»—	<—* ОС0О<СЛСО^1ООО>ОСС>СО	Коробка передач
4^ tO СО 03 СО СО tO tO‘ ►—	*- ООООЙ^СОООСОЙ^ООЮОСО > Сл	Карданная пере- дача
CO1—	COCOtOtO’—*>—-*—	»—L CO^tOO^aiCOtOtO-—	4^ ococoooooooo ototoco	Передний мост
4^tO--JOOtOOOtOtO Cn4^4^004^-44^Oi“-J^lOi	4^- 04^00-^1000.О	OOOOOCD	Задний мост
CorOCHiJ^CcCOrOtO*— —	—	*-* Goto4ooi--JCoCHtoootototo	Рулевое управ- ление
CO •— СОЮООС0СЛСЛСОСО4^.СЛГОСО О —4	“-J co co ГО о Сл о 03 co о ООСЛООСОООСОО —	Кузов
.	. . СЛ co to to CO to I	.	.	. tO^JO — СЛСО •	’слослоосл1	1	‘	‘	Кабина
1	1	4^	Сл	co'	CO	to	to	—	.	I	. 1	—j	сл	о	сл	to	•—1	to	1 ‘	1	О	О	О	to	О	CO	СЛ	*	*	1	Рама
«Запорожец» ЗАЗ-965 «Москвич-401» «Москвич-407», «Москвич-408» ГАЗ-21 «Волга» ГАЗ-69А УАЗ-451 УАЗ-451Д	;	Марка автомобиля
СлСлСлФаСОСОСОСЗ Юй^СОСЛСОСОООСл ООСЛООООО	Масса
СО СО СО 00	-1 ssss>>>> сл^сдД-ЦЦ^сл СЛ О СЛ 4^ СЛ	>» >	Марка автомобиля
4^4^4^4^00000010 Сл	to О -4 СОО^ОСЛСЛГО — оооооосло	Масса
>'>>>> •9»СО>С0СОСОСОСО <Ь	СП СЛ to to -<|СО*— СЛОООО -^ СЛСЛЬЭОООСЛО	Марка автомобиля
•—1	03	03	I-U	03	03	03	03 -J	СО	СО	СО	-4	4^	.03	СО toootocnooo оооооооо	Масса
. МАССА АВТОМОБИЛЕЙ, КГ

5. УДЕЛЬНЫЕ ПЛОЩАДИ СКЛАДСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ НА ОДИН ПРИВЕДЕННЫЙ КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ
ПОЛНОКОМПЛЕКТНОГО АВТОМОБИЛЯ, М2
Склад	Мощность авторемонтных предприятий в приведенных капитальных ремонтах автомобилей											
	500	1000	2000	3000	j 4000	| 5000	6000	| 7000	j 8000	| 9000	I 10 000	| 12 000
Запасных частей	0,150	0,105	0,082	0,071	0,062	0,059	0,055	0,052	0,050	0,048	0,045	0,042
Материалов и химикатов	0,103	0,087	0,0635	0,0516	0,0446	0,040	0,0364	0,0333	0,0313	0,0297	0,0280	0,026
Металлов	0,043	0,033	0,0253	0,0213	0,0193	0,0173	0,016	0,0147	0,0137	0,013	0,0123	0,0113
Заготовительное отделение	0,0213	0,013	0,008	0,0063	0,0053	0,0047	0,0040	0,0037	0,0033	0,003	0,003	0,0027
Топлива и смазочных ма- териалов	0,056	0,035	0,023	0,018	0,015	0,013	0,011	0,010	0,009	0,008	0,008	0,007
Центральный инструмен- тальный	0,0193	0,012	0,008	0,007	0,006	0,005	0,0047	0,0043	0,004	0,004	0,0037	0,0033
Сухих лесоматериалов	0,105	0,0593	0,032	0,023	0,018	0,015	0,013	0,012	0,0107	0,0097	0,009	0,0083
Сырых лесоматериалов	0,067	0,057	0,045	0,039	0,034	0,031	0,029	0,027	0,025	0,024	0,023	0,021
Утиля	0,0253	0,0183	0,0143	0,0120	0,0113	0,0107	0,0100.	0,0093	0,0087	0,0083	,0,0077	0,0070
Агрегатов	0,048	0,0317	0,0230	0,0200	0,0180	0,0163	0,0153	0,0140	0,0130	0,0123	0,0117	0,0117
Твердого топлива и шлака	0,074	0,053	0,038	0,031	0,026	0,023	0,021	0,0195	0,018	.0,017	0,016	0,0143
Комплектовочный	0,0430	0,030	0,0223	0,0193	0,0173	0,0160	0,0150	0,0140	0,0133	0,0127	0,0120	0,0113
Деталей, ожидающих ре- монта (накопления)	0,0330	0,0270	0,0260	0,0230	0,0223	0,0207	0,0200	0,0190	0,0180	0,0173	0,0167	0,0157

6. УДЕЛЬНЫЕ ПЛОЩАДИ СКЛАДСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ НА ОДИН ПРИВЕДЕННЫЙ КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ
КОМПЛЕКТА АГРЕГАТОВ, М2
Склад	Мощность авторемонтных предприятий в приведенных капитальных ремонтах агрегатов											
	500	1000	2000	3000	4000	5000	60Q0	7000	8000	9000	10 000	12 000
Запасных частей	0,114	0,100	0,073	0,062	0,058	0,050	0,046	0,043	0,041	0,039	0,037	0,034
Материалов и химикатов	0,0713	0,0630	0,050	0,0417	0,0370	0,0330	0,0303	0,0283	0,0263	0,0250	0,0230	0,0213
Металлов	0,0223	0,020	0,0170	0,0157	0,0143	0,0130	0,0123	0,0117	0,0110	0,0103	0,0100	0,0093
Заготовительное отделение	0,0143	0,0110	х0,0070	0,0063	0,0043	0,0037	0,0033	0,0030	0,0027	0,0027	0,0023	0,0023
Топлива и смазочных ма- териалов	•0,040	0,033	0,022	0,016	0,013	0,011	0,010	0,009	0,008	0,008	0,007	0,006
Центральный инструмен- тальный	0,0120	0,0103	0,0063	0,0050	0,0043	0,0037	0,0033	0,0030	0,0030	0,0030	0,0027	0,0027
Утиля	0,0200	0,0180	0,0140	0,0117	0,0103	0,0093	0,0087	0,0080	0,0077	0,0070	0,0067	0,0063
Агрегатов	0,110	0,093	0,073	0,067	0,060	0,053	0,050	0,047	0,043	0,040	0,037	0,033
Твердого топлива и шлака	0,0600	0,050	0,034	0,027	0,0233	0,0207	0,0187	- 0,0172	0,016	0,015	0,014	0,0125
Комплектовочный	0,0330	0,0283	0,0210	0,0180	0,0160	0,0143	0,0133	0,0123	0,0117	0,0110	0,0103	0,0093
Деталей, ожидающих ре- монта (накопления)	0,0170	0,0170	0,0170	0,0170	0,0170	0,0150	0,0147	0,0140	0,0133	0,0130	0,0127	0,0120
Примечание. Удельные	площади складских помещений на один приведенный капитальный ремонт, помещенные в										> таблице,	, преду-
сматривают следующие нормы хранения запасов: в комплектовочном складе — 10 дней; на складе запасных частей, твердого топлива и сырых лесоматериалов — 30; на остальных складах — 20 дней. При других нормах запаса площади соответственно изменяются.												

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Абсорбция 170
Автоматизированная линия 82,83
Агрегат 9, 73
Адгезия 99, 265, 304, 309
Алитирование 137
Амплитуда 134, 241, 407
Анод 138, 270, 271, 284
Анодное травление 276, 285
Антинакипин 169
Аргон 228, 234, 256
Асимметрия ПО, 395
Аустенит 220, 248
Ацетилен 226, 531	>
Баббит 190, 300, 411
Базы 30, 31, 32, 33
Базирование 33, 65, 340, 343
Базовая длина 38, 40
Базовая деталь 423, 425
Безотказность 148
Балансировка 4, 66, 361, 404
Бочкообразность 39, 47, 195
Бронза свинцовистая 190, 300
Векторы 46
Величина случайная 108,150
Вероятность отказа 130, 150
— безотказной работы 149, 150
Вибрация 133, 241, 405
Вибрационное обкатывание 355, 356
Внутренние напряжения 42, 208, 240,
249, 288, 315
Волнистость 195
Вспомогательное врёмя 346, 349
Выборка 29, 198
Выносливость 119, 370
Вязкость 94, 234, 380, 431
Гайковерт 426, 427
Гамма-процентный ресурс 149
Гарантийная наработка 150
Гигроскопичность 417, 420
Гистограмма 22
Головки наплавочные 242, 243
Горелка сварочная 226
Граненость 195 ,
Граничное трение 94, 95
Грунтовка 375, 377
Делительные устройства приспособлений 57
Дефекты деталей 4,141, 306, 364
Деформации 19, 20, 120, 194, 206, 210, 411
Динамометр 399
Дисбаланс 405, 409
Дисперсия случайной величины 159
Дисульфид молибдена 20, 431
Диффузия 136, 272
Доверительная вероятность 158
Долговечность вероятная 130, 148
— деталей 111, 128, 137, 161
— автомобилей 6, 17, 124, 135, 372
Допуск 196
—	на припуск 44
—	показателя качества 28
—	группового зазора 390, 391
—	- замыкающего звена 392
—	на несоосность 397
—	натяга 418
Железнение деталей 134, 282, 349
Жесткость 19, 61, 365
Жидкостное трение 94, 95
Закалка поверхностная 313, 314
Зазор минимальный допустимый 124, 126
127
наивыгоднейший 127
— при селективной сборке 388, 438
Зона термического влияния 220
Изнашивание 95, 100, 193
Износ допустимый 6, 89, 161, 392
— предельный 89, 115, 392
— деталей 11, 112
— приработки 430
Износостойкость 6, 193, 246, 275, 290,
314, 332
Изотермы 217, 219
Индуктор 313
Интенсивность изнашивания 101, 126
— отказов 149
— списания автомобилей 471
— восстановления 471
Интерполяция 4$4
Испытание на надежность 158
— двигателей 429
— коробки передач 44
— задних мостов автомобиля 450, 454
Катод 138, 270, 273, 288
Качество технического обслуживания
ремонта 3, 8, 144
—	поверхности 17, 38
—	капитального ремонта 163, 369
—	сборки двигателей 428
Кислород 531, 532
Классификация деталей 325, 326
Классы точности заготовок 14,16
— шероховатости поверхности 39, 40
Клеи 310, 311, 351
Клепка 366
Колебания упругие 135	- .
Комплектование 398
Конвейер 489
Конденсатор 293
Контроль годности деталей 175, 177, 178
— качества механической обработки 27, 196
Кооперирование 73
Конусность 46, 195, 361
Корпуса приспособлений 57, 59
Корсетность 46, 195
Корроаия 5, 130 135
Коррозионное разрушение 139, 140
Коэффициенты, зависящие от вида кривой
распределения 21
—	точность 26, 28, 196
—	асимметрии 109, 127
—	границ регулирования 28, 196
—	эффективной концентрации напряжений
—	концентрации напряжений 123
— чувствительности 123
— уровня качества 146
— технического использования 157
— технической готовности 158
— вариации 158
— годности деталей 184, 186
—	восстановления деталей 184, 187
—	теплопроводности 217
—	температуропроводности 218
—	плавления электродного материала 220
— потерь электродного материала 221
553

Нитроцементация 312
Номограмма 225, 349, 350, 351
Нормализация 61, 364, 511
Нормирование 60, 346
Нормы расстояний в цехах 496, 497,- 500,
' 501, 504, 505, 506, 507, 511, 519, 526
Обработка механическая 189, 340, 378
— тепловая 191, 511
— химикотермическая 312, 511
— анодно-механическая 190
— электроискровая 190, 232
— давлением 205, 503
— электромеханическая 25
Объем работ годовой 487
Овальность 46, 195, 361
Окраска кузова 378, 380, 381
Оксидирование 140
Операция технологическая 11, 60, 145
Основное и- оперативное время 347
Осадки 168
Осталивание (железнение) 282
Отжиг 229, 512
Отказ 142, 153
Отклонение среднеарифметическое 23, 108
— среднеквадратическое 23, 108, 153
Отпуск 512
Оценка случайной величины 109, ПО
Параметры качества поверхности 39
— потока отказов 149, 152
Пептизация 169, 170
Переходы 11
Перлит 194
Поверхностно-активные вещества 94. 169.
z 272
Подбор деталей по сопряжению 399
Погрешности 18, 21
— установки 38, 46, 343
— базирования 37, 341
Позиция 11	‘
Показатели надежности 150, 155
— уровня качества 27, 29, 145
Покрытия гальванические 9, 140, 189, 191
— лакокрасочные 140, 375
— электродные 223, 224, 229
Поле допуска ’25, 387, - 388
— рассеивания случайной величины 23
Поверхностный слой 48	г
Полимерные материалы 302, 411
Полирование 43, 47, 195
Плотность элементов 517
— распределения 130, 153, 468
—- восстановления 468, 471
Плазмотрон 259
Поляризация 271, 272
Пористость 245
Посадки с нагревом и охлаждением 415
— подшипников качения 439
Поток отказов 149, 152
Предел усталости 101, 121
— текучести 99, 413, 417
"Припои 298, 374
Приработка 124, 125, 429, 430
Припуски 43, 48, 344, 416
Приспособления 49, 50
Присадки к маслам 430, 431
Проволока 193, 230, 232, 235, 243, 247
Программа 60, 337, 339, 475, 480
Проектирование 323, 464, 465
Производительность краскораспылителей
— пневматических молотов 509
—• термических печей 512
— при сварке и наплавке 514, 515
— металлизационных аппаратов 515
— полировального оборудования 518-
Производство 7, 9, 12, 17, 460, 477, 489
Профилометр 41
Профилограф 41
Процессы, протекающие в автомобиле 5, 92
— производственные 10, 86
— долговечности деталей 334, 335
—	различных углов призмы 342
—	использования проволоки 352
—	риска 395
— 'зависящие от отношений диаметров де-
талей 412, 414
— линейного расширения 412; 418
— Пуассона 413, 418
— трения при запрессовке 415, 419, 440
— полезного действия 426, 433, 444-
—	отклонения от норм пробега 467
—	эффективности капитальных вложений
'473
—	потерь рабочего времени 73, 479
—	использования оборудования 480
—	приведения трудоемкости 482, 486
—	многостаночного обслуживания 503
—	плотности оборудования 495
—	использования грузоподъемности 525
—	спроса 492, 529, 530
—	- застройки 538
—	использования участка 538
— приведения массы 508
Кокиль 301
Краевой угол 170, 264, 265
Краны 524, 525
Критерий 115, 159, 330, 473
Лаковые отложения 168
Ликвация 302	<
Линейное программирование 473
Лужение 301, 403
Люминисцентный метод контроля 1*80
Мартенсит 194, 248, 295
Маршрут технологический 48, 61
Масса автомобилей и агрегатов £80
— приведенная деталь 508
— термически обрабатываемых деталей 512 .
Математическое ожидание 127, 159, 468
Материалы для напыления 262
— антифрикционные 300, 304
Медиана распределения 109, 111
Металлизация 250, 253, 257, 259, 263
Методы исследования точности 21
— контроля качества 26, 27
—- исследования износов 103, 106
—	оценки шероховатости 41
—	определения припусков 45, 48
—	сборки 73, 75
—	контроля скрытых дефектов 178
•	— выбора способа восстановления 329
—	расчета размерных цепей 393
—	организации' ремонта 460
—	определения потребности в | ремонте
468
—	оптимальной программы 473
Механизация 77, 167, 174, 212, 427
Механизированные приводы приспособ-
лений 55, 56
Микрогеометрия поверхности 195, 430
Микронеровности 356
Микроструктура 233, 248
Микротвердость 43, 193
Мода распределения 108, 111
Модуль упругости 99, 411, 422
зацепления 403
—	пластмасс 418 •
Моменты ПО, 429, 432, 452
Мощность 216, 257, 425, 433 s
Моющие средства 9, ПО, 171
Нагар 168, 172
Надежность 5, 17, 147, 156, 159, 421
Наклеп 42, 207, 208, 315
Накипь 169, 173
Наплавка 189, 215, 220, 232, 234, 239
Напыление 308, 309, 374
Наработка на отказ 148, 149, 155
Натяжение поверхностное 170, 264
Натяг посадки 194, 204, 411, 417, 449
Неисправность 5, 148
Никелирование 140, 515
554

—- технологические 10, 12, 59, 64, 284
— восстановления 468
— ремонта кузовов 369,- 376
Прочность когезионная 134
— адгезионная 134, 252, 267, 288
— усталостная 224, 248, 250, 268, 291, 314
—. осадков хрома и железа 289
— на срез и смятие 365	,
Работоспособность 124, 129, 135, 148
Рабочее место 11
Рабочий ход 12
Редуктор 433, 447	/
Размеры деталей 199, 127, 211
Размерные цепи 393
Распределение Симпсона 26
— нормальное 22, 23, 28, 154, 196
— Максвелла 26, 28, 196
—	экспоненциальное 155
—	усеченное нормальное 153
—	модуля разности 186
Распределение станков 503, 520, 522
Растворы моющие 170, 171
Расходы 337, 339, 475, 476
Реакция окисления 230, 231
Режимы наплавки 224, 233, 239
—	сварки чугунных деталей 227
— плазменной металлизации 257
— хромирования 275, 276, 277
—	электроискровой обработки 294
—	электромеханической обработки 297
—	упрочнения 317, 320
—	обработки деталей 345
Рекристаллизация 207
Ремонт 5, 6, 7, 144
Ремонтный фонд 475
Ремонтопригодность 148
Ремонтные размеры 359
Ресурс 149
Сборка 78, 79
—	узловая и общая 80
—	двигателя 81
—	селективная 385
Сварка деталей 215, 219
—	из серого чугуна 225, 227
—	из алюминиевых сплавов 228
—	в среде углекислого газа 229
Себестоимость 334, 337, 475
Сера 430
Система смазки проточная 432, 490
—	охлаждения двигателя 492
—	снабжения топливом 493
—	удаления выхлрпных газов 494
Скорость изнашивания 100
—	нагрева 200
—	струи распыляемых частиц 251
—	наплавки 238
—	резания металлопокрытий 345
Смазки 111, 128, 129, 410
Смачивание 170, 264
Смывки 174
Соединения деталей 76, 365, 373
Сорбит 194
Сохраняемость 148
Составы моющие 170
—эпоксидного клея 306
Спекание 266
Сплавы 14, 67, 137, 300, 344
Спектрограмма 446
Специализация 73, 462
Способы изготовления заготовок 13, 15, 16
— обработки деталей 60, 61. 65, 66
— очистки и мойки деталей 171
— восстановления деталей 188, 213
— центрирования шлицев 363
— окраски кузова 378
— сушки лакокрасочных покрытий 383
Срок гарантии 150
— безотказной работы 151
Срок службы 125, 126, 149
Сталь 137, 358, 363, 364, 365
Старение материала 5, 61
— литых заготовок 20, 354
Стенды 434, 441, 450, 453, 490
Структура 193, 252, 272, 288
Суперфиниширование 47, 194
Сушка лакокрасочных покрытий 383
Схема сборки 423,' 424
Такт сборки 73, 489
Твердость 61, 193, 248, 290, 319
Теплота 216, 217
Техническая норма времени 346
Технология изготовления деталей 65, 66
— восстановления деталей 352, 358, 364
Типизация технологических процессов 64,
324
Тормоз 434
Торсионный вал 443
Точность 17, 21, 26
— обработки цилиндрических поверх-
ностей 62, 63, 343
— сборки 165, 387
Трение 93, 98, 99, 128
Трещины 121, 221, 366
Троостит 194
Трудоемкость 165, 365, 480
Ударная вязкость 304
Удельная площадь 551, 552
Удельное давление 411, 413, 437
Удельные капитальные вложения 473
Удельный расход топлива 434
Углы установки колес 452
Улучшение 364
Ультразвуковая очистка 172
Ультразвуковой -контроль 181
Упрочнение 121, 21 1, 294, 295
—	поверхностной закалкой 313
—	пластическим деформированием 315
— электромеханической обработкой 319
Уравновешенность 406, 410
Уровень качества 145, 146, 191
Усилие запрессовки 414, 418
Усталость металла 119, 131, 139
Установ 11
Физикомеханические свойства
—поверхности 38, 346
—пластмасс 304, 305, 418	1
Флюсы 226, 229, 238, 247, 299
Фонды .времени 73, 479
Фосфатирование 140, 430
Фреттинг-коррозия 95, 98
Функция 22, 24, 25, 154, 186,- 468, 471
Хонингование 43, 354
Хромирование 269, 273, 275, 277, 279
Хронометраж 348
Центробежная сила 405
Цементация 312, 512
Чугун 65, 137, 352, 365, 411
Шероховатость поверхности 17, 29,- 38
47, 194, 204, 261, 318, 361, 430
Шлифование хромированных деталей 345
— шеек чугунных коленчатых валов 360
Шпаклевка 375, 376
Штамповка 15, 16, 66, 364, 377
Штучно-калькуляционное время 347
Эквивалент углерода 221, 222
— электрохимический 270
Эксплуатационные свойства 245, 287, 331
Эксцесс 110
Электроды 222, 224, 227, 271, 353
Электродный потенциал 138, 271
Электролиз 191
Электролиты 138, 193
— хромирования 273, 276, 277, 278, 279,280
— железнения 283
Элементы приспособлений 5Ю, 51
зажимные 52, 63
— направления 55
Эмали 377', 378
Эмульсия 169
Эпоксидный клей 352

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .......................................................  3
Введение ................................................  ............ 5	.
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ АВТОСТРОЕНИЯ
Глава I. Производственный и технологический процессы ......	10
§ 1.	Основные понятия и определения............................ —
§ 2.	Типы машиностроительных производств...................... 12
Глава II. Способы изготовления заготовок деталей..................... 13
§	3.	Изготовление заготовок литьем........................... 14
§	4.	Изготовление заготовок давлением........................ 15
§	5.	Получение заготовок другими способами................... 16
Гл а в а	III. Точность механической обработки деталей............... 17
§	6.	Понятие о точности и погрешностях обработки.............. —
§	7.	Статистические методы исследования точности............. 21
Глава IV. Базирование деталей........................................ 30
§	8.	Виды баз и их выбор...................................... —
§	9.	Примеры базирования...................................   33
Г л а в а V. Качество поверхности..................................   38
§ 10.	Характеристика качества поверхности....................... —
§ 11.	Методы оценки шероховатости и состояния поверхностного
слоя........................................................... 41
Глава VI. Припуски на обработку...................................... 43
§ 12.	Основные понятия и определения............................ —
§ 13.	Методы определения припусков............................  45
Глава VII. Станочные приспособления и их элементы.................... 49
§ 14.	Назначение и классификация приспособлений...........  .	—
§15.	Элементы приспособлений.................................. 50
Г л а в а V111. Методика разработки технологических процессов обработки
деталей ......./...................................................... 59
§ 16.	Исходные данные и последовательность разработки............ —
§ 17.	Типизация технологических процессов....................... 64
§ 18.	Пример технологического процесса изготовления деталей ...	66
Глава IX. Основы технологии сборки автомобилей........................ 73
§ 19.	Методы сборки ..........................................
§ 20.	Виды соединений деталей и способы их осуществления......	76
§ 21.	Сборка двигателя.......................................... 80
Список литературы......................................................84
556

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ/
ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ
Глава X. Основные понятия и определения................................. 86
§ 22.	Производственный и технологический процессы ремонта
автомобилей ..................................................... —
§ 23.	Особенности технологии ремонта автомобилей ................. 90
Глава XI. Процессы, приводящие к потере автомобилем работо-
способности .......................................................... 92
§ 24.	Характеристика вредных процессов, приводящих к отказам
автомобиля................*...................................... —
§ 25.	Износ деталей............................................... 93
§ 26.	Потери работоспособности деталей из-за усталости металла ... 119
§ 27.	Нарушение начальных посадок сопряжений деталей ....	124
§ 28.	Условия эксплуатации....................................... 128
§ 29.	Коррозионные повреждения деталей и узлов................... 135
§ 30.	Дефекты деталей и отказы автомобилей....................... 141
Глава XII. Обеспечение качества и надежности при восстановлении
работоспособности автомобилей........................................ I44
§ 31.	Показатели и оценка уровня качества ремонта автомобилей . .	—
§ 32.	Надежность автомобилей..................’.................. 146
§ 33.	Обеспечение надежности автомобилей	в	процессе	их	ремонта	159
§ 34.	Основы управления качеством ремонта	автомобилей	.	,	.	.	.	163
Глава ХИГ. Разборочно-моечные процессы при ремонте автомобилей 166
§ 35.	Разборка автомобилей .................................. —
§ 36.	Очистка и мойка узлов и деталей.................... 168
Глава XIV. Контроль, сортировка и способы восстановления деталей 175
§ 37.	Контроль и сортировка деталей................................ —
§ 38.	Определение коэффициентов годности и восстановления де-
талей ......................................................... 184
§ 39.	Способы восстановления деталей............................. 188
§40.	Технологические основы ’ обеспечения оптимального уровня
качества восстановленных деталей............................... 190
Глава XV. Восстановление деталей способами ремонтных размеров
и дополнительных деталей...........................................   199
§ 41.	Восстановление деталей под ремонтный размер . . . .....
§ 42.	Восстановление деталей способом дополнительных деталей 203
Глава XVI. Восстановление деталей давлением............................ 205
§ 43.	Назначение и сущность способа................................ —
§ 44.	Применение способов давления для восстановления деталей 209
Глава XVII. Восстановление деталей сваркой и наплавкой.............	215
§ 45.	Общие сведения .............................................. —
§ 46.	Восстановление стальных деталей сваркой и наплавкой откры-
той дугой..................................................  .	222
§ 47.	Особенности восстановления деталей из серого чугуна ci аркой 225
§ 48.	Особенности восстановления деталей из аллюминиевых спла-
вов сваркой....................-............................... 228
§ 49.	Восстановление деталей сваркой и наплавкой в среде угле-
кислого газа .................................................. 229
§ 50.	Восстановление деталей автоматической наплавкой под флюсом 234
§51.	Восстановление деталей вибродуговой наплавкой.............. 239
§ 52.	Эксплуатационные свойства наплавочных металлопокрытий 245
557

Глава XVIII. Восстановление деталей металлизацией.................. 250
§ 53.	Сущность процесса и структурные особенности металли-
зационных покрытий.....................................	. . . .	—
§ 54.	Плазменно-дуговая металлизация......................... 253
§ 55.	Другие виды металлизации............................ 257
§56.	Процесс подготовки, нанесения и обработки металлизационных
. покрытий ............................................., . .	261
§ 57.	Эксплуатационные свойства металлизационных покрытий . .	263
Глава XIX. Восстановление деталей электролитическими покрытиями 269
§ 58.	Общие сведения...........................   .-......... —
§ 59.	Хромирование деталей............................;	. . . .	273
§ 60.	Железнение деталей . . .*.............................. 282
§ 61.	Технологический процесс хромирования и железнения деталей 284
§ 62.	Эксплуатационные свойства электролитических покрытий
хромом и железом............................................. 287
Глава XX. Применение электрических способов обработки металлов
для восстановления деталей......................................... 292
§ 63.	Электроискровая обработка металлов . .................. —
§ 64.	Электромеханическая обработка металлов . .............. 295
Глава XXI. Восстановление деталей паянием и заливкой антифрик-
ционными сплавами................................................... 297
§ 65.	Восстановление деталей паянием......................... —
§66.	Восстановление деталей заливкой антифрикционными сплавами 300
Г л а в а XXII. Восстановление деталей полимерными материалами ....	302
§ 67.	Основные полимерные материалы, применяемые при ремонте
автомобилей, и их физико-механические свойства...............
§ 68.	Применение ' полимерных материалов для восстановления —
деталей..................................................... 305
Г л а в а XXIII. Упрочнение деталей в процессе их восстановления ...	312
§ 69.	Упрочнение деталей поверхностной закалкой............. 313
§ 70.	Упрочнение; поверхностным пластическим деформированием
(наклепом)................................................... 315
§ 71.	Упрочнение деталей электромеханической обработкой . . .	319
Глава XXIV. Основы разработки технологических процессов восста-
новления деталей.........................................-........... 321
§ 72.	Методы технологии, применяемые в авторемонтном произ-
водстве ..................................................... —
§ 73.	Содержание и оформление технологического процесса, исход-
ные данные для его проектирования............................ 323
§ 74.	Типизация технологических процессов восстановления деталей 324
§ 75.	Критерии и метод выбора способа восстановления деталей . .	329
§ 76.	Последовательность операций и особенности механической
обработки при восстановлении деталей......................... 340
§ 77.	Техническое нормирование при разработке технологических ,
процессов восстановления деталей.......................... . . .	346
Глава XXV. Технология восстановления типовых деталей и рам авто-
мобилей ...................................................    352
§ 78.	Восстановление	корпусных деталей....................... —
§ 79.	Восстановление	деталей класса валов....................... 358
§ 80.	Восстановление	деталей класса рычагов .................... 364
§ 81.	Восстановление	рам автомобилей............................ 365
Глава XXVI. Технология восстановления кузовов...................... 369
§ 82.	Неисправности кузовов и подготовка их к ремонту	—
558

§ 83.	Ремонт кузовов .......................................
§ 84.	Окраска кузовов.......................................
Глава XXVII. Обеспечение точности сборки при ремонте автомобилей . .
§ 85.	Селективная сборка в авторемонтном производстве.......
§ 86.	Взаимное расположение деталей в узлах и механизмах....
§ 87.	Комплектование и подбор деталей . ....................
Глава XXVIII. Балансировка деталей и сборка соединений............
§ 88.	Балансировка деталей..................................
§ 89.	Сборка соединений с натягом ..........................
§ 90.	Особенности сборки резьбовых соединений...............
Глава XXIX. Сборка и испытание агрегатов и автомобилей............
§ 91.	Организационные формы сборки......................‘
§ 92.	Особенности сборки и испытание двигателей.........• •
§ 93.	Особенности сборки и испытание коробок, передач . „ ?. . .
§ 94.	Особенности сборки и испытание задних мостов..........
§ 95.	Особенности сборки передних мостов и рулевых управлений
§ 96.	Общая сборка и испытание автомобиля...................
Список литературы................................  ч	. . ........
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Глава XXX. Общие вопросы проектирования.......................  .
§ 97.	Авторемонтное производство и его особенности..........
§ 98.	Задание на проектирование........................... . .
§ 99.	Стадии проектирования и состав проекта................
§ 100.	Методы определения потребности в ремонте автомобилей . . .
§ 101.	Методы определения оптимальной программы и территориаль-
ного размещения предприятия.................................
§ 102.	Структура предприятия и фонды времени................
§ 103.	Определение годовой приведенной программы и трудоемкости
работ ......................................................
§ 104.	Определение годового объема работ предприятия........
Глава XXXI. Особенности проектирования отделений производствен-
ных цехов ........................................................
§ 105.	Разборочно-сборочные цехи............................
§ 106.	Кузовной цех........................................
§ 107.	Цех восстановления деталей..........................
Глава XXXII. Вспомогательное производство, внутризаводской транс-
порт и складское хозяйство . . ....................................
§ 108.	Вспомогательное производство . . ...................
§ 109.	Внутризаводской транспорт ......................	. . .
§ ПО.	Складское хозяйство.................................
Глава XXXIII. Определение потребности предприятия в энергоре-
сурсах ............................................................
Глава XXXIV. Компоновка производственного корпуса и схема гене-
рального плана ...................................................
§ 111.	Основные сведения по компоновке.....................
§ 112.	Схема генерального плана............................
§ 113.	Основные строительные требования ...................
§ 114.	Противопожарные и санитарные требования.............
Список литературы......................  .	. . ..................
Приложения................................................‘.......
Предметный указатель..........................
372
375
385
393
398
404
411
421
423
428
437
447
452
454
455
460
463
464
466
473
477
480
486
487
488
497
502
520
523
526
52&
534
538
540
542
546
547
553

Викторин Арсеньевич ШАДРИЧЕВ
ОСНОВЫ
ТЕХНОЛОГИИ
АВТОСТРОЕНИЯ
И РЕМОНТ
АВТОМОБИЛЕЙ
Редакторы издательства: В. П. Васильева и Р. Н, Михеева
Переплет художника Н. И. Абрамова	к
Технический редактор Т. П. Малашкина
Корректоры Н. В. Семенова и 3. С. Романова
Сдано в производство 1/XII 1975 г. Подписано к печати 2/1V 1976 г. М-22182.
Формат бумаги бОХЭО1/^. Бумага типографская № 3. Печ. л. 35. Уч.-изд. л. 37,2.*
. Тираж 40 000 экз. Зак. № 273. Цена 1 р. 51 к.
Ленинградское отделение издательства «МАШИНОСТРОЕНИЕ»
191065, Ленинград, Д-65, ул. Дзержинского, 10
Ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское производственно-техническое
объединение «Печатный Двор» имени4А. М. Горького Союзполиграфпрома
лри Государственном комитете Совета Министров СССР
гпо делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
197136, Ленинград, П-136, Гатчинская ул., 26.