П.К. Логинов, О.Ю. Ретюнский - Способы и технологические процессы восстановления изношенных деталей (1038480), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Основное место среди технологических отказов автомобилей занимает двигатель – это до 43 % отказов. Примерно85 % деталей восстанавливают при износе не более 3 мм, т. е. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины. Нанесение металла на несущие поверхности с последующей механической обработкой позволит многократно использоватьдеталь.25Эффективность и качество восстановления деталей в значительнойстепени зависит от технических возможностей способа, обеспечивающего необходимый уровень эксплуатационных свойств. В зависимостиот характера устраняемых дефектов, все способы восстановления деталей подразделяются на три основные группы: восстановление деталейс изношенными поверхностями, механическими повреждениями и сповреждениями противокоррозионных покрытий.Рис.
2.1. Классификация способов восстановления деталейДоля восстанавливаемых наружных и внутренних цилиндрических поверхностей составляет 53,3 %, резьбовых – 12,7 %,шлицевых – 10,4 %, зубчатых – 10,2 %, плоских – 6,5 %, все остальные – 6,9 %.На рис. 2.1 приведена классификация способов восстановления деталей, которые нашли применение в ремонтном производстве и обеспечивают необходимые эксплуатационные характеристики деталей.Объемы восстановления деталей на АРП определяются наличием соответствующих по наименованию и цене запасных частей.262.2. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО СПОСОБАВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙИзвестно более 100 способов устранения дефектов деталей при ихвосстановлении.
Однако качество и стоимость работ по восстановлениюдеталей разными способами неодинаковы. Для обеспечения возможности целенаправленного выбора оптимального способа восстановленияразработан ряд критериев. В частности, В.А. Шадричевым рекомендованы три следующих критерия [5]:1) критерий технологической применимости, который учитываетреальность выполнения техпроцесса восстановления данным способом.При помощи этого критерия отбирают все способы, которые могут бытьприменены, но без ответа на вопрос о том, какой из них наилучший;2) критерий долговечности КД , который позволяет оценить способвосстановления с точки зрения относительной величины ресурса деталипосле ее восстановления,(2.1)где Рв, Рн – ресурс (долговечность) детали соответственно после восстановления и новой детали.
Рекомендуемое значение КД для детали, восстанавливаемой в первый раз, должно составлять не менее 0,8;3) технико-экономический критерий, который определяется по величине относительных затрат на восстановление детали,(2.2)где Св Сн – стоимость соответственно восстановленной и новой деталей;Кпр – коэффициент приведения к реальным условиям, определяемый поформуле:,(2.3)где Корг.рем – коэффициент, учитывающий условия организации ремонта(если ремонтные работы выполняются в крупной СТО или АТО, то этоткоэффициент будет близок к 0,1; если в частной мастерской, то значительно выше 0,5); Ксв – коэффициент, учитывающий связи производстваи потребителя (если ремонт автомобиля ВАЗ осуществляется в г.
Тольятти, где имеется полная обеспеченность запасными деталями, то этоткоэффициент будет очень мал, но если тот же автомобиль будет ремонтироваться, скажем, на Сахалине, то Ксв может увеличиться до 0,8 ивыше); Ккон.сп – коэффициент, учитывающий конъюнктурный спрос наданную деталь в условиях рыночных взаимоотношений.27Реальное значение коэффициента Кпр находится в пределах0,2...0,9.
Однако в отдельных случаях, например при решении вопроса овосстановлении деталей автомобиля иностранной марки, в связи с дефицитностью деталей этот коэффициент может значительно превышатьединицу.Автор полагает, что к рекомендованным В.А. Шадричевым критериям необходимо добавить еще один – критерий экологичности процесса восстановления, который может оцениваться по суммарному показателю – объему вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу или сливаемых в водный бассейн в результате восстановления данной детали.Например, стоимость восстановления детали хромированием вбольшинстве случаев выше стоимости новой, в то же время долговечность хромированной детали в 2–3 раза больше, чем у новой.
Казалосьбы, целесообразно широко применять процесс хромирования. Однакоздесь начинают диктовать свои требования условия экологичности технологического процесса. Действительно, хромирование, травление идругие процессы, применяемые при гальваническом осаждении покрытий на восстанавливаемые детали, сопровождаются выбросами в атмосферу кислотных паров, отравляющих окружающую среду, и поэтомуявляются нежелательными.Исходя из приведенных критериев, наиболее целесообразно восстановление деталей партиями на специализированных ремонтных заводах, где техпроцесс является отлаженным, типовым.В настоящее время на зарубежных заводах до начала выпуска автомобилей новой марки оценивается номенклатура восстанавливаемыхдеталей, т.е. заблаговременно подготавливается обеспечение процессаповторного использования автомобилей. Этот процесс предусматриваетполную утилизацию устаревших или поврежденных автомобилей и создание условий для восстановления всех деталей, кроме практически невосстанавливаемых.Построить математические модели оптимизации способов восстановления деталей автомобилей очень сложно.
Тем не менее есть попытки их построения (В.А. Наливкин) с использованием математическогометода планирования экстремальных экспериментов, т.е. многофакторных экспериментов. Существуют три формы организации восстановления деталей автомобилей:1) при капитальном ремонте на рабочих местах ремонтных цеховАРЗ;2) в специализированных цехах или в выделенных участках АРЗ;283) в специализированных организациях (централизованное восстановление), что реализуется в ряде зарубежных авторемонтных фирм дляодномарочных автомобилей.2.3.
СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВАРКОЙ2.3.1. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА СВАРКИСваркой называется процесс получения неразъемных соединенийпосредством установления межатомных связей между свариваемымичастицами при их местном (общем) нагреве или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.Сущность сварки заключается в сближении элементарных частицсвариваемых частей настолько, чтобы между ними начали действоватьмежатомные связи, которые обеспечивают прочность соединения.Все технически важные металлы при обычной температуре – этотвердые кристаллические тела, при сварке которых возникают некоторые трудности: образование трещин, окисление, деформация металла икоробление изделия, снижение механических свойств металла в зонесварки.
Отрицательное влияние часто оказывают пленки окислов различных загрязнений на поверхности металлов. Для осуществлениясварки необходимо сблизить большое количество атомов поверхностейсоединяемых металлов на очень малые расстояния, т.е. привести их всоприкосновение. Такому сближению препятствует высокая прочностьи твердость металла: его атомы прочно удерживаются в узлах кристаллической решетки и малоподвижны.Твердость металла и жесткость кристаллической решетки можноослабить нагревом.
Чем выше температура нагрева, тем мягче металл иподвижнее его атомы. При нагреве до температуры плавления металлстановится жидким, атомы в нем легко перемещаются, поэтому для сваривания достаточно расплавить немного металла у соединяемых кромок. Жидкий металл обеих кромок сливается в общую сварочную ванну. Образование общей ванны вследствие подвижности атомов в жидком металле происходит самопроизвольно (спонтанно) и не требуетприложения каких-либо усилий. По мере охлаждения расплавленныйметалл затвердевает и прочно соединяет свариваемые детали.Известен и другой способ сварки, когда сильно сжатый металл течет подобно жидкости при обычной температуре.
В этом состоянии металлы свариваются, срастаясь в монолитное целое, с полным исчезновением границы раздела. Взяв две детали, приведя их в соприкосновение и сдавив с такой силой, чтобы металл обеих деталей в стыке совместно деформировался и тек подобно жидкости, получим сварное соеди29нение деталей. Это будет сварка давлением. Пластическое деформирование металла под давлением называется осадкой.Сварка давлением значительно облегчается и упрощается подогревом металла, поэтому в большинстве случаев сварка давлением используется с одновременным подогревом металла ниже точки его плавления.Следовательно, различают сваркуплавлением (металл нагревается доплавления, при этом осадка, как правило,не требуется) и многочисленными способами, в которых используется давление и производится осадка, для облегчения которой металл подогревается.На использовании этих двух основных факторов (нагрев металлу и егоРис.
2.2. Схема сварки (наплавки) деталей сварочной дугой: осадка), которые применяются в различных комбинациях и соотношениях, бази1 – расплавленный метал;руются многочисленные способы сварки,2 – граница расплава;3 – электрическая дуга;используемые в современном произ4 – электрод; 5 – детальводстве.Детали соединяются между собой благодаря расплавлению металлакраевых частей соединяемых элементов и дополнительного металла,вводимого в зону расплава в виде присадочного материала (проволока,порошок, стержни и т.п.). Соединение получается цельным и прочным.1.
Существуют следующие виды сварки плавлением:– электродуговая открытой дугой;– ацетиленокислородная плавящимися электродами;– электродуговая под флюсом;– аргонодуговая.2. Сварка и наплавка осуществляются в электрической дуге илипри горении газа, когда выделяется большое количество теплоты, достаточное для расплавления металла поверхностного слоя детали и металла, вводимого в эту же зону (рис. 2.2). При электродуговой сваркеКПД полезного использования теплоты в случае проведения процессаоткрытой дугой составляет 0,5...0,7, в защитном газе – 0,5...0,6, подфлюсом – 0,8...0,85.3.
Производительность наплавки плавящимся электродом определяется массой G г, металла, расплавленного за время горения дуги:(2.4)где αР – коэффициент плавления металла электрода, г/(А·ч);30I – сила тока, А;τ0 – основное время наплавки (время горения дуги), ч.Зная величину G и учтя потери на испарение и разбрызгивание,можно определить фактическую массу Gн, г, наплавленного металла:(2.5)где ψ – коэффициент потерь металла электрода при наплавке, %.При наплавке электродами с толстым покрытием ψ = 5...10 %, приавтоматической наплавке под флюсом ψ = 1...
1,5 %, при наплавке в углекислом газе ψ = 5...15 %.Для предупреждения образования трещин под действием внутренних остаточных напряжений растяжения применяется общий или местный подогрев деталей из легированных сталей перед сваркой или наплавкой. Температура подогрева, °С, определяется с помощью эмпирического соотношениягде С э– эквивалентное содержание углерода в материале детали.(2.6)где h – толщина детали, мм.Пример. Определим температуру подогрева детали толщиной70 мм из стали 40ХНМ2 при проведении наплавки.Выписываем содержание основных элементов стали 40ХНМ2 и вскобках приводим среднее значение(2.7)Теперь подставим средние значения в формулы (3) и оценим искомые значения Сэ и tпод.5.
Ручная сварка и наплавка открытой дугой осуществляются электродами, тип и марка которых зависят от вида материала деталей.Типы применяемых электродов. Для низкоуглеродистых и низколегированных сталей применяются:31при сварке – электроды (Э) типов Э-34, -38, -42, -46, где цифрыобозначают предел прочности при растяжении;при наплавке – электроды наплавочные (ЭН) типов ЭН-15ГЗ-25,-18Г4-35, -20Г4-40, где использованы следующие обозначения (для первого электрода):15-сотые доли процента С; Г – легирующий элемент марганец; 3процентное содержание Мn; 25 – твердость HRC без дополнительнойтермообработки.Для сварки легированных деталей автомобилей используют электроды марок УОНИ-13/45 и -13/55.Для восстановления изношенных деталей средней твердости ручной электродуговой наплавкой применяются электроды (цифры показывают твердость наплавленного металла по Бринеллю) ОЗН-300, -350 и-400 со стержнями из легированной проволоки соответственно ЭН15ГЗ-25, -18Г4-35 и -20Г4-40.Наплавка электродами УОНИ и ОЗН ведется при обратной полярности (деталь – «минус», электрод – «плюс») и силе сварочного токаI, А, определяемой эмпирическим соотношением(2.8)где d – диаметр электрода, мм; k, A/мм, – коэффициент, зависящий от d:d, мм1...2;3...4;5...6;k, А/мм25...30;30...45;45...60.Состав покрытия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
