Восстановление корпуса водяного насоса автомобиля ГАЗ-66

При рекомендации способов устранения дефектов, также опираются на богаты опыт по технологии восстановления деталей накопительные отечественные и зарубежные авторемонтные предприятия.

1.3 Описание дефектов

Ошибки конструирования, нарушения технологического процесса производства, технического обслуживания и ремонта автомобилей, а также эксплуатация приводят к возникновению дефектов. Дефектом называют каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией.

Дефекты деталей по месту расположения можно подразделить на локальные (трещины, риски и т.д.), дефекты во всем объеме или по всей поверхности (несоответствие химического состава, качества механической обработки и т.д.), дефекты в ограниченных зонах объема или поверхности детали (зоны неполной закалки, коррозионного поражения, местный наклеп и т.д.). Данное местонахождение дефекта может быть внутренним (глубинным) и наружным (поверхностным и подповерхностным).

По возможности исправления дефекты классифицируют на устраняемые и не устраняемые. Устраняемый дефект технически возможно и экономически целесообразно исправить. В противном случае это не устраняемый дефект.

По отражению в нормативной документации дефекты делят на скрытые и явные. Скрытый дефект - дефект, для выявления которого в нормативной документации не предусмотрены необходимые правила, методы и средства контроля. В противном случае это явный дефект.

По причинам возникновения дефекты подразделяют на конструктивные, производственные, эксплуатационные. Конструктивные дефекты - это несоответствие требованиям технического задания или установленным правилам разработки (модернизации) продукции. Причины таких дефектов - ошибочный выбор материала изделия, неверное определение размеров деталей, режима термической обработки. Эти дефекты являются следствием несовершенства конструкции и ошибок конструирования. Производственные дефекты - несоответствие требованиям нормативной документации на изготовление, ремонт или поставку продукции. Производственные дефекты возникают в результате нарушения технологического процесса при изготовлении или восстановлении деталей. Эксплуатационные дефекты - это дефекты, которые возникают в результате изнашивания, усталости, коррозии деталей, а также неправильной эксплуатации. Наиболее часто встречаются следующие эксплуатационные дефекты: изменение размеров и геометрической формы рабочих поверхностей; нарушение требуемой точности взаимного расположения рабочих поверхностей; механические повреждения; коррозионные повреждения; изменение физико-механических свойств материала деталей.

Дефекты, возникающие у сборочных единиц - потеря жесткости соединения; нарушение контакта поверхностей, посадки деталей и размерных цепей. Потеря жесткости возникает в результате ослабления резьбовых и заклепочных соединений. Нарушение контакта -- это следствие уменьшения площади прилегания поверхностей у соединяемых деталей, в результате чего наблюдается потеря герметичности соединении и увеличение ударных нагрузок. Нарушение посадки деталей вызывается увеличением зазора или уменьшения натяга. Нарушение размерных цепе происходит благодаря изменению соосности, перпендикулярности, параллельности и т. д., что приводит к натре у деталей, повышению нагрузки изменению геометрической формы, разрушению деталей;

Дефекты, возникающие у деталей в целом - нарушение целостности (трещины, обломы, разрывы и др.), несоответствие формы (изгиб, скручивание, вмятины и др.) и размеров деталей. Причины нарушения целостности (механические повреждения) деталей -- это превышение допустимых нагрузок в процессе эксплуатации, которые воздействуют на деталь или из-за усталости материала детали, которые работают в условиях циклических знакопеременных или ударных нагрузок. Если на деталь воздействуют динамические нагрузки, то у них может возникнуть несоответствие : формы (деформации);

Дефекты, возникающие у отдельных поверхностей, несоответствие размеров, формы, взаимного расположения, физико-механических свойств, нарушение целостности. Изменение размеров и формы (нецилиндричность, неплоскостность и т.д.) поверхностей деталей происходит в результате их изнашивания, а взаимного расположения поверхностей (неперпендикулярность, несоосность и т.д.) -- из-за неравномерного износа поверхностей, внутренних напряжений или остаточных деформаций. Физико-механические свойства материала поверхностей деталей изменяются вследствие нагрева их в процессе работы или износа упрочненного поверхностного слоя и выражается в снижении твердости. Нарушение целостности поверхностей деталей вызывается коррозионными, эрозионными или кавитационными поражениями. Коррозионные повреждения (сплошные окисные пленки, пятна, раковины и т.д.) возникают в результате химического или электрохимического взаимодействия металла детали с коррозионной средой. Эрозионные и кавитационные поражения поверхностей возникают при действии на металл потока жидкости, движущейся с большой скоростью. Эрозионные повреждения металла детали происходят из-за непрерывного контакта металла со струей жидкости, что приводит к образованию пленок окислов, которые при трении потока жидкости о металл разрушаются и удаляются с поверхности, а на поверхностях деталей образуются пятна, полосы, вымоины. Кавитационные повреждения (каверны) металла происходят тогда, когда нарушается оплошность потока жидкости и образуются кавитационные пузыри, которые находясь у поверхности детали, уменьшаются в объеме с большой скоростью, что приводит к гидравлическому удару жидкости о поверхность металла. В реальных условиях наблюдаются сочетания дефектов.

При выборе способа и технологии восстановления большое значение имеют размеры дефектов. Величина дефектов - количественная характеристика отклонения фактических размеров и (или) формы деталей и их поверхностей от номинальных значений. Можно выделить три группы размеров -- до 0,5 мм; 0,5, ..2 мм и свыше 2 мм.

Основными причинами, порождающими неисправности автомобилей, является их изнашивание и старение. Изнашивание автомобиля в целом является результатом изнашивание её деталей.

Карта дефектации вала водяного насоса ГАЗ-66

Материал: Сталь 30.

Твёрдость: HRC 20.

1.5 Выбор размера партии

В условиях серийного ремонтного производства размер партий принимаем равный месячной или суточной потребности в ремонтируемых или изготовляемых деталях.

Определяем размер партии на ремонт карданного вала автомобиля «ГАЗ-33077»

, где

х - Месячная партия

N - Годовая производственная программа

Кр - Коэффициент ремонта

m - Число одновременных деталей

Значение принимаем равное 233

Суточный размер партии

, где

X - Месячная партия

24 - рабочие дни в месяце

Значение Принимаем равным 10 штукам.

1.6 Выбор рационального способа восстановления

детали. Выбор установочных баз

Технологический процесс восстановления деталей -- это процесс, содержащий целенаправленное действие по изменению определенного состояния детали с целью восстановления его эксплуатационных свойств. Технологический процесс восстановления деталей состоит из определённого числа операций.

Для восстановления вала барабана лебедки автомобиля ГАЗ-66 я выбрал процесс железнения с последующим шлифованием.

Железнение - процесс получения твёрдых износостойких железных покрытий из горячих хлористых электролитов.

Процесс железнения представляет собой осаждение металла на ремонтируемую поверхность детали в водных растворах солей железа. Он нашёл широкое применение при восстановлении деталей с износом от нескольких миллиметров до 1,5 мм на сторону. Производительность процесса железнения примерно в 10 раз выше, чем при хромировании.

Процесс железнения имеет ряд преимуществ перед другими способами восстановления:

- высокий выход металла по току, около 85 - 90% (в 5 - 6 раз выше, чем при хромировании);

- большая скорость нанесения покрытия, 0,3 - 0,5 мкм/с (в 10-15 раз выше, чем при хромировании);

- высокая прочность сцепления покрытия с деталью, составляющая 400-450мПа;

- высокая износостойкость покрытия, приближающаяся к износостойкости деталей, изготовленных из стали 45, закаленной токами высокой частоты;

- простой и дешевый электролит.

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

Электролит готовят растворением в воде солей хлористого железа и других компонентов. Если для приготовления электролита используется стружка из малоуглеродистой стали, то ее перед употреблением подвергают обезжириванию в 10... 15%-ном растворе каустической соды при температуре 80.-90° С, а затем промывают в горячей (t= 70...80°С) воде. После этого обезжиренную стружку травят до насыщения соляной кислоты.

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

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

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

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

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

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

Принцип вневанного железнения -- это в зоне нанесения покрытия создание местной ванны (электролитической ячейки), при сохранении традиционной технологии железнения. В этом случае не покрываемые поверхности не изолируют, уменьшается обеднение прикатодного слоя электролита и возможно увеличение плотности тока в несколько раз и, следовательно, повышение производительности процесса.