Техническое обслуживание и ремонт автомобилей

      В результате закалки прочность и  твёрдость увеличиваются, а пластичность и вязкость снижается.

      Структура после закалки:

      -на поверхности мелкоигольчатый мартенсит, с равномерно распределёнными карбидами и аустенит остаточный;

      -в сердцевине - малоуглеродистый мартенсит. 
 
 
 

     2.3 Выбор технологического  оборудования  и  расчет технической  нормы времени 

     Для проведения ремонта  вала ступицы необходимо  удалить все следы загрязнения. Для этого принимаем способ  погружной мойки в ванну с моющим раствором Лабомид-202 или Лабомид 203, удаляющим следы масляных и механических загрязнений. Условия проведения мойки-  температура от 80 до 90 градусов многократным погружением в течение 40  минут. Затем необходимо провести  разборку и мойку деталей погружением в моющие растворы в течение 25 минут .

     После этого проводят дефектовку ответственных деталей  на магнитном дефектоскопе. Дефектовку проводить в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Время на  проведение   контроля в каждом  направлении в соответствии  с нормативом составляет 3,5 минут.

     На  рисунке 1 дана принципиальная схема вибродуговой установки с электромеханическим вибратором. Деталь 3, подлежащая наплавке, устанавливается в патроне или в центрах токарного станка. На суппорте станка монтируется наплавочная головка, состоящая из механизма 5 подачи проволоки с кассетой 6, электромагнитного вибратора 7 с мундштуком 4. Вибратор создает колебания конца электрода с частотой 110 Гц и амплитудой колебания до 4 мм (практически от 1,8 до 3,2 мм), обеспечивая размыкание и замыкание сварочной цепи.

     При периодическом замыкании электродной  проволоки и детали происходит перенос  металла с электрода на деталь.

     Вибрация  электрода во время наплавки обеспечивает стабильность процесса за счет частых возбуждений дуговых разрядов и способствует подаче электродной проволоки небольшими порциями, что обеспечивает лучшее формирование наплавленных валиков.

     Электроснабжение  установки осуществляется от источника тока напряжением 24 В. Последовательно с ним включен дроссель 9 низкой частоты, который стабилизирует силу сварочного тока.

     Реостат 8 служит для регулировки силы тока в цепи. В зону наплавки при помощи насоса 1 из бака 2 подается охлаждающая жидкость (4-6%-ный раствор кальцинированной соды в воде), которая защищает металл от окисления.

     К преимуществам способа относятся:

     -  небольшой нагрев деталей, не влияющий на форму и размеры деталей;

     -  небольшая зона термического влияния; высокая производительность процесса;

     -  возможность получать наплавленный слой без пор и трещин; минимальная деформация детали, которая не превышает полей допусков посадочных мест.

     К недостаткам способа относят:

- снижение усталостной прочности деталей после на плавки на 30-40%.

     Качество  соединения наплавленного металла  с основным зависит от полярности тока, шага наплавки (подача суппорта станка на один оборот детали), угла подвода электрода к детали, качества очистки и подготовки поверхности, подлежащей наплавлению, толщины слоя наплавки и др.

       
 
 
 
 
 
 
 

     1 — насос; 2 — бак; 3 — деталь; 4 — мундштук; 5 — механизм подачи; 6 — кассета; 7 — вибратор;  8 — реостат; 9 — дроссель

     Рисунок 1- Схема установки для вибродуговой наплавки  

     Высокое качество наплавки получают при токе обратной полярности («+» на электроде, «-» на детали), шаге наплавки от 2,3  до 2,8 мм/об и угле подвода проволоки к детали от 15  до 30°. Скорость подачи электродной проволоки не должна превышать 1,65 м/мин, а скорость наплавки — от0,5 до 0,65 м/мин.

     Структура и твердость наплавленного слоя зависят от химического состава  электродной проволоки и количества охлаждающей жидкости. Если при наплавке используется проволока Нп-80 (содержание углерода 0,75-0,85%), то валик в охлаждающей жидкости закаляется до высокой твердости (26-55 HRC_Э). При использовании при наплавке низкоуглеродистой проволоки Св-08 твердость поверхности наплавки равна 14-19 НКС_Э.

     При однослойной наплавке толщина слоя колеблется от 0,5 до 3 мм, а при многослойной наплавке ее можно получить любой толщины.

     Рациональный  режим наплавки: 

• напряжение — 28—30 В;
• сила тока — 70-75 А (диаметр проволоки 1,6 мм);
• скорость подачи проволоки — 1,3 м/мин;

 

     Вибродуговой  наплавкой восстанавливают детали с цилиндрическими, коническими наружными и внутренними поверхностями, а также с плоскими поверхностями (рисунок 2). 

     

 

     а — наружных цилиндрических; б — внутренних цилиндрических; в — наружных конических; г — шлицевых; д — плоских; 1 — деталь; 2 — электрод

     Рисунок2- Схемы вибродуговой наплавки изношенных поверхностей 

       Для механической обработки принимаем   токарный станок 16К20 и фрезерный  станок 647.

     Для  проведения термической обработки  принимаем шахтную электропечь, которая изображена на рисунке 3.

     

     Рисунок 3- Шахтная электропечь 

     Шахтная электропечь типа СШО, СШЗ с температурой нагрева до 900 °С. Печь работает с окислительной или защитной атмосферой и представляет собой каркас, футерованный огнеупорными и теплоизоляционными материалами. Сверху печь перекрывается поворотной крышкой с механизмом подъема и поворота.

     Вентилятор  расположен внизу печи. Нагреватели  размещены на боковых стенках  печи. Между нагревателями и обрабатываемыми деталями или изделиями имеется экран с направляющими для предохранения его от повреждений при загрузке изделий (например, в виде бунтов). Для обеспечения равномерности нагрева печь разбита по высоте на три температурные зоны I-III. Температуру измеряют термопарами. Разъем между печью и крышкой уплотняют с помощью песочного затвора.

     К оборудованию, предназначенному для  охлаждения при закалке, относят  немеханизированные и механизированные закалочные баки, в которых детали охлаждаются в свободном состоянии, закалочные прессы, закалочные и гибозакалочные машины, в которых детали (шестерни, валы, листы, рессоры) закаливаются в зажатом состоянии.

     Немеханизированный  заклочный бак представляет собой  ёмкость цилиндрической или прямоугольной  формы. Бак сваривают из  листовой низкоуглеродистой стали толщиной 4—6 мм. В термических цехах применяют небольшие закалочные баки для закалки мелких и средних деталей. Размеры баков в плане (в мм): 60х700, 700х1200. Глубина баков около 1000 мм. В немеханизированных баках все процессы по передаче деталей в бак, перемещению в баке и выдаче их из бака выполняют вручную. Ориентировочный объем закалочной жидкости в баке составляет 15 л на 1 кг охлаждаемых деталей. Для крупных деталей (штампы, валы и т. п.) размеры закалочных баков могут достигать нескольких метров.

       При определении объема закалочного  бака и его размеров следует  учитывать, что для обеспечения:  равномерных условий охлаждения  деталей над ними и под ними  должен быть слой закалочной жидкости толщиной не менее 100мм. Кроме того, уровень закалочной жидкости должен быть, от края бака на расстоянии не менее, чем 100—150 мм.Для закалки деталей, применяют баки  с механизированным перемещением закалочного стола, на который устанавливается поддон с нагретыми деталями. При помощи пневматического подъемника стол может опускаться и подниматься в баке. Износ шлицев устраним наплавкой и последующей проточкой до  номинального размера, нарезанием шлицев и проведением термической обработки для  придания соответствующих механических свойств.

     Определим порядок выполнения операций.

     Зачистить шлицы до металлического блеска ( по нормативам)

     Тшт=2,47 мин

     Наплавить шлицы. Штучное время, Т, мин, рассчитывается по формуле:

                              
                                                                                               (10)

     где L- длина наплавленного участка, мм

            i - число слоёв наплавленного металла, i=3;

            Z - количество шлицевых впадин, Z=10;

           t_в1 – время на снятие и установку детали, t_в1=0,15 мин;

           t_в2 - время на очистку 1 м, t_в2=0,7 мин.

           V_н- скорость наплавки м/мин.

     Скорость  наплавки, V_н-м/мин^,  рассчитывается по формуле

                                                    

                                            (11) 

     где dэ - диаметр электродной проволоки, dэ=1,8 мм;

             К - коэффициент перехода металла на поверхность, К=0,86;

             а - коэффициент неполноты наплавленного слоя, а=0,92;

            V_пп - скорость подачи проволоки, Vпп=3,3 м/мин

              t-толщина наплавляемого слоя, t=1,8 мм

             S-шаг наплавки, мм;

                                                               S=(1,2…2,2) dэ ,                                                     (12)

     где dэ - диаметр электродной проволоки, dэ=1,6 мм;

                                                                 S =1,6*1,8=2,88 мм, 

     

 м/мин, 

     3,31 мин 

     Обработать  посадочное место под передний подшипник до металлического блеска (по нормативам)

     Тшт=1,5 мин

     Наплавить изношенную внутреннюю поверхность под подшипник вибродуговой наплавкой.                                                            

     Рассчитаем  норму времени под наплавку  изношенного отверстия  (тело вращения) под передний подшипник

                               a                                                (13)

     где    a_н – коэффициент наплавки, a_н =9,8;

              I – сила тока, зависит от диаметра электрода, А;

              -  масса наплавленного металла, г;

               А – коэффициент, учитывающий   длину шва, А =1,2

               m-коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве , m=1.0 

     Масса наплавленного металла, G,г рассчитывается  по формуле

                                                                 G = v × g                                                         (14)