1.1.1 Будова, принцип роботи, технічна характеристика кулачка розтискного

Найбільш розповсюдженими гальмівними механізмами являються фрикційні, принцип дії яких полягає на терті деталей які обертаються. Гальмівні механізми діляться на барабанні і дискові. Необертовими деталями барабанних гальм можуть бути колодки. Необертовими деталями дискових гальм є тільки колодки.

На рисунку 1.2 показана схема гальмівного механізму з нерівними привідними силами Р₁ і Р₂ з однорідними опорами колодок. Колодки розтискаються кулачком, що забезпечує їх одинакове переміщення на опорах.

Одинакове переміщення колодок створює однакові реакці N₁ і N₂ а також сили Т₁ і Т₂, тобто урівноваження гальмівного механізму.

Ефективність гальма однакова при передньому і задньому ході.

Гальма кожного колеса має дві гальмівні колодки з прикріпленими до них фрикційними накладками. Колодки встановлені на виступаючі кінці осі і притискаються до них двома пружинами. Супорт, нижній отвір якого встановлена вісь колодок, насаджений на шліци кожуха півосі, прикріплений до картеру заднього моста. Верхні кінці колодок стягуються пружинами, в результаті чого вони завжди притиснуті до розтискного кулачка. Колодки з накладками захоплюються з зовні гальмівним барабаном, прикріпленим до ступиці колеса.

Р₁

Р₂

N₁

Т₂

N₂

Т₁

Рисунок 1.2 – Схема колодочного гальма барабанного типу.

Ролик кожної колодки встановлений на осі, застопорений від переміщення топорним кільцем. При повороті розтискного кулачка ролики перекочуються по його поверхні.

Розтискний кулачок насаджений на шліци вала і закріплений стопорним кільцем. Вал розтискного кулачка обертається на двох втулках.

Для того, щоб змазка попадала на гальмівні накладки, вал ущільнений гумовим кільцем. На другому кінці вала встановлена і закріплена стопорним кільцем шестірня, торцеві зуби, якої входять в зачеплення з торцевими зубами регулюючого важіля.

Регулюючий важіль зєднаний з приводом. Привід гальм півпричепа пневматичний, виконаний по одноконтурній двопровідній схемі, живеться повітрям від пневматичної гальмівної системи і діє на гальмівні механізми всіх коліс . Тиск стиснутого повітря в балонах гальмівного приводу повинен бути не меньше 0,6 Мпа (6,3 кгс/см²).

Для включення робочого гальма натискаючи на педаль гальма, після чого до гальмівних циліндрів поступає стиснене повітря.

Під дією стисненого повітря штоки гальмівних циліндрів переміщаються, повертаючи регулюючі важілі, а разом з ними і розтискні кулачки, які притискають колодки з накладками до гальмівних циліндрів в результаті чого проходить процес зупинки автомобіля. 1

Даний вузол зображений на листі ДП.ТВ12.00.00.000СК

1.2 Характеристика основних видів зношування кулачка розтискного та обгрунтування найбільш інтенсивного виду зношування

Кулак розтискний у процесі роботи піддається різним видам корозії. Найважливішими з них є наступні.

Пітингова (точкова) корозія полягає в утворенні на поверхні металу дрібних уражень, що називаються пітингами. Цей вид руйнувань належить до одного з найбільш небезпечних видів локальної корозії. При малих втратах маси метал піддається глибоким ураженням, що у короткий термін приводять до наскрізних дефектів.

Необхідною умовою пітингоутворення є присутність у корозійних середовищах іонів CL-, F- і ін.. Вони адсорбуются на пасивній сталі, руйнуючи окисну захисну плівку, при цьому активні поверхні супроводжуються зародженням пітингів.

Корозія виникає на надлишкових фазах (неметалічні включення, карбіди й ін.), скупченнях дислокацій, дефектах після механічної обробки (задири, окалини й ін.).

Поверхня пітинга розчиняється в корозійних середовищах зі швидкістю декількох тисяч моношарів у секунду, на відміну від прилягаючої області металу.

Шляхи зниження схильності сталей і сплавів до пітингової корозії: термічна обробка, металургійні способи (легування, модифікування), пластична деформація, шліфування, полірування з наступною пасивацією.

Одночасно з корозійним впливом середовища поверхня кулака піддається локальним механічним навантаженням, що виникають при терті, зносі твердими абразивними частками. Усе це приводить до передчасного виходу його з ладу внаслідок інтенсивного розвитку процесів корозії і зношування робочих поверхонь.

Необхідна умова для забезпечення тривалої міжремонтної експлуатації - правильний вибір конструкційних матеріалів. Ці матеріали повинні володіти насамперед досить високою стійкістю проти корозії і зношування в агресивних середовищах (ГОСТ 5272-68 і ГОСТ 23002-87).

Для кулака характерна місцева(вибіркова) корозія (дефект 1 на ремонтному кресленні КР.ТВ-12.00.00.015 Р), що представляє особливу небезпеку. Основними причинами появи місцевої корозії, що охоплює окремі ділянки поверхонь даної деталі, є як внутрішні фактори - мінливість структури і властивостей матеріалу, стан поверхні, неоднорідний напружений стан в елементах і т.п., так і зовнішні фактори, обумовлені насамперед умовами взаємодії металу із середовищем (температура, тиск, час, умови контактування, склад корозійного середовища і т.п.).

Оцінювати і прогнозувати процеси розвитку місцевої корозії практично неможливо, тому вона в багатьох випадках приводить до раптового виходу конструкції з ладу.

Для розтискного кулака, а саме шліцевої його поверхні, характерним видом корозійних руйнувань є також корозійна втома і корозійне розтріскування (дефект 3 на ремонтному кресленні КР.ТВ-12.00.00.015 Р). Корозійна втома виникає при одночасному впливі циклічних напруг, що розтягують, і агресивного середовища й обумовлена значним зниженням межі втоми в специфічних умовах у порівнянні з межею втоми цих металів на повітрі. Корозійне розтріскування має місце при одночасному впливі корозійного середовища і зовнішніх чи внутрішніх напруг, що розтягують, з утворенням транскристалічних чи міжкристалічних тріщин.

На схильність до утворення корозійних тріщин впливають концентрація і характер корозійного середовища, її тиск і температура, фізико-хімічні властивості металу, величина і характер розподілу напруг, що розтягують, і т.п.

Корозійне розтріскування і корозійну втому зв'язують із процесом електрохімічної корозії і з факторами механічного й адсорбційного зниження міцності металів в агресивних середовищах. У цих процесів багато загального, однак при циклічному навантаженні має місце постійне руйнування захисної оксидної плівки і більш інтенсивне перемішування корозійного середовища, що інтенсифікує протікання процесів корозійної втоми.

Умови роботи технологічного устаткування дуже різноманітні. У процесі експлуатації робочі поверхні кулака розтискного зазнають постійного чи циклічного впливу агресивного середовища при одночасному зовнішньому механічному навантаженні, що приводить до руйнування поверхні металу з постійною зміною розмірів форми деталі.

Найбільш інтенсивний вид зношування даної деталі - корозійно-механічне зношування, що відбувається в результаті механічних впливів, що супроводжуються хімічною чи електрохімічною взаємодією металу із середовищем. У результаті спільного впливу механічного і корозійного факторів у поверхневих шарах металу відбуваються взаємозалежні явища, що сприяють активації процесів пружнопластичного деформування, хімічних і електрохімічних реакцій і т.д. Тому в реальних умовах інтенсивність зношування при корозійно-механічних впливах визначається величиною і характером механічних навантажень, активністю корозійного середовища і фізико-хімічних властивостей конструкційних матеріалів (дефект 2 на ремонтному кресленні КР.ТВ-12.00.00.015 Р).

До найбільш розповсюдженого виду корозійно-механічного зношування відносять насамперед руйнування металів при терті в корозійному середовищі ("корозія при терті", ГОСТ 5272-68), що відбувається при одночасному впливі на поверхню металу корозійного середовища і сил тертя.

Корозія і знос кулака розтискного заднього гальма автомобіля ЗИЛ викликаються цілим рядом факторів, зв'язаних з умовами і режимом роботи вузла, особливостями його конструктивного виконання і технології виготовлення, складом і властивостями середовищ, фізико-хімічними властивостями матеріалів, застосовуваних для виготовлення і ремонту деталей. Важливе значення має дотримання технологічної дисципліни і передбачених термінів планово-попереджувальних ремонтів при експлуатації устаткування. Тому підвищення працездатності деталей може бути досягнуте за допомогою комплексу заходів конструктивного, технологічного й експлуатаційного характеру, а також застосуванням раціональних методів ремонту і відновлення окремих деталей і вузлів у цілому.

Основними заходами є:

раціональне конструювання вузлів, що передбачає проектування деталей такої форми і розмірів, що забезпечували б виникнення на робочій поверхні мінімальних по величині механічних впливів у процесі роботи, зручне налагодження й експлуатацію вузла;

економічно обґрунтоване, раціональне застосування корозійно- і зносостійких матеріалів, захисних покрить і способів зміцнення поверхні деталей з метою забезпечення високої працездатності вузла в цілому;

дотримання технологічної дисципліни при експлуатації агрегатів;

своєчасне проведення оглядів і капітальних ремонтів зношених агрегатів і вузлів із застосуванням прогресивних матеріалів і методів відновлення;

застосування при виготовленні і ремонті технологічних процесів, що забезпечують мінімальні залишкові напруження і мінімальну зміну фізико-хімічних властивостей вихідних матеріалів для забезпечення високої стійкості.

Найбільш діючим способом підвищення працездатності устаткування, що експлуатується в агресивних середовищах, є застосування спеціальних корозійностійких матеріалів. Проте для використання при вигтовленні кулака розтискного воно не є вигідним через невелику швидкість зношування деталі.