Вопрос.

Понятие и показатели точности механической обработки автомобильных деталей.

Ответ.

Точность механической обработки детали - это свойство технологического процесса обеспечивать соответствие фактического поля рассеивания показателей точности, заданному техническими условиями полю.

Основные показатели точности обработки:

1. Коэффициент точности. Применительно к распределению оценочных параметров по нормальному закону (что чаще всего бывает при изготовлении деталей на автозаводах и в АРП) значение этого коэффициента определяется:

К _т = 6  /  ( min),

где  - среднее квадратическое отклонение показателя качества (размера, твердости)

относительно среднего его значения;

 - допуск на данный показатель качества.

Чем меньше значение этого коэффициента, тем меньше разброс контрольного параметра относительно среднего е5го значения, тем точнее обработка.

2. Коэффициент настройки процесса характеризуется степенью смещения:

К _см = Е /  = (х - _о) /  ( 0),

где Е - смещение среднего арифметического значения показателя качества х от середины

поля допуска _о.

 - допуск на данный показатель качества.

При хорошо настроенном процессе обработки никакого смещения не должно быть, т. е. коэффициент К _см = 0.

3. Коэффициент стабильности характеризует сохраняемость контрольного параметра в течение установленного периода времени:

К _ст = _о /  ( 1),

где _о - среднее квадратическое отклонение показателя качества в любой момент

контроля продукции (по результатам одной выборки);

 - среднее квадратическое отклонение показателя качества по генеральной

совокупности его значений.

Предпочтительным будет являться тот процесс, который обеспечивает наивысшую стабильность, т. е. в любой момент контроля К _ст = 1.

4. Коэффициент устойчивости процесса:

К _уст = _о / х ( min).

Чем меньше значение К _уст , тем устойчивее обработка.

Вопрос.

Назначение и виды балансировок автомобильных деталей.

Ответ.

При наличии неуравновешенности на вращающихся деталях возникают вибрации, которые негативно сказываются на надежности и ресурсе узлов и агрегатов. Различают статическую и динамическую неуравновешенность, а также неуравновешенность смешанную, при которой они обе имеют место. Соответственно и балансировки бывают статическая и динамическая.

Статической балансировкой устраняют неуравновешенность, вызываемую несовпадением центра тяжести детали с осью ее вращения. Обычно такой балансировке подвергают детали и узлы небольшой длины, но с увеличенным диаметром. Это маховики, диски сцепления, тормозные барабаны, диски и др. Неуравновешенность таких деталей может быть обнаружена без привода их во вращение с большими оборотами. Достаточно установить их оси на подшипники или призмы.

Неуравновешенная масса m₁, расположенная на плече r_1, создает статический момент М_с = m₁ r_1, который самопроизвольно поворачивает деталь на некоторый угол. Для уравновешивания такой детали на ней необходимо создать уравновешивающий момент М _у, равный по величине, но противоположного направленный по отношению к М_с. Уравновешивающий момент должен быть равен М_у = m₂ r₂, где m₂ - масса уравновешивающего груза, r₂, - расстояние от этого груза до оси вращения. Условие равновесия m₁ r₁ = m₂ r_2.

Динамическая балансировка устраняет дисбаланс, вызванный неуравновешенными массами m₁ и m₂, которые образуют момент пары сил, действующий в направлении, перпендикулярном оси вращения детали. Силы инерции J₁= J₂ = m₁₍₂₎ r₁₍₂₎ ², действующие на плече L₁, создают динамический момент М_д = J₁₍₂₎L₁ = m₁₍₂₎ r₁₍₂₎ ²L₁, который должен быть уравновешен массами m₃ и m₄, расположив их на плече L₂ и создав противоположный момент М_у = J₃₍₄₎ L₂ = m₃₍₄₎ r ₃₍₄₎  ² L₂.

На некоторых деталях вместо добавления уравновешивающего груза применяется высверливание части металла из определенных мест (например на коленчатых валах).

Динамическая балансировка более сложна, чем статическая, и выполняется на специальных стендах, позволяющих определить не только величину неуравновешенной массы, но ее место расположения.

Вопрос.

Комплектовка и сборка автомобилей и их агрегатов.

Ответ.

Комплектовка осуществляется в комплектовочных отделениях, функциями которых являются: сосредоточение деталей (годных для дальнейшей эксплуатации или новых), подбор сопрягаемых деталей с ограниченной взаимозаменяемостью, подбор комплектов, их хранение и доставка на место сборки.

Различают 4 метода сборки: индивидуальной подгонки, регулировки при использовании компенсаторов (регулировочных шайб, прокладок, винтов и т. п.), полной взаимозаменяемости и ограниченной взаимозаменяемости. При методе ограниченной взаимозаменяемости применяется групповой подбор (например, гильзы цилиндров – поршни), индивидуальный подбор иногда с индивидуальной подгонкой (например, поршневых колец по зазору в стыке), комбинированный подбор (сначала по размерной группе, а затем индивидуально).

К типовым сборочным работам относятся: сборка резьбовых сопряжений, сопряжений с подшипниками качения, сопряжений с гарантированным натягом, шестеренчатых групп, шлицевых и шпоночных сопряжений.

При сборке резьбовых сопряжений необходимо обеспечить сохранность резьбы, граней головок болтов и гаек, предотвратить самопроизвольное отворачивание крепежных деталей (установкой пружинных и стопорных шайб, шплинтов и др.), предохранить скрепляемые детали от перекосов или перенапряжений (из-за неравномерной затяжки или неправильной очередности). Сборка резьбовых сопряжений производится с преднатягом, если резьбовые детали (болты, шпильки) в процессе работы несут значительную осевую нагрузку, т.к. в этом случае деталь может несколько растянуться и сопряжение ослабнуть. Усилие предварительной затяжки определяется по зависимости

,

где Р₀ – осевая нагрузка, воспринимаемая деталями; F₁ – площадь сечения болтов (шпилек); F₂ – площадь сопрягаемых поверхностей; Е₁ – модуль упругости материалов болтов; Е₂ – модуль упругости сопрягаемой болтами поверхности детали; b - коэффициент, b=0,8-1,0. Для сборки таких соединений применяются динамометрические ключи или механизированный инструмент с тарировочным устройством.

Сборка узлов с подшипниками качения производится: на вал – по системе отверстия, в корпус - по системе вала. Если вращается вал, то внутреннее кольцо подшипника должно иметь неподвижную посадку, а наружное – скользящую или подвижную.

Сборка сопряжения с гарантированным натягом осуществляется по двум вариантам: 1) путем применения гидравлических, пневматических, пневмогидравлических и др. подвижных и стационарных прессов и специальных установок; 2) за счет преднамеренных тепловых деформаций одной из сопрягаемых деталей, а именно: нагрева охватывающей детали или (и) глубокого охлаждения охватываемой. Усилие запрессовки зависит от длины и диаметра запрессовываемой детали, коэффициента трения при запрессовке, напряжения сжатия на контактной поверхности.

При сборке шестеренчатых групп проверяется: отсутствие внешних дефектов, толщина и профиль зуба (штангензубомер, шаблон), величина отклонения шага по дуге делительной окружности, концентричность зубчатого венца по отношению к посадочному отверстию (на специальном индикаторном приспособлении по колебанию величины межцентрового расстояния при проворачивании проверяемой шестерни, сопряженной с эталонной). При сборке шестерни подбираются по величине зазора между зубьями (и конические и цилиндрические) и прилеганию друг к другу (конические): зазор определяется прокатыванием свинцовой пластинки с последующим ее измерением в месте отпечатка; щупами измерения люфта с помощью индикатора при застопоренном положении другой. Прилегание (правильности зацепления) – с помощью краски).

При сборке подвижных шлицевых сопряжений проверяют легкость перемещения деталей друг относительно друга и торцовое биение охватывающей детали на определенном радиусе. Неподвижные – по общим правилам сборки сопряжений с гарантированным натягом.

При сборке шпоночных соединений должна быть обеспечена прочная пригонка шпонки по шпоночному пазу.

Вопрос.

Приработка и испытание автомобильных двигателей

Ответ.

Каждый двигатель после сборки (как на автозаводе, так и в АРП), перед установкой на автомобиль, должен пройти приработку на специальных стендах. Назначением приработки являются:

- выявление и при необходимости устранение возможных дефектов сборки (ослабление креплений, негерметичностей, зазоров и т. п.);

- подготовка рабочих поверхностей деталей и сопряжений к дальнейшей работе (сглаживание контактируемых поверхностей, формирование их микро – и микрогеометрии);

- выполнение некоторых регулировок (тепловых зазоров в клапанном механизме, установка углов опережения подачи искры или впрыска топлива и др.).

На приработку и испытание двигателей существуют технические условия заводов изготовителей. Согласно этим условиям обкатка двигателей выполняется в четыре этапа:

1. Холодная обкатка. Это вращение коленчатого вала двигателя посторонним источником крутящего момента как правило электродвигателем (электромашиной стенда, которая на данном этапе работает в режиме электродвигателя). Обкатываемый двигатель заправляется маслом, охлаждающей жидкость, свечи (или форсунки) снимаются. Начальная частота вращения минимальная, но обеспечивающая гарантированную подачу масла ко всем трущимся парам с минимальным давлением 0,7 – 1,0 кг / см ² . Как правило, это обороты холостого хода (700 – 800 мин ^{– 1}). В дальнейшем обороты увеличиваются и доводятся до 0,6 – 0,8 номинальных. Продолжительность этого этапа 0,5 – 0,8 часа.

2. Горячая обкатка без нагрузки. Двигатель запускается и работает на холостом ходу с некоторым увеличением оборотов до 0,4 – 0,6 номинальных, Продолжительность второго этапа 0,2 – 0,4 часа.

3. Горячая обкатка с нагрузкой. Нагрузка на работающий двигатель создается той же электромашиной, которая работает в режиме генератора. Начальные минимальные и обороты и нагрузка увеличиваются до 0,8 – 0,85 номинальных, определяемых техническими условиями. Продолжительность 0,8 – 1,0 час (назначается заводом – изготовителем).

4. Испытание двигателя. Проводится с целью выявления рабочих параметров агрегата, их соответствия техническим условиям. Контрольные параметры: эффективная мощность, давление в системе смазки, расход топлива, обороты коленчатого вала, токсичность отработавших газов, температура охлаждающей жидкости, масла, герметичность, шумы и вибрации. Время работы двигателя с максимальными оборотами ограничено 1 минутой.

При выявлении несоответствия двигатель снимается со стенда и направляется в на участок устранения выявленных дефектов.

Вопрос.

Система, виды и методы ремонта автомобилей.

Ответ.

Система и виды ремонта автомобилей определяются Положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. Положение состоит из 2-х частей. 1-я определяет систему ТО и ремонта подвижного состава и техническую политику на автомобильном транспорте. 2-я содержит нормативы по моделям и маркам автомобилей. Система является планово-предупредительной и предусматривает две составные части: контрольную и исполнительскую. Планово и предупредительно (через определенные пробеги или время работы подвижного состава) выполняется контрольная часть операций, исполнительская часть – по потребности.

Ремонт – это комплекс операций по восстановлению технически исправного состояния, ресурса и безотказности работы подвижного состава, их агрегатов и узлов.

Ремонт подразделяется на капитальный (КР) и текущий (ТР). В виде исключения допускается производство среднего ремонта автомобилей для случаев их эксплуатации в тяжелых дорожных условиях.

В результате ряда исследований предложен узловой метод ремонта. Узловой ремонт – это плановый углубленный текущий ремонт, при котором производится разборка, замена или восстановление только части механизмов и сопряжений по строго установленному перечню.

КР производится на специализированных предприятиях, как правило, обезличенным методом, предусматривающим полную разборку узлов и агрегатов, их сборку, регулировку, испытание, сдачу заказчику.

Основание для направления в КР автобусов и легковых автомобилей – необходимость ремонта кузова, грузовых – рамы, кабины и не менее 3-х других агрегатов в любом их сочетании.

Агрегаты направляются в КР если:

базовая и основные детали требуют ремонта;

работоспособность агрегата не может быть восстановлена или ее восстановление экономически нецелесообразно путем экономически нецелесообразно путем проведения ТР.

ТР предназначен для обеспечения технически исправного состояния подвижного состава (ПС) с восстановлением или заменой отдельных агрегатов, узлов и деталей (кроме базовых), достигших предельного состояния. ТР выполняется в АТП, СТО, БЦТО преимущественно агрегатным методом – заменой неисправных агрегатов и узлов на исправные, взятые из оборотного фонда.

Другой метод ТР – индивидуальный, при котором снятые узлы и агрегаты после ремонта устанавливаются на тот же автомобиль, с которого были сняты.

ПС, не пригодный к дальнейшей эксплуатации и КР и прошедший установленный амортизационный срок или пробег, подлежит списанию в установленном порядке.

Вопрос.

Основные виды работ при капитальном ремонте автомобиля и его агрегатов.

Ответ.

Авторемонтное производство существенно отличается от производства автомобилей. Некоторые виды работ характерны только для авторемонтного производства. К таким видам работ относятся: мойка агрегатов и деталей и их очистка; дефектация деталей и узлов и сортировка их на группы – годные, требующие восстановления и негодные.

Главными и наиболее сложными видами работ при капитальном ремонте автомобилей являются восстановительные, требующие не только специального оборудования, но и высококвалифицированного персонала. Такие работы выполняются в самостоятельных цехах, а иногда и на отдельных предприятиях, работающих по кооперации. На таких предприятиях находят применение самые передовые технологии восстановительных операций и самое высокопроизводительное оборудование, обеспечивающие выпуск продукции с допусками на качество, не ниже заводов – изготовителей.

Кроме восстановления на некоторых авторемонтных предприятиях производится и изготовление наиболее часто используемых деталей. К числу таких деталей относятся всевозможные прокладки, сальниковые уплотнения, крепеж и др.

Перед сборочными работами ведется комплектование деталей, поступающих из трех источников – цеха восстановления и изготовления, со склада запасных частей и с участка дефектации (годные для дальнейшего использования); сборка агрегатов и автомобиля в целом; приработка и испытания агрегатов и автомобиля; окраска агрегатов и автомобиля.

Для обеспечения работы основного производства на предприятии имеются подразделения вспомогательного производства: инструментальный участок, на котором изготовляются и ремонтируются средства технологической оснастки и инструмент; ремонтно-механический участок отдела главного механик, предназначенный для обслуживания и ремонта технологического оборудования, изготовления нестандартизованного оборудования, ремонта санитарно-технических установок; электроремонтный участок, осуществляющий ремонт электродвигателей и электрических установок, компрессорных систем, уход за осветительной сетью; ремонтно-строительный участок, выполняющий работы по обслуживанию и ремонту водопровода, канализации, зданий и сооружений.

Вопрос.

Особенности фирменного ремонта автомобилей.

Ответ.

В мировой практике существуют три формы организации ремонта автомобилей:

ремонт предприятиями, эксплуатирующими автомобили;

ремонт предприятиями, которые не производят и не эксплуатируют автомобили;

ремонт предприятиями-изготовителями автомобилей (фирменный ремонт).

Предприятиями автомобильной промышленности ВАЗ, ЗИЛ, ГАЗ и др. интенсивно развивается фирменный ремонт, пионером которого в нашей стране является акционерное общество КАМАЗ, которое имеет 4 собственных завода по капитальному ремонту двигателей (50 тыс. двигателей в год), а также около 200 автоцентров, осуществляющих снабжение АТП запасными частями, сбор и доставку объектов ремонта и оказание ремонтно-эксплуатационных услуг.

Реализую принцип преемственности автомобилестроения и авторемонтного производства, фирменные системы ремонта автомобилей имеют преимущество в бесперебойном снабжении предприятий запасными частями, внедрении в авторемонтное производство современных технологических процессов и способов, способствующих повышению его технического уровня. Фирменный ремонт служит значительной, а в ряде случаев важнейшей статьей дохода.

По данным США каждый доллар, вложенный в производство запасных частей, техническое обслуживание и ремонт проданного оборудования может обеспечить вдвое больший прибыль, чем само оборудование.

Завод по ремонту двигателей АО КАМАЗ обеспечивает средний ресурс отремонтированных двигателей 150 тыс. м. (70% от нового), в то время как на других заводах, не входящих в фирменную систему КАМАЗ, едва достигает 70 тыс. км.

Высокое качество обеспечивается в том числе и соответствующим оборудованием, оснасткой, инструментом.

Вопрос.

Средства и оборудование для мойки и очистки автомобильных деталей.

Ответ.

Установки, применяющиеся при мойке автомобильных деталей классифицируют на следующие группы:

мониторные, использующие принцип гидродинамической очистки при подаче струи через гидромонитор (наконечник) при давлении 5-15 МПа и температуре рабочей жидкости 20-80⁰С;

струйные, с большим количеством разнонаправленных сопел (гидрантов), через которые моющий раствор с температурой 80-90⁰С подается под давлением 0,3-0,6 МПа;

погружные машины типа ванн;

комбинированные машины, которые сочетают в своей конструкции различные способы очистки;

специальные машины;

механизированные или автоматизированные линии.

В зависимости от типа входящих в конструкции моечных машин подъемно-транспортных устройств и возможности их перемещения подразделяются на тупиковые, проходные, стационарные, камерные, передвижные.

Моющие средства подразделяются на три основные группы:

1) Щелочные растворы. Приготавливаются на основе каустической или кальцинированный соды и добавлением тринатрийфосфата и эмульгаторов (мыло хозяйственное, клей, жидкое стекло), температура 80-90⁰С. Агрессивны, для черных металлов и алюминиевых сплавов требуются различные концентрации, вредны для обслуживающего персонала.

2) Синтетические моющие средства. В состав входят также тринатрийфосфат, но главное – включение поверхностно-активных веществ (ПАВ): сульфанола, синтанола, синтамида, составов ОП-7, ОП-10, препарата ОС-20 и др. Эффективность СМС при температуре 80⁰5⁰С в 3-5 раз выше эффективности щелочных растворов.

3) Растворяюще-эмульгирующие средства (РЭС). Состоят из базового растворителя (ксилол, уайт-спирит, хлорированые углеводороды), сорастворителей (керосин, дизельное топливо и др.) и ПАВ.

Недостатком СМС является повышенное пенообразование, возрастающее с увеличением содержания ПАВ. Поэтому для струйной мойки применяют СМС с меньшим содержанием ПАВ (лабомид 101, составы МЛ-51, МС-15 и др.), при мойке погружением – с большим содержанием ПАВ (лабомид 230, составы МЛ-52, МС-6, МС-8 и др.).

Наиболее распространенными для мойки автомобильных деталей РЭС являются лабомид-312, состав АМ-15, МК-5, Ритм-76. Недостатки РЭС – огнеопасность и токсичность. при мойке погружением эффективнее СМС в 5-15 раз.

Менее распространены специальные установки: для очистки масляных каналов блоков и коленчатых валов, ультразвуковой очистке деталей топливной аппаратуры, электрооборудования, подшипников, очистки во вращающихся барабанах мелких деталей, очистки деталей в расплаве солей.

Очистка деталей от нагара производится обдувкой косточковой крошкой или механическим путем (скребками, металлическими щетками).

Накипь в радиаторах и водяных рубашках удаляется на специальных установках при непрерывной циркуляции раствора сложного состава, включающего карбонаты, сульфаты, гипс, силикаты и др.

Вопрос.

Способы и средства выявления дефектов автомобильных деталей.

Ответ.

Очищенные и вымытые детали должны пройти контроль и сортировку на предмет выявления их годности для дальнейшей эксплуатации, возможности и целесообразности восстановления, выбора технологических процессов и маршрутов.

В первую очередь выявляются дефекты неустранимые: сквозные внутренние трещины или выходящие на рабочие поверхности или ребра жесткости, трещины и пробоины, выходящие за пределы, установленные ТУ, наличие цветов побежалости и др. признаки перегрева. Эти дефекты выявляются визуально невооруженным глазом или через лупу, а их линейные размеры с помощью линейки.

Контроль линейных размеров и формы деталей производится универсальным инструментом: микрометрами, штихмасами, зубомерами, индикаторами, а при значительной программе – предельными калибрами.

Нарушение правильности взаимного положения поверхностей: их соосности, непараллельности, неперпендикулярности, а также скручивание, износ наружных и внутрних поверхностей с образованием конусности, корсетности, бочкообразности, износ фасонных поверхностей устанавливаются с помощью специальных индикаторных (иногда оптических) приспособлений.

Для контроля износа фасонных поверхностей (кулачки распределительных валов червяки и ролики рулевого управления и др.) используют специальные шаблоны.

Контроль наличия скрытых и малозаметных трещин осуществляется для ответственных деталей, работающих под воздействием больших переменных нагрузок и температур.

Выявление трещин в стальных деталях производят с помощью магнитных дефектоскопов, в деталях из цветных металлов, пластмасс – люминесцентным способом, который основан на проникновении в трещины жидкостей, содержащих люминесцирующие вещества.

Существуют также установки выявления дефектов с помощью ультразвука, проникающего изотопного излучения, вихревых токов и др.

Вопрос.

Классификация методов и способов восстановления деталей.

Ответ.

Для восстановления узлов и агрегатов необходимо восстановление первоначальной посадки в сопряжениях.

Согласно классификации, разработанной проф. В.И. Казарцевым существуют 2 метода восстановления посадки в сопряжениях и целый ряд разновидностей восстановления деталей, относящихся к этим методам.

Методы: 1 – метод изменения начальных размеров сопряженных деталей; 2 – метод восстановления первоначальных размеров.

К 1-му методу относятся два способа: ремонтных размеров и дополнительной ремонтной детали.

Ко 2-му методу относятся все способы, связанные с наращиванием поверхностей деталей: сварка и наплавка, электролитические покрытия, металлизация напылением, нанесение пластмасс.

Сущность способа ремонтных размеров заключается в том, что для восстановления изношенного сопряжения у одной из деталей (обычно более дорогой) путем механической обработки исправляется нарушенная вследствие износа форма. Другая деталь заменяется на новую.

При способе дополнительной ремонтной детали одна из сопряженной ремонтной детали подвергается реконструкции, которая заключается в том, что после исправления ее геометрической формы и соответствующего изменения первоначальных размеров в деталь запрессовывается (или напрессовывается) втулка или гильза. Другая сопрягаемая деталь может иметь номинальные размеры, быть новой или восстановленной.

При 2-м методе восстанавливается номинальный размер деталей.

Вопрос.

Восстановление деталей способами ремонтных размеров и дополнительной ремонтной детали.

Ответ.

Сущность способа ремонтных размеров заключается в том, что для восстановления изношенного сопряжения у одной из деталей (обычно более дорогой) путем механической обработки исправляется нарушенная вследствие износа форма, другая деталь заменяется на новую. Например, шейки коленчатого вала – вкладыши; гильзы цилиндров – поршни и поршневые кольца. Ремонтные размеры должны проектироваться (назначаться) таким образом, чтобы обеспечить исправление формы, а также необходимый припуск не механическую обработку.

Для деталей типа вала или отверстия 1-й ремонтный размер может быть установлен по зависимости

,

где d_р1 – первый ремонтный размер; d_н – начальный (номинальный) размер; u – максимальная величина износа на сторону; a – припуск на обработку на сторону. Аналогично определяются последующие ремонтные размеры.

Количество ремонтных размеров для деталей типа вала и типа отверстия определяется соответственно по формулам

; ,

где d_рп – предельно допустимый размер деталей, определенный исходя из ее прочности, жесткости и других качеств;  - ремонтный интервал, =2(u+a).

Недостаток способа – увеличение номенклатуры потребных для ремонта деталей.

При способе дополнительной ремонтной детали (ДРД) одна из сопряженных деталей подвергается реконструкции, которая заключается в том, что после исправления ее геометрической формы и соответствующего изменения первоначальных размеров в деталь запрессовывается (или напрессовывается) втулка или гильза. Другая сопрягаемая деталь может иметь номинальные или ремонтные размеры, быть новой или восстановленной.

Недостатки способа: снижение жесткости сопряжений из-за введения дополнительного звена; некоторые трудности по закреплению ДРД; значительная трудоемкость и существенные затраты на материал. Целесообразно применять для ремонта сложных по конструкции и технологии восстановления, металлоемких деталей для восстановления их отдельных поверхностей, таких как отверстие под шкворень в балке передней оси, гнездо во фланце коленчатого вала под передний подшипник первичного вала КП, гильзы цилиндров (внутренние поверхности).

Вопрос.

Восстановление деталей наплавкой под слоем флюса и в среде углекислого газа.

Ответ.

При наплавке под слоем флюса дуга горит между поверхностью детали и непрерывно подаваемой в район дуги голой электродной проволокой диаметром от 1,6 до 2,5 мм. Детали сообщается вращательное движение с относительно малыми оборотами, примерно 3 – 6 мин ^{– 1}. В зону дуги подается флюс, главное назначение которого – защита шва от вредного влияния атмосферного воздуха. В состав флюса могут включаться также добавки, стабилизирующие горение дуги, раскислители и легирующие компоненты.

В качестве оборудования используются специально переоборудованные токарные станки (уменьшено число оборотов шпинделя до 0,5-4,0 об/мин, изменена подача до 3-13 мм/оборот, на суппорте установлена наплавочная головка с подающим механизмом и бункер с флюсом). Головки А-580М, ПШ-50 и др. Источники питания – сварочные преобразователи постоянного тока (ПСГ-500, ПСО-500, ПСО-300 и др.).

Применяются проволоки: для стальных деталей Нп-60, Нп-80, Нп-30ХГСА, Нп-40Х2Г2М; флюсы – АН-348А, АН-348АМ; для наплавки шеек чугунных коленчатых валов – самофлюсующаяся проволока Св-15ГСТЮЦА.

Режим наплавки: ток 180-220А, напряжение 24-30В.

Достоинства: высокая производительность, хорошее качество, небольшие потери металла.

Недостатки: значительное термическое влияние на основной металл и в результате – снижение усталостной выносливости на 20%; большая толщина наплавленного слоя, ограниченная номенклатура восстанавливаемых деталей.

Механизированная наплавка в углекислом газе по кинематике аналогична наплавке под слоем флюса. Проволока диаметром 0,8-1,8 мм. Материал: при восстановлении резьбовых отверстий и сварке деталей из листового металла – Св-08ГС, Св-08Г2С, при восстановлении поверхностей высокой твердости – Нп-20Х14, Нп-30Х13. Кремний, марганец или хром в составе проволок предназначены для нейтрализации образующегося при распаде углекислого газа атомарного кислорода.

Достоинства: значительная область применения, лучшая структура, чем при вибродуговой наплавке и меньше снижение усталостной выносливости.

Недостатки: существенное термическое влияние на материал детали, ограниченные возможности по легированию наплавленного металла, сравнительно большой расход металла.

Вопрос.

Сварка и наплавка деталей из чугуна.

Ответ.

Сварка и наплавка чугунных деталей наиболее сложна и причиной тому высокое содержание углерода в металле (около 3 %), который под воздействием высокой температуры выгорает, в результате чего образуются поры, увеличиваются внутренние напряжения, деформации, и даже трещины.

Сварка и наплавка чугуна может вестись несколькими способами. Горячая ацетилено-кислородная сварка применяется для заварки сложных трещин, в частности, на внутренних поверхностях ответственных чугунных корпусных деталей: блоков цилиндров двигателей, чугунных головок блоков, картеров КП и др. Перед сваркой деталь подогревается до температуры 650-680⁰С. Для уменьшения скорости остывания деталь помещают в термостат (защитные кожуха). Присадочный материал – прутки ПЧ-1, ПЧ-2 и др. и флюс ФСЧ-1 (главная составляющая – бура). После сварки – отжиг при нагреве до 650-680⁰С, двухчасовой выдержке и последующем медленном охлаждении.

Холодная электродуговая сварка применяется обычно для заварки наружных трещин. Такая сварка выполняется на постоянном токе обратной полярности 140-150А. Электроды ЦЧ4, ОЗЧ-1 (медный стержень со специальной обмазкой), МНЧ-1, МНЧ-2 (медно-никелевый со специальной обмазкой), СД и др..

Наилучшие результаты обеспечивают специальные высоколегированные электроды серии ПАНЧ, имеющие в своем составе сильно действующие легирующие компоненты, в числе которых никель, медь, хром и др.

Для герметизации чугунных деталей (размороженных блоков) наиболее часто применяется сварка-пайка с присадочным материалом в виде легкоплавких латунных прутков и флюса (50% буры и 50% борной кислоты). При этом способе не нагревается основной металл до плавления, что можно отнести к достоинствам способа.

Для восстановления изношенных поверхностей чугунных деталей может производиться вибродуговая наплавка.Деталь устанавливается в центры переоборудованного токарного станка. Электрическая дуга горит между поверхностью детали и непрерывно подаваемой в район дуги голой электродной проволокой диаметром 1,4-1,8 мм марок Нп-65, Нп-80. Электродной проволоке сообщается вибрация, благодаря которой проволока периодически отрывается от поверхности детали, дуга гаснет и металл ложится отдельными каплями. В район сварки подается охлаждающая жидкость – вода с добавками кальцинированный соды или глицерина.

Достоинства способа: ниже термическое влияние на материал детали, чем при других способах наплавки, значительная твердость.

Недостатки: хуже структура наплавленного металла, который содержит окислы и микротрещины.

Вопрос.

Сварка и наплавка алюминиевых деталей.

Ответ.

Сварка деталей из алюминиевых сплавов весьма затруднена из-за легкой окисляемости алюминия и его хрупкости в нагретом состоянии, низкой температуры плавления алюминия (657⁰С) и тугоплавкости его окислов (2050⁰С), высокого коэффициента теплового расширения, высокой теплопроводности, постоянства цвета при нагревании.

Наилучшие результаты достигаются при использовании электрической сварки неплавящимся (вольфрамовым) электродом с присадочным прутком и защитным газом. В качестве защитной среду используется аргон, который непрерывно подается в зону горения дуги под небольшим избыточным давлением. Химический состав материала присадочного прутка должен быть максимально близок к составу свариваемой детали.

Отечественной промышленностью выпускается ряд установок, работающих с защитным газом аргоном.

В целях исключения дополнительных короблений и деформаций (а возможно и трещин) в зоне сварки, перед сваркой алюминиевая деталь должна быть подогрета до 250 – 280 градусов. После сварки самое медленное охлаждение

Вопрос.

Способы металлизации напылением и их характеристика.

Ответ.

При металлизации напылением присадочный материал в виде проволоки или порошка подается в специальный аппарат – металлизатор; в нем он плавится, подхватывается струей сжатого воздуха (газа) и наносится на специально подготовленную поверхность (шероховатую).

В зависимости от способа плавления металла в металлизаторе различают элекродуговую (ЭДМ); газовую (ГМ); высокочастотную (ВЧМ); плазменную (ПМ) металлизацию.

При всех видах металлизации используются переоборудованные токарные станки (на станок устанавливается металлизатор).

Наращиваемая поверхность обрабатывается накаткой, нарезкой рваной резьбы, дробеструйным, электроискровым или анодно-механическим способом.

Общими преимуществами способа восстановления металлизацией являются высокая производительность; возможность нанесения слоя значительной толщины из различных металлов и сплавов, в том числе обладающих высокой твердостью и износостойкостью (плазменная металлизация); отсутствие существенного влияния на структуру основного металла детали; хорошая износостойкость слоя в условиях гидродинамической и полужидкостной смазки благодаря его пористости.

Недостатки: значительные непроизводительные потери металла; снижение усталостной выносливости; хрупкость покрытия. Главный же недостаток всех видов металлизации - это низкая прочность сцепления нарощенного слоя с основным металлом.

Для повышения прочности сцепления применяют газотермическое оплавление, сущность которого в том, что наносимый слой одновременно с нанесением, а чаще сразу после нанесения оплавляется тем же ацетилено-кислородным пламенем, плазменной струей (без присадочного материала) или токами высокой частоты. Последнее предпочтительно.

Появляющаяся при оплавлении жидкая фаза способствует возникновению диффузионных процессов, благодаря чему возрастает прочность сцепления напыленного слоя, исчезает пористость, увеличивается механическая, в том числе усталостная прочность, возрастает износостойкость.

Вопрос.

Сущность процесса электролитического наращивания и особенности различных его видов.

Ответ.

При восстановлении изношенных деталей способом электролитического наращивания наиболее часто используют хромирование и осталивание (железнение).

Процесс электролитического осаждения металлов подчиняется законам электролиза:

- весовые количества выделяющегося на катоде при электролизе вещества прямо пропорциональны силе тока и времени электролиза;

- весовые количества различных веществ, выделяющихся на катоде при действии одного и того же количества электричества пропорциональны их эквивалентным весам (частному от деления атомного веса на валентность).

Отношение массы фактически осажденного металла к теоретически подсчитанному называется выходом по току.

Интенсивность электролитических процессов оценивается толщиной осадка, получаемого за час работы ванны; она зависит от состава от состава и концентрации электролита, его температуры и плотности тока, измеряемой в А/дм².

Качество получаемых осадков определяется их внешним видом, структурой, поверхностной твердостью и износостойкостью, прочностью сцепления с основным металлом, равномерностью осадка по толщине (определяется рассеивающей способностью ванны).

Электролитическое хромирование по наиболее распространенному варианту производится в универсальном электролите состава: хромовый ангидрид CrO₃ (150-250 г/л воды) и серной кислоты Н₂SO₄ (1,5-2,5 г/л воды). Аноды – нерастворимые свинцовые с примесью сурьмы, плотность тока 35-40 А/дм², температура электролита 45-60⁰С.

Преимущества хромирования: надежное сцепление наращенного слоя с основным металлом; высокая твердость и износостойкость; коррозионная и температурная стойкость покрытия; отсутствие термического воздействия на основной металл.

Недостатки: низкая производительность процесса (скорость осаждения 0,02-0,04 мм на сторону); ограниченная предельная толщина осадка (0,30-0,35 мм на сторону); снижение предела выносливости деталей на 20%; жесткие требования к постоянству режима электролиза (температура, плотность тока, концентрация электролита); склонность к образованию неравномерных по толщине осадков; худшая по отношению к стали смазываемость поверхности.

Для снижения указанных недостатков применяются:

5-минутная анодная обработки хромированных покрытий (хром снимается по краям микротрещин, которые развиваются в масляные каналы);

реверсивное хромирование (для уменьшения внутренних напряжений), период анодной поляризации в 60 раз меньше периода катодной поляризации;

хромирование в скоростном саморегулирующемся электролите, в котором кроме CrO₃ содержится сернокислый стронций (SrSO₄) и кремнефтористый калий (K₂SiF₆). Производительность 0,05-0,08 мм на сторону в час; максимальная толщина осадка 1-1,5 мм на сторону. Автоматически поддерживается концентрация электролита (используется принцип насыщения растворов).

Электролитическое железнение производится в горячих (60-80⁰С) хлористых электролитах (FeCl₂  4H₂O и HCl). Аноды растворимые (сталь 10). Плотность тока 40 А/дм².

Преимущества способа: высокая производительность (0,20-0,30 мм в час на сторону); толщина осадка до 1,0 мм на сторону; хорошая рассеивающая способность ванны; экономичность процесса.

Недостатки; невысокая твердость; ниже чем при хромировании прочность сцепления; снижение усталостной прочности.

Применяется холодное железнение на асимметричном токе (плотность тока в период анодной поляризации значительно ниже, чем в период катодной). Улучшается сцепление.

Разработан вариант безванного железнения.

Вопрос.

Ремонт деталей эпоксидными композициями и специальными клеями.

Ответ.

В авторемонтном производстве применяются пластмассы термореактивные и термопластические.

Термореактивные после нагревания или введения отвердителя переходят в необратимое твердое состояние. К таким пластмассам относятся эпоксидные олигомеры ЭД-5, ЭД-6, ЭД-16 и др.; теплостойкие клеи ВС-10Т, ВС-350, ВК-32-300, БФ-52-Т; пресс-порошки (карболиты и аминопласты); волокнистые и листовые пластики (волокнит, текстолит, азботекстолит и др.).

Термопластические массы при нагревании приобретают пластичное состояние, при охлаждении – упруготвердое. В них при нагреве химических реакций не происходит. К термопластическим пластмассам относятся: пластикат, винипласт, капроны, полиамиды, полистиролы, поливинилхлориды и др., а также порошки на основе поливинилбутиральной смолы (ПФН-12 и ТПФ-37), применяемые для выравнивания поверхностей кузовов и кабин перед окраской.

В авторемонтном производстве пластмассы применяются для восстановления и изготовления деталей и нанесения покрытий. Восстановление деталей осуществляется путем заделки трещин и пробоин, приклейки накладок и втулок, наложения слоя для компенсации износа. Изготовление детали осуществляется литьем под давлением, горячи прессованием из пресс-порошка, холодной штамповкой и механической обработкой. Нанесение покрытий производится газопламенным напылением, вихревым и вибровихревым напылением, погружением в порошок или расплав.

Наибольшее применение нашли эпоксидные композиции, в состав которых входят: эпоксидная смола, пластификатор (вещество, предупреждающее растрескивание композиции при отвердении), наполнитель (чугунный, стальной, алюминиевый порошок, порошкообразный графит, слюдяная пыль и др.), отвердитель (полиэтиленполиамин или АФ-2).

Эпоксидные композиции применяются для заделки трещин и пробоин в блоках цилиндров с использованием заплат из стеклоткани, нанесения износостойкого слоя при восстановлении гнезд под подшипники качения или скольжения, крепления различных дополнительных ремонтных деталей.

Клей ВС-10-Т применяется для приклейки фрикционных накладок дисков сцепления.