Табуляграмма способов восстановления изношенных деталей автомобилей

Способ восстановления	Частные отклики	Обобщенный отклик
Y 1	Y 2	Y 3	Y 4	Y 5	Y 6	Y 7	Y 8	Y
НУГ
ВДН
НСФ
ГТН
Х
О
КК
МО
РН
РР

Примечания: НУГ – наплавка в среде углекислого газа; ВДН – вибродуговая наплавка; НСФ – наплавка под слоем флюса; ITH – газотермическое напыление; Х – хромирование; О – осталивание; КК – применение клеевых композиций; РH – ручная наплавка; РР – применение ремонтных размеров; МО – механическая обработка

Определение значений критерия долговечности

Критерий долговечности определяется как функция трех аргументов,

К _д = f (к_и, к_в, к_сц),

где к_и – коэффициент износостойкости;

к_в – коэффициент выносливости;

к_сц – коэффициент сцепляемости.

Численные значения коэффициентов износостойкости и выносливости могут определяться на основании стендовых и эксплуатационных сравнительных испытаний новых и восстановленных деталей или соответствующих им образцов на стандартных машинах (машинах трения, машинах для испытания на усталость), или могут быть взяты из справочной литературы. Значения коэффициента сцепляемости могут быть рассчитаны по следующей зависимости:

к_сц= i _o / i _э,

где i _o – опытное значение для данной детали прочности сцепления нарушенного слоя с основным металлом;

i _э – эталонные значения прочности сцепления.

На основании результатов ряда научных исследований за эталонные могут быть приняты следующие численные значения сцепляемости:

- для наружных стальных поверхностей, воспринимающих значительные ударные или знакопеременные нагрузки – 50 кГс/мм;

- для наружных стальных или чугунных поверхностей, не воспринимающих значительные ударные или знакопеременные нагрузки – 20 кГс/мм;

- для внутренних посадочных поверхностей под подшипники, не воспринимающих знакопеременные и значительные ударные нагрузки стальных, чугунных или алюминиевых сплавов деталей – 5 кГс/мм;

- для наружных или внутренних стальных и чугунных поверхностей, не воспринимающих значительные ударные или знакопеременные нагрузки слоем, характеризующимся пористостью, при работе сопряжения в условиях обильной смазки – 4 кГс/мм.

Критерий долговечности К _д численно равен значению того из коэффициентов, который имеет наименьшую величину.

Значения коэффициентов приведены в табл. 4.

Определение значений критерия технико-экономической эффективности

Технико-экономическая эффективность позволяет оценить рентабельность различных способов с учетом затрат времени на восстановление.

Критерий технико-экономической эффективности К _э является функцией экономичности и производительности способов.

Значения критерия технико-экономической эффективности приведены в табл. 5.

Согласно общей методике, окончательному выбору подлежит тот способ, который удовлетворяет наиболее высокому значению к_э (по данным табл.5). Вместе с тем обращаться к этой таблице следует лишь в том случае, если имеется несколько способов, отвечающих необходимым значениям критериев применимости и долговечности (К _т=1; К _д ³ 0.8 ¸ 1). Если требуемым значениям этих критериев удовлетворяет лишь один способ, он должен использоваться, при наличии положительного экономического эффекта от восстановления, при любых значениях К _э.

Для реализации выбранного способа восстановления детали необходимо подобрать оборудование, при этом учитывается размер партии восстанавливаемых деталей, габаритные размеры деталей, расположение восстанавливаемых поверхностей, требования к точности, производительности и экономичности восстановления.

Количество единиц оборудования, необходимого для восстановления данной детали, можно рассчитать по упрощенной формуле

n = N _см / N _об к ₃,

где N _см – сменная программа восстановления деталей;

N _об– производительность оборудования;

к ₃ – коэффициент загрузки оборудования, к ₃ = 0,9 ¸ 0,95.

Таблица 4

Значения критерия долговечности К _д

Деталь, вид, сопряжения и характер работы	Материалы сопряженных деталей	Способ восстановления
Х	О	ГТН	ВДН	НСФ	НУГ	РН
Вал – подшипник скольжения при статической нагрузке	Баббит	1,5	0,75	0,9	0,95	0,85-0,9	0,9	-
Бронза	0,95	0,83	0,85	0,95	0,85	0,85	-
Вал – подшипник скольжения при знакопеременной нагрузке	Баббит	1,25	0,85	0,8-1,0	0,8	0,85	0,85	-
Бронза	1,0	0,8	-	-	-	-	-
Валы и оси – бронзовые втулки	Бронза	-	-	0,85	1,0	0,8-0,9	0,85	0,7-0,75
Цилиндрический стержень с возвратно‑поступательным перемещением – направляющие	Серый чугун	2,5	0,83	0,85	-	-	-	-
Фиксированные стержни втулки с вращательным или возвратно-вращательным движением	Чугун	1,5	0,9	-	-	-	-	-
Бронза	0,64	0,57	-	-	-	-	-
Цилиндрические поверхности крестовин	Сталь легированная	0,9	0,8	0,8	0,87	-	0,9	-
	Цилиндрические поверхности деталей:	Сталь шарикоподшипниковая
	- по посадке с гарантированным натягом	1,3-1,4	0,7-0,74	-	0,87-1,0	-	0,9-1,0	-
	- по переходной посадке	1,58	0,54	0,73	0,94	-	-	-
	- по подвижной посадке	-	-	0,9	1,0	1,0	0,95	0,9
Шлицевые поверхности	Сталь легированная	-	-	-	-	0,8-1,0	-	0,64-0,75
Наружные резьбы на валах	Сталь углеродистая	-	-	-	0,85-1,0	0,9-1,0	0,9-1,0	0,8-0,9

 

Таблица 5

Значения критерия технико-экономической эффективности К _э

Способы восстановления	кп	кэ
Применение ремонтных размеров	2,60 - 2,40	0,875
Пластическое деформирование (горячее)	2,60 - 2,30	0,845
Осталивание на переменном асимметричном токе	1,93 - 1,77	0,637
Осталивание на постоянном токе	1,71 - 1,53	0,558
Применение клеевых композиций	1,73 - 1,37	0,455
Наплавка под слоем флюса	1,62 - 1,45	0,436
Наплавка в углекислом газе	1,82 -1,77	0,403
Электромеханическая обработка	1,35 - 1,06	0,420
Металлизация (ГТН.)	1,62 - 1,35	0,400
Применение дополнительной ремонтной (небольшой) детали	1,45 - 1,15	0,350
Пластическое деформирование (холодное)	1,00	0,345
Ручная дуговая наплавка	1,00	0,314
Вибродуговая наплавка	0,85 - 0,72	0,256
Электролитическое натирание цинком	0,72 - 0,57	0,219
Аргонодуговая наплавка (сварка)	2,10 - 1,70	0,171
Ручная газовая наплавка	0,73 - 0,58	0,134
Хромирование в саморегулирующемся электролите	0,53 - 0,48	0,130
Структурное хромирование	0,59 - 0,48	0,125
Хромирование в универсальном электролите	0,32 - 0,22	0,087
Замена части детали с применением сварки трением	2,90 - 2,30	0.025

Контрольные вопросы

1. Для чего определяются коэффициенты годности и восстановления деталей?

2. Как производится выбор оптимального способа восстановления деталей по критерию технологической применимости?

3. Как производится выбор оптимального способа восстановления деталей по критерию долговечности?

4. Как производится выбор оптимального способа восстановления деталей по критерию технико-экономической эффективности?

ЛАБОРАТОРНАЯ Работа №5

Разработка технологической операции электродугового

напыления коленчатого вала

Цели работы:

1. Изучить методику разработки технологического процесса напыления.

2. Изучить типовой процесс восстановления коленчатого вала и типовую операцию напыления.

3. Освоить методы рационального построения технологической операции, выбора структуры операции, установить рациональную последовательность операций.

4. Выбрать оборудование, обеспечивающее оптимальную производительность.

5. Установить исходные данные и рассчитать толщину напыляемого слоя.

6. Определить оптимальные режимы напыления.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Коленчатые валы автомобильных двигателей изготовляются из конструкционных сталей 45 и 50 с более сужеными пределами содержания углерода (стали селект) или с повышенным содержанием марганца – сталь 50Г (коленчатые валы двигателей ЯМЗ) или литыми из высокопрочного чугуна модифицированного шаровидным графитом марки ВЧ 50-2 (двигатели ГАЗ). Шейки стальных коленчатых валов закалены ТВЧ до твердости HRC 52…62, чугунных – до HRC 40…55. Глубина поверхностно-закаленного слоя валов различных двигателей находится в пределах от 2,5 до 6,5 мм.

Коленчатые валы относятся к классу деталей «Круглые стержни». Установочными базами при обработке этих деталей служат центровые отверстия и реже – наружные цилиндрические поверхности.

Характерными дефектами круглых стержней являются: износ шеек, повреждение и износ резьбовых поверхностей, погнутость, биение привалочных поверхностей фланцев, износ гнезд под подшипники, износ эксцентриков кулачков, износ торцевых поверхностей, облом или износ зубьев, износ шлицов и забитость центровых отверстий и др.

Типовой технологический процесс включает операции по восстановлению базовых поверхностей, восстановлению изношенных поверхностей, термообработке и завершающие стрелочные операции.