Характеристика детали и условий ее работы

Поворотный кулак является элементом передней оси автомобиля, он обеспечивает возможность поворота передних управляемых колёс.

Конструкция поворотных цапф обеспечивает также развал передних колёс на угол до 1°15'.

Из деталей передней оси наиболее быстро изнашиваются шкворни и втулки поворотного кулака. Надо особо тщательно следить за своевременной смазкой указанных деталей, а при необходимости своевременно заменять их, так как чрезмерный износ этих деталей создаёт возможность появления ударной нагрузки, которая будет способствовать преждевременному разрушению подшипников передних колёс, отверстий в блоке под шкворни и может привести к поломке поворотного кулака.

Поворотный кулак относится к классу «круглых стержней», его изготовляют у автомобилей ГАЗ из стали 35Х. Твёрдость НВ 269……321.

В процессе эксплуатации деталь подвергается: периодическим нагрузкам от сил инерции движущихся масс, которые вызывают переменные напряжения в её элементах; трению шеек о кольца подшипников; трению при высоких удельных давлениях и нагрузках при наличии абразива; динамическим нагрузкам; изгибу и скручиванию и т.д. Для неё характерны следующие виды износа – окислительный и нарушение усталостной прочности, молекулярно-механический, коррозионно-механический и абразивный. Они характеризуются следующими явлениями – образованием продуктов химического взаимодействия металла со средой и разрушением отдельных микрорайонов поверхностного слоя с отделением материала; молекулярным схватыванием, переносом материала, разрушением возникающих связей, вырыванием частиц и др.

После восстановления поворотный кулак должен отвечать следующим основным техническим требованиям: неперпендикулярность торцевых поверхностей проушины под балку переднего моста относительно общей оси отверстий под втулки шкворня не более 0,10 мм; торцевое биение поверхности Б при установке в центрах на более 0,025 мм; радиальное биение поверхности Г относительно поверхности В не более 0,03 мм; овальность и конусообразность поверхностей Г и В не более 0,01 мм; шероховатость поверхностей А, Б, В и Г не более

Ra=1,25 мкм.

Поворотная цапфа передней оси, поступающая в капитальный ремонт, имеют следующие основные дефекты: износ шеек под кольца подшипников, износ отверстий под втулки шкворня, износ или повреждение резьбы на конце цапфы.

При нормальных условиях эксплуатации основной дефект деталей этого класса – износ. Перезагрузка и усталость металла, нарушение смазки трущихся поверхностей вызывают нагрев и деформацию детали, интенсивный износ, задиры и схватывание на поверхностях трения. Следствием усталости материала детали может быть их поломка. Большое разнообразие внешних факторов, воздействующих на условия работы деталей, приводит к изменению скорости изнашивания их поверхностей и случайному сочетанию дефектов.

2.2.2 Выбор способов восстановления детали.

Наиболее характерными дефектами «круглых стержней» являются:

· Износ шеек;

· Повреждение и износ резьбовых поверхностей;

· Погнутость;

· Биение привалочных поверхностей фланцев;

· Износ гнезд под подшипники;

· Износ эксцентриков и кулачков;

· Износ торцевых поверхностей буртов;

· Облом и износ зубьев;

· Износ шлицов;

· Забитость центровых отверстий;

Прежде всего восстанавливают установочные поверхности, т.е. центровые отверстия, затем устраняют погнутости и выполняют все наплавочные операции и после механической, а если и требуется, и термической обработки переходят к другим способам наращивания поверхностей. Завершающей операцией является шлифование с последующим хонингованием или суперфинишированием точных поверхностей.

Выполним дефектацию поворотного кулака

Одной из задач дефектации является сортировка деталей по маршруту восстановления. Поворотный кулак – сложная деталь, поэтому имеет большое количество возможных дефектов.

Таблица 2 Основные дефекты поворотного кулака.

Возможные дефекты	Способ установления дефекта	Размеры, мм	Заключение
По рабочему чертежу	допустимый без ремонта
Сколы и трещины на кулаке	Осмотр. Дефектоскоп.			Браковать
Износ отверстий под шкворень	Пробка неполная 20,0 мм		20,07	Поставить втулки ДРД
Износ шейки под внутренний роликоподшип ник	Скоба листовая 29,95 мм		29,95	Осталивать Хромировать
Износ шейки под наружний подшипник	Скоба листовая 24,95 мм		24,95	Осталивать Хромировать
Износ или срыв резьбы	Осмотр.Калибр-кольцо резьбовое НЕ М24х1,5	М24х1,5-4h		Наплавить в углекислом газе
Износ отверстия под фиксирующий штифт.	Пробка неполная 10,07 мм		10,07	Обработать до ремонтного размера, поставить штифт ремонтного размера.
Износ головок поворотного кулака под стойку	Калибр 114,0 мм		114,0	Обработать торцы и поставить при сборке компенсационные шайбы. Браковать при размере менее 114,0 мм

Приведем возможные маршруты ремонта поворотного кулака передней оси

Технологический маршрут типового технологического процесса восстановления деталей класса «круглые стержни» следующий:

· Исправление центровых отверстий;

· Устранение радиального биения;

· Устранение повреждённой или изношенной резьбы;

· Наплавка резьбовых поверхностей;

· Правка деталей после наплавки (по потребности);

· Механическая обработка наплавленных поверхностей (резьбовых, шлицевых, шпоночных пазов и гладких отверстий);

· Предварительная и окончательная обработка поверхностей, подлежащих сопряжению с ДРД;

· Запрессовка ДРД;

· Предварительная обработка ДРД после запрессовки;

· Термическая обработка;

· Правка;

· Подготовка поверхностей к электрохимическому наращиванию;

· Нанесение электрохимических покрытий;

· Предварительная обработка электрохимических покрытий;

· Чистовая обработка поверхностей;

· Балансировка;

· Доводка.

·

Приведём возможные способы ремонта дефектов поворотного кулака, которые даны в задании

Дефекты:

· Износ отверстий под шкворень

· Износ шейки под внутренний роликоподшипник.

· Износ шейки под наружный подшипник.

Возможные способы устранения данных дефектов