Обеспечение работоспособности автомобиля - Деталь-кулак поворотный 53А-301012(53-3001012-А2). Технологический процесс восстановления детали

Введение

При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния,
когда их ремонт в условиях автотранспортных предприятий (АТП) становится технически невозможным или экономически нецелесообразным. В этом
случае они направляются в централизованный, текущий или капитальный
ремонт (КР) на АТП.
Основным источником экономической эффективности КР является использование остаточного ресурса их деталей. Около 70-75% деталей автомобилей, поступивших в КР, могут быть использованы повторно либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия.
Детали, полностью исчерпавшие свой ресурс и подлежащие замене, составляют 25-30% всех деталей. Это поршни, поршневые кольца, подшипники
качения, резинотехнические изделия и другие. Количество деталей, износ рабочих поверхностей которых находится в допустимых пределах, что позволяет использовать их без ремонта, достигает 30-35%. Остальные детали автомобиля (40-45%) могут быть использованы повторно только после их восстановления. К ним относится большинство наиболее сложных, металлоемких и дорогостоящих деталей автомобиля, в частности – коленчатый вал двигателя. Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10-15% стоимости их изготовления.
Себестоимость КР автомобилей и их составных частей не превышает 60-70% стоимости новых аналогичных изделий. При этом достигается большая
экономия металла и энергетических ресурсов.

1 Обеспечение работоспособности автомобиля

Основным назначением предприятий технического сервиса, которые уже дей¬ствуют или только проектируются, явля¬ется поддержание и восстановление работоспособного состояния техники при применении ремонтно-обслуживающих воздействий определенного объёма в уста¬новленные сроки с регламентируемым ка¬чеством и минимальными трудовыми и финансовыми затратами.
Работоспособное состояние автомоби¬ля поддерживается применением плано¬во-предупредительной системы (ППС) тех¬нического обслуживания (ТО) и ремонта.
Для поддержания и восстановления ка¬чества автомобилей необходима система технического обслуживания и ремонта, представляющая собой комплекс: испол¬нителей, документации и средств по техническому обслуживанию и ремонту.
Перед системой технического обслу¬живания стоит цель обеспечения соответ¬ствия автотранспортных средств (АТС) требованиям, которые устанавливаются предприятием-изготовителем, а также рост эффективности от использования ав¬тотранспортных средств потребителями.
Таким образом, на протяжении всего времени работы эксплуатации автомобиля помогает поддержание его технического состояния, использующего комплекс тех¬нических воздействий (в целях обеспече¬ния работоспособности), разделяющихся в зависимости от цели и характера на две группы:
1) воздействия, позволяющие поддер¬живать в работоспособном состоянии агрегаты, механизмы и узлы автомобиля на протяжении наиболее длительного времени эксплуатации;
2) воздействия, позволяющие восста¬навливать работоспособность агрегатов, механизмов и узлов автомобиля, утрачен¬ную ранее.
К первой группе относятся действия, носящие предупреждающий характер и составляющие базис системы техническо¬го обслуживания. Во вторую группу входят мероприятия по ремонту и восстанов¬лению.
Под техническим воздействием пони¬мают любую из операций, которые позво¬ляют восстановить или сохранить пара¬метры автотранспортных средств, в том числе систем и их составных частей и т.д. по итогам технического обслуживания или ремонта, а также операции по проверке на соответствие технического состояния ав¬томобиля представленным требованиям. В этом случае масштабы и серьёзность технических воздействий и зависящая от них экономическая эффективность опре¬деляются общей целью системы, т.е. поддержанием автомобиля в работоспособ¬ном состоянии в течение всего времени его использования по назначению.
От показателей надежности конструк¬ции и условий технической эксплуатации зависит техническое состояние автотранс¬портных средств. Но у системы ППС так¬же есть и недостатки, такие как: не учитываются отличительные особенности каждого автотранспортного средства и его объективное техническое состояние.
Эта проблема может стать решаема после перехода на более эффективную стратегию поддержания автомобиля в работоспособном состоянии по реально¬му техническому состоянию (стратегия технического обслуживания и ремонта автомобиля по фактическому состоянию - СФТС). Проблема создания и рабочая деятельность СФТС определяется услож¬нением конструкции автомобилей, а также повышением требований по эксплуатации и экологии, что увеличивает стоимость из¬готовления и затрат на эксплуатацию.
Общий характер технических воздей¬ствий на автомобиль позволяет выразить ТО и ремонт в виде единой целостной си¬стемы. Поставленные перед СФТС цели совпадают с целями ППС и состоят в управлении техническим состоянием АТС посредством обеспечения его работоспо¬собности на протяжении всего срока экс¬плуатации или ресурса, сведя к минимуму затраты средств, времени и сил на выпол¬нение воздействий.
Воплощение этих целей происходит благодаря организации оптимальной последовательности технических воздей¬ствий на АТС, назначение которых зависит от изменения его технического состояния. Использование апостериорной информа¬ции (более информативной) о техническом состоянии АТС даёт преимущество СФТС, позволяя приспособиться к реальным ус¬ловиям функционирования изделий.

2 Особенности конструкции детали, условия ее работы в агрегате

Поворотный кулак (рисунок 2.1) – это важный узел автомобиля, отвечающий за поворот передних колес. Он обеспечивает надежную связь между рулевым колесом и колесами автомобиля, позволяя водителю контролировать направление движения транспортного средства.
*1 – гайка М24х1,5; 2 – кулак поворотный; 3 – втулка шкворня поворотного кулака; 4 – втулка сальника ступицы переднего колеса; 5 – корпус датчика.
Рисунок 2.1 – Кулак поворотный*
Основной принцип работы поворотного кулака заключается в том, что при повороте рулевого колеса он передает усилие на поворачивающиеся колеса с помощью шарнира или рулевого наконечника. Для обеспечения оптимальной управляемости автомобиля поворотный кулак оснащен специальными пыльниками и смазочными материалами, обеспечивающими плавность и надежность работы механизма.
При повороте рулевого колеса, движение передается посредством поворотного кулака на рулевую тягу, которая в свою очередь передает его на поперечные рычаги. Затем поперечные рычаги поворачивают передние колеса автомобиля, обеспечивая изменение направления движения.
Поворотные кулаки также имеют важную функцию – обеспечивают подвижность и независимое движение передних колес. Благодаря своей конструкции, кулаки позволяют колесам вращаться независимо друг от друга, что особенно важно при прохождении поворотов или управлении автомобилем на неровной дороге.
Разработчики автомобилей обращают особое внимание на качество и надежность поворотных кулаков, так как они играют ключевую роль в управлении автомобилем. При планировании ремонта или замены частей передней подвески, следует обращать внимание на состояние и правильную установку поворотных кулаков.
В общем, поворотный кулак является важным компонентом рулевой системы автомобиля, обеспечивающим точное и надежное управление при поворотах.
В процессе эксплуатации поворотный кулак подвергается высоким динамическим нагрузкам от массы автомобиля при движении по неровной дороге,
что вызывает знакопеременные напряжения в элементах поворотного кулака, нагрузкам при воздействии водителем на рулевое колесо. Выбраковачным дефектом поворотного кулака является деформация его элементов. Следствием перегрузки и усталости металла может быть поломка детали.
Характерными дефектами поворотного кулака являются:
– износ посадочных поверхностей под подшипники;
– износ конусных отверстий под рычаги поворотного кулака;
– износ шпоночных канавок в этих отверстиях;
– износ проушины под бобышку балки переднего моста;
– износ резьбы под гайку;
– износ отверстий под втулки шкворня.
Поворотный кулак относится к классу деталей «круглые стержни».
Основными дефектами поворотного кулака, рассматриваемыми в данном
курсовом проекте, являются:
а) износ шейки под наружный подшипник ступицы;
б) износ шейки под внутренний подшипник ступицы;
в) износ резьбы 24х1,5-6д под гайку.

3 Выбор рационального способа восстановления детали
3.1 Анализ условий эксплуатации и возможных неисправностей детали

Поворотный кулак предназначен для обеспечения поворота управляемого
колеса автомобиля путем изменения его угла относительно кузова, а также для крепления колеса к оси поворотного кулака.

3.2 Определение предельных значений дефектов детали

Предельное значение износа шейки под подшипник принимаем равным 0,05 мм [1, с.555].
Предельно допустимый износ шпоночного паза определяется по
формуле, мм:
[∆]≤(0,05…0,2)В_п (3.1)
где В_п – ширина паза, равная 4,0 мм.
Подставляя значения в формулу (1.1), получим:
[∆]≤(0,1-4,0)=0,4
Предельно допустимый износ канавки определяется аналогично:
[∆]≤(0,1-4,0)=0,4
На данном этапе составляется дефектовочная ведомость (Приложение А).