Разработка технологического процесса восстановления ступицы переднего колеса автомобиля ГАЗ-53А

Как показывает практика перспективы восстановления деталей существует, не смотря на бытующее в обществе мнение «проще и дешевле купить новую запасную часть, чем восстановить старую». Никто сейчас не будет выбрасывать изношенный блок цилиндров, даже до последнего ремонтного размера. Современные технологии позволяют обеспечить ресурс отремонтированных деталей, достигающий ресурса новых, а иногда и превзойти его, тем более при нынешнем качестве запасных частей, поступающих в продажу. Кроме того, постоянный рост цен на новые детали заставляет задуматься о восстановлении, к тому же при правильно спроектированном технологическом процессе восстановления стоимость отремонтированных деталей значительно ниже стоимости новых. Разработка технологического процесса усложняется и тем, что объемы ремонта сократились в десятки раз и этим занимаются сравнительно мелкие предприятия или мастерские, работающие по индивидуальным заказам. Но проектирование технологического процесса восстановления осталось необходимым звеном в ремонте.

Цель проектирования технологического процесса — установить оптимальную последовательность и способы обработки отдельных поверхностей и всей детали в целом, подобрать необходимое оборудование, оснастку и инструмент для обработки и контроля деталей, определить оптимальные режимы и технические нормы времени на выполнение работы. Главное требование к технологии восстановления деталей — обеспечить требуемый уровень служебных свойств деталей при заданной производительности труда с наименьшими затратами.

1. Исходные данные

Деталь: ступица переднего колеса автомобиля ГАЗ — 53А.

Годовая программа: 3000 шт. автомобилей.

Коэффициент ремонта: Кр = 0,55.

Исходными данными также являются чертеж узла, рабочий чертеж детали, технологический процесс изготовления детали на автомобилестроительном заводе. Данные документы позволяют проанализировать условия работы детали, требования к сборочной единице; для представления о допустимых погрешностях на размеры деталей, ее форму и расположение поверхностей.

2. Характеристика детали и условия ее работы

ступица деталь рациональный восстановление Ступица заднего моста относится к классу деталей «полые цилиндры». В простейшем своем представлении является стаканом с фланцем для крепления тормозного барабана и диска колеса. В своей конструкции деталь имеет по торцу и на фланце резьбовые отверстия, в полости цилиндра расположены посадочные поверхности под наружные кольца конических подшипников качения и сальник.

Ступица заднего моста работает в условиях знакопеременных динамических и ударных нагрузок, поэтому деталь должна обладать высокой усталостной прочностью. Кроме того, вследствие низкого расположения детали от поверхности земли она подвержена коррозионным процессам и попаданию абразивных материалов.

Изнашивающиеся поверхности не подвержены действию больших контактных нагрузок, но должны противостоять трению скольжения от проворачивания наружных колец подшипников. Поэтому высоких требований к твёрдости и структуре поверхностей не предъявляется, но тем не менее восстанавливаемые поверхности не должны иметь концентратов напряжений, ослабляющих основной материал.

В целях снижения себестоимости изготовления заготовка получена литьём из ковкого чугуна КЧ 35 ГОСТ 1215– — 79 для повышения прочностных свойств при динамических нагрузках, затем обработана резанием.

3. Определение партии обрабатываемых деталей

В условиях серийного ремонта производства (по опыту ремонтных предприятий) размер партии принимают равным месячной или квартальной потребности в ремонтируемых или изготавливаемых деталях.

Размер партии (месячная потребность «Х» в штуках) на ремонт ступицы переднего колеса автомобиля ГАЗ — 53А на ремонтном предприятии с производственной программой 3000 полнокомплектных капитальных ремонтов в год

где N — годовая производственная программа; К_р — коэффициент ремонта передней ступицы; m — число одноимённых деталей.

4. Выбор рационального способа восстановления детали

В данном проекте разрабатывается технологический процесс восстановления только двух повреждений: износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника и износ отверстий под шпильки креплений колеса.

Учитывая свойство материала детали, качество рабочих поверхностей, конструкцию, принимаем, что для восстановления работоспособности детали можно:

§ поставить втулку ДР, заварить;

§ для ремонта отверстий под шпильки крепления колеса принимаем заварить отверстие, затем нарезать резьбу первоначального размера, т. к. первый способ неприемлем, потому что при его применении увеличивается диаметр отверстия, что ослабит прочность детали, т. к. стенка в этом месте тонкая.

§ восстановить отверстие под наружное кольцо внутреннего подшипника электролитическим железнением. Применить вибродуговую наплавку или синтетические материалы. Поставить втулку ДР.

По критерию долговечности либо поставить втулку, либо применить вибродуговую наплавку.

По критерию экономичности целесообразно восстановить отверстие вибродуговой наплавкой, т. к. материалы, применяемые при этом способе достаточно недороги, а также не требуется изготовления дополнительных изделий. Принимаем способ вибродуговой наплавки.

5. Разработка технологического процесса восстановления

Схема технологического процесса восстановления детали «ступица переднего колеса автомобиля ГАЗ — 53А»

Дефекты:

— износ отверстий под шпильки крепления колеса;

— износ отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника.

Таблица 1 — Схема технологического процесса восстановления деталей ступицы переднего колеса автомобиля ГАЗ — 53А

Определение режимов обработки и норм времени при восстановлении износ отверстий под шпильки крепления колеса

Удаление старой резьбы: подача шпинделя S = 0,32 мм/об;

Частота вращения шпинделя n = 400 об/мин;

Скорость резания Заварку обрабатываемого отверстия осуществляем ручной дуговой сваркой.

Оборудование:

— сварочный трансформатор ТС — 300;

— выпрямитель ВДГ — 301.

Заваривание вести постоянным током обратной полярности, сила сварочного тока 180 — 200 А, диаметр электрода 5 мм, электроды хромоникелевые АНЧ — 1.

1. Основное время при электродуговой сварке

где F = 154 мм² — поперечное сечение шва;

j = 7,35 г./см² — плотность наплавленного металла;

б_н = 12,5 г/А ч — коэффициент наплавки;

I = 200 А — сила тока.

2. Вспомогательное время, связанное с переходом

где — время, необходимое на ремонт и очистку;

— время, необходимое на смену присадочного прутка.

3. Оперативное время

где L = 0,03 м. — длина шва;

— вспомогательное время, связанное со сваркой изделия.

4. Время обслуживания рабочего места

5. Подготовительно — заключительное время

6. Время обслуживания рабочего места

мин.

7. Техническая норма времени на ручные сварочные работы:

мин.

Определение нормы времени для операции сверления

1. Величина врезания

— величина врезания инструмента.

Величина врезания сверла

2. Скорость резания при сверлении Частота вращения сверла Частота вращения сверла, скорректированная по паспорту станка 2А135

Нарезание резьбы метчиком

S = 2 мм/об.

Принимаем V = 2 м/мин,

Частота вращения, скорректированная по паспорту станка 2А135

n = 40 мин^-1.

3. Основное машинное время

— при сверлении

— при нарезании резьбы

4. Вспомогательное время

5. Вспомогательное время на установку и снятие детали

6. Вспомогательное время, связанное с переходом

7. Вспомогательное время на установку и снятие накладного кондуктора

8. Подготовительно — заключительное время

9. Время обслуживания рабочего места

мин.

10. Оперативное время

11. Штучно-калькуляционное время

мин.

Определение нормы времени для операции фрезерования

1. Скорость резания

2. Частота вращения фрезы

3. Частота вращения фрезы, скорректированная по паспорту станка 1К62

4. Подача в минуту

5. Величина врезания и перегиба фрезы где

6. Число проходов

7. Основное (машинное) время

8. Вспомогательное время, связанное с установкой и снятием детали

9. Вспомогательное время, связанное с переходом

10. Дополнительное время на очистку приспособления от стружки

11. Подготовительно — заключительное время

12. Время обслуживания рабочего места

мин.

13. Оперативное время

14. Штучно — калькуляционное время

Определение режимов обработки и норм времени при восстановлении отверстия под наружное кольцо внутреннего подшипника

1) Определение режимов вибродуговой наплавки

— диаметр и марка электродуговой проволоки: Св — 10 Т, d = 2,0 мм;

— скорость подачи проволоки: V_np1 = 2 м/мин;

— скорость наплавки:

где h — толщина наплавляемого металла; S — шаг наплавки;

з — коэффициент перехода электродного металла в наплавленный слой;

— частота вращения детали при наплавке

— частота колебаний ~ 100 Гц.

Вылет электрода Амплитуда вибрации электрода Основное время

;

2) Определение режима и норм времени токарной обработки Таблица 2 — Режимы и нормы времени токарной обработки

3) Определение режимов при шлифовании Поперечная подача на один двойной ход 0,002 мм.

Продольная подача на один оборот обрабатываемой детали Скорость вращения обрабатываемой детали Длина хода стола (или шлифовального круга):

Подвеска автомобиля ГАЗ — 53А Подвеска автомобиля выполнена на продольных полуэллиптических рессорах. В передней подвеске (рисунок 1) установлены телескопические амортизаторы. Задняя подвеска имеет дополнительные рессоры. Рессоры закреплены на раме на кронштейнах с резиновыми подушками. Концы подрессорников опираются на резиновые опоры, вложенные и закрепленные болтом в гнездах кронштейнов на раме. Прогибы рессор ограничивают резиновые буфера. Гидравлические амортизаторы телескопического типа двустороннего действия. Для удобства обслуживания и ремонта конструкция их выполнена разборной. В качестве рабочей жидкости в амортизаторе применяют масло АЖ-12Т в количестве 405 — 415 см³. Размеры сопрягаемых деталей амортизаторов даны в приложении 2.

Уход за подвеской заключается в периодической проверке затяжки стремянок рессор, болтов крышек кронштейнов, проверке крепления кронштейнов амортизаторов и самих амортизаторов, осмотре состояния крепления кронштейнов рессор к лонжеронам рамы. Возможные неисправности амортизатора и подвески в целом и способы их устранения приведены в таблице 3.

Ремонт подвески. Для устранения неисправностей, замены деталей и узлов подвеску подвергают полной или частичной разборке.

При снятии передней рессоры с автомобиля ослабляют затяжку гаек стремянок 25 (рисунок 1) и отсоединяют от балки передней оси нижний конец амортизатора 19; поднимают домкратом переднюю часть автомобиля так, чтобы рессоры разгрузились. Подставляют под поднятый конец рамы козлы соответствующей высоты и опускают автомобиль. Равномерно отвертывают (в любом порядке) болты крышек переднего и заднего кронштейнов рессоры и снимают крышки 2 и 18 и нижние резиновые подушки 3. Отвертывают гайки стремянок и снимают стремянки 14, поднимают автомобиль домкратом, установленным под рамой, настолько, чтобы концы рессоры вышли из кронштейнов. Снимают рессору. Извлекают из кронштейнов верхние и упорные резиновые подушки 5 и 4. Задняя рессора снимается в той же последовательности.

Рисунок 1 — Передняя подвеска: 1 — болт крышки; 2 — передняя крышка; 3 — нижняя подушка: 4 — упорная подушка; 5 — верхняя подушка; 6 — передний кронштейн; 7 — подкладка рессоры; 8 — рессора в сборе; 9 — гайка центрового болта; 10 — вкладыш; 11 — буфер; 12 — верхний палец амортизатора; 13 — накладка рессоры; 14 — стремянка; 15 — задний кронштейн. 16 — верхняя задняя чашка; 17 — нижняя задняя чашка; 18 — задняя крышка; 19 — амортизатор; 20 — гайка пальца амортизатора; 21. 23 — шайбы; 22 — резиновые втулки; 24 — нижний палец амортизатора; 25 — гайка стремянки; 26 — центровой болт; 27 нижняя передняя чашка; 28 — верхняя передняя чашка Таблица 3 — Возможные неисправности амортизатора и подвески в целом и способы их устранения

Разборка и сборка рессоры. При разборке и сборке рессоры не следует наносить удары молотком по листам. Рессору очищают от грязи, протирают и осматривают. Если поломок листов и других деталей нет, проверяют стрелу прогиба в свободном состоянии. Для этого натягивают нить или тонкую проволоку по торцовым закруглениям чашек верхнего коренного листа вдоль рессоры и замеряют расстояние до нити от верхней поверхности первого коренного листа у центрового болта (рисунок 2). Это расстояние для передней рессоры должно быть (113±5) мм, для задней (98+5) мм и дополнительной рессоры (28±5) мм.

Разность размеров стрелы одноименных рессор, устанавливаемых на автомобиль, не должна превышать10 мм.

Рисунок 2 — Проверка стрелы прогиба рессоры

Если в результате предварительного осмотра обнаружены поломки, то рессору необходимо разобрать. Для этого ее надо положить на верстак, отвернуть гайки болтов хомутов, вынуть болты и снять хомуты, отвернуть гайку центрового болта и разобрать листы. Протереть все листы керосином и осмотреть наличие трещин. Заменить сломанные или листы с трещинами.

При сборке рессоры отбирают требуемый комплект листов с укрепленными чашками на коренных листах и хомутами, тщательно промазывают поверхности листов графитовой смазкой. Подбирают комплект листов в соответствующем порядке и вставляют через отверстие стержень диаметром, равным диаметру центрового болта. Сжимают центральную часть рессоры тисками и вынимают стержень. Вставляют центровой болт головкой снизу и затягивают гайкой моментом 43 — 62 Н * м. Вставить болты хомутов и затянуть их гайками.

Освобождают рессору из тисков и протирают ее от лишней смазки. Проверяют стрелу рессоры в свободном состоянии. При необходимости красят ее черной эмалью МС-17.

Установка рессоры. Для правильного крепления концов рессоры в резиновых подушках ее выпрямляют в приспособлении 7879−4518 (рисунок 3) с помощью домкрата.

Рисунок 3 — Приспособление 7879−4518 для установки рессор: 1-рессора; 2-домкрат; 3-балка; 4-стремянка (2 шт.); 5-палец; 6-защелка

Для установки передней рессоры поднимают переднюю часть автомобиля настолько, чтобы выпрямленная рессора могла свободно войти в кронштейны 6 и 15 (рисунок 1). При этом устанавливают в верхние чашки рессор резиновые подушки 5 и опускают автомобиль так, чтобы рессора вместе с подушками в чашках вошла в кронштейны на раме, вставляют в гнездо переднего кронштейна 6 упорную подушку 4 и опускают автомобиль на козлы. После чего вкладывают в нижние чашки концов рессор подушки 3, прикладывают к ним снизу крышки 2 и 18 и ввертывают болты с установленными на них пружинными стопорными шайбами. Плотно прижимают крышки 2 и 18 к кронштейнам 6 и 15, равномерно без перекосов затянув болты моментом 30−70 Н•м. Устанавливают на рессору сверху накладки 13 в сборе с резиновым буфером 11 и деревянным вкладышем 10 так, чтобы в отверстие вкладыша вошла гайка центрового болта 26. Стремянки 14 устанавливают на накладку, а концы их пропускают в отверстия балки передней оси. На резьбовые концы стремянок устанавливают пружинные шайбы и гайки 25, предварительно затягивают их.

Окончательно гайки стремянок заворачивают моментом 180 — 200 Н•м при снятии автомобиля с домкрата и установке его на колеса.

После чего подсоединяют нижний конец амортизатора.

Задняя рессора устанавливается в аналогичной последовательности, как и передняя. Особенность сборки заключается в установке дополнительной рессоры. Для чего на верхний лист задней рессоры накладываются две подкладки 15, на них подрессорник 13 и уже на него накладку 11.

Кроме того, момент затяжки крышек кронштейнов задней рессоры увеличен до 6О — 110 Н•м и стремянок — до 220 — 250 Н•м.

Амортизаторы Крепление телескопического амортизатора на автомобиле и его устройство показаны на рисунке 4. Амортизаторы снимают с автомобиля, стоящего на колесах. Для улучшения доступа к амортизатору колесо повертывают до отказа в сторону передней части лонжерона. Для снятия амортизатора отвертывают гайку 20 (рисунок 4) на нижнем пальце, снимают шайбу и резиновую втулку; отвертывают такую же гайку на верхнем пальце 12, снимают шайбу и резиновую втулку. Снимают сам амортизатор. Устанавливают амортизатор в обратном порядке. Гайки на пальцах затягивают моментом 70 — 100 Н•м.

Работу амортизатора, т. е. усилия его при ходе растяжения и сжатия, проверяют на стенде в вертикальном положении при ходе поршня (100+2) мм в частоте возвратно-поступательных движений (80±2) мм цикла в 1 мин. На стенде снимают диаграмму усилий сопротивления, которые при ходе растяжения должны быть 2750−3950 Н•м, при ходе сжатия 750 — 1350 Н•м.

Рисунок 4 — Амортизатор: 1 — нижняя проушина; 2 — корпус клапана сжатия; 3 — впускной клапан; 4 — цилиндр; 5 — резервуар; 6 — клапан сжатия; 7 — поршень; 8 — клапан отдачи; 9 — чугунное кольцо поршня; 10 — перепускной клапан; 11 — кожух; 12 — шток; 13 — направляющая втулка; 14 — резиновое кольцо; 15, 17 — резиновые кольца уплотнения резервуара амортизатора; 16 — пружина сальника; 18 — стальная шайба; 19, 23 — резиновые сальники; 20 — войлочный сальник; 21 — гайка; 22-шайба; 24 — обойма сальника; 25 — верхняя проушина; 26 — стальная прокладка; 27 — обойма сальников; 28, 32 — тарелки; 29, 33 — пружины; 30, 31 — гайки.

Если нет стенда, зажимают амортизатор вертикально за нижнюю проушину и прокачивают за верхнюю не менее 5 раз.

У исправного амортизатора шток должен перемещаться равномерно, без рывков и вибраций при приложении постоянной нагрузки (300±1) Н. Время перемещения на длине рабочего хода растяжения не более 20 с. Если амортизатор прокачивается без сопротивления или, наоборот, сопротивление очень велико, его заменяют или ремонтируют. Кроме потери эффективности на амортизаторе может подтекать масло через уплотнения штока в верхней части. Для устранения течи достаточно подтянуть гайку 21 (рисунок 4). При этом увеличивается натяг сальников 23 и 19 штока и резиновых уплотнительных колец 15 резервуара. Порядок подтяжки гайки резервуара амортизатора: закрепляют амортизатор за нижнюю проушину в тисках, вытягивают шток в крайнее положение и специальным ключом (рисунок 5) подтягивают гайку 1 моментом 70 — 90 Н•м. Если после подтяжки гайки течь не устраняется, амортизатор разбирают и осматривают детали уплотнений. Гайку можно подтягивать и у амортизатора, установленного на автомобиле.

При разборке амортизатора зажимают в тисках нижнюю проушину (рисунок 4); выдвигают шток 12 за верхнюю проушину 25 вверх до отказа; отвертывают гайку 21 резервуара специальным ключом; вынимают из амортизатора (вверх по штоку) стальную шайбу 18, резиновое кольцо 17, обойму 27 сальников вместе с верхним сальником 23 него обойму 24, войлочный сальник 20 и резиновый сальник 19 штока.

Вынимают второе резиновое кольцо 15, шток с поршнем 7 вместе с направляющей втулкой 13 из цилиндра 4 и дают стечь маслу в цилиндр или резервуар. Освобождают из тисков нижнюю часть амортизатора и ставят так, чтобы не разлить масло. Прикрывают резервуар от попадания грязи чистым листом бумаги. Закрепляют шток за проушину в тисках и отвертывают гайку 30 клапана отдачи торцовым ключом. Снимают со штока поршень/с деталями клапанов, снимают направляющую втулку 13 штока и вынимают из нее резиновое кольцо 14.

Рисунок 5 — Специальный ключ для разборки амортизатора Снимают со штока все резиновые сальники. Легкими ударами алюминиевого или медного стержня с закругленными краями выбивают клапаны сжатия в сборе из цилиндра, торцовым ключом отворачивают гайку 31 клапана сжатия, предварительно зажав стакан корпуса клапана сжатия 2 в тиски.

Снимают последовательно ограничительную тарелку 32, тарелку клапана 3, втулку клапана 6 и пружину. Промывают в керосине и продувают сжатым воздухом, после чего осматривают и отбраковывают поврежденные и неисправные детали.

Контроль и осмотр деталей. Детали амортизатора, как правило, не ремонтируют, а заменяют новыми:

— шток 12 амортизатора (рисунок 4), если на его рабочей поверхности имеются царапины, задиры, забоины или рябь от изнашивания хромированного слоя и коррозии, а также при повреждении резьбового хвостовика;

— сальник 19 штока при изнашивании или повреждении кольцевых гребешков на внутренней поверхности; внутренняя коническая поверхность обоймы 27 сальника должна быть чистой и гладкой без заусенцев;

— уплотнительное резиновое кольцо 15, если кольцо повреждено при разборке, а также в том случае, когда кольцо сильно деформировано и дало усадку;

— уплотнительное резиновое кольцо 14, если изношены его рабочие поверхности;

— направляющую втулку 13, если отверстие под шток имеет диаметр более 19,04 мм или если отверстие повреждено царапинами или задирами;

— цилиндр 4 амортизатора, если на его поверхности имеются надиры или следы от коррозии;

— поршень 7 и кольцо 9 одновременно с заменой цилиндра из-за наличия царапины и надиров на рабочих поверхностях;

— тарелки клапанов 10 и 3, если их неплоскостность более 0,05 мм.

Сборка амортизатора. Сборку амортизатора начинают с подсборки клапана сжатия. Перед этим проверяют легкость перемещения втулки в гайке 31 клапана. В случае закусывания или затрудненного перемещения втулки клапана добиваются ее свободного перемещения. Проводят притирку втулки клапана к седлу гайки, чтобы после притирки на клапане и седле гайки образовались равномерные засветленные полоски до 1 мм. Проверяют неплоскостность выступов на корпусе 2 клапана и при необходимости притирают до появления равномерных полосок по вершинам кольцевых выступов. Детали после притирки промывают.

Собирая клапансжатия, закрепляют в тисках стакан корпуса 26, подсобирают его с тарелка ми 28 и 32, с втулкой 6 и пружиной 33. Ввертывают гайку 31 в стакан 2 и затягивают ее до отказа. Тарелку клапана 3 устанавливают к кольцевым выступам корпуса неработающей стороной. Если амортизатор перебирался неоднократно и детали притирались, то устанавливают новую тарелку.

Запрессовывают корпус клапана сжатия в цилиндр 4. Закрепляют шток за проушину в тисках; устанавливают на шток гайку 21, алюминиевую шайбу 22 и обойму 24 верхнего сальника. С помощью оправки (рисунок 6) устанавливают на шток верхний резиновый сальник конусной частью к проушине, стальную прокладку 26 (рисунок 4) и войлочный сальник 20. Перед сборкой войлочный сальник смачивают жидкостью АЖ-12Т.

Рисунок 6 — Заправка для надевания сальника Устанавливают на наружную поверхность обоймы 27 сальников резиновое кольцо 17 и шайбу 18, устанавливают на шток подсобранную обойму 27 сальников. С помощью той же оправки устанавливают на шток резиновый сальник 19 так, чтобы имеющаяся на нем надпись «Низ» была обращена к поршню. Перед установкой на внутреннюю поверхность сальников 19 и 23 наносят слой смазки ЦИАТИМ-201. Устанавливают на шток конусную шайбу сальника и пружину 16, подсобирают направляющую втулку 13 штока с резиновыми кольцами 14 и 15 и устанавливают на шток. Надевают на хвостовик штока ограничительную тарелку, на нее тарелку клапана 10 и затягивают гайку 30 штока. Момент затяжки гайки 16 — 22 Н•м. Проверяют, нет ли защемления тарелки клапана 10 торцами ограничительной тарелки 28 поршнем 7. Тарелка клапана 10 должна вращаться свободно. Раскернивают в двух противоположных местах гайку 30. Кернят на Ш 14 мм на глубину 1,5 — 0,5 мм.

Закрепляют резервуар 5 за проушину 1 в тисках и вставляют в него цилиндр 4 с клапаном сжатия в сборе. Придерживая цилиндр на весу, заливают в него масло, не доливая 35 — 40 мм до верхнего края.

Берут подсобранный шток и вставляют поршень 7 в цилиндр 4. Для захода поршневого кольца на торце цилиндра имеется фаска. Для дальнейшего продвижения поршня в цилиндре шток слегка накачивают. Это облегчает ввод поршня с кольцом в цилиндр. Опускают цилиндр вместе с введенным в него поршнем в резервуар 5, вводят в резервуар и цилиндр направляющую втулку 13 штока.

Вставляют между резервуаром и буртом направляющей втулки штока резиновое кольцо, установив его в посадочное гнездо: подсобирают на штоке обойму с резиновыми и войлочными сальниками и верхнюю обойму с резиновыми сальником. Вставляют между обоймой и резервуаром резиновое кольцо 17 и прижимают его вниз до отказа. Ставят на кольцо шайбу 18 и затягивают гайку 21 моментом 70 — 90Н•м.

Прокачивают амортизатор и убеждаются в его нормальной работе. Для проверки герметичности сальников после сборки выдерживают амортизаторы в горизонтальном положении с вдвинутым до отказа штоком.

Передняя ось и рулевые тяги

Передняя ось (рисунок 7) состоит из штампованной балки 11, соединенной с поворотными кулаками 4 шкворнями 5.

Рисунок 7 — Передняя ось и рулевые тяги: 1 — гайка; 2 — колпак; 3 — ступица; 4 — поворотный кулак; 5 — шкворень; 6 — регулировочная шайба; 7 — палец рулевой тяги; 8 — стопор; 9 — поперечная рулевая тяга; 10 — продольная рулевая тяга; 11 — балка; 12, 14 — поворотные рычаги; 13 — болт ограничения поворота колес; 15 — пресс-масленки; 16 — уплотнительное кольцо.

На бобышках поворотных кулаков со стороны балки выполнены кольцевые проточки для уплотнительных резиновых колец 16. Последние защищают поверхности трения втулок и шкворня от попадания пыли и грязи. Вертикальные нагрузки воспринимаются упорными металлокерамическими подшипниками. Смазка втулок шкворней поворотных кулаков производится через две пресс-масленки 15, установленные в верхней и нижней бобышках каждого кулака. Упорные подшипники шкворней смазываются через нижнюю пресс-масленку одновременно со смазкой нижних втулок шкворней.

Зазор между нижним торцом верхней бобышки поворотного кулака и верхним торцом шкворней бобышки балки должен быть не более 0,15 мм. Величина этого зазора выдерживается при сборке металлическими регулировочными шайбами 6. На цапфах поворотных кулаков на конических роликовых подшипниках вращаются ступицы 3 передних колес. Крепление подшипников и регулировка их производятся крончатой гайкой 1. Наружный подшипник закрыт колпаком 2, ввернутым в ступицу. С другой стороны ступицы в специальной обойме установлен сальник, предохраняющий выход смазки из ступицы.

Трапеция рулевого управления расположена сзади балки передней оси. Рычаги рулевых тяг 12 и 14 крепятся в конических отверстиях бобышек поворотных кулаков гайками. Фиксация их в определенном положении производится с помощью шпонок. На нижних рычагах поворотных кулаков имеются специальные болты, ограничивающие поворот колес. Продольная 10 и поперечная 9 рулевые тяги — трубчатые. Шарниры продольной и поперечной рулевых тяг с полусферическими пальцами, унифицированы по деталям между собой. Конструкция шарниров нерегулируемая.

Зазор между элементами шарнира выбирается за счет упругости резинового буфера, установленного между крышкой и опорной пятой. Смазка шарнирных соединений производится через пресс-масленки, установленные на корпусе наконечника. Резьба на концах поперечной тяги — левая и правая, что позволяет регулировать сход колес, не снимая тяги с автомобиля.

Обслуживание передней оси заключается:

— в проверке надежности и подтяжке резьбовых соединений, периодической смазке шкворневого соединения и шарниров рулевых тяг;

— в проверке люфтов в шкворневом соединении и шарнирах рулевых тяг;

— в установке передних колес и регулировке схождения и угла поворота колес.

Необходимо осматривать и своевременно подтягивать крепления рычагов и клинового штифта, являющегося стопором шкворня. При ослаблении штифта появляются люфт и последующая быстрая выработка отверстия под шкворень в балке передней оси. При этом потребуется либо замена балки, либо сложный ее ремонт, требующий расточки отверстия, изготовления втулки, ее запрессовки последующей точной обработки отверстия под шкворень.

Люфт шкворня во втулках проверяют покачиванием колеса в вертикальной плоскости при вывешенных колесах. Шкворень и втулки нуждаются в замене в том случае, если их суммарный износ достиг величины 0,6 мм. Это определяется перемещением тормозного щита при покачивании колеса. Если перемещение верхнего наружного края щита больше 1,6 мм, то необходима замена.

Одновременно с проверкой люфта во втулках шкворня проверяют люфт поворотной цапфы вдоль оси шкворня. Он проверяется щупом, помещаемым в зазор между верхней бобышкой кулака и торцом бобышки балки. Зазор более 0,15 мм устраняют путем поставки стальной регулировочной прокладки соответствующей толщины. Причем если зазор более 1 мм, то требуется замена подшипника.

Если при полном повороте колес не обеспечивается нормальный радиус поворота автомобиля или шины задевают за что-либо, то проверяют максимальный угол поворота колес, который должен быть 34° для внутреннего колеса. Этот угол регулируется путем изменения длины болтов, ввертываемых в резьбовые отверстия рычагов поперечной рулевой тяги.

Регулировка передних колес. Приступая к регулировке, необходимо осмотреть переднюю ось для выявления причин нарушения регулировки в следующей последовательности:

— проверить давление в шинах;

— приподнять колеса автомобиля, проверить отсутствие люфта в подшипниках ступиц, для чего, поджав шину спереди и сзади, руками покачивать колесо вдоль оси цапфы;

— проверить излом втулок шкворней, как указано выше;

— покачивая оба колеса поворотом рулевого колеса, проверить состояние рулевых тяг и их шарниров;

— проверить и, если необходимо, подтянуть болты крепления картера рулевого механизма гайки стремянок крепления рессор;

— медленно вращая колесо, проверить его биение; если биение на ободе превышает 3 мм, заменить колесо или установить его на задний мост.

Рисунок 8 — Углы установки передних колес

Угол наклона шкворня назад (рисунок 8, а, б) обеспечивает автомобилю хорошую устойчивость, особенно на поворотах. Этот угол предусмотрен конструкцией передней оси и не регулируется. Для нагруженного автомобиля угол рамен 2°30? ± 0°30?. Разница углов наклона шкворней левого и правого колес не должна превышать 0°30'.

Во время эксплуатации автомобиля угол наклона шкворней назад может измениться из-за прогиба или скручивания балки, поломки или значительной осадки передних рессор, износа шкворней и втулок. Для восстановления нормальной величины угла необходимо заменить сломанные, изношенные или деформированные детали.

В редких случаях, когда замена деталей полностью не устраняет отклонения величины угла, можно использовать стальной клин, вкладываемый между рессорой и площадкой балки передней оси.

Развал колес также увеличивает устойчивость автомобиля. Угол развала не регулируется, он обеспечивается наклоном цапфы поворотного кулака в пределах 1° ± 0°15? к плоскости дороги. Эта величина проверяется приборами. Если нужных приборов нет, то, пользуясь угольником, замеряют расстояние от верхней В и нижней Г точек обода до вертикальной плоскости (рисунок 8, а). Разность этих размеров при правильном угле развала должна быть 6 — 10 мм. Причиной отклонения указанного параметра являются износ шкворней и их втулок, недостаточная затяжка подшипников ступиц, погнутость балки передней оси.

Боковой наклон шкворня повышает способность автомобиля «держать» дорогу. Боковой наклон шкворня от вертикали 8°. В процессе эксплуатации этот угол не регулируется. Отклонения от нормальной величины этого угла могут быть вызваны погнутостью балки. Для восстановления угла бокового наклона шкворня балку надо выправить или заменить.

Угол схождения колес определяется разностью размеров, А и Б между внутренними краями шин (рисунок 8, в). Измерения производятся в горизонтальной плоскости на уровне передних колес. Разница между указанными размерами должна быть 0 — З мм. При эксплуатации автомобиля необходимо периодически проверять схождение колес. Для этого передние колеса надо поставить в положение, соответствующее движению по прямой, сделать в передней части колес отметки мелом, линейкой произвести замер в этих точках. Затем перекатить автомобиль так, чтобы отмеченные точки оказались сзади балки на том же уровне от пола и произвести замер в этих точках. Для регулировки схождения колес необходимо: расшплинтовать гайки стяжных хомутов наконечников рулевой тяги, отвернуть гайки болтов хомутов, вращением поперечной рулевой тяги установить нормальную величину схождения колес.

По окончании регулировки необходимо тщательно затянуть и зашплинтовать.

Возможные неисправности передней оси и рулевых тяг, их причины и способы устранения приведены в таблице 4.

Таблица 4 — Возможные неисправности передней оси и рулевых тяг, их причины и способы устранения

Ремонт передней оси. Снятие передней оси. Устанавливают автомобиль на ровную площадку, ослабляют гайки колес, подкладывают под задние колеса упоры, приподнимают автомобиль до вывешивания передних колес и устанавливают переднюю часть рамы на стойки (козлы). После этого снимают передние колеса и отворачивают колпак ступицы. Вынимают стопорный шплинт и отворачивают гайку цапфы поворотного кулака, снимают ступицу вместе с подшипниками и тормозным барабаном, расшплинтовывают и отворачивают гайки и снимают тормозные щиты с каждой стороны. Чтобы не повредить тормозные шланги, щиты подвешивают на лонжероны рамы. Затем расшплинтовывают и отворачивают гайки поворотных рычагов и вынимают их из поворотных кулаков. Отворачивают гайки и отсоединяют нижние концы амортизаторов от балки передней оси. Подводят под балку оси домкрат, отворачивают гайки стремянок и снимают их, а затем опускают на домкрате переднюю ось.

Установка передней оси. Поднимают переднюю ось в сборе и поджим ают опорные площадки балки к рессорам, фиксируя их положение центровыми болтами рессор. Затем устанавливают стремянки рессор, центрируя их положение в отверстиях опорных площадок балки, наворачивают на концы стремянок гайки, тем самым закрепляют переднюю ось на рессорах. Устанавливают в конические отверстия кулаков поворотные рычаги и затягивают гайки их крепления моментом 220 — 280 Н•м с последующей шплинтовкой их.

Закрепляют тормозные щиты на кулаках болтами и гайками с моментом затяжки 50 — 80 Н•м и затем гайки шплинтуются. Подсоединяют нижние концы амортизаторов к пальцам балки. После промывки в керосине и заполнения свежей смазки устанавливают в ступицу подшипники. Подсобранная ступица вместе с тормозным барабаном устанавливается на цапфу кулака, регулируется затяжка подшипников, шплинтуются корончатая гайка и наворачивается колпак ступицы. Устанавливаются колеса, заворачиваются гайки крепления колес моментом 360 — 440 Н•м, автомобиль опускается со стоек. После этого проверяются и при необходимости регулируются параметры установки передних колес.

Смена шкворня поворотного кулака и втулок шкворня. Перед этой операцией производится разборка элементов передней оси в той же последовательности, как описано в разделе снятия оси вплоть до снятия поворотных рычагов рулевой трапеции. Затем отворачивают болты крепления крышек шкворней и снимают их, отворачивают гайку стопорного штифта шкворней.

Рисунок 9 — Выколотка для ремонта поворотного кулака С помощью специальной выколотки (рисунок 9) со сменными головками выбить шкворень из поворотного кулака вниз (рисунок 10). Снять поворотный кулак, упорный подшипник шкворня и резиновые уплотнительные кольца. Затем поворотный кулак зажимается в тисках (рисунок 11) и специальной оправкой выбирают обе втулки шкворня, зачищают посадочные отверстия кулака под втулки и отверстия в бобышках для смазки.

С помощью оправки устанавливают новые втулки так, чтобы отверстия во втулках совпали с отверстиями в бобышках кулака и чтобы открытые концы смазочных канавок втулок были обращены в сторону балки передней оси (рисунок 12). После чего специальной разверткой разворачивают обе новые втулки до диаметра мм, очищают втулки от металлической стружки и смазывают их рабочую поверхность тонким слоем смазки. Предварительно смазывают резиновые уплотнительные кольца и кольцевые проточки в бобышках кулака и затем устанавливают кольца в проточки.

Рисунок 10 — Выбивание шкворня: 1 — поворотный кулак; 2 — шкворень

Сборка передней оси. Устанавливают поворотный кулак на балку, в верхнюю бобышку кулака вставляют новый шкворень с учетом положения лыски под стопорный штифт, вставляют подшипник шкворня и подвигают шкворень дальше до совпадения лыски под стопорный штифт с отверстием в балке. Перед установкой шкворня его смазывают тонким слоем смазки.

При сборке шкворневого соединения особое внимание обращается на сохранность уплотнительных колец и правильность их установки. Затем вставляется стопорный штифт (рисунок 13) и затягивают гайку его крепления. Устанавливают крышки шкворневого отверстия на бобышках поворотного кулака и крепят их болтами с пружинными шайбами.

Рисунок 11 — Выпрессовка втулок шкворня: 1 — тиски; 2 — втулка шкворня; 3 — поворотный кулак Устанавливают рычаги управления на кулаки, тормозные щиты, ступицы с подшипниками и тормозные барабаны. После этого ставят колеса и закрепляют их. Через пресс-масленки смазывают шкворневое соединение. Проверяют и при необходимости регулируют сход колес.

Смена упорного подшипника шкворня и регулировка зазора по оси шкворня. При периодических осмотрах следует обращать внимание на состояние упорного подшипника шкворня и на величину зазора между верхней бобышкой кулака и бобышкой балки.

Рисунок 12 — Запрессовка втулок шкворня: 1 — тиски; 2 — втулка Чтобы заменить упорный подшипник шкворня, необходимо вначале выполнить операцию «Смена шкворня», вплоть до съема шкворня из поворотного кулака, а затем вынуть изношенный упорный подшипник вместе со штампованным защитным колпаком. После этого устанавливается новый подшипник в сборе. При этом кулак приподнимают вверх так, чтобы плотно зажать между бобышками кулака и балки.

Рисунок 13 — Установка стопорного штифта: 1 — штифт С помощью щупа замеряют величину зазора между верхней бобышкой кулака и бобышкой балки. Если величина зазора превышает 0,15 мм, вставляют в этом месте соответствующее количество регулировочных прокладок. Последовательность остальной части передней оси выполняют согласно разделу «Сборка передней оси».

Смена втулки сальника ступицы переднего колеса. Для смены втулки снимают поворотный кулак в последовательности, изложенной по смене шкворня. Затем на снятом кулаке зубилом разрубают втулку в двух диаметрально противоположных местах. На освободившуюся посадочную часть цапфы напрессовывают до упора новую втулку сальника.

Регулировка подшипников ступиц передних колес. Регулировка выполняется на поднятой оси автомобиля. Расшплинтовывают и ослабляют гайку 1 (рисунок 14) цапфы поворотного кулака на ½ оборота, проверяют, свободно ли вращается колесо. Если колесо вращается туго, устраняют причину (задевание тормозных колодок, задевание сальника, поломка подшипников и пр.).

Затягивают гайку цапфы поворотного кулака ключом, который имеется в комплекте инструмента водителя, до тугого вращения колеса на подшипниках. При затягивании гайки колесо необходимо проворачивать, чтобы ролики правильно разместить относительно колец подшипников. Затянутое таким образом колесо после толчка рукой должно сделать не более ¹ / ₂ оборота.

Отпускают гайку на одну-две прорези коронки гайки до совпадения одной из прорезей с отверстием для шплинта в цапфе кулака.

Рисунок 14 Ступица переднего колеса: 1,2 — подшипники; 3 — штифт стопорной шайбы; 4 — полуось; 5 — шпилька крепления полуоси; 6 — болт сетника полуоси; 7 — контргайка; 8 — стопорная шайба; 9 — гайка подшипников ступицы; 1 0 — ступица; 11 — винт крепления тормозного барабана.

Сильным толчком руки заставляют колесо свободно вращаться. При этом оно должно сделать не менее шести оборотов. Окончательно правильность регулировки подшипников проверяют по нагреву ступицы колеса во время движения автомобиля. При сильном нагреве отпускают гайку еще на одну прорезь. Однако отпускать гайку более чем на три прорези не следует. По окончании регулировки тщательно зашплинтовывают гайку.

Заключение

Разработана технология восстановления ступицы переднего колеса. Определены условия работы и возможные дефекты ступицы переднего колеса. По этим дефектам был разработан маршрут восстановления ступицы переднего колеса и произведен расчет операций восстановления деталей. Были составлены маршрутная и операционные карты.

Разработана схема технологического процесса сборки подвески автомобиля. Определены условия технологического процесса сборки агрегата. Выбрана последовательность сборки подвески, установлены места контрольных операций сборочного процесса и определены технические требования к этим операциям.

Список используемой литературы

ступица деталь восстановление подвеска

1. Справочник технолога авторемонтного производства. Под редакцией Г. А. Малышева. М., «Транспорт», 1977 — 560 с.

2. Технические условия на капитальный ремонт автомобилей ГАЗ — 53А. Минавтотранспорт. Издательство «Транспорт», 1968 — 456 с.

3. Разработка технологического процесса восстановления детали: Методические указания к самостоятельной работе / Владимирский государственный технологический университет; Составил В. П. Овчинников, Владимир, 1994 — 40 с.