Методика расчета допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей

Если измеренный действительный размер рабочей поверхности детали не превышает допустимого без ремонта размера, то деталь можно дальше эксплуатировать до второго капитального ремонта, если же превышает, то деталь нужно отремонтировать.

При капитальном ремонте из-за их отсутствия технической документации часто вынуждены браковать детали с незначительными износами и заменять их новыми. В результате происходит недоиспользование заложенного ресурса деталей и возрастает себестоимость ремонта.

В сложившейся ситуации рекомендуется воспользоваться методикой расчета допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей [6].

Рассчитать допустимый без ремонта размер поверхности детали можно с использованием коэффициента относительного изнашивания K_δ - отношение ремонтного допуска поверхности детали к производственному.

Кδ= δ р /δп.

(2.11)

По картам дефектации деталей машин базовых моделей, на которые имеется техническая документация, рассчитываются значения этих коэффициентов. Производственный допуск поверхности детали рассчитывают как разность верхнего и нижнего отклонения номинального размера или как разность наибольшего и наименьшего предельных размеров.

Для вала ремонтный допуск это разность наибольшего предельного размера и допустимого без ремонта. А для отверстия ремонтный допуск - разность допустимого без ремонта размера и наименьшего предельного размера. Допустимые без ремонта размеры и наибольшие и наименьшие предельные размеры берутся из карт дефектации деталей машин базовых моделей.

Тогда ремонтный допуск рабочей поверхности детали:

• для вала

δ р = dнаиб. пред. диаметр - dдоп. без ремонта, мм

(2.12)

• для отверстия

δр = Dдоп. без ремонта - Dнаим.пред.диаметр, мм

(2.13)

На рис. 2.4. показаны ремонтные и производственные допуски для рабочих поверхностей.

Пример расчета коэффициента относительного изнашивания отверстия картера коробки передач ЯМЗ-238.

У картера коробки передач ЯМЗ-238 согласно карте дефектации отверстие под передний подшипник промежуточного вала имеет предельные диаметры 89,988– 90,023 мм, а допустимый без ремонта диаметр составляет 90,07 мм. Итак, исходные данные:

D_{наим. пред. диаметр} = 89,988 мм

D_{наиб. пред. диаметр} = 90,023 мм

D_{доп. без ремонта} = 90,07 мм

Производственный допуск отверстия картера:

Рис. 2.4. Ремонтные и производственные допуски рабочих поверхностей деталей

δ_п=D_{наиб.пред.диаметр}-D_{наим.пред.диаметр}=0,035 мм.

Ремонтный допуск отверстия картера:

δ_р=D_{доп. без ремонта}-D_{наим.пред.диаметр}=0,082 мм

Коэффициент относительного изнашивания отверстия картера:

К_δ= δ _р /δ_п =2,3428

Ниже представлены формулы для расчета допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей:

• для вала:

dдоп. без ремонта = dнаиб. пред. диаметр - Кδ δп, мм,

(2.14)

• для отверстия:

Dдоп. без ремонта = Dнаим. пред. диаметр + Кδ δп, мм,

(2.15)

где d_{доп. без ремонта}, D_{доп. без ремонта} - допустимые без ремонта размеры поверхностей деталей машины новой модели; d_{наиб. пред. диаметр}, D_{наим. пред. диаметр} — наибольший и наименьший предельные диаметры поверхности детали машины новой модели; К_δ — коэффициент относительного изнашивания, рассчитанный по рабочей поверхности детали машины базовой модели; δ_п — производственный допуск поверхности детали машины новой модели.

Для того чтобы воспользоваться формулами (2.14) и (2.15), необходимо выполнение условия идентичности материалов деталей машины новой модели и машины базовой модели. То есть материал новой детали, для которой рассчитываются допустимые без ремонта размеры, должен быть точно таким же или близким по твердости рабочих поверхностей, как и у аналогичных деталей машин базовых моделей, по которым определялись коэффициенты относительного изнашивания.

Чтобы рассчитать допустимые без ремонта размеры рабочих поверхностей деталей машины новой модели, необходимо составить таблицы информационного поля значений коэффициентов относительного изнашивания. Ниже представлен фрагмент такой таблицы на примере деталей коробки передач автомобиля «ЗиЛ-433102».

Методика включает пять этапов.

1. Выбор автомобиля, для которого необходимо рассчитать допустимые без ремонта размеры рабочих поверхностей деталей.

2. Отнесение выбранной модели автомобиля к тому или иному классу (легковые автомобили, грузовые, автобусы и т. д.).

3. Подбор карт дефектации деталей при капитальном ремонте по машинам базовых моделей. Для получения достоверных результатов в классе должно быть не менее 5 машин.

4. Расчет коэффициентов относительного изнашивания K_δ по выбранной номенклатуре машин для различных рабочих поверхностей деталей различных агрегатов — составление таблиц информационного поля.

Таблица 2.1. Информационное поле значений коэффициентов относительного изнашивания

5. Расчет допустимых без ремонта размеров рабочих поверхностей деталей с использованием коэффициентов относительного изнашивания.

С использованием методики рассчитаны допустимые без ремонта размеры поверхностей ряда деталей коробки передач ZF16S151, которая устанавливается на грузовые автомобили MAN (рис. 2.5). Это механическая 16-ступенчатая коробка передач немецкой фирмы ZF.

На рис. 2.6 в качестве примера представлена разработанная карта дефектации первичного вала коробки передач ZF16S151.

Наибольшие и наименьшие предельные размеры рассчитаны на основе обмера партии новых деталей на складе запасных частей, чтобы установить наибольшие и наименьшие предельные размеры. Коэффициенты относительного изнашивания рассчитываются не по первичному валу коробки передач ZF16S151 грузового автомобиля MAN, а по первичным валам других грузовых автомобилей, на которые есть карты дефектации деталей. Такими грузовыми автомобилями являются «ЗиЛ-130», «ЗиЛ-433102», «ЗиЛ-5301», «Кам-АЗ-5511», «МАЗ-500», «ГАЗ-53А», «ГАЗ-66», «КРАЗ-257», «Урал-375», «КамАЗ-740».

Таблица 2.2. Материалы первичных валов

Рис. 2.5. Коробка передач ZF16S151 грузового автомобиля MAN

Таблица 2.3. Коэффициенты относительного изнашивания шеек первичных валов

Эскиз первичного вала и его номер взяты из каталога деталей коробки передач ZF16S151. Возможные дефекты вала определены на основе опыта дефектации деталей коробок передач ZF16S151. Марка стали и твердость рабочих поверхностей установлены на основе проведения экспертизы деталей.

Карты дефектации деталей коробок передач этих автомобилей находятся в книгах «Технические условия на капитальный ремонт автомобиля ГАЗ-53А» или «Руководство по капитальному ремонту автомобиля МАЗ-500». Такие книги имеются на ремонтных предприятиях и в библиотеках.

На основе карт дефектации вышеупомянутых грузовых автомобилей отечественного производства рассчитаны коэффициенты относительного изнашивания для рабочих поверхностей первичных валов. Чтобы воспользоваться коэффициентами относительного изнашивания для расчета допустимых без ремонта размеров поверхностей первичного вала коробки передач ZF16S151, нужно провести сравнительный анализ материала и твердости этого первичного вала с материалом и твердостью других первичных валов, по которым делался расчет коэффициентов относительного изнашивания.

Рис. 2.6. Карта дефектации первичного вала коробки передач ZF16S151

На основе проведенной экспертизы, материалом первичного вала грузового автомобиля MAN является сталь типа 18ХГ, а твердость рабочих поверхностей составляет 60–62 HRC. Материалы первичных валов наших отечественных грузовых автомобилей представлены в табл. 2.2.

Марки стали и твердости рабочих поверхностей были взяты из карт дефектации первичных валов. Допустим, мы хотим рассчитать допустимый без ремонта диаметр шейки первичного вала автомобиля MAN под подшипник маховика. Эта шейка в карте дефектации (рис. 2.6) обозначена цифрой 5, и нам нужно рассчитать для этой шейки допустимый без ремонта диаметр. Мы рассчитали коэффициенты относительного изнашивания шеек первичных валов наших отечественных грузовых автомобилей (табл. 2.3).

Какой именно нужно взять коэффициент из этих 10 для расчета допустимого без ремонта диаметра шейки первичного вала грузового автомобиля MAN дает сравнение материалов первичных валов наших отечественных грузовых автомобилей с материалом первичного вала грузового автомобиля MAN. Мы должны взять коэффициент относительного изнашивания шейки того первичного вала, материал которого в точности совпадает с материалом первичного вала грузового автомобиля MAN. Однако сравнение показывает, что материал первичного вала грузового автомобиля MAN в точности не совпадает ни с одним материалом первичных валов наших отечественных грузовых автомобилей. Марки сталей являются достаточно близкими, и диапазоны твердости шеек первичных валов фактически одни и те же. Поэтому необходимо брать средний коэффициент относительного изнашивания шеек первичных валов отечественных грузовых автомобилей. Этот средний коэффициент будет 4,1898. Сравнение материалов деталей и подбор коэффициента в зависимости от этого сравнения удобно производить по таблице информационного поля значений коэффициентов относительного изнашивания. Пример оформления такой таблицы (табл. 2.1). Исходные данные подставляем в формулу (2.16):

δр = dнаиб. пред. диаметр - dдоп. без ремонта, мм

(2.16)

• наибольшие и наименьшие предельные диаметры шейки первичного вала коробки передач ZF16S151 грузового автомобиля MAN:

d_{наим. пред. диаметр} = 24,97 мм,

d_{наиб. пред. диаметр} = 24,98 мм;

• коэффициент относительного изнашивания шейки первичного вала: К_δ=4,1898

• производственный допуск шейки первичного вала коробки передач ZF16S151 грузового автомобиля MAN: δ_п=24,98–24,97=0,01.

Подставляя полученные исходные данные в формулу (2.14), получаем, что допустимый без ремонта диаметр шейки первичного вала коробки передач ZF16S151 грузового автомобиля MAN равен 24,94 мм.

Аналогичным образом рассчитываем допустимые без ремонта размеры для остальных рабочих поверхностей первичного вала грузового автомобиля MAN. Все эти рассчитанные размеры представлены в разработанной карте дефектации первичного вала (рис. 2.6).

Рассчитывая допустимые без ремонта размеры для деталей коробки передач современного грузового автомобиля зарубежного производства, можно ориентироваться на коробки передач отечественных грузовых автомобилей. Предприятия автосервиса или ремонтные предприятия могут ориентироваться на более современные машины при наличии у них доступа к новой технической документации.

Дата добавления: 2015-05-06