Востановление и упрочнение. 1. Экологические аспекты ремонтного производства автомобилей. Пути их решения

• Название: 1. Экологические аспекты ремонтного производства автомобилей. Пути их решения
• Дата: 24.01.2022
• Размер: 1.12 Mb.
• Имя файла: Востановление и упрочнение.doc
• Тип: Документы; #340446
• страница: 15 из 15

57.Механизация и автоматизация технологических процессов.

Предпосылками механизации и автоматизации являются: необ­ходимость повышения качества выполняемой работы и производи­тельности, снижения физических и нервных нагрузок на работника, улучшения условий его работы, устранение возможных факторов травматизма и профессиональных заболеваний исполнителя работы, повышение безопасности и социальной престижности труда.

Под механизацией технологических процессов понимают при­менение энергии неживой природы при выполнении технологиче­ских операций, полностью управляемых людьми, осуществляемое в целях сокращения трудовых затрат, улучшения условий труда, по­вышения производительности и качества работы, частичное вырав­нивание физических личностных особенностей работников. Меха­низация направлена на перевод отдельных ручных операций обработки изделий или других вспомогательных операций на об­служивание устройствами, управляемыми операторами. При меха­низации функции рабочего сводятся только к управлению работой, контролю качества, регулированию инструмента и оборудования.

Под автоматизацией технологических процессов понимают применение энергии неживой природы для выполнения этих про­цессов или их составных частей и управления ими без непосредст­венного участия людей, осуществляемое с целью повышения (часто радикального) качества выполнения операций и производительно­сти, сокращения затрат ресурсов, улучшения условий труда, устра­нения производственного травматизма повышения качества произ­водимых изделий. При автоматизации человек освобождается от непосредственного выполнения функций управления технологи­ческими процессами. Эти функции передаются специальным управ­ляющим устройствам. Роль работника сводится к наблюдению и контролю за работой приборов, технологического инструмента и оборудования, их наладке, к включению и выключению станка, автомата, линии, смене инструмента и его наладке. Характер, со­держание работы и ее социальная престижность коренным образом меняется (сравнить работу грузчика и оператора автоматической погрузочно-разгрузочной машины).

Различают следующие виды механизации и автоматизации: пер­вичная и вторичная, частичная и полная, единичная и комплексная.

Под первичной механизацией или автоматизацией понимают механизацию или автоматизацию техпроцессов, в которых до их проведения использовалась только энергия человека. Вторичная - когда до их проведения использовалась также и энергия неживой природы.

Под частичной механизацией или автоматизацией понимают такие действия, при которых часть затрат энергии людей заменена затратами энергии неживой природы. При полной механизации и автоматизации затраты энергии людей полностью заменены энерги­ей неживой природы.

Единичная механизация или автоматизация - частичная или полная механизация или автоматизация одной составной части тех­процесса, исключая управление комплекса. При комплексной меха­низации или автоматизации осуществляют частичную или полную механизацию или автоматизацию двух или более первичных со­ставных частей техпроцесса.

Принципиальные идеи автоматизации, практические и конст­руктивные пути ее воплощения зависят от характера и типа произ­водства. Автоматизация техпроцессов развивается либо путем ос­нащения средствами автоматизации универсальных машин, либо путем создания специального или специализированного автомати­ческого оборудования. В серийном и крупносерийном производстве целесообразно создание и применение переналаживаемых линий на базе универсального оборудования. Специальное или специализи­рованное оборудование применяется главным образом в массовом производстве. Например, одно- или многопозиционные прессы-автоматы, горяче- и холодноштамповочные прессы-автоматы.

Принципиально новый подход к решению проблемы автомати­зации главным образом в мелкосерийном серийном производстве - это оснащение технологических машин системами программного управления, создание обрабатывающих центров с управлением от ЭВМ. Широкие возможности открывает применение в производстве промышленных роботов, так как это позволяет автоматизировать технологические процессы, которые традиционными средствами трудно осуществить; обеспечить быструю и простую переналадку на новый технологический процесс, что способствует гибкости про­изводства; создает условия для организации комплексно автомати­зированных участков и цехов; повысить качество продукции и объ­емы ее выпуска; изменить условия труда работающих за счет освобождения их от монотонного, тяжелого, неквалифицированного и опасного труда; сократить номенклатуру средств автоматизации, затраты на их разработку и сроки их внедрения.

58. Сварка деталей из чугуна.

Сварка вызывает значительные трудности:

• отсутствие площадки текучести у чугуна, повышенная хрупкость и не­большой предел прочности на растяжение, часто служит причиной об­разования трещин;

• отсутствие переходного пластического состояния при нагреве до плав­ления. Высокая жидкотекучесть затрудняет ремонт деталей даже с не­большим уклоном от горизонтального положения;

• получение отбеленных участков карбида железа (Fe 3 C - цементит) за­трудняет механическую обработку и вызывает образование трещин.

Чугунные детали можно восстанавливать дуговой сваркой металлическим или угольным электродом, газовой сваркой, порошковой проволокой, аргоно-дуговой сваркой и т. д.

Выбор способа сварки зависит от требований к соединению. При опреде­лении метода учитывают: необходимость механической обработки металла шва и околошовной зоны после сварки, получение однородности металла шва с ме­таллом свариваемых деталей; требования к плотности шва; нагрузки, при кото­рых должны работать детали.

На получение качественного соединения влияют технологические и метал­лургические факторы. К первым относят силу тока, напряжение дуги и скорость нашивки, ко вторым - графитизацию, удаление углерода и карбидообразование.

Холодную сварку выполняют как с подогревом, так и без предварительно­го подогрева деталей для недопущения отбела чугуна и закалки сварного шва.

Для получения пластичного шва сваривать рекомендуется на низких ре­жимах при силе тока 90... 120 А электродами с малым диаметром (3 мм), корот­кими валиками (длиной 40...50 мм), с охлаждением деталей после наложения каждого валика до температуры 330...340°С. Это позволяет в некоторой степени снизить долю основного металла в металле шва и значение сварочных напря­жений посредством проковки валиков шва сразу же после окончания сварки.

Чтобы получить более мягкую перлитно-ферритную структуру, необходи­мо, чтобы процесс графитизации прошел более полно, т. е. до такой стадии, при которой осталось бы мало углерода в связанном состоянии. Ускорению графи­тизации способствуют такие элементы, как С, Si, AI, Ti, Ni и Си, а также малая скорость охлаждения детали. Таким образом заваривают трещины в нижней части блок-картера, особенно в поперечинах, где расположены опорные гнезда для коренных подшипников коленчатого вала двигателей автомобилей ЗИЛ,КамАЗ, МАЗ, ВАЗ и др.

Введение в состав наплавочных материалов кислородсодержащих компо­нентов способствует максимальному удалению избыточного углерода. Карбидообразующие элементы W, Cr, Vn, Mo связывают углерод в труд­норастворимые карбиды. Ручную дуговую холодную сварку чугуна стальными электродами подраз­деляют на сварку стальными электродами без специальных покрытий; с карби-дообразующими элементами в покрытии; с окислительными покрытиями.Стальными электродами без специальных покрытий сваривают тогда, ко­гда не требуется механическая обработка и не оговариваются плотность и прочность соединения. В качестве электродного материала для сварки приме­няют электроды Э-34 и Э-42. Основной ее недостаток - появление трещин и от­беленных структур в самом шве и околошовной зоне.При холодной сварке тонкостенных чугунных деталей (рубашки охлажде­ния блок-картеров, корпуса коробок передач) широко используют проволоки ПАНЧ-11 и ПАНЧ-12.

59.Восстановление деталей хромированием.

Хромирование позволяет получать мелкозернистые покрытия микротвердостыо 4,0... 12,0 ГПа, обладающие низким коэффициентом трения и высокой сцепляемостью с основой. Хром химически стоек против воздействия многих кислот и щелочей, жароустойчив. Высокие твердость, жаростойкость, химиче­ская стойкость и низкий коэффициент трения хрома обеспечивают деталям вы­сокую износостойкость даже в тяжелых условиях эксплуатации, превышающую в 2...5 раз износостойкость закаленной стали. Наибольшей износостойкостью хромовое покрытие обладает при твердости 7,0...9,2 ГПа. В то же время хроми­рование - энергоемкий, дорогой, малопроизводительный процесс, применять который нужно в строго необходимых случаях. Хромирование используют для следующих целей: защитно-декоративное хромирование деталей автомобилей, велосипе­дов, мотоциклов, вагонов и т. д.;

• повышение износостойкости и срока службы пресс-форм, штампов, из­мерительных и режущих инструментов, трущихся поверхностей дета­лей машин (поршневые кольца, штоки гидроцилиндров) и др.;

• восстановление малоизношенных ответственных деталей;

• повышение отражательной способности при изготовлении зеркал, от­ражателей, рефлекторов.

Хромирование отличается от других гальванических процессов. Его осо­бенности следующие:

1. При хромировании главным компонентом электролита служит хромовый ангидрид (СгО;,), образующий при растворении в воде хромовую кислоту (Cr03+H 2 0=HiCr0 4 ). При других процессах главный компонент

- соль осаждаемого металла. Хром осаждается лишь при наличии в электролите определенного количества посторонних анионов, чаще все­го сульфатов. Хром в электролите находится в шести валентном состоя­

нии, и на катоде разряжается многовалентный комплексный хромовый анион. Механизм осаждения хрома на катоде весьма сложен и еще не­достаточно изучен.

2. При хромировании большая часть тока расходуется на побочные про­цессы, в том числе на неполное восстановление хромат-ионов и обиль­ное выделение водорода, в результате чего выход хрома по току мал

(15...65%). С увеличением концентрации СгОз выход хрома по току увеличивается, а повышение температуры электролита приводит к уменьшению, тогда как при осаждении других металлов эти закономер­ности не изменяются.

3. Хромовый анод растворяется при электролизе с анодным выходом по то­ку, в 7...8 раз превышающим выход по току на катоде. В результате кон­центрация вредных для процесса трехвалентных ионов хрома в электро­лите непрерывно возрастает. Поэтому при хромировании применяют не­растворимые аноды, изготовленные из свинца или из сплава свинца с 6% сурьмы. Электролит постоянно обедняется, и его необходимо периоди­чески корректировать, добавляя в него хромовый ангидрид. При хромировании наибольшее применение получили простые сульфат­ные электролиты Л° 1, 2 и 3, состоящие из хромового ангидрида, серной кисло­ты и воды.

60.Сварка деталей из аллюминиевых сплавов.

Сварка деталей из алюминия и его сплавов затрудняется по следующим причинам:

• очень плохая сплавляемость металла из-за образования на его поверх­ности тугоплавкой оксидной пленки А1 2 0з;

• при нагреве до 400...450°С алюминий сильно теряет свою прочность и деталь может разрушиться от легкого удара или от действия собствен­ной массы;

• металл, минуя пластическое состояние, при нагреве сразу переходит из твердого в жидкое состояние;

• коэффициент линейного расширения алюминия в 2, а теплопроводность в 3 раза больше, чем у стали;

• поглощение растворенным металлом воздуха способствует образова­нию пор.

Наиболее эффективные средства для удаления оксидной пленки - химиче­ское взаимодействие с элементами из группы галогенов. В природе известно много соединений, содержащих галогены, но для использования в качестве сва­рочного флюса они должны иметь невысокую (600...700°С) температуру плав­ления. Этим требованиям удовлетворяют соли щелочных и шелочно-земельных металлов (NaF, NaCl, KC1, Na 3 AIFe 6 , BaCl 2 , CaF 2 и др.). У сварки с применени­ем флюса много положительных сторон. Однако ее нельзя применять в различ­ных пространственных положениях. Кроме того, коррозионная стойкость шва снижается из-за остатков флюса на его поверхности.

Алюминий и его сплавы сваривают дуговой, аргонодуговой и газовой сваркой. Поверхности обезжиривают растворителями и очищают от нагара,масла и грязи не более чем за 2...4 ч до сварки.Дуговую сварку выполняют угольными или плавящимися электродами.Сварку угольными электродами ведут на постоянном токе прямой поляр­ности. Детали толщиной до 2 мм сваривают без присадочного металла и раз­делки кромок, а свыше 2 мм и с зазором, составляющим 0,5...0,7 от толщины свариваемой детали, - с разделкой кромок. Оксидную пленку удаляют с помо­щью флюса АФ-4А.

Сварку плавящимися электродами проводят короткой дугой при обратной по­лярности из расчета не более 40 А на I мм диаметра электрода со скоростью 0,4...0,6 м/мин. Перед заваркой трещину разделывают в виде канавки по всей длине.

Аргонодуговую сварку выполняют неплавящимся вольфрамовым электро­дом на установках УД Г-301 и УДГ-501. В зависимости от толщины стенки свариваемой детали выбирают диаметр электрода и силу тока. Чем тоньше стенки, тем меньше диаметр электрода и сила тока.

Особые требования предъявляют к технике сварки. Угол между присадоч­ным материалом и вольфрамовым электродом должен составлять примерно 90°.Размеры сварочной ванны должны быть минимальными. Сварку стенок толщи­ной до 10 мм обычно ведут справа налево, т. е. левым способом, при котором снижается перегрев металла. Дуга должна быть как можно короче.

Режим сварки при толщине стенки 4...6 мм: диаметр присадочного материала 3...4 мм; сила тока 150.-270 А; напряжение 18...20 В; расход аргона 7...10 л/мин. При добавлении к аргону 10...12% (по объему) углекислого газа и 2...3% кислорода повышается устойчивость горения дуги и улучшается формирование металла.Режим наплавки при диаметре электродной проволоки 0,8... 1 мм: сила тока 70...90 А; напряжение 17... 19 В; скорость подачи проволоки 160...200 м/ч; шаг наплавки 1,5...1,8 м/об; толщина наплавленного слоя за один проход 0,8... 1,0 мм; расход аргона 2...3 л/мин. Газовую сварку ацетиленокислородным нейтральным пламенем выполня­ют с помощью флюсов АФ-4А, АН-4А и других, содержащих хлористые и фто­ристые соли лития, натрия, калия и бария. В качестве присадочных прутков применяют сплав с содержанием 5...6% кремния.