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

• Название: 1. Экологические аспекты ремонтного производства автомобилей. Пути их решения
• Анкор: Востановление и упрочнение.docx
• Дата: 11.10.2017
• Размер: 0.67 Mb.
• Имя файла: Востановление и упрочнение.docx
• Тип: Документы; #9298
• 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.