Основы проектирования и ремонта автомобилей

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ)

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФИЛИАЛ МАДИ (ГТУ) 

ЗАОЧНАЯ ФОРМА  ОБУЧЕНИЯ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 

по дисциплине ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ

ВАРИАНТ № 44

     
 
 

Выполнил: студент            __3__ курса 

______Асз-81______________ группы

заочного факультета 

___ДЕНИСОВ  ФЕДОР___________ 

________ГЕННАДЬЕВИЧ_________

                                                                                                                                (Ф.И.О.) 

Проверил: _______________________ 

_________________________________

                                                                                                                          (Ф.И.О., должность)  
 
 
 
 

Лермонтов

2010      г. 

Оглавление. 

Старение  автомобилей и  их составных частей ____________________  2

Особенности конструкции и  обработки корпусных  деталей ________  6

     Литература  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Старение  автомобилей и  их составных частей. 

     Старением называется процесс необратимого изменения его свойств и состояния, обусловленного структурными превращениями, химическими изменениями в материалах, из которых изготовлены детали, а также постепенным накоплением в элементах конструкции автомобиля микро- и макроповреждений при эксплуатации.

     При эксплуатации автомобиля имеют место физическое изнашивание деталей, потеря усталостной прочности их материала. Как при эксплуатации автомобиля, так и при его хранении происходят изменения, связанные с коррозией, потерей жесткости, структурные изменения и химические превращения в металлах, потеря некоторых свойств. Процессы старения всегда связаны со временем.

     Процесс старения механизма  определяется процессами старения всех образующих его деталей и  нарушением их взаимного расположения. Старение деталей происходит в результате воздействия нескольких разрушительных процессов и является результатом воздействия большого числа факторов.

     Изнашиванием  называется процесс  отделения материала  с поверхности  твердого тела и увеличения его остаточной деформации при трении, проявляющейся в постепенном изменении размеров и формы тела. Износ является результатом изнашивания и определяется в установленных единицах (толщины слоя, объема, массы).

     Процесс изнашивания обычно происходит в три стадии. На стадии 1 идет приработка сопряженных поверхностей деталей, занимающий небольшой отрезок времени. При этом износ изменяется нелинейно, скорость изнашивания высокая, но постепенно убывает. Стадия 2 является наиболее продолжительной и характеризуется стабильность процесса. Скорость изнашивания в этом случае небольшая и постоянная. Стадия 3 – ускоренное изнашивание, характеризующейся резко возрастающей скоростью изнашивания. Причиной этого является изменение условий трения из-за изменения размеров и форм трущихся поверхностей.

     Деформация  детали может быть обратимой (упругой) и необратимой, т.е. остаточной. Деформация возникает при  появлении напряжений в материале детали. Если возникающие  напряжения в материале  детали меньше предела  его упругости, то будет иметь место главным образом упругая деформация. Однако упругая деформация может сопровождаться и остаточной деформацией, например, при повышенных температурах. Остаточная деформация изменяет размеры и конфигурацию детали. Например, у такой сложной детали, как блок цилиндров двигателя, изменяется положение осей посадочных отверстий под гильзы, под вкладыши коренных подшипников коленчатого вала, а также появляется коробление и нарушается положение обработанных поверхностей относительно технологических баз, что приводит к снижению долговечности двигателя в целом.

     Разрушение  приводит к полному  расчленению детали. Разрушения бывают вязкими, хрупкими и усталостными.

     Вязкое  разрушение происходит от касательных напряжений вследствие значительной пластической деформации. Плоскость разрушений расположена под углом к направлению приложения нагрузки и совпадает с направлением действия касательных напряжений.

     Хрупкое разрушение происходит под действием  нормальных напряжений. Ему предшествует небольшая пластическая деформация, и плоскость разрушения оказывается перпендикулярной направлению приложения нагрузки. Процесс разрушения состоит из двух стадий: в первой стадии происходит зарождение трещины, а во второй – ее развитие через все сечение детали.

     Усталостное разрушение деталей является результатом многократного приложения нагрузок и происходит при напряжениях, значительно меньших, чем в случае однократного нагружения. Трещина при усталостном разрушении зарождается в поверхностных слоях, где действуют максимальные растягивающие напряжения. По мере ослабления сечения темп развития трещины усиливается и при определенном остаточном сечении происходит полное разрушение детали.

     Коррозия  представляет собой  разрушение металлов вследствии химического  или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой.

     Эрозия  и кавитация возникают  при действии на металл потока жидкости, движущейся с большой скоростью. На поверхностях деталей, подвергающейся жидкостной эрозии, образуются пятна, полосы, вымоины. Таким повреждениям подвергаются детали системы охлаждения двигателя, крылья кузова, воспринимающие со стороны колес поток воды, песка и мелких камней. Кавитационное повреждение металла происходит тогда, когда нарушается непрерывность потока жидкости и образуются кавитационные пузырьки. Кавитационные пузыри, которые находятся у поверхности детали, уменьшаются в объеме с большой скоростью, что приводит к гидравлическому удару жидкости о поверхность металла. Сосредоточение в одном месте на поверхности металла большого количества таких ударов вызывает образование кавитационных разрушений в виде каверн диаметром 0,2 … 1,2 мм. Такому разрушению часто подвергаются детали системы охлаждения двигателя, гильзы цилиндров, посадочные пояски блоков цилиндров под гильзу, патрубки и др.

     С течением времени  или по мере роста  наработки в состоянии  автомобиля или его  составных частей наступает предел, после которого использование  автомобиля оказывается  нецелесообразным: автомобиль достиг предельного  состояния.

     Предельным  состоянием автомобиля и его составных частей называется состояние, при котором их дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление их невозможно или нецелесообразно. Так, например, необходимость смены масла в картерах агрегатов связана с достижением масла предельного состояния при изменении их смазывающих свойств; выполнение регулировочных работ обуславливается достижением предельных зазоров в сопряжениях; замена или ремонт детали диктуется износом хотя бы одной ее рабочей поверхности до предельного размера. Количественные значения показателей предельного состояния устанавливаются нормативно-технической документацией. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Особенности конструкции и  обработки корпусных  деталей. 

     Корпусные детали в большинстве  случаев являются базовыми деталями, на которые монтируются отдельные сборочные единицы. К ним относятся корпуса коробок передач, редукторов, блоки цилиндров, картеры и др. для корпусных деталей характерно наличие точно обработанных отверстий, скоординированных между собой относительно базовых поверхностей.

     Корпусные детали при всем их многообразии конструкций  можно разделить  на две основные разновидности  – призматические и фланцевые. Корпуса  призматического  типа, например корпус коробки передач  или блок цилиндров  двигателя, характеризуются большими наружными поверхностями и расположением отверстий на нескольких осях. У корпусов фланцевого типа базовыми поверхностями служат торцовые поверхности основных отверстий и поверхности центрирующих выступов или выточек.

     Корпусные детали выполняются литыми из серого чугуна и реже – из стали. Материалом для изготовления корпусных деталей обычно служат серый чугун марок СЧ 24; СЧ 15; ковкий чугун КЧ 35-10 или алюминиевые сплавы марок АЛ4, АЛ6, АЛ9.

     Корпусные детали ввиду их конструктивной сложности, как правило изготавливаются в виде отливок в песчаные и металлические формы или литьем под давлением. Отливки должны обеспечивать герметичность корпуса. Твердость отливок из серого чугуна должна быть 160…240 НВ, а отливок из алюминиевых сплавов – 50-70 НВ.

     При изготовлении отливок  большое значение придается их качеству. До отправки в механический цех у отливок  удаляют литники  и прибыли, термической  обработкой снимают  внутреннее напряжения, очищают поверхность, контролируют размеры, качество поверхности, твердость и др.

     Для корпусных деталей  характерно наличие  базовых поверхностей, а также основных и крепежных отверстий. Базовые поверхности  корпуса стыкуются  с другими узлами или агрегатами автомобиля.

     Основные  отверстия предназначены  для монтажа опор валов. Точность диаметральных размеров основных отверстий соответствует 7 квалитету, реже – 8 квалитету, шероховатость поверхности Ra – 2,5 …0,63 мкм. Межосевые расстояния основных отверстий выдерживают согласно стандарту с допусками, обеспечивающими необходимую точность работы зубчатых и червячных передач.

     Отклонение  отверстий от соосности  устанавливают в  пределах половины допуска  на диаметр меньшего отверстия. Отклонение от параллельности осей отверстий допускается 0,02…0,05 мм на 100 мм длины. Отклонение от перпендикулярности торцовых поверхностей к осям отверстий допускается 0,02…0,05 мм 100 мм радиуса. Базовые поверхности обрабатывают с допускаемыми отклонениями от прямолинейности на 0,05…0,2 мм по всей длине и с шероховатостью 4,0…0,63 мкм.

     Базирование корпусных деталей выполняют с учетом их конструктивных форм и технологии изготовления. Рассмотрим наиболее распространенные схемы базирования. Наиболее надежными и простыми технологическими базами при обработке корпусных деталей являются одна из плоскостей наибольшей протяженности и два отверстия, расположенные по диагонали на этой плоскости и как можно дальше удаленные друг от друга, что обеспечивает точное ориентирование деталей.

     Заготовки деталей фланцевого типа базируют по торцу  фланца и точно  обработанной поверхности буртика. Вместо поверхности буртика в качестве базы может быть принята поверхность основного отверстия.

     Если  конфигурация корпуса  не позволяет эффективно использовать его  поверхности для  базирования, то обработку  целесообразно выполнять  в приспособлении-спутнике. При установке заготовки в спутнике могут быть использованы черновые или искусственно созданные вспомогательные базовые поверхности, причем заготовка обрабатывается на различных операциях при постоянной установке в приспособлении, но положение самого приспособления на разных операциях меняется.

     Технологические процессы изготовления корпусных деталей  различных автомобилей  имеют общую последовательность выполнения операций механической обработки. Однако содержание и  построение технологического процесса отдельных деталей могут иметь отличия, которые зависят конструктивной формы, размеров, вида заготовки, технических требований на их изготовление. Типовой маршрут изготовления корпусной детали можно представить в виде следующей последовательности: