Деформация вилок переключения передач

Содержание

 

1.  Введение                                                                                                                        2

 

2.  Анализ конструктивных особенностей и условий работы ремонтируемой детали (ксерокопия, чертеж)                                                                                          3

 

3. Типичные дефекты детали, возникающие в условиях эксплуатации              4

 

4. Описание дефекта, принятого для ремонта                                                          17

 

5. Сравнительный анализ методов устранения дефекта и обоснования разрабатываемой технологии ремонта объекта.                                                     22

 

6. Литература                                                                                                                  32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение

 

Одним из технологических  воздействий, оказываемым на автомобиль для поддержания его технического состояния на заданном уровне, является ремонт. Кроме того, что при ремонте  устраняются неисправности и  отказы узлов, агрегатов, механизмов, он располагает следующими положительными положениями:

Использование остаточного  ресурса изделия,

Возможность решить проблемы дефицита оригинальных деталей,

Возможность повторного использования  материала детали,

Стоимость отремонтированной  детали меньше стоимости новой,

Возможность проектирования технологических процессов, связанных  с восстановлением деталей,

В авторемонтном производстве существует перспектива.

Цель работы закрепить  полученные знания, составить технологический  маршрутно-операционный процесс восстановления детали, рассматривается процесс восстанавливаемой детали, анализ причин отказа, анализ способов восстановления, разработка и выбор возможных маршрутов восстановления, выбор оборудования для техпроцесса, выбор технологических операций и рациональное построение их последовательности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Типичные дефекты  детали, возникающие в условиях  эксплуатации

Виды и характеристика дефектов

 

Наиболее распространенными  дефектами деталей автомобилей  и агрегатов, поступающих на КР, являются:

- изменение размеров рабочих  поверхностей;

- механические повреждения;

- нарушение точности взаимного  расположения рабочих поверхностей;

- коррозионные повреждения;

- изменение физико-механических  свойств материала.

Изменение размеров деталей  является следствием их изнашивания. При  неравномерном изнашивании возникают  нарушения геометрической формы  рабочих поверхностей детали в виде овальности, конусности и т. п. Деталь считается годной для дальнейшей эксплуатации, если ее износ не превышает  допустимых значений, оговоренных в  технических условиях на контроль и  сортировку. В практике обычно допустимый без ремонта размер принимается  равным верхнему предельному размеру  для отверстия и нижнему для  вала из указанных на рабочем чертеже. Необходимым условием использования  деталей с допустимыми износами без восстановления при КР является обеспечение требуемой точности при сборке сопряжений методами регулирования, индивидуального или группового подбора. Деталь не может быть повторно использована без восстановления, если она достигла предельного износа. Установление предельных износов деталей  представляет определенные трудности. Для их обоснования используются статистические данные по износу деталей, анализ опыта работы ремонтных и  эксплуатационных предприятий, данные предельных износов деталей автомобилей  и прототипов и др. Значения предельных износов базовых и основных деталей  чаще всего устанавливают по результатам  выполнения специальных исследований.

Механические повреждения  в деталях возникают под воздействием нагрузок, превышающих допустимые, а также вследствие усталости  материала. Наиболее характерными механическими  повреждениями являются трещины, пробоины, изломы и деформации (изгиб, коробление, скручивание).

Трещины чаще всего возникают  у деталей, работающих в условиях циклических знакопеременных нагрузок. Усталостные трещины характерны для деталей рамы, кузова, коленчатых валов и других деталей. Причиной появления трещин у блоков и головок  цилиндров двигателей могут быть высокие температурные напряжения. Размеры трещин по ширине колеблются в широких пределах — от видимых невооруженным глазом до микроскопических, обнаруживаемых только с помощью специальных приборов и приспособлений.

Пробоины и изломы являются следствием усталости металла и  больших ударных нагрузок. Деформациям  подвержены обычно детали, испытывающие значительные динамические нагрузки. К таким деталям следует отнести  коленчатые и карданные валы, шатуны, балки передних мостов, рессоры и  др.

Нарушение точности взаимного  расположения рабочих поверхностей является весьма распространенным дефектом автомобильных деталей. Причинами  появления этих дефектов являются: неравномерный износ рабочих  поверхностей; внутренние напряжения, возникающие в деталях при  их изготовлении; остаточные деформации и др. Особенно часто проявляются  эти дефекты в корпусных деталях. Так, в блоках цилиндров двигателей наблюдаются: несносность коренных опор коленчатого вала, неперпендикулярность оси указанных опор к оси отверстий  в посадочных поясках под гильзы цилиндров и др. Нарушения точности взаимного расположения рабочих  поверхностей ведут к нарушению  нормальной работы агрегата, вызывают повышенные износы деталей и снижают  срок их службы.

Коррозионные повреждения  присущи многим автомобильным деталям. Особенно значительны указанные  повреждения у деталей металлических  кузовов легковых автомобилей и  автобусов. Появляются они в результате химического и электрохимического взаимодействия металла со средой, способствующей коррозии (влага, агрессивные  среды и т. п.).

Изменения физико-механических свойств материала деталей чаще всего проявляются в снижении твердости и упругих свойств. Снижение твердости является следствием износа упрочненного поверхностного слоя или нагрева в процессе работы до температуры, влияющей на термообработку.

 
Основные дефекты.

Основными дефектами деталей  данного класса являются трещины, погнутость и скрученность, износ гладких  отверстий, торцевых сферических поверхностей, износ пазов, разрушение и износ  резьбовых отверстий, повреждение  и износ резьбовых шеек.

 
Виды дефектов и износов деталей  автомобиля

Как известно, ничего вечного  нет, поэтому со временем разные детали автомобиля выходят из строя и  их приходится менять. Причиной тому является износ деталей либо их дефекты.

Все дефекты автомобильных  деталей можно разделить на три  группы: конструктивные, производственные и эксплуатационные. К конструктивным дефектам относятся те, которые являются следствием ошибок, допущенных на этапе  конструирования автомобиля. Производственные дефекты — это дефекты, возникшие  в результате ошибок при изготовлении или ремонте транспортного средства. Что касается эксплуатационных дефектов, то они возникают либо по причине  неправильного технического обслуживания, либо из-за естественного износа.

Причиной возникновения  естественного износа деталей является постоянное трение между прилегающими поверхностями, а также усталость  поверхностного слоя материалов. Естественный износ подразделяется на три вида: механический, молекулярно-механический и коррозионно-механический.

В свою очередь, механический износ включает в себя следующие  группы износов.

Хрупкое разрушение.  
Оно свойственно тем деталям, которые в процессе эксплуатации транспортного средства испытывают на себе ударные нагрузки. В частности, хрупкое разрушение свойственно рабочим поверхностям головок клапанов: они под воздействием мощных пружин ударяются часто и с большой силой.

Пластическая  деформация. 
Она возникает по причине воздействия существенных нагрузок на детали. Проявлением пластической деформации является то, что размер детали изменяется, но ее вес остается прежним. Чтобы было понятней, представьте себе знакомый с детства пластилин: когда вы его сминаете — происходит пластическая деформация. Что касается автомобиля, то пластической деформации подвергается, например, антифрикционный слой в подшипниках скольжения.

Абразивный износ. 
Он появляется по причине царапающего или срезающего воздействия твердых посторонних частиц (пыли, грязи, продуктов износа — мельчайших опилок, стружки, и т.п.) между соприкасающимися и трущимися поверхностями. Наиболее характерный пример абразивного износа — это износ поршней, цилиндров, деталей поршневой группы.

Усталостный износ. 
Многие знакомо такое физическое понятие, как «усталость металла». Данное явление возникает при длительной и сильной нагрузке на металл. Например, усталость металла можно наблюдать у железнодорожных рельсов, которые постоянно подвергаются мощному давлению со стороны проходящих поездов. Именно этим явлением и вызван усталостный износ деталей и механизмов в современных автомобилях. Например, он может возникнуть при трении качения; часто ему подвержены зубья шестерен, а также рабочие поверхности подшипников качения.

Что касается молекулярно-механического  износа, то он возникает по причине  молекулярного сцепления материалов, из которых изготовлены трущиеся поверхности соприкасающихся деталей. Например, вначале при относительном  перемещении деталей их поверхности  подвергаются пластическому износу, затем происходят местные контакты (на водительском сленге это называется «схватывание») на трущихся поверхностях. В результате происходит их разрушение, которое сопровождается отделением частиц металла либо их налипанием на трущиеся поверхности. Обычно молекулярно-механический износ возникает на этапе обкатки  нового автомобиля. Следствием такого износа может являться заедание деталей  и механизмов.

Название коррозионно-механического  износа говорит само за себя: он подразумевает  комбинацию механического износа и  коррозии металла.

ПРИМЕЧАНИЕ 
Коррозия — это разрушение металла, которое вызвано негативным воздействием химических или электрохимических процессов, протекающих во внешней среде. Всем хорошо известное ржавление металла является одним из распространенных видов коррозии. 
Если с химической коррозией все более-менее понятно (та же ржавчина — результат химического взаимодействия воды и металла), то не все представляют себе, каким образом проявляется электрохимическая коррозия. В этой статье мы не будем вдаваться в научные подробности, а лишь приведем пример: атмосферная электрохимическая коррозия разрушительно воздействует на днище автомобиля, неокрашенные металлические детали, на внутренние поверхности крыльев, и др. 
Проявлением коррозионно-механического износа является отслаивание поверхности металла, а также различные виды и степени его окисления.  
Изнашиваться детали начинают сразу после начала эксплуатации нового автомобиля, поэтому уже через небольшой пробег они имеют какой-то износ. Однако это не значит, что их нужно сразу менять: периодичность замены изношенных деталей и допустимая степень износа регламентируется заводом-изготовителем. Износ деталей, который не требует их немедленной замены, называется допустимым.

 

Вставьте вилку в паз  муфты и обкатайте её по муфте; она должна легко передвигаться  по окружности, без подклинивания. Справа показана муфта не заводского исполнения: вилка не влезает в неё, клинит в пазу. Слева та же вилка с  другой, заводской муфтой:

 

 Вилки должны быть ровными с однородно-жёлтым напылением, без черной крапинки:

На шток переключения передач  надеваются с лёгким натягом. Проверяем  это. Берем вилку, шток и вдеваем  его в отверстие вилки:

Болты крепления вилок  должны свободно входить в отверстия:

Обкатайте вилку по муфте. Она должна легко двигаться по окружности муфты:

Но всё-таки рекомендую не полагаться на это и тщательнее выбирать запчасти.

Устанавливаем шток первой-второй передачи, притягиваем вилку болтом (провернуть валы) и закладываем  длинный сухарь:

Устанавливаем шток третьей-четвертой  передачи. Вдеваем его в вилку  не до конца, ориентируем отверстие  в штоке под блокирующий сухарь горизонтально и вставляем сухарь:

Вдвигаем шток и затягиваем болт вилки (проверните валы). Аналогично сухарю штока первой-второй передачи устанавливаем короткий сухарь.

Вставляем промежуточный  вал: сначала задний конец, затем  передний. Ставим средний подшипник  промежуточного вала. Обратите внимание, что внутренняя обойма подшипника состоит  из двух деталей: втулки и кольца:

Втулка должна быть ориентирована  внутрь картера коробки.

Деформация вилок переключения передач. На фото хорошо видно, что вилка  согнута влево и не лезет в  муфту
Износ вилок
Износ паза муфты под вилку
Износ вилки пятой-задней передачи

 

Устанавливаем двухрядный подшипник. Ставим его на посадочное место и  одновременно одеваем на передний конец  промежуточного вала. Болтом без шайбы  и шайбы Гровера запрессовываем подшипник на посадочное место. Заканчиваем  установку, надев на болт шайбу:

Надеваем на болт обе шайбы, наживляем его, но пока не затягиваем (провернуть валы). 
Ставим шпонку в паз вторичного вала, надеваем большую шестерню задней передачи выступающей частью назад и ступицу пятой передачи (выемка ступицы должна сесть на выступ шестерни).

Собираем пятую передачу. Для этого привинчиваем вилку  к штоку, надеваем вилку на муфту, вставляем в муфту шестерню пятой  передачи. Одновременно надеваем шестерню на конец вторичного вала и вставляем  шток в отверстие. Продолжаем вдвигать пятую передачу до тех пор, пока между  верхним концом вилки и осью малой  шестерни заднего хода не останется 35 мм. Вкладываем малую шестерню задней передачи в вилку, затем вдвигаем все до упора муфты в ступицу. Поворачиваем муфту пятой передачи так, чтобы она попала на шлицы  ступицы. Устанавливаем кольцо на средний  подшипник промежуточного вала и  ставим "грибок":

Вдвигаем всю пятую-заднюю передачу до конца (провернуть валы).

Внимание! Последнее время  ВАЗ стал ставить на шток пятой-задней передачи дополнительную упорную втулку:

Вставляем пластинку из мягкого  металла между шестернями первой передачи вторичного и промежуточного вала; заворачиваем болт блока шестерен ("грибка") моментом 66,6...82,3 Н^.м (6,8...8,4 кГ^.м):

Аналогично затягиваем передний болт промежуточного вала моментом 79,4...98 Н^.м (8,1...10 кГ^.м):

Провернуть валы. 
 
При дефектных вилках зазоры между тремя штоками будут неодинаковы, а муфта шестерни не будет надеваться на ступицу. На левых фото - все нормально, на правых - шток пятой-задней передачи цепляет за шток третьей-четвертой:

Из-за дефектных вилок  проворачивание валов будет сопровождаться подклиниванием. 
 
Надеваем на вторичный вал маслоотражательное кольцо (вершина конуса должна быть направлена к хвостовику), дистанционную втулку и внутреннюю обойму заднего подшипника вала (выступающим буртиком вперед - показан стрелкой на правом фото):

Собираем механизм фиксации передач. Пружинки можно удлинить примерно на 1 мм с помощью бокорезов. Закладываем  шарики в отверстия и сразу  вставляем пружинки (длинная пружинка - для штока пятой передачи). Смазываем  литолом прокладку и устанавливаем  ее и планку-заглушку на место:

Проверяем, как включаются передачи с первой по пятую, каждый раз проворачивая первичный вал:

Передачи должны включаться четко и без заеданий, при проворачивании первичного вала не должно ощущаться  подклинивание. Внимание! При проверке пятой передачи, для того, чтобы  избежать задевания шестерни пятой  передачи за большую шестерню "грибка", при проворачивании первичного вала нужно другой рукой нажать на одетую ранее на вторичный вал внутреннюю обойму заднего подшипника.

Вилка переключения передач - 2108-1702024, 2108-1702030, 2110-1702036, рис.20.

Допускается: диаметр отверстия  под шток не более 14,05мм; толщина  рабочей части вилки не менее 7,15мм (нутромер НИ-10-18-1 ГОСТ 868-82, микрометр MK-25-1 ГОСТ 6507-90).

Рис.20. Вилка переключения передач

Износ вилок обычно происходит в пазах его видно и ощутимо  появляются заусенцы - вилку следует  менять.

Вилки ремонтируются с  помощью наварки с последующей  обработкой, заглушки осей вилок после  ставиться на герметик, для этого коробку снимать не надо только боковую крышку. износ вилки на шестернях гораздо меньше.

Вилки изнашиваются в районе касания рычага переключения, ремонт происходит следующим образом подваривается  и подрабатывается шлиф. машинкой .

Изготовленные из прочной  стали, вилки цементированы, а штифты - закалены. Но по мере износа шлицевой муфты нагрузки на вилку растут. Попросту говоря, подвижная шестерня со шлицевым торцом все сильнее и  решительнее выталкивается из зацепления, надавливая на вилку и ее штифт-поводок.  
Штифт разбивает гнездо и разбалтывается (конструкция узла такова, что малейший износ гнезда приводит к большой "болтанке" вилки).

Полезно: раскернить металл вокруг отверстий обоих вилок.   С обеих сторон аккуратно раскерниваются отверстия так, чтобы штифты входили в них плотно. Выступы каверн на поверхности обязательно вывести плоским напильником.

4. Описание дефекта, принятого для ремонта

 

Зависимость износа И детали от наработки t представлена на рис. С  увеличением наработки износ  детали возрастает неравномерно. На участке 1 износ быстро нарастает до величины Ипр за сравнительно малую наработку. На этом участке происходит приработка сопряженных поверхностей соединений. Интенсивность изнашивания в  этот период зависит от шероховатости  поверхности детали, условий смазки, нагрузки и других факторов. В копне  этого участка (точка А) заканчивается  приработка сопряженных поверхностей.

 

 

 

На участке II , имеющем  наибольшую протяженность, происходит нормальная работа детали в соединении. Износ детали увеличивается (от Ипр до Ипред) с небольшой равномерной интенсивностью. Интенсивность изнашивания зависит от условий эксплуатации, своевременности и качества проведения технического обслуживания. Длина участка II соответствует ресурсу детали или соединения.

Участок III (за точкой С) характеризуется  интенсивным изнашиванием детали и  увеличением зазора в соединении. Соединения с изношенными деталями выше Ипред начинают работать с нарушением условий смазки, перегревом детали и стуками. Работа деталей в этих условиях часто заканчивается поломками.

Износ Ипред, соответствующий  перегибу кривой в точке С, называют предельным. При достижении предельного  износа или зазора деталь (соединение) необходимо снять с машины и заменить новой или восстановленной.

В процессе ремонта машин  износы деталей или зазоры в соединениях  замеряют. По величине износов или  зазоров судят о целесообразности дальнейшего использования детали или соединения.

Допустимым износом Ид, размером детали или зазором в  соединении называются такие, при которых  деталь или соединение могут быть поставлены на машину без восстановления и будут удовлетворительно работать в течение предусмотренного межремонтного  ресурса Тмр.  Детали или соединения с износами или зазорами меньше или равными допустимым устанавливают на машину при ремонте без каких-либо восстановительных процессов, а с износами или зазорами, превышающими допустимые, — выбраковывают или восстанавливают.

Критерии предельного  состояния машин и их составных  частей, предельные и допустимые износы, зазоры и размеры деталей указывают  в нормативно-технической документации.

В результате износа изменяются размеры и форма деталей, увеличиваются зазоры в сопряжениях  подвижных деталей, нарушается плотность  посадки неподвижных деталей. Предельный износ детали наступает при условии  невозможности дальнейшего ее использования  из-за нарушения нормальной работы узла или машины и возможности  аварии. Допустимый износ детали предполагает возможность ее установки в машину без ремонта и удовлетворительную работу в течение предстоящего межремонтного  периода. 
 
Износ детали может быть определен по следующим признакам: 
1. обнаружение дефектов (трещин, бороздок, забоин, вмятин) и изменений формы детали при ее внешнем осмотре; 
2. изменение характера звука, издаваемого передачей, подшипником, соединением; 
3. оценка качества и формы поверхности, обработанной на станке; 
4. увеличение мертвого хода рукояток; 
5. нагрев детали; 
6. падение давления в гидро- или пневмосистеме. 
 
Величина износа может быть определена одним из методов: 
1. методом микрометрирования — по изменению размеров детали, устанавливаемому с помощью универсальных измерительных средств; 
2. методом искусственных баз - по изменению размера углубления, нанесенного алмазным или твердосплавным инструментом на рабочую поверхность детали; 
3. косвенным методом оценки - по изменению эксплуатационных характеристик сопряжения или узла (мертвого хода, температуры, уровня шума и давления).

Итак, появившиеся силы выталкивания нагружают вилку и изнашивают ее. Зацепление становится все менее  полным, силы быстро увеличиваются, износ  прогрессирует.  

Износ сухарей вилки переключения передач  делителя

Причина: 1) Отсутствие сброса воздуха в атмосферу при переключении передач в делителе в связи  с загрязнением воздушных каналов  и сапуна клапана включения делителя передач. 2) Нет зазора между кареткой синхронизатора и сухарем вилки  переключения передач.

Устранение: 1) Разберите  клапан и тщательно промойте все  его детали, включая и сапун. При  сборке клапана все трущиеся поверхности  смажьте смазкой. 2) Отрегулируйте  зазор между кареткой синхронизатора и сухарем вилки переключения передач.

 

Самовыключение  передач на ходу автомобиля

Причина: 1) Неполное включение  передач из-за неисправности фиксаторов механизма переключения, износа лапок  или сухарей вилок, ослабления крепления  вилок и рычагов, разрегулировка дистанционного управления. 2) Не работает замок шлицев вторичного вала.

Устранение: 1) Подтяните  крепление, замените изношенные детали, отрегулируйте привод управления. 2) Замените вал и соответствующий синхронизатор.

Валики, вилки переключения передач Позиция Обозначение Наименование Кол-во Аналог 1 50-12-563 Вилка (для III, IV передач) 1 - 2 50-12-562 Вилка (для I, И передач) 1 - 3 700-30-2331 Гайка 4 - 4 700-31-2584 Шайба 4 - 5 50-12-581 Вилка (для ускоренного диапазона переднего  хода) 1 - 6 50-12-624 Клин  4 - 7 700-30-2099 Гайка 4 - 8 700-31-2573 Шайба 4 - 9 50-12-686 Хвостовик 4 - 10 50-12-682 Валик (для нормального диапазона переднего  хода и заднего хода) 1 50-12-682-01 11 50-12-683 Валик (для I, II передач) 1 50-12-683-01 12 50-12-684 Валик (для III, IV передач) 1 50-12-684-01 13 50-12-685 Валик (для ускоренного диапазона переднего  хода) 1 50-12-685-01 14 50-12-681 Стопор  4 - 15 50-12-565 Вилка (для нормального диапазона переднего  хода и заднего хода) 1 -

К классу "некруглые стержни" относятся детали, поперечное сечение  которых некруглой формы, а длина  более чем вдвое превышает  размеры поперечного сечения. К  этому классу относятся балки  передней оси, шатуны, рулевая сошка, коромысла клапанов, вилки переключения передач, педали сцепления и тормоза, рычаги и т.п. Их изготавливают из стали, а так же из серого и ковкого чугуна. Конфигурация этих стержней очень разнообразна. Они могут быть прямые и кривые, с одним основным отверстием, либо с двумя и несколькими взаимосвязанными отверстиями расположенными на параллельных осях, либо под различными углами друг к другу. 
Кроме взаимосвязанных отверстий они могут так же иметь обработанные торцевые поверхности, шпоночные пазы, шлицы, прорези, крепёжные отверстия и т.д. 
Установочными базами при механической обработке служат поверхности стержня и бобышки, а в некоторых случаях основные отверстия и обработанные торцевые поверхности этих отверстий. 
Некоторые стержни работают в условиях совместного действия основных деформирующих нагрузок, сопровождающихся вибрацией. 
Разрушительными факторами для этих деталей служат растяжение, сжатие, скручивание, срез, изгиб, вибрация.

 

5. Сравнительный анализ методов устранения дефекта и обоснования разрабатываемой технологии ремонта объекта.

 

Ремонт заключается  в следующих операциях:

· Замена вилки 4-й передачи на новую 

· Раскернивание отверстий 

· Приварка штифта к вилке 

· Правка щитка храпового  механизма 

· Подкладка регулировочных шайб

· Регулировка (подгиб) упора  валика переключения

 

Типовой технологический  процесс восстановления.

 

 
Схема технологического процесса восстановления следующая: 
1. Правка погнутых и скрученных деталей; 
2. Тепловая стабилизация выправленных деталей. 
3. Восстановление бобышек обжатием; 
4. Обработка бобышек после обжатия; 
5. Обработка гладких отверстий под ремонтный размер или под постановку ДРД; 
6. Запрессовка ДРД; 
7. Развёртывание ДРД; 
8. Зенкование торцов бобышек, фрезерование плоских площадок "как чисто"; 
9. Обработка поверхностей под заварку, наплавку и гальваническое наращивание; 
10. Обработка заваренных, наплавленных отверстий и поверхностей с гальваническим покрытием; 
12. Контроль размеров и формы.

СОВЕТ 
Рекомендуется менять деталь не тогда, когда она достигла максимально допустимой степени износа, а немного раньше. 
Если же деталь изношена настолько сильно, что нормальные условия работы узлов, агрегатов и механизмов автомобиля являются нарушенными, называется предельным. В этом случае эксплуатировать автомобиль запрещается до полной замены всех изношенных деталей. Игнорирование этого правила чревато не только потерей мощности двигателя, повышенным расходом топлива и иных расходных материалов, но и опасно с точки зрения безопасности движения. Известны случаи, когда, например, полностью разрушившийся подшипник ступицы являлся причиной того, что у автомобиля отваливалось колесо. Стоит ли говорить, какими катастрофическими последствиями может обернуться такая поломка во время движения автомобиля!