1

1

1

1,08

1

930

Sст

72

60

1

0,42

1

1

1,32

1

1

2395

Sт

72

165

1,30

0,42

1

1

1,32

1,07

1

9161

Показатели для ПТБ приведены в таблице 2.17.

Таблица 2.17 - Показатели для ПТБ
Показатель	ПТБ
P	10
X	5
Sп	576
Sа	409
Sст	3120
Sт	7802



3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЕ ШКВОРНЕВОГО УЗЛА АВТОМОБИЛЯ УАЗ 31514

3.1 Перечень работ автомобилю УАЗ 31514 и применяемое оборудование

Вымыть: автомобиль снаружи; шасси автомобиля; силовой агрегат; салон автомобиля после ТО.

Применяемое оборудование: установка щеточная KARCHER CB3.

Силовой агрегат: проверить герметичность впускного воздушного тракта; состояние муфты вентилятора; состояние опор силового агрегата; состояние трубопроводов и коллекторов системы выпуска отработавших газов. Устранить неисправности [8].

Применяемое оборудование: подъёмник ПП -3 , лампа переносная типа ПЛТ-М в сборе, упоры колес ограничительные, люфтомер.

Карданная передача: проверить наличие люфта в шарнирах и шлицах. Устранить неисправности. Закрепить фланцы карданного вала [8].

Применяемое оборудование: люфтомер, подъёмник ПП - 3 , упоры колес ограничительные, комплект инструмента слесаря монтажника - 1-H156C.

Задний мост: Проверить герметичность моста на подтёки, проверка масла наличие воды, устранить неисправности [8].

Применяемое оборудование: люфтомер, гайковерт пневматический.

Ходовая часть: проверить: правильность расположения заднего моста; состояние рессор передней и задней подвески; состояние колес, амортизаторов и деталей их крепления. Устранить неисправности [8].

Применяемое оборудование: комплект инструмента слесаря монтажника - 1-H156C, подъёмник ПП-3, подставки для вывешивания автомобиля N3003E, электронный нивелир, ПЛТ-М в сборе, упоры колес ограничительные.

Передняя ось: проверить состояние шкворневых соединений; состояние подшипников ступиц передних колес. Устранить неисправности. Отрегулировать схождение передних колес [8].

Применяемое оборудование: линейка для проверки схождения колёс, комплект инструмента слесаря монтажника - 1-H156C, подъёмник ПП-3, подставки для вывешивания автомобиля N3003E, ПЛТ-М в сборе, упоры колес ограничительные, гайковерт пневматический.

Рулевое управление: проверить люфт в шарнирах и шлицах карданного вала. Устранить неисправности. Проверить затяжку картера рулевого механизма [8].

Применяемое оборудование: комплект инструмента слесаря монтажника - 1-H156C, подъёмник ПП-3, подставки для вывешивания автомобиля N3003E, ПЛТ-3 в сборе, упоры колес ограничительные, люфтомер.

Тормозная система: проверить состояние колодок; состояние деталей разжимных механизмов; состояние стяжных и фиксирующих пружин колодок; состояние тормозных барабанов; крепление корпусов разжимных механизмов к суппорту тормозных магистралей на наличие коррозии и растрескивании на гибких тормозных шлангах. Устранить неисправности [8].

Применяемое оборудование: комплект инструмента слесаря монтажника - 1-H156C, подъёмник ПП-3, подставки для вывешивания автомобиля N3003E, ПЛТ-М в сборе, упоры колес ограничительные, гайковерт пневматический.

Электрооборудование: Проверить исправность световой сигнализации и соединений. Устранить неисправности. Довести до нормы плотность электролита в аккумуляторных батареях. Проверить состояние изоляции электропроводки [8].

Применяемое оборудование: ареометр с метками для проверки плотности электролита, мультиметр, комплект инструмента слесаря монтажника - 1-H156C, мотор-тестер К-488.

Кузов: проверить состояние уплотнителей дверей, состояние основания аккумуляторных батарей; Устранить неисправности [8].

Применяемое оборудование: комплект инструмента слесаря монтажника - 1-H156C.

Смазочные, очистительные и заправочные работы: промыть или заменить фильтр грубой очистки топлива; Смазать: контактные поверхности ребер тормозных колодок и толкателей и рабочие поверхности деталей разжимных механизмов. Про шприцевать в узлах карданной передачи, рулевые наконечники шаровые опоры, шкворня, Заменить: масло в мостах[8].

Применяемое оборудование: комплект инструмента слесаря монтажника - 1-H156C, подъёмник ПП-3, подставки для вывешивания автомобиля N3003E, упоры колес ограничительные, установка для сборки отработавшего масле С-508.

3.2 Перечень работ по технологическому обслуживания шкворневого узла автомобиля УАЗ 31514

Техническое обслуживание переднего моста УАЗ-469. В процессе эксплуатации автомобиля требуется регулярная проверка и подтяжка резьбовых соединений, проверка наличия зазоров в шкворневом соединении, регулировке подшипников, зацепления шестерен главной передачи, схождения колес и выполнению смазки по указанию таблицы. При осмотре поворотных кулаков обращать внимание на исправность регулировочных болтов 27 и 27 (рисунок.3.1, рисунок.3.2) упоров ограничителей 28 и 28 поворота колес и надежность фиксации. Величина угла поворота правого колеса - вправо, а левого -- влево должна быть не более: УАЗ-469 - 28, УАЗ-469Б 27. Увеличенный угол поворота колес приводит к разрушению шарниров поворотных кулаков. Регулировку затяжки шкворней поворотного кулака на заводе производят с предварительным натягом, при этом сверху и снизу устанавливают одинаковое количество прокладок 4 и 20 (рисунок 3.1, рисунок 3.2). Во время эксплуатации автомобиля обращать внимание на состояние затяжки шкворней поворотных кулаков.

При износе трущихся поверхностей предварительный натяг исчезает и образуется осевой зазор между торцами шкворней 6 и 9 и опорными кольцами шаровой опоры 2 и 5. Этот зазор устраняйте снятием сверху и снизу одинакового количества регулировочных прокладок 4 и 20. Разность между суммарными толщинами верхних и нижних прокладок не должна превышать 0,1 мм.

Рисунок 3.1 - Узлы и детали поворотного кулака переднего моста УАЗ-469:

а -- сигнальная канавка; I -- правый поворотный кулак; II -- левый поворотный кулак; III -- муфта отключения колес; 1 -- сальник; 2 -- шаровая опора; 3 -- шарнир поворотного кулака; 4 -- прокладка; 5 -- пресс-масленка; 6 -- шкворень; 7 -- накладка; 8 -- корпус поворотного кулака переднего моста УАЗ-469; 9 -- бронзовая втулка шкворня; 10 -- шарикоподшипник; 11 -- ведомый вал колесного редуктора; 12 -- ступица; 13 -- ведущий фланец; 14 -- подвижная муфта; 15 -- шарик фиксатора; 16 -- защитный колпак; 17 -- болт муфты; 18 -- цапфа; 19 -- стопорная гайка; 20 и 23 -- опорные шайбы; 21 -- ведущая шестерня; 22 -- стопорный штифт; 24 -- уплотнительное резиновое кольцо; 25 -- упорная шайба; 26 -- кожух полуоси; 27 -- болт ограничения поворота; 28 -- упор-ограничитель поворота колес; 29 -- рычаг поворотного кулака.

Во время эксплуатации автомобиля соблюдать правильностью углов установки передних колес. От углов установки передних управляемых колес в значительной степени зависит легкость управления автомобилем, устойчивость его движения, а также износ шин. Устанавливать автомобиль для проверки углов на горизонтальной площадке. Конструкция переднего ведущего моста предусматривает следующие углы установки: продольного наклона шкворня - 3°±30'; развала колес-- 1 30'±0 15'; бокового наклона шкворня: на УАЗ-469 -- 8 ; на УАЗ-469Б 5 30'.

Рисунок 3.2 - Узлы и детали поворотного кулака переднего моста УАЗ-469Б,:

а -- сигнальная канавка; I -- правый поворотный кулак; II -- левый поворотный кулак; III -- муфта отключения колес; 1 -- рычаг поворотного кулака; 2 -- кожух полуоси; 3 -- сальник; 4 -- прокладка; 5 -- шаровая опора; 6 -- корпус поворотного кулака; 7-- опорная шайба; 8 -- накладка; 9 -- шкворень; 10 -- пресс-масленка; 11 -- стопорный штифт; 12 -- цапфа; 13 -- ступица колеса; 14 -- ведущий фланец; 15 -- подвижная муфта; 16 -- болт муфты; 17 -- шарик фиксатора; 18 -- защитный колпак; 19 -- втулка шкворня; 20 -- прокладка; 21 -- внутренняя обойма; 32 -- кольцо-перегородка; 23 -- наружная обойма; 34 -- уплотнительное резиновое кольцо; 25 -- войлочное уплотнительное кольцо; 26 -- упорные шайбы; 27 -- болт ограничения поворота; 28 -- упор-ограничитель поворота колес.

Проверку установки схождения колес переднего ведущего моста производить в зависимости от износа шин. Для регулировки схождения установить автомобиль на горизонтальной площадке в положении колес для движении прямо.

Схождение колес (разность расстояний Б и А) равно 1,5...3 мм. Схождение колес проверить и регулировать в горизонтальной плоскости изменением длины поперечной рулевой тяги, предварительно ослабив стопорные гайки, имеющие правую и левую резьбу. Вращая поперечную рулевую тягу на автомобиле УАЗ-31514 (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 - Схождение колес УАЗ-31514

Регулировка схождения колес автомобиля УАЗ-31514(рисунок 3.3). или вращая регулировочный штуцер 2 на автомобиле УАЗ-469Б.



Рисунок 3.3 - Поперечная рулевая тяга автомобиля УАЗ-469Б: 1 гайка с левой резьбой; 2 регулировочный штуцер; 3 гайка с правой резьбой; 4 наконечник.

Установить с помощью линейки для проверки схождения колёс необходимую величину схождения. По окончании регулировки стопорные гайки затянуть.

При каждом техническом обслуживании внешним осмотром проверять состояние рессор и амортизаторов, наличие подтеков, на шаровых опорах и наличие люфтов на шкворневом узле. Через одно ТО 1 проверьте крепление рессор, наличие люфтов шкворневого узла и подтёков амортизаторов, при необходимости подтянуть.

При ТО-2 провести, следующие работы.

Проверить состояние резиновых втулок в проушкинах амортизатора. Изношенные втулки заменить. Признаком неисправности амортизаторов является продолжительное раскачивание автомобиля после проезда через неровности дороги. В этих случаях амортизатор заменить. Проверка состояния и ремонт шкворневого узла и рессор УАЗ-469, УАЗ-31512, 31514. В листах рессор не должно быть трещин. Пальцы рессор подлежат замене, если имеется выработка от трения по металлу при езде с изношенными резиновыми втулками.

Втулки рессор (резиновые) следует заменять новыми, если проушина рессоры, установленной на автомобиле, имеет заметное смещение относительно пальца рессоры. Втулки с заметным смещением недолговечны.

Их следует своевременно заменять, чтобы избежать повреждения посадочных поверхностей под эти втулки в кронштейнах, рессорах и пальцах. ьНа автомобиле быстрее других изнашиваются резиновые втулки нижнего конца серьги. Изношенные до 50% по толщине стенки нижние втулки допускается менять местами с верхними, которые изнашиваются значительно меньше.

Осевшие рессоры, имеющие целые листы, могут быть восстановлены рихтовкой (правкой). ь

Стрелу прогиба (кривизну) листов проверяют шаблоном. При уменьшении стрелы прогиба листы правят в холодном состоянии ударами молотка по внутренней поверхности листа. Удары начинают наносить с середины листа, перемещаясь к концам. С приближением к концам удары должны быть более слабыми. Стрелу прогиба (кривизну) каждого листа доводят до нужных размеров.

Хомуты после сборки рессоры не должны препятствовать свободному перемещению листов во время работы. После сборки рессору окрасить.

Если зазор между листами собранной рессоры в свободном состоянии, стянутой центровым болтом более 1 мм и а длине более 1/4 общей длины соприкосновения двух смежных листов, то погнутые листы необходимо заменить. При установке задней рессоры загнутые ушки на первых двух листах рессоры должны быть обращены вперед, а конец рессоры с ушком на первом листе - назад.

Гайки стремянок затянуть с моментом 100 - 120 Нм. Окончательно гайки стремянок затягивать тогда, когда рессоры нагружены массой автомобиля.

3.3 Используемые эксплуатационные материалы

Топливо: Эксплуатационные свойств бензинового топлива определяются его маркой и не в значительной мере зависят от температуры окружающего воздуха.

Система смазки двигателя: моторное масло “UAZ MOTOR OIL PREMIUM 5W-40”

Охлаждающая жидкость: В качестве охлаждающей жидкости в системах охлаждения предусмотрено использование специальных низкозамерзающих жидкостей.

Низкозамерзающие жидкости представляющая собой водные растворы специально подготовленных жидкостей, состоящих из антифриза с композицией присадок. “UAZ G12”.

Клеммы аккумуляторных батарей: Смазка Литол-24 ГОСТ 21150-87, всесезонно.

Бачки омывателей ветровых стекол: Летом -- вода профильтрованная. Зимой -- незамерзающая жидкость ГОСТ 28084-893.

3.4 Техническое нормирование трудоемкости ТО шкворневого узла автомобиля УАЗ 31514

Производственные процессы агрегатного участка представляют собой мелкосерийный или единичный тип производства, им присущи такие основные черты, как широкая номенклатура работ, закрепленных за одним рабочим, нестабильная загрузка рабочего на протяжении смены, низкий уровень разделения и кооперации труда, потребность в выполнении работ определенного наименования и их объем определяется в зависимости от технического состояния автомобиля, что приводит к нестабильной загрузке рабочего в течение смены, при нормировании трудозатрат по ТО и Р руководствуются в основном Положением о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта и типовыми нормами времени на ремонт автомобилей в условиях ПТБ, Значительная вариация трудозатрат на выполнение одних и тех же работ при различном техническом состоянии автомобиля требует широкого использования укрупненных норм труда, установления средних затрат времени на операции или их комплексы, Техническая норма времени на операцию рассчитывается по формуле [8]:

t_шт = t_осн + t_всп + t_доп, чел мин, (3.1)

где t_шт - штучное время на операцию;

t_осн - основное время, в течение которого выполняется заданная работа (регламентируется Положением);

t_всп = (3-5%) t_осн - вспомогательное время на производство подготовительных воздействий на изделие;

t_доп = t_обс+ t_отд - дополнительное время, состоящее из:

t_обс = (3-4%) t_осн - время на обслуживание оборудования и рабочего места;

t_отд - (4-6%) t_осн - время на отдых и личные нужды.

В соответствии с расчетом основное время на ТО автомобиля УАЗ-31514 равно Т_осн =5,3 чел•ч. [8].

Оплата труда ремонтных рабочих производится по штучно-калькуляционному времени:

t_штк = t_шт + t_n-з чел•мин , (3.2)

где t_п-з = (2-3%) Т_см - подготовительно - заключительное время на получение задания, ознакомление с технической документацией, получение и сдачу инструмента, сдачу работы и т.п. (Т_см = 7 ч - продолжительность смены) [8]

Результаты расчетов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Трудоемкость работ ТО автомобиля УАЗ -31514

№ Операции	tосн	tвсп	tобсл	tотд	tдоп	tшт	Число рабочих	tп-з.	tштк.
Снятие переднего моста	55	2,2	1,6	2,8	4,4	61,6	1	1,6	63,2
Разборка переднего моста	48	1,9	1,4	2,4	3,8	53,7		1,4	55,1
Ремонт и замена деталей шкворневого узла	93	3,7	2,8	4,7	7,4	104.1		2,7	106,8
Сборка переднего моста	60	2,4	1,8	3	4,8	67,2		1,8	69
Установка переднего моста	62	2,5	1,8	3,1	4,9	69,4		1,8	71,2
Всего:	318	13	9,5	16	25,4	356	1	9,5	365,5

Технологический процесс ТО автомобиля УАЗ-31514 оформляется на маршрутных картах по ГОСТ 3.1118-82 (см. приложение 1), на одну из операций оформляется операционная карта ГОСТ 3.1407-85 (приложение 2), составляется карта эскизов по ГОСТ 3.1404-81 (лист №2) [8].



4. МОДЕРНИЗАЦИЯ ШКВОРНЕВОГО УЗЛА АВТОМОБИЛЯ УАЗь

К автомобильным мостам предъявляются следующие основные требования: минимальная масса, наименьшие габаритные размеры и достаточная жёсткость. ь

В наиболее распространенных неразрезных мостах автомобилей масса моста не подрессорена, по этому она должна иметь наименьший вес. Требования размеров обусловлены необходимостью обеспечения заданного значения дорожного просвета, высоты пола и положения центра масс автомобиля. м

Управляемые мосты включают в себя элементы: главную передачу, полуоси, поворотные цапфы и соединяющие детали. Ь

4.1 Анализ конструкции шкворневого узла

втомобиль УАЗ считается все дорожным, которые производятся в России, Производство автомобилей началось с 1953 года, когда на Горьковском автомобильном заводе выпустили с конвейера ГАЗ-69, который выпускался до 1972 года. В 1973 году на Ульяновском автозаводе начался выпуск УАЗ-469. Версия автомобиля для использования на дорогах всех типов называлась УАЗ-469Б. В 1985 году “Гражданская” модель была модернизирована и, в дальнейшем, выпускалась под названием УАЗ-3151. ь

Изготавливаемый заводом современный Hunter является обновленной версии УАЗ -3151. Серийное производство модели УАЗ-315195 “Hunter” началось на Ульяновском автозаводе с 19 ноября 2003 года. С 2005 года на Ульяновском автозаводе началось производство первой модели все дорожника повышенной проходимости - УАЗ Патриот 4х4, выпускаются в Ульяновске с различной комплектации грузопассажирские и грузовые автомобили повышенной проходимости. Все автомобили, независимо от года изготовления, имеют зависимые мосты и рамную конструкцию. Ь

Применение зависимого переднего моста с управляемыми колесами и подключаемым приводом определяет наличие в конструкции поворотного кулака, шкворневой узел. Данный автомобиль обычные автолюбители эксплуатируют не только по грунтовым дорогам, но так же движению по пересеченной местности, к примеру: поля, леса и болотистые участки. Автомобиль все более интенсивнее стали использовать для охоты, рыбалки и прочими увлечениями, передвигаться в таких условиях где обычные не подготовленные автомобили не способны передвигаться в таких условиях. Ь

Такая эксплуатация автомобиля негативно сказывается на его узлы и механизмы, особенно путём времени и наблюдения частой проблемой является проявления люфта в шкворневом узле, что приводит к ускоренному износу пластмассовых и бронзовых вкладышей применяемых в шкворневом узле автомобиля. ь

При движении в условии бездорожья автомобиль движется, застревает, проваливается колёсами в глубокие ямы и двигается по колее, погружение в воду порой до превышения критической линии, все это сказывается на узлах автомобиля, в шкворневом узле в таких условиях проникает вода которая вымывает смазку, и к тому же на концах верхнего и нижнего шкворней появляются нагрузки, бокового давления массой автомобиля при движении по колее, ударные нагрузки при преодоление канав или проваливания колеса в яму, что и приводит к появлению смятия вкладыша пластикового или бронзового, образуется зазор между вкладышем шаровым пальцем шкворня, при дальнейшей эксплуатации в таком режиме приводит к износу шины, изменяется продольный угол, ухудшается управляемость автомобиля, что не безопасно на дорогах общего пользования. ь

Конструкция шкворневого узла определяет важный эксплуатационный показатель - управляемость автомобиля. В настоящее время автомобили эксплуатируются с разными конструкциями мостов “Тимкен” и “Спайсер”, в которых разные шкворневые узлы. На рынке запасных частей предлагают различные рем комплекты для доработки шкворневых узлов. У каждой конструкции имеются свои достоинства и недостатки.

Конструкция базовых (устанавливаемых на заводе) шкворневых узлов, для мостов “Тимкен” и “Спайсер”, которые представлены (рисунок 4.1 и 4.2). ь

Рисунок 4.1- Базовая конструкция шкворневого узла моста “Тимкен”: а - общий вид поворотного кулака; б - шкворневой узел; в - вид шкворня в сборе со втулкой и опорным кольцом. Ь

Как видно (рисунок 4.1) шкворневой узел моста “Тимкен” состоит из шкворня, выполненного в виде ступенчатого бруса, бронзовой втулки и опорного кольца. Бронзовая втулка запрессовывается в шаровую опору поворотного кулака (ШОПК), развернутой разверткой под размер малого диаметра шкворня. При развертывании требуется обеспечить соосность верхней и нижней втулок, а значит длина развертки должна обеспечить разворачивание обеих втулок за один проход. При сборке шкворень малым диаметром устанавливается в развернутое отверстие, а больший диаметр шкворня размещается в посадочном месте поворотного кулака. Шкворень фиксируется от про ворота штифтом и закрывается крышкой. Под крышку устанавливаются регулировочные прокладки, подбором которых регулируется осевой натяг. Во время эксплуатации осевой люфт устраняется удалением регулировочных прокладок. Радиальный люфт между шкворнем и втулкой устраняется только заменой втулок. В крышке устанавливают пресс-масленку, через которую в шкворне смазываются трущиеся поверхности шкворня и бронзовой втулки. Данная конструкция шкворневого узла эксплуатируемая в течение нескольких десятилетий на автомобилях семейства УАЗ. Ресурс узла при верной сборке, и эксплуатации в смешанных режимах не допускающего ударные нагрузки, составляет чуть более 100 000 км, для этого было достаточно с определенной периодичностью проводить регулировку и смазку узла. Ремонт узла обладает высокой трудоемкостью, а управляемость автомобиля была недостаточно комфортна.

а) б)

Рисунок 4.2- Базовая конструкция шкворневого узла моста “Спайсер”:

а - общий вид поворотного кулака, где 1 - фланец переднего моста; 2 - корпус поворотного кулака; 3 -разрезная гайка; 4 - шкворень; 5 - вкладыш; 6 - ШРУС; 7 - шаровая опора поворотного кулака; б - набор шкворней с вкладышами из пластика, разрезная гайка и ключом для затяжки разрезной гайки. Ь

В производстве автомобиля УАЗ Патриот в конструкцию мостов внесены изменения, которые упрощали процесс изготовления, сборки и последующего технического обслуживания. Модернизация коснулась шкворневого узла, конструкция которого представлена (рисунок 4.2). Конструкция шкворня 4, теперь имеет полусферическую и коническую поверхности и цилиндрическую резьбу. Полусфера шкворня в контакте с полусферическим пластмассовым вкладышем 5, образует шаровой шарнир. Конус позволяет жестко фиксировать шкворень относительно корпуса поворотного кулака 2 через зажимную втулку 3. Полусферический вкладыш устанавливается в полусферическую опору шкворня, которая приваривается к ШОПК. Конструкция шаровых опор схожа с большинством легковых автомобилей. Механизм регулирования зазоров позволяет с наменьшими трудозатратами устранять возникающие в паре трения зазоры, что значительно отличает его от шкворневого узла моста “Тимкен”. ь

Базовая конструкция шкворневого узла переднего моста установлены подшипниками скольжения, у моста “Тимкен” это бронзовая втулка, а у моста “Спайсер” полусферический вкладыш из полимерного материала на основе полиамидов, например, ПА СВ 30-3М,”Армамид” ПА УВ 30-1. При отсутствии люфтов и не подвергающих ударных нагрузок в шкворневом узле прочности полимерного вкладыша будет достаточно. Однако, при появлении люфтов и при динамических и переменных нагрузках вкладыш ускоренно разрушается, что приводит к преждевременному выходу шкворневого узла из строя, что не устраивает владельцев автомобилей с мостами “Спайсер”. Многие владельцы и эксперты отмечают плохую управляемость автомобиля на больших скоростях, которая может повышенным трением в шкворневом узле и недостаточным продольным углом наклона оси шкворней (кастор). Поэтому предприятия, занимающиеся ремонтом и обслуживанием автомобилей УАЗ, пришлось разработать модернизацию шкворневого узла направленной на повышение ресурса и улучшение управляемости. В одних случаях, ресурс достигался за счет замены материала вкладыша, а в других - замена подшипника скольжения на подшипник качения. ь

Выше указанные направления модернизации в настоящее время являются основными. Рем комплекты для реализации широко представлены на рынке запчастей. Первое направление не меняет конструкцию шкворневого узла, а заменяет пластиковый вкладыш на металлический, например, на бронзу или латунь. На (рисунок 4.3) представлены наборы таких вкладышей. Такие наборы наиболее широко предлагаются ООО “Фактор” - вкладыш латунь и ООО “СТО22 Ваксойл” - вкладыш бронза. Ь

а) б)

Рисунок 4.3. Наборы шкворней:

а - с бронзовыми вкладышами и ключом для затяжки ь шкворневой втулки “СТО22 Ваксойл”; б - с латунными вкладышами ООО “Фактор” ь

Замена пластикового вкладыша на металлический, по мнению производителей, увеличивает ресурс шкворневого узла и “СТО22 Ваксойл” заявляет гарантированный срок службы, при правильных условиях обслуживания и эксплуатации, 80 000 км. На страницах Интернета можно найти информацию о ресурсе шкворневого узла с бронзовыми вкладышами более 100 000 км при условии гарантированной смазки и герметичности узла. Если сравнить механические свойства деформируемых бронзы и латуни, то бронза, после деформации, опережает латунь по прочности, твердости и коэффициенту трения (таблица 4.1), поэтому применение бронзового вкладыша более выгодным решением. ь

Для моста “Тимкен” “СТО22 Ваксойл” предлагает набор (рисунок 4.5) шкворней и бронзовых вкладышей с полусферической несущей поверхностью, которые устанавливаются вместо штатных деталей. ь

Шкворень цилиндрической частью, с нанесенной на ней накаткой, запрессовывается в отверстие ШОПК, взамен стандартной бронзовой втулки. Полусферический бронзовый вкладыш устанавливается в опору шкворня, в которой размещается в посадочном месте поворотного кулака и закрывается штатной крышкой с регулировочными прокладками. Применение такого набора исключает операцию запрессовки и калибровки бронзовой втулки и позволяет снизить трудоемкость обслуживания и ремонта шкворневого узла в дальнейшем.

Таблица 4.1- сравнение механических свойств бронзы и латуни ь

№ п/п	Наименование параметров механических свойств	Бронза БРОФ6,5-0,15	Латунь ЛЖМ59-1-1	Латунь Л63
1	Предел прочности МПа	786-1686	700	600
2	Предел текучести МПа	500-650	170	500
3	Относительное удлинение ,%	7,5-12	6	3
4	Ударная вязкость кДж/м2	5-6	-	14
5	Твёрдость НВ	170-210	160	163
6	Коэффициент трения со смазкой	0,01	0,012	0,012
7	Коэффициент трения без смазки	0,12	0,39	0,39

Применение металлического вкладыша увеличивает ресурс шкворневого узла, так как металл имеет более высокие механические свойства, как по твердости, так и по прочности. Однако, коэффициент трения у металла больше, следовательно, есть вероятность снижения управляемости автомобиля в начальный момент, после установки металлических вкладышей. Это отмечается в инструкции по установке бронзовых вкладышей “СТО22 Ваксойл”. Также отмечается необходимость контролировать люфт в шкворневом узле и добавлять смазку. Ь



Рисунок 4.5 - Набор для модернизации шкворневого узла моста “Тимкен”, состоящий из шкворней, бронзовых вкладышей и опор. Ь

Период обслуживания один раз каждые 5 000-10 000 км пробега в зависимости от условий эксплуатации. В противном случае не соблюдения инструкции по обслуживанию такого узла металлический вкладыш может преждевременно выйти из строя. Пример представлен (рисунок 4.6). На рисунке, один из шкворней имеет значительную коррозию, что говорит об отсутствии смазки в узле где в дальнейшем он вышел из строя и истер бронзовый вкладыш. Ь

Рисунок 4.6 - Износ металлического вкладыша ь

Второе направление модернизации предлагает кардинально изменить конструкцию, заменив подшипник скольжения на подшипник качения. Такая реконструкция позволяет улучшить управляемость автомобиля и предотвратить преждевременный образование зазора как на шаровом пальце с бронзовым вкладышем. Применение подшипников качения в шкворневом узле, как отмечается на сайте ООО “ОТАД”, началось с 2001 года для моста “Тимкен”. Набор для модернизации шкворневого узла моста “Тимкен” с названием “шкворень роликовый” представлен (рисунок 4.7), а для моста “Спайсер” на (рисунок 4.8).

Продукцию для модернизации шкворневого узла на подшипник качения, кроме ООО “ОТАД”, предлагают также ООО “Фактор” ь

Рисунок 4.7 - Набор для модернизации шкворневого узла моста “Тимкен” на подшипник качения ь

Применение шкворневых узлов с подшипниками качения, идея не новая, подшипники качения применяются, как в известных зарубежных внедорожниках, так и во многих отечественных грузовых автомобилях. Ь



Ь Рисунок 4.8 - Модернизации шкворневого узла моста “Спайсер” на подшипник качения ь

Предлагаемая модернизация шкворневого узла автомобиля УАЗ (рисунок 4.9) предусматривает использование подшипника качения типа 7203 или другого с идентичными размерами. Статическая и динамическая грузоподъемность этих подшипников составляет 9 000 Н и 14 000 Н. ь

Рисунок 4.9 - Предлагаемая модернизация шкворневого узла ь



4.2 Расчёт конструкции шкворневого узла шаровым пальцем и бронзовым вкладышем ь

Проведем расчеты конструкции шкворневого узла на автомобиле УАЗ- 31514 с мостами “Тимкен” с бронзовыми вкладышами. Ь

При торможении реакции нагружаются на верхние R`_шк и нижний R``_шк концы шкворня обусловленные действием:

Реакцией R_z ь

R_zп = Н (4.1)

где ь

= (4.2)

= 1+ = 1,27

R_zп = = 5045,7

R'_шк1=R``_шк1= Н (4.3)

R'_шк1 = =3052,46 Н

R'_шк2 = Н (4.4)

где

P_тор = Н (4.5)

P_тор = 0,85045,7 = 4036,6 Н

R'_шк2 = = 2073,25 Н

R''_шк2= Н (4.6)

R''_шк2= =1963,36 Н

Реактивной силы ь

R'_шк3 = Н (4.7)

,

R'_шк3 = =942,38 Н

R''_шк3= Н (4.8)

R''_шк3 = =862,44 Н

где

P₁= Н (4.9)

P₁= =1834,82 Н

Тормозного момента ь

M_тор = P_торr_k Н (4.10)

M_тор = 4036,60,216=871,91 Н

R'_шк4 = Н (4.11)

R'_шк4 = =5274,68 Н

Суммарная сила действующая на нижний конец шкворня, ь

= Н (4.12)

==8243,27 Н

Суммарная сила действующая на верхний конец шкворня, ь

= (+( Н (4.13)

==3834,2 Н

Для расчёта принимаем наибольшее из значений R'_шк?, R''_{шк?. ь}

При заносе действуют только поперечные силы от вертикальной реакции ь

R'_шк1= Н (4.14)

R'_шк1= =2904,23 Н

R''_шк1= Н (4.15)

R'_шк1= =2904,23 Н

где R''₁₍₂₎=R'_z1(2) - G_к

R''₁₍₂₎=4800,71

От боковой силы R_y и от момента, создаваемого этой силой:

левый шкворень ь

R'_шк1= Н (4.16)

правый шкворень ь

R'_шк1= Н (4.17)

Суммарная нагрузка на левом шкворне

R'_шк? = (4.18)

R'_шк? = =1097,53 Н.

R''_шк? = ;Н (4.19)

R''_шк? = =6143,24 Н

Суммарная нагрузка на правый шкворень

R'_шк?=[R_y2(r_к - b) + R''_z2l] Н (4.20)

R'_шк? = [5045,71(0,216-0,0849)+4800,710,1]=1141,56 Н

R''_шк? = Н (4.21)

R''_шк? = =11951,72 Н

Шаровый палец шкворня испытывает напряжения изгиба, смятия и среза

Напряжение изгиба: б

ъ

=, МПа, (4.22)

где:

W_изг=0,1a²b ,Н. (4.23)

=400 МПа. Материал: сталь 40Х,20ХНЗА

W_изг = 0,112²24=345,6 Н.

= =2,83 МПа < 400 МПа,

g [g],МПа, (4.24)

где d- диаметр шара, м;

[g]=25-35 МПа(250ч350 кгс/см²)

g=28,78 МПа > 25 МПа,

Напряжение среза:

= (4.25)

где - сечение шарового пальца;

25ч35 МПа (250350кгс/см²)

== 39,12МПа > 35 МПа

Рассчитаем сварочный шов поворотного шара для шкворня на подшипнике.

Длина сварного шва рассчитывается по формуле: б ь

l=2 (4.26)

l= 2 3,1433=207,2420,7

Допустимое касательное напряжение сварного шва] = 104 МПа ь

МПа, (4.27)

где t- толщина сварного шва, равна толщине свариваемой детали, t=0,002 м;

l - длина сварного шва, l=0,131 м. ь

=12,9 Расчёт подшипника качения на долговечность. ь

Определим нагрузку на подшипник (осевую и радиальную), действующую на шкворневой узел. Будет зависеть от массы автомобиля, дорожных условий и манеры езды водителя. Если на неподвижном автомобиле осевую нагрузку, действующую на нижнюю опору, можно принять равной половине массы автомобиля, приходящейся на переднюю ось, что будет составлять около 5 000 Н (500 кгс) на одно колесо, то при движении осевая нагрузка может меняться от нуля, когда колесо разгружено, до значения, которое будет зависть от скорости автомобиля, условий резкого торможения, дефектов дорожного покрытия и множества других факторов. ь

Для оценки можно рассмотреть условие попадания колеса в выбоину, когда сила воздействия на подшипник будет максимальной. При этом на шкворневой узел будет действовать кратковременная сила, которую можно принять за удар, силу удара можно определить по известной формуле: ь

Р = (XVF_r+ YF_о) K_бK_т Н (4.28)

где F_r- радиальная нагрузка, 6143,2 Н;

F_о - осевая нагрузка, 2000 Н;

X,Y - соответственно коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (для угла б=12о и i =0,55 X=0,45, Y=1);

К_б, К_т - коэффициенты безопасности и температуры (К_б = 1,5; К_т = 1,05),

V - коэффициент вращения (при вращении наружного кольца V= 1,2).

P = (0,451,26143,2+12000) = 8374,79 Н,

Определю долговечность подшипника качения по формуле:

L= a_2,3 (4.29)

где С - динамическая грузоподъёмность, Н; ь

P - эквивалентная нагрузка, Н; ь

a2,3- коэффициент учитывает условия эксплуатации подшипника (a2,3= 0,6…0,7);

р - коэффициент учитывает вид подшипника (для роликовых подшипников р = 10/3). Ь

Если частота вращения подшипника n меньше 1 об/мин, то действующую нагрузку рассматривают как статическую и сопоставляют ее со статической грузоподъемностью. Ь

L = =3.62 млн. об.

Условие прочности выполняется. ь

По расчётам шкворневого узла на бронзовом вкладыше показывает, что узел не приспособлен к ударным нагрузкам, шаровый палец сминается, но за счёт более мягкого металла бронзы происходит деформация вкладыша от куда появляется зазор и повышается износ этого узла. ь

Предлагаемая модернизация шкворневого узла позволят выдерживать такие нагрузки, в смешанных режимах подшипник качения способен работать на вращение примерно 6 лет, в условии передвижения автомобиля по пересеченной местности шкворневой узел способен про эксплуатироваться от 100 тыс. км до 150 тыс. км., эти все условии будут выполняться только если узел будет регулярно смазываться, и не допускаться попадание воды которая вымывает смазку, так же такая модернизация позволяет облегчить рулевое управление. ь

Как меня всё это уже, надо закончить уже эту работу



5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Одна из основных проблем эксплуатации автомобилей УАЗ это выход из строя шкворневого узла, так как завод изготовитель устанавливает из расчета, что автомобиль будет использоваться не только по дорогам общего пользование, но и по грунтовым дорогам. Но филиал ПАО “Вологдаэнергосбыт” в городе Харовск линии электропередач не располагаются там где есть грунтовые дороги, и автомобиль передвигается по лесам канавам и полям, где при движения по пересечённой местности автомобиль двигается по глубоким колеям, проваливается в ямы и данный узел имеет повышенный износ, фторопластовый вкладыш не выдерживает нагрузки. Исходя из эксплуатации автомобиля в пред шествующие года показывают что обслуживание шкворневого узла выполняется каждое ТО, данные на обслуживание шкворневого узла были использованы из сервиса “УАЗ-ЦЕНТР”. Каждый день на обслуживание и ремонт шкворневого узла приходит 3 - 4 автомобиля марки УАЗ в день. Что говорит о том что в месяц приходит 90-120 автомобилей в месяц. На сервисе утверждают, что на автомобиле приходится регулировать или вовсе ремонтировать шкворневой узел на стандартных вкладышах от 5000 км до 10000 км. Исходя из этого можно сделать вывод. Данная конструкция не надёжна и не вырабатывает свой ресурс заданным заводом изготовителя 100 тыс. км. Предлагается перевести автомобили шворневым узлом с полимерного вкладыша на подшипник качения конический роликовый 7203. Сравним их с обслуживанием шкворневого узла в ценовой категории для одного автомобиля (таблица 5.1).

Таблица 5.1 - стоимость обслуживание шкворня от пробега для одного автомобиля

Пробег тыс. км	Стоимость обслуживания вкладыша шкворня. Руб.	Стоимость обслуживания подшипника шкворня. Руб.
15	Ремонт и замена шкворня 3000	200
30	Ремонт и замена шкворня 3000	200
45	Ремонт и замена шкворня 3000	200
60	Ремонт и замена шкворня 3000	200

Пробег тыс. км	Стоимость обслуживания вкладыша шкворня. Руб.	Стоимость обслуживания подшипника шкворня. Руб.
75	Ремонт и замена шкворня 3000	200
90	Ремонт и замена шкворня 3000	200
105	Ремонт и замена шкворня 3000	200
120	Ремонт и замена шкворня 3000	200
135	Ремонт и замена шкворня 3000	200
150	Ремонт и замена шкворня 3000	3200 Ремонт и замена подшипника
165	Ремонт и замена шкворня 3000	200
180	Ремонт и замена шкворня 3000	200
195	Ремонт и замена шкворня 3000	200
210	Ремонт и замена шкворня 3000	200
225	Ремонт и замена шкворня 3000	200
240	Ремонт и замена шкворня 3000	200
255	Ремонт и замена шкворня 3000	200
270	Ремонт и замена шкворня 3000	200
285	Ремонт и замена шкворня 3000	200
300	Ремонт и замена шкворня ,3000	Ремонт и замена подшипника 3200
Итого	60000 - стоимость обслуживание стандартного вкладыша шкворня	10000+ установка подшипников вместо вкладышей 8000=18000

Результаты из таблицы показывают, что при установке шкворневого узла на подшипники, начальные затраты буду 8 тыс. рублей. При пробеге до 300 тыс. км. затраченных средств будет приблизительно 18 тыс. рублей, когда стоимость затрат на штатный шкворневой узел будет примерно 60 тыс. рублей, до пробега 300 тыс. км. Стоимость реконструкции шкворневого узла окупится через 45 тыс. км, а до пробега автомобилем до 300 тыс. км, экономия на обслуживание составит около 42 тыс. рублей.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы по реконструкции ПТБ ПАО “Вологдаэнергосбыт” проведены работы по сбору и анализу необходимой информации, произведен выбор наилучшего варианта организации работ по ТО и Р автомобилей.

При реконструкции учтены требования к технологическому оборудованию и качеству выполнения работ по ремонту автомобилей. Поэтому для укомплектования производственного корпуса было выбрано современное оборудование. По полученным данным произведена детальная разработка агрегатного участка с расстановкой необходимого оборудования. При реконструкции зоны ТО и ТР произведён учет специфики деятельности предприятия и достигнута максимальная технологическая независимость от сторонних организаций за счет оснащения производственных зон всем необходимым оборудованием.

В ходе ВКР был разработан технологический процесс ремонта шкворневого узла автомобиля УАЗ - 31514, произведен подбор инструмента и материалов, использование которых снижает трудоёмкость проведения работ и увеличивает качество.

При анализе существующих конструкций шкворневого узла автомобилей УАЗ, эксплуатируемые на предприятии в условии бездорожья, решено произвести модернизацию шкворневого узла а также произвести проверочный расчет основных его элементов и деталей.

По расчетам экономической целесообразности проведения реконструкции шкворневого узла автомобиля получен срок окупаемости, равный 45 тыс. км. и экономией на ремонт и обслуживание до 40 тыс. руб. Данный срок окупаемости является привлекательным для инвестирования.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Афанасьев, Л.Л. Гаражи и станции технического обслуживания автомобилей / Л.Л. Афанасьев, Б.С. Колясинский, А.А. Маслов. - М.: Транспорт, 1980. - 192 с.

2. Масуев М.А. Проектирование предприятий автомобильного транспорта / М.А. Масуев - М: Академия, 2007.-221 с.

3. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. - М.: Транспорт, 1986. - 48 с.

4. Напольский, Г.М. Технологическое проектирование АТП и СТО / Г.М. Напольский. - М.: Транспорт, 1993. - 272 с.

5. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта: ОНТП-01-91: введ. 01.01.1992. - М.: Гипроавтотранс, 1991. - 184 с.

6. Пикалев, О.Н. Проектирование предприятий автомобильного транспорта / Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектирования. - Вологда: ВоГУ, 2011 - 44 с.

7. Малкин, В. С. Техническая эксплуатация автомобилей. Теоретические и практические аспекты: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / В. С. Малкин. -- М.: Издательский центр “Академия”, 2007. -- 288 с.

8. Пикалев, О.Н. Технология технического обслуживания и ремонта автомобилей: методические указания по разработке технологического процесса технического обслуживания и ремонта автомобилей. - Вологда: ВоГТУ, 2005. - 35 с.

9. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта / М-во автомоб. трансп. РСФСР. - М.: Транспорт, 1986. - 73 с.

10. Гмурман, В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике /. Гмурман, В.Е. - М.: Высшая школа, 1979. - 400 с.

11.Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. / - Гмурман, В.Е - М.: Высшая школа, 1977. - 479 с.

12. Селиванов, С.С., Механизация процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей / Селиванов, С.С., Иванов, Ю.В - М.: Транспорт, 1984. -239 с.

13. Крамаренко, Г. В. Техническая эксплуатация автомобилей / Крамаренко, Г. В - М.: Транспорт, 1983. - 340 с.

14. Кузнецов, А.П. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Е.С. Кузнецов, А.П. Болдин, В.М. Власов и др. - М.: Наука, 2001. - 535 с.

15. Осепчуков, В.В. Автомобиль анализ конструкции, элементы расчёта / Осепчуков, В.В. Фрумкин, А.К - М 1989. - 275с.

16. Баринов, А.А. Элементы расчёта агрегатов автомобиля: / Баринов, А.А учебное пособие - В.: 2002. - 80 с.

17. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: / Дунаев, П.Ф., Леликов О.П Учебное пособие для вузов. - М.: Высш. Шк., 1985. - 416 с.

18. Чекмарёв, А.А. Справочник по машиностроительному черчению / А.А. Чекмарёв, В.К. Осипов. - М.: Высшая школа; Изд. центр "Академия",2000. - 493 с.

Размещено на Allbest.ru

...