ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЕЧНОГО РУЛЕВОГО МЕХАНИЗМА Плахов С.А.

Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана


Номер: 10-5
Год: 2015
Страницы: 195-197
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

реечный рулевой механизм, вал рулевой рейки с зубчатым сектором, хромирование, блестящий хром, износостойкость, rack and pinion steering, the rack shaft with a gear sector, chrome, polished chrome, wear resistance

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье описана проблематика ремонта рулевых механизмов современных легковых автомобилей, комплекс инженерно-технологических исследований, направленных на совершенствование технологических процессов восстановления тяжелонагруженных валов рулевых механизмов. Даны рекомендации для специалистов, занимающихся ремонтом и восстановлением рулевых механизмов.

Текст научной статьи

В настоящее время на рынке востребованы разработки и технологические процессы, обеспечивающие требуемый уровень качества получаемой продукции при условии ограничения материало-энергоемкости процессов и снижении их себестоимости. Одним из тяжелонагруженных механизмов любого автомобиля является рулевое управление, которое предает вращение рулевого колеса передним колесам. Известно несколько типов рулевых механизмов: червяк-ролик, червяк-сектор, винт-шариковая гайка и шестерня-рейка [1,2]. Значительная часть современных легковых автомобилей оборудованы реечным рулевым механизмом с гидравлическим усилителем. Классический реечный рулевой механизм представляет собой зубчатую рейку, которая приводиться в движение шестерней, расположенной на валу рулевого колеса (рис. 1). Рейка заключается в корпус, а на ее краях расположены рулевые наконечники с шаровым шарниром, который непосредственно и крепится к поворотному кулаку колес. 1 - защитный резиновый чехол (пыльник); 2 - кольцевые уплотнения (сальники); 3 - цилиндр гидравлического усилителя; 4 - зубчатая шестерня; 5 - торсион; 6 - шлицевое соединение торсиона; 7 - регулировочный винт; 8 - гидравлические трубки; 9 - центральное уплотнение (поршень); 10 - рулевая рейка; 11 - гнездо рулевой тяги Рис. 1. Реечный рулевой механизм К преимуществам реечного механизма можно отнести: простоту конструкции, малое количество деталей, высокий КПД, а также минимальное пространством, занимаемым в моторном отсеке. В тоже время ему присущ ряд недостатков: повышенная чувствительность к ударам подвески о неровности дороги и большая нагрузка, приходящаяся на детали механизма. Одним из тяжелонагруженных элементов реечного рулевого механизма является сама рулевая рейка. Она представляет собой вал с зубчатым сектором. Зачастую причиной выхода из строя реечного рулевого механизма является радиальный износ вала и его коррозия, обусловленная попаданием воды через защитные резиновые чехлы. Зеркальная поверхность вала становится матовой с элементами коррозии. Это вызывает протечку жидкости гидроусилителя через сальники и в дальнейшем приводит к неисправности всего рулевого механизма. В настоящее время практически все автопроизводители практикуют крупноузловой ремонт, который значительно дороже ремонта отдельных деталей. В большинстве случаев ремонт реечного рулевого механизма возможен путем замены или восстановления отдельных его элементов, например вала с зубчатым сектором. К перспективным методам восстановления подобных деталей можно отнести хромирование [3,4]. Технология хромирования вала производится в несколько этапов: шлифование и полирование хромируемой поверхности; изоляция мест, не подлежащих хромированию (зубчатый сектор рейки); экранирование острых граней и рельефных мест; зачистка абразивной шкуркой; подвешивание вала на рамки; электролитическое обезжиривание; промывка в горячей воде; анодное декапирование; хромирование; промывка в холодной проточной воде; нейтрализация в щелочном растворе; промывка в горячей воде; снятие вала с рамки; промывка в горячей воде; контроль параметров; механическая обработка хромированной поверхности. Предварительное шлифование и полирование необходимо для восстановления геометрической формы вала, т.е. устранение овальности, конусности, коррозии и др., а также доведения поверхности до требуемой чистоты обработки. Для этих целей использовали токарный станок, оснащённый шлифовальным приспособлением. Зубчатый сектор рейки и центральное уплотнение, не подлежащие хромированию, изолировали обёртыванием листовым целлулоидом. Резьбовые торцевые поверхности экранировали дисками из целлулоида. Подготовленный таким образом вал рулевой рейки закрепили в рамке-подвеске. Хромирование производится после анодного декапирования. Диаметр валов рулевых реек, как правило, не превышает 50мм, поэтому при хромировании достаточно, чтобы аноды были расположены с двух сторон. Расстояние между хромируемыми валами составляет 2-2,5 их диаметра. В нашем случае валу рулевой рейки необходимо обеспечить блестящее хромированное покрытия, которое получается при средних температурах электролита 45-65 °С в широком диапазоне плотностей тока. Осаждение блестящего хрома возможно и при более высоких температурах электролита из мало-концентрированных растворов при высоких плотностях тока. Электролит с низкой концентрацией хромовой кислоты содержит 100-150г/л хромового ангидрида. Режим хромирования был следующим: плотность тока 25-30 А/дм2, температура электролита 65-70 °С. Скорость наращивания хрома при этом составляет 13-15 мкм/ч. Подобный режим обеспечивает получение плотного противокоррозионного покрытия. Хромовые покрытия, полученные из мало-концентрированных электролитов, имеют высокую твердость и износостойкость. В мало-концентрированных электролитах меньше разрушается изоляция на деталях и подвесных приспособлениях. Блестящий хром имеет наиболее высокую твердость, хорошее сцепление с основным металлом и относительно небольшую хрупкость. Слой твердого хрома на поверхности вала обеспечивает повышенную износостойкость, снижение фрикционных показателей, улучшение сопротивления агрессивным средам и антикоррозийную стойкость. Это позволяет значительно увеличить средний срок наработки на отказ и сократить затраты на ремонт и проведение восстановительных работ. Применение вышеописанной технологии при восстановлении и упрочнении рабочих поверхностей рулевой рейки на примере широко распространенной модели автомобиля MITSUBISHI LANCER 1,6 позволяет снизить стоимость подобного ремонта в 8…12 раз в ценах 2014 года.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.