Wykłady - technologia napraw PDF

Preview

Summary

Notatki z przedmiotu technologia napraw środków transportu ...

Description

Technologia – nauka o procesach wytwarzania lub przetwarzania: - surowców - półwyrobów - wyrobów Dzielimy w zależności • rodzaju produktu - tech. Metali - tech. Drewna - tech. Tworzyw sztucznych • od stosowanych metod - tech. Chemiczna - tech. Mechaniczna 1.Zużycie elementów maszyn Procesy starzenia i zużycia są nieodłącznie związane z istnieniem obiektów technicznych, wpływają destrukcyjnie na ich stan techniczny i prowadząc nieuchronnie do dających się obserwować uszkodzeń. Łączne oddziaływanie tych form degradacji struktury obiektu prowadzi do rozwoju uszkodzeń, prowadzących do przerwania pracy a nawet fizycznej spoistości obiektu. Przez zużycie elementu maszyny rozumie się trwałe, niepożądane zmiany jego stanu, występujące w czasie eksploatacji, w wyniku których potencjał użytkowy elementu stopniowo wyczerpuje się. Przez stan elementu należy rozumieć jego stan fizykalny, określony dwoma grupami parametrów:  parametry stereometryczne (kształt, wymiary, chropowatość powierzchni czynnych, kierunkowość śladów obróbki, rysy, pęknięcia, wżery, wgniecenia, itp.)  parametry fizykalne (skład chemiczny, strukturę, rozkład naprężeń, zmiany twardości, rozkład dyslokacji w sieci krystalicznej, własności mechaniczne, itp.) Starzeniem fizycznym nazywa się procesy fizyczne zachodzące w materiałach części maszyn na skutek wymuszeń wewnętrznych i zewnętrznych, powodujących nieodwracalne zmiany własności użytkowych części. Procesy starzenia występują z chwilą zakończenia produkcji części. Starzenie fizyczne oddziałuje na obiekt w całym procesie jego istnienia, od wytworzenia do likwidacji, nawet wówczas gdy obiekt nie wykonuje swoich funkcji. Rozróżnia się starzenie fizyczne i moralne, przy czym główne dla obiektów technicznych jest starzenie fizyczne. Starzenie moralne to starzenie ekonomiczne maszyn na skutek postępu technicznego. Maszyny stają się przestarzałymi konstrukcyjnie, z mniejszą wydajnością i jakością produkcji. 1. Zużycia części maszyn i urządzeń Zużycie powierzchni roboczej przedmiotu pociąga za sobą pogorszenie jago własności użytkowych. Może być ono spowodowane wieloma różnymi procesami fizycznymi i chemicznymi występującymi w czasie eksploatacji, a wynikającymi głownie z warunków pracy. Mechanizmy zużycia są bardzo złożone i zawierają wiele powiązanych wzajemnie czynników, z których najważniejsze to:  rodzaj i wielkość obciążenia mechanicznego,  prędkość poślizgu trących powierzchni roboczych,  temperatura pracy konstrukcji,  twardość i struktura trących powierzchni roboczych,  stan powierzchni roboczej,  środowisko korozyjne,  rodzaj materiału ściernego,  współczynnik tarcia powierzchni roboczych,  czas trwania procesu zużycia.

Najprostszym wskaźnikiem zużycia jest ubytek materiału warstwy roboczej przedmiotu, wynikający głownie z odkształcenia plastycznego, tarcia, korozji lub pękania warstwy wierzchniej. Analiza przyczyn zużycia części maszyn wskazuje, że:  ok. 50% części maszyn ulega zużyciu ściernemu,  15% zużyciu adhezyjnemu,  8% erozji  8% frettingowi  5% korozji.  14% łącznemu oddziaływaniu np. korozji, erozji i ścierania. W celu racjonalnego doboru materiałów dodatkowych i ustalenia warunków technologicznych nakładania powłok, zapewniającego maksymalną trwałość napawanego lub natryskiwanego elementu przy minimalnych kosztach, jest niezbędne zrozumienie poszczególnych zjawisk towarzyszących każdemu z tych procesów zużycia. Do takich procesów zaliczamy:  zużycie ścierne (przez rysowanie lub bruzdowanie, mikroskrawanie, żłobienie dużymi cząsteczkami),  zużycie adhezyjne (przez utlenianie, scuffing, zużycie zmęczeniowe, przez łuszczenie, pitting, fretting),  zużycie pod wpływem obciążeń udarowych  zużycie pod wpływem wysokich temperatur  zużycie erozyjne,  zużycie kawitacyjne,  zużycie korozyjne. 2. Przykłady modeli zużycia Modele elementarnych procesów zużycia ściernego:  bruzdowanie (rys.)  ścinanie nierówności (rys.)  ścinanie nierówności ścierniwem przez występ nierówności, (rys.)  odkształcenie plastyczne materiału przedmiotu. (rys.) Zużywanie trybologiczne – tarcie Rodzaje tarcia:  tarcie suche;  tarcie graniczne;  tarcie mieszane;  tarcie płynne; W warunkach tarcia suchego pracują: okładziny sprzęgła, hamulce tarczowe i bębnowe, ogniwa gąsienicy – sworzeń. Tarcie graniczne to tarcie, w przypadku, gdy powierzchnie współpracujące rozdzielone są warstewką smaru. Mogą to być: smary, tlenki, fosforki, siarczki itp. Tarcie graniczne występuje w okresie docierania, rozruchu silnika, zatrzymaniu i przeciążeniu itp. Szczególna rolę w zużywaniu się części przy tarciu granicznym odgrywa tzw. Efekt Rebindera. Cienka warstwa smaru w wyniku działania sił powierzchniowo aktywnych przenika w mikroszczeliny Uszkodzenie powierzchni elementów maszyn, okr mianem zużycia, prowadzi do niekorzystnych zmian wartości cech konstrukcyjnych, geometrycznych, materiałowych i dynamicznych. Proces ten jest spowodowany oddziaływaniem na powierzchnię jednego elementu, elementów z nim współpracujących oraz otoczenia. Wynikiem przemian jest zmiana masy, struktury, stanu naprężeń oraz innych własności obszarów styku warstwy wierzchniej tych elementów.

Intensywność zużycia elementów Pojazdu jest funkcją oddziaływań różnego rodzaju, zależą od: - rodzaju tarcia, wynikającego z rodzaju wykonywanego przez element ruchu, geometrycznego kształu powierzchni trących, obciążeń, prędkości ruchu względnego powierzchni styku współpracujących elementów oraz od realizowanego sposobu smarowania i jego jakości. -obciążenia, wywołującego naprężenia wewnątrz materiałów współpracujących elementów; - nagrzewania się elementów maszyn powyżej wartości dopuszczalnej; - środowiska agresywnego korozyjnie; - rodzaju ciał obcych, wnikających między trące powierzchnie elementów; - jakości procesu eksploatacji. Zużycie ścierne to proces niszczenia warstwy wierzchniej elementów współpracujących ze sobą w wyniku skrawającego, bruzdującego, rysującego i ścinającego oddziaływania nierówności ich powierzchni […] Warunkiem zajścia zjawiska mikroskrawania jest możliwość zagłębienia się elementu skrawającego na skutek jego twardości. […] Zużyciu ściernemu elementów pojazdu można zapobiegać poprzez: - wykonywanie elementów z materiałów odpornych na ścieranie; - dokonywanie zmian konstrukcyjnych węzłów tarcia w celu wyeliminowania tarcia suchego; - stosowanie na elementy węzłów tarcia materiałów o odpowiedniej różnicy twardości; - stosowanie filtracji powietrza, oczyszczania oleju, osłaniania węzłów tarcia przed cząstkami ściernymi; - unikanie przeciążenia węzłów tarcia; - […]. Zużycie adhezyjne polega na tworzeniu się lokalnych szczepień i zrostów między stykającymi się powierzchniami. Prowadzi to do przenoszenia materiału między powierzchniami podczas ich względnego ruchu […] Zużycie przez utlenianie to proces niszczenia warstwy wierzchniej metalowych elementów maszyn, polegający na powstawaniu powierzchniowych ubytków materiału elementów w wyniku […] Zużycie zmęczeniowe, zwane również zmęczeniem powierzchni, występuje wówczas, gdy powierzchnia materiału jest narażona na działanie obciążenia zmiennego. Zachodzi podczas tarcia powierzchni elementów odznaczających się odpowiednią chropowatością, która sprawia, że następuje nawiązanie styków […] Pitting występuje najczęściej w łożyskach tocznych, napędach krzywkowych i przekładniach zębatych. ŁUSZCZENIE Greting jest to proces niszczenia warstwy wierzchniej polegający na powstawaniu miejscowych ubytków materiału w elementach maszyn poddanych działaniu drgań lub niewielkich poślizgów powstających w wyniku realizacji przez te elementy ruchu postępowo-zwrotnego lub ich przemieszczania się pod wpływ cyklicznych obciążeń oraz intensywnego korozyjnego oddziaływania środowiska. Maksymalny dopuszczalny luz to taki luz, przy którym powierzchnie czopa i łożyska zaczną się z sobą stykać i przy którym zostanie zakłócone tarcie płynne. Pełne pojęcie o stopniu zużycia, na który składa się oprócz ubytku liniowego lub wagowego także jakoś powierzchni i „wnętrza” elementu, dają łącznie następujące pomiary: - wagowa; - metryczna; - profilografowania; - sztucznych baz; - izotopowa. Metoda wagowa – umożliwia mierzenie całkowitego ubytku badanego elementu obiektu technicznego. Przed poddaniem danego elementu badaniu zużycia na stanowisku badawczym mierzy się masę q1 z dokładnością uwarunkowaną konstrukcją przyrządu.

Po określonym czasie mierzy się ponownie masę elementu q2. różnica masy elementów, odniesiona do drogi tarcia, pracy tarcia albo czasu pracy skojarzenia, przedstawia średnią intensywność zużywania materiałów pary ślizgowej. Metoda metryczna – oparta jest na pomiarze liniowego elementu maszyny przed poddaniem jej eksploatacji i po określonym etapie badania zużycia. Za pomocą znanych przyrządów pomiarowych mierzy się wymiar próbki prostopadły do powierzchni tarcia. Dokładność narzędzi mierniczych jest niezbyt duża i dlatego często […] Metoda profilografowania – umożliwia dość dokładnie odtworzyć rozkład zużycia elementów maszyn na całej powierzchni tarcia. Profilografowanie powierzchni zużycia może być prowadzone w ograniczonym obszarze powierzchni tarcia. Dokładność pomiaru wnosi do 10mm przy stos profilografów mechanicznych i do ok. 0,02mm przy stos profilografów optycznych. Wadami tej metody są: ograniczony obszar profilografowania, konieczność istnienia bazy odniesienia, trudność dokładnego odczytu wartości ubytku liniowego, […] Metoda sztucznych baz – polega na pomiarze przed i po eksploatacji wymiarów wytworzonego na powierzchni badanej wgłębienia o określonym kształcie i głębokości. Za pomocą tej metody jak i metod poprzednich, można badać zużycie całkowite lub po określonym czasie pracy skojarzenia. Wgłębienia można nanosić na powierzchni tarcia różnymi metodami. Dno wgłębienia jest punktem odniesienia pomiaru zużycia. Przy pomiarach odczytuje się średnicę lub przekątną sztucznej bazy. Z odpowiednich zależności między wymiarami, a głębokością odcinka oblicza się ubytek materiału badanego elementu. Odpowiednio rozmieszczone sztuczne bazy dają dość dokładny obraz zużycia liniowego na całej powierzchni tarcia. Ilość i wymiar sztucznych baz powinny być tak dobrane aby nie „skażały” badań. W praktyce stosuje się dwa sposoby nanoszenia sztucznych baz: - odciski penetratora zagłębionego w badaną powierzchnię tarcia ; - wgłębienia wykrawane za pomocą specjalnych przyrządów o określonych kształtach i wymiarach; Metoda izotopowa – polega na wprowadzenie w powierzchnię trącą jednego lub kilku elementów współpracujących cząstek promieniotwórczych. Zjawisko promieniowania jest wynikiem spontanicznych przemian zachodzących w jądrze atomowym. Wykorzystuje się w badaniach dwie jednostki oceny zachowania izotopów promieniotwórczych: jedną jest miara szybkości rozpadu danego źródła promieniotwórczego, a druga określa dawkę promieniowania. Pośrednia ocena stopnia zużycia: Polega na analizie charakterystycznych objawów towarzyszących zużywaniu poszczególnych elementów trących oraz kompleksów tych elementów w zespołach. Przy diagnozowaniu maszyn i urządzeń oceniane są z reguły następujące parametry:  Parametry roboczych procesów wyjściowych o moc efektywna, o moment obrotowy, o moment tarcia, o zużycie paliwa, o ciśnienie czynnika roboczego, o parametry elektryczne.  Parametry towarzyszące procesom wyjściowym: o temperatura, o drgania, o hałas.  inne parametry o wielkości geometryczne, o wartości luzów, o o o

skoki jałowe elementów, wygląd zewnętrzny, obserwacje z wykorzystaniem ultradźwięków.

Etapy procesu technologiczny naprawy głównej: I. Przyjęcie do naprawy, II. Mycie zewnętrzne, III. Demontaż wstępny, IV. Demontaż zasadniczy, V. Mycie szczegółowe, VI. Weryfikacja (dobór części tych samych, zregenerowanych, nowych) VII. Kompletowanie części VIII. Montaż IX. Regulacje (docieranie) X. Malowanie, konserwacja XI. Wydanie obiektu technicznego (np. pojazdu) Mycie i czyszczenie Uwarunkowania czyszczenia i mycia elementów pojazdów samochodowych w procesie naprawy: Stosowanie profilaktycznego mycia i czyszczenia pojazdu oraz jego elementów niewątpliwie przyczynia się do poprawy stanu technicznego i pozwala na ocenę jego stanu technicznego. W czasie eksploatacji na powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych pojazdu na miejsce występowanie zanieczyszczeń powodujących przyśpieszanie zużycia połączeń, niesprawności mechanizmów, czy też występowanie korozji. Na dobór środków czyszczących mają wpływ następujący czynników:  rodzaje zanieczyszczeń,  rodzaju materiału,  gabaryty elementów oczyszczalnych,  dokładność (gładkość) powierzchni,  wymagania czystości powierzchni. Podstawowe zanieczyszczenia są:  Oleje i smary,  Smoły i asfalteny,  Nagar,  Laki,  Korozja  Kamień kotłowy. Oleje i smary – wskutek eksploatacji, na powierzchniach pokrytych substancjami smarnymi tworzą się zanieczyszczania. Powstają one w skutek temperatury - polimeryzacja cząsteczek olejów. Smoły i asfalteny – to maziste związki chemiczne o skomplikowanej strukturze, które pod wpływem temperatury przekształcają się w asfalt twardy. Asfalteny z kolei to produkty polimeryzacji cieplnej oleju, składające się z wielocząsteczkowych skondensowanych węglowodorów. Nagar – najbardziej trudne zanieczyszczenie tłoków, składa się z smoły, asfaltenów, karbeny i karboidy oraz popioły. Laki – powstają w wyniku działania wysokich temperatur oraz tlen atmosferycznego na powierzchni części pokrytych cienką warstwą substancji smarnej. To produkty utleniania smaru zmieszane z cząstkami nagaru o wysokiej dyspersji. Występują pod postacią cienkiego ciemnobrązowego nalotu na częściach silnika, takich jak wał korbowy, korbowody, trzonki zaworów, dolne części tłoków Wg danych literaturowych skład laku jest nast.:  Smoła 15-20%

  

Asfalteny 3-5% Karbeny i karbidy 50-60% Popioły 10-20%

Kamień tłokowy – tworzy się na wewnętrznych ściankach chłodnic i w całym układzie chłodzenia wskutek używania nieodpowiednich cieczy chłodzących zawierających trudno rozpuszczalne węglany wapnia. Osadzanie się kamienia kotłowego wewnątrz układu chłodzenia powoduje zmniejszenie wymiany ciepła w związku z czym następuje niedostateczne oziębienie płynu chłodzącego i słabe chłodzenie głowicy silnika. Korozja – jest to niszczenie materiałów, w wyniku chemicznej bądź elektrochemicznej reakcji z otaczającym środowiskiem. Utrzymanie silnika w czystości jest niezwykle istotne, gdyż umożliwia wykrycie i zlokalizowanie źródła nieszczelności połączeń, wycieków i pęknięć. Szczególnie ważne jest czyszczenie silnika chłodzonego powietrzem. Zanieczyszczenia osadzające się na jednostce napędowej tworzą warstwę izolacyjną. Mycie silnika należy poprzedzić czynnością zabezpieczenia elementów wrażliwych na działanie wody (układy elektryczne, filtry itp.) Wtryskiwacze paliwa – zanieczyszczony wtryskiwacz wytwarza kropelki lub strumienie czego efektem jest słaba mieszanka paliwowa. Zawory – niewielkie zanieczyszczenia zaworów mogą zakłócić prawidłową pracę silnika. Naloty w okolicach zaworów, powstałe w skutek spalania paliwa, mogą być przyczyną spadku mocy jednostki napędowej. Zanieczyszczenia komory spalania – powoduje wzrost temperatury, w wyniku czego cząstki paliwa mogą być zapiekana na ściankach. Nawet niewielkie zanieczyszczenie zaworów wlotowych mogą zakłócić prawidłową pracę silnika. Naloty w okolicy zaworów, powstałe wskutek spalania paliwa, mogą być przyczyna spadku mocy jednostki napędowej, nierównego przyspieszania. Mycie i czyszczenie obiektów technicznych, a więc i elementów jest ważnym technologicznym naprawy. Przygotowuje obiekt do procesu oceny jego zużycia oraz podejmowania działań służących przywracaniu właściwości eksploatacyjnych. Mycie i odtłuszczanie metali jest stos najczęściej w celu zapewnienia odpowiedniej jakości i przyczepności powłok galwanicznych i innych powłok ochronnych nakładanych na powierzchnię metalu po jego odtłuszczeniu. Jest ono również stosowane w celu usunięcia zanieczyszczeń z części przygotowywanych do montażu. Sposoby usuwania zanieczyszczeń. Mycie – usuwanie zabrudzeń powierzchni za pomocą specjalnych roztworów myjących. Czyszczenie – eliminacja z powierzchni zanieczyszczeń przy zastosowaniu różnych metod i środków w zależności od żądanego stopnia czystości czyszczonych powierzchni. Technologia mycia: Maszyny i części maszyn możemy myć przez: - nacieranie; - zanurzanie; - natryskiwanie; - działanie parami; - zastosowanie ultradźwięków; - poddanie procesowi elektronicznemu. Mycie i czyszczenie ręczne: Proces oczyszczania części najstarsza metodą znaną człowiekowi polega na mechanicznym usuwaniu warstw zanieczyszczeń, takich jak: korozja, nagar, warstwy lakieru oraz różnego rodzaju osadów.

Mycie wodą: Woda jest najstarszym środkiem myjącym znanym człowiekowi. W dzisiejszych czasach stosuje się ją głównie do mycia wstępnego. Mycie parowo-wodne: Sprowadza się do usuwania zanieczyszczeń przy pomocy gorącego roztworu myjącego, podawanego pod wysokim ciśnieniem, zawierającego parę. Metoda ta najczęściej znajduje zastosowanie w myciu wstępnym elementów przed demontażem oraz stosowana jest do mycia eksploatacyjnego. Mycie natryskowe: W roztworach alkalicznych uzyskuje zastosowanie do mycia i odtłuszczania częściowo zdemontowanych zespołów i części. Skuteczność procesu mycia uwarunkowana jest od następujących parametrów:  ciśnienia roztworu myjącego;  temperatura roztworu myjącego;  wydatku roztworu myjącego;  składu i stężenia roztworu myjącego;  doboru odpowiednich urządzeń myjących. Mycie natryskowe zespołów i części w procesach naprawy, składa się z następującej sekwencji następujących po sobie faz:  mycie przez natrysk roztworu myjącego przy użyciu jednego lub kilku roztworów; Pod względem konstrukcji myjnie można podzielić na trzy grupy:  myjnie natryskowo-komorowe  natryskowo-tunelowe  natryskowo –bębnowe MYJNIE NATRYSKOWO KOMOROWE są przeznaczone do mycia , czyszczenia i odtłuszczania części w wielu gałęziach przemysłu. Proces mycia może przebiegać z zimną bądź też gorącą substancją myjącą. Natryskowo-komorowe- czas mycia zależny od geometrii mytych elementów. Kosz obraca się wraz z elementami wokół własnej osi poziomej, kołysze się lub pozostaje nieruchomo. Do regeneracji cieczy myjącej wykorzystywany jest odolejacz grawitacyjny. Myjnie tunelowe przeznaczone SA do mycia ciągłego elementów pojazdu takich jak kadłuby i głowice silników, skrzynie biegów, felgi i wielu innych. Cechą szczególna jest to iż poszczególne czynności wykonywane są jednocześnie w oddzielnych komorach. Zostały zaprojektowane do automatycznego trybu pracy, z pełna regulacją parametrów czyszczenia suszenia i recyklingu medium myjącego. Proces oczyszczania składa się z kilku podprocesów przeprowadzanych natryskowo:  mycia  płukania  płukania wodą demineralizowaną  nadmuchu sprężonego powietrza  nadmuchu powietrza z hali W urządzeniach stosowane są środki myjące rozpuszczane w wodzie. Myjnie natryskowo- bębnowe przeznaczone są do mycia ciągłego elementów ze stali, mosiądzu, aluminium, tworzyw sztucznych itp. Zazwyczaj wyposażone są w dwa zbiorniki na kąpiel oraz dwa niezależne układy grzejne i pompowe. W myjniach tych możliwe jest realizowanie mycia wstępnego zasadniczego, płukania odtłuszczania oraz suszenia. Wyposażając myjnie w dodatkowy zbiornik, możliwe jest przeprowadzenie dodatkowej operacji np. pasywacji czy też konserwacji. Proces mycia polega na umieszczeniu elementów do oczyszczania w myjni bębnowej, następnie myte części są wprowadzane w ruch rotacyjny i przemieszczają się za pomocą wewnętrznej spirali ku wylotowi maszyny. Mycia zanurzeniowe – jest jedną z najbardziej powszechnie stosowanych metod mycia części. Polega na rozmiękczaniu i emulgowaniu warstwy zanieczyszczeń poprzez zanurzenie czyszczącej części w roztworach myjących a następnie usuwanie zanieczyszczeń z powierzchni czyszczonej przez spłukiwanie. Szybkość przebiegu procesu oraz jego skuteczność zależy od stopnia wzburzenia i właściwego doboru roztworu myjącego, jak również paramentów procesu mycia zależnych od rodzaju usuwanych zanieczyszczeń. Do mycia zanurzeniowego można stosować różnego rodzaju roztwory myjące: alkaliczne, kwasowe, emulsyjne, dwufazowe oraz rozpuszczalniki.

Kluczowy wpływ na skuteczność mycia zanurzeniowego ma sposób intensywność wzburzenia roztworu myjącego. Najlepsze efekty mycia otrzymuje się podczas stosowania intensywnego ...