KURZUS: Gépjárművek üzemeltetése I.

MODUL: Előadások

5. lecke: Felújítás javítóméretre történő forgácsolással

| A lecke célja: a gépész- és járműmérnök hallgatók megismertetése a járműfenntartás területén alkalmazott forgácsolás technológiák alapfogalmairól alkalmazás területéröl és a hozzá kapcsolódó műszaki paraméterekről.
Követelmény: Az alapfogalmak megismerése és tartalmi elsajátítása.
A tananyag elsajátításának becsült időszükséglete: 2×45 perc
A leckében előforduló kulcsfogalmak: mérethelyesre történő megmunkálás, hengerfúrás, honolás forgácsolási jellemzők
Fogalom meghatározás
A meghibásodás leforgácsolása után az új méret jelentősen eltér az eredetitől. Jellemzői:
A csereszabatosság megszűnik, tehát az felújított alkatrész nem szerelhető össze a korábban együtt dolgozó alkatrésszel hanem annak a kapcsolódó méretét is igazítani kell a felújított alkatrész új méretéhez. Pl. a motorblokk henger fúrását követően a hengerfurat átmérőjének mérete személygépkocsik esetében 0,25mm-rel nagyobb lesz, így a korábbi dugattyúval nem összeszerelhető, tehát azt is nagyobb méretűre kell cserélni. A méretlépcsőket a gyár megadja. Pl. személygépkocsi motor nyugvócsapágyánál a köszörülés utáni új méret 0,25mm-rel kisebb, míg egy teherautó motor esetében 05 mm-rel kisebb, így a csapágy perselyeket is ennek megfelelően kell cserélni
A járműiparban alkalmazott technológiák:
Hengerfúrás, honolás, forgattyútengely köszörülés, nyugvócsapágy helyek finomfúrása.
Hengerfúrás
A hengereket (hengerperselyeket) a hengertömb foglalja magában.
Igénybevétel
koptató (nagy hőmérséklet, rossz kenési viszonyok), korróziós igénybevétel, hő igénybevétel.
Anyaga
3,2...3,5% C tartalmú Cr, Ni, Mo, Cu, Al, és P-val ötvözött szürkeöntvény. Gömbgrafitos és modifikált szürkeöntvény. Keménysége: 220...300 HB.
Elhasználódás
kopás (természetes, szennyeződés esetén abraziv kopás), a palást felületén lyukacsosodás, a persely peremhajlatában előforduló repedések.
A hibát szemrevételezéssel esetleg nagyítóval ellenőrizhetjük.
A kopást mérőórás furatmérővel ellenőrizzük (3 magasságban és magasságonként 2 irányba (90()).
A hengerfurat mérése mérőórás hengerfurat mérővel
1. ábra
Javítás
A kopott hengerfuratokat javítóméretre forgácsoljuk. A felújítás történhet finomfurással és hónolással.
Korábban a 260 HB-nél keményebb hengerperselyeket köszörülték.
A felület érdessége (Ra= 0,63) és a megmunkálási barázdáknak 30...45(-nak kell lenniük.
Fontos, hogy a hengerfuratok középvonalának merőlegesnek kell lennie főtengely nyugvócsapágyak középvonalára.
Forgácsolási jellemzők
forgácsolási sebesség: v = pár száz [m/perc, m/sec], fogásvétel: f = pár tized [mm], előtolás: e= pár század [mm/fordulat]
Technológiája
1. | A motorblokk felszerelése a hengerfúró gépre.
2. | A motorblokk pozícionálása úgy, hogy a hengerfúró főorsólyának a középvonala, és a fúrandó henger középvonalának a párhuzamossága 0,02 mm belül legyen, ezt a hengerfej felfekvési síkfelületen mérőórával tudjuk beállítani.
3. | A fúrandó henger és a főórsó középvonalának egy vonalba állítása, először durva beállítási eljárással (3. ábra), majd finom központosítási eljárással (4. ábra) az eltérés maximum 0,02 mm.
4. | A henger méretre fúrása (2. ábra) a hónolási ráhagyással, amely értéke 0,02... 0,05 mm között van.
5. | A henger fúrását követően ráállunk a következő hengerre (3. lépés.), a hengert vonalba fúrjuk (4. lépés).
6. | A 3., 4., 5., lépést addig ismételjük, amíg az összes hengert meg nem fúrtuk a motorblokkba.
Fontos azt tudni, hogy ha a hengerfúrást elrontjuk, akkor a hónolással már nem lehet a hibát kijavítani, mivel a hengerfúrás esetén határozzuk meg a hengerfurat helyes pozícióját a főtengely középvonalához képest. A honolás esetén a honoló szerszámot a már elkészített hengerfurat vezeti, tehát a henger furat helyzethibája így nem javítható.
Hengerfúrás elvi vázlata
2. ábra
A hengerfurat és hengerfúró fő orsójának durva központosítása (~0,2mm)
3. ábra
A hengerfurat és hengerfúró fő orsójának finom központosítása (< 0,02mm)
4. ábra
Függőleges elrendezésű hengerfúrógép
5. ábra
Hónolás
Honoló berendezések:
állványos honoló gép (6. ábra), kézi honoló gép: ennek a berendezésnek az alkalmazása esetén nehéz a szabályozott axiális mozgás biztosítása.
A honolás elvi vázlata
6. ábra
Főmozgás: forgó mozgás. Mellékmozgás: axiális mozgás
A hengerfalon keletkező felületi mintázat (7. ábra):
A karcok szöge 30- 45° - meghatározza a kopásokat, és olajtárolást biztosít. Ra ?0,63 felületi érdességet kell létrehozni. Honolási ráhagyás: ∅60...100mm közötti hengerátmérő esetén a honolási ráhagyás 0,02...0,05 mm,
A henger honolásakor a honolószerszám nem megfelelő mértékű kifuttatása esetén a hengerben alakhibák keletkeznek (9. ábra):
Ha kicsit jár ki a szerszám (1/4), akkor a henger hordós lesz, ha nagyon kijár a szerszám (1/2), akkor a henger csutka formájú lesz, ha megfelelő mértékben jár ki (1/3), akkor normál henger lesz.
A honolás utáni hengerfelület
7. ábra
Honoló berendezés
8. ábra
A henger honolásakor keletkező alakhibák a hengerben a szerszám kifuttatásának függvényében
9. ábra
A következő táblázat foglalja össze a hengerhonolás paramétereit (10. ábra).
A honolás paraméterei
10. ábra
Flex-hone
SiC3-ból mintegy 200...500 gömb alakú csiszoló test helyezkedik el, a hajlékony drótból kiképzett fejen (11. ábra).
A honoló fej 700...1200 1/min fordulatszám tartományban használható
A flex-hon alkalmazása
11. ábra
Lézerhonolás
2 μm mélységben fémgőzök és gázok képződése közben olvasztja meg a persely anyagát, A keletkezett fémgőzök és gázok nagynyomási energiájúak, Ennek következtében 16...18% nitrogén jut az olvadék felszínébe, A nitrogén lökésszerűen megkeményíti az olvadék felületét, és azon kerámia keménységű makro szerkezet jön létre.
Előny
Csökken a kopás, Nő a korrózió állóság, Csökkenti a felületi súrlódást, Csökkenő olajfogyasztás.
Lézerhonolás technológiája
A lézerhonolás lényege, hogy az olajtárolására alkalmas felületi érdességi elemeket a hagyományos honolás helyett nagy teljesítményű lézerfénnyel égetik bele a henger felületébe (12. ábra).
A lézerhonolást végző lézerfej működés közben
12. ábra
1. Nagyoló honolás:
Gyors és durva felület létrehozása Rz=12-25 μm
2. Elő honolás:
Gyémánt szerszámmal: kisebb fordulaton => kisebb megmunkálási sebességgel
n = 265 1/min, Va = 20 m/min, ae = 70 μm ,
3. Köztes honolás:
Tovább csökkentett honolási sebesség
n = 195 1/min, Va = 24 m/min, ae = 20 μm , Honolás szöge ≈ 50°.
Kisebb: nyomás, sebesség, fordulat => jobb alakhűség, jobb felületi struktúra. Nagyon jó felület => rossz olajtároló képesség => jó olajtároló képesség kialakítása
4. Lézerhonolás:
Koncentrált lézer fénnyel a felső holtpont tartományában. A tűzgyűrű felsőlap felületének síkjától az alsó gyűrű lapfelületének alsó síkjáig olajtároló részeket hoznak létre.
n = 34 1/min P = 36 w
5. Készre honolás:
Lézer miatt fröcskölő kiégés => sorja képződik
n = 170 1/min ae = 6 μm Va = 22 m/min Honolás szöge ≈ 53°
Kialakítása:
Keskeny vonalszerű rés a legalkalmasabb, a rések spirálisan felfelé szaggatott vonalként helyezkednek el (13. ábra).
A rések hossza: ~3 mm, A rések távolsága: : 2 ± 0,2 mm, A horony szélessége: 35...80 μm ,
Lézerhonolt hengerfal felületi szerkezete
13. ábra
Nyugvócsapágy helyek finomfúrása
A nyugvócsapágyakat a hengertömb foglalja magába.
Igénybevétel
hő, koptató (a hengerpersely nélküliek), korróziós kopás (kénsav, szénsav), elektrokémiai korrózió (hűtővíz átömlő nyílások).
Anyaga
ötvözött perlites szürkeöntvény Cr, Ni, Mo a perlitet finomítja és keményíti, Al, Cu, Ni, és a P javítja az önthetőséget és csökkenti a kérgesedési hajlamot. gömbgrafitos öntöttvas (P ötvözéssel javítják önthetőségét), alumínium ötvözet (Si (12...13%), Mg, Cu, Fe), magnézium ötvözetek.
Elhasználódás
törés, repedés, deformáció, kopás.
Ellenőrzés
hengerfej felfekvő felületének vetemedésének ellenőrzése, nyugvócsapágy furat egytengelyűségének ellenőrzése, a nyugvócsapágy fészek középvonalának és a hengerfúrási bázisfelület párhuzamosságának ellenőrzése. A nyugvócsapágy fészkek ovalitásának és kúposságának ellenőrzése.
Javítás
a töréseket repedéseket hegesztéssel, ragasztással, a geometriai hibák helyreállítása: forgácsolással: vízszintes orsójú finom fúrógéppel (14. ábra, 15. ábra).
A nyugvócsapágyhelyek finomfúrásának elvi elrendezése
14. ábra
A nyugvócsapágyhelyek finomfúrásának valós elrendezése
15. ábra
Nyugvócsapágy helyek finomfúrásának technológia sorrendje
1. | Hengertömb rögzítése a finomfúrógépen.
2. | Fúrórúd támaszok magasságának beállítása.
3. | A fúrórúd beszerelése a támaszba, központosítása kúpokkal a csapágyfuratokhoz.
4. | Hajtóműház magasságának durva beállítása, csuklók összekötése.
5. | Hajtóműház magasságának pontos beállítása.
6. | Késtartó gyűrű méretének beállítása.
7. | Késtartó gyűrű felszerelése a tengelyre.
8 | Furatkészítés.
9. | Késtartó gyűrű átszerelése a következő furathoz.
10. | Furatkészítés.
11. | Az előző műveletek ismétlése a furatszámtól függően.
A finomfúrás technológiai paramétereit meghatározza a fúrt csapágy furat anyagminősége, amelyet a következő táblázat foglal össze (16. ábra).
A csapágyhelyek finomfúrásának forgácsolási paraméterei
16. ábra
Forgattyús tengely felújítása
Igénybevétel
csavaró, hajlító, koptató.
Anyaga
közepes széntartalmú ötvözött szerkezeti acél (Cr, Mo, Ni, V), gömbgrafitos öntöttvas, régebben szénacél, acélöntvény, szürkeöntvény.
Elhasználódása
nyugvó és forgattyús csapok kopása, tengelygörbülés, repedés vagy tőrés.
Hibafelvételezés
repedés vizsgálat penetrációs, mágneses. Egytengelyűség ellenőrzése két csúcs között, mérőórával (maximális eltérés 0,02 mm). Csapok kopásának ellenőrzése mikrométerrel.
A főtengely egyengetése
A főtengely köszörülését megelőző első lépés a főtengely nyugvócsapjainak az egytengelyűségi vizsgálata, amelyet egy mérőóra segítségével végzünk el. Fontos, hogy ha a főtengely nyugvócsapjainak az egytengelyűségi hibája nagyobb, mint 0,05 mm akkor a főtengelyt ki kell egyengetni. A főtengely egyengetése egy speciális hidraulikus préssel végezhető el, mivel a főtengely egyengetése lassú terhelésváltozás segítségével történik különben eltörik a főtengely (17. ábra).
A görbült főtengely egyengetése hidraulikus egyengetővel
17. ábra
Javítás
A kopott csapok javítóméretre (személygépkocsi esetében 0,25 mm, tehergépjárművek, buszok, földmunkagépek esetében 0,5 mm a következő lépcső) köszörüléssel javíthatok. Fontos, hogy a nyugvócsapokat egytengelyűre köszörüljük, és ezek középvonalával a forgattyúcsapok középvonala párhuzamos legyen.
A hűtőfolyadék 2...3%-os kalcinált szóda használható, forgácsolási sebesség, 25...30 m/s, a csap forgási sebessége 12...15 m/min.
A forgattyústengely köszörülésének technológiai sorrendje
1. | Munkadarab befogása: csúcsok közé vagy tokmányba.
2. | Főcsapok köszörülése (19. ábra).
3. | Forgattyús csapok központba állítása: asztalra helyezett készülékkel és mérőórával.
4. | Kiegyensúlyozás.
5. | Köszörülés (18. ábra).
A forgattyús csap köszörülésének elvi vázlata
18. ábra
A főtengely nyugvócsapok köszörülésének a sorrendje
19. ábra
Főtengely köszörű munka közben
20. ábra

| Teszt kérdések
1. A felsorolt forgácsolástechnológiák közül válassza ki a javítóméretre történő forgácsolás technológiákat!
| Szelepek köszörülés.
| Főtengely köszörülés.
| Fékdob felújítás.
| Féktárcsa felújítás.
| Hengerfúrás, honolás.
| Nyugvócsapágyhelyek finomfúrása.
2. Válassza ki a mérethelyesre forgácsolással történő alkatrész felújításra igaz állításokat!
| Az alkatrész csereszabatossága megszűnik.
| A Felújításkor az alakhiba vagy felületi károsodás minimális réteg lemunkálással szüntethető meg.
| A mérethelyesre forgácsolással történő alkatrész felújítása mindig esztergálással vagy marással történik.
| Az alkatrész csereszabatossága megmarad.
| A felújítás méretlépcsőjét a gyártó megadja.
3. Válassza ki a hengerfúrásra igaz állítást!
| A kopást mérőórás furatmérővel ellenőrizzük 1 magasságban és magasságonként 2 irányba (90°).
| A hengertömb és a hengerpersely mindig egy anyagból készül.
| A hengerfuratok középvonalának merőlegesnek kell lennie főtengely nyugvócsapágyak középvonalára.
| A forgácsolási jellemzőkre igaz, hogy a forgácsolási sebesség pár száz [m/perc], a fogásvétel pár milliméter, az előtolás pár tized [mm/fordulat].
4. Válassza ki a hengerfúrásra igaz állítást!
| A motorblokkot pozicionálás nélkül felszerelhetjük a hengerfúróra, mert a gép főorsólyát állítjuk a motorblokkhoz.
| A hengertömb és a hengerpersely mindig egy anyagból készül.
| A kopott hengerfuratok javítóméretre forgácsolásakor felújítás mindig csak hónolással történik.
| A henger méretre fúrása a hónolási ráhagyással történik, amely értéke 0,02...0,05 mm között van.
5. Válassza ki a hengerfúrás és a honolás kapcsolatára igaz állítást!
| A honolás esetén a honoló szerszámot a már elkészített hengerfurat vezeti, tehát a henger furat helyzethibája így jól javítható.
| A hengerfúrás határozza meg a hengerhejzetét, míg a honolás a végleges méretét és felületi topológiáját.
| A honolással határozzuk meg a hengerfurat helyes pozícióját a főtengely középvonalához képest, a hengerfúrással, pedig a végleges méretét.
| A hengerfúrás és a honolás két egymástól teljesen független technológia, így nincsennek egymásra hatással.
6. Válassza ki a helyes állítást!
| A honolással létrehozott karcok szöge 30-4°, ami meghatározza a kopásokat, és olajtárolást biztosít a hengerfalon.
| A honoláskor Ra ?1,32 átlagos felületi érdességet kell létrehozni.
| ∅60...100mm közötti hengerátmérő esetén a honolási ráhagyás 0,1...0,2 mm.
| A Flex-hon kézi honoló szerszámmal a gépi honolással egyenértékű felületet lehet létrehozni.
7. Válassza ki a helyes állítást!
| A honolással létrehozott karcok szöge 45-60°, ami meghatározza a kopásokat, és olajtárolást biztosít a hengerfalon.
| A honoláskor Ra ?1,6 átlagos felületi érdességet kell létrehozni.
| ∅60...100 mm közötti hengerátmérő esetén a honolási ráhagyás 0,1...0,2 mm.
| A lézerhonolással tűzgyűrű felsőlap felületének síkjától az alsó gyűrű lapfelületének alsó síkjáig olajtároló részeket hoznak létre.
8. Melyik ellenőrzést nem kell elvégezni a nyugvócsapágyhelyek finomfúrása előtt?
| A hengerfej felfekvő felületének vetemedésének ellenőrzését.
| A nyugvócsapágy furat középvonalának és a hengerfúrási bázisfelület párhuzamosságának ellenőrzését.
| A hengertömb anyagvizsgálatát a forgácsolási technológia meghatározásához.
| A nyugvócsapágy furatok ovalitásának és kúposságának ellenőrzését.
9. Válassza ki a helyes állítást!
| A főtengely egyengetése egy speciális hidraulikus préssel végezhető el, mivel a főtengely egyengetése lassú terhelésváltozás segítségével történik.
| A főtengely egyengetését excenter sajtóval végezzük, mivel dinamikus erőváltozásra van szükség a főtengely egyengetéséhez, különben nem fog alak változni.
| Mind a lassú mind a dinamikus terhelés változás alkalmazható a főtengely egyengetéséhez.
| Sem a lassú sem a dinamikus terhelés változás nem alkalmazható a főtengely egyengetéséhez, mivel a főtengelyt nem szabad egyengetni.
10. Tegye technológiai sorrendbe főtengely köszörülés lépéseit!
1. 2. 3. 4. 5. |  |