close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

анализ факторов влияющих на самооткручивание резьбовых соединений колеса

код для вставкиСкачать
Колесный крепеж - это, без всякого преувеличения безопасность всех участников дорожного движения.В работе разбираются причины самооткручивания гаек и способы их устранения.
 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ
ГБОУ СПО ТВЕРСКОЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ
Направление: техническое
Анализ факторов влияющих на самооткручивание резьбовых соединений колеса
Исполнитель: Буров Дмитрий Борисович
Группа 24-ТОА-12, студент 2 курса
Специальность: Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта
Руководитель: Летуновская Галина Ивановна
Преподаватель общепрофессиональных дисциплин Тверь 2013
Содержание
Содержание................................................................................................... 2
Введение.........................................................................................................3
Глава 1. Теоретическая часть............................................................................... 4
1.1. Автомобильные колеса.................................................................................. 4
1.2. Типы крепления дисковых колес.......................................................................4
Глава 2. Практическая часть..................................................................................6
2.1. Причины самооткручивания резьбовых соединений колеса......................................7
2.2. Анализ субъективных факторов ..................................................................... 7
2.3. Анализ объективных факторов .........................................................................9
2.4. Методы устранения причин самооткручивания резьбовых соединений колеса.............10
Вывод.............................................................................................................10
Список использованных источников.......................................................................10
Введение
Моя будущая профессия автомеханик. Автомеханик - специалист по ремонту автомобиля, занимающийся техническим обслуживанием различных машин, детально разбирающийся в их устройстве. Основной навык, которым необходимо овладеть - в кратчайшие сроки научиться диагностировать имеющиеся неполадки в работе автомобиля и устранять их. Автомеханику требуется кропотливость, вдумчивость, умение терпеливо выяснять причину поломки. От его внимательности подчас зависят жизни людей. Поэтому заявленная тема для меня важная. Актуальность. В настоящее время все большее внимание уделяют конструкции элементов крепления, в частности резьбовым соединениям. Технический уровень и качество крепёжных деталей и соединений имеют важное значение для обеспечения высоких потребительских характеристик машин, механизмов, строительных конструкций, бытовой техники, другой продукции. Известно, что большинство отказов в автотранспортных средствах, так или иначе, связано с крепёжными деталями, ослаблением соединений, а любые ремонты и обслуживание - с отвинчиванием и завинчиванием болтов, гаек, винтов и т.д. Надёжность соединений узлов зависит от технического уровня конструкции в целом, качества крепёжных деталей и качества сборки. Колесный крепеж - это, без всякого преувеличения безопасность всех участников дорожного движения. Часто причиной дорожно-транспортных происшествий является техническая неисправность автомобиля и одна из них открутившиеся болты и гайки колес. Цель исследования:
- установить и проанализировать факторы, влияющие на самооткручивание резьбовых соединений колеса;
- рассмотреть способы устранения причин самооткручивания резьбовых соединений колеса.
Задачи исследования: - подобрать, изучить и вторично обработать различные источники информации по данному
вопросу;
- проанализировать факторы, влияющие на самооткручивание резьбовых соединений колеса;
- найти способы (методы) устранения причин самооткручивания болтов (гаек); - посетить автомастерские, побеседовать с механиками и водителями;
- проанализировать и систематизировать приобретенные знания.
Данная работа носит характер теоретического исследования. В работе использовались такие методы, как анализ и синтез исследуемого материала. Объектом исследования является автомобильные колеса. Предметом исследования - крепежный узел колеса.
Глава 1. Теоретическая часть
1.1. Автомобильные колёса
Автомобильные колёса предназначены для преобразования вращательного движения (передаваемого от двигателя к колесу) в поступательное движение автомобиля. При вращении колеса, за счёт силы сцепления колеса с поверхностью, происходит поступательное движение. При торможении, также участвует сила сцепления колеса с дорогой, которая при остановленном вращении колеса, останавливает автомобиль. Очевидно, что колёса должны иметь высокую прочность, что бы выдерживать нагрузки ускорения, торможения и веса автомобиля. В то же время наружная поверхность колеса должна быть достаточно эластичной, чтобы обеспечивать хорошее сцепление с дорогой. Современные автомобильные колёса представляют собой цельнометаллические диски с ободом. В обод диска помещается шина. В центре диска имеются отверстия для крепления колеса на оси вращения. Так как колёса устанавливаются на оси вращения поверх тормозных механизмов, то для охлаждения тормозов в дисках колёс делаются вентиляционные отверстия. Автомобильное колесо не должно иметь осевых и торцевых биений. Колесо должно свободно вращаться вокруг центральной оси. Для балансировки свободного вращения колеса на обод устанавливаются балансировочные грузики. От качества колёс зависит безопасность дорожного движения, устойчивость автомобиля на дороге, расход топлива автомобилем, его скоростные характеристики [4].
1.2. Типы крепления дисковых колес
Колесо крепится на оси, в зависимости от конструкции, при помощи болтов или гаек. В основном, крепление колеса к ступице на легковых автомобилях производится с помощью четырех или пяти гаек (болтов), на внедорожниках - пяти-шести гаек. При выборе крепежа колеса в первую очередь нужно учитывать фактор надежности. Болты и гайки крепления колеса должны обладать отличными монтажными свойствами, высоким качеством и износоустойчивостью. Соединение колеса со ступицей должно обеспечивать передачу крутящего момента и центрирование колеса на ступице. Конструкции крепления колес легковых и грузовых автомобилей существенно отличаются и весьма разнообразны. Колеса крепятся к фланцам ступиц автомобиля гайками, устанавливаемыми на болтах или шпильках, которые проходят через крепежные отверстия дисков. Использование болтов или шпилек обусловлено компоновкой колесно-ступичного узла и технологией его сборки. Центрирование колес на ступице осуществляется разными способами. В российском автомобилестроении применяют следующие варианты: коническими фасками крепежных отверстий диска; по центральному отверстию диска. Присоединительные размеры дисковых колес для отечественных легковых автомобилей изготовляются с фасками под углом 60° (Рис. 1 а), которые предназначены для центрирования колеса и предотвращения самооткручивания крепежных гаек или болтов. Специальная форма диска, получаемая за счет выштамповок в местах расположения крепежных отверстий, обеспечивает его упругое деформирование под действием усилия затяжки гаек или болтов, что обусловливает стабильность затяжки резьбовых соединений.
a)б)в)
Рис. 1. Крепежные отверстия колес
На автомобилях "Таврия" для крепления колес применяются специальные гайки с декоративным колпачком и конусом под углом 80° (Рис.1. 6). На автомобилях ВАЗ колеса крепятся болтами, которые завинчиваются в резьбовые отверстия ступицы. Предварительное центрирование колес производится направляющими штифтами, которые закреплены во фланце ступицы и входят в 2 дополнительных отверстия в диске. Все детали крепления делаются стальными и изготовляются с антикоррозионным покрытием, в том числе и хромированным. У автомобилей семейства "Газель" и ряда марок зарубежных автомобилей центрирование колеса на ступице осуществляется по центральному отверстию диска, а крепление производится гайками с подвижными шайбами. На зарубежных автомобилях для крепления колес применяют три основных типа гаек или болтов: с конусом под углом 60° (Рис.2.а); с плоской торцевой поверхностью (Рис. 2.6); со сферической посадочной поверхностью (Рис. 2 в).
а)б)в)
Рис.2. Крепеж колес на зарубежных автомобилях. При установке гайки стоит обратить внимание на ее резьбу. Так, гайки, оснащенные крупной резьбой, используются в максимально комфортных условиях эксплуатации, подразумевающих отсутствие значительных нагрузок. Наоборот: гайки с мелкой резьбой применяются с целью создания соединения деталей в том случае, если условия эксплуатации предполагают достаточно высокие нагрузки, такие, например, как вибрация. В таких условиях на соединение воздействуют очень многие факторы, в числе которых и перепад температур. В этом случае также актуальны гайки с мелкой резьбой. Такой вид крепежа менее всего подвержен возможности самооткручивания, именно поэтому их используют в механизмах, создающих в рабочем режиме толчки или вибрацию (например, мотор). Детали крепления колес отечественных и многих марок зарубежных европейских автомобилей имеют метрическую резьбу: М10х1,25; М12х1,25; М12х1,5; М 14x1,5. Однако, у европейских автомобилей, предназначенных для экспорта в США и Англию, крепежные детали колес изготовляются с дюймовой резьбой. При этом на американских автомобилях применяют крепежные детали как с дюймовой (7/16'', 1/2'', 9/16'', 1/2''), так и с метрической резьбами. Наиболее распространен крепеж с резьбой 1/2''. Колеса легковых автомобилей имеют высокую точность изготовления и, как следствие этого, незначительный дисбаланс. Поэтому их балансируют только в сборе с шинами [11] . Глава 2. Практическая часть
2.1. Причины самооткручивания резьбовых соединений колеса
Вожу автомобиль с 2011г. Выбрал специальность ТОА, так как хочу заниматься ремонтом автомобилей. Данной темой заинтересовался после ситуации случившейся со мной на дороге. Во время движения у меня резко просела задняя левая часть автомобиля, и колесо стало тереть арку. Остановился на обочине, подумал, лист рессоры лопнул! Оказалось, открутились гайки, последнюю шпильку срезало. Колесо застряло в арке. Выдвигаю гипотезу, что самооткручивание резьбовых соединений колеса зависят от объективных и субъективных причин. Проводим следующую классификацию причин
Таблица 2.1.
Субъективные факторыОбъективные факторы1. Неправильно подобранный крепеж (некомпетентность автомеханика);1. Плохое качество дорожного покрытия2. От недосмотра водителя (недобросовестное отношение к транспортному средству)2. Влияние вибрации3. Недотянутые колесные болты и гайки4. Попадание грязи на привалочную плоскость (неаккуратный монтаж колес) 2.2. Анализ субъективных факторов
Неправильно подобранный крепеж (несоответствие крепежа диску): Чтобы узнать, как часто приходиться менять крепления на колесах автомобилей, я обратился с этим вопросом к главному механику автобазы ОАО "Лидер" г. Твери Федорову В.А.. В автопарке находится 25 грузовых (DAF, MAN, FORD) и 10 легковых машин. Ежедневно через ремонтную зону здесь проходит в среднем 5 транспортных средств. Если речь идет о грузовых машинах, то замена креплений колеса производится, как правило, раз в полгода. На легковых машинах замену производят редко, по мере необходимости. Гайки или болты обеспечивают не только собственно крепление колеса, но еще и центрирование его относительно оси вращения, достигается это посадочной плоскостью - формой нижней кромки гайки, либо головки болта, которые, имеют вид конуса или сферы. У колесного диска также есть посадочные места для крепежа в форме конусных или сферических углублений. При затягивании происходит точное центрирование пары конус-конус или сфера-сфера. Нарушение такой посадки гарантирует самоослабление после нескольких километров пробега. Крепление дисковых колес легковых автомобилей наиболее эффективно с помощью болтов, головки которых имеют коническую центрирующую поверхность. Самооткручивание болтов исключается благодаря упругой деформации диска, поддерживающей постоянной силу натяга в резьбе. Это особенно важно при креплении колеса гайками. На некоторых зарубежных автомобилях используют крепеж с плоской торцевой поверхностью (планшайба), но на бездорожье встречаются случаи самопроизвольного отвинчивания таких колесных гаек, с последующим отрывом колес. Это проблема в основном оригинальных литых дисков, прикрученных оригинальными гайками с плоской шайбой. На стальных дисках конусные гайки держатся гораздо лучше. Итак, проблема ярко выражена для литых дисков под гайку с плоской шайбой суть в том, что там нет конуса, и фиксация гайки (путем натяга) обеспечивается только за счет натяга на резьбе (плоская шайба не сжимается). Если закрепить колесо только торцами гаек, диск при движении может выскользнуть из-под них, крепление колеса ослабнет, а отверстия и шпильки будут разбиты. В худшем случае автомобиль "потеряет" колесо - надо ли говорить, как опасно это на высокой скорости? Диск, зажатый торцом гайки, а не конусом, едва держится и выскальзывает, стоит автомобилю поехать. Крепеж не должен самоослабляться при движении - это неизбежно приведет к потере колеса со всеми вытекающими последствиями. Водитель с достаточным опытом может распознать ослабление крепления колеса по характерному стуку и вовремя принять меры. Напротив, верно подобранный крепеж, как говорят, "самоподтягивается". Но у многих такого опыта может не оказаться. Еще один параметр соответствия, касающийся в основном болтов, - это их длина. Для установки сварноштампованных стальных дисков применяют короткие болты, для цельнолитых легкосплавных, как правило, длинные. Болты обеспечивают взаимостягивание трех элементов: колесный диск-тормозной диск-ступица. Ступица имеет отверстия, в которых нарезана резьба по всей ее толщине. Правильно подобранный по длине болт заходит на полную толщину ступицы и выступает на 2-4 мм за ее пределы. Большее выступание грозит задеванием болтов за какие-либо неподвижные детали или полным заклиниванием колеса. Производители литых дисков изготавливают диски с выборкой большого диаметра в центре, которая закрывается декоративным колпаком и устраняет необходимость трудоемкой замены шпилек на более длинные [9]. Итак, необходимо грамотно подбирать соответствующие болты или гайки.
От недосмотра водителя. Чтобы узнать, как часто проверяют водители крепежный узел после монтажа колеса, я опросил 10 человек. Получил такой результат: 10% проверяют три раза через 50 км пробега; 30% проверяют после 100 км пробега; 60% не проверяют совсем. Как показывает практика, лучше проверить крепежный узел при " обкатке колес" три раза, через 50 км пробега. Недотянутые колесные болты и гайки. Болт и гайка - это звенья одной цепи. Затягивают все болты крепления установленными моментами затяжки. Предельный момент затяжки болтов (гаек) для грузового транспорта равен 1699,2 Н·м. Момент затяжки болтов (гаек) на колесах легкового автомобиля варьируется от 80 Н·м до 160 Н·м. Более подробнее моменты затяжек болтов(гаек) для разного производителя легкового транспорта можно посмотреть в специальных таблицах или в руководстве по эксплуатации автомобиля [7]. Затяжка болтов (гаек) производится вручную динамометрическим ключом. При перетяжке болтов диск колеса деформируется, профиль отверстия нарушается, и колесо перестает удерживаться на ступице с необходимой силой. Излишним усилием можно также смять грани головки болта и даже оборвать головку. А при перетяжке гайки шпилька может провернуться в отверстии ступицы, и тогда гайку вообще невозможно будет отвернуть без специального инструмента или услуг автосервиса.
Попадание грязи на привалочную плоскость. Риск самооткручивания болтов (гаек) увеличивается при попадании грязи на привалочную плоскость (плоскость которой прижимается диск к ступице) при неаккуратной сборке и монтаже колеса. Это приводит к болтанию диска (эффект незатянутых гаек).
2.3. Анализ объективных факторов
Плохое качество дорожного покрытия. Качество дорог в России находится на очень низком уровне. Большую опасность для водителя представляют скрытые дефекты дорог, которые водители могут не заметить, тем более, если нет предупреждающих знаков 152-154. Неровная дорога. К таким участкам относятся волнистость и гребенки. При высокой скорости автомобиль теряет управляемость, сцепление с дорогой уменьшается и возможны не только заносы, но и опрокидывания автомобилей. При прохождении автомобиля по таким участкам дорог очень сильно изнашивается подвеска и шины, от вибраций происходит самооткручивание болтов (гаек) колес. Водитель не должен проявлять безрассудность и при движении по такой дороге не развивать высокую скорость. Скорость 35-0 км/ч должна быть для него наивысшей, и он сможет убедиться, что и такая скорость при некоторых обстоятельствах для него будет высока. И по совету опытных водителей лучше в машине лучше иметь с собой комплект передних и задних колесных шпилек. Влияние вибрации. Самооткручивание болтов (гаек) может возникнуть и вследствие вибрации автомобиля. Вибрация автомобиля во время движения на большой скорости может быть вызвана разбалансировкой колес. Однако, вибрация может сохраниться и после динамической балансировки колес. Причины: неровности шин (шина не круглой формы); неровности обода колеса (обод не круглой формы); наличия различий в жесткости шин. Все три вышеуказанные причины называются радиальным биением под нагрузкой, и должны быть проверены путем установки на проблемный автомобиль заранее хороших колес. Вибрация при скоростях до 64 км/ч, как правило, вызвана биением; выше 64 км/ч - либо биением, либо разбалансировкой. Возможной причиной вибрации и ударов на рулевом колесе при движении со скоростью выше 70-80 км/ч может быть дисбаланс передних колес. Обратитесь на автосервис или пункт шиномонтажа для проверки балансировки передних колес. Если удары и вибрация на рулевом колесе появляются в момент нажатия на педаль тормоза, необходима замена тормозных колодок, ремонт или замена передних тормозных дисков. Перед выполнением любых работ необходимо проводить проверку автомобиля на дороге, внимательный визуальный осмотр для выявления: заметных биений шин (колес); заметных биений ведущих осей; несоответствующей накачки шин; несоответствующей высоты посадки авто; погнутых или поврежденных колес. 2.4. Методы устранения причин самооткручивания резьбовых соединений гаек
Таблица 2.2
Причины самооткручивания резьбовых соединений колесаМетоды устранения1. Неправильно подобранный крепеж (несоответствие крепежа диску)Прижимные части болтов и гаек должны обязательно совпадать с профилем отверстий в диске колеса, так как обеспечивают правильную центровку колеса на ступице. 2. Недосмотр водителяПроверить крепежный узел при "обкатке колес" три раза, через 50 км. пробега3. Недотянутые колесные болты и гайкиПредельный момент затяжки болтов (гаек) для грузового транспорта равен 1699,2 Н·м. Момент затяжки болтов (гаек) на колесах легкового автомобиля варьируется от 80 Н·м до 160 Н·м.4. Попадание грязи на привалочную плоскостьПроводить внимательнее и аккуратнее демонтаж и монтаж колес.5. Плохое качество дорожного покрытияСкорость по плохой дороге должна быть не более 35км/ч6. Влияние вибрацииПровести балансировку колес
Вывод
Проведя исследование субъективных и объективных факторов самооткручивания резьбовых соединений колеса, я пришел к выводу, что эта техническая неполадка напрямую зависит от человеческого фактора. Водителям необходимо быть более внимательными к своему транспортному средству. В ходе выполнения работы я получил определенные знания и практические навыки по данной теме. Побывал в ремонтных мастерских, участвовал в работе по демонтажу и монтажу колес. Приобрел положительный опыт, который пригодится мне при изучении темы "Резьбовые соединения. Расчёты резьбовых соединений" на уроках технической механики, а в дальнейшем и в моей будущей профессии.
Список использованных источников
1. Вахламов В.К. Автомобили: Основы конструкции: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Академия, 2006.
2. Власов В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. - М.: Академия, 2003.
3. Гранкин М.Г. Практический справочник по выбору деталей машин. - Феникс, Ростов на Дону, 2011, 498 с.
4. Гуков К.М.: Назначение и устройство автомобильных колес// Наука-техника-технологии-Режим доступа http://hi-intel.ru/400/1.html
5. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. - М.: Издательский центр "Академия", 2004, 416 с.
6. Краткий автомобильный справочник. - М.: Транспорт, 1979.
7. Определение момента затяжки болта (гайки)// http://www.pneumatictools.ru/
8. Петров Ю.Н. Основы ремонта машин. М.: Колос, 2008.
9. Раймпель И. Шасси автомобиля: Амортизатор, шины и колеса. - М: Машиностроение, 1986, 320 с.
10. Решетов Д.Н. Детали машин. - М., Наука,1989, 496 с.
11. Савосин В.С. Крепление колес.// http://www.topof.ru/help/крепление-кол
2
Автор
galina-letunovskaya
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
1 068
Размер файла
146 Кб
Теги
Анализ, факторов
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа