Дефекты деталей по месту расположения можно подразделить на локальные (трещины, риски и т.д.), дефекты во всем объеме или по всей поверхности (несоответствие химического состава, качества механической обработки и т.д.), дефекты в ограниченных зонах объема или поверхности детали (зоны неполной закалки, коррозионного поражения, местный наклеп и т.д.). Данное местонахождение дефекта может быть внутренним (глубинным) и наружным (поверхностным и подповерхностным). По возможности исправления дефекты классифицируют на устраняемые и не устраняемые. Устраняемый дефект технически возможно и экономически целесообразно исправить. В противном случае это неустраняемый дефект. По отражению в нормативной документации дефекты делят на скрытые и явные.
Скрытый дефект— дефект, для выявления которого в нормативной документации не предусмотрены необходимые правила, методы и средства контроля. В противном случае это явный дефект.
По причинам возникновения дефекты подразделяют на конструктивные, производственные, эксплуатационные.
Конструктивные дефекты деталей — это несоответствие требованиям технического задания или установленным правилам разработки (модернизации) продукции. Причины таких дефектов — ошибочный выбор материала изделия, неверное определение размеров деталей, режима термической обработки. Эти дефекты являются следствием несовершенства конструкции и ошибок конструирования.
Производственные дефектыдеталей — несоответствие требованиям нормативной документации на изготовление, ремонт или поставку продукции. Производственные дефекты возникают в результате нарушения технологического процесса при изготовлении или восстановлении деталей.
Эксплуатационные дефекты деталей — это дефекты, которые возникают в результате изнашивания, усталости, коррозии деталей, а также неправильной эксплуатации.
Ремонт автомобиля своими руками
для настоящих автомобилистов,
как ремонтировать двигатель самому
Наиболее часто встречаются следующие эксплуатационные дефекты: изменение размеров и геометрической формы рабочих поверхностей; нарушение требуемой точности взаимного расположения рабочих поверхностей; механические повреждения; коррозионные повреждения; изменение физико-механических свойств материала деталей. Дефекты, возникающие у сборочных единиц, — потеря жесткости соединения; нарушение контакта поверхностей, посадки деталей и размерных цепей. Потеря жесткости возникает в результате ослабления резьбовых и заклепочных соединений. Нарушение контакта — это следствие уменьшения площади прилегания поверхностей у соединяемых деталей, в результате чего наблюдается потеря герметичности соединений и увеличение ударных нагрузок. Нарушение посадки деталей вызывается увеличением зазора или уменьшения натяга. Нарушение размерных цепей происходит благодаря изменению соосности, перпендикулярности, параллельности и т.д., что приводит к нагреву деталей, повышению нагрузки, изменению геометрической формы, разрушению деталей;
Дефекты деталей, возникающие у деталей в целом, — нарушение целостности (трещины, обломы, разрывы и др.), несоответствие формы (изгиб, скручивание, вмятины и др.) и размеров деталей. Причины нарушения целостности (механические повреждения) деталей — это превышение допустимых нагрузок в процессе эксплуатации, которые воздействуют на деталь или из-за усталости материала детали, которые работают в условиях циклических знакопеременных или ударных нагрузок. Если на деталь воздействуют динамические нагрузки, то у них может возникнуть несоответствие формы (деформации);
Дефекты деталей, возникающие у отдельных поверхностей, — несоответствие размеров, формы, взаимного расположения, физико-механических свойств, нарушение целостности. Изменение размеров и формы (нецилиндричность, неплоскостность и т.д.) поверхностей деталей происходит в результате их изнашивания, а взаимного расположения поверхностей (неперпендикулярность, несоосность и т.д.) — из-за неравномерного износа поверхностей, внутренних напряжений или остаточных деформаций. Физико-механические свойства материала поверхностей деталей изменяются вследствие нагрева их в процессе работы или износа упрочненного поверхностного слоя и выражается в снижении твердости. Нарушение целостности поверхностей деталей вызывается коррозионными, эрозионными или кавитационными поражениями. Коррозионные повреждения (сплошные окисные пленки, пятна, раковины и т.д.) возникают в результате химического или электрохимического взаимодействия металла детали с коррозионной средой. Эрозионные и кавитационные поражения поверхностей возникают при действии на металл потока жидкости, движущейся с большой скоростью. Эрозионные повреждения металла детали происходят из-за непрерывного контакта металла со струей жидкости, что приводит к образованию пленок окислов, которые при трении потока жидкости о металл разрушаются и удаляются с поверхности, а на поверхностях деталей образуются пятна, полосы, вымоины. Давайте рассмотрим пример исследования дефектов коленчатого вала двигателя.
Кавитационные повреждения (каверны) металла происходят тогда, когда нарушается сплошность потока жидкости и образуются кавитационные пузыри, которые находясь у поверхности детали, уменьшаются в объеме с большой скоростью, что приводит к гидравлическому удару жидкости о поверхность металла. В реальных условиях наблюдаются сочетания дефектов. При выборе способа и технологии восстановления большое значение имеют размеры дефектов.
Величина дефектов деталей — количественная характеристика отклонения фактических размеров и (или) формы деталей и их поверхностей от номинальных значений. Можно выделить три группы размеров — до 0,5 мм; 0,5. 2 мм и свыше 2 мм.
Дефект — это отдельное несоответствие продукции установленным требованиям.
Повреждение — событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.
По своим последствиям дефекты подразделяют на:
По месту расположения дефекты делят на:
По возможности устранения выделяют:
По отражению в нормативной документации выделяют:
Критический дефект такой, при наличии которого использование детали невозможно. Значительный дефект существенно влияет на использование детали и (или) на ее долговечность, а малозначительный — не оказывает такого влияния. Наружные дефекты выявляются осмотром или путем измерений. Внутренние дефекты выявляются способами структуроскопии или проникающими способами. Устранение исправимого дефекта технически возможно и экономически целесообразно, а неисправимого — невозможно или нецелесообразно. Если для выявления дефекта в технической документации предусмотрены соответствующие правила и средства, то дефект считается явным, в противном случае дефект признают скрытым.
В зависимости от того, какая стадия жизненного цикла автомобиля повлияла на возникновение дефектов, они бывают:
Конструктивные дефекты возникают в результате ошибок и просчетов конструирования, производственные — в результате нарушения технологического процесса изготовления или восстановления деталей, а эксплуатационные — в результате использования автомобиля.
Состояние деталей определяется значениями параметров, в качестве которых применяют размеры (линейные и угловые) элементов детали, их форму и взаимное расположение, наличие трещин, размеры трещин и пробоин, расход пробного вещества (воды, воздуха) сквозь течи, механические характеристики. Эти значения могут быть допустимыми и предельными. Детали с допустимыми значениями параметров используют в дальнейшем без восстановительных работ, а с предельными — выбраковывают. Если значения параметров находятся в отрезке значений между допустимым и предельным, то деталь подлежит восстановлению. У деталей измеряют те параметры, которые изменяются при их использовании.
Техническое состояние деталей в основном определяется эксплуатационными дефектами в виде износов, усталостных изменений, деформаций, изломов, трещин, пробоин, коррозии и старения материала.
Различаются также дефекты по уровню значимости, и бывают малозначительными, когда продукция сохраняет все свои технические характеристики и качества, теряя при этом, в какой-то степени, товарный вид. Значительный дефект уже оказывает существенное влияние на срок службы изделия и использование его по прямому назначению. Критический же дефект делает дальнейшее использование продукции не только невозможным, но и недопустимым.
Подразделяются дефекты и по уровням экономической целесообразности: на устранимые, когда имеется техническая возможность исправить дефект при малых экономических затратах; и неустранимые, когда нет технической возможности, либо такое исправление нецелесообразно по экономическим показателям.
Дефект в виде трещины сварного шва
Кроме того, дефекты подразделяются на производственно-технологические и эксплуатационные.
Производственно-технологические дефекты могут быть внесены в изделие или конструкцию в процессе проектирования при недостаточном или небрежном проведении расчётов, недооценке предстоящих нагрузок и недостаточном запасе прочности изделия.
В процессе монтажа строительных конструкций, сборке и наладке станков, при производстве сварочных работ и т.д. также могут быть допущены дефекты. Они обусловливаются низкой квалификацией персонала, отступлением от требований технологической документации, несоответствием технических характеристик сырья и др.
Эксплуатационные дефекты образуются в результате естественного износа изделия, нарушения правил его эксплуатации, транспортировки и хранения. Проявляются такие дефекты в виде:
Большинство различных дефектов поддаётся выявлению средствами неразрушающего контроля, которыми оснащаются лаборатории многих предприятий.
Понятие о дефектах. Виды дефектов и их характеристика
Тема 2.4 Дефектация и сортировка деталей
В процессе эксплуатации автомобилей происходит изменение их технического состояния вследствие изменения первоначальных размеров, формы, качества поверхностей деталей, а также других их дефектов.
Основная масса дефектов деталей, поступающих в ремонт, связана с их износом.
Для восстановления работоспособности узлов и агрегатов автомобиля необходимо восстановить первоначальное сопряжение и качество рабочих поверхностей сопряженных деталей.
Дефект детали – всякое отклонение ее параметра от величины, установленной техническими условиями или рабочим чертежом.
Классификация дефектов деталей:
1. по причине их возникновения
2. по месту расположения
2.1 локальные – внутренние или наружные (трещины, риски и т.п.)
2.2 во всем объеме или по всей поверхности (несоответствие химического состава, качества механической обработки и т.д.)
2.3 в ограниченных зонах объема или поверхности детали (коррозийные повреждения, местный наклеп, зона неполной закалки)
3. по степени влияния на эффективность и безопасность испытания автомобиля
3.1 малозначительные – существенно не влияют на испытание автомобиля по назначению и его долговечность
3.2 значительные – существенно влияют на испытание и долговечность автомобиля
3.3 критические – испытание автомобиля по назначению недопустимо или невозможно
4. по возможности ремонта
4.1 устранимые – устранение которых технически возможно и экономически целесообразно
5. по степени проявления
6.1 изменение размеров и геометрические формы рабочих поверхностей
6.2 нарушение точности взаимного расположения рабочих поверхностей
6.3 механические повреждения
6.4 коррозионные повреждения
6.5 изменение физико-механических свойств металла детали.
Конструктивные дефекты (несоответствие с требованиями технического задания) являются причиной ускоренного износа или повреждения деталей, возникающей в условиях нормальной эксплуатации и появляются вследствие ошибок, допущенных при проектировании отдельных узлов и агрегатов автомобиля или из-за несовершенства конструкции (уловительные карманы в шейках коленчатого вала).
Производственные дефекты (несоответствие с требованиями НТД) возникают вследствие различных отклонений, допущенных в процессе изготовления автомобилей или их ремонта (нарушение или отклонение от технологического процесса изготовления или восстановления деталей, узлов, правильный подбор материалов зависит от опыта технолога).
Эксплуатационные дефекты возникают в процессе работы автомобиля и являются результатом естественного изнашивания деталей.
tд – интенсивность нарастания износа
На величину tд можно повлиять путем проведения ТО-1 и ТО-2 через определенное число километров пробега.
Аварийные дефекты возникают в основном из-за усталости металла и нарушения правил технической эксплуатации (зимой – система охлаждения). Аварийные дефекты не зависят от работы ремонтных рабочих и ТО. Усталость возникает из-за нагрузок на металл.
Изменение размеров рабочих поверхностей деталей происходит в результате их изнашивания. А при неравномерном изнашивании по рабочим поверхностям возникают погрешности их геометрической формы (овальность, огранка, конусообразность и др.)
Причины конусообразности рабочей поверхности гильзы:
1. резкое повышение температуры и давления газов при сгорании топлива, их проникновение под поршневые кольца и давление на поверхность гильзы.
2. ухудшение условий смазки верхней части гильзы, так как высокие температуры разжижают масляную пленку; смыв (частичный) смазки рабочей жидкостью.
3. создание условий для коррозионного износа в результате возникновения и действия серной и угольной кислот, образованных при соединении паров воды с газами, содержащими углекислые и сернистые соединения.
Причины овальности рабочей поверхности гильзы:
1. неравномерное давление поршня на стенки гильзы (в плоскости, перпендикулярной оси пальца давление больше и больше износ);
2. деформация блока цилиндров вследствие неправильной затяжки болтов крепления головки цилиндров и неравномерного нагрева его при работе двигателя;
3. перекос при установке гильзы в отверстие блока;
4. несоосности верхних и нижних посадочных поясков, неперпендикулярность нижней плоскости фланца к оси гильзы.
Причины износашеек коленчатого вала:
1.действие циклических нагрузок от давления рабочих газов, причем неравномерность их действия вызывает неравномерный износ по окружности.
2.действие сил инерции от поступательно движущихся и вращающихся частей.
Сумма действия этих сил, например, вызывает наибольший износ шатунных шеек со стороны, обращенных к оси коренных шеек коленчатого вала, так как на эту сторону действуют инерционные силы.
Нарушение точности взаимного расположения рабочих поверхностей деталей проявляется в виде нарушения расстояний между осями цилиндрических поверхностей, непараллельности и неперпендикулярности осей и плоскостей, несоосности цилиндрических поверхностей и пр.
Причины этих дефектов:
1. неравномерный износ рабочих поверхностей;
2. внутренние напряжения в деталях, возникшие при их изготовлении;
3. остаточные деформации от больших (чрезмерных) эксплуатационных нагрузок на детали.
Все эти дефекты нарушают нормальную работу агрегатов, так как вызывают перекосы, дополнительные динамические нагрузки, увеличивается износ.
Так в коленчатом валу имеют место такие дефекты, как несоосность коренных шеек, непараллельность коренных и шатунных шеек, неперпендикулярность фланца крепления маховика к оси коленчатого вала, изменение радиуса кривошипа (в результате действия нагрузок и неравномерности износа).
Погрешность взаимного расположения поверхностей характерна для корпусных деталей (блок цилиндров, корпус КП).
Так при эксплуатации вследствие деформаций в блоке цилиндров возникают такие дефекты, как несоосность отверстий в опорах под коленчатый вал, непараллельность оси этих отверстий и оси отверстий под втулки распределительного вала, нарушение расстояния между этими осями, неперпендикулярность осей отверстий к посадочным пояскам под гильзы к оси коленчатого вала и пр.
Механические повреждения деталейвозникают при действии на них нагрузок, превышающих допустимые, а также из-за усталости металла.
К ним относятся: трещины, пробоины, изломы, деформации (изгиб, скручивание, коробление).
Трещины возникают из-за усталости металла при действии циклических знакопеременных нагрузок в местах концентрации напряжений (рама, кузов, коленчатый вал, поворотная цапфа, рессоры и др.). Их размеры колеблются от микроскопических (специальные приборы) до видимости невооруженным глазом.
При действии динамических ударных нагрузок возникают поломки, например, коленчатых валов, шатунов, карданных валов, балок передних мостов, деталей рам и пр.
Коррозийные повреждения образуются в результате химического и электрохимического взаимодействия металла с коррозийной средой и появляются в виде окислительных пленок, пятен, раковин, точек.
Изменение физико-механических свойств материала детали выражается в снижении его твердости и упругих свойств.
Причины:
1. нагрев в процессе работы до температуры, влияющей на термообработку;
3. Методы дефектации. Оборудование и инструмент для дефектации.
4.Обнаружение скрытых дефектов.
1.Сущность, задачи и методы дефектации.
Дефектация — это процесс выявления состояния деталей и сопряжений путем сравнения фактических показателей с данными технической документации, где приведены нормальные, допустимые и предельные значения размеров деталей, зазоров и натягов сопряжений, а также отклонения от нормы и от взаимного расположения поверхностей деталей и другие параметры их состояния.
Основная задача дефектовочных работ – не пропустить на сборку детали, ресурс которых исчерпан или меньше планового межремонтного срока, и не выбраковать годные без ремонта детали.
Организация работ по дефектации.
В достаточно крупных и специализированных ремонтных предприятиях для выполнения работ по дефектации создаются специальные участки.
Рис. 1. План размещения оборудования в отделении дефектовки деталей специализированного ремонтного предприятия (годовая программа ремонта 400—500 тракторов):
/ — рольганг; 2 — стол для дефектовки средних и мелких деталей; 3 — стол для дефектовки крупных деталей; 4 — ящик для утиля; 5 — стеллаж; 6 — шкаф для инструмента; 7 — конторский стол; 8 — кран-балка; 9 — стол для комплектования узлов.
Как видно из плана, отделение дефектовки включено в поточную технологическую линию (конвейер). Детали поступают из разборочно-моечного отделения и после дефектации направляются в отделение комплектования.
Рабочие места в отделениях дефектовки, по мере необходимости, оснащаются специальным оборудованием и инструментом. Примерный перечень оборудования приведен в таблице 1.
Таблица 1.Обобрудование участка дефектации.
Тип, чертежная модель
Габаритные размеры в плане, мм
Стол для дефектации деталей
Стол для дефектации металлоизделий (метизов)
Стол монтажный металлический
Шкаф с набором универсаль-ных инструментов
Шкаф для материалов и измерительного инструмента
Подставка для корпусных деталей
Контейнер для выбракованных
Контейнер для выбракован-ных подшипников
Стол для поверочной плиты
Автоматическая справочная установка
Центры универсальные для проверки валов
Стенд для испытания на герметичность головок блоков цилиндров ДВС.
Создание специальных отделений и специализированных рабочих мест позволяет увеличить производительность труда и улучшить качество работы. Пример рабочего места для дефектации крепежных деталей приведен на рисунке 2.
Рис. 2. Столы для дефектовки крепежных деталей
Рабочие места для дефектовки деталей оснащаются набором измерительного инструмента, контрольных приспособлений и приборов.
В мастерских общего назначения (в мастерских аграрных предприятий) годовая программа ремонта (годовой объем ремонтно-технических работ) недостаточен для создания поточных технологических линий. В таких мастерских дефектовка выполняется на тех рабочих местах, где производится ремонт агрегатов или восстановление деталей. При этом, необходимый для дефектации инструмент, приспособления и приборы могут постоянно находиться на данном рабочем месте, например на участках ремонта топливной аппаратуры, электрооборудования, двигателей и т. п., или в инструментальной кладовой, например инструмент, необходимый для дефектовки деталей трансмиссии, ходовой части и других агрегатов, ремонт которых выполняется в ремонтно-монтажном отделении.
В процессе дефектации все детали разделяют на Пять групп и Маркируют их краской Определенного цвета:
— годные, параметры которых находятся в пределах, допускаемых для использования с деталями, бывшими в эксплуатации или новыми;
— годные, параметры которых находятся в пределах,
допускаемых для работы только с новыми деталями;
— утратившие работоспособность, которую можно восстановить в условиях данного предприятия;
— утратившие работоспособность, ремонт и восстановление которых возможны только на специализированных предприятиях;
— те, которые по своему состоянию не могут быть использованы в дальнейшем; их сдают во «Вторчермет».
Методы дефектации Могут быть классифицированы в соответствии со схемой, изображенной на рисунке 3.
Рис. Методы дефектации деталей и сопряжений.
Осмотр— наиболее распространенный метод дефектации для выявления наружных повреждений деталей:
Осмотр возможен как Невооруженным глазом, так и с помощью Оптических средств: простых и бинокулярных луп, микроскопов.
Простукивание— используется для определения Плотности посадки шпилек, нарушения сплошности (целостности) деталей.
Метод основан на изменении тона звучания детали при нанесении по ней легкого удара молотком.
Звук глухой, дребезжащий – целостность детали нарушена.
Опробование вручную и проверка на ощупь – позволяет определить:
— свободный ход рычагов,
— эластичность резинотехнических деталей,
— наличие местного износа.
Органолептические методы в большинстве случаев не позволяют сделать окончательный вывод о состоянии детали, поскольку имеют Субъективный характер.
Измерение размеров.
Порядок измерения, применяемый инструмент и приспособления, место и число замеров оговаривается в соответствующих технологических картах.
Для выполнения измерений используются универсальные и специальные измерительные инструменты и приспособления, а так же контрольные средства.
Например:
— специальные – штангенрейсмус, штангензубомер (рис. 6), и др.;
Калибры для контроля шлицевых соединений.
Калибры для контроля отверстий.
Калибры для контроля валов.
Калибры для контроля конусных поверхностей.
Калибры для контроля длин.
Калибры для контроля расположения отверстий.
Рис. Калибры для контроля соосности отверстий.
Рис. Регулируемые калибры-скобы для контроля болтов.
Рис. 15. Использование калибров.
К этим методам относятся люминесцентная и цветная дефектоскопии (метод красок), применяемые для выявления поверхностных трещин в деталях, изготовленных из магнитных и немагнитных материалов.
Магнитная дефектоскопия применяется для обнаружения наружных скрытых дефектов (трещин) в деталях, изготовленных из стали и серого чугуна. Метод основан на появлении магнитного поля рассеивания вокруг дефекта при прохождении магнитно-силовых линий через деталь и концентрации ферромагнитного порошка по краям дефектного участка.
Для намагничивания деталей применяют стационарные и переносные магнитные дефектоскопы (М-217, 77МД-1, 77МД-ЗМ).
Трансформатор. Схема магнитного дефектоскопа.
Ультразвуковая дефектоскопия основана на способности ультра-звуковых колебаний распространяться в материале на большую глубину в виде направленных пучков и отражаться от дефектного участка вследствие разного изменения акустического сопротивления среды. В практике ремонтного производства используются дефектоскопы, работающие по теневому методу и методу отражения.
Дефект в виде трещины сварного шва
