Устройство цапфы ступицы колеса автомобиля

Поворотный кулак на ВАЗ 2107: для чего нужен

Что такое поворотный кулак, может ответить даже непосвящённый: очевидно, что это механизм, который обеспечивает повороты колёс при езде. Поворотный кулак фиксирует ступичные элементы переднего ряда колёс на ВАЗ 2107 и монтируется на верхнем и нижнем рычагах подвески.

Как только водитель начинает проворачивать руль в салоне, рычаг редуктора воздействует на рулевые тяги, которые, в свою очередь, тянут за собой поворотный кулак в левую или правую сторону. Таким образом и обеспечивается поворот передних колёс в ту или иную сторону.

Устройство поворотного кулака

Сам механизм изготавливается из высокопрочного чугуна, поэтому и отличается длительным сроком работы. По задумке конструкторов, этот узел должен выдерживать серьёзные нагрзуки и не «клинить» в самый ответственный момент. Стоит подчеркнуть, что на ВАЗ 2107 поворотный кулак действительно является одним из самых надёжных элементов: большинство водителей ни разу не меняют его на протяжении всего периода эксплуатации автомобиля.

В конструкции передней подвески «семёрки» используются сразу два поворотных кулака — левый и правый. Соответственно, элементы имеют небольшие различия крепежа, однако по остальным параметрам полностью идентичны:

  • производитель — АвтоВАЗ;
  • вес — 1578 г;
  • длина — 200 мм;
  • ширина — 145 мм;
  • высота — 90 мм.

Основными элементами поворотного кулака считаются:

  1. Цапфа — это часть оси, на которой находится подшипник. То есть цапфа служит опорой для вращательного движения колёс.
  2. Шкворень — стержень шарнира поворотного соединения.
  3. Ограничитель поворота колёс — устройство, которое не даёт кулаку проворачиваться на максимум из-за опасности потери управления.

avtoexperts.ru

Это вал, ось или же часть от него, где размещаются подшипники (опоры). Как правило, такой узел представлен с осью и площадкой для крепления к «барабану» или «кулаку». Есть литые цапфы-кулаки, прекрасный пример БМВ Е39 и другие из семейства.

Существует разновидность цапф, как направляющих втулок для шрусов, как правило, устанавливают в «кулаки» передне (ВАЗ 2108-15) и задне приводных авто.

Как понимаете, она может быть, как передней, так и задней, отличия в конфигурациях. Задние цапфы в переднеприводных автомобилях, имеют площадку крепления к «барабану». В большей части современных авто, спереди их делают литыми с кулаком, естественно это модели с задним приводом, но, есть и переднеприводные, тогда речь не о самой цапфе, а только, о её направляющей (втулке), роль самой цапфы в таких случаях, выполняет шрус, полуось. Подробней можете рассмотреть на картинке.

В общем, запомните, у большинства авто с передним приводом, цапфами оснащаются задние колеса. Модели с задним приводом, имеют конфигурацию сзади через шрусы (модели БМВ), но с втулками цапфы, спереди классическая повортная цапфа. В полноприводных авто, как НИВА и УАЗ, на цапфу подшипники устанавливаются, как снаружи, так и внутри.

Устройство цапфы

Устройство и конфигурации детали, могут отличаться, причины этого разобрали выше. У некоторых автомобилей, например, где из опций представлена автоматическая подкачка шин, строение оси другое, причем, независимо от привода. В таких случаях, в полостях между втулкой и вращающейся полуосью, шрусом, создается закрытое пространство, отделенное сальниками, для предотвращения утечки воздуха. Далее, по специальным трубопроводам воздух подается в шину.

В зависимости от того, на какую часть вала припадает больше давления и соответственно ставится подшипник, меняется и название. К примеру, если посередине – это «шейка», если на конце, то шип или «пята» цапфы.

Ресурс и неисправности

Как правило, точных «пробегов» для детали нет, все довольно индивидуально. В среднем автомобили могут «пройти» 100 000 и 200 000 км, не испытывая проблем

Все внимание здесь нужно направлять на своевременную замену подшипников ступицы. Именно из-за не своевременной замены таких важных элементов и происходит износ цапфы, банальная выработка металла, которая приводит к возникновению люфта

Вполне вероятно, что может заклинить подшипник, отчего пойдет неравномерная выработка цапфы, после чего необходима наплавка металла и поиски хорошего токаря, либо покупка новой детали.

Как уже поняли, основные неисправности – это появление дефектов на оси из-за подшипников и срезание резьбы, из-за чрезмерного воздействия на гайку фиксирующую ступицу. Проблемы могут быть вызваны попаданием колес в глубокие выбоины и ямы.

Признаки неисправностей и как заменить?

Определим, какие симптомы могут встречаться с такой деталью:

1. Появившийся люфт ступицы.

2. Доносящийся стук во время поворота руля.

3. Стуки даже во время езды по прямой дороге, с небольшими ямками.

Провести диагностику элемента, без разбора всего узла практически не возможно. Придется снимать колеса, раскручивать ступицу, снимать тормозной узел, датчики. Это касается осей цапфы, если речь идет о втулке, то на некоторых моделях, можно обойтись визуальным осмотром. Как правило, после высвобождения «гранаты» и ступицы из посадочного места, видно, изношена ли направляющая или нет.

Как снять деталь:

• Первым делом, ставим автомобиль на ровную площадку и снимаем колесо.

• Откручиваем суппорта, снимаем мешающиеся датчики.

• Развальцовываем «шейку», закрывающую стопорную гайку ступицы и откручиваем последнюю.

Кстати, нужно снять тормозной диск, он явно будет мешать.

• Выкручиваем ступицу с помощью болтов крепящих колесо. Зачастую необходимо приложить несколько легких ударов молотком, чтобы дело пошло легче.

• Далее открывается «голая» ось, подшипники скорей всего «съехали» вместе со ступицей.

• Теперь все внимание на конструкцию цапфы, если она спереди расположена, то осмотрите её, возможно, она впрессована и составляет единое целое с поворотным кулаком. Если задались ремонтом задней цапфы, то в большинстве случаев, производители делают их съемными

Сзади цапфы зачастую съемные с «барабана», они фиксируются на четырех болтах, поэтому трудностей быть не должно.

А вообще, информацию лучше изначально узнавать в интернете, потому что, если деталь не съемная, придется менять узел целиком. В крайнем случае, наплавлять металл, а после проводить заточку под нужную «геометрию». Последний вариант не рекомендуем, выгодней купить новый элемент и заменить узел полностью.

Признаки неисправности

Как отмечают все владельцы ВАЗ 2107, самая распространённая неисправность поворотного кулака заключается в его деформации — в процессе долгих лет езды или после ДТП. Водитель может быстро выявить эту проблему по следующим «симптомам»

  • машину «тянет» влево или вправо при езде;
  • очень быстро изнашивается резина на передней паре колёс;
  • люфт подшипника ступицы как результат износа всей оси.

Однако уход машины с заданной траектории и быстрый износ шин могут свидетельствовать также и о нарушении баланса схода-развала. Поэтому потребуется обратиться к специалистам, чтобы узнать наверняка корень всех зол: деформирован ли поворотный кулак или же это просто нарушен баланс угла развала-схождения.

Причины поломки и замена ступицы

Из-за поломанной ступицы может барахлить тормозная система. Если вовремя обнаружить и устранить поломку детали, можно избежать серьёзных аварий и трат на более сложный ремонт. Причинами поломки детали подшипника могут стать: агрессивная и неаккуратная езда, «дрифтование», протирание брюхом автомобиля гравия, песка или грязевой жижи на дорогах, регулярное попадание колёсами в ямы и на кочки, перегруз. В некоторых случаях, запчасть может выйти из строя из-за изначального брака при сборке на заводе. Среди основных признаков выхода из строя запчасти – слабые толчки, неприятный звук, ощущение вибрации кузова, укачивание.

Определить поломку ступицы поможет стук и слух

– Первый способ – постучать о колесо ногой. От лёгких ударов шины не должны ни шататься, ни люфтовать. Если же ощутили шатание или заметили зазор между запчастями при постукивании, то это сигнал о поломке.

– Другой вариант – прислушаться во время езды. Если из-под колёс доносится неприятный режущий звук или любой другой посторонний шорох – деталь колеса следует немедленно заменить.

На передних и задних колёсах неисправность запчасти определяют по-разному. На передних шинах это сделать проще. Нужно разогнать автомобиль до скорости 60 км/час и выше и повилять по дороге в разные стороны. Если поломался левый подшипник, то звук будет усиливаться на левом повороте, а если правый – соответственно при повороте вправо. Неисправные ступицы на задних колёсах ведут себя иначе. Определить, какая поломалась – трудно. Бывает, что неприятный звук доносится справа, но сломана левая запчасть. Опытные автомобилисты советуют приподнять корму авто, после чего покрутить колесо в разные стороны. Одно и другое. Там, где услышите хруст, посторонний звук или обнаружите люфт – нужен ремонт либо замена детали.

Диаметр — цапфа — вал

Диаметр цапф вала следует выбирать наименьшим, имея в виду, что при неизменном относительном зазоре между цапфой и валом потеря трения пропорциональна кубу ее диаметра; при этом надо однако сообразоваться с критическим числом оборотов ротора. При консольной подвеске рабочего колеса это обстоятельство является определяющим.

Поскольку диаметр цапфы вала d 25 мм задан по конструктивным соображениям и уменьшен быть не может, в рассчитываемом редукторе принят подшипник № 205, указанный выше.

Схема маслопроводов при циркуляционной смазке.| Уплотнения вала в машинах с водородным охлаждением. а — торцевое уплотнение. б — цилиндрическое уплотнение.

Подшипниковые втулки небольших машин с диаметром цапфы вала от 50 — 60 мм обычно исполняются из фосфористой бронзы.

Выбор таких подшипников обычно производится по диаметру цапфы вала с учетом заданных условий работы.

После установления диаметра выходного конца вала назначается диаметр цапф вала ( несколько больше диаметра выходного конца) и производится подбор подшипников. Диаметр посадочных поверхностей валов под ступицы насаживаемых деталей для удобства сборки принимают больше диаметров соседних участков. В результате этого ступенчатый вал по форме оказывается близок к брусу равного сопротивления.

Подбор подшипников производится по коэффициенту С и диаметру цапфы вала.

Выбрав тип подшипника и определив коэффициент его работоспособности, подбирают по каталогу или по справочникам серию и размер подшипника в зависимости от диаметра цапфы вала, на который будет посажен подшипник. Подбор начинают с легкой серии. Если значение расчетной работоспособности С для заданного диаметра цапфы будет больше табличного, переходят к следующей серии. Обычно подшипники одного и того же типа устанавливают на обеих опорах вала одинакового размера. В этом случае подбор подшипников производят по коэффициенту работоспособности той опоры, для которой он больше.

Способ L В результате расчетов зубьев на прочность, износостойкость и др., конструктор получает параметры колеса: модуль т, число зубьев г и диаметр DB цапфы вала, на котором монтируется колесо.

Для выбора подшипников должны быть намечены и известны следующие факторы и параметры: величина, направление и характер изменения нагрузок; какое кольцо подшипника и с какой частотой вращается; диаметр цапфы вала и наружные габариты подшипников узла; желаемый срок службы; рабочая температура подшипникового узла и основные свойства окружающей среды ( запыленность, влажность, наличие паров кислот и пр.

Если значительно выше С даже при применении подшипника легкой серии ( что часто имеет место для тихоходных валов редукторов с цилиндрическими прямозубыми колесами и для валов колес червячных редукторов), то диаметр цапфы вала уменьшать ни в коем случае не следует, так как он определен из расчета на прочность; расчетная долговечность подшипника будет намного больше регламентированной.

Мощность, передаваемая шестерней, N20 кет, угловая скорость вала ш 153 рад / сек, угол наклона зубьев рд8 06 34, диаметр делительной окружности 6 100 мм, срок службы подшипника А8000 ч, диаметр цапфы вала под подшипники of 35 мм, а 90 мм, & — 50 мм.

Если Скат значительно выше С ( Скат С) даже при применении подшипника легкой серии ( что часто имеет место для тихоходных валов редукторов с цилиндрическими прямозубыми колесами и для валов колес червячных редукторов), то диаметр цапфы вала уменьшать ни в коем случае не следует, так как он определен из расчета на прочность.

Мощность, передаваемая шестерней, Л / 20 кет, угловая скорость вала ш153 рад / сек, угол наклона зубьев рй8006 34, диаметр делительной окружности ds 100 мм, срок службы подшипника / 18000 ч, диаметр цапфы вала под подшипники af 35 мм, а 90 мм, Ь 50 мм.

Расчетный диаметр вала является ориентировочным размером подшипниковой опоры, так как при ее расчете неизвестны его конструктивные параметры, влияющие на точность и выносливость. Диаметры цапф валов и осей, определенные по действующим нагрузкам, могут быть посадочными размерами для подшипников качения в случае совпадения размеров выбранного подшипника по требуемой долговечности и диаметру посадочного отверстия. При несовпадении размеров отверстия подшипника с цапфой вала или оси диаметр вала назначают в соответствии с размером отверстия подшипника, но не менее расчетного диаметра вала.

Конструирование вала

Вал –
деталь машины, передающая вращающий
момент и поддерживающая вращающиеся
детали. Различают валы прямые (гладкие
и ступенчатые), коленчатые, валы-шестерни
и т. д.

Валам,
как правило, придают ступенчатую форму,
обеспечивающую удобства при последовательной
посадке на них деталей (рис. 2). Кроме
того, ступенчатая форма близка по форме
к балкам равного сопротивления.

Рис.
2. Конструктивные элементы вала:1– 
буртик; 2
–цапфа (шейка);3
– переходный участок; 4
– подступичный участок;
5

– бурт;6 –
канавка; 7
– шпоночный паз; 8 –
переходный участок;9 –
цапфа (шип); 10 – фаска

Концевые
опорные участки валов и осей называют
цапфами (шипами). Цапфы (шейки) валов и
осей, когда в опорах установ­лены
подшипники скольжения, выполняют:
цилиндрическими (рис. 3,а,б)
или коническими (рис. 3, в).
В
большинстве случаев цапфы валов и осей
для подшипников скольжения имеют
цилиндрическую форму с закругленным
переходом (галтелью) и с заплечиком
(буртиком) для односторонней фиксации
в осевом направлении (рис. 3, а).
В случае необходимости двусто­ронней
осевой фиксации вала (оси) в одной опоре
цапфа снабжает­ся дополнительным
буртиком (рис. 3, б).

абв

Рис.
3. Цапфы валов и осей под подшипники
скольжения

В
целях облегчения монтажа и центрирования
наса­живаемых деталей на валах
предусматривают фаски. Размер фаски с
углом 45° назначают с учетом диаметра
участка
валаdi
в
пределах с = (0,03…0,05)di.
Плавный
переход от меньшего диаметра di
к
большемуd i+1
выпол­няют галтелью с радиусом
закругленияr
0,4 (d i+1
— d i).
Рекомендуется
выбирать размеры фасок и радиусов
закруглений из следующего предпочти­тельного
ряда (в мм): 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10;
16; 25
и т. д. Возможно также применение
размеров из 2-го ряда (в мм): 0,12; 0,2; 0,3; 0,5;
0,8; 1,2; 2; 3; 5; 8; 12; 20 и т. д.

При
разработке чертежа вала из конструктивных
и технологических соображений его форму
упрощают, а полученные размеры округляют
до ближайших нормальных (табл. 2), кроме
заданных расстояний между опорами и
закрепленными на валу зубчатыми колесамиl1,l2,l3.
Длину
подступичных частей вала в местах
посадки зубчатых колес (рис. 2) принимают
в пределах lc= (1,1…1,3)dc,
где dc
– диаметр вала в месте ступицы.

Таблица
2

Нормальные
линейные размеры, мм

3,2

5,6

10

18

32

56

100

180

320

560

3,4

6,0

10,5

19

34/35

60/62

105

190

340

600

3,6

6,3

11

20

36

63/65

110

200

360

630

3,8

6,7

11,5

21

38

67/70

120

210

380

670

4,0

7,1

12

22

40

71/72

125

220

400

710

4,2

7,5

13

24

42

75

130

240

420

750

4,5

8,0

14

25

45/47

80

140

250

450

800

4,8

8,5

15

26

48

85

150

260

480

850

Для
осевого фиксирования деталей (подшипников,
зубчатых колес и др.) на валах выполняют
упорные буртики или заплечики (рис. 4,а – д).

Переходные
участки валов между соседними ступенями
разных диаметров выполняют радиусной
галтелью (рис. 4,а)
или в форме канавки (рис. 4, б
– д
). Высота
упорных
буртиков (рис. 4, г)
для фиксирования подшипников должна
обеспечивать их демонтаж и подход
смазочного материала.

а
б в г
д

Рис.
4. Сопряжения ступеней вала

Диаметры
посадочных поверхностей (под ступицы
колес, шкивов, звездочек и т. п.) следует
выбирать из стандартного ряда посадочных
размеров.

Технические
условия на изготовление валов зависят
от требований к конструкции. Шероховатость
посадочных поверхностей в местах
установки подшипников на валу и в корпусе
должна соответствовать по ГОСТ 2789—73Ra =
1,25…3,2 мкм. Такую шероховатость
целесообразно получать шлифованием.
Для выхода шлифовальных кругов выполняют
канавку: по рис. 5,а,б

при шлифовании поверхности вала; по

рис. 5, в – при
шлифовании отверстия в корпусе. Размеры
канавок (мм) приведены в табл. 3.

Таблица
3

d

b

h

R

R1

св.
10 до 50

3

0,25

1,0

0,5

св.
50 до 100

5

0,5

1,6

0,5

св.
100

8

0,5

2,0

1,0

Рис.
5. Форма и размеры канавок для выхода
шлифовального
круга

Что такое цапфа?

Цапфа — это часть вала и вал в сборе, на котором размещен подшипник, или несколько подшипников. Поворотный кулак устанавливается как на переднюю, так и на заднюю ось. Существует множество исполнений цапфы в зависимости от типа подвески, применяются разные сплавы. Далее рассмотрим поворотный кулак со всех сторон.

Устройство цапфы

Чаще всего цапфа изготавливается из легированной стали, чугуна и алюминия. Главным требованием к изделию является прочность и способность выдерживать ударные нагрузки. Особенность поворотных кулаков, кроме алюминиевого, при повреждении они лопаются, а значит не поддаются ремонту.

Поворотный кулак делится на три категории:

  • для передней оси независимой подвески;
  • для задней оси полузависимой подвески;
  • для задней оси независимой подвески.

Передняя ось

Цапфой здесь называют поворотным кулаком за возможность поворачивания колес. Кулак имеет ось для конических подшипников или отверстия под ступичный узел. Крепится к подвеске за счет шаровых опор рычагов:

  • на двухрычажной подвеске (ВАЗ 2101-2123, “Москвич”) цапфа крепится к двум рычагам через нижнюю и верхнюю шаровую опору;
  • на подвеске типа МакФерсон нижняя часть кулака крепится через шаровую к рычагу, верхняя часть предусматривает крепление к амортизатору, который держится за счет опоры на кузовном стакане.

Помимо прочего, на цапфе предусмотрены отверстия или сошки под крепление рулевого наконечника, за счет чего колеса способны поворачивать при усилии на руль.

Задняя ось

Кулак задней подвески имеет разные модификации:

для балки (полузависимая подвеска) цапфа имеет несколько отверстий для крепления к балке, ось под ступичный узел, а также резьбу для крепления ступичного подшипника. Цапфа крепится к балке, ступичный узел выпрессовывается на ось цапфы, после зажимается центральной гайкой;

для независимой подвески предусмотрена цапфа аналогичной конструкции, что и в передней подвеске. К кулаку крепится один или несколько рычагов, также есть модификации (алюминиевая цапфа), где в кулак выпрессовывается плавающий сайлентблок. Чаще всего в задний кулак подшипник не выпрессовывается, вместо это 4 или 5 болтами крепится ступичный узел.

Срок службы цапфы и причины поломки

Срок службы поворотного кулака рассчитан на всю эксплуатацию авто. Выход из строя цапфы может быть в нескольких случаях:

  • ДТП, когда при сильном ударе происходит деформация подвески и разлом кулака;
  • попадание в глубокую яму на высокой скорости, для алюминиевых кулаков приводит к их деформации, а значит невозможности стабилизировать развал-схождение колес;
  • износ посадочного места под ступичный подшипник, возникает вследствие долгой езды с незатянутой ступичной гайкой, а также из-за эксплуатации авто с неисправным подшипником (сильный люфт создает сильное трение и вибрацию).

Крайне редко возникают ситуации, когда возникает выработка в посадочных местах под палец рулевого наконечника и шаровой опоры. В данном случае сильная затяжка не помогает, шарниры все равно болтаются в “ушах” кулака, эксплуатация авто при этом запрещена.

Передний кулак

Для замены кулака требуется сразу же заменить ступичные подшипники или узел в сборе. Перед демонтажом необходимо сразу сорвать центральную гайку ступицы (требуется длинное плечо), а также сорвать гайки крепления шаровых опоры, рулевого наконечника. После колесо вывешивается, снимается. Первым разъединяется наконечник рулевой тяги, за счет этого цапфа будет свободно вращаться. Далее демонтируется шаровая опора (если привод передний, то снимается амортизатор) и кулак снят

Важно заранее обработать соединения “жидким ключом”, так как болты и гайки подвески часто подвергаются коррозии. Монтаж цапфы производится в обратном порядке

Задний кулак

Если подвеска независимая, то принцип демонтажно-монтажных работ одинаков. Для цапфы полузависимой балки достаточно снять колесо, после открутить 4 болта, которыми крепится кулак. Если вы оставляете старую ступицу, ее следует выпрессовать, но это возможно при наличии трехлапого съемника или гидравлического пресса. При установке новой цапфы болты крепления должны быть новыми, обязательно обработаны медной смазкой. 

После монтажа нового кулака обязательно отрегулируйте подшипники, а также обеспечьте ступичный узел достаточным количеством смазки.

Срок службы цапфы и причины поломки

Срок службы поворотного кулака рассчитан на всю эксплуатацию авто. Выход из строя цапфы может быть в нескольких случаях:

  • ДТП, когда при сильном ударе происходит деформация подвески и разлом кулака;
  • попадание в глубокую яму на высокой скорости, для алюминиевых кулаков приводит к их деформации, а значит невозможности стабилизировать развал-схождение колес;
  • износ посадочного места под ступичный подшипник, возникает вследствие долгой езды с незатянутой ступичной гайкой, а также из-за эксплуатации авто с неисправным подшипником (сильный люфт создает сильное трение и вибрацию).

Крайне редко возникают ситуации, когда возникает выработка в посадочных местах под палец рулевого наконечника и шаровой опоры. В данном случае сильная затяжка не помогает, шарниры все равно болтаются в “ушах” кулака, эксплуатация авто при этом запрещена.

Замена цапфы — трудоемкий процесс. Рассмотрим несколько вариантов.

Передний кулак

Для замены кулака требуется сразу же заменить ступичные подшипники или узел в сборе. Перед демонтажом необходимо сразу сорвать центральную гайку ступицы (требуется длинное плечо), а также сорвать гайки крепления шаровых опоры, рулевого наконечника. После колесо вывешивается, снимается. Первым разъединяется наконечник рулевой тяги, за счет этого цапфа будет свободно вращаться. Далее демонтируется шаровая опора (если привод передний, то снимается амортизатор) и кулак снят

Важно заранее обработать соединения “жидким ключом”, так как болты и гайки подвески часто подвергаются коррозии. Монтаж цапфы производится в обратном порядке

Задний кулак

Если подвеска независимая, то принцип демонтажно-монтажных работ одинаков. Для цапфы полузависимой балки достаточно снять колесо, после открутить 4 болта, которыми крепится кулак. Если вы оставляете старую ступицу, ее следует выпрессовать, но это возможно при наличии трехлапого съемника или гидравлического пресса. При установке новой цапфы болты крепления должны быть новыми, обязательно обработаны медной смазкой. 

После монтажа нового кулака обязательно отрегулируйте подшипники, а также обеспечьте ступичный узел достаточным количеством смазки.

Контроль качества отливок

В повышение качества отливок ведущая роль принадлежит контролю, с помощью которого устраняется опасность попадания дефектных отливок на операции механической обработки и сборки, а также создаются условия для критического анализа и совершенствования технологии литейного производства.

По ГОСТ 15467-79 качество продукции это совокупность свойств продукции, обуславливающих ее способность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Формирование качества отливок обуславливается многими технологическими, экономическими и организационными факторами, отражающими общий технический уровень производства. В литейных цехах применяют сложный технологический процесс, связанный с использованием

большой номенклатурой материалов. В таких условиях производство

высококачественных отливок может быть достигнуто только на основе строгого соблюдения соответствующих стандартов на всех этапах технологического цикла. При этом на качество отливок влияют следующие основные факторы:

— качество исходных формовочных, шихтовых и вспомогательных материалов;

— уровень механизации и автоматизации технологического процесса;

— соблюдение технологического процесса на всех стадиях производства отливок;

— организация производства и хозяйственный механизм управления литейным цехом.

Номенклатура показателей качества отливок устанавливается стандартами или техническими условиями. В зависимости от характеризуемых свойств продукции установлено 11 групп показателей качества, из которых для оценки отливок общего назначения по ГОСТ 4.439 — 86 рекомендуется использовать только пять:

— классификационные показатели (марка сплава, масса отливки, класс точности, группа сложности);

— показатели назначения (временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение и сужение, ударная вязкость, твердость, микроструктура);

— показатели технологичности и экономного использования металла (припуск на механическую обработку, допуски на необрабатываемые размеры отливки);

— показатели качества отливки (шероховатость поверхности по ГОСТ 2789- 73);

— экономические показатели (экономический эффект, себестоимость).

отливка песчаный опока литниковый

Заключение

В курсовой работе разработана технология изготовления отливки из стали 35Л в разовой песчано-глинистой форме. В пояснительной записке определили конфигурацию и положение отливки в форме, установили необходимые припуски на механическую обработку, определили количество и размеры стержней, сделали необходимый расчет по литниковой системе, выбрали необходимые по размерам опоки верха и низа, подобрали подмодельные плиты, подобрали штыри центрирующий и направляющий для модельных плит, осуществили крепления моделей отливок, питателей, шлакоуловителей, выбрали формовочную и стержневую смеси и противопригарное покрытие, рассчитали массу груза.

Используется один цилиндрический стержень, для оформления отверстия в корпусе цапфы.

Стержни изготавливаются из холоднотвердеющей смеси на основе «BETA-SET»-процесса.

При производстве данных отливок могут возникнуть следующие дефекты: неметаллические включения, ликвация, залитый шлак, поверхностные газовые раковины, песчаные раковины, пригар, намыв и возможно другие дефекты.

Для предотвращения вышеперечисленных дефектов необходимо переходить от выборочного контроля к контролю каждой отливки. Установить взаимосвязь между факторами, влияющих на качество отливки, определять степень влияния каждого фактора и направить мероприятия на устранение дефекта.

Технологические решения приняты с учетом мер по охране и защите окружающей среды.

Литература

1. Швабауэр В.И. Технологическая оснастка литейного производства : учебное пособие к курсовому проекту / В.И. Швабауэр, В.А. Кондрашов. — Челябинск: ЧГТУ, 1991. — 68 с.

2. Формовочные материалы и технология литейной формы: Справочник / Под общ.ред. С.С. Жуковский. — М.: Машиностроение, 1993. — 432 с.

3. Технологические основы литейного производства : Учебное пособие для студентов заочного обучения по специальности 1104 / В. Швабауэр — Челябинск: Литейное производство, ЮУрГУ, 2001. — 106 с.

4. Сафронов В.Я. Справочник по литейному оборудованию / В.Я. Сафронов. — М.: Машиностроение, 1985. — 320 с.

5. Формовочные материалы и технология литейной формы: Справочник / Под ред. С.С. Жуковского. — М.: Машиностроение, 1993. — 432 с.

6. Дубровин В.К. Технология литейного производства : учебное пособие / В.К. Дубровин, А.В. Карпинский, Л.Г. Знаменский. — Челябинск: ЮУрГУ, 2006. — 145 с.

Размещено на Allbest.ru

Состав стали цапфы

Когда делается новая цапфа поворотного кулака, то очень большое внимание уделяют размеру и качеству обработки. Мастера используют литьё при изготовлении запчасти и применяют сталь 35ХГСА

В состав такой стали входят:

  1. Углерод содержится в металле для получения стали, именно в сплаве с ним железо становится сталью и получает положенные ей свойства во время термической обработки.
  2. Сера с фосфором играют роль вредных примесей, которые остаются в металле. Из-за них материал твердеет и во время обработки образуются горячие трещины. Примеси снижают вязкость в твёрдом состоянии и делают металл хрупким при минусовых температурах. Поэтому содержание серы и фосфора строго ограничено.
  3. Кремний и марганец литейщик добавляет в жидкий металл. Примеси играют роль раскислителей во время выплавки. Эти примеси полезны и остаются в стали, так происходит частичное удаление серы.

С другой стороны, цапфа ступицы колеса может быть изготовлена из легированной или углеродистой стали это повысило бы безопасность и ощутимо увеличило срок службы детали. Но так не делается, потому что при изготовлении материал проходит многоступенчатую термообработку. Таким образом, даже сталь 35 ХГСА получает хорошую твёрдость и прочность, и при этом стоит намного меньше легированной или углеродистой.

Что такое цапфа ступицы колеса автомобиля

Что такое цапфа в автомобиле? Это механизм представляющий собой часть вала или ось, на которой расположен подшипник. Данная деталь, называется по-разному, зависит это от места расположения. Если располагается на краю вала, то называется шип. Деталь, которая в середине вала называется шейкой. Если же цапфа концевая и принимает на себя осевые нагрузки, то носит название пята.

Устройство поворотной цапфы

Что же такое цапфа в машинах с полным приводом и чем она отличатся от обычной? Данная деталь, имеет несколько конструктивных особенностей по сравнению с обычной цапфой. В полноприводном автомобиле она состоит из двух частей: шаровая опора и собственно сама деталь.

Шаровая опора перекрывает собой внутреннюю полость, мусор не попадает внутрь, при этом делает возможным поворот. Сама поворотная цапфа играет роль связующего звена, между ступицей и шаровой опорой. Некоторые машины оснащены системой накачки колес, в них используются специализированные цапфы, оснащённые отверстием, по которому, осуществляется подкачка. У детали такого вида характерная резьбовая часть, посадочная поверхность под подшипник, втулка под сальник, втулка вилки наружной полуоси и, конечно, опорная шайба.

Функции:

  1. Резьбовая часть обеспечивает нужный натяг во время регулировки подшипников ступицы, удерживает колесо на положенном ему месте. Мастер нарезает резьбу с шагом в два миллиметра, чтобы поверхность выполнила положенные ей функции.
  2. Посадочная поверхность под подшипники обеспечивает натяг нужный для установки подшипников, защищает его от проскальзывания в будущем и держит под контролем люфт в самой ступице.
  3. Специальная втулка под сальник сэкономит хозяину автомобиля некоторое количество денежных средств. Без этой части придётся делать дополнительную наплавку на рабочую поверхность, а потом ещё обтачивать и шлифовать, а так замена старой втулки на новую спасёт положение.
  4. Втулка вилки наружной полуоси выполняет такие же функции. Единственное отличие заключается в том, что к этой детали предъявляются более высокие требования. Это делается для того, чтобы сделать зазор в паре трения минимальным.
  5. Опорная шайба исключает возможные утечки воздуха, уплотняя шаровую и цапфу. Она играет не такую важную роль, как другие детали, так что к ней в основном предъявляются требования повышенной износоустойчивости во время продолжительной работы.

Состав стали цапфы

Когда делается новая цапфа поворотного кулака, то очень большое внимание уделяют размеру и качеству обработки. Мастера используют литьё при изготовлении запчасти и применяют сталь 35ХГСА. В состав такой стали входят:

В состав такой стали входят:

  1. Углерод содержится в металле для получения стали, именно в сплаве с ним железо становится сталью и получает положенные ей свойства во время термической обработки.
  2. Сера с фосфором играют роль вредных примесей, которые остаются в металле. Из-за них материал твердеет и во время обработки образуются горячие трещины. Примеси снижают вязкость в твёрдом состоянии и делают металл хрупким при минусовых температурах. Поэтому содержание серы и фосфора строго ограничено.
  3. Кремний и марганец литейщик добавляет в жидкий металл. Примеси играют роль раскислителей во время выплавки. Эти примеси полезны и остаются в стали, так происходит частичное удаление серы.

С другой стороны, цапфа ступицы колеса может быть изготовлена из легированной или углеродистой стали это повысило бы безопасность и ощутимо увеличило срок службы детали. Но так не делается, потому что при изготовлении материал проходит многоступенчатую термообработку. Таким образом, даже сталь 35 ХГСА получает хорошую твёрдость и прочность, и при этом стоит намного меньше легированной или углеродистой.

Определение формовочных уклонов

Формовочные уклоны определяются по ГОСТ 3212-92. Они назначаются с учетом высоты поверхности, способа литья, который применяется изготовления для данной детали и материала модельного комплекта.

Отливка формуется в горизонтальном положении, высота формообразующей поверхности 30 ммв нижней и верхней полуформах. При использовании металлических моделей для обеихповерхностей формовочный уклон составляет 1°45′.

Модели выполняются из алюминиевых сплавов (ГОСТ 1583-93).

8. Определение размеров стержневых знаков

Чертеж отливки (ФМ427.150104.18.00.00СБ), выполненный в соответствии с требованиями ГОСТа 3.1125-88. Технические условия на изготовление и приемку отливок указаны в задании.

С целью упрощения модельной оснастки, для снижения трудозатрат и получения полости в отливке необходимо изготовить болван в виде кольца.

Используем 1 стержень: для образования отверстия в корпусе цапфы.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий