מגוון אופטימיזציה של מחברי רכב וחומרים וטיפול בחום

על פי הסטטיסטיקה, ישנם כ-240 תקנים נפוצים למוצרי חלקי תקן לרכב שיצאו ויושמו, המכסים רכיבי איטום לומן, מחברים לחיבור קווי צינור, דסקיות, ברגים, אומים, ברגים וכו', מתוכם 115 תקנים קשורים. מחברי מתכת, המהווים כ-48 אחוזים. עם ההתפתחות המתמשכת של תעשיית הרכב, על מנת לבלום את העלייה בעלויות הייצור והניהול הנגרמות כתוצאה מהמספר ההולך וגובר של מחברי מתכת (להלן מחברים לרכב), יצרני רכב שונים השוו וייצבו מחברים מארבעה היבטים: מבניים: אלמנטים, חומרים, טיפול בחום וטיפול פני השטח. מאמר זה דן בכך.

1.1 ברגים

עבור מכלול בורג משושה פלוס מכונת כביסה קפיצית, כאשר עומס קדם הבורג נמוך, האפקט נגד התרופפות טוב יותר. עם זאת, מכיוון שמכונת השטיפה הקפיצית אינה משמשת לחלקים חשובים, הברגים עם מנקי קפיצים מהודקים בעיקר בעזרת מפתחות פנאומטיות בדיוק של כ-40 אחוזים בייצור. מומנט ההרכבה ופיזור הכוח הצירי גדולים. מכונת הכביסה הקפיצית נמצאת לעתים קרובות במצב שטוח, ואף יש בה סיכון להרחבת הטבעת. הביצועים בפועל נגד התרופפות של מכלול הבורג בתוספת מכונת הכביסה הקפיץ אינם ניתנים לשליטה, לא יכול לעמוד בדרישות עיצוב המוצר. עבור ברגי אוגן משושה, ישנם היתרונות הבאים.

① תחת אותו מפרט הברגה, שטח התמיכה של בורג אוגן משושה גדול יותר מזה של בורג ראש משושה, מה שיכול לפזר טוב יותר את הלחץ על משטח התמיכה ולמנוע עיוות של החלקים המחוברים;

② תחת אותו מקדם חיכוך, ההשפעה נגד איבוד של בורג אוגן טובה יותר מזו של בורג משושה;

③ על מנת למנוע את החיכוך בין קצה השרוול לחלק המחובר הפוגע בפני השטח של החלק המחובר, בורג האוגן חסכוני יותר ממכלול בורג המשושה עם מכונת כביסה שטוחה.

מועדפים ברגי אוגן משושה, וברגים לראש משושה, ברגי ראש משושה בתוספת מנקי קפיצים, בריחי ראש משושה בתוספת מנקי קפיציים פלוס מנקי שטוח, וברגי ראש משושה פלוס מנקי שטוח מוגבלים.

1.2 ברגים

צורת ההברגה של הבורג היא הברגה פנימית. צורות ההנעה כוללות משושה פנימית, חריץ צולב ומשושה פנימי. סוגי הראש כוללים ראש עגול, אוגן ראש גלילי, ראש עגול שטוח, אוגן ראש עגול שטוח, ראש מחבת, אוגן ראש מחבת, ראש שקוע וראש שקוע למחצה.

מכיוון שגם הדרישות ליעילות ההרכבה משתפרות כל הזמן, עדיפות ברגי Torx משושה, מבנים סטנדרטיים עוברים אופטימיזציה, והשימוש בברגים משושה וברגים שקועים צולבים מוגבל בהדרגה.

1.3 אגוזים

אפקט השימוש של אום אוגן משושה זהה לזה של בורג אוגן משושה. אם המבנה מאפשר, אום אוגן משושה עדיף. עבור חלקים עם דרישות מיוחדות למניעת התרופפות, יש לקחת בחשבון אומי נעילת מומנט יעילים, כגון כל אומי הנעילה ממתכת ואגוזים שאינם מתכתיים. מכיוון שאגוז הנעילה כולו מתכתי ננעל על ידי עיוות של החוט, הוא אינו מתאים לחלקים המפורקים לעתים קרובות; לאום הנעילה שאינו מתכתי יש יכולת שימוש חוזרת טובה, אך על פי דרישות התקן של מחברים, למעט המנוע, טמפרטורת היישום שלו היא פחות או שווה ל-120 מעלות. בפרט, יש לציין כי אום הנעילה האפקטיבי מסוג מומנט צריך להתגבר על המומנט הנוסף הנגרם על ידי עיוות אום או מכניסות לא מתכתיות במהלך ההתקנה, ולכן יש לאשר את המומנט. ייתכן שכוח ההידוק לא יספיק בהרכבה בהתאם לערך המומנט של האום הרגיל, וקיים סיכון לשימוש.

חוט 1.4

מכיוון שכושר הנשיאה ויכולת האנטי-התרופפות של חוט דק גבוהים מזו של חוט גס, יש לבחור בחוט עדין ככל האפשר בעת בחירת מחברים מושחלים גדולים יותר, וניתן גם לצמצם את מגוון מחברי הברגה. ניתן לראות מטבלה 1 שבדרך כלל, יש רק שיניים גסות מתחת ל-M12 ושיניים עדינות מעל ל-M12. במחברי הברגה של רכבים מסחריים, שיניים גסות ועדינות מתקיימות במקביל מעל M12, ועדיין יש מקום לאופטימיזציה.

מכונת כביסה 1.5

על מנת לשפר את יעילות ההרכבה ולהפחית את הסיכון להרכבה חסרה ושגויה, אסור לאטמים להתקיים לבדם באופן עקרוני. הצעות לשימוש באטמים שונים הן כדלקמן.

① מכונת הכביסה השטוחה משמשת בעיקר כדי לשפר את מצב המגע, להגדיל את שטח הנושא ולשמור על יציבות מקדם החיכוך של משטח התמיכה; ② מכונת הכביסה הקפיצית משתמשת בגמישות כדי ליצור עומס קדם צירי, שיכול להקל על הנחתה של הכוח הצירי. עם זאת, מכיוון שקשה לשלוט ביעילות על הביצועים נגד התרופפות, קל לשאת את הבורג בעומס אקסצנטרי ויש לו סיכון לנזק; ③ למכונת הכביסה האלסטית בצורת שן יש שיניים מפותלות ובעלת קשיות גבוהה לאחר טיפול בחום. במהלך ההרכבה, השיניים יהיו מעוותות בצורה אלסטית ויוטבעו חלקית במשטח התמיכה ליצירת אפקט נעילה. יש להשתמש במכונת הכביסה בצורת השן בזהירות בחלק החיבור.

טיפול שטח

מחברים לרכב כוללים ברגים, אומים ודסקיות, שרובם חייבים לעבור טיפול פני השטח כדי להגן עליהם מפני קורוזיה, לשפר את המראה שלהם או להשיג פונקציות מיוחדות מסוימות, כגון מחברי ברגים ויתושים השולטים במומנט הנעילה. לדוגמה, ראה טבלה 2 עבור סביבת השירות ועמידות בפני קורוזיה של אטב רכב ביתי.

2.1 גלוון אלקטרו

הביצועים הטובים ביותר נגד קורוזיה הם פסיבציה צהוב אבץ, ואחריה פסיבציה של אבץ ירוק, פסיבציה של אבץ שחור ופסיבית אבץ כחול לבן. עמידות הקורוזיה של הציפוי הכללי היא 8 מיקרומטר. פסיבציה צהובה זמן חלודה לבנה 72 שעות, זמן חלודה אדומה 144 שעות; פסיבציה שחור ולבן זמן חלודה לבנה 6 שעות, זמן חלודה אדומה 72 שעות.

יש לשים לב לשלושת ההיבטים הבאים ביישום מעשי. עם הידוק הדרגתי של הגנת הסביבה, השימוש בפסיבציה של כרום תלת-ערכי, ציפוי אלומיניום אבץ ושיטות אחרות ידידותיות יותר לסביבה עבור מחברי רכב הוא המגמה בעתיד; מחברים לרכב עם חוזק מתיחה מרבי גדול מ-1000MPa (שווה ערך לערך קשיות של 33.5 HRC ו-332 HV) יהיו כפופים לטיפול בהנעת מימן לאחר הציפוי לפני הפסיבציה כדי להפחית את הסיכון לשבר מושהה; אם סרט פסיבית כרומט נחשף לסביבה מעל 70 מעלות במשך זמן רב, עמידות הקורוזיה שלו תיפגע. לכן, עבור אזורים עם טמפרטורת סביבה גבוהה, יש להשתמש בזהירות בפסיבציה של אבץ.

ציפוי אלומיניום 2.2 אבץ

לציפוי האלומיניום האבץ אין התפרקות מימן והוא עומד בדרישות הגנת הסביבה. זמן החלודה האדומה של בדיקת ריסוס מלח ניטרלי יכול להגיע ל-720 שעות. צבעי הציפוי הם שחור ואפור. הוספת חומר סיכה לנוזל הציפוי יכולה לשנות את מקדם החיכוך. מועדפים ברגים בדרגה 10.9 ומעלה. בנוסף, יש לקחת בחשבון גם את ההיבטים הבאים בעת השימוש. חוזק ההידבקות בין ציפוי האלומיניום האבץ למצע אינו חזק כמו זה של ציפוי אבץ, וישנה נפילת אבקה במהלך השימוש. לכן לא ניתן להשתמש בו בתוך חלקי ההילוכים, ולא מומלץ להשתמש בברגים שיש לפרק שוב ושוב. בנוסף, עבור ברגים ואומים בגודל גדול, קל לייצר שריטות וחבטות ציפוי חבית, מה שמפחית את עמידות בפני קורוזיה, אשר יש לקחת בחשבון בעת ​​הבחירה; עבור מחברים עם דרישות מוליכות ומחברים עם קוטר נומינלי הברגה חיצונית קטנה מ-M6 והברגה פנימית קטנה מ-M10, אין להשתמש בציפוי אלומיניום אבץ כדי להבטיח הברגה והרכבה רגילה.

סגסוגת ניקל אבץ 2.3

בהשוואה לציפוי אבץ, העמידות בפני קורוזיה של סגסוגת ניקל אבץ שופרה מאוד, ואותו ציפוי 8 μ לאחר טיפול פסיבציה ואיטום, המשטח יכול להיות נקי מחלודה לבנה למשך 240 שעות וחלודה אדומה למשך 1000 שעות; בנוסף, הוא גם עונה על הדרישות של עמידות בטמפרטורה גבוהה. מכיוון שלסגסוגת ניקל אבץ עדיין יש נטייה קלה של התפרקות מימן, על מנת להפחית את הסיכון לאיכות של מחברים לרכב עם חוזק מתיחה של יותר מ-1000MPa, יש לבצע אימות הכרחי לפני השימוש.

ציפוי נחושת 2.4

נקודת ההיתוך של נחושת היא בערך 1083 מעלות. בסביבה בטמפרטורה גבוהה, על מנת למנוע סינטר של חלקים מושחלים, ציפוי נחושת נבחר לטיפול פני השטח, במיוחד עבור מחברים לרכב סביב סעפת הפליטה של ​​המנוע.

חומרים וטיפול בחום

ברגים בעלי חוזק גבוה לרכב מתייחסים בדרך כלל למוצרים בדרגה 8.8 ומעלה, אשר לא רק נדרשים לחוזק מתיחה ויחס תפוקה גבוהים, אלא גם בעלי ביצועי השפעה גבוהים בטמפרטורה נמוכה. אחד הקשיים בייצור הוא גם טיפול הרוויה וחיסום של ברגים בעלי חוזק גבוה. פלדת Swrch35k, 10B21, 10b33, 35CrMo, 42CrMo או 20MnTiB נבחרים כחומרים, ראה טבלה 3 לפרטים. כפי שכולנו יודעים, תוצאות בדיקת הביצועים המכאניות של מחברים בעלי חוזק גבוה הן לא רק האינדיקטורים העיקריים לאיכות המוצר, אלא גם אינדיקטורים חשובים הקשורים לבטיחות. הבעיה העיקרית של פלדת swrch35k ​​ו-10B21 היא התקשות לקויה. שליטה יעילה בתהליך הכיבוי והחידוד של ברגים בעלי חוזק גבוה ממלאת תפקיד חיוני בתכונות מכניות.

על מנת לשפר את איכות הטיפול בחום של ברגים בעלי חוזק גבוה לרכב, יש לשלוט בפלדה משלושת ההיבטים הבאים. ① שליטה בתכולת הפחמן בגבול האמצעי והעליון יכולה לא רק לשפר את החוזק והקשיחות של הפלדה, אלא גם להפחית את נטיית ההפרדה. ② שליטה באלמנט הסגסוג עד לגבול העליון יכולה להגביר את יכולת ההתקשות ולשפר את החוזק והקשיחות של הפלדה. ③ צמצם למינימום את התוכן של אלמנטים שיוריים מזיקים P ו-s כדי להבטיח את טוהר הפלדה. סוג וחומר של אטב לרכב.

אחד הקשיים בבקרת האיכות הוא שלא ניתן לנטר בזמן אמת את השינויים במבנה הפנימי ובמאפייני הברגים בזמן כיבוי וחידוד. לפני הטעינה, בדוק היטב את הסימן על ראש הבורג כדי לוודא שהמידע של הברגים לעיבוד מדויק, לא אובד וניתן לזיהוי לאחר טיפול בחום. תהליך הכיבוי והחימום יהיה מבוקר בקפדנות, פוטנציאל הפחמן יהיה מדויק, וזמן ההכבה של כל אצווה של ברגים יירשם. לאחר פריקת מדיום ההמרה, תיבדק קשיות פני השטח של חומר העבודה. פלדה 10B21 ו-20MnTiB תהיה גדולה מ-43hrc; פלדת Swrch35k, 45 ו-10b33 תהיה יותר מ-48hrc. מבנה המיקרו לאחר ההמרה הוא מרטנזיט מחט עדינה, המוערך לפי דרגת JB / t9211-2008 מרטנזיט של פלדת פחמן בינונית ופלדה מבנית מסגסוגת פחמן בינונית. ה-martensite המרווה הוא בדרגה 3-5, ועומד בדרישות הטכניות; האחידות של קשיות ההמרה של פני השטח והליבה לא תהיה גדולה מ-3HRC.