Введение 3
Глава 1 Анализ объекта исследования 5
1.1 Устройство рулевого управления 5
1.2 Требования к системе рулевого управления 10
1.3 Анализ причин неисправностей рулевых механизмов с усилителем руля 12
1.4 Анализ способов повышения ресурса рулевой рейки 15
Глава 2 Плакирование гибким инструментом 19
2.1 Методика плакирования гибким инструментом 19
2.2 Определение методики расчёта параметров в зоне контакта 25
2.3 Анализ источников по эффективности методики поверхностного пластического деформирования 30
2.4 Математическое моделирование параметров зоны контакта процесса ПГИ 37
Глава 3 Расчётно-аналитическое исследование процесса плакирования рулевой рейки 47
Глава 4 Оптимизация процесса плакирования рулевой рейки 55
4.1 Методика выбора оптимальных режимов и параметров обработки гибким инструментом 55
4.2 Технологический маршрут обработки боковой поверхности зуба рулевой рейки 64
Заключение 69
Список используемых источников 70
С начала появления первых транспортных средств до сегодняшнего времени система рулевого управления является одной из самых важных частей автомобиля, поскольку от ее работоспособности зависит не только безопасность жизни и здоровья водителя и пассажиров, но и всех участников дорожного движения.
Прежде всего, на надёжность и работоспособность данной системы автомобильного транспорта влияние, в основном, оказывает трение, а причиной выхода из рабочего состояния является изнашивание, происходящее в узлах системы. Потеря точности взаимного расположения деталей, негерметичность узлов, непредвиденные относительные перемещения и возникающие дефекты, к которым может привести изнашивание, являются теми причинами, которые могут привести к опасной ситуации на дороге. Поэтому появляется необходимость проведения научно-технических работ, направленных на повышение уровня технического обслуживания автомобилей, которые помогут предотвратить, возникающие за время эксплуатации возможные неисправности, приводящие к неработоспособности рулевого управления. Также необходимо проанализировать и применить новые современные методы и способы упрочнения узлов рулевого механизма в соответствии с требованиями к безопасности системы рулевого управления. Для обеспечения вышеперечисленных целей необходимо решить важную задачу, заключающуюся в повышении эффективности методов обработки и упрочнения элементов рулевой системы, что, в свою очередь, приведет к увеличению сроков эксплуатации автомобильного транспорта.
Магистерская диссертация направлена на решение вопросов, посвящённых формированию методики фрикционного плакирования износостойких покрытий на рулевой рейке с целью повышения ее эксплуатационной долговечности.
Целью данной работы является создание методики фрикционного плакирования боковых поверхностей зубьев рулевой рейки, посредством гибкого инструмента.
Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи.
Проанализирован механизм рулевого управления с его требованиями к безопасности. Определены основные места изнашивания рулевой рейки. Рассмотрены основные способы упрочнения этой детали и сделан вывод, что именно зубчатый сектор рейки наиболее подходит для применения метода фрикционного плакирования.
Анализ условий работы деталей рулевого механизма показал, что большой процент износа наблюдается на боковых поверхностях зубьев рулевой рейки.
Произведено основание применения метода фрикционного нанесения покрытий с одновременной обработкой пластическим деформированием гибким инструментом.
Проведен литературный обзор теории и практики применения фрикционного плакирования гибким инструментом и его расчётно-аналитическое обоснование.
Оптимизирована методика плакирования путём разработки спецприспособлений взамен покупных устройств и оборудования.
Разработан технологический маршрут плакирования рулевой рейки.
Для конкретизации и наглядности исследование проведено на примере рулевой рейки LADA GRANTA.
В качестве приоритетного направления исследования был выбран вопрос повышения долговечности рулевой рейки в зоне зацепления червяка распределителя и зубчатого сектора рулевой рейки. Для этого в работе был предложен метод поверхностной обработки, а именно фрикционное плакирование гибким инструментом зубчатого сектора рулевой рейки.
Проведен литературный обзор с целью выяснения причин неисправностей рулевой рейки и методов их устранения. Так как мероприятия по восстановлению зубьев рулевой рейки ограничиваются одним методом, то данное исследование является актуальным.
Анализ кинематики обработки гибким инструментом зубьев рулевой рейки показал, что подобная обработка возможна. При этом процесс плакирования происходит под углом - обрабатывается плоская поверхность трапецеидальных зубьев.
На основе математической модели и аналитического расчета геометрических и технологических параметров процесса обработки был разработан технологический маршрут плакирования боковой поверхности зуба рулевой рейки.
Разработана методика по унификации процесса плакирования рулевой рейки, которая позволит провести технологический процесс на широком спектре оборудования. Это было обеспечено благодаря разработке двух специальных приспособлений, которые позволят решить вопросы эффективности использования сменных гибких инструментов и подвода элементов материала покрытия к рабочей периферийной поверхности щетки.
Маршрут подробно описан и рассмотрен на примере рулевой рейки LADA GRANTA.
Поставленные задачи магистерской диссертации для достижения цели по повышению эксплуатационной долговечности рулевой рейки методом фрикционного плакирования выполнены.
