Сборка автомобиля своими руками
Завершающим этапом ремонта автомобиля является сборка,
от качества выполнения которой зависят его долговечность
и надежность. Технологический процесс сборки состоит
из комплектования деталей, сборки деталей в узлы, узлов
— в агрегаты и агрегатов — в автомобиль.
Комплектование деталей производится по принадлежности
их к узлам и агрегатам, по размерам, по массе, по
сбалансированности.
Комплектование деталей по размерам осуществляется с
учетом обеспечения требуемой точности сборки. Точность
сборки достигается одним из следующих методов: полной
взаимозаменяемости; неполной взаимозаменяемости; групповой
взаимозаменяемости; регулировки; пригонки.
При методе полной взаимозаменяемости любые детали,
взятые со склада, обеспечивают требуемую точность сборки
без дополнительной их подгонки. Метод обеспечивает простоту
комплектования и сборки изделия.
При методе неполной взаимозаменяемости требуемая точность
сборки без выбора и подбора деталей достигается не у
всех узлов, а лишь у определенной их части. Метод также
обеспечивает простоту комплектования, но требует введения
сплошного контроля точности сборки для выявления деталей,
имеющих отклонения от требуемой точности, и дополнительных
расходов, связанных с устранением этих отклонений.
Метод групповой взаимозаменяемости предусматривает
сортировку деталей на размерные группы в пределах более
узкого поля допуска. Внутри каждой группы точность сборки
достигается методом полной взаимозаменяемости.
Метод групповой взаимозаменяемости используется при
комплектовании деталей двигателей внутреннего сгорания.
Например, высокая точность сборки в сопряжениях поршневой
палец — бобышка поршня и поршневой палец — втулка
верхней головни шатуна достигается при использовании только
тех деталей, которые входят в одну размерную группу.
Применение этого метода расширяет номенклатуру деталей
одного наименования, но разных размерных групп,
что усложняет комплектование сборки деталями.
Методы регулирования и пригонки обеспечивают требуемую
точность сборки за счет применения подвижного или
неподвижного компенсатора или изменения размера компенсатора
снятием стружки. Например, герметичность в сопряжении
клапан — гнездо головки цилиндра обеспечивается
притиркой.
Иногда комплектование деталей ведут с учетом их массы.
Так, при подборе комплекта деталей кривошипно-шатунного
механизма на двигатель требуется, чтобы шатуны и
поршни имели примерно одинаковую массу. Отклонение масс
этих деталей не должно превышать нормы, указанной в технических
условиях на сборку.
При комплектовании вращающихся деталей и узлов, таких
как коленчатые и карданные валы, диски колес и сцепления, маховики и др., необходимо учитывать их уравновешенность.
Неуравновешенность этих деталей и узлов вызывает интенсивный
износ посадочных мест и остановку на преждевременный
ремонт.
Неуравновешенность устраняют балансировкой этих деталей,
которую делят на статическую и динамическую.
Статическую балансировку осуществляют при условии
D/l . 5. Деталь (1) устанавливается на параллельные опоры
(3) и проворачивается. При наличии неуравновешенности деталь
останавливается в одном и том же положении. Для устранения
дисбаланса в верхней части детали крепится груз
(2). Изменяя массу и место установки груза, добиваются остановки
детали в различных положениях.
Динамической балансировке подвергаются детали, чаще
всего валы, у которых длина значительно превышает диаметр.
Выполняется динамическая балансировка на специальных
стендах . Деталь (1) крепится в центрах
упругих опор (3), размещенных на основании (5). От электродвигателя
с помощью муфты (4) деталь (1) разгоняется
до определенной частоты вращения, затем муфта (4) отключается
и вращение детали замедляется вплоть до остановки.
При определенной частоте вращения дисбаланс вызовет
упругие колебания опор (3). Измеряют амплитуду максимальных
колебаний одной из опор. Прикрепив к детали
груз (2) и меняя его положение, добиваются прекращения
колебаний одной из опор. То же самое повторяют для другой
опоры.
После проведения балансировки деталь или узел поступают
на комплектование.
При проведении комплектования проводят пригоночные
работы: шабрение, притирку, развертывание, прогонку резьбы,
зачистку заусенцев.
Шабрение применяют для обеспечения более точной подгонки
деталей. Инструментом служат различные шаберы.
Контроль обработанной поверхности проводят по методу
красок. Применяется для подгонки плоскостей картеров двигателей,
коробок передач и др.
Притирка применяется для обеспечения герметичности
сопрягаемых поверхностей: клапанов, краников топливных
и масляных и др. Выполняется притирка с помощью мельчайших
абразивных порошков и масла, пасты ГОИ, которые
наносят на притираемые поверхности. Детали перемещают
друг относительно друга до тех пор, пока поверхности не
станут матовыми, ровными, без рисок. Качество притирки
проверяют испытаниями на герметичность.
Развертывание предназначается для обеспечения высокой
точности обработки отверстий и соосности собираемых
деталей. Инструментом служит развертка. Процесс выполняется вручную или на сверлильных станках. Качество развертывания
отверстий обеспечивается соблюдением технологии
обработки.
Прогонка резьбы проводится для устранения дефектов и
очистки от следов коррозии резьбовых поверхностей.
Зачистку заусенцев проводят с помощью напильников,
шаберов, абразивных брусков, шлифовальной бумаги вручную
или на специальных машинах.
Все комплектовочные работы выполняются в строгом соответствии
с техническими условиями.
На крупных предприятиях для обеспечения необходимой
долговечности и надежности отремонтированных деталей
организуются комплектовочные участки с целью подбора
деталей, соединений, узлов по определенным признакам и
выдачи их на сборку.
Сборка типовых соединений
Сборка типовых соединений производится на отдельных
специализированных постах, входящих в состав поточных
линий.
Сборка типовых соединений является начальной стадией
технологического процесса сборки автомобиля. В число
типовых соединений входят соединения с подшипниками
качения, зубчатые передачи, шпоночные и шлицевые соединения,
прессовые соединения и конические сопряжения.
Сборка соединений подшипника качения с валом и корпусом
зависит от условия нагружения подшипника и обеспечения
равномерного износа колец подшипника. При циркуляционном
нагружении, когда вращается вал, а корпус неподвижен,
установка внутреннего кольца на вал осуществляется
по посадке с натягом, а наружного кольца в корпус —
по переходной посадке. Переходная посадка обеспечивает
центрирование наружного кольца в корпусе и возможность его проворачивания в процессе работы для равномерного
износа беговой дорожки.
В автомобиле такая схема посадок имеет место в коробке
передач, электродвигателях и др.
При местном нагружении, когда вращается корпус, а вал
неподвижен, наружное кольцо в корпус устанавливается по
посадке с натягом, а внутреннее кольцо на ось — по переходной
посадке. Примером служит установка подшипника
на переднюю ось. В посадках с натягом величина натяга должна
исключать заклинивание шариков между обоймами.
Запрессовка колец подшипника должна выполняться с
помощью оправок, при этом усилие запрессовки должно передаваться
только на запрессовываемое кольцо.
Шпоночные соединения при сборке деталей выполняются
с помощью призматических и сегментных шпонок. При
сборке шпонка в паз вала обычно устанавливается по посадке
с небольшим натягом, а в паз отверстия — по переходной
посадке, реже — с зазором. Между верхней поверхностью
шпонки и впадиной паза детали должен быть зазор.
Сборка шпоночных соединений выполняется вручную с
помощью молотка и оправки из цветного металла или запрессовкой
под прессом, а также специальными струбцинами.
Шлицевые соединения по профилю зубьев бывают прямобочными,
эвольвентными и треугольными. В автомобиле
в основном применяются прямобочные шлицевые соединения
с центрированием по наружному диаметру шлицев
вала. Вал шлифуется по наружному диаметру зубьев, а отверстия
— протягиваются. Такой способ прост и экономичен,
применяется для неподвижных, а также для подвижных,
воспринимающих небольшие нагрузки соединений.
Центрирование по боковым сторонам зубьев целесообразно
при передаче знакопеременных нагрузок, больших крутящих
моментов, но метод не обеспечивает высокой точности
центрирования.
Перед сборкой проверяют состояние поверхностей зубьев.
Не допускаются забоины, задиры, заусенцы. Особое внимание
уделяется состоянию внешних фасок и закруглений
внутренних углов зубьев.
После сборки шлицевого соединения детали проверяют
на биение с помощью индикатора, устанавливая вал в центрах
или на призмы.
Для подвижных шлицевых соединений проверяют перемещения
по шлицам. Оно должно быть свободным, без заеданий
и боковых смещений.
Прессовые соединения достаточно часто применяются в
автомобиле для образования неподвижного соединения.
При сборке прессового соединения особое внимание необходимо
обратить на величину натяга, она должна быть в
пределах допуска. Большая величина натяга вызовет смятие
поверхности металла при сборке и уменьшение величины
передаваемого крутящего момента. Малая величина натяга
не обеспечит передачи крутящего момента заданной величины.
Сборка прессовых соединений выполняется на прессе в
холодном или горячем состоянии. При сборке в горячем состоянии
нагреву до заданной температуры подвергается охватывающая
деталь.
Если коэффициент линейного расширения металла у вала
выше, чем у охватывающей детали, то сборку ведут с охлаждением
металла вала, применяя углекислоту, жидкий азот
или воздух.
Конические соединения имеют возможность регулирования
величины зазора или натяга за счет осевого перемещения
одной из деталей.
При сборке конических соединений обращают внимание
на плотность прилегания конических поверхностей по всей
длине. Проверку ведут способом красок.
Сборка зубчатых передач начинается с подбора шестерен
на валы, затем собранные валы устанавливаются в корпус.
Проверку правильности зацепления производят по пятну контакта и боковому зазору. Пятно контакта устанавливается по
отпечатку краски. Расположение отпечатка и его размеры
должны соответствовать техническим условиям. Оно должно
находиться по линии зацепления и не захватывать концов
зубьев.
Боковой зазор измеряют при помощи индикаторного приспособления.
Регулируют зазор перемещением зубчатых колес
и установкой прокладок.
Большой объем ремонтных работ связан со сборкой резьбовых
соединений. Качество соединений определяется последовательностью
и моментом затяжки гаек и болтов (головка
и блок цилиндров, крышка — шатун и др.). Резьбовые
соединения должны исключать самоотвертывание, что
достигается установкой деформирующих шайб, контргаек,
шплинтов.
Сборка агрегатов
Сборка агрегатов производится из отдельных узлов, предварительно
собранных из типовых соединений. Ниже рассмотрим
более подробно технологический процесс сборки агрегатов
автомобиля ЗИЛ-130.
Двигатель собирают из следующих узлов: поршень с шатуном;
головка цилиндров; коленчатый вал с маховиком и
оцеплением; водяной насос и др.
Перед сборкой блок цилиндров комплектуется крышками
коренных подшипников, втулками распределительного
вала, краниками системы охлаждения, заглушками масляной
системы.
Общую сборку проводят на поворотном стенде. Сначала
укрепляют блок цилиндров разъемной плоскостью картера
вверх. Снимают крышки коренных подшипников, устанавливают
вкладыши, сальник и резиновые торцовые уплотнители
крышки заднего подшипника, смазывают вкладыши
коренных подшипников, устанавливают пленчатый вал в
сборе с маховиком, сцеплением, шестерней и упорными
шайбами, ставят крышки подшипников и затягивают их болтами.
Затяжку болтов производят динамометрическим ключом
с моментом затяжки 110—115 Н·м., при этом момент
прокручивания коленчатого вала должен быть не более
70 .·м. Измеряют зазор между шестерней коленчатого вала
и передней шайбой упорного подшипника. Зазор должен быть
в пределах 0,075—0,285 мм.
Поворачивают блок цилиндров на стенде передней частью
вверх и вставляют в цилиндры поршни в сборе с шатунами,
устанавливают нижние крышки на шатунные болты,
затягивают гайки динамометрическим ключом с моментом
100—115 Н·м и шплинтуют их. После затяжки коренных и
шатунных подшипников проверяют легкость вращения коленчатого
вала. Момент для проворачивания должен быть
не более 100 Н·м.
Устанавливают в блок распределительный вал с шестерней
и фланцем в сборе. Вал следует устанавливать осторожно,
не допуская повреждения кулачками втулок подшипника.
При вводе в зацепление шестерен необходимо
обеспечить совпадение меток. Затем болтами прикрепляют
упорный фланец распределительного вала к блоку; надевают
на конец коленчатого вала маслоотражатель; устанавливают
крышку распределительных шестерен в сборе с сальником
и прокладкой и прикрепляют. Болты должны быть
затянуты равномерно крест-накрест в два приема с моментом
20—30 Н·м; устанавливают и закрепляют на крышке
распределительных шестерен датчик ограничителя частоты
вращения коленчатого вала двигателя, напрессовывают по
шпонке шкив коленчатого вала до упора, ввертывают храповик
со стопорной спайкой; устанавливают и закрепляют маслоприемник
насоса, ставят уплотнительную прокладку и привертывают
болтами масляный картер; вилку выключения
сцепления вставляют в картер и закрепляют болтами. Устанавливают
крышку и щиток картера сцепления, крепят болтами.
Поворачивают блок цилиндром вверх.
Отдельно собираются головки цилиндров, в которые
вставляют клапаны и собирают клапанный механизм.
На блок ставят прокладку головки цилиндров, устанавливают
головку на фиксаторы блока, вставляют в гнезда
блока толкатели, штанги, устанавливают оси в сборе с коромыслами,
соединяют концы штанг толкателей с коромыслами
и закрепляют стойки осей коромысла.
В такой же последовательности выполняют работы по
второй головке цилиндров.
Далее ставят уплотнительные прокладки на разъемные
плоскости блока и головок цилиндров, устанавливают впускной
трубопровод в сборе на шпильки и закрепляют его гайками,
устанавливают выпускные трубопроводы с прокладками
и закрепляют на шпильках гайками; устанавливают
масляные фильтры, маслоналивную трубу с фильтром вентиляции
картера, масляный насос, патрубок с термостатом,
водяной насос с вентилятором и тягой привода спускных
клапанов, топливный насос, карбюратор с воздушным фильтром,
топливный фильтр тонкой очистки, насос гидроусилителя
рулевого управления, компрессор, генератор, стартер,
прерыватель-распределитель, свечи, проводку.
После сборки двигатель направляется на испытательный
стенд для приработки и испытания двигателя.
Устанавливается три стадии приработки: холодная, горячая
без нагрузки, горячая под нагрузкой. Каждая стадия
проводится в два этапа.
Для двигателя ЗИЛ-130 холодная приработка проводится
на первом этапе при частоте вращения 400—600 об/мин в
течение 15 мин, на втором — 800—1000 об/мин в течение
20 мин.
Горячая приработка без нагрузки ведется сначала при
1000—1200 об/мин в течение 20 мин, затем — 1500—2000
об/мин в течение 15 мин.
На первом этапе горячей приработки создают нагрузку
11—15 кВт при вращении коленчатого вала в течение 25 мин
с частотой 1600—2000 об/мин.
На втором этапе горячей приработки нагрузка достигает
29—44 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2500—
2800 об/мин в течение 25 мин.
При холодной приработке коленчатый вал двигателя принудительно
вращается от электродвигателя. В этот период
происходит формирование износостойкого поверхностного
слоя, имеющего меньшую шероховатость и более высокую
твердость за счет наклепа.
При горячей приработке без нагрузки поверхностный слой
приобретает определенную структуру, стойкую против заедания.
При горячей обработке с нагрузкой происходит окончательное
формирование поверхностного слоя с образованием
оптимальной шероховатости и с определенными физико-механическими
свойствами и структурой металла. Такой слой
обладает противоизносными свойствами, обеспечивающими
более высокую долговечность.
После испытаний и исправления дефектов двигатель поступает
на общую сборку.
Коробку передач собирают из следующих основных узлов:
ведущего, промежуточного и ведомого валов, крышки
коробки передач, механизма управления, блока зубчатых
колес заднего хода.
В процессе сборки особое внимание обращается на правильность
монтажа подшипниковых узлов, сборку сопряжений,
служащих для переключения передач. Ведут контроль
бокового зазора между зубьями колес и осевых зазоров блока
зубчатых колес промежуточного вала, ведомого вала и
блокирующих колец синхронизаторов. Передвижные зубчатые
колеса ведомого вала и синхронизаторы должны перемещаться
вдоль шлицев без заедания.
Собранные коробки передач подвергаются испытаниям
на специальных стендах.
При проведении испытаний проверяются работа зубчатых
пар на всех передачах, легкость переключения передач и
отсутствие самопроизвольного выключения зубчатой пары.
Кроме того, контролируются уровень шума зубчатой пары
(он должен быть равномерным, без стуков), температура
нагрева смазки (не выше 70°С) и герметичность уплотнений.
Испытания проводят на всех передачах вначале без нагрузки,
а затем при постоянной нагрузке с частотой вращения
вала 1000—1400 об/мин. Создание нагрузки производится
электрическим тормозом.
Стенд состоит из электродвигателя, промежуточной опоры,
коробки передач, стенда и асинхронного двигателя для
создания нагрузки. Испытываемая коробка передач устанавливается
между промежуточной опорой и коробкой передач
стенда. Контроль нагрузки осуществляется с помощью весового
механизма, который измеряет тормозной момент.
Приработку и испытание коробок передач проводят при постоянной
частоте вращения ведущего вала по 4—5 мин на
каждой передаче.
При испытании коробок передач рекомендуется использовать
масло пониженной вязкости для лучшего удаления
из картера механических примесей.
После испытаний коробка передач передается на общую
сборку автомобиля.
Задний мост собирают из узлов: картера заднего моста с
трубами полуосей, сальниками и пробками; конической шестерни
с картером подшипников, дифференциала с цилиндрическим
(коническим) зубчатым колесом; конического зубчатого
колеса с валом цилиндрической (конической) шестерни;
редуктора; ступицы с тормозным барабаном; опорного
диска заднего тормоза; регулировочного рычага и колесного
цилиндра.
При сборке основное внимание уделяют конической гипоидной
зубчатой передаче. Качество сборки зацепления зубьев
оценивается боковым зазором между зубьями, пятном
контакта и уровнем шума.
После сборки задний мост прирабатывается и испытывается
на специальном стенде сначала без нагрузки, а потом —
под нагрузкой.
При испытаниях регулируют тормозные системы и проверяют
работу главной передачи и дифференциала.
Собранный и испытанный задний мост подается на общую
сборку.
Сборка автомобиля выполняется согласно технологическому
процессу на сборку. Для разных моделей автомобиля
технологический процесс сборки различный, но общая последовательность
операций примерно одинакова.
Укрупненный технологический процесс сборки рассмотрим
на примере ЗИЛ-130.
Сборка автомобиля заключается в установке на его раму
в строго определенной последовательности собранных и испытанных
узлов и агрегатов.
На раму в перевернутом положении устанавливают и закрепляют
передний и задний мосты в сборе с рессорами,
амортизаторы передней подвески, воздушные баллоны и тормозной
кран. Устанавливают пневматические трубопроводы,
соединяя их с тормозным краном, воздушными баллонами
и тормозными камерами передних и задних колес. Монтируют
карданную передачу и закрепляют на раме глушитель,
приемные трубы глушителя. Краном переворачивают
раму и устанавливают на конвейер. Далее к раме крепятся
буксирное приспособление, кронштейн и валик привода тормозной
системы, выключения сцепления. Затем тормозную
систему заполняют сжатым воздухом и проверяют герметичность
соединений.
Устанавливают и закрепляют на раме рулевой механизм
с гидроусилителем и соединяют его с поворотным рычагом
передней оси продольной тягой. На передние концы балок
рамы устанавливают и закрепляют передний буфер. По балкам
рамы крепят пучки электрических проводов и устанавливают
аккумуляторную батарею. Монтируют топливный бак
и соединяют его с топливным насосом.
Устанавливают и закрепляют на раме двигатель в сборе
с коробкой передач. Далее в картер заднего моста и коробки
передач заливают трансмиссионное масло и через пресс-масленки
заполняют маслом все подвижные сопряжения шасси
автомобиля. Устанавливают радиатор и соединяют его с патрубками
системы охлаждения.
Последней операцией сборки автомобиля является установка
кабины в сборе с арматурой, электрооборудованием,
отопителем, облицовкой радиатора, крыльями, подножками
и колонкой рулевого механизма. Соединяют кабину с
шасси автомобиля электропроводкой, трубопроводами, тягами,
шлангами, после чего ее крепят к раме. Далее устанавливают
колеса и готовят автомобиль к испытанию: заполняют
водой систему охлаждения, заливают топливо в бак,
проверяют правильность подключения проводов зажигания,
регулируют фары, проверяют уровень масла в картере.