|
В 2002 году средний возраст парка легковых автомобилей в Москве приблизился к 10 годам, а его объем по сравнению с 1991 годом вырос более чем в три раза. Прогноз динамики роста численности парка автотранспортных средств в Москве предполагает достижение к концу 2002 года - 2,4 млн. единиц, а к 2010 году - 3,0 млн. единиц автотранспорта, при этом 80% от их общего числа будут составлять легковые автомобили.
Такие темпы роста серьезно обостряют вопросы системной организации обслуживания и ремонта автомобилей. В Москве действует "Программа развития технического сервиса автотранспортных средств и самоходной техники на период до 2005 года", которая предусматривает увеличение рабочих мест в системе технического сервиса в 1,5-1,8 раза. Эта тенденция ведет к жесткой конкуренции среди автосервисов в борьбе за клиента, который обращается в ремонтные службы не для того, чтобы оставить там свои деньги, а для того, чтобы получить быстрое и качественное обслуживание.
Усложнение конструкции автомобилей и их систем требует от автосервисов использования специального оборудования и инструмента, поэтому "гаражные сервисы" в скором времени сдадут свои позиции на рынке услуг, поскольку не смогут решать на должном уровне проблемы технического переоснащения производства и обучения кадров. Успех будет сопутствовать лишь тем, кто обладает прогрессивными технологии и "вырастит" высококвалифицированный персонал.
Европейский опыт свидетельствует о резком снижении количества капитальных ремонтов двигателей легковых автомобилей. Основными причинами являются: во-первых, ресурс (не менее 500 тыс. км пробега) современных двигателей; во-вторых, высокая себестоимость капитального ремонта и, в-третьих, уровень жизни европейских автолюбителей, которые могут себе позволить поменять машину в связи с изменением автомобильной моды. Европейцы очень хорошо умеют считать деньги и тратят их разумно, в основном на текущий ремонт, например, ремонт блока цилиндров, стараясь избегать затрат на более серьезные виды ремонта. После пяти-восьми лет эксплуатации им выгоднее приобрести новую машину, а старую продать.
Выставка "Автомеханика 2002" во Франкфурте-на-Майне, в отличие от предыдущей (2000 г.), продемонстрировала возросший интерес станкостроительных фирм к разработке и производству специального оборудования для ремонта головок блоков цилиндров. Если в 2000 г. только четыре фирмы - SERDI (Франция), SUNNEN (США), BERCO (Италия) и MIRA (Швейцария) - демонстрировали специальное станочное оборудование, то в 2002 г. к ним добавились фирмы NEWEN (Франция), AZ и PEG (Италия), AMC (Дания). Очевидно, что все эти фирмы пытаются обеспечить рынок сбыта своего оборудования в условиях жесткой конкуренции, но есть и еще один момент, пока нам мало понятный и мало знакомый, - патентная чистота разработки оборудования. Последнее обстоятельство существенно затрудняет жизнь новым производителям, поскольку они вынуждены обходить действующие патенты, создавая какие-то гибриды, а это, в свою очередь, вызывает усложнение конструкции оборудования и снижает его надежность работы.
Наиболее представительным на последней выставке был стенд французской фирмы SERDI, которая только для обработки головок блоков цилиндров демонстрировала 12 вариантов машин. Запатентовав систему самоцентрирования шпинделя относительно втулки клапана более 30-ти лет назад, эта фирма занимается разработкой специального оборудования исключительно для производства и ремонта головок. Особенность всех машин SERDI заключается в возможности быстрого их переналаживания, высокой производительности и стабильно высоком качестве обработки седел, клапанов, втулок и привалочных плоскостей головок.
На выставке 2002 года SERDI продемонстрировала новую машину, позволяющую обрабатывать седло одним простым резцом, перемещающимся по двум координатным осям. Ранее на универсальных машинах SERDI форма седла обеспечивалась применением фасонных резцов. В станке нового поколения осуществляется управление режимами резания и траекторией резца компьютером, программа которого может задать любую форму фасок седла. По мнению специалистов, такие станки будут востребованы не только мастерскими, занимающимися подготовкой спортивных моторов, но и заводами-производителями двигателей.
Анализ всего оборудования, представленного на выставке, позволяет сделать заключение о том, что, несмотря на все разнообразие, применяются следующие варианты обработки седел клапанов:
Ручной инструмент. Рационально применять при объеме ремонта до пяти ГБЦ в день.
Вариант 1. Традиционная отечественная схема - фреза с равномерным шагом расположения резцов, жестко закрепленная на пилоте, который вращается во втулке.
Преимущества: простота конструкции и невысокая стоимость - 500-700 руб. за комплект.
Недостатки:
- повышенное биение фасок седла из-за углового перемещения пилота в зазоре втулки;
- появление дробления при обработке фаски по причине равномерного расположения резцов по окружности фрезы;
- большие усилия, высокая трудоемкость и низкая производительность;
- комплект фрез пригоден только для конкретной модели двигателя;
- после обработки неизбежна длительная притирка клапана и седла.
Вариант 2. Американская технология NEWAY: пилот жестко зафиксирован во втулке, фреза "одевается" на пилот с зазором до 0,005 мм, ножи со специальной заточкой расположены неравномерно по окружности фрезы.
Преимущества:
- высокая точность обработки седла;
- большой ресурс работы резцов (2000…3000 седел), возможность их замены;
- существенно снижается время и себестоимость ремонта;
- небольшие усилия резания;
- не требуется притирка клапана и седла;
- отсутствие дробления при обработке;
- инструмент имеет российский, европейский и американский сертификаты качества;
- большой выбор фрез и пилотов.
Основной недостаток: цена свыше 10000 руб. за набор.
Станочное оборудование. Рационально применять при ремонте более пяти ГБЦ в день.
Вариант 3. Технологии SERDI, MIRA, NEWEN, PEG: самоцентрирование пилота относительно втулки клапана, режущая головка с фасонным резцом жестко крепится на пилоте и приводится во вращение электромеханическим приводом. Зазор пилота во втулке составляет 0,01-0,02 мм.
Преимущества:
- самоцентрирование инструмента с использованием воздушных подушек;
- нет необходимости переустановки в процессе обработки одной головки (кроме оборудования MIRA);
- высокая производительность;
- быстрая переналадка инструмента;
- высокое качество обработки;
- возможность обработки седел фасонным резцом;
- контроль глубины резания;
- возможность обработки посадочных мест под новые седла.
Недостатки:
- необходимость иметь большую библиотеку пилотов и фасонных резцов;
- повышенные требования к жесткости станины, зажимным приспособлениям, инструментальной оснастке, особенно к пилотам, которые должны быть изготовлены из твердосплавных материалов.
Вариант 4. Технологии SUNNEN, BERCO: конический пилот неподвижно устанавливается во втулке, режущая головка с фасонным резцом "одевается" на пилот, привод инструмента осуществляется шпинделем через специальную муфту.
Преимущества:
- высокая производительность;
- быстрая переналадка инструмента;
- высокое качество обработки седел фасонным резцом и контроль глубины резания;
- возможность обработки посадочных мест под новые седла;
- меньшая, чем в предыдущем варианте библиотека пилотов.
Недостатки:
- для получения высокого качества обработки каждая втулка должна быть установлена строго вертикально, что достигается корректировкой установки ГБЦ на станке;
- необходимо иметь большую библиотеку резцов.
Вариант 5. Технология абразивной обработки седел: на неподвижный пилот "одевается" абразивная насадка с электромеханическим приводом.
Преимущества: можно обрабатывать седла с очень высокой твердостью.
Недостатки:
- необходимость часто подправлять фасонную абразивную насадку;
- внедрение абразивных частиц в материал седла может привести при эксплуатации двигателя к их "выносу" в цилиндр, а также провоцирует прогар седел;
- невысокая производительность.
Как выбрать лучший вариант оборудования? Как правильно использовать имеющееся оборудование, чтобы достичь стабильного высокого качества ремонта? Как более рационально и с большей прибылью вложить деньги в закупку нового оборудования? Все эти вопросы, коллеги, необходимо решать комплексно, учитывая не только требования сегодняшнего дня, а пытаясь спрогнозировать развитие вашего бизнеса минимум на два-три года. Для условий работы в России прогноз на три года - дело, конечно, сложное, но жизненно необходимое.
Основной критерий при выборе оборудования - соотношение цена/качество.
Что касается цены - решать вам, а вот для определения качества обработки седел мы провели метрологическую оценку кинематических схем на примере вариантов ручного оборудования. При этом для упрощения расчетов был сделан ряд допущений. Например, отверстие во втулке имеет идеальную форму, детали оснастки абсолютно жесткие и не имеют отклонений от геометрической формы.
В качестве объекта метрологической оценки выбрана ГБЦ дизеля СМД - 60 со следующими параметрами:
- > радиус обрабатываемого седла R = 28 мм;
- диаметр отверстия втулки d = 12 мм;
- длина направляющей втулки клапана L1 = 76 мм (при обработке по варианту 1);
- длина втулки фрезы L2=41 мм (при обработке по варианту 2);
- высота седла над направляющей втулкой клапана h = 52 мм (вариант обработки 1).
Расчет биений рабочей фаски седла производился по ее делительной окружности.
Получена общая расчетная формула, универсальная для обоих вариантов ручного инструмента.
Величина радиальной составляющей биения рабочей фаски седла клапана:
e = R*cosf + l*sinf - R. (1)
Величина осевой составляющей биения рабочей фаски седла клапана: q = R*sinf - l*cosf + l ; (2)
где f = arctg (a/L) - угол наклона оси пилота относительно направляющей втулки клапана; l =L1/2 - для первого варианта; l = L2/2 + h - для второго варианта инструмента.
Величина суммарного биения рабочей фаски седла клапана:
i = (e2 + q2)1/2 . (3)
На практике биение фаски седла не должно превышать 0,03-0,05 мм.
Сделанные расчеты позволяют отметить, что при использовании отечественного инструмента (вариант 1) выполнение требований по величине биения фаски седла может быть достигнуто, если зазор между втулкой и пилотом не превысит 0,03 мм, при этом увеличение диаметра обрабатываемого седла несущественно влияет на погрешность обработки.
При ремонте ГБЦ инструментом NEWAY (вариант 2) следует обращать внимание на зазор между фрезой и направляющим пилотом, величина которого не должна превышать 0,005 мм. Последнее обстоятельство очень важно при восстановлении фасок седел большого диаметра. Зависимость биений фаски седла от длины втулки фрезы позволяет отметить, что последняя не должна быть менее 30 мм.
Таким образом, обеспечивая вышеперечисленные рекомендации по обеспечению зазоров в инструментальной оснастке и ее установке на ГБЦ, можно достичь высокого качества обработки седел ручным инструментом.
В настоящее время в нашей лаборатории проводится комплекс работ по метрологической оценке результатов обработки седел ГБЦ на станочном оборудовании с учетом возникающих при резании седла нагрузок, жесткостей станины и инструментальной оснастки. С результатами расчетов мы познакомим читателей позднее.
|
