Совершенствование технологии разборки резьбовых соединений подвески автотранспортных средств

 

Perfection of technology of disassembly of thread connection of a car suspension

 

Семин М. В., Болштянский А.П., Нестеренко И.С., Нестеренко Г.А.
(ОмГТУ, г. Омск, РФ)

Syomin M.V., Bolshtyansky A.P., Nesterenko I.S., Nesterenko G.A.
(The Omsk state technical university)

 

В статье описан новый способ разборки резьбовых соединений подвески автомобилей, прошедших длительную эксплуатацию в тяжелых дорожных и климатических условиях, и необходимый для его осуществления инструмент.

 

In clause the analysis of the basic ways of disassembly of thread connection of a car suspension which it is long is described were maintained in heavy road and climatic conditions and the tool.

Ключевые слова: ремонт, автомобиль, резьбовое соединение, разборка.

Keywords: reconditioning, motor car, thread connection, dismounting.

 

При осуществлении технического обслуживания и ремонта автомобилей, особенно в условиях СТОА, когда время нахождения автомобиля на рабочем посту ограничено нормативами, очень часто возникает проблема разборки резьбовых соединений подвески и трансмиссии. Это связано с тем, что в условиях Сибири и при объективно существующем качестве дорог, находящаяся в нижней части транспортного средства подвеска и трансмиссия подвержены сильному воздействию влаги, песка, различного рода химически активных реагентов, которые наносятся на обледенелые участки дорог и т.д. При этом детали стальных резьбовых соединений достаточно быстро окисляются и покрываются ржавчиной. Данный процесс ускоряется еще и тем, что кузов и подвеска автомобиля являются электрическим отрицательным проводником в двухполярной системе электроснабжения автомобиля, что способствует проявлению эффекта электрической коррозии.

Кроме того, по мере нахождения резьбового соединения в затянутом состоянии, между внутренней и наружной поверхностью резьбы существует достаточно сильное контактное давление, в результате чего происходит диффузионное взаимное проникновение материалов винта и гайки, похожее по своему эффекту на сварку трением.

Вышеописанные явления приводят к тому, что уже через несколько лет активной эксплуатации транспортного средства использование обычных методов и универсального инструмента (в том числе и ударного действия) для разборки резьбовых соединений в нижней части автомобиля становится невозможным или малоэффективным.

Информационный поиск, в том числе с использованием средств Интернета и крупнейших автомобильных сайтов, таких как «Auto.mail.ru», «autorambler.ru», «Cars.auto.ru», «auto.ru» и др., на которых его пользователям предлагалось описать свои действия по разборке «приржавевших» болтов и гаек, показал, что данный вопрос формально практически не разработан и не существует специально созданных технологий для разборки трудно рассоединяемых резьбовых соединений. Практически этот  вопрос отдан на откуп «автолюбителям».

Суммируя накопленный опыт, следует констатировать следующее.

В том случае, когда механик сталкивается с проблемой невозможности разобрать резьбовое соединение штатным инструментом, обычно производятся действия в следующей наиболее полной последовательности:

1. На детали соединения наносятся ослабляющие ржавчину жидкости, к которым относятся специально выпускающиеся аэрозоли WD-40, «Унисма‑1», «MOLYKOTE Supergliss» и др., а также жидкости, применяющиеся в качестве рабочих в тормозных системах, керосин, различные преобразователи ржавчины типа «НООТЕХ-К», «Панцирь-Универсал», «ДИНИТРОЛ», «ДИНОЛ», «ЦИНКАРЬ», «СТАНДАРТ», «ПРИНКОР-1», «ЛХ-2» и др., в состав которых, как правило, входит ортофосфорная кислота.

2. Производится «простукивание» деталей соединения молотком, при этом особый акцент делается на осторожное обращение с гранями головки болта или гайки, чтобы сохранить их форму. Следует сразу отметить, что данная процедура осуществима только в том случае, когда есть возможность доступа к деталям соединения «сбоку», а также свободное пространство для работы ударным инструментом.

3. Сверление в теле болта или шпильки небольшого отверстия вдоль оси, что должно привести к снижению напряжений в теле болта или шпильки, с последующим «простукиванием» деталей соединения и его разборкой.

4. Энергичный и быстрый нагрев гайки горелкой до покраснения металла и быстрое охлаждение ее поверхности мокрым свернутым в несколько слоев полотнищем с немедленной попыткой разборки соединения.

5. Попытка провернуть гайку или болт с использованием зубила, которое устанавливают под некоторым углом к окружности гайки или головки болта в направлении «откручивания» резьбы, и наносят удары молотком.

6. Откручивание резьбового соединения с нарушенным шестигранником головки болта или гайки «ключами-удавками». Данный инструмент может применяться только при хорошем доступе к резьбовому соединению и обязательно в пространстве, перпендикулярном его оси.

7. Приварка к головке болта или к гайке рычага, с помощью которого осуществляется попытка разобрать соединение.

8. Полное разрушение резьбового соединения высверливанием болта или шпильки, с помощью зубила, ножовки, отрезного круга и шлифовальной машинки, газовой резкой.

Анализируя вышеописанный перечень рекомендуемых процедур, следует отметить, что помимо отсутствия специализированного инструмента, наибольшую сложность представляют резьбовые соединения, работа с которыми возможна при доступе только вдоль оси болта или шпильки, т.е. те, для разборки и сборки которых используются только торцовые ключи.

Таким образом, если поставить задачу создания специального способа разборки резьбовых соединений, обеспечивающего возможность приложения большого крутящего момента на ключе с одновременным ослаблением контактного давления между витками соединения, то придется решить одновременно две задачи:

1.  Обеспечить высокое сцепление инструмента с шестигранником болта или гайки (в том числе и с поврежденным шестигранником) без сдавливания гайки.

2.  При работе инструмента желательно создавать усилия, «раскрывающие» резьбовое соединение, т.е. способствующее разрыву диффузионного слоя и разрушению слоя ржавчины.

В значительной степени эти задачи одновременно решаются созданием на поверхности шестигранника углубления 6, а на инструменте (гаечном ключе – торцовом, рожковом или накидном) – ответного выступа 8 (рис. 1).

Рисунок 1- Резьбовое соединение в процессе разборки:

1- Корпус, 2- Болт, 3- Резьбовая часть болта, 4- Шайба, 5-Гайка, 6- Углубление, 7- Головка торцового ключа, 8- Выступ ключа,  9- Точка касания грани головки торцового ключа 7 поверхности гайки 5

 

При вращении торцового ключа 7 в сторону отворачивания резьбы выступ 8 воздействует на гайку 5 с силой F, которая кроме того, что поворачивает гайку 5, еще как бы раскрывает ее резьбу за счет упругой деформации растяжения материала гайки под действием усилия, созданного изгибающим моментом M = F·R. Таких пар «выступ – впадина» может быть больше одной.

Для изготовления впадины в гайке может быть использован простейший кондуктор, обеспечивающий доступ сверла 8 с торцовой стороны резьбового соединения.

Для проверки действенности предложенного способа и инструмента для его осуществления был проведен натурный эксперимент по разборке резьбового соединения болта М8х16 по ГОСТ 7798-70 (DIN 933) класс прочности 8.8 и рекомендуемым моментом затяжки по ОСТ 37.001.050-73, равным 25  Н·м, и шестигранной гайки М8 по ГОСТ 15524-70 (СТ СЭВ 5636-86) под ключ S = 13 мм.

На первом этапе определялся максимальный момент затяжки, который выдерживает данное соединение. Затяжка производилась через стальную пластину моментным ключом КМ - 3МП-10-200 с ценой деления 1 Н·м до проворота гайки по резьбе (до срыва резьбы). Всего было испытано 24 пары «болт-гайка», результаты эксперимента показаны на рис. 2. Из рисунка видно, что график зависимости количества наступлений разрушения резьбы от крутящего момента демонстрирует закон, близкий к закону нормального распределения, и максимальный допустимый крутящий момент для проведения испытаний может быть уверенно выбран величиной 35 Н·м, с которым и была проведена затяжка испытуемой пары «болт-гайка» через стальную пластину.

Рисунок 2- График зависимости количества N пар «болт-гайка», доведенных при затяжке до полного разрушения резьбы, от крутящего момента МКР

 

После этого с помощью напильника были удалены грани шестигранника гайки до такой степени, чтобы ее не мог проворачивать ни рожковый, ни накидной гаечные ключи (имитация износа гайки).

Предварительно изготовленная головка для торцового ключа была надета на гайку, после чего произведено ее отвинчивание, при котором момент страгивания гайки составил 42 Н·м.

Вывод: Предложенный способ разборки резьбовых соединений и инструмент для его осуществления может быть успешно использован при ремонте подвески, ходовой части и трансмиссии автотранспорта после их длительной эксплуатации в сложных дорожно-климатических условиях, а также при производстве сборочно-разборочных операциях другого оборудования и при ремонте бытовой техники. Основное преимущество данной технологии – простота и хороший доступ к элементам резьбовых соединений вдоль их оси при работе с торцовым инструментом.