Перечень, периодичность и технология крепежных работ зависят от типа и модели автомобиля, условий его эксплуатации и пробега с начала эксплуатации, материала детали.
При ТО-1 (до 20% крепежных работ от всего объема) проверяют и при необходимости подтягивают в первую очередь крепежные детали, обеспечивающие безопасность движения – тормозная система, рулевое управление и т.д. Затем проверяются детали, обеспечивающие прочность соединений и воспринимающие силовую нагрузку стремянки рессор, фланцы полуосей и др.
При ТО-2 объем крепежных работ увеличивается в несколько раз (до 17% крепежных работ от всего объема). Дополнительно к работам ТО-1сюда входят работы по проверке крепления радиатора, его облицовки, жалюзи, капота, крепления вентилятора, жидкостного насоса, головок цилиндров двигателя редуктора заднего моста и др. Отдельные детали двигателя, например, форсунки, могут сниматься для проверки в отделениях.
В качестве крепежных соединений применяется крепеж стандарта SAE (называемым также американским) и метрический крепеж. Несмотря на внешнюю схожесть, они не являются взаимозаменяемыми.
Все болты, как стандарта SAE, так и метрические, классифицируются по диаметру, шагу резьбы и длине. Например, болт SAE 1/2-13×1 имеет полдюйма в диаметре, 13 витков резьбы на один дюйм и длину 1 дюйм. Метрический болт М12-1.75×25 имеет диаметр 12 мм, шаг резьбы 1.75 мм и длину 25 мм. Оба болта (рис. 6.1) внешне практически идентичны, однако не являются взаимозаменяемыми.
В дополнение к перечисленным признакам болты можно идентифицировать путем осмотра их головки. Расстояние между лысками головки метрического болта измеряется в мм, тогда как у болта стандарта SAE — в дюймах (то же справедливо и для гаек). Как следствие, гаечный ключ по стандарту SAE не годится для использования с метрическим крепежом, и наоборот.
Торцы метрических шпилек также маркируются в соответствии с классом их прочности (рис. 6.2). Крупные шпильки маркируются цифровым кодом, тогда как на более мелкие наносится маркировка в виде геометрической фигуры.
Сборка резьбовых соединений заключается в создании в них определенных усилий (натяга). Существует несколько методов контроля усилия затяжки. Наиболее распространенные из них: контроль по крутящему моменту при затяжке гайки или болта; контроль по углу поворота гайки или болта; контроль по удлинению болта. Самый простой метод контроля — по моменту затяжки при помощи тарированных динамометрических ключей (рукояток). Момент затяжки при конструировании выбирается таким, чтобы затяжка обеспечивала работоспособность узла при расчетных нагрузках, а в самих резьбовых деталях был натяг на 15…20 % меньше усилия, при котором возникает текучесть металла. Требуемый момент затяжки выбирается из специальных таблиц с учетом размера резьбы и марки металла. В инструкциях заводов-изготовителей, в технологических картах указаны моменты затяжки для наиболее ответственных узлов.
Чрезмерно большой момент может повредить (сорвать) резьбу или вызвать текучесть материала стержня болта (шпильки) и ослабление затяжки. При применении динамометрических ключей надо иметь в виду, что на момент затяжки оказывает влияние сила трения в резьбовом соединении, которая существенно зависит от состояния резьбы (ее загрязненности, смятия).
Многие производители автомобилей рекомендуют производить затяжку отдельных деталей, например, головки блока цилиндров, используя динамометрический ключ в первоначальный момент затяжки, а впоследствии производить затяжку, доворачивая шпильку (болт) с определенным углом. Затяжку по углу поворота обычными, не динамометрическими ключами используют на практике, где невозможно установить динамометрический ключ, например, болты крепления карданного вала. Первоначально производится подтяжка резьбового соединения с усилием примерно 30…40 Н-м, чтобы выбрать все зазоры. Затем гайку (болт) поворачивают на угол, определенный опытным путем.
Существует очень точный метод контроля по величине удлинения, но он требует специальных приспособлений, индикаторов с точностью деления 0,01 мм и значительно увеличивает трудоемкость крепежных работ.
Обслуживание резьбовых соединений требует соблюдения ряда условий. Длина ввертываемой части болта, который предназначен для ввертывания в стальную деталь, должна быть от одного до двух диаметров резьбы. Увеличивать глубину ввертывания бесполезно, так как основную нагрузку воспринимает только несколько витков резьбы, расположенных у входной поверхности детали. Длинные болты сложнее отворачивать, особенно при их коррозии. При наворачивании гайки болт выбирают по длине таким, чтобы он выступал из гайки не более чем на два-три витка резьбы. Перед сборкой резьба должна быть очищена, проверена и смазана.
Особой осторожности требуют детали резьбового соединения, изготовленные из разных металлов, например свеча зажигания и алюминиевая головка цилиндров, так как резьба на более мягком металле подвержена повреждению. Соединения, обеспечивающие герметичность топливо-, воздухо-, водо- и маслопроводов затягиваются плавно, без рывков за один прием. Надежность этих соединений проверяется только визуально или на слух. Подтяжка без необходимости может вызвать потерю герметичности.
К числу наиболее ответственных крепежных работ относятся затяжка гаек головки цилиндров двигателя, болтов крепления крышек шатунов, сборка деталей, имеющих уплотнения (прокладки). При слабой затяжке, например, головки цилиндров, со временем будет повреждена прокладка. При затяжке, превышающей нормативные значения, могут произойти срыв резьбы, деформация и даже трещины головки. Поэтому эти узлы затягивают в несколько приемов в строгой последовательности. Болты крышек шатунов двигателя затягивают также с определенным моментом, чтобы не произошло проворачивание вкладыша, а также для достижения равных зазоров между вкладышами и шейками коленчатого вала. Завертывать болты динамометрическим ключом следует плавно, без остановок до тех пор, пока стрелка ключа не дойдет до требуемого деления.
Если узел имеет уплотнительные прокладки и собирается из раз-комплектованных крепежных деталей, то следует обжать уплотнение с моментом, в 1,1…1,2 раза большим предусмотренного по техническим условиям, затем ослабить гайки (болты) и повторно затянуть их с требуемым моментом. В противном случае неравномерность затяжки уплотнения может достигнуть 25 %.
Негерметичность уплотнений — частый дефект сборки агрегатов, в частности двигателя. В случаях, если уплотнения (прокладки) вынуждены использовать повторно, момент затяжки следует увеличивать на 10…20 % по сравнению с техническими условиями.
Продолжительность простоя автомобилей в обслуживании или ремонте часто увеличивается из-за сложности разборки резьбового соединения, покрытого коррозией. При этом могут возникнуть поломки. Для предотвращения этого перед каждой сборкой резьба должна быть очищена и смазана маслом. Хороший эффект дает применение противокоррозионных средств типа Мовиль. Это в дальнейшем значительно упрощает крепежные работы.
Чтобы не повредить детали, резьбовое соединение, подвергнутое коррозии, следует очистить металлической щеткой, смочить тормозной жидкостью. Более эффективно применение какого-либо преобразователя ржавчины. Но в последнем случае детали резьбового соединения необходимо затем промыть водой и смазать.
Для повышения надежности резьбовых соединений производится их стопорение. Наиболее известный способ — применение стопорной гайки (контргайки). В настоящее время в автомобилестроении он в основном применяется в тех узлах, где существуют большие нагрузки и надо выдержать определенный зазор в сочленении, например регулируемый толкатель (шток) привода включения сцепления, крепление сайлентблоков. Основная нагрузка в таком соединении приходится на контргайку, поэтому она должна быть достаточной высоты и соответствующего класса точности.
Большое распространение получили пружинные шайбы, обеспечивающие высокую силу трения в соединении даже при некотором повороте гайки в сторону отворачивания, так как происходит врезание острых кромок шайбы в деталь и гайку. При повторном использовании эффективность пружинной шайбы падает.
Весьма эффективны пружинные шайбы типа «звездочка», обычно применяемые при соединении тонкостенных деталей, например, облицовки. Наиболее надежный способ стопорения — применение деформируемых деталей: стопорных пластин, проволоки, шплинтов в паре с корончатыми гайками. Последнее время получили распространение самоконтрящиеся гайки (рис. 6.3). Наиболее перспективными являются гайки с нейлоновой вставкой, которые выдерживают 25…30 затяжек без заметного нарушения контрящих свойств.
Для выполнения крепежных, регулировочных и разборочно-сборочных работ при ТО и ТР автомобиля применяются различные инструменты и механизмы. К числу крепежных инструментов относятся открытые, накидные и торцевые гаечные ключи, и отвертки, составляющие комплект инструментов слесаря-монтажника. Для достижения плотности резьбового соединения без перенапряжения применяют динамометрические рукоятки.
Подтягивание резьбового соединения без необходимости также нарушает его стабильность, так как многократное подтягивание приводит к появлению остаточных деформаций, смятию резьбы и последующему быстрому ослаблению соединения. При этом может быть потеряно 20…25 % первоначального натяга. Крепежные детали, подвергшиеся 10…15 затяжкам (отворачиваниям и заворачиваниям), держат натяг в 2…4 раза хуже, чем новые. Для обеспечения крепежных работ, требующих при затяжке 500…800 Н-м и более, применяются электромеханические и пневматические гайковерты. Особенно большие моменты требуются при затяжке гаек крепления дисков колес (500…800 Нм) и стремянок рессор (800…1100 Н-м).