В последние годы значительно расширился рынок крепежных изделий новых видов для машиностроения, строительства, других отраслей.
Особенно заметны изменения, связанные с приходом в страну новых зарубежных технологий в строительство: отделка помещений, монтаж сантехнических систем, сборка конструкций из стальных и алюминиевых профилей, новые окна, кровля и многое другое теснейшим образом связано с широчайшим использованием новых видов дюбелей, шурупов и самонарезающих винтов, комплексных крепежных систем. Можно сказать, что для каждого элемента конструкции созданы и применяются надежные специализированные крепежные детали.
Всего этого, за редким исключением, нельзя сказать о российском машиностроении, где возможности для использования прогрессивного крепежа очень широки, но реализуются медленными темпами. Работы, выполненные в области создания и применения новых прогрессивных крепежных деталей для автомобилестроения, позволяют нам сформулировать перспективы совершенствования машинокомплектов крепежа для автотранспортных средств (АТС).
Отличительным признаком и основой технического уровня прогрессивного крепежа является его многофункциональность, которая позволяет отказаться от многих вспомогательных деталей соединений (например, шайб и шплинтов), обеспечить самостопорение, надежность сборки и сохранение заданного усилия затяжки соединений, способствовать механизации и автоматизации сборочных операций, снижать трудоемкость сборки и технического обслуживания узлов и т.д. Крепежные детали должны обладать достаточно высокой прочностью и коррозионной стойкостью.
Полезно выделить 2 группы свойств, применяемых крепежных деталей и соединений. Во-первых, оптимальность конструкции для сборки в условиях конвейера, затраты на приобретение крепежной детали и на сборочные работы (сравнение современных отечественных и зарубежных легковых автомобилей одного класса показывает, что количество крепежных деталей у нас на 20-50 % больше). Во-вторых, технологичность в условиях эксплуатации АТС, трудоемкость крепежных работ при техническом обслуживании, необходимость в дотяжке соединений (по данным отраслевых организаций автопрома доля традиционных крепежных операций при ТО зарубежных грузовых АТС составляет 3,9 %, а у российских – 20-26 % от общей трудоемкости ТО).
Понятно, что качественные характеристики машинокомплектов крепежных деталей несомненно оказывают заметное влияние и на экономику, и на показатели конкурентоспособности автомобилей. Поэтому задачи оптимизации крепежных деталей и соединений необходимо решать в комплексе: конструкция, технологичность и трудоемкость сборки, эксплутационная технологичность, экономические результаты на всех этапах производства и эксплуатации автомобиля.
Проходят те времена, когда крепежные детали переносили со старой модели на создаваемую новую. Сейчас достаточно информации о российском и зарубежном опыте для формирования современных прогрессивных решений в этой области. Для выбора разработчиками конструкций крепежных соединений в узле, агрегате и машине в целом, необходимо создать общую концепцию, определить основные задачи, связанные с крепежом.
Примерная схема принятия решений может быть такой:
1 ) Проанализировать сложившуюся практику выбора (назначения) крепежных соединений в выпускаемой предприятием технике.
2 ) Изучить информацию о прогрессивных технических решениях в области крепежных соединений передовых предприятий и фирм. Сравнить технико–экономические характеристики разных конструкций.
3 ) Рассмотреть и оценить возможные варианты конструкций крепежных соединений в узле, автомобиле.
4 ) Принять концепцию оптимизации крепежных соединений. Выбрать необходимые конструкции, провести унификацию технических решений в целом по машине (по группе моделей).
5 ) Получить информацию о выпуске необходимых крепежных деталей, оценить и выбрать поставщиков. Согласовать вопросы поставок по срокам и уровню цен.
Итак, речь должна идти о массовом применении крепежных деталей современных, прогрессивных конструкций. Многолетняя практика внедрения такого крепежа показывает на несомненные его преимущества, но продвижение мелкими шагами не дает ощутимой выгоды в целом. Только комплексное решение, пересмотр всего машинокомплекта крепежа способны существенно улучшить технический уровень автомобиля, принести экономическую выгоду. Конечно, проще всего сделать это на новой модели автомобиля. Но, если выбрана концепция оптимизации, опробованы основные технические решения, то рационально вводить их и в выпускаемые модели АТС, модели очередного года, в модернизируемые узлы. Многие простые решения, например, замена гайки с шайбой на гайку фланцевую можно осуществлять без всяких проблем по оргтехплану.
Охарактеризуем основные положения качественного улучшения и оптимизации состава машинокомплексов крепежных деталей и
соединений АТС, доведения их технического уровня и качества до мировых стандартов:
1 Убрать абсолютное большинство пружинных и зубчатых шайб [ 1,2 ] .
2 Плоские шайбы нормального диаметра объединить с гайками, болтами, винтами, винтами самонарезающими – перейти на фланцевый крепеж .
3 Унифицировать большое количество головок винтов и болтов (с прямым и крестообразным шлицем, внутренним и наружным шестигранником) в пользу винтов с внутренним и болтов с наружным волнистым приводом типа TORX . Примеры унификации показаны на рис. 2 и 3.
4 Увеличить применение крепежных деталей повышенных классов прочности из экономно легированных борсодержащих сталей, специально созданных для холодной высадки. Привести в соответствие с ГОСТ 1759.4 требования по твердости классам прочности.
5 Отказаться от сверхточных (специальных) и точных резьб, не применять по 2-3 различных шага резьбы на одном диаметре болтов и гаек.
6 Широко использовать гайки самостопорящиеся – с кольцом из полимера, обжатые на эллипс, обжатые по торцу и другие.
7 Широко применять резьбовыдавливающие винты и болты, образующие резьбу в гладком отверстии в процессе сборки, обладающие свойством самостопорения. Учесть особую эффективность их установки в отбортованные отверстия.
8 Винты самонарезающие должны иметь резьбу по ГОСТ Р ИСО 1478.
9 При необходимости использования шайб с увеличенным наружным диаметром и специальных конструкций – делать их невыпадающими (сборка в процессе накатки резьбы на болты и винты).
Выше названы группы прогрессивных крепежных изделий, на выпуске которых специализируется АО «Завод Красная Этна». В то же время имеется немало конструкций и средств совершенствования крепежных соединений, которые пока не вошли в нашу номенклатуру, но применяются в мировой и, частично, в отечественной практике. К ним следует отнести следующие:
а) резьбовые фиксаторы – адгезивные герметики для разъемных и неразъемных соединений, нередко и для герметизации. Имеется два класса фиксаторов: жидкие, наносимые на резьбу непосредственно во время сборки, и микрокапсулированные, предварительно наносимые в процессе производства крепежной детали. Последние имеют длительный срок хранения в нанесенном на резьбу состоянии и хорошо вписываются в технологическую цепочку сборки, в том числе автоматизированную.
б) отрывные заклепки односторонней безударной установки (иногда их называют «вытяжные заклепки»).
в) приклепываемые гайки и шпильки для крепления на листовых и тонкостенных деталях (иногда их называют «заклепочные гайки и болты»). При монтаже можно одновременно соединить две листовые детали. Установка односторонняя, в закрытую полость. Заменяют приварные и закладные гайки, приварные болты и шпильки, упрощают конструкцию, не нарушают покрытия.
г) резьбовые пружинные вставки со свойствами самостопорения для высокопрочных гаек и корпусных деталей, в том числе из легких сплавов.
д) быстроустанавливаемые крепежные детали и системы, как правило, одноразового соединения, для неразъемных соединений (например, соединения листовых деталей за счет точечной деформации, самопроникающие заклепки, детали, требующие для фиксации поворота лишь на 90 ° -180 ° и другие).
Специалисты ОАО «Завод Красная Этна», выступая за коренной пересмотр машинокомплектов крепежных деталей российских автомобилей, занимаясь пропагандой и продвижением прогрессивного крепежа, постоянно разрабатывают и осваивают новые конструкции, в том числе специальные, ведут систематическую работу со службами основных потребителей на ГАЗе, ЗМЗ, ВАЗе, ПАЗе, УАЗе и другими.
Считаем, что основные положения концепции оптимизации – сформулированы, многие конструкции прогрессивного крепежа уже выпускаются, но в общем объеме поставок АО «Завод Красная Этна» они не превышают 7 - 10 %, что, конечно, очень мало, хотя ежегодно поставки удваиваются. Поэтому важны скоординированные усилия изготовителей и потребителей крепежа. Известно, что существенный вклад в производство прогрессивного крепежа всегда вносил и вносит основной поставщик АвтоВАЗа – АО «Автонормаль» г. Белебей. Таким образом, два крупнейших завода автомобильного крепежа в РФ при условии взаимодействия и использования единых стандартов и технических условий вполне могут обеспечить как российский автопром, так и производителей зарубежной автотехники и компонентов в России современным крепежом.
Заключение.
1 На основании проведенного качественного и количественного анализа машинокомплектов крепежных деталей ряда моделей автомобилей и двигателей и разработанной концепции оптимизации крепежных соединений подготовлен укрупненный перспективный прогноз изменения структуры крепежных деталей. Примеры прогнозов по автомобилям представлены на рис. 4, а по двигателям в таблице.
2 Горьковский автозавод широко использовал современные виды крепежа при проектировании и на сборке опытных образцов автомобилей ГАЗ-3115 («Седан») и ГАЗ-3106 («Джип») : в их машинокомплектах около 75 % крепежных деталей – прогрессивные конструкции. Испытания этих автомобилей подтвердили высокую надежность крепежных соединений.
Список литературы
1 Ю.А. Лавриненко, Г.В. Бунатян. О применении крепежных деталей прогрессивных конструкций в автомобилях / Метизы, 2003, № 2 (3).
2 Г.В. Бунатян, Ю.А. Лавриненко, В.А. Доброхотов. Комплекты крепежных деталей – резерв совершенствования отечественных АТС / Автомобильная промышленность, 2005, № 4 .
Примечание: Приведённый материал частично опубликован в журнале «Метизы» за 2005 год, № 1, с. 78-81.
|
