
Когда говорят про крышка рулевого редуктора заводы, многие сразу представляют себе штамповку или литье под давлением. А на деле-то для ответственных узлов рулевого управления чаще идет чугунное литье — тут и демпфирующие свойства лучше, и жесткость на кручение. Мы в свое время с коллегами из АО Шаньси Боин Литье не раз обсуждали, что серый чугун марки СЧ20 вообще-то не всегда подходит, хоть его и любят за дешевизну. Для грузовиков, например, уже нужен ВЧ50 — иначе трещины по углам креплений появляются после первых же тысяч км.
Если брать конкретно крышки редукторов, то главная проблема — неравномерность стенок. В зоне посадочных мест под подшипники толщина может доходить до 12 мм, а на фланцах — едва 6 мм. При отливке в песчано-глинистые формы без подогрева стержней чугун в тонких сечениях успевает остыть раньше, чем в массивных. Отсюда и внутренние напряжения, которые потом вылазят при механической обработке.
Один раз на испытаниях крышка от проверенного поставщика дала трещину именно в переходной зоне — не термичка виновата, а как раз эта разностенность. Пришлось пересматривать технологию литниковой системы, делать дополнительные прибыли на массивных участках. Кстати, на https://www.byzz.ru у них в разделе продукции есть как раз примеры таких ответственных отливок — видно, что ребра жесткости расположены со смещением от зоны установки червяка.
Что еще важно — состав чугуна. Для крышек редукторов с гидроусилителем часто требуется легирование никелем (до 1.2%), особенно если техника работает в северных регионах. Без этого при -30°С чугун становится хрупким как стекло. Мы в прошлом году как раз получали партию от АО Шаньси Боин Литье с таким легированием — на таможне задержали, конечно, из-за сертификатов, но по качеству претензий не было.
Самый частый косяк — когда конструкторы рисуют литниковую систему без учета направления кристаллизации. Если подвод металла организован со стороны фланца, а не от центральной части, то в зоне установки сальников обязательно будут раковины. Проверено на трех разных заводах — везде одна и та же картина.
Еще момент с формовочными уклонами. Казалось бы, мелочь — но если сделать меньше 3°, отливка начинает 'залипать' в форме. Особенно это критично для крышек сложной геометрии, где есть обратные углы. Приходится либо увеличивать уклоны (что не всегда допустимо по конструкции), либо использовать песчаные стержни с покрытием — но это уже удорожание.
Коллеги как-то пробовали делать крышка рулевого редуктора по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси) — вроде бы и точность размеров выше, и поверхность чище. Но столкнулись с тем, что при отливке чугуна с шаровидным графитом стали появляться газовые раковины в теле отливки. В итоге вернулись к традиционной КФС, хоть и пришлось дорабатывать механическую обработку.
У нас на предприятии для таких деталей всегда был двойной контроль — и ультразвуковой, и магнитопорошковый. Но УЗД не всегда показывает микротрещины в зоне изменения сечения — приходилось дополнительно делать выборочный рентген. Особенно это важно для крышек, которые идут на экспорт — европейские заказчики требуют 100% контроль пористости.
Запомнился случай, когда партия крышек прошла все испытания, а при сборке на конвейере начались проблемы с соосностью. Оказалось, деформация при термообработке — отпуск проводили без специальных приспособлений, отливки лежали в печи как попало. Теперь всегда используем кондукторы для термообработки, даже если техпроцесс этого не требует.
По опыту скажу — лучше сразу закладывать в техпроцесс обдирку дробью. После этой операции хорошо видны поверхностные дефекты, которые могли пропустить при визуальном контроле. Кстати, у АО Шаньси Боин Литье в описании производства упоминают как раз такую последовательность обработки — и это правильно.
Серый чугун СЧ25 — классика для большинства крышек. Но если редуктор работает с гидроусилителем, лучше переходить на ВЧ40-ВЧ50. Шаровидный графит дает лучшую усталостную прочность, хоть и дороже выходит. Мы как-то считали — разница в цене около 15%, но ресурс увеличивается почти вдвое.
Важный момент — твердость по Бринеллю. Для крышек редукторов оптимально 180-220 НВ. Ниже — будет износ в посадочных местах, выше — проблемы при обработке. Однажды получили партию с твердостью 245 НВ — фрезы летели через каждые 10 деталей, пришлось перестраивать весь техпроцесс механической обработки.
Сейчас многие переходят на чугун с вермикулярным графитом — говорят, компромисс между прочностью и обрабатываемостью. Сам не работал с таким материалом для крышек, но слышал от коллег с автомобильных заводов — вроде бы неплохо показывает себя в испытаниях на вибронагружение.
Частая проблема на сборочном конвейере — нарушение плоскостности прижимного фланца. Допуск всего 0.1 мм на 100 мм длины, но если его не выдержать, масло потечет гарантированно. Мы сначала думали, что это дефект обработки, а оказалось — отливки снимали с подставок раньше времени, до полного остывания.
Еще нюанс — резьбовые отверстия под крепление датчиков. Если их расположить слишком близко к стенке, при затяжке появляются трещины. Пришлось вносить изменения в конструкцию — делать местные утолщения под резьбу. Кстати, на сайте byzz.ru в разделе автомобильных отливок есть хорошие примеры таких решений.
С посадками под подшипники тоже не все просто. Прессовая посадка — это конечно надежно, но при ремонте возникают сложности. Сейчас некоторые производители переходят на посадку с зазором с дополнительной фиксацией стопорными кольцами — спорное решение, на мой взгляд, но для легковых автомобилей вроде работает.
Когда рассматриваешь крышка рулевого редуктора заводы как бизнес-процесс, становится ясно — экономить на оснастке false economy. Хорошая металлическая форма стоит дорого, но зато позволяет делать 50+ тысяч отливок без серьезного ремонта. Мы на своем опыте убедились — дешевые формы из низкосортной стали уже через 10 тысяч циклов требуют замены.
Себестоимость сильно зависит от брака. Если на этапе литья брак превышает 7%, проще менять всю технологическую цепочку. У нас как-то был период, когда брак доходил до 12% — оказалось, поставщик шихты начал добавлять легированные отходы без предварительного анализа.
Сейчас многие переносят производство в страны с дешевой рабочей силой, но для ответственных деталей это не всегда оправдано. Контроль качества требует квалифицированных специалистов, а их везде не хватает. Из российских производителей неплохо себя показывает АО Шаньси Боин Литье — у них и оборудование современное, и подход к контролю серьезный.