Главная

Обратная связь

facebook
google plus
google plus
УКРРУС

03.04.2013

Как подобрать раму для полуприцепа?

Грузовой автотранспорт начинается с рамы. Это самый ответственный элемент его конструкции. Именно конструкция и материал рамы определяют назначение техники. Если рама сконструирована неудачно, требует лишних расходов энергоресурсов при ее изготовлении, неотвечает вырастающим нормативам качества, имеет невысокую ремонтоспособность, она неминуемо сойдет с капризного рынкаБольшое значение имеет также материал, из которого изготовлено изделие. Если это дешевая, недостаточно жесткая сталь, или, наоборот, слишком дорогая, это снижает конкурентоспособность машины. Ведь основным требованием  машиностроения является сейчас наибольшее качество по наименьшей цене. 

 

Приспособить раму в процессе производства к каким-то новым требованиям практически невозможно. Она может развиваться только в очень узьких границах, которые создаются конструкторами в самом начале производства. Если рама поддается конструктивным изменениям - меняется весь автомобиль. То есть в автопроме все начинается именно с рамы. 

Можно привести 2 примера рам, уникальность которых не раз спасала автомобильный бренд во время рыночных штормов. Это гениальное и эксклюзивное творчество чешских инженеров – позвоночная рама известной «Татры» и рама украинского КрАЗа. Их аналогов в европейском ( и постсоветском ) автопроме не было, нет и нескоро появится. Критика на их адрес - это попытки штучно обесценить неоспоримые преимущества этих машин. На счет КрАЗа, то это пока единственныйавтотранспорт, рама которого производится не из гнущегося профиля, а катанного. Что делает его намного крепче. Даже самый мощный российский автопром так и не смог потеснить КрАЗ со своего рынка, потому что только он может выдержать 25 - тонный автокран, больше всего востребованный в самых разнообразных сферах производства. Благодаря раме КрАЗ и выжил в самые тяжкие времена. 

Для прицепной техники значение рамы является не менее принципиальным. Какова рама – таков и полуприцеп, и никакими красками, надстройками, усовершенствованными тормозами и подвесками не перескочить ее технические характеристики, которые определяют базовые эксплуатационные возможности полуприцепа. В этой области тоже есть свой «уникальный продукт» – немецкая полуприцепная техника «Kögel»: она легче как минимум на полтонны по сравнению с ближайшим конкурентом. 

Узнать, от чего зависит качество, надежность, ремонтоспособность, а также стоимость рам различных марок автомобильной и прицепной техники – дело непростое

 

Нередко получается так, что в прайсе – полуприцеп, в полуприцепе – рама, а что в раме – никому не известно. И на что обращать внимание, чтоб не приобретать «кота в мешке», может подсказать только специалист, который имеет определенные знания и опыт в материалознавстве, в т. ч. в металлургии

Поэтому мы и обратились за советом к одному из передовых ученых Украины в области инженерного материалознавства, а именно, в сфере автомобилестроения – доктору технических наук, профессору Харьковского национального автомобильно - дорожного университета, заслуженному деятелю науки и техники Украины Светлане Дяченко. 

— Светлана Степановна, по каким параметрам стоит оценивать раму полуприцепа?

— Во - первых, по методу соединения ее элементов. Рама может быть клепаемой или сварной. Я – за сварные рамы. Заклепка – слабое место металлоконструкций, которые поддаются большим динамическим нагрузкам. Клепаемые соединения потерпают от них больше, чем сварные, особенно в тяжелых дорожных условиях. Даже наименьшее ослабление заклепки приводит к попаданию в место соединения воды и соли, что активизирует процесс разрушения, и в итоге заклепка разбивает гнездо. А ремонт клепаемого соединения – дело достаточно затратное. По моему мнению, клепаемые рамы – отголосок технологий вчерашнего дня. Сварка намного продуктивнее и дешевле. Тем более, что ее методики всегда развиваются

— Но ведь, наверняка, большое значение имеет и качество материалов, а именно, марка стали, из которой изготовлена рама?

— Совершенно верно. Во время выбора стали для сварной рамы стоит  обратить внимание на такое ее свойство, как свариваемость. Этот показатель определяет склонность металла кобразованию трещин в процессе охлаждения после сваривания. Причины их возникновения – напряжения, которые появляются из - за локального нагрева, и структурные изменения в металле. 

Рискованным местом в сварном соединении является область, которая непосредственно прилегает к зоне сплавки, в которой металл нагревается до температуры около 1200 - 1400 ®С. Это сопровождается ростом зерен металла – появляется зона перегрева, которая склонна к хрупкому разрушению. Иной рискованной зоной является участок, который нагревается впромежутке температур структурных превращений ( 720 - 850®С ) . 

При охлаждении в этой зоне формируются неоднородные структуры, которые уменьшают прочность металла и увеличивают его хрупкость. Чтобы избежать возникновения трещин в сварном соединении, необходимо предотвратить рост зерна в зоне перегрева и возникновении хрупких структур при охлаждении. 

По существующим стандартам отличают 4 качественных степени свариваемости стали: хорошаяудовлетворительная, ограниченная и плохая. Свариваемость ухудшается с повышением содержания в стали углерода и легированных элементов, потому что они способствуют возникновению хрупких структур в промежутке структурных превращений. Для хорошей свариваемости количество углерода не должно превышать 0 , 25% , содержание легированных элементов также ограничивается. То есть степень свариваемости зависит от химического состава стали. Существует даже отдельная группа свариваемой стали. 

— Сварные рамы из стали марки StЕ 460. Что это значит?

— Буква Е в названии марки указывает на выплавку стали в электропечи, что гарантирует малое количество вредных примесей (фосфора – до 0,035%, серы – до 0,03%), а цифра – это предел текучести в Мпа (Н/кв.мм). Согласно стандарта, такая сталь содержит 0,2% углерода, 0,1-0,6% кремния, 1-1,7% марганца, около 1% никеля и 0,3% хрома. При таком составе хрупкие структуры при сваривании не образовываются, а никель еще и уменьшает склонность стали к хрупкому разрушению.

Но самое основное, что такая сталь содержит определенное количество ( сотые части процента ) ванадия, молибдена, ниобия и азота, благодаря чему образовываются мелкие частички стойких химических соединений этих элементов с углеродом и азотом ( карбонитриды ), которые сдерживают рост зерна. Эта группа именуется как «сталь с карбонитридным укреплением», поскольку из-за измельчения зерна иприсутствия мелких частичек существенно ( на 30 - 35% ) увеличивается их прочность. Это дает возможность в некоторых случаях отказаться от проведения  укрепляющей обработки – нужные свойства могут быть достигнуты непосредственно после прокатывания ускоренным охлаждением. 

Такая сталь, по сравнению с другойпредставляет еще одно преимущество – она наследственно мелкозернистая, то есть при повторном нагревании до высоких температур зерно растет очень медленно и после охлаждения остается мелким. Поэтому ее использование для сварных соединений гарантирует сохранностьсвойств в зоне термического воздействия и отсутствие возникновения трещин. Именно из такой стали производятся рамы полуприцепов Kögel. 

— Как можно проконтролировать качество ремонтных сварочных работ?

— В первую очередь, следует поручить эту операцию сварщику с высоким уровнем квалификации, чтобы он мог правильно выбрать электрод и применить правильный режим сварки. Качество его действий можно проверить, во - первых, визуально. Шов должен быть непрерывным, без пор и разрывов. Существуют также доступные и недорогие приборы для люминесцентного или магнитного контроля. С их помощью можно определить трещины на поверхности и близко к поверхности металла. Конечно, дефекты могут быть и внутренние, но если указанными методами они не выявлены, их пребывание в глубине маловероятно. 

— Насколько качество стали зависит от производителя? Мы знаем бренды, которые сложились исторически – дамасская сталь, японская, шведская.. Почему именно шведская сталь стала самой известной в Европе?

— Качество стали в первую очередь зависит от степени ее загрязнения вредоносными примесями, в первую очередь, серой и фосфором. Так сложилось, что шведы здавнаприменяли при выплавке стали не кокс, а древесный уголь, который практически не имеет в себе этих элементов

Кроме того, чистота металла зависит от руды. В зависимости от месторождения, в ней могут быть различные вредоносные примеси, и для получения чистой сталиприменяют особые добавки ( так называемый флюс ), которые связываются с примесями и выводят их в шлак. Получение стали высшего качества – это сложный технологический процесс, при котором контролируется не только содержимое элементов, но и их распределение в расплаве. Регулируется и процесс кристализации металла при изготовлении заготовок. 

Раньше металлургия считалась искусством. И каждый мастер хранил свои секреты. В наше время, когда металургическое производство оснащенное «умными» контролирующими приборами и компьютеризировано, качество стали определяется культурой производства и, конечно, расходами на ее изготовление. 

Могу с уверенностью сказать, что компанией Kögel сталь для рам подобрана, по моему мнению , оченьудачно. Она удовлетворяет требования прочности, оставаясь при этом достаточно пластичной. Хорошо сваривается, не образует хрупких структур, ремонтопригодная. Обеспечивает оптимальное соотношение цены и эксплуатационных качеств.

Вернуться к списку