1. Ремонт деталей кривошипно-шатунного групи

Колінчаті вали

Особливості ремонту (відновлення) колінчатих валів полягають в усуненні дефектів на ексцентрично розміщених поверхнях (шатунних та корінних шийках), виконаних з високою точністю.

Виготовляють колінчасті вали переважно зі сталі (45, 50, 50Г) або високоміцного чавуну (СМД-18, СМД-22, ЗМЗ-53). Твердість поверхонь шийок НRС_е 45—62.

Колінчасті вали можуть мати такі дефекти: тріщини, обломи; згин вала, знос корінних та шатунних шийок; биття торцевої поверхні фланця; знос шийки під шестерню і маточину шківа; знос шпонкової канавки за шириною; знос отвору під болти кріплення маховика.

Шатунні та корінні шийки шліфують під ремонтний розмір.

Під час шліфування корінних шийок вал встановлюють у центрах, фланцем до задньої бабки. При проточуванні центрових отворів базовими є шийки під шестерню та зовнішній діаметр фланця.

Технологічний маршрут: заварювання шпонкового паза; наплавлення шийок конічних поверхонь під шків, передню противагу і шестерню; проточування центрових отворів і наплавлених поверхонь; шліфування корінних і шатунних шийок, наплавлених поверхонь; перевірка наявності тріщин на шийках; розточування отвору під втулку, запресовування втулки; фрезерування шпонкових пазів, закруглення фаски та кромки масляних каналів; полірування корінних і шатунних шийок; розвертання отворів під штифт, запресування штифта; балансування колінчастого вала.

Усунення дефектів на корінних і шатунних шийках здійснюється шляхом перешліфовування їх під один з ремонтних розмірів (розмір під ремонтний розмір для різних двигунів зменшують на 0,25; 0,50; 0,75; 1,0; 1,5 мм). Шліфують шийки на круглошліфувальному верстаті типу ЗА432 шліфувальним кругом 14А40-ПСМ27К5 35 м/с 1 кл при режимах: швидкість обертання круга — 35 м/с, деталі—15—25 м/хв, поперечна подача круга — 0,02—0,03 мм. Під час шліфування необхідно витримувати радіус галтелей і не збільшувати довжину шатунних шийок/Спочатку шліфують шатунні шийки, для чого вал встановлюють у центрозміщувачі, які забезпечують відповідність радіуса кривошипа. Шліфування починають від першої шийки.

Для одержання необхідної шорсткості поверхні шийки піддають суперфінішуванню або поліруванню.

Шийки валів, які вийшли за межі останнього ремонтного розміру, нарощують за одним із таких варіантів технологічних процесів:

наплавлення дротом Нп-ЗОХГСА під флюсом АН-348-А, нормалізація, проточування шийок, загартування СВЧ, шліфування і полірування;

наплавлення дротом Нп-80, високотемпературний відпуск, проточування шийок, загартування СВЧ, шліфування і полірування;

наплавлення шийок пружинним дротом другого класу із вмістом 0,7—0,8 % вуглецю під легуючим флюсом (флюс АН-348-А-95.5 %', порошковий графіт — 2,5, ферохром порошковий— 2%), попереднє і заключне шліфування та полірування шийок.

Вали, виготовлені зі сталі з високим вмістом вуглецю (50Г, ЯМЗ-236, ЯМЗ-238), важко піддаються наплавленню під флюсом через утворення тріщин. Тому для таких валів частіше застосовують плазмово-дугову або газову металізацію.

Розроблена технологія наплавлення чавунних колінчастих валів з автономною термічною обробкою наплавлених галтелей дротом Св-0,8Г2С у середовищі СО₂ + 35 % 02 (після наплавлення галтелей проводять об'ємне відпалювання другого роду). Потім нарощують шийку вала стійким проти зношування і проводять механічне деформування металу на межах дільниць, наплавлених різним способом.

Гільзи циліндрів

Гільзи циліндрів двигунів сільськогосподарської техніки мають внутрішній діаметр 100—150 мм, довжину 200—400 мм, зовнішній діаметр 125—180 мм.

Виготовляються із сірого (СЧ18-36, СЧ22-44) або спеціального чавуну. Гільзи циліндрів ЗІЛ, ЗМЗ мають у верхній частині встав­ні гільзи. Твердість внутрішньої поверхні НКС_е 40—50.

До дефектів гільз циліндрів відносяться: знос або задирки вну­трішньої робочої поверхні; знос поверхні опорного бурта, верхньо­го та нижнього посадочного пояса. Величина допустимих зносів відповідно становить 0,3—0,5, 0,1—0,8 і 0,05—0,07 мм. Можуть бу­ти також кавітаційні та корозійні пошкодження зовнішньої по­верхні.

Технологічною базою при центруванні гільзи циліндрів є верх­ня незношена частина внутрішньої поверхні гільзи. Гільзу зати­скають по її зовнішній поверхні у спеціальному пристрої і цен­трують.

Технологічний маршрут усунення дефектів передбачає очищен­ня, миття, дефектацію, усунення кавітаційних пошкоджень, нане­сення компенсаційного шару на посадочні пояски, розточування та хонінгування внутрішньої поверхні гільз, підрізання бурта, чистове хонінгування, контроль.

Очищення зовнішньої поверхні виконується металічною щіткою, на токарному верстаті, піскоструминною обробкою та кісточковою кришкою.

Кавітаційні пошкодження поверхонь гільз усувають епоксид­ним клеєм, контактним приварюванням стальної стрічки.

Нижній та верхній посадочні пояски відновлюють залізненням з наступною обробкою під розмір робочого креслення. При віднов­ленні приварюванням стальної стрічки пояски обточують або шлі­фують до діаметра, меншого за номінальний на 0,5 мм, приварю­ють стрічку з маловуглецевої сталі і шліфують під розмір робочо­го креслення.

Внутрішні поверхні гільз циліндрів розточують під один з ре­монтних розмірів, збільшених на 0,7 мм (автомобільні двигуни 0,5; 1,0; 1,5 мм). Розточування здійснюється на алмазно-розточу­вальних верстатах (2А78, 2А78Н, 278) різцями з пластинами з твердого сплаву ВК-6, ВК-2 або синтетичного матеріалу ельбору-Р.

Хонінгування гільз проводять на вертикально-хонінгувальних верстатах (ЗМЗЗ, ЗА83, ЗГ833) із застосуванням мастильно-охоло­джуючої рідини ОСМ-1. Попереднє (чернове) хонінгування ведуть брусками АКС 250/200-М1-100 К310СПК або алмазними брусками АС6МІ при режимі: колова швидкість 60—80 м/хв, зворотно-посту­пальна швидкість 15—25 м/хв, тиск на бруски 0,8—1,5 МПа, при­пуск на хонінгування 0,05 мм. Заключне хонінгування виконують брусками АСО80/63-Р11Р9-50, КЗМ20СМЩ, алмазними брусками АСМ20МІ.

Для компенсації зношеного шару внутрішньої поверхні гільз, які вийшли за межі ремонтних розмірів або для яких не передба­чені ремонтні розміри, розроблено ряд способів. Спосіб термо осадження полягає у тому, що шляхом безперервного нагрівання до 840—880 °С СВЧ та надання гільзі зворотно-поступального та обертального рухів з одночасним внутрішнім охолодженням водою внутрішній діаметр зменшується. Після температурного формозмінення гільза підлягає механічній обробці.

Спосіб контактного приварювання стальної стрічки здійснюєть­ся на установці 011-1-06 при силі струму 5,7 кА, зусиллі притис­кання електродів 1,7—1,9 кН, подачі зварювальної головки 8— 10 м/год.

Заслуговує на увагу відновлення гільз циліндрів сумісним про­цесом розточування і поверхневого пластичного деформування

На кафедрі ремонту машин ХІМЕСГ розроблена, виготовлена і випробувана оснастка для реалізації сумісним процесом розто­чування і ППД внутрішньої поверхні циліндрів двигунів Д-144. Розроблені спеціальний шпиндель, комбінована головка і пристрій для закріплення циліндрів.

Оптимальні режими процесу: швидкість розточування і ППД - 395,64 м/хв (1200 хв^-1), подача 0,05 мм/об, зусилля ППД 2,5 МПа, припуск на ППД 0,02—0,04 ммт.

Розроблена оснастка і вибрані режими дозволяють підвищити продуктивність процесу в 7—8 разів і зменшити знос циліндрів за рахунок зміцнення поверхневого шару в 1,5 раза порівняно з циліндрами, відновленими розточуванням з наступним хонінгуванням.

Поршневі пальці

Поршневі пальці тракторних двигунів виготовляють із цемен­туючої сталі марки 12ХНЗА. Основний дефект поршневих паль­ців — знос по зовнішній поверхні на ділянках контакту з втулкою верхньої головки шатуна і отворами у поршні.

Відновлюють зовнішній діаметр зношених пальців хромуван­ням, роздаванням гідродинамічним і пуансоном, розвертанням у гарячому стані.

Недолік хромування — висока трудомісткість. При роздаванні пуансоном на зовнішній поверхні пальців виникають тріщини. Од­ним з основних недоліків розвертання є висока нерівномірність припуску на обробку, утруднене забезпечення структури цементую­чого шару.

Гідродинамічне роздавання виконують у такій послідовності. Поршневий палець вставляють в індуктор і нагрівають СВЧ на установці ЛПЗ-107 до 780—830 °С протягом 20—25 с. Затискають палець в установці для розвертання і пропускають через внутріш­ню порожнину пальця охолоджувальну рідину під тиском 0,4— 0,5 МПа протягом 14—16 с. Потім палець повністю охолоджують водопровідною водою.

При гідродинамічному роздаванні збільшується діаметр і дов­жина пальця, тому необхідно шліфувати пальці до номінального розміру по довжині і діаметру.

Для роздавання пальців з наступною термічною обробкою в отвори пальців засипають сухий пісок, змащують отвори вогне­тривкою замазкою (65% вогнетривкої глини, З)0% піску і 5% аз­бестового дрібняка замішують на воді з невеликою добавкою рід­кого скла). Підготовлені-пальці кладуть у металічний ящик, на­повнений сумішшю із 85—90 % березового вугілля та 10—15 % кальцинованої соди. Ящик нагрівають до 920—940 °С і витриму­ють при цій температурі протягом 6—7 с. Оброблені пальці вставляють у пристрій і за допомогою пуансона роздають на 0,4—0,5 мм. Потім гартують у воді або маслі при 740-820 °С, відпускають при 200-220 °С та шліфують.

Шатуны

Шатуни виготовляють зі сталі (40Р, 40, 40Х, 45Г2) твердістю НВ 217—269. Вони можуть мати такі дефекти: знос внутрішніх поверхонь верхньої та нижньої головок, а також опорних повер­хонь під головки болтів; відхилення від паралельності поверхні нижньої і верхньої головок (скручування); перекошування осей отворів у одній площині (згин); відхилення міжцентрових відста­ней. Скручені шатуни ремонту не підлягають.

Технологічний маршрут. Зношені втулки верхньої головки ша­туна випресовують і замінюють новими. Нові втулки розточують на алмазно-розточувальних верстатах 2А78Н з універсальним шпинделем і спеціальним оснащенням, яке враховує конструкцію шатуна. З метою підвищення якості робочої поверхні втулки і на­дійності її посадки виконують імпульсне роликове розвальцюван­ня. Припуск на обробку розвальцюванням становить 0,03—0,05 мм, шорсткість робочої поверхні після розвальцювання — не вище

0,32 мкм.

Зношування нижніх головок шатуна пов'язане зі зношуванням робочих поверхонь або деформацією головки. При незначних зно­сах (0,1 мм) для шатунів дизелів середньої потужності отвори відновлюють зніманням металу на кришці і шатуні у площині рознімання з наступним розточуванням і хонінгуванням отвору. Пло­щини рознімання кришок і самих шатунів обробляють на плоско­шліфувальному верстаті із застосуванням спеціального для кож­ної моделі шатуна оснащення.

Складені з кришками шатуни розточують на вертикальному ал­мазно-розточувальному верстаті 2А78Н. Хонінгують шатуни на хонінгувальних станках ЗА83 або ЗБ83 алмазними хонами на такому режимі: швидкість зворотно-поступального руху — 8— 12 м/хв, частота обертання — 30—40 хв-¹, тиск дритискання брус­ків — 0,3, 0,6 МПа, охолоджувальна рідина — суміш — 70 % гасу і ЗО % веретенного або трансформаторного масла. При менших зносах нижньої головки шатуна шліфують тільки кришку, а при продовженні діаметра отвору вздовж осі шатуна, пов'язаного з його деформацією, хонінгують нижню головку.

Під час ремонту не завжди приділяють увагу контролю якості опорних поверхонь нижньої головки шатуна (під головку шатун­ного болта). Але вона зношується і втрачається її площинність. Через це протягом нетривалої роботи дизеля послаблюється за­кручування шатунних болтів.

Площинність поверхонь під головку шатунного болта віднов­люють зенкування-м за допомогою спеціальної торцевої фрези.

Міжцентрову відстань шатуна відновлюють асиметричним роз­точуванням втулки верхньої головки на токарно-гвинторізному верстаті 1К620 за допомогою пристрою. Згин шатунів усувають правкою їх на гвинтових або гідравлічних пресах з наступною термофікацією шляхом нагрівання до 400—500 °С і витримуван­ням у печі протягом 2—3 год.

Відремонтовані шатуни обов'язково миють, зважують і сорту­ють за масою, а для деяких дизелів — і за довжиною. Потім їх контролюють за такими параметрами: діаметр, овальність, конус-ність та шорсткість нижньої і верхньої головок; міжцентрова від­стань; згин і скручування стержня; маса шатуна у складі.

Блок циліндрів.

Блоки циліндрів. Під час ремонту блока циліндрів необхідно забезпечувати правильне взаємне розміщення осей гнізд під вкла­диші корінних підшипників, отворів -втулок розподільного вала, от­ворів під гільзи і щтовхачі, фланця під стартер та інших повер­хонь.

Базують блок за нижньою площиною та двома установочними технологічними базами на ній.

Технологічний маршрут виконується у такій послідовності. Зароблюють тріщини одним з відомих способів. Обробляють техно­логічні базові отвори на нижній площині, витримавши відстань між ними і віссю корінних підшипників. Випресовують втулки роз­подільного вала і запресовують нові. Розсвердлюють отвори з по­шкодженою різьбою, зенкують фаски, нарізають різьбу і вкручу­ють у неї спіральні різьбові вставки. Розточують виточки під упор^: ні шайби колінчастого вала, гнізда під вкладиши ремонтного роз­міру, отвори у втулках під розподільний вал. Фрезерують поверхні під головки циліндрів. Розточують посадочні пояски під гільзи, за­пресовують металічні кільця з канавками під ущільнення на епок­сидному 'клеї, зачищають напливи. Хонінгують гнізда під вклади­ші корінних підшипників. Розвертають отвори під штовхачі. Прочищають масляні канали І промивають блок миючим розчином. За­чищають задири та гострі кромки, продувають всі канали отвори і площини.