Восстановление гильз цилиндров

Ремонт блока и гильз цилиндров двигателя

Дефекты блоков цилиндров и их устранение

Блок цилиндров является базовой деталью, которая служит для заданного расположения всех механизмов и деталей двигателя. У большинства дизелей блоки изготовлены из серого или специального легированного чугуна. Используют для изготовления этих деталей алюминиевый сплав AЛ-4 (двигатель 3M3-53).

Наиболее часто встречающимися дефектами блоков цилиндров являются:

  • трещины и пробоины в стенках рубашки охлаждения
  • износ гнезд под вкладыши коренных подшипников, нарушение соосности гнезд
  • износ отверстий во втулках и отверстий под втулки распределительного вала или нарушение их соосности
  • износ посадочных мест под гильзы, резьбовых отверстий и отверстий под толкатели
  • коробление поверхностей
  • трещины на перемычках между посадочными местами под гильзы цилиндров
  • и др.

Блок выбраковывают при трещинах или обломах в гнездах под вкладыши коренных подшипников, в отверстиях под втулки распределительного вала, в масляных каналах и в местах, недоступных для их устранения, а также в случаях, когда обнаружено более двух трещин в перемычках между посадочными местами под гильзы или клапанными гнездами, более четырех трещин в рубашке охлаждения или более двух трещин, выходящих на обработанные поверхности.

Трещины и пробоины устраняют с помощью сварочных процессов, наложением заплат и закреплением их винтами или сваркой, наложением заплат с применением эпоксидных композиций. В местах, не испытывающих больших нагрузок, трещины заделывают стягивающими или уплотняющими фигурными вставками.

Изношенные резьбовые отверстия восстанавливают постановкой спиральных резьбовых вставок, нарезанием резьбы ремонтного (увеличенного) размера. Шпильки с изношенной резьбой выбраковывают: При наличии обломанных болтов и шпилек место облома зачищают заподлицо с поверхностью блока. В центре облома сверлят отверстие на всю длину обломанной части болта (шпильки). Затем забивают экстрактор соответствующего номера, на него надевают соответствующую гайку и вывинчивают обломанную часть из отверстия. При необходимости прогоняют резьбу метчиком.

Посадочные места (гнезда) под вкладыши коренных подшипников восстанавливают растачиванием под вкладыши ремонтного размера с увеличенным наружным диаметром на станке РД-14.

При отсутствии вкладышей ремонтного размера гнезда коренных подшипников восстанавливают путем фрезерования плоскостей разъема крышек коренных подшипников на 0,3-0,4 мм и последующего растачивания до номинального размера при условии сохранения допустимого расстояния от оси отверстия гнезд до верхней плоскости блока цилиндров. Перед фрезерованием плоскостей разъема комплект крышек устанавливают в специальное приспособление и фрезеруют сначала опорные поверхности под гайки. Затем переставляют крышки плоскостью разъема вверх и фрезеруют их. Паз под усик вкладыша углубляют фрезой.

Разработан технологический процесс и оборудование для восстановления изношенных гнезд коренных подшипников с диаметром более 95 мм электроконтактной приваркой стальной ленты с последующим растачиванием приваренного слоя до номинального размера.

При наличии повреждений отдельных гнезд коренных подшипников их восстанавливают газовой наплавкой латунью Л-63 с применением флюса, напаивают припоем ПМЦ-54. Перед наплавкой постели вкладыша в блоке растачивают на глубину 1,0-1,5 мм и подогревают до температуры 500-600°С. Наплавленный слой латуни легко обрабатывается, но его твердость ниже твердости чугуна. Отдельные изношенные гнезда восстанавливают эпоксидными композициями без последующей обработки. Изношенные поверхности шлифуют вручную, обезжиривают и наносят приготовленный состав слоем не менее 1 мм. Затем укладывают на все гнезда специальную скалку диаметром, равным номинальному размеру отверстий под коренные подшипники. Перед укладкой скалку смазывают минеральным маслом. Гнезда, не подлежащие восстановлению, служат для центрирования скалки. Зажимают скалку крышками и отверждают эпоксидный состав, после чего крышки и скалку снимают, а наплывы состава зачищают шабером.

При несоосности опор коренных подшипников не более 0,07 мм и отсутствии других дефектов коренные вкладыши устанавливают в опоры и растачивают по антифрикционному слою под размеры имеющихся коленчатых валов. Не допускается раскомплектовывать вкладыши после расточки.

Гнезда коренных подшипников в блоках автомобильных двигателей восстанавливают железнением в проточном электролите. Применяют специальные установки, позволяющие одновременно наращивать все гнезда подшипников.

Коробление поверхности прилегания головки цилиндров, превышающее 0,15 мм, устраняют шлифованием на плоскошлифовальном станке или вертикально-сверлильном при помощи специального приспособления. В ЦРМ хозяйств допускается устранять коробление шлифованием вручную кругом диаметром 300-450 мм в зависимости от размеров блока или пришабриванием.

Изношенные гнезда под втулки распределительного вала растачивают на горизонтально-расточных станках и запрессовывают новые втулки с последующей расточкой под номинальный или ремонтный размер шеек распределительного вала. Непараллельность оси отверстий под опоры распределительного вала с осью отверстий под вкладыши коренных подшипников коленчатого вала допускается не более 0,1 мм по всей длине.

Износ нижнего посадочного пояска под гильзу цилиндров устраняют растачиванием на пояске новой уплотнительной канавки под резиновое кольцо номинального размера. Канавку формируют выше или ниже существующей. Торцовую поверхность гнезда блока цилиндров под бурт гильзы, имеющую разницу по глубине при промерах в двух взаимно перпендикулярных плоскостях более 0,05 мм, зенкеруют или протачивают. При сборке увеличение глубины выточки компенсируют постановкой металлического кольца под торец бурта гильзы.

После устранения всех неисправностей блок подвергают контролю, так как применение сварки и других способов устранения дефектов может вызвать искажение его основных геометрических параметров. Коробление поверхности прилегания головки цилиндров контролируют с помощью поверочной линейки ШП-1- 650 и набора щупов. Соосность гнезд под коренные подшипники проверяют при помощи гладких оправок, индикаторных и других приспособлений.

Биение торцов выточек под бурт гильзы цилиндров контролируют специальным индикаторным приспособлением. Непараллельность опорной поверхности выточек относительно верхней плоскости блока не должно превышать 0,03 мм.

Перпендикулярность осей посадочных поясков под гильзы цилиндров к оси отверстий под коренные подшипники проверяют приспособлениями 70-8704-1002, КИ-4862 и др.

После запрессовки гильз проверяют испытание блока на герметичность. Испытывают блоки на специальном гидравлическом стенде КИ-5372, создавая давление 0,4 МПа. Подтекание воды или запотевание указывает на неисправность блока.

Дефекты гильз цилиндров и их устранение

Гильзы цилиндров изготавливают из серого специального и легированного чугуна. Внутреннюю рабочую поверхность гильз закаливают токами высокой частоты на глубину 1,5 мм с последующим отпуском для получения твердости не ниже HRC 40-50. Ресурс двигателя в значительной мере определяется состоянием гильз цилиндров.

Основными дефектами гильз цилиндров являются следующие:

  • износ внутренней рабочей поверхности, риски и задиры
  • износ нижней опорной поверхности установочного бурта и посадочных поясков
  • кавитационные разрушения наружной поверхности

Наибольший износ гильз блоков наблюдается на расстоянии 20-25 мм от верхней кромки в зоне остановки верхнего компрессионного кольца в в.м.т. Интенсивнее гильзы изнашиваются в плоскости качания шатуна. Неравномерный износ гильз цилиндров по образующей объясняется различными условиями трения.

Реже наблюдаются задиры на рабочей поверхности и кавитационный износ гильзы.

Величину износа, овальность, конусообразность определяют с помощью индикаторного нутромера. При износе гильз цилиндров и увеличении зазора в сопряжении цилиндр — поршень выше допустимого значения их растачивают и хонингуют на следующий ремонтный размер, после чего комплектуют с поршнями соответствующего диаметра. Допустимый без ремонта зазор между гильзой и юбкой поршня двигателей Д-160 — 0,59 мм, для СМД-60 и СМД-62 — 0,44 мм, для остальных дизелей — 0,4 мм, для ЗИЛ- 130 и 3M3-53 — 0,2 при допускаемой конусообразности и овальности не более 0,02 мм для гильз 3M3-53 и 0,09 мм всех остальных двигателей. При овальности 0,1 симметричные гильзы рекомендуется повернуть на 90° по отношению к прежнему положению.

Ремонтный размер гильз цилиндров большинства дизелей увеличен на 0,7 мм, а для А-01М, А-41 и дизелей ЯМЗ — на 0,5 мм. Для гильз и цилиндров двигателей ЗИЛ, ГАЗ и ЗМЗ предусмотрено три ремонтных размера с межремонтным интервалом 0,5 мм. Bee цилиндры или гильзы одного блока обрабатывают под один ремонтный размер.

Растачивают цилиндры и гильзы на вертикально-расточных станках. Блок для расточки цилиндров устанавливают на стол станка, а гильзы крепятся в специальных приспособлениях.

Перед растачиванием гильзы (цилиндра) замеряют наибольший диаметр в зоне работы верхних компрессионных колец и определяют возможность ее расточки на ремонтный размер Dpp:

Dрр > Dr = Dmax + 2а + 2b
где Dr — расчетный диаметр гильзы, мм; Dmax — наибольший замеренный диаметр изношенной гильзы, мм; а — припуск на заглубление резца (0,02-0,03 мм); b — припуск на хонингование (0,02-0,05 мм).

При растачивании цилиндров блока необходимо сохранить расстояние между осями цилиндров и перпендикулярность их осей к оси коленчатого вала. Для этого необходимо совместить оси растачиваемого цилиндра (гильзы) с осью шпинделя. Совмещение осей производят предварительно с помощью оправки с шариком, вставленной в шпиндель станка. При этом конец оправки должен находиться от оси шпинделя на расстоянии, равном половине диаметра растачиваемого цилиндра. Центрирование выполняют по верхнему пояску цилиндра блока поворотом шпинделя с оправкой. Оправку предварительно устанавливают на размер Н, определяемый по формуле:

H=(d2+ D)/2
где d2 — диаметр головки шпинделя, мм; D — диаметр цилиндра в верхней, неизношенной части, мм.

Для более точной установки блока или гильзы цилиндров относительно оси шпинделя применяют приспособление с индикатором часового типа. После центрирования блок или приспособление с гильзой закрепляют на столе станка.

Цилиндры растачивают резцами с твердыми пластинками ВК2 или со вставками из эльбора-Р. Перед растачиванием резец устанавливают на размер К, вычисленный по формуле:

К = (d2 + Dpр — b)/2
где Dpp — принятый стандартный ремонтный размер.

После растачивания с целью получения требуемой шероховатости цилиндры и гильзы хонингуют абразивными или алмазными брусками, закрепленными в специальной головке, на станках ЗБ-833, ЭГ-833 и др. При хонинговании головка совершает вращательное и возвратно-поступательное движение. В качестве охлаждающей жидкости применяют смесь керосина (80—90%) и машинного масла. Ход хонинговальной головки устанавливают таким, чтобы бруски выходили за верхний и нижний края цилиндра на 0,2-0,3 их длины.

Обычно хонингование ведут в два приема: предварительное (черновое) и окончательное (чистовое). Черновое хонингование ведут брусками зеленого карборунда на керамической связке зернистостью 10-16 или брусками из синтетических алмазов марки А250/200-М1. Припуск на чистовое хонингование оставляют 0,010-0,005 мм. Чистовое хонингование закаленных гильз ведут брусками ACM 28/20-МСВ, ACM 20/14-М1, шероховатость поверхности — Ra 0,32-0,16 мкм.

На некоторых ремонтных предприятиях вместо хонингования применяют раскатку шариковыми или роликовыми раскатниками. В этом случае припуск при растачивании на раскатку оставляют в пределах 0,05-0,06 мм.

Рис. Совмещение оси цилиндра и шпинделя станка с помощью шариковой оправки.

После окончательной механической обработки овальность и конусообразность цилиндров не должна превышать 0,02 мм.

Кавитационные разрушения наружных поверхностей гильз устраняют заделкой составами на основе эпоксидных смол.

Изношенные посадочные пояса гильз восстанавливают железнением или контактной приваркой ленты с последующей механической обработкой до номинального размера.

Предельно изношенные гильзы цилиндров можно восстанавливать до номинального размера постановкой стальной ленты (сталь У8А, У10А, 65Г) толщиной 0,5-0,7 мм. Ленту свертывают в приспособлении и запрессовывают в предварительно расточенную гильзу, а затем шлифуют до номинального размера. У моно-блоков цилиндры восстанавливают постановкой гильзы, изготовленной из марганцовистого чугуна. В расточенный блок гильзу запрессовывают с натягом 0,08-0,12 мм и обрабатывают до номинального размера.

Восстановление гильз цилиндров двигателей расстачиванием

Цель работы – приобрести практические навыки в технологии ремонта гильз цилиндров растачиванием.

Задачи – ознакомиться с устройством вертикально-расточного станка модели 2Е 78П – научиться производить расчет пропусков и режимов резания при растачивании гильзы;

– приобрести навыки базирования и настройки станка;

– изучить оснастку и инструмент, применяемый при растачивании;

– приобрести навыки растачивания гильз цилиндров и заполнения операционной карты.

Оборудование, приборы и инструмент

– вертикально-расточной станок модели 2Е78П;

– приспособление для растачивания гильз;

– приспособление для центрирования гильз на станке;

– резцы ГОСТ 18877-73;

– штангенциркуль ШЦ-11-250-0,05 ГОСТ 166-80;

– микрометр МК-100 ГОСТ 6507-78;

– индикаторный нутромер НИ50-125 ГОСТ 868-82;

– набор рабочих образцов шероховатости поверхности ГОСТ 9378-75;

– гильза цилиндров двигателя ЗИЛ-130.

Краткая характеристика способа восстановления

Гильзы цилиндров при износе их внутренней рабочей поверхности могут быть восстановлены под ремонтный размер растачиванием с последующим хонингованием. Восстановление гильз цилиндров способом ремонтных размеров, заключается в том, что гильзу цилиндров подвергают механической обработке до заранее установленного ремонтного размера, а поршень заменяют новым, изготовленным также под этот ремонтный размер. Категорийные, т. е. нормализованные ремонтные размеры гильз цилиндров приведены в прил 19. При механической обработке под ремонтный размер восстанавливается работоспособность сопряжения, т. к. обработка под ремонтный размер производится с теми же допусками, с которыми изготавливают новые детали. Назначение ремонтных размеров производится в пределах обеспечивающих достаточную прочность деталей.

Этот способ имеет ряд преимуществ. Он обеспечивает взаимозаменяемость сопрягаемых деталей в пределах данного ремонтного размера. Благодаря наличию установленных ремонтных размеров можно организовать массовый выпуск заменяемой детали на заводах, изготовляющих запасные части. Это снижает стоимость и сокращает цикл восстановления.

Читайте также:  Головка блока цилиндров

К недостаткам этого способа можно отнести то, что наличие деталей ремонтного размера приводит к увеличению номенклатуры запасных частей, поставленных промышленностью авторемонтному производству. Несколько усложняется организация процессов комплектования и сборки узлов, хранение деталей на складах.

Величину нормализованного ремонтного размера устанавливают в зависимости от величины и характера износа рабочей поверхности гильзы цилиндра, а также от припуска на механическую обработку, то есть

(24)

где – предшествующий размер гильзы, мм;

– ремонтный размер гильзы, мм (i = 1, 2, 3);

u – износ гильзы, мм;

2Zp – припуск на растачивание, мм;

2Zx – припуск на хонингование, мм;

Растачивание гильз цилиндров производится на вертикально-расточных станках модели 2Е78П. Станки этой группы отличаются высокой жесткостью, имеют малые величины подач и обеспечивают высокую точность размера, обрабатываемых диаметров отверстий и правильность геометрической формы, шероховатость обрабатываемых поверхностей получается в пределах Rа10 – 0,63 мкм по ГОСТ 2789-73.

При растачивании применяются резцы с пластинками из твердых сплавов ВК-2, ВК-3, ВКЗМ, ВК-6 или ТЗОК4 с углами заточки:

(25)

При использовании резцов с пластинками из композита 10 (Гексанит-Р) углы заточки должны быть:

Композиты эффективнее твердых сплавов, так как позволяют производить растачивание на более высоких скоростях резания, сохраняя при этом высокую износостойкость, и повышают производительность труда в 2…5 раз.

Растачивание гильзы цилиндров производится под ближайший ремонтный размер, который определяется по формуле:

(26)

где – предшествующий размер гильзы, мм;

i – ремонтный размер гильзы (i = 1, 2, 3);

δ– ремонтный интервал ();

u – износ гильзы, мм;

2Zp – припуск на растачивание, мм (Zp = 0,10…0,12 мм);

2Zx – припуск на хонингование, мм (Zx = 0,03…0,05 мм);

Возможность растачивания гильзы под ремонтный размер определяется из условия, что

где Dmax – действительный наибольший диаметр отверстия гильзы.

Наибольший диаметр отверстия гильзы определяется изменением с помощью индикаторного нутромера в поясах I-I, II-II, III-III и взаимно перпендикулярных плоскостях (А-А и Б-Б).

Рис.19. Схема измерения отверстия гильзы

Пояс I-I расположен ниже выработки от верхнего порошкового кольца II-II по середине гильзы; III-III – на 20 мм выше нижнего образца гильзы.

Расчет режимов растачивания

Глубина резания определяется по формуле:

(27)

Необходимый вылет резца определяется по формуле:

(28)

где dшп – диаметр шпинделя станка, мм.

dшп – диаметр шпинделя станка, мм;

l – вылет резца, мм;

–расчетный ремонтный размер гильзы, мм;

–припуск на хонингование, мм.

Рис. 20. Установка резца

Частота вращения шпинделя станка устанавливается в зависимости от размера растачиваемого цилиндра и необходимой скорости резания V:

(29)

Скорость резания и подача принимается согласно данных таблицы 2.9 , с последующей корректировкой частоты вращения шпинделя и подачи с учетом паспортных данных станка (прил 20).

Восстановление рабочей поверхности гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания автомобилей

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 02.03.2015 2015-03-02

Статья просмотрена: 10481 раз

Библиографическое описание:

Захаров Ю. А., Булатов Р. Р. Восстановление рабочей поверхности гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания автомобилей // Молодой ученый. — 2015. — №5. — С. 145-148. — URL https://moluch.ru/archive/85/15983/ (дата обращения: 11.03.2020).

Гильзы цилиндров ДВС подвергается значительным нагрузкам в процессе работы. Жесткие условия эксплуатации гильз цилиндров приводят к появлению разнообразных дефектов, которые необходимо устранять для обеспечения работоспособности ДВС. Для каждого вида дефектов гильз существуют различные способы и устройства для их устранения, в частности для восстановления геометрии и размеров изношенной рабочей поверхности. Все эти способы и устройства для их применения имеют свои достоинства и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе рационального способа восстановления рабочей поверхности гильз цилиндров.

Ключевые слова: гильза, цилиндр, восстановление, ремонт, рабочая поверхность гильзы, износ, осаждение, наплавка.

Рабочая поверхность гильз цилиндра ДВС представляет собой внутреннюю цилиндрическую поверхность, обработанную по пятому квалитету качества. Такой квалитет обработки является наивысшим, применяемым в машиностроении и обеспечивает очень низкую шероховатость. В связи с этим рабочую поверхность гильз цилиндров называют «зеркалом» цилиндра или гильзы.

В процессе эксплуатации ДВС, рабочая поверхность гильз цилиндров испытывает значительные нагрузки при высоких температурах, что приводит к появлению таких дефектов как: износ рабочей поверхности, увеличение шероховатости, изменение макрогеометрии (овальность конусность седлообразность и т. д.), нагар, раковины, трещины и сколы. При дефектации рабочей поверхности гильз цилиндров ДВС определяют геометрические размеры и форму изношенной гильзы, а также шероховатость ее зеркала. Наличие трещин, сколов, раковин и т. д. приводит к отбраковке гильзы [1–3].

В основном, восстанавливают рабочую поверхность гильзы цилиндров механической обработкой под ремонтный размер, но может применяться нанесение слоя металла или изменение геометрии гильзы за счет пластического деформирования.

Механическая обработка рабочей поверхности гильз цилиндров под ремонтный размер осуществляется растачиванием, хонингованием, шлифованием или комбинацией этих обработок.

Растачивание и хонингование гильз цилиндров в основном применяется при износе внутренней поверхности до диаметра, превышающего предельное значение, при овальности и конусности на рабочем участке более допустимых размеров.

По величине износа внутренней поверхности гильзы сортируют на три группы. Первая группа гильз — с внутренним диаметром в пределах допуска на новую гильзу; вторая группа — с внутренним диаметром, превышающим номинальный не более чем на 0,2 мм, и третья группа — с внутренним диаметром, превышающим номинальный на 0,15…0,2 мм, но не более чем на 0,4 мм [1–3].

Гильзы первой группы могут быть использованы без ремонта или после хонингования внутренней поверхности до удаления неровностей и следов коррозии. Хонингование гильз производят на хонинговальных станках, например на станке ЗГ833 головками ПТ-1085А с шлифовальными брусками К36–5 СМ1-С1К и КЗЗ-М20 СМ1-С1К. В качестве охлаждающей жидкости рекомендуется применять керосин. Иногда к нему добавляют 10…20 % веретенного масла.

Также для хонингования цилиндров применяются бруски из синтетических алмазов, обеспечивающие значительное повышение производительности процесса, точности обработки, уменьшение шероховатости поверхности. Стойкость брусков из синтетических алмазов в десятки раз выше стойкости обычных брусков. Для предварительного хонингования могут быть использованы бруски АС12М1, а для окончательного АСМ40М1.

Гильзы второй группы ремонтируют хонингованием или шлифованием на внутришлифовальном станке с последующим окончательным хонингованием.

Гильзы третьей группы ремонтируют растачиванием внутренней поверхности с последующим предварительным и окончательным хонингованием до ремонтного размера. В процессе растачивания и хонингования нагрев гильзы допускается не более 50…60° С.

Растачивают гильзы на вертикально-расточных станках, на пример на алмазно-расточном станке –278Н расточными резцами с пластинками из твердого сплава ВК2 или ВКЗМ. Гильзы на станке центрируют при помощи оправки, вставленной в шпиндель станка. Шаровой конец оправки должен входить в цилиндр на глубину 3… 4 мм. При установке резца для растачивания необходимо учесть припуск на хонингование в пределах 0,06…0,12 мм на диаметр. Внутренняя рабочая поверхность расточенной гильзы может иметь овальность не более 0,04 мм, конусность не более 0,05 мм, шероховатость поверхности должна быть не ниже 6-го класса чистоты [1, 4–5].

Для того чтобы получить высокую чистоту рабочей поверхности, гильзу хонингуют. Для хонингования гильзы применяют подпружиненную хону, в которой каждый брусок прижимается к поверхности гильзы отдельной пружиной. Обработка такими хонами служит не для изменения размеров, а для придания поверхности нужной шероховатости.

При предварительном хонинговании расточенной гильзы до ремонтного размера оставляют припуск на окончательное хонингование в пределах 0,01…0,03 мм на диаметр. После предварительного хонингования на внутренней поверхности гильзы не должно быть следов износа, неровностей. Овальность не должна превышать 0,04 мм, а конусность — 0,05 мм.

После окончательного хонингования диаметр внутренней поверхности гильзы должен находиться в пределах допуска на ремонтный размер, а овальность и конусность не должны превышать 0,03 мм. Шероховатость поверхности должна быть не ниже 9-го класса чистоты.

Данный способ широко применяют при ремонте цилиндро-поршневой группы двигателей, однако при износе внутренней поверхности гильз больше последнего ремонтного размера деталь обычно выбраковывают, тем самым увеличиваются затраты на приобретение новой детали.

При небольшой величине износа растачивание можно заменить шлифованием. Внутреннюю рабочую поверхность гильзы шлифуют до выведения следов износа. Овальность рабочей поверхности гильзы в нижнем и верхнем поясах, а также конусность поверхности на длине гильзы допускается не более 0,06 мм. Разрешается наличие нетронутой шлифовальным камнем выработки от верхнего поршневого кольца. Кроме того, допускается наличие нетронутых камнем площадок на высоте не более 50 мм от нижнего края гильзы, общей площадью не более 20 см 2 .

Для шлифования гильзы применяют круг ПП-125–50–50 на керамической связке СМ1, зернистостью 12…16. После шлифования рабочей поверхности гильзы наружную поверхность подвергают пескоструйной очистке и цинкованию [1–2, 5].

Такая последовательность выполнения операций принята потому, что на некоторых гильзах в процессе шлифования не удается устранить следы износа. Эти гильзы бракуют. Следовательно, цинкование наружной поверхности гильз до шлифования рабочей поверхности нецелесообразно.

Один из недостатков восстановления гильз обработкой под ремонтный размер — резкое (на 20. 30 %) снижение их ресурса из-за уменьшения твёрдости поверхности. Для его повышения гильзы упрочняют пластическим деформированием, электромеханическим способом, плосковершинным хонингованием, закалкой ТВЧ, лазерной обработкой и т. д.

При восстановлении гильз возможно использование способа электроимпульсного нанесения покрытий. Электроимпульсное нанесение покрытий основано на импульсном разряде конденсатора через проволоку напыляемого металла. При этом происходит взрывное плавление проволоки и осаждение расплавленных мелких частиц металла на внутренней поверхности гильзы. Такой способ применяется редко ввиду невысокого качества получаемого покрытия и возникновения местного нагрева гильзы, который может привести к короблению и (или) возникновению внутренних напряжений [1, 6].

Применяется восстановление рабочей поверхности гильзы цилиндров гальваническими покрытиями. Сущность способа состоит в том, что при прохождении постоянного электрического тока через раствор солей металла в воде (электролит) в нем образуются положительно и отрицательно заряженные ионы [1–2, 5]. Положительно заряженные ионы перемещаются к отрицательному электроду-катоду, которым является металлическая деталь, и осаждаются на ее поверхности, прочно с ней сцепляясь. Отрицательно заряженные ионы перемещаются к положительному электроду-аноду и выделяются на нем. В качестве электролитов, как правило, применяются водные растворы солей, кислот и щелочей.

Осажденные при электролизе металлы отличаются по своим свойствам от литых металлов тем, что кристаллическая решетка их искажена вследствие различных условий кристаллизации. Недостатком восстановления гильз электролитическими покрытиями является небольшая толщина наносимого покрытия, большая продолжительность нанесения покрытия, неравномерность наносимого слоя и недостаточная прочность сцепления покрытия с основой (рабочей поверхностью).

Для устранения этих недостатков применяют гальваномеханическое осаждение покрытий. Отличительной его особенностью является то, что в процессе электролиза покрываемая поверхность подвергается механическому активированию (царапанию) абразивными или алмазными инструментами в виде лент или брусков, которые перемещаются в межэлектродном пространстве [7]. Механическое активирование способствует снижению перенапряжения разряда осаждаемого металла за счет уменьшения концентрационных ограничений, интенсивного удаления с поверхности катода пассивирующей плёнки, гидроокисей и газообразного водорода. Все это позволяет значительно увеличивать рабочие плотности тока при нанесении хрома, никеля, кобальта, меди и существенно повышать скорость их осаждения. Недостатком данного способа является сложность приобретения необходимого оборудования, сравнительно высокая стоимость материалов, используемых при восстановлении.

Кроме перечисленных способов восстановления применяют способ пластического деформирования [1–3]. Способ заключается в нагреве наружной поверхности гильзы в индукторе в течение нескольких секунд до температуры 700…7500С и последующем быстром охлаждении в масле. При этом рабочая часть гильзы сокращается на величину до 0,1 мм, что позволяет дальнейшей механической обработкой восстановить требуемый размер. Нагрев и охлаждение детали ведут в процессе перемещения детали, относительно источников со скоростью не более 3…4 мм/с.

Таким образом, существующие технологии позволяют восстанавливать изношенную рабочую поверхность гильз цилиндров ДВС, однако при выборе способа восстановления работоспособности гильзы необходимо учитывать следующее:

1. Величину износа.

2. Вид износа, его форма и характер повреждений.

3. Первичное состояние гильзы (новая или ремонтная).

4. Тип и материал гильзы.

5. Наличие дефектов других поверхностей гильзы.

6. Стоимость работ по восстановлению.

7. Производительность восстановления и годовую программу ремонта.

На сегодняшний день наибольшее распространение получил способ механической обработки под ремонтный размер, ввиду его простоты, доступности оборудования и стабильности.

1. Воловик, Е. Л. Справочник по восстановлению деталей [Текст] / Е. Л. Воловик. — М: Колос, 1991 г.

2. Одинцов, Л. Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием [Текст] / Л. Г. Одинцов. — М: Машиностроение, 1997 г.

3. Захаров, Ю. А. Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось» [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 20. — С. 141–143.

Читайте также:  Гидропривод тормозов

4. Китаев, Ю. А. Восстановление деталей с последующей ФАБО [Текст] / Ю. А. Китаев, И. А. Спицын, А. Ю. Китаев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1995. — № 1 — С.25.

5. Молодык, К. В. Восстановление деталей машин [Текст] / К. В. Молодык, А. С. Зенкин. — М.: Машиностроение, 1993 г.

6. Технология электромеханической обработки материалов [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.vstu.ru/razrabotka/tekhnologiya-elektromekhanichesk.html

7. Захаров, Ю. А. Преимущества гальваномеханического осаждения металлов при восстановлении деталей мобильных машин [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2015. — № 1. — С. 66–68.

АНАЛИЗ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ Текст научной статьи по специальности « Механика и машиностроение»

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Песковацков Дмитрий Николаевич

В статье рассмотрены основные способы восстановления внутренней поверхности гильз цилиндров . Основными направлениями дальнейшего развития восстановления и упрочнения деталей является разработка новых и совершенствование действующих технологических процессов восстановления изношенных поверхностей деталей, которые обеспечивают надежную сцепляемость покрытия с основным металлом.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Песковацков Дмитрий Николаевич

Analysis of ways to restore the inner surface of cylinder liners

The article describes the main ways to restore internal surfaces of the cylinder liners. The main directions of further development of the restoration and hardening of details is the development of new and improvement of existing technological processes of restoration of worn surfaces of parts, which ensure a reliable adhesion of the coating to the base metal.

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ»

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 12 (17) • 2017

АНАЛИЗ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ

Песковацков Дмитрий Николаевич, магистрант, Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева,

В статье рассмотрены основные способы восстановления внутренней поверхности гильз цилиндров. Основными направлениями дальнейшего развития восстановления и упрочнения деталей является разработка новых и совершенствование действующих технологических процессов восстановления изношенных поверхностей деталей, которые обеспечивают надежную сцепляемость покрытия с основным металлом.

Ключевые слова: упрочнение; гильза цилиндра; шероховатость поверхности; гальваническое покрытие; термопластическое деформирование.

ANALYSIS OF WAYS TO RESTORE THE INNER SURFACE OF CYLINDER LINERS

Peskovatskov Dmitrii Nikolaevich, the undergraduate, Russian Timiryazev State Agrarian University, Moscow, Russia

The article describes the main ways to restore internal surfaces of the cylinder liners. The main directions of further development of the restoration and hardening of details is the development of new and improvement of existing technological processes of restoration of worn surfaces of parts, which ensure a reliable adhesion of the coating to the base metal.

Keywords: hardening; cylinder sleeve; surface roughness; electroplated coating; thermoplastic deformation.

Для цитирования: Песковацков Д. Н. Анализ способов восстановления внутренней поверхности гильз цилиндров // Наука без границ. 2017. № 12 (17). С. 55-59.

Отечественная и мировая практика показывают, что ремонтное производство является экономически оправданным. Обеспечение предприятий агропромышленного комплекса запасными частями за счет восстановления изношенных деталей, является важной народно-хозяйственной задачей, так как при этом можно сэкономить материально-технические ресурсы.

Широкое применение различных способов восстановления и упрочнения изнашивающихся рабочих поверхностей деталей с целью восстановления улучшенных свойств представляет актуальную научно-техническую и экономическую задачу,

решение которой позволит реализовать значительную часть остаточной стоимости и создать детали (с небольшими дополнительными затратами) с первоначальными техническими и технологическими свойствами [1].

Основными направлениями дальнейшего развития восстановления и упрочнения деталей является разработка новых и совершенствование действующих технологических процессов восстановления изношенных поверхностей деталей, которые обеспечивают надежную сцепляемость покрытия с основным металлом. В основу этих технологических процессов должны

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 12 (17) • 2017

быть положены усовершенствованные ресурсосберегающие способы наращивания изношенных поверхностей.

Гильзы цилиндров – это те детали, которые лимитируют ресурс и долговечность двигателя, и в целом определяют его работоспособность. Основным параметром выбраковки, зависимым от естественного изнашивания, является величина внутреннего диаметра гильзы, измеренная в месте наибольшего износа. Наибольшие износы наблюдаются в зоне перемещения верхних компрессионных колец и достигают 0,3. 0,5 мм. Целесообразность восстановления гильз цилиндров, в первую очередь, заключается в том, что они обладают 3.. .5-ти кратным запасом прочности, который не используется в процессе эксплуатации. Очень высоки потери от неполного использования ресурсов этих деталей, так как до 80 % затрат на изготовление новых гильз цилиндров приходится на стоимость металла и химико-термической обработ-

ки, то есть именно тех составляющих, которые можно сохранить при восстановлении гильз цилиндров [2, 3].

Известные способы восстановления и упрочнения внутренней поверхности гильз цилиндров, представленные на рис. 1, разделяются на две группы: расточка под ремонтный размер и восстановление до номинального размера [4, 5, 6].

Технология ремонта под ремонтный размер – это расточка гильзы по внутреннему диаметру под увеличенный ремонтный размер. При расточке гильз под ремонтный размер восстанавливают их геометрическую форму и шероховатость поверхности. После расточки оставляют припуск (0,03.0,05 мм) на хонингование, которым обрабатывают гильзу до нужного размера и придают ей необходимую шероховатость поверхности.

Гальванические способы восстановления подразумевают осаждение на изношенную поверхность гильзы износо-

Рис. 1. Способы восстановления внутренних поверхностей гильз цилиндров

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 12 (17) • 2017

стойких металлов из металлосодержащих электролитов. Известны две разновидности способа восстановления гальваническими покрытиями: железнение (остали-вание), и хромирование.

Способ восстановления центробежной индукционной наплавкой внутренней поверхности гильз износостойкими порошковыми материалами заключается в следующем. Гильза закрепляется в патроне механизма с горизонтальной осью вращения, на внутреннюю поверхность насыпается порошковый материал, внутрь гильзы вводится индуктор и осуществляется нагрев при вращении гильзы. При

достижении заданной температуры происходит сплавление порошка и материала гильзы.

При восстановлении гильз нагревом (термопластическое деформирование) уменьшается внутренний диаметр гильзы при быстром нагревании снаружи и одновременном охлаждении с внутренней стороны.

Восстановление гильз цилиндров металлизацией осуществляется нанесением на подготовленную поверхность гильзы износостойкого металлического слоя электродуговой металлизацией. Это один из способов восстановления, при кото-

Сравнительная оценка способов восстановления гильз цилиндров

Способ Преимущества Недостатки

Расточка под ремонтный размер • простота технологии ремонта; • низкая себестоимость; • не требует специальных установок по наращиванию металла • необходимость производства поршней и колец ремонтных размеров; • расход материала гильзы при расточке; • низкий ресурс расточенной гильзы (60 % от новой).

Наплавка, напыление покрытий • высокая износостойкость; • увеличение ресурса • низкая надежность из-за недостаточной прочности сцепления покрытия с основным металлом (1300.2000 см2).

Хромирование • высокая износостойкость (200.250 % от новых гильз); • высокая коррозионная стойкость • низкая производительность; • плохая смачиваемость и прирабатыва-емость хромированных покрытий, что приводит к задирам.

Железнение • высокая производительность (по сравнению со способом хромирования), скорость осаждения железа на поверхность гильз достигает 0,3.0,5 мм/час; • низкая себестоимость (в 2.3 раза ниже, чем хромирование) • низкая коррозионная стойкость; • поверхность плохо поддается обработке; • низкая износостойкость обработанных гильз; • повышенный износ поршневых колец.

Постановка съемных стальных пластин • возможность многократного восстановления гильз • высокая трудоемкость; • повышенный износ поршневых колец;

Термообжатие • высокая производительность способа восстановления; • не требуется применения дополнительных материалов • необходимость термообработки (отпуска) для снятия внутренних напряжений; • изменение размеров внутреннего диаметра гильзы после обработки, из-за неполного снятия внутренних напряжений при отпуске; • низкая износостойкость восстановленных гильз

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 12 (17) • 2017

ром получается высокая износостойкость гильз цилиндров.

Восстановление рабочей поверхности гильзы постановкой стальных лент заключается в запрессовке с натягом износостойких термообработанных лент в заранее расточенное отверстие. Благодаря упругим свойствам пластины плотно прилегают к стенкам гильзы, принимая ее форму [7].

Восстановление гильз электроконтактной приваркой ленты заключается в растачивании внутренней поверхности гильзы, вставлении ленты и ее приварке. Способ обеспечивает прочное соединение ленты с поверхностью гильзы и отсутствие зазоров в местах стыка ленты.

Преимущества и недостатки существующих способов восстановления гильз цилиндров приведены в табл. 1.

Анализ исследований способов восстановления гильз цилиндров показал, что наиболее перспективным и экономически

выгодным способом восстановления гильз цилиндров является способ пластиниро-вания. Значение коэффициентов износостойкости, выносливости и сцепляемости для этого способа восстановления равны 1,0; 0,8 и 1,0 [8, 9].

Данный способ имеет существенные преимущества:

• возможность многократного восстановления гильз;

• простота технологии ремонта;

• низкая себестоимость восстановления.

Сущность способа восстановления гильз цилиндров методом пластинирова-ния состоит в том, что в предварительно расточенное отверстие вставляется стальная тонкая изогнутая упругая пластина. Благодаря упругим свойствам и небольшой толщине пластина плотно прилегает к стенкам отверстий, принимая его форму. После износа пластина легко заменяется новой.

1. Ерохин М. Н., Стрельцов В. В., Голубев И. Г. и др. Нанотехнологии и наноматериалы в агроинженерии. М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2008. 300 с.

2. Конкин Ю. А., Малыха Е. Ф. Методические подходы к оценке износа и остаточной стоимости машин // Международный технико-экономический журнал. 2011. № 2. С. 5-12.

3. Технический сервис как основная составляющая инженерно-технического обеспечения агропромышленного комплекса / А. С. Дорохов, В. М. Корнеев, Ю. В. Катаев, Д. Г. Вялых и др. // Управление рисками в АПК. 2016. № 4. С. 46-57.

4. Корнеев, В. М., Катаев Ю. В., Вялых Д. Г. Обеспечение работоспособности техники в гарантийный период эксплуатации // Сельский механизатор. 2017. № 4. С. 39-40.

5. Методика обоснования структурных элементов обслуживания мобильного парка сельскохозяйственных машин / И. Н. Кравченко, В. М. Корнеев, Ю. В. Катаев, М. С. Овчинникова // Труды ГОСНИТИ. 2017. Том 127. С. 41-46.

6. Малыха Е. Ф., Катаев Ю. В. Тенденции развития инженерно-технической системы агропромышленного комплекса Российской Федерации // Наука без границ. 2017. № 7 (12). С. 21-25.

7. Катаев Ю. В., Малыха Е. Ф. К вопросу технической оснащенности агропромышленного комплекса Российской Федерации сельскохозяйственной техникой // Труды VI Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной году экологии в России «Перспективы развития науки и образования в современных экологических условиях». Соленое Займище : ФГБНУ «ПНИИАЗ», 2017. С. 666-676.

8. Коротких Ю. С., Чутчева Ю. С. Современное состояние машинно-тракторного парка Российской Федерации: основные тенденции и перспективы развития // Международный тех-

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 12 (17) • 2017

нико-экономический журнал. 2016. № 6. С. 25-29.

9. Дорохов А. С., Катаев Ю. В., Скороходов Д. М. Теоретическое обоснование классификации входного контроля качества машиностроительной продукции // Международный технико-экономический журнал. 2015. № 2. С. 49-54.

1. Erokhin M. N., Strel’tsov V. V., Golubev I. G. et al. Nanotekhnologii i nanomaterialy v agroinzhenerii [Nanotechnology and nanomaterials in Agroengineering]. Moscow, Rosinformagrotekh, 2008, 300 p.

2. Konkin Iu. A., Malykha E. F. Metodicheskie podkhody k otsenke iznosa i ostatochnoi stoimosti mashin [Methodological approaches to vehicle wear and residual value assessment]. Mezhdunarodnyi tekhniko-ekonomicheskii zhurnal, 2011, no. 2, pp. 5-12.

3. Dorokhov A. S., Korneev V. M., Kataev Yu. V., Vialykh D. G. et al. Tekhnicheskii servis kak osnovnaia sostavliaiushchaia inzhenerno-tekhnicheskogo obespecheniia agropromyshlennogo kompleksa [Technical service as a basic component of engineering and technical support of agroindustrial complex]. Upravlenie riskami v APK, 2016, no. 4, pp. 46-57.

4. Korneev V. M., Kataev Yu. V., Vialykh D. G. Obespechenie rabotosposobnosti tekhniki v garantiinyi period ekspluatatsii [Ensuring availability of equipment in warranty period]. Sel’skii mekhanizator, 2017, no. 4, pp. 39-40.

5. Kravchenko I. N., Korneev V. M., Kataev Yu. V., Ovchinnikova M. S. Metodika obosnovaniia strukturnykh elementov obsluzhivaniia mobil’nogo parka sel’skokhoziaistvennykh mashin [Method of justification of the structural elements of service mobile fleet of agricultural machinery]. Trudy GOSNITI, 2017, vol. 127, pp. 41-46.

6. Malykha E. F., Kataev Yu. V. Tendentsii razvitiia inzhenerno-tekhnicheskoi sistemy agropromyshlennogo kompleksa Rossiiskoi Federatsii [Development tendencies of technical system of Russian agro-industrial complex]. Nauka bez granic, 2017, no. 7 (12), pp. 21-25.

7. Kataev Yu. V., Malyha E. F. K voprosu tehnicheskoj osnashhennosti agropromyshlennogo kompleksa Rossijskoj Federacii sel’skohozjajstvennoj tehnikoj [To the question of technical equipment of agro-industrial complex of the Russian Federation of agricultural machinery]. Perspektivy razvitija nauki i obrazovanija v sovremennyh jekologicheskih uslovijah, Solenoe Zajmishhe, Prikaspijskij nauchno-issledovatel’skij institut aridnogo zemledelija, 2017, pp. 666676.

Читайте также:  Дозатор-распределитель, регулятор давления управления и давления топлива.

8. Korotkikh Yu. S., Chutcheva Yu. S. Sovremennoe sostoianie mashinno-traktornogo parka Rossiiskoi Federatsii: osnovnye tendentsii i perspektivy razvitiia [The modern state of machine and tractor fleet of the Russian Federation: main trends and development perspectives]. Mezhdunarodnyi tekhniko-ekonomicheskii zhurnal, 2016, no. 6, pp. 25-29.

9. Dorokhov A. S., Kataev Yu. V., Skorokhodov D. M. Teoreticheskoe obosnovanie klassifikatsii vkhodnogo kontrolia kachestva mashinostroitel’noi produktsii [The theoretical justification of the classification of entrance quality control of machine-building production]. Mezhdunarodnyi tekhniko-ekonomicheskii zhurnal, 2015, no. 2, pp. 49-54.

Материал поступил в редакцию 23.12.2017 © Песковацков Д. Н., 2017

Ремонт гильз цилиндров своими руками

Состояние гильз цилиндра в значительной мере определяет ресурс двигателя. В переводе с нем. гильза – оболочка. А для того, чтобы понять в каких случаях производится ремонт гильз цилиндров, и что он собой представляет, разберемся с тем, какой бывает гильза цилиндра.

Какая она, гильза цилиндра

На современных легковых автомобилях применяются две группы гильз:

  • «мокрые» гильзы — данный тип гильз конструктивно соприкасается с охлаждающей жидкостью двигателя. Комплектуются уплотнительными прокладками для предотвращения попадания газов в охлаждающую жидкость и наоборот. Гильза цилиндра этой группы более ремонтопригодная.
  • «сухие» гильзы – гильза цилиндра данной группы в некоторых двигателях заливается в блок при изготовлении. Естественно, они не соприкасаются с охлаждающей жидкостью, отсюда и название.

Основными свойствами, которыми должна обладать гильза цилиндра, являются: износостойкость, прочность, высокая антикоррозийная устойчивость. Конструктивные особенности гильз должны обеспечивать надёжность уплотнений в местах стыка гильзы с ГБЦ и блоком цилиндров.

Ремонт гильз цилиндров

Как правило, восстановление ресурса двигателя возможно при помощи метода гильзования. Для этого производителем предусмотрены ремонтные гильзы (втулки). Согласитесь, что ремонт блока цилиндров, ремонт ГБЦ и ремонт гильз цилиндров, это намного более дешёвая процедура, чем покупка нового двигателя.

Ремонт гильз цилиндров в блоках из разных материалов (чугун, алюминий) отличается по своей технологии.

  • «сухие» гильзы, как правило, устанавливаются способом термической обработки, или устанавливаются холодным способом, т.е. с применением специализированного оборудования.
  • «мокрые» гильзы проще поддаются ремонту, так как вставляются и удаляются при ремонте блока цилиндров, вручную.

Не является обязательным условием при ремонте гильз, их замена во всех цилиндрах. Во время диагностики цилиндров блока выявляется, какая гильза цилиндра требует ремонта (замены).

Реконструкция блока цилиндров

Этот процесс начинается с расточки цилиндров под гильзы. На качество расточки очень сильно влияет ресурс ремонтируемого двигателя. Расточка блока позволяет добиться как необходимого размера, так и правильной геометрии гнёзд.

Если расточка проведена неправильно, то эллипсоидная геометрия гнезда, после гильзования передастся самой гильзе. Для придания точности и необходимой гладкости поверхности гнёзд, после расточки их подвергают хонингованию.

Процедура гильзования

Если с «мокрыми» гильзами процедура гильзования более менее понятна, в силу конструктивных особенностей, то гильзование «сухих» гильз цилиндра вам вряд ли удастся провести своими руками в гараже.

Горячее гильзование производится с учетом разницы температур. Блок цилиндров нагревается при помощи газовой горелки до температуры 120-150 0 . После этого в подготовленное гнездо вставляется охлаждённая гильза.

Монтажу гильзы цилиндра предшествует её обработка специальным составом для избавления от водяного конденсата. Метод горячего гильзования «сухих» гильз цилиндра является самым качественным.

В силу особенностей структуры материала цилиндры блоков, выполненные из галникала, не поддаются расточки. Поэтому в такие блоки цилиндров при ремонте производится запрессовка алюминиевых гильз.

Критерии качества гильзы цилиндра

Форма. Конусность и эллипсность гильзы не должна выходить за пределы 0,02 мм. Разность толщины стенки не должна превышать 0,01 мм.

Поверхность. Шлифовка поверхности гильзы цилиндра выполняется не ниже 8-10 класса точности, иначе через некоторое время вам вновь понадобится ремонт двигателя.

Выбор гильз. Ремонтные гильзы выбираются по каталогу с учетом припуска для последующей расточки. Допустимый разнос может быть не более 0,5 мм.

Удачи вам при проведении ремонта гильз цилиндров.

Разработка технологии восстановления гильз цилиндров ДВС (стр. 3 из 13)

Причины излома бурта гильзы

1. Посторонние частицы.

При монтаже очень важно соблюдать чистоту, чтобы между буртиком и седлом не попала грязь (стружка, уплотняющие средства, остатки прокладки и др.).

2. Неровности и перекосы в области седла буртика в блоке цилиндров.

Важно, чтобы поверхность была строго горизонтальна (см. рис. 2.3, а, б), а острая кромка поверхности седла срезана (под углом около 1х45°, см. рис. 2.3, в). В противном случае велика опасность излома.

Рис. 2.3. Причины излома бурта гильзы

а, б – наклон в области седла; в, г – возможность излома при отсутствии фаски седла буртика

3. Неподходящая прокладка головки блока цилиндров.

Также может стать причиной неправильного распределения сил в области буртика (рис 2.4) из-за слишком маленького диаметра либо неверно выбранной высоты прокладки.

Рис. 2.4. Излом в результате неподходящей прокладки

4. Неправильная обработка

Иногда головка блока цилиндров имеет канавку по всему периметру, в которую входит противопожарный борт, причем головка и гильза цилиндра не должны соприкасаться. Если вследствие перекоса или повреждения головка блока требует выравнивания, канавка должна быть пропорционально увеличена. В противном случае есть опасность того, что усилие будет направлены не на прокладку, как должно быть, а на противопожарный борт гильзы цилиндра (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Излом в результате уменьшения глубины канавки

Если данный дефект гильзы не будет вовремя обнаружен, то после пуска двигателя сломанная гильза сдвинется в направлении коленчатого вала, и как только место излома окажется на высоте первого поршневого кольца, поршневое кольцо выскочит выше места излома. При обратном ходе поршня он вдавит гильзу цилиндра. Вращающийся коленчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены.

2.4 Трещины на поверхности гильзы

Причиной появления трещин в деталях являются, в первую очередь, ненормальные условия их работы, а именно, сильный перегрев, быстрое охлаждение, ударные нагрузки и т.д. Трещины могут возникнуть также вследствие нарушения технологии ремонта. Перетяжка болтов головки блока на некоторых двигателях может стать причиной образования трещин на поверхности гильз. Эксплуатация двигателя в холодное время года на воде в системе охлаждения – также достаточно распространенная причина появления трещин в блоке и гильзах цилиндров после замерзания воды.

Трещина, возникшая в той или иной детали, редко локализуется, т.е. остается неизменной длительное время. В большинстве случаев, испытывая циклические рабочие нагрузки и циклы нагрева-охлаждения, трещина развивается дальше до поломки детали. Последствия и скорость развития трещины зависят от типа детали, материала и сечения, по которому проходит трещина. Для ответственных деталей КШМ и поршневой группы, включая коленчатый вал, шатуны и поршневые пальцы, трещина, независимо от места ее образования, практически всегда приводит к разрушению детали и выходу двигателя из строя.

В корпусных деталях типа блока цилиндров и головки блока, а также гильзах трещины, как правило, проходят в полость системы охлаждения, соединяя ее с каналами систем смазки, вентиляции картера, цилиндрами, либо с окружающей средой, вызывая течи и / или перемешивание рабочих жидкостей. Помимо этого, через трещины в стенке цилиндра или камеры сгорания в систему охлаждения при работе двигателя поступают отработавшие газы, которые вытесняют охлаждающую жидкость, резко снижая эффективность охлаждения двигателя.

Трещины в нижней части гильзы обычно связаны с ударами разрушенного шатуна и, как правило, располагаются вертикально.

Установка на двигатель детали с трещиной приводит обычно к его неработоспособности (выходу из строя) сразу после первого запуска или через определенное время, т.е. к необходимости повторного ремонта. Кроме того, традиционные виды ремонта рабочих поверхностей детали с трещиной (шлифование, хонингование и т.д.) иногда приносят убытки ремонтному предприятию, так как деталь с трещиной заведомо неремонтопригодна и требует замены. Учитывая это, обнаружению трещин в деталях перед ремонтом должно быть уделено самое серьезное внимание. [4]

2.5 Износ посадочных поясков гильзы

Износ посадочных поясков частично связан с кавитационным изнашиванием. Признаком дефекта гильз являются глубокие раковины на поверхности поясков, что является следствием явления кавитации или коррозии.

В процессе работы возникает вибрация гильзы, что также вызывает износ посадочных поясков гильзы.

В реальных условиях эксплуатации двигателей возможно появление овальности посадочных поясков гильзы, вызванное кавитационным разрушением или отложением накипи в зазорах посадочных поясков гильзы в блоке.

3. Выбор способа восстановления гильз

В ремонтной практике восстановление изношенных автотракторных деталей производится разными способами и выбор того или иного способа в конкретных условиях определяется или экономическими соображениями или производственными возможностями ремонтных мастерских (наличием соответствующего технологического оборудования).

Для гильз принята следующая схема технологического процесса ремонта [4]:

2) восстановление размеров посадочных поясков;

3) устранение неисправностей опорного буртика;

4) восстановление внутренней рабочей поверхности;

5) цинкование наружной поверхности;

3.1 Правка гильзы

При дефектовке гильз проверяют овальность центрирующих посадочных поясков. При овальности поясков больше допустимого размера гильзу подвергают правке. Нагрузку прилагают по максимальной оси овала. В процессе правки упругая деформация гильзы не должна превышать 20 мм. После правки каждую гильзу проверяют на магнитном дефектоскопе для обнаружения возможных трещин.

Гильзы правят на специальном гидравлическом прессе (рис. 3.1) с приводом от топливного насоса. Насосная установка смонтирована под столом и управляется педалью. Гильзу ставят на нижнюю алюминиевую подушку 7 с войлочной прокладкой 1.

Подушка 7 закреплена на сварной станине 6 пресса. Нагрузку на деталь прикладывают через верхнюю подушку 3 с войлочной прокладкой 2, которая подвешена при помощи Т-образного паза к грибку плунжера 4 так, что может

Рис. 3.1. Пресс для правки гильзы

самоустанавливаться по гильзе в процессе правки. Верхняя подушка для облегчения выполнена из алюминиевого сплава с тем, чтобы по возможности разгрузить возвратные пружины, скрытые в защитных колпачках 5. Предохранительный клапан гидравлического пресса ограничивает усилие правки в пределах 2500 кг. При большем усилии возможно возникновение трещин.

3.2 Восстановление размеров посадочных поясков

Для гильз, в зависимости от величины износа центрирующих поясков, установлено три маршрута их ремонта.

К первому маршруту относят детали с незначительным (до 0,09 мм) износом поясков. Эти детали не требуют наращивания поясков.

По второму маршруту ремонтируют детали с износом центрирующих поясков не более 0,2 мм. Пояски с таким износом наращивают способом хромирования.

В третий маршрут включают гильзы с износом центрирующих поясков более 0,2 мм. Для этих деталей рекомендуется наращивание поясков виброконтактной наплавкой.

Признаком для бракования гильзы являются глубокие раковины на рабочей поверхности и на поясках, возникающие вследствие коррозии, которые нельзя устранить шлифованием. [3]

Если на поверхности центрирующих поясков нет коррозии и не требуется их наращивания, то при их ремонте ограничиваются слесарной обработкой. Напильником зачищают выступающие неровности металла на кромках поясков. Поверхность поясков рекомендуется полировать наждачным полотном зернистостью 18–140. При наличии коррозии и износе до 0,2 мм пояски гильзы шлифуют, хромируют и вторично шлифуют до нормальных размеров. Для шлифования посадочных поясков на круглошлифовальном станке деталь устанавливают на центровую оправку (рис. 3.2) с двумя соосными коническими грибками. Обрабатываемую гильзу базируют по неизношенным нерабочим фаскам, расположенным по концам отверстия.

Рис. 3.2. Центровая оправка для шлифования поясков гильзы:

1 – втулка; 2 – гайка; 3 – оправка

Для хромирования поясков гильз применяют индивидуальные подвесные приспособления. Поверхности, не подлежащие хромированию, изолируют перхлорвиниловым пластикатом. После обезжиривания и анодной обработки пояски гильз хромируют в сернокислом электролите. Для получения блестящего осадка принимают плотность тока 45–50 а/дм 2 , температуру электролита 55–60° С. Толщина слоя хрома должна быть 0,15–0,2 мм.

Хромированные пояски шлифуют корундовым кругом зернистостью 46–60, твердостью СТ1 – СТ2.

Овальность поясков должна быть не более 0,05 мм; разностенность детали в зоне поясков допускается не более 0,08 мм.

На поверхности поясков допускаются мелкие углубления (сыпь), площадью не более 20% поверхности обоих поясков.

Для виброконтактной наплавки изношенных центрирующих поясков гильз применяют малоуглеродистую сварочную проволоку диаметром 1,4–1,6 мм. Рекомендуется следующий режим наплавки: напряжение сварочного тока 16–18 В, индуктивность 8 витков, амплитуда вибрации электрода 1,5 мм; скорость подачи проволоки 48–60 м/мин; число оборотов гильзы 0,75 в минуту (окружная скорость 48 м/мин); скорость перемещения электрода вдоль оси детали 2 мм за один оборот. Охлаждающую жидкость подводят к внутренней поверхности гильзы. Поверхность буртика и переходной канавки от наплавки и брызг металла предохраняют тонким слоем обмазки состава (в г): мел – 600, декстин – 50 и вода – 340.

Ссылка на основную публикацию