Восстановление деталей сваркой и наплавкой

Категория:

   Ремонт большегрузных авто

Публикация:

   Восстановление деталей сваркой и наплавкой

Читать далее:

Восстановление деталей сваркой и наплавкой

Сваркой и наплавкой восстанавливают более половины всех ремонтируемых деталей автомобилей. При помощи сварки завариваются также трещины и изломы на раме и платформе, ставятся заплаты, различные накладки и усилительные косынки, восстанавливаются картеры агрегатов. Поврежденная или изношенная резьба на поворотных цапфах и других деталях восстанавливается заваркой с последующим нарезанием новой резьбы. Таким же способом восстанавливают внутренние резьбы. Восстановление деталей наплавкой заключается в том, что изношенные рабочие поверхности наплавляют так, чтобы их можно было обработать под номинальные или ремонтные размеры. При ремонте автомобилей. применяются автоматическая и полуавтоматическая наплавка и сварка под слоем флюса или в среде углекислого газа.

При автоматической наплавке зажигание дуги, подача электродной проволоки и перемещение дуги вдоль шва ‘механизированы. При более простой — полуавтоматической наплавке или сварке дуга вдоль шва перемещается вручную.Полуавтоматическую сварку или наплавку целесообразно применять при коротких сварочных швах и наплавках, когда автоматическая сварка нерациональна.

Преимуществами автоматической и полуавтоматической сварки и наплавки по сравнению с ручной являются более высокая производительность и лучшее качество. Повышение качества наплавленного слоя или сварного шва под слоем флюса достигается тем, что расплавленный флюс предохраняет свариваемый или наплавляемый металл от воздействия кислорода и азота окружающего воздуха. Наплавкой под слоем флюса ремонтируют распределительные и шлицевые валы, ободы колес автомобилей БелАЗ, головку сошки рулевого управления и другие детали. Для круговой и продольной наплавки изношенных деталей применяют специальные установки.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Наплавку цилиндрических поверхностей деталей осуществляют на-токарных станках. Деталь устанавливают в центрах, а сварочную головку — на суппорте токарного станка. Для сообщения необходимой скорости вращения на станке устанавливается понижающий редуктор. Электродная проволока диаметром 1—2 мм подается из наплавочной головки роликами через токопроводящий мундштук в зону сварочной дуги. Одновременно в зону сварки из бункера через шланг и мундштук самотеком поступает сухой флюс. От пламени электрической дуги вместе с электродной проволокой и металлом восстанавливаемого вала плавится и флюс, образуя над поверхностью шва защитную шлаковую корку.

Наряду со сваркой и наплавкой под слоем флюса при ремонте автомобилей применяется злектродуговая полуавтоматическая сварка и наплавка в среде углекислого газа. При этом способеэлектрическая дуга и расплавленная ванночка металла изолированы от воздуха потоком углекислого газа. Электродная проволока подается в зону сварки или наплавки через специальную горелку, к которой подводятся сварочный ток и углекислый газ. Последний поступает в горелку из баллонов, оттесняет воздух и таким образом предохраняет расплавленный металл от воздействия воздуха. Сварка в среде углекислого газа применяется для сварки тонкого листового металла и наплавки деталей из углеродистых и малолегированных сталей малого диаметра. Таким методом производится восстановление крестовин, шкворней подвески, пальцев, фланцев карданных валов, крышек цилиндров подвески, головок реактивных штанг, фланцев и шестерен главной передачи и других деталей.

Для восстановления деталей малого диаметра при незначительном износе может применяться автоматическая вибродуговая (электроимпульсна) наплавка. Этим методом целесообразно наплавлять слой металла толщиной 0,9—1,5 мм. Наплавочную головку закрепляют на суппорте токарного станка, а ремонтируемую деталь — в центрах. Электродная проволока, подаваемая роликами из кассеты через вибрирующий мундштук к вращающейся детали, постоянно вибрирует и, соприкасаясь с деталью под действием электрических разрядов от источника тока, оплавляется. Для охлаждения детали насосом к месту контакта непрерывно подается жидкость. Вибрация мундштука достигается при помощи электромагнитного вибратора. При толщине слоя наплавки 0,5—0,7 мм этот способ является более .производительным, чем другие способы наплавки. Его применяют для восстановления стальных деталей с малыми износами.

Технологический процесс восстановления деталей сваркой и наплавкой состоит из трех этапов: подготовки к сварке (наплавке), сварки (наплавки) и термообработки для снятия внутренних напряжений и улучшения свойств детали.

Подготовка к сварке (наплавке) состоит в разделке кромок свариваемых деталей и тщательной очистке свариваемых поверхностей от грязи, масел, ржавчины, окалины. Разделку кромок производят механическими способами или при помощи кислородной резки металла. В последнем случае требуется тщательная зачистка кромок от окалины на всю длину.

При подготовке деталей цилиндрической формы (пальцы, оси, валы) к наплавке, при наличии на их поверхностях задиров, мелких поверхностных трещин, эксцентрического износа, расслоений (если износ не превышает 1 мм) производится токарная обработка. Толщина снимаемого при этом слоя 1,5—2 мм.

При подготовке к восстановлению изношенных или поврежденных резьбовых поверхностей их первоначально освобождают (путем токарной обработки) от старой резьбы, которая препятствует хорошему сцеплению металла. После этого поверхность, подлежащую наплавке, обжигают газовой горелкой для удаления следов масла. Отверстия, пазы, канавки, которые при наплавке необходимо сохранить,- заделывают медными, графитовыми или угольными вставками.

Детали, которые должны после наплавки проходить механическую обработку, после наплавки подвергают отжигу в горне или печи.

Для предохранения деталей от нагрева и коробления наплавку ведут с погружением шестерни в воду, оставляя на поверхности только наплавляемый участок.

Сварку деталей из серого чугуна ведут с общим нагревом до температуры 600-650 °С. При снижении температуры ниже 350 °С сварка прекращается и деталь подвергается повторному нагреву. Разделка кромок при этом производится выжиганием металла газовой горелкой.

Детали из алюминиевых сплавов сваривают и наплавляют в несколько проходов. Для их сварки и наплавки применяют алюминиевые электроды или сварочную проволоку из алюминиевых сплавов. Сварку ведут с общим или местным подогревом (до 250— 300 °С) детали.

Рекламные предложения:

Читать далее: Восстановление деталей гальваническим покрытием

Категория: — Ремонт большегрузных авто

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Судовые гребные валы. Восстановление электродуговой наплавкой перлитными и аустенитными сталями

СУДОВЫЕ ГРЕЬНЫЕ ВАЛЫ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ ПЕРЛИТНЫМИ И ХРОМОНИКЕЛЕВЫМИ СТАЛЯМИ

Р Д-31.52.12-88

СОГЛАСОВАНО:

УТВЕРЖДАЮ Заместитель председателя В-0 «Мортехсудоремпрон» ______В,    Н.    ШТОНДА

21 декабря 1987 г.

Главные инженер Южного научво-нсследовательского н нроектно-контрукторского института морского флота

____В.    Н.    АФАНАЩЕНКО

16 декабря 1987 г.

СУДОВЫЕ ГРЕБНЫЕ ВАЛЫ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ. ПЕРЛИТНЫМИ И ХРОМОНИКЕЛЕВЫМИ СТАЛЯМИ РД. 31.52.12-88

г. ОДЕССА

РД 31 52.12-88 Стр. ]q

5.    Износ шеек вала в районе расположения кормового сальника (гребной вал без защитной облицовки). G.    Коррозионные    разрушения шеек и конуса вала, рис. 1 д (вал с облицовкой). 7 Коррозионные разрушения и из нос ранее восстаноьленного наплавкой вала

Проточить изношенным участок, наплавить, обработать, упрочнить наплавленный участок, произвести шлифовку. Проточить поверхность вала до полного удаления дефектов, наплавить вал коррозионностойким металлом, обработать и упрочнить наплавленные участки. Проточить поверхность с наплавленным слоем до основного метал ла, произвести повторную наплавку.

---

2.7. Для гребных валов морских судов наплавленная поверхность должна обладать высокой коррозийной стойкостью. Для этой цели наплавку поверхностного слоя необходимо вести электродными материала ми из хромоникелевых сталей с содержанием в направленном металле никеля не менее 10%, при соотношении хрома к никелю от 1,6 до 1,8

2.8. Для судов района плавания, где превалирующим является механический износ валов, наплавленный металл должен обладать более высокой износостойкостью, обеспечивая также требуемую коррозионную стойкость. Для восстановления таких валов достаточным является содержание никеля в наплавленном металле до 3% соотношение хрома к никелю от 4 до 4,5 и низкое содержание углерода (до Д1%)

2.9. Гребные валы, восстановленные наплавкой, подлежат освидетельствованию инспектором Регистра СССР при обычно установленной Регистром СССР периодичности освидетельствования вала. Результаты освидетельствования фиксируются актом, в котором указывается состояние вала и характеристика износа наплавленной поверхности.

2.10. При проектировании новой конструкции вала, предусматривающей замену бронзовых облицовок на наплавку, документацию на изготовление новых валов должна быть разработана в соответствии с настоящим РД.

РД 31.52.12-88 Стр. 11 3. СВАРОЧНЫЕ И НАПЛАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

3.1.    Сварочные материалы применять в зависимости от характера износа вала и с учетом необходимости обеспечения коррозионной защиты.

3.2.    Для восстановления геометрических размеров гребных валов применять порошковую проволоку ПП-Нп 07х12НЗМ2Г2С по ТУ ИЭС *604—87

Для гребных валов диаметром до 150 мм судов ограниченного района плавание я отдельных случаях, по согласованию с Регистром СССР к заказчиком, допускается использование проволоки Св-08А, Нп-30ХГСА (ГОСТ 2246-701, либр электродной ленты из стали 03 кл, 10 сп (ГОСТ •503-71).

3.3.    Для наплавки коррозионностойких покрытий применять эле-ктродные проволоки марки Св-04х19Н11МЗ, Св 03Х20Н9Г7Т, Св-07Х25Н13 по ГОСТ 2246-70, либо электродные ленты из стали 04Х19Н11МЗ и 07Х25Н13 по ТУ 14-1-1468-75.

3.4 Наплавку электродными проволоками Св-04Х19Н11МЗ, Св-07Х25Н13 и Св-08Х20Н9Г7Т выполнять под флюсом АН-90 (ТУ ИЭС 453-84), АН-15М (ЧМТУ 1-1014-70),, ОФ-Ю либо ОФ-11 (ОСТ 5.9206-75

РД 31.52 12-88 Стр. 13

Виды повреждений гребных валов

а)    — язвенные разрушения поверхности вала со сплошной облицовкой и зоне сварного стыка;

б)    — фреттинг-коррозия по конусу вала;

в)    — коррозионные разрушения под облицовкой со стороны конуса вала и износ вала у большого диаметра конуса;

г)    — коррозионнные разрушения н трещины на поверхности вала у торцов облицовки;

д)    — коррозионные разрушения шеек и конуса вала (вал с облицовкой).

Рис. 1

РД 31.52.12-88 Стр. 15

Наплавку порошковой проволоки ПП Ии 07Х12НЗ«Ч2Г2С выполнять под флюсом АН-26ПУ (ТУ ИЭС 379-83).

Наплавку электродными лентами 04Х19Н11МЗ и 07X25HI3 выполнять под флюсами АН-90 либо ОФ-Ю.

Наплавку проволоками Св-08А. Hn-ЗОХГСА и лентой 08 кп. 10 сп выполнять под флюсами АН 348А и ОСЦ-45 (ГОСТ 9087-69).

Допускается наплавку электродной проволокой Св-08Х20Н917Т диаметром не более 1,6 мм вести в углекислом газе.

Применение других флюсов без проверки технологических свойств и испытаний на усталость моделей валов, наплавленных под этими флюсами, не допускается.

3.5.    Применяемые для наплавки сварочные материалы должны иметь сертификат, подтверждающий соответствие материала требованиям ГОСТ или ТУ. Каждая бухта проволоки либо рулон ленты должен иметь бирку, на которой указана марка материала, номер партии, номер плавки, наименование предприятия-изготовителя

3.6.    В случае отсутствия сертификата, необходимо выполнить контрольный химический анализ с целью определения состава материала. При несоответствии состава требованиям ГОСТ или ТУ использование материала для наплавки категорически запрещается.

3.7.    Химический состав напавленного порошковой проволокой ПП-Нп 07Х12НЗМ2Г2С металла должен находиться впределах, %; С = 0,06-0,07,

Мп = 1,8—2,5 8i = 0,7—1,10; Сг= 10-13; Asi = 3,0—1.0; Мо=1,8—2.5; V =0,15-0.35; у<0,06; Ti<0,15; 8<0.04; Р<0,04

3.8.    Перед наплавкой сварочные проволоки и ленты должны быть тщательно очищены от загрязнений и ржавчины механическим либо химическим методом и обезжирены уйат-стиритом или ацетоном.

39. Риски и следы волочильной смазки на поверхности порошковой проволоки ПП Нп 07Х12НЗМ2Г2С браковочными признаками не являются.

3.10. Порошковая проволока ПП-Нн 07Х12НЗМ2Г2С подвергается очистке от загрязнений.

Наличие на поверхности проволоки ржавчины являестя браковочным признаком.

3 11 Сварочные флюсы должны быть прокалены но режиму указанному в таблице 2.

Одесским ордена Трудового Красною Знамени института инженером морского флота

Проректор института по научной работе П. С. НИКЕРОВ Научный руководитель разработки Т. Г. КРАВЦОВ Исполнители — Н. Ф. РЫЖОВ Н. X. соляник Д. Т. МАСЛЯК Утвержден Зам. председателя В/О «Мортехсудоремпром» В. Н. ШТОНДА Одобрен Регистром СССР Главный инженер-инспектор

Л. М. БУРЧЕНКО

РД 31.52.12-88 Стр. 5

Руководителям предприятий и организаций Мннморфлота СССР (но списку)

МИНИСТЕРСТВО МОРСКОГО ФЛОТА СССР (МИНМОРФЛОТ СССР)) 103759 Москва, Жданова, 1-4

от

на М

О введении РД 31.52.12-88

В-0 «Мортехсудоремпром» утвержден РД 31.52.82-88 «Судовые гребные валы. Восстановление электродуговой наплавкой перлитными н хро-мокикелевыми сталями» со сроком введения в действие с 01.05.88 г..

Предлагаю:

1.    Судоремонтным заводам

При разработке технологических процессов восстановления и изготовления судовых гребных валов руководствоваться требованиями настоящего РД.

2.    ОИИМФ

2.1. До 20 04.88 обеспечить размножение и рассылку РД 31.52.12-88 заинтересованным предприятиям и организациям

2.2.    Оказать помощь судоремонтным заводам при внедрении настоящего РД

2.3.    Обеспечить контроль за выполнением настоящего письма.

Заместитель председателя

В О сМортехсудоремпром»

РД 31.52.12-88 Стр 7

Судовые гребные валы.    РД 31.52.12-88

Восстановление электродуговой наплавкой    вводится взамен

перлитными и хромоникелевыми сталями рд 31.52.12-82

Письмо В О «Мортехсудоремпром»

М МТ 41-29,836 от 22.03.88 г. Срок действия документа установлен с 01.05. 88 г.

I. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

1.1. Настоящий руководящий документ распространяется на гребные валы из стали 25, 30 и 35 диаметром до 450 мм без органнчеиия их конструктивных особенностей (валы с облицовками и без облицовок) и района плавали, кроме валов судов класса УЛА, и устанавливает основные технические требования и технологические указания по восстановлению судовых гребных валов морских судов методом электродуговой наплавки перлитными и хромоникелевым и сталями

12. РД предусматривает восстановление гребных валов, имеющих износ, коррозионные разрушения, трещины и смятия по конусу, под облицовками и в остальной части вала, а также коррозионные каверны и другие поверхностные дефекты, которые могут явиться очагами зарождения усталостных трещин.

1.3.    Восстановлению наплавкой подлежат гребные валы с трещинами в шпоночном пазу судов всех типов и назначений, кроме судов класса УЛ н ледоколов.

1.4.    Настоящий РД включает требования ио упрочнению наплавленных валов поверхностным пластическим деформированием поверхностного слоя с целью повышения сопротивления усталости, снижающееся после наплавки.

1Д. РД предусматривает коррозионную защиту вновь изготавливав мых валов путем наплавки на их поверхность тонкого антикоррозионного слоя стали, а также замену бронзовых облицовок наплавкой

РД 31.52 12-88 Стр. 8

1.6.    РД включает требования по замене бронзовых облицовок эксплуатирующихся на судах валов наплавкой коррозионностойкого слоя

но высокопрочному подслою, без ограничения толщины наплавки в сторону увеличения диаметра вала.

1.7.    Предприятие, производящее наплавку гребных валов, поднадзорных Регистру СССР, должно получить «Свидетельство о признании* с целью подтверждения освоения технологии наплавки на данном предприятии.

1.8.    РД разработан в соответствии с Координационным планом Мнн-морфлота на XI пятилетку и планом Отраслевой научно-технической программы по решению проблемы П04 «Повышение технического уровня морского флота, совершенствование его технической эксплуатации и деятельности судоремонтных заводов на 1986—1990 г. г.»

1.9.    РД разработан на основе следующих материалов:

—    РД 31.52 12-82 «Судовые гребные валы. Восстановление электро-дуговой наплавкой перлитными и аустенитными сталями»

—    ТИ 31-23-87. Судовые гребные валы. Электродуговая наплавка высокопрочным сплавом,

—    ТИ 31-12-84. Судовые гребные валы. Упрочнение наплавленных валов ультразвуковой ударной обработкой. (Разработка ОИИМФ, а).

—    Отраслевой стандарт ОСТ 5.9873-81. Наплавка дуговая стальных деталей судовых машин и механизмов.

—    Типовая технологическая инструкция на восстановление деталей судовых механизмов и устройств автоматической электродуговой наплавкой Балтийского судоремонтного завода.

—    Исследований, выполненных по заказу-наряду № 8253-87-В/О «Мортехсудоремпром ».

—    Положительных результатов эксплуатационных испытаний восстановленных наплавкой гребных валов.

—    Опубнкованных работ по проблеме усталости наплавленных ва

лов.

*. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Возможность восстановления изношенного вала в соответствие с настоящим РД устанавливают представители судоремонтного завода н Регистра СССР.

РД 31.52.12-88 Стр. 9

2.2.    Предназначенные для восстановления гребные валы передаются заказчиком на завод с сопроводительной документацией, определяющей объем и характер выполняемых работ (рабочие чертежи гребного вала, требования, касающиеся геометрических размеров вала после наплавки, химсостав стали, из которой изготовлен вал.

2.3.    Все повреждения гребного вала должны быть отражены в ремонтной документации с указанием характера повреждения и метода восстановления.

2.4.    К восстановлению допускаются валы, имеющие износ, трещины и коррозионные разрушения глубиной не более 5% в пределах расчетного (по правилам Регистра СССР) диаметра вала.

2.5.    При износе вала, превышающем 15 мм на сторону, восстановление вала наплавкой нс допускаются.

2.6.    Перечень и характеристика дефектов и повреждений гребных валов, допускаемых к восстановлению наплавкой, приведены в табл. 1 н на рис. 1.

Таблица 1

2. Трещины и смятия, фреттинг-кор. розня по конусу вала, рис. 1 б

Перечень и характеристика дефектов и повреждений гребных валов

«о ! = е , Наименование £ j5 j дефектов и пов-4» реждений « ! !		Способы Вйсстаногмеми’д
1	2	3
1.	Язвенные разрушения поверхности вала со сплошной облицовкой в зоне сварного стыка, рис. 1.а.	Снять облицовку на длине 300— 350 мм в зоне расположения сварного стыка, проточить вал на плавить, обработать, упрочнить наплавленный участок и восстановить облицовку.

3. Коррозионные разрушения под облицовкой со стороны конуса вала и износ вала у большого диаметра конуса, рис.1 в

4. Коррозионные разрушения и трещины на поверхности вала у торцов облицовки, рис. 1

г.

Проточить разрушенную коррозией поверхность конуса вала, наплавить, обработать и упрочнить наплавленный участок вала. Снять облицовку на длине 250— 300 мм от границы износа, произвести проточку вала до полного удаления дефектов, наплавить, обработать н упрочнить наплавленный участок, восстановить облицовку.

Снять облицовку на длине 250— 300 мм от зоны расположения дефектов, проточив вал до полного удаления трещин, наплавить проточенный участок, обработать, упрочнить и восстановить облицовку.

Ремонт и восстановление валов напылением или наплавкой — Центр защитных покрытий — Урал

Центр защитных покрытий — Урал (ЦЗПУ) предлагает ремонт и восстановление валов напылением или наплавкой. Изношенные валы восстанавливаются различными способами, основными из которых являются наращивание изношенной поверхности слоем металла наплавкой или напылением (металлизацией).

 Специалисты ООО ЦЗПУ напыляют рабочий слой и механической обработкой доводят посадочное место до требуемого размера. Предварительную и заключительную механические обработки мест под посадку производят на соответствующих токарно-винторезных и шлифовальных станках. Наше предприятие производит ремонт и восстановление валов напылением или наплавкой с восстановлением посадочных мест под полумуфты и подшипники, в том числе имеющие сплошную выработку по диаметру до 1,5—3 мм. Восстановление валов производится с учётом условий их эксплуатации, физического состояния. Восстановление напылением или наплавкой поможет вернуть деталь в рабочее состояние, повысить коррозийную и термическую стойкость поверхности, увеличить прочность. Во внимание берётся также характер повреждений и дефектов.

 Напыление годится для восстановления любых посадочных мест на валах, где не нужно передавать большой вращающий момент через контакт с поверхностью. С помощью методики напыления мы успешно восстанавливаем валы редукторов, мотор редукторов, насосов.

Ремонт и восстановление валов напылением или наплавкой

 

 Газотермическое напыление придает полное и принципиальное отсутствие термических структурных превращений и тепловых деформаций в детали вследствие низких температур нагрева при данной технологии восстановления не выше 250 градусов С, наличие открытых микропор в покрытии благоприятно влияет на условия работы пар трения, так как в порах постоянно удерживается незначительное количество смазки. Отличительной особенностью таких покрытий является однородная структура, низкая около 1,5 % и ниже пористость, что предотвращает усадку покрытия при эксплуатации деталей, равномерное распределение антифрикционных включений. Благодаря этому покрытие выдерживает длительные высокие цикличные нагрузки и перегрузки. Изношенные поверхности валов — шейки, цапфы должны быть подготовлены так, что бы наплавленный слой получался одинаковой толщины, иначе этот слой легко отслаивается, особенно при конической и овальной форме износа.

 При ремонте и восстановлении валов напылением или наплавкой, изношенные участки вала предварительно обрабатывают для придания поверхностям шероховатости, обезжиривают, затем напыляют подслой, обеспечивающий прочную связь основного металла с рабочим слоем покрытия и защиту основного металла от окисления.

 

 

 

 

 

Износу и смятию у валов подвергаются цапфы, шпоночные канавки, шлицы, поверхности под посадку шестерён, шкивов и других деталей, резьбовые участки. Ремонт и восстановление валов напылением или наплавкой производится тогда, когда трущиеся поверхности приобретают коническую, овальную, бочкообразную или седлообразную форму, шлицевые и шпоночные канавки становятся шире, из-за чего шпоночное соединение ослабляется, а в шлицевых соединениях возникают удары, резьба срезается, сминается и вытягивается. При неправильной эксплуатации изделий и износе эти участки подвергаются сколам, царапинам, выбоинам, задирам и другим повреждениям.

Основными преимуществами ремонта и восстановления валов в ООО ЦЗПУ является большой опыт работы по приданию компонентам дополнительных качественных характеристик, которые позволяют значительно повысить эффективность работы деталей машин и оборудования.

Технология восстановления коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

Автомобиль давно перестал быть источником поклонения. Транспортное средство имеется почти в каждой второй семье. Некоторые владеют двумя и большим количеством автотранспорта. Иногда возникает необходимость восстановить работоспособность всего авто или его отдельных частей. Сердцем автотранспорта является его двигатель. При необходимости ремонта иногда может возникнуть восстановить коленчатый вал ДВС.

Дорогостоящий ремонт проводится разными способами. Предприятия автосервиса чаще предлагают приобрести мотор с разборки, так как капитальный ремонт требует полно разборки двигателя и замены запасных частей. Но никто не даст гарантии, что подобная замена окажется лучшим выходом из ситуации. Достаточно примеров от автомобилистов, которые утверждают, что установленные ДВС с автомобилей с пробегом, служат значительно меньше ожидаемого срока. Поэтому капитальное восстановление родного двигателя позволит эксплуатировать своего «железного коня» в течение всего расчетного срока жизни.

Особенности производства ДВС

Для ремонта двигателей внутреннего сгорания предусмотрены десятки разных способов, способных вернуть их к жизни. Современные моторы производят на заводах, специализирующихся на выпуск только этой продукции.

Используя несколько базовых изделий энергосиловой установки, разные производители автомобилей выпускают различные модели со своим брендом. Внешне авто могут заметно отличаться друг от друга, а силовой агрегат внутри этих транспортных средств будет один и тот же.

1. Мотористы выпускают не один тип мотора, у них предусмотрена линейка ДВС, отличающихся системой впуска, количеством клапанов, наличием или отсутствием турбонаддува, присутствием тех или иных опций. Чаще всего блок и ряд корпусных элементов практически не отличаются.
2. Из литейного цеха на последующую доработку на территории механических цехов приходят корпуса и крышки. На металлорежущих станках из заготовок изготавливают детали.
3. Сборочные участки собирают узлы и агрегаты. Комплектуются будущие изделия.
4. Главный конвейер производит окончательную сборку.
5. Потом готовые изделия поступают на участок обкатки. Здесь двигатель устанавливается на обкаточный стенд.
6. В течение первых двух часов запуск мотора не производится. Выполняется холодное обкатывание. В результате происходит притирка сопрягающихся деталей. Проверяют наличие дисбаланса у коленчатого вала и других механизмов.
7. Потом подается топливо. Двигатель запускается. Ему позволяют поработать на разных режимах в течение часа.
8. Отработанное моторное масло сливается, заменяется и фильтр очистки.
9. Ставится новый фильтр, заливается свежее масло в картер двигателя. Его упаковывают для реализации на автомобилестроительный завод.

Ремонт моторов

Эксплуатационный ремонт сводится только к регулировкам отдельных узлов. Выполняется техническое обслуживание, при котором заменяют фильтрующие элементы и расходные материалы.

Проверяют работоспособность систем питания, искрообразования, охлаждения, смазки. Современные ДВС оборудованы датчиками, которые регистрируют имеющиеся отклонения от номинальных значений. Используя соответствующие диагностические приборы, проводят экспресс-анализ всех систем ДВС. По возможности восстанавливают регулировки, отлаживают режимы работы.

Двигатели при регулярном выполнении технического обслуживания могут гарантированно работать в течение десятка лет и более. Для проведения капитального ремонта производители предусматривают мероприятия по восстановлению работоспособности.

Наибольшему износу подвержены:

• Цилиндры ДВС. Внутри них происходит процесс горения. Температура горючих газов достигает до 2200…2500 ⁰С. Часть металла может выгорать. На внутренней поверхности образуются задиры, повреждается зеркало цилиндра.
• Изнашиваются поршни, они совершают миллионы возвратно-поступательных движений. В результате происходит износ по наружной поверхности. Уплотнение достигается использованием компрессионных и маслосъемных колец, изготавливаемых из ковкого чугуна. Канавки, в которые устанавливают кольца, изнашиваются.
• Нагрузку от поршней получают шатуны. Они опираются на поршневые пальцы и шатунные шейки. В зоне контакта происходит износ. Увеличивается зазор в пальцах и шатунных шейках.
• Коленчатый вал устанавливается на опоры, после совершения нескольких десятков миллионов оборотов изнашиваются коренные шейки. Зазоры увеличиваются. Моторное масло перестает поступать к шатунам и вытекает через неплотности снова в картер.

Двигатель в разрезе:

1 – распределительный вал; 2 – поршень; 3 – цилиндр; 4 – коренная шейка коленчатого вала; 5 – шатунная шейка коленчатого вала.

Многие детали заменяются довольно легко. Производители ДВС, кроме базовых деталей, производят еще дополнительную партию комплектующих, изготовленных с ремонтными размерами:

1. На место изношенных поршней устанавливают новые.
2. На хонинговальных станках выполняется полировка внутренней поверхности цилиндров, восстанавливается форма. Внимание! Некоторые производители поступают проще, они комплектуют моторы новыми съемными цилиндрами. Остается только приобрести рем-комплект, и заменить поршневую группу.
3. Заменяют поршневые пальцы, предварительно растачивают посадочные отверстия в головке шатунов.
4. Шлифуют шатунные и коренные шейки коленчатого вала. У большинства производителей предусмотрены по 3…4 ремонтных размера вкладышей. Поэтому реальный моторесурс может быть продлен в 3…4 раза по сравнению с базовым.

После проведения всех операций собирают двигатель. Ставят его на родной автомобиль.

Схема диагностики коленвала:

Теоретически все выглядит довольно прекрасно. При правильной эксплуатации сердце автомобиля способно работать десятилетиями. Но реальность часто доказывает, что после сравнительно небольшого пробега могут возникнуть проблемы, которые устранить простыми способами затруднительно. Требуется восстанавливать самый сложный узел – коленчатый вал. Это самая дорогая деталь в двигателе. Она нагружается сильнее всех. Поэтому необходим сложный дорогостоящий ремонт.

Как отремонтировать коленчатый вал двигателя?

Коленчатый вал устанавливается на станок. С помощью индикаторных головок выполняют диагностику. Проводят анализ биения поверхностей и величину износа:

Большинство производителей предусматривает возможность шлифовки шеек вала на ремонтные размеры. Обычно они отличаются от номинального значения по 0,25…0,50 мм. После переточки под новое значение устанавливают новые вкладыши. Именно они компенсируют изменение параметра на новое. Для шлифовки используют комбинации станков: токарный и центрово-шлифовальный.

На поверхности видны следы износа:

• На токарный станок в центрах устанавливают коленчатый вал. Возможны две установки: в главном центре вала или центрование по шатунам.
• Потом производится проверка биения. Здесь используют индикаторные головки.
• После уточнения реальных размеров производится уточнение возможных размеров после шлифования.
• Включается станок, подается смазывающая охлаждающая жидкость (СОЖ). Выполняется процесс. Все однотипные шейки шлифуют на свой размер.
• После выполнения работы проверяют значения. Если получен ожидаемый результат, заказ отдается заказчику.

Коленчатый вал после проведения шлифовки поверхностей:

Поверхность отполирована:

Возможный вариант полировки поверхностей шеек коленвала:

Наплавка электрической дугой

Когда износ выходит за допустимые значения, то восстановить одной шлифовкой невозможно. Нужно восстановить изначальный диаметр, а только потом приступать к проточкам и шлифовальным работам.

Самый простой способ заключается в наплавке. Используют специальные электроды, изготовленные из легированных сталей. После наплавки получают наплавленный слой высокой твердости.

Наплавляемые швы:

При выполнении этой операции стремятся выполнить несколько основных требований.

1. Нужно отрегулировать процесс так, чтобы основной металл, расположенный на шейках, проплавлялся минимально. Здесь возможны варианты изменения наклона электрода. Его позиционируют в разных направлениях.
2. При наплавлении поверхностный слой должен минимально перемешиваться с телом детали. Тогда не произойдет перегрев, который может привести к деформации коленвала и нарушению его геометрии.
3. При проведении наплавки сразу после завершения наплавления слоя на определенной шейке нужно оперативно охладить деталь. Поэтому производственный цикл может иметь высокую продолжительность, требуется частое охлаждение изделия.
4. Выполняя наплавку, необходимо минимизировать толщину наплавляемого слоя. Последующая обработка механическими приспособлениями обязана быть минимальной. Поэтому сварочное оборудование наносит слой, измеряемый долями миллиметра.

Технология наплавки на поверхность детали:

Несколько ремонтных предприятий, разбросанных по стране, производят восстановление коленчатых валов и других деталей методом наплавки. Особенно актуальна подобная работа для импортных автомобилей, у которых возникают трудности с приобретением ремонтных комплектов запасных частей (у некоторых подобные опции не предусмотрены вообще, изготовитель предусматривает полную замену ДВС).

Внимание! Некоторые предприниматели организуют подобные ремонтные подразделения в своих пунктах технического обслуживания автомобилей. Как показывает практика, такие небольшие производства востребованы. Они дают существенную прибыль для основного производства.

Наплавка в среде флюса

Наплавку проводят под защитой флюса. Это порошкообразная среда, которая ограничивает попадание воздуха в зону образования дуги. Флюс расплавляется и образует плотную корку. После наплавки и остывания металла эту корку сбивают и приступают к шлифовальным и полировальным работам.

Схема процесса наплавки под слоем флюса:

Наплавка в среде защитного газа

При использовании электродов защита зоны сварки происходит за счет расплавления обмазки. Покрытие образует слой, который затем нужно сбивать.

Схема процесса дуговой сварки в среде инертных газов:

1 – электрод; 2 – присадочная проволока; 3 – изделие; 4 – сварной шов; 5 – дуга; 6 – поток защитного газа; 7 – горелка.

Получение наплавленного шва более высокого качества достигается наплавлением проволоки в среде защитного газа. Для удаления кислорода из зоны сварки используют углекислый газ, аргон или газовую смесь, в которой аргон составляет 80 %, а остальную представляет углекислота.

При наплавлении стараются перемещать наплавляемый слой по спирали. Специальные приспособления на станке организуют подачу проволоки в автоматическом режиме. Для этого применяют ходовой винт, он согласует перемещение подающей головки в соответствии с вращением вала на станке.

Наплавка напылением

Перспективным способом восстановления коленчатых валов является напыление на поверхность шеек окислов титана. Напыление выполняется порошком, имеющим размер гранул, измеряемый микронами.

Создается разность потенциалов, в результате которой формируется стабильный процесс притяжения между частицами порошка и телом восстанавливаемой детали. Чтобы увеличить интенсивность процесса создается струя, в которой разность потенциалов достигает десятки тысяч Вольт. Попутно происходит разогрев струи, температура повышается до 4000…6000 ⁰С. Длительность процесса составляет всего несколько долей секунды. Поток порошка направляется на поверхность. Между частицами и телом детали возникает диффузия. Частичка припаивается к поверхности.

Газопламенное напыление окиси титана:

Внимание! Твердость окислов титана достигает до HRC 65…75. Такая твердость у стали и ее сплавов недостижима. Поэтому износ порошкового напыления на коленвалах может достигать миллионных пробегов автомобиля. Восстановленная деталь «ходит» в несколько раз дольше, чем планируемый ресурс у нового коленчатого вала.

Электроискровое напыление порошка

При плазменном напылении происходит заметный нагрев детали. Чтобы не перегревать весь коленвал, предусматривают иной способ организации припайки частиц. Подаваемый порошок прикатывается роликом.

Между роликом и деталью создается разность потенциалов. Она небольшая, здесь важна сила тока. Она достигает десятков Ампер. В результате в зоне контакта температура увеличивается до 1900…2200 ⁰С. При таких значениях между частицами и порошком образуется прочная диффузионная связь. Теперь покрытие будет удерживаться довольно прочно.

На практике проверено, что получаемая поверхность не представляет идеальное зеркало. При рассмотрении под микроскопом видны небольшие точки. Оказывается, свободное пространство заполняется смазкой. В результате происходит влажный контакт между сопрягаемыми поверхностями.

Установка для электроискрового напыления:

Внимание! Установлено, что обычный двигатель ВАЗ 2106 (1600 см³) совершил пробег более 1200000 км. Его устанавливали в три кузова автомобилей. Те проработали до полного износа, а сам мотор после разборки показал, что износ коренных и шатунных шеек не превысил 0,01…0,02 мм. При таких параметрах не требуется перетачивание до следующего ремонтного размера.

Детонационное напыление

Самым перспективным способом восстановления параметров коленвала считается детонационное напыление. В этом процессе разгон потока порошка из бункера накопителя до поверхности происходит за счет энергии взрыва, произведенного внутри газового потока.

Используется детонационная пушка. У нее присутствует с одного конца охлаждаемый водой ствол. Его заполняет газовая смесь, которая при достижении нужной концентрации может взорваться.

В результате взрыва в ограниченном пространстве возникает струя, скорость которой 1000…1200 м/с. При соударении с твердой поверхностью в результате удара в зоне контакта температура повышается до 2000…2200 ⁰С. Происходит мгновенное разогревание зоны контакта, частица образует с телом жесткую связь. Ее крайне трудно разрушить механическим путем. Микросварка соединяет разнородные порошок и стальную поверхность.

Детонационное напыление твердых порошков:

После «выстрела» производится продувка ствола негорючим газом. Поток попадает не только на ствол, он направляется в зону сварки, охлаждает ее до 20…30 ⁰С. Затем возобновляется процесс. Происходит очередной выстрел. Еще определенное количество порошка подается на наплавку.

Этот способ наплавки (напыления) превосходит по своим параметрам любой другой вариант.

Внимание! Детонационное напыление может осуществляться не только на металлы. Поток порошка приваривается на пластики, керамику, стекло и другие тугоплавкие материалы.

В настоящее время по заказу заинтересованных предприятий может быть спроектировано и изготовлено индивидуальное высокотехнологичное оборудование. Конечно, цена на него может быть достаточно высокой. Высокое качество восстанавливаемых деталей позволит окупить капиталовложения.

Видео: восстановление коленвала.

Заключение

• Восстановление деталей методом наплавления позволяет восстановить первоначальные размеры деталей.
• Электроискровое и детонационное напыление создают поверхностный слой, покрытый порошком, состоящим из окислов титана. Такое покрытие служит в десятки раз дольше, чем оригинальные детали, изготовленные на заводе-изготовителе.

Ремонт валов электрических машин

К основным повреждениям вала относятся риски и задиры на посадочных поверхностях, задиры в шпоночных пазах, изменение формы и размеров, уменьшение диаметров посадочных поверхностей под подшипник и сердечник, овальность и конусность посадочных поверхностей, поломка, забитые центральные отверстия.
Риски и задиры устраняют шлифовкой, если их общая площадь не превышает 4% от общей посадочной поверхности под подшипник и 10% — под муфту, шкив, шестерню или шпонку. Шлифовка производится бархатным напильником или шлифовальной наждачной бумагой, слегка смоченной маслом. Если размеры посадочных поверхностей выходят за размеры допусков, указанных на чертежах, или зона дефектов превышает установленные допуски, то дефекты устраняют одним из следующих методов: электродуговая наплавка, вибродуговая наплавка, газоплазменное напыление, электромеханический метод.
Ремонт с использованием электродуговой наплавки. Перед наплавкой уступы высотой 4 мм и более протачивают на конус под углом 15…20°. Вал или ротор устанавливают сердечником на вращающиеся ролики и производят наплавку, накладывая швы в очередности, обозначенной цифрами на торце вала (рис. 15, а), которая обеспечивает минимальные деформации. При этом шов предыдущего слоя обстукивают молотком и зачищают проволочной щеткой. Полосы наплавленного металла должны выходить за пределы восстанавливаемой поверхности на 0,5…0,» и 1,0… 1,5 диаметра вала d. чередуясь через один. При наличии шпоночного паза на восстанавливаемой поверхности наплавку следует начинать с него. После наплавки проводят механическую обработку поверхности. Наплавку обычно производят электродами 342 или ОММ-5.
Центральные отверстия на торце вала восстанавливают следующим образом. Наплавку горца вала ведут от центра к периферии по спирали (рис. б). Затем на токарном станке обрабатывают торец, выдерживая общую длину вала, и засверливают центральные отверстия. При восстановлении центральных отверстий базой служит наружная поверхность сердечника ротора.

Восстановление валов электродуговой наплавкой:
а — посадочная поверхность; б — торец
Разработанный шпоночный паз восстанавливают электродуговой наплавкой с последующей механической обработкой. Если шпоночные пазы повреждены в валу и сердечнике, то следует сделать шпоночные пазы большего размера и поставить новую шпонку. Если поврежден один шпоночный паз, то его фрезеруют на больший размер и устанавливают ступенчатую шпонку или фрезеруют новый шпоночный паз со смещением его относительно старого на четверть окружности. Выбор способа ремонта зависит от возможностей ремонтного цеха.

Ремонт с использованием вибродуговой наплавки.

Автоматическую и полуавтоматическую вибродуговую наплавку открытой дугой в среде защитного газа применяют для восстановления цилиндрических деталей диаметром 8…200 мм. Эта наплавка не требует сложного оборудования, обеспечивает высокую производительность и получение твердой поверхности без ее термообработки Вибродуговая наплавка является разновидностью электродуговой сварки и осуществляется электродом, вибрирующим с частотой 20… 100 Гц. Толщина наплавляемого слоя составляет 3…5 мм.
Перед наплавкой поверхность вала должна быть очищена от загрязнений и масла, а шпоночные пазы — заделаны медными или графитовыми вставками, чтобы последние выступали над чистовой высотой наплавленного металла на 1 мм.
Деталь зажимается в патроне или центрах станка и вращается со скоростью 0,7…4,0 об/мин, а сварочная (вибродуговая) головка перемещается вдоль этой детали со скоростью v„p. Перенос металла происходит небольшими каплями, что обеспечивает формирование плотных слоев наплавленного металла. Напряжение источника тока равно 14…24 В, диаметр электродной проволоки d3 = 1,6 …2,5 мм, сварочный ток — 100…250 А. К месту наплавки подают охлаждающую жидкость, через которую в дугу вводят ионизирующие соли, поддерживающие стабильность ее горения.

Ремонт с использованием газоплазменного напыления используется при восстановлении цилиндрических поверхностей, имеющих сплошную выработку на глубину до 3 мм. При восстановлении валов поверхность предварительно подвергают механической обработке, обезжиривают, напыляют подслой (обеспечивает прочную связь основного металла с рабочим слоем покрытия и защиту основного металла от окисления), напыляют рабочий слой и подвергают его механической обработке.
В ЦКБ Союзэнергоремонт была разработана установка для нанесения покрытий на валы диаметром до 250 мм. Ремонтируемый ротор Г (рис.) одним концом вала зажимается в патрон 2, а другим опирается на регулируемую роликовую опору 8. Распылительная головка 5 газового металлизатора МГИ-4П располагается на суппорте станка. Проволока подается с катушки 4. а питание осуществляется от баллонов 1 с пропан-бутаном и кислородом.

Установка газоплазменного напыления:
1 — баллон; 2 — патрон; 3 — распылительная головка; 4 — катушка; 5— воздуховод: 6 — зонт; 7 — ротор; 8 — роликовая опора

Профиль поверхности вале, подготовленной к напылению:
1 — глубина, равная 0,7 …0,8 мм; 1 — шаг, равный 1,.,2,0 мм

Для отсоса аэрозолей металла и токсичных продуктов сгорания газов предусмотрена вытяжная вентиляция (зонт 6, установленный в зоне горелки, и воздуховод 5). Частота вращения вала при напылении составляет 0,1…0,6 об/мин. В Предварительной механической обработкой удаляют слой металла, пораженный коррозией, и добиваются устранения эксцентричности вала, конусности и овальности в местах напыления. Для •улучшения сцепления между напыляемым подслоем и поверхностью вала ее затем обрабатывают резцом с углом при вершине 55 …60° и передним углом, равным нулю. Резец устанавливается ниже оси детали с вылетом 100… 150 мм, благодаря чему в процессе работы он вибрирует, образуя рваную поверхность вала (рис. 17). Подготовку поверхности к напылению можно проводить и накаткой сетчатыми роликами. На концах шеек вала протачивают кольцевые канавки для выхода резца. После этой подготовки напыляют подслой до перекрытия вершин обрабатываемой поверхности на 0,15…0,25 мм. а по окончании напыления накрывают напыленную поверхность и прилегающие к ней поверхности ротора асбестом и выдерживают до полного охлаждения. Перерывы между технологическими операциями процесса напыления должны быть минимальными.

Электромеханический способ ремонта.

Обрабатываемую деталь устанавливают на токарный станок, в зону контакта детали и инструмента подают переменный ток 350… 1500 А при напряжении 2.. 6 В. Один провод подводится к электроконтактному приспособлению, проводящему ток к вращающейся детали, другой — к изолированному от корпуса станка инструменту. Электрическое сопротивление контакта «деталь —инструмент» елико из-за малой его площади, поэтому в месте контакта выделяется значительная энергия, которая практически мгновенно нагревает зону контакта до высокой температуры. Поверхность детали под действием температуры и радиального усилия инструмента сглаживается или высаживается (в зависимости от профиля инструмента). Объем нагреваемой детали мал по сравнению с массой детали, поэтому охлаждение поверхностного слоя происходит быстро за счет отвода тепла внутрь детали. При этом происходит закалка поверхностного слоя.
Этот метод применяют для чистовой обработки поверхностей вместо шлифовки (чистота Ra = 0,63 …0,32 мкм), для упрочнения поверхностного слоя на глубину 0,2…0,3 мм и для восстановления изношенной поверхности до 0,4 мм без добавления металла и свыше 0,4 мм с добавлением металла.
Ремонт состоит из двух операций: высадка поверхностного слоя изношенной детали (рис. 18, а) и сглаживание (рис. 18, 6).

Рис. 18. Поверхность вала: а — после высалки; 6 — после сглаживания

Высадкой получают винтовой выступ на поверхности детали диаметром D?, при этом вместо срезания стружки происходит пластическая деформация поверхностного слоя. Сглаживание производят радиусной пластиной до размера Д>, при этом повышается твердость поверхности на глубину 0,15 мм.
При износе свыше 0,4 мм после высадки приваривают металл в винтовую канавку роликовым инструментом и подвергают восстановленную поверхность механической обработке.
Восстановление посадочной поверхности вала под сердечник ротора производят после снятия сердечника и определения необходимого диаметра вала после ремонта. При величине зазора между сердечником и валом до 0,12 мм производят продольную накатку посадочной поверхности, при большем зазоре — добавляют металл одним из рассмотренных способов.

Приспособление для снятия сердечника с вала: 1 — массивные шайбы; 2 — сердечник; 3 — стальной калибр

Исправление кривизны вала:
1 — призматические опоры; 2 — индикатор; 3 — ротор; 4 — пресс
Съем сердечника с короткозамкнутой обмоткой на роторе трудностей не представляет. Например, для снятия сердечников фазных роторов сначала удаляют из них обмотки, затем для предотвращения смещения листов сердечника 2 в два диаметрально расположенных паза устанавливают стальные калибры 5, имеющие форму пазов. После этого сердечник зажимают между массивными шайбами 1 и выпрессовывают вал.
Исправление кривизны вала осуществляют следующим образом. Медленно поворачивая ротор 3 в центрах или призмах, по стрелочному индикатору 2 определяют кривизну вала. Правку производят при кривизне более 0,02 его длины без демонтажа сердечника и контактных колец. Для этого ротор J устанавливают на призматические опоры 1 и в месте максимального выгиба воздействуют прессом 4. Если это место находится вне сердечника, то опору с противоположной стороны располагают максимально близко к сердечнику, а со стороны изогнутой части — максимально близко к торцу вала. При этом определить усилие нажатия пресса бывает трудно, поэтому правку проводят в несколько приемов, измеряя каждый раз величину прогиба индикатором 2 и подбирая усилие для следующего приема. Правку прекращают при значениях выгиба менее 0,04…0,05 мм.