Ремонт коленчатого вала доклад

Курсовая работа: Технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53

Пояснительная записка содержит: 38 листов, 3 рисунка, 10 таблиц, 4 источника, 1 приложение.

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ, ОПЕРАЦИИ, НАПЛАВКА, НОРМЫ ВРЕМЕНИ, РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ.

Объектом исследования является коленчатый вал ЗМЗ-53 изготовленный из ВЧ-50-15.

Цель работы – разработать технологический процесс восстановления коленчатого вала ЗМЗ-53.

В процессе работы были выбраны: рациональный способ восстановления, разработаны режимы восстановления, определены нормы времени выполнения операций, проведена технико-экономическая оценка технологического процесса восстановления.

Область применения — автоколонна, ремонтное предприятие.

Эффективность проекта обусловлена научным подходом к решению поставленных задач и его экономической целесообразностью.

1. Краткое описание детали, принцип работы и возможные неисправности

2. Выбор средств измерения

3. Определение дефектов деталей и коэффициентов их повторяемости

4. Построение гистограммы распределения износов

5. Выбор рационального способа восстановления

6. Расчет основных режимов нанесения покрытия

6.1. Сущность способа восстановления наплавкой под легирующим флюсом по оболочке

6.2. Разработка режимов восстановления

7. Расчет режимов механической обработки нанесенного покрытия

8 Определения норм времени выполнения операции

9. Технико-экономическая оценка технологического процесса восстановления коленчатого вала двигателя ЗМЗ-53

Список использованных источников

В новых условиях хозяйствования, когда в сельскохозяйственном производстве после капитального ремонта эксплуатируются более 50 % тракторов и 75 % двигателей, необходимо увеличивать темпы технического перевооружения производственных, перерабатывающих и других отраслей АПК. В связи с этим важное значение имеет повышение качества и надежности выпускаемых машин, уровня их технического обслуживания и ремонта, включая организацию и проектирование ремонтно-обслуживающего производства. Однако с ростом балансовой стоимости сельскохозяйственной техники существенно увеличиваются и затраты на ее ремонт. Следовательно, встает задача снижения этих затрат за счет повышения качества и надежности изготовления и капитального ремонта машин.

Наиболее важный фактор снижения затрат – высокое качество капитального ремонта машин.Улучшения качества ремонтных работ можно добиться, с одной стороны, за счет модернизации устаревшего ремонтно-технологического оборудования и совершенствования технологий ремонта на крупных предприятиях, а с другой – за счет увеличения уровня концентрации ремонта разномарочных агрегатов и машин, имеющих близкие по характеру дефекты и конструктивно-технологические свойства (использование принципов узловой и технологической специализации), и углубления профессиональной специализации.

В системе мер по снижению затрат на ремонт важное значение имеет рациональный выбор способа восстановления изношенных деталей. Как известно, в настоящее время существует огромное количество различных методов нанесения покрытий и их последующей обработки. Основная задача предприятий ремонтного производства – оснащение производственных подразделений современным энергосберегающим оборудованием и внедрением ресурсосберегающих технологий ремонта. При этом необходимо добиваться того, чтобы затраты на внедрение новых технологий не приводили бы к значительным экономическим издержкам. Этого можно достичь путем предварительной тщательной дефектации часто изнашиваемых деталей и последующим грамотным назначением всех операций технологического процесса восстановления. Кроме того, необходимо сочетать преимущества агрегатного (обезличенного) метода ремонта с необезличенным методом ремонта, когда не происходит раскомплектовки прецизионных пар трения. Это позволяет достичь наибольшего ресурсосбережения и высокой экономии денежных средств.

1. Краткое описание детали, принцип работы и возможные неисправности

Коленчатый вал — важнейшая деталь двигателя. Он воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который через маховик передается на трансмиссию.

Коленчатый вал двигателя СМД-62 выполняется литым из высокопрочного чугуна (НВ 153-245).

Чугуны с шаровидным графитом применяют при повышенных требованиях к прочности; их обрабатывают в расплавленном состоянии присадками магния или церия, что придает графиту шаровидную форму и тем самым сильно уменьшает внутреннюю концентрацию напряжений. Предел выносливости высокопрочных чугунов с шаровидным графитом при средних размерах сечений приближается к пределу выносливости стали 45 и до двух раз выше, чем у обычного чугуна СЧ20 с пластинчатым графитом; модуль упругости (1, 6. 1, 9)10 5 МПа.

Чугун с шаровидным графитом может успешно заменять стальные отливки и поковки, а также ковкий чугун.

Повышение механических свойств чугунов позволяет применять их вместо сталей для деталей, работающих в условиях значительных переменных напряжений.

Характерным примером таких деталей являются коленчатые валы двигателей многих современных тракторов и автомобилей. В коленчатых валах пониженные механические свойства чугунов по сравнению с таковыми для термически обработанных сталей компенсируются более совершенной формой литых валов, существенно меньшей чувствительностью к концентрации напряжений, большим демпфированием колебаний в чугуне и меньшим модулем упругости, что уменьшает дополнительные напряжения от смещения опор. Для трущихся деталей в условиях ненапряженного режима работы и при непрерывном смазывании допустимо применение антифрикционного чугуна по ГОСТ 1585—85.

В таблице 1 приведены механические свойства чугуна с шаровидным графитом (ГОСТ 7293–85)

Таблица 1- Механические свойства чугуна с шаровидным графитом

Марка чугуна Временное сопротивление, МПа Условный предел текучести, МПа Относительное удлинение, %, не менее Твёрдость НВ
ВЧ50 500 320 7 153…245

Коленчатый вал состоит из опорных коренных шеек, шатунных шеек, щек и противовесов. На переднем конце вала выполнены шпоночные канавки для крепления распределительной шестерни и шкива привода вентилятора. В торце вала сделано нарезное отверстие для ввертывания маховика. В центре фланце высверлено углубление для установки подшипника ведущего вала коробки передач.

Коленчатый вал двигателя СМД-62 является V-образный с четырьмя шатунными шейками, расположенными под углом 90°. Причем у такого коленчатого вала число коренных шеек на одну больше, чем шатунных. Такой вал называется полноопорным.

Коленчатый вал работает в условиях периодических нагрузок от сил давления газов, сил и моментов инерции, которые в совокупности вызывают значительные скручивающие и изгибающие моменты, а также крутильные продольные колебания вала, создающие при резонансе дополнительные напряжения.

Основные дефекты коленчатых валов: изгиб, износ посадочных мест и шпоночных канавок под шестерню или шкив вала, повреждение или износ резьбы под храповик; износ отверстий или резьбы во фланце для крепления маховика, износ шеек и т. д. Коленчатые валы выбраковывают при трещинах и отслаивании металла на поверхностях шеек, если их нельзя устранить шлифованием под ремонтный размер или при любых трещинах в щеках вала. Коленчатый вал также выбраковывают при износе коренных и шатунных шеек, выходящем за пределы последнего ремонтного размера.

Коренные и шатунные шейки изнашиваются неравномерно. Шатунные шейки в результате износа по окружности приобретают эллипсность, а по длине конусность.

Наибольший износ шатунных шеек наблюдается по лини поверхности, обращенной к оси вала. Коренные шейки, как правило, по длине изнашиваются равномерно, а по окружности на овал.

2 Выбор средств измерения

При выборе средств измерения учитываются их метрологические и экономические показатели. Обобщающим показателем при выборе инструмента является погрешность при измерении. В общем случае должно выполнятся следующее условие:

, (1)

где ΔLim – суммарная погрешность средства измерения (по таблицам соответствующего ГОСТа, см. прил. 8, 9), мкм;

δ – допускаемая погрешность измерения, мкм.

Допускаемая погрешность измерения показывает, на сколько можно ошибиться при измерении размера заданной точности в меньшую или большую стороны, т.е. имеет знаки δ.

При расчете в курсовом проекте в учебных целях значения δ примем 20 % (для 10…17 квалитета) от значения допуска на изготовление.

Читайте также:  Обязанность оплаты капитального ремонта жк рф

Выбираем микрометр 0кл. МК-25-75 ГОСТ 6507-90 и штангенциркуль ШЦ-1-125 ГОСТ 166-74, прибор индикаторный ИЧ-02 кл.0 ГОСТ-577-68.

После расчета и подбора измерительных инструментов в курсовом проекте описывается каждый измерительный инструмент и его применение для выбранного объекта ремонта

3 Определение дефектов деталей и коэффициентов их повторяемости

Исходными данными для определения дефектов детали и коэффициентов их повторяемости являются размеры исследуемых поверхностей новой детали по чертежу, допустимые размеры детали в соединении с бывшими в эксплуатации деталями и с новыми.

Перед проведением расчетов необходимо произвести замеры исследуемых поверхностей у 50 – 60 изношенных деталей. Измеряемая поверхность должна быть тщательно очищена от загрязнений. Для измерений выбирают инструмент согласно методике, изложенной в [1].

В нашем случае имеется три дефекта:

— износ шатунных шеек;

— износ шейки под шестерню;

— износ коренных шеек.

Размер шатунных шеек:

— допустимый размер без ремонта

в соединении с новыми деталями – 59,987 мм.

Замерен диаметр у 50 шатунных шеек, получены следующие результаты:

58,12; 58,33; 58,30; 58,31; 58,13;

58,16; 58,16; 58,10; 58,12; 58,36;

58,15; 58,08; 58,15; 58,30; 58,42;

58,36; 58,46; 58,36; 58,10; 58,31;

58,38; 58,24; 58,12; 58,30; 58,17;

58,32; 58,38; 58,39; 58,11; 58,04;

58,12; 58,14; 58,38; 58,27; 58,12;

58,45; 58,16; 58,38; 58,17; 58,26;

58,13; 58,03; 58,43; 58,43; 58,03;

58,43; 58,13; 58,12; 58,43; 58,33.

Значения износов определяем по формулам:

— для отверстия И = Dизм — Dmax ,

где dизм и Dизм – измеренный диаметр соответственно вала и отверстия, мм;

dmin и Dmax – соответственно наименьший и наибольший предельные размеры вала и отверстия.

Для шатунных шеек dmin = 60 — 0,013 = 59,987 мм.

Тогда величины износов составят:

И1 = 59,987 — 58,12 = 1,867 мм; И2 = 59,987 — 58,33 = 1,657 мм;

И3 = 59,987 — 58,30 = 1,687 мм; И4 = 59,987 — 58,31 = 1,677 мм.

Остальные вычисления износов для сокращения не приводим, а результаты представим в сводной таблице 2 (вариационном ряде) информации, в которой полученные расчетом износы расположены в порядке их возрастания.

Таблица 2 Сводная ведомость по износам шатунных шеек

Размер шеек под шестерню:

— по чертежу dн = мм.

— допустимый размер без ремонта

в соединении с новыми деталями – 40,009 мм.

Замерен диаметр у 50 шеек под шестерню, получены следующие результаты:

39,32; 39,33; 39,30; 39,31; 39,33;

39,26; 39,06; 39,30; 39,12; 39,36;

39,25; 39,38; 39,15; 39,30; 39,12;

39,36; 39,16; 39,36; 39,10; 39,31;

39,32; 39,32; 39,36; 39,30; 39,38;

39,34; 39,36; 39,38; 39,36; 39,37;13;

39,33; 39,39; 39,25; 39,27; 39,36;

39,33; 39,33; 39,23; 39,43; 39,33;

39,23; 39,08; 39,34; 39,38; 39,63.

Для шеек под шестерню dmin = 40 + 0,009 = 40,009 мм.

Результаты вычисления износов шеек под шестерню представим в сводной таблице 3.

Таблица 3- Сводная ведомость по износам шеек под шестерню

Размер шеек под шестерню

— по чертежу dн = мм.

— допустимый размер без ремонта

в соединении с новыми деталями – 69,987 мм.

Замерен диаметр у 50 коренных шеек, получены следующие результаты:

68,57; 68,97; 68,80; 68,95; 68,83;

68,56; 68,36; 68,51; 68,52; 68,96;

68,51; 68,58; 68,25; 68,45; 68,35;

68,56; 68,96; 68,51; 68,44; 68,01;

68,31; 68,54; 68,22; 68,85; 68,57;

68,51; 68,48; 68,49; 68,24; 68,75;

68,51; 68,52; 68,58; 68,17; 68,62;

68,55; 68,86; 68,81; 68,35; 68,56;

68,23; 68,53; 68,11; 68,02; 68,47;

68,41; 68,07; 68,42; 68,54; 68,07.

Для коренных шеек dmin = 70 – 0,013 = 69,987 мм.

Результаты вычисления износов коренных шеек представим в сводной таблице 4.

Таблица 4-Сводная ведомость по износам коренных шеек

Определяем коэффициент повторяемости дефекта по формуле:

, (2)

где Кi – коэффициент повторяемости i -го дефекта детали;

ni – число деталей, размеры поверхностей которых выходят за поле допуска на изготовление или на ремонтный размер изделия;

N – общее число замеренных деталей.

В нашем примере из табл. 3 ni = 50 деталей, так как у нас все детали изношенные, тогда по (3) получим:

Аналогично рассчитываются коэффициенты повторяемости для остальных дефектов.

4 Построение гистограммы распределения износов

Для построения гистограммы распределения износов необходимо первоначально составить статистический ряд информации. Он представляет собой таблицу, куда входят следующие характеристики: интервалы, середины интервалов, частота и опытная вероятность (частость). Вся информация по износам разбивается на интервалы, количество которых определяется по формуле:

, (3)

где N – общее число измеренных деталей.

В нашем примере

.

Протяженность одного интервала определяем по соотношению:

, (4)

где Иmax и Иmin – соответственно наибольшее и наименьшее значение износов (берется из таблицы 2). Подставим значения для шатунных шеек, получим:

мм.

Протяженность интервала всегда округляют в большую сторону, тогда А=0,07 мм. Интервалы должны быть одинаковыми по величине и прилегать друг к другу без разрывов. Число интервалов и их протяженность используется для построения первой строки статистического ряда (таблица 5). Вторая строка статистического ряда представляет собой середину каждого интервала. Например, для первого интервала она составит:

мм.

где И1 , И2 –износы границ интервала, мм.

Для второго интервала середина определится как:

мм.

Аналогично определяются остальные середины интервалов. Результаты сводятся в таблицу 4. Третья строка статистического ряда показывает частоту, то есть сколько деталей попадает в каждый интервал износов (исходные данные берутся из таблицы 2). При этом если на границе двух интервалов окажется несколько деталей с равным износом, то их поровну распределяют между этими интервалами. Четвертая строка статистического ряда показывает значения опытных вероятностей (частостей), которые определяются по формуле:

, (5)

где mj – опытная частота в i -ом интервале,

N – общее число замеренных деталей.

Например, , и т.д.

Источник



ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Первые шесть требований являются строго обязательными и определяют качество ремонта и ресурс коленчатого вала и всего двигателя в целом. Шестое и седьмое требования являются желательными, и их выполнение дополнительно обеспечивает плавность работы двигателя из-за равномерной работы всех цилиндров.

Основными способами ремонта валов являются:

  1. Шлифование опорных шеек в ремонтный (уменьшенный) размер — применяется для валов с равномерно изношенной поверхностью при наличии вкладышей (втулок) подшипников увеличенной толщины
  2. Правка с последующим шлифованием шеек в ремонтный размер для деформированных и изношенных валов
  3. Наплавка или наварка (возможно с небольшим предварительным занижением размера шейки) с последующей правкой и шлифованием в ремонтный размер — для сильно изношенных и деформированных валов
  4. Аналогичен пункту З но шлифование производится в прежний размер шеек используется для вспомогательных и распределительных валов, где применяются, в основном только втулки подшипников стандартного размера
  5. Аналогичен пункту З но шлифование производится в размер, больший стандартного — применяется, в основном, для распределительных валов, устанавливаемых в изношенные или увеличенные в ремонтный размер опоры в головке блока цилиндров
  6. Правка без шлифования применяется для неизношенных валов, имеющих большую остаточную деформацию
  7. Напыление износостойкого покрытия
  8. Гальваническое наращивание (отслаивание, хромирование, никелирование)
  9. Постановка дополнительных ремонтных деталей
Читайте также:  Ремонт акпп магнитогорск отзывы

Пренебрежение хотя бы одним из указанных способов ведет к ускоренному износу и выходу из строя ,как самого вала, так и сопряженных с ним деталей. Например, увеличенный зазор дает шум или стуки при работе, уменьшенный приводит к задирам, и заклиниванию, а также появлению различных дефектов коленчатого вала. Искривление оси опорных рабочих поверхностей вала увеличивает нагрузки. Из-за несоостности рабочих и вспомогательных поверхностей ускоряется износ элементов привода вала (цепи, ремни, натяжители) а также нарушается герметичность уплотнений вала. Низкое качество отремонтированной поверхности большая шероховатость и пониженная твердость, которые ускоряют износ и вала и сопряженных с ним деталей.

Сравнение методов восстановления коленчатых валов

Проведем сравнительный анализ существующих методов восстановления коленчатого вала их достоинство и недостатки. Определим, оптимальный и более целесообразный метод восстановления коленчатого вала. Рассмотрим достоинство, и недостатки способов восстановления, с помощью которых поверхность коленчатого вала восстанавливается до номинального размера. Например, напыление износостойкого покрытия имеет низкую прочность сцепления напыляемого слоя с основой. Но при применении этого способа не происходит изменение структуры материала детали, не возникает коробление, не снижается усталостная прочность. При восстановлении поверхности коленчатого вала способом наплавки изменяется структура материала, возникает коробление, снижается усталостная прочность, что не происходит при напылении. Преимуществом наплавки является возможность легировать и улучшать свойство исходного материала, получать требуемую величину наносимого слоя. Суть наплавки заключена в переносе металла проволоки на восстанавливаемую деталь при горении электрической дуги. При восстановлении валов могут быть использованы: дуговая и вибродуговая наплавка, а также наплавка под слоем флюса. Дуговая наплавка проводится порошковой проволокой, содержащей легирующие добавки, обеспечивающие с одной стороны, высокие механические свойства покрытия (твердость и прочность сцепления), а с другой — защиту металла окисления при сварке. Основным недостатком этого способа является сильный нагрев и деформация вала. В то же время-это один из самых простых способов наплавки. Наплавка под слоем флюса значительно более сложная как по подготовке поверхности, так и по самой технологии наплавки. Слой флюса, образующийся на поверхности, препятствует окислению металла и выгоранию легирующих элементов, поэтому здесь можно применять, например, стальную высокоуглеродистую легированную проволоку, обеспечивающую высокие механические свойства покрытия. Однако сильный нагрев вала также является существенным недостатком данного способа, практически не позволяющим использовать его для валов двигателей легковых автомобилей. Устранить перегрев вала позволяет вибродуговая наплавка. В этом случае сварочное приспособление, подающее про­волоку, имеет специальный механизм, создающий колебания сварочной проволоки. Перенос металла с проволоки на деталь осуществляется за счет чередования электрической дуги (нагрев) и короткого замыкания. Данный способ позволяет осуще­ствить подачу охлаждающей жидкости в зону наплавки. Охлаждение существенно снижает температуру и деформацию вала.

Практика восстановления различных валов двигателей легковых автомобилей показывает, что чем тоньше вал, т.е. меньше диаметры его шеек, тем более строгие требования к его перегреву.

Способ гальванического наращивания коленчатого вала

Способ гальванического наращивания славится своей высокой стоимостью реактивов, высокими требованиями к чистоте восстанавливаемой поверхности, вредности условий труда и загрязнению окружающей среды, но имеет возможность получать покрытие с различными свойствами(пористые, износостойкие, декоративные).В отличии от гальванического наращивания способ постановки дополнительных ремонтных деталей отличается своей дешевизной. При применении этого способа возникает необходимость тонкой разметки, проворачивание и отслаивание привариваемой ленты, изготовление специальной оснастки. В отличии от вышеперечисленных способов, способ металлизация обеспечивает высокую твердость напыляемого слоя. Однако, применяя металлизацию, необходимо учитывать, что нанесенный слой не повышает прочности детали. По этому применять металлизацию для восстановления деталей с ослабленным сечением не следует. Кроме этого необходимо знать, что сцепляемость напыляемого слоя с основным металлом недостаточно. Немаловажную роль при восстановлении коленчатого вала играют методы упрочнения. Как известно методы упрочнения можно разделить на классы: 1- с образованием пленок на поверхности; 2 класс-с изменением химического состава поверхностного слоя; 3 класс-с изменением структуры поверхностного слоя; 4 класс-с изменением энергетического запаса поверхностного слоя; 5 класс-с изменением шероховатости поверхностного слоя; 6 класс-с изменением структуры по всему объему металла. При изготовлении коленчатых валов двигателей транспортной техники широко используются способы упрочнения 2, 3, 6 класса. Недостатками способа второго класса является длительность процесса, вредность производства, высокая температура, поводка изделий и энергоемкость. Недостатком третьего класса является высокая стоимость и большие габариты оборудования, энергоемкость, вредность производства, снижения усталостной прочности изделия. Недостатком шестого класса является энергоемкость ,вредность производства, поводка изделия. Далее рассмотрим более подробно способы восстановления коленчатых валов.

Источник

Ремонт коленчатого вала

Проверка прогиба коленчатого вала

Рис. Проверка прогиба коленчатого вала.

Прогиб вала определяют индикатором в призмах, установленных на контрольной плите, или в центрах токарного станка. При этом штифт индикатора должен находиться не на середине шейки, а на ее конце, иначе эллипсность шейки даст искаженное представление о величине прогиба вала. Вал правят в холодном состоянии под прессом путем нажима на среднюю шейку через медную или латунную прокладку. Правка считается законченной, когда биение вала равно не более 0,03—0,05 мм.

Чтобы определить величину эллипсности и конусности, каждую шейку измеряют микрометром в трех местах: у галтелей и посредине в двух взаимно перпендикулярных плоскостях — по оси кривошипов и перпендикулярно им.

Размер, под который нужно шлифовать шейку, определяется наименьшим диаметром, полученным в результате измерения, с учетом установленных ремонтных размеров для данного вала. Для всех шатунных шеек, как и для всех коренных, устанавливается один ремонтный размер.

Шейки шлифуют на специальном круглошлифовальном станке. При отсутствии специального станка шлифование можно производить на токарном станке при помощи супортно-шлифовального приспособления. При шлифовании коренных шеек на токарном станке вал устанавливают в центрах станка.

Установка вала в центросместителе

Рис. Установка вала в центросместителе:
1 — планшайба; 2 — противовесы; 3 и 4 — центросместители.

Для шлифования шатунных шеек коленчатый вал помещают в центросместителе, установленном на станке. При этом ось вращения будет проходить по оси крайних шатунных шеек. После обработки крайних шеек вал устанавливают в центросместителе таким образом, чтобы ось вращения проходила по оси средних шатунных шеек, и так попарно обрабатывают все шейки.

Жимки для полирования шеек коленчатого вала

Рис. Жимки для полирования шеек коленчатого вала.

В процессе шлифования следует применять охлаждающую жидкость, состоящую из 500 г кальцинированнной соды и 12 л воды. Струю жидкости необходимо направлять в место соприкосновения камня с валом. После обработки шейки снова измеряют; допустимая эллипсность и конусность шеек 0,01—0,02 мм. После шлифования кромки отверстий масляных каналов на шейках вала затупляются и шейки полируют жимками, применяя абразивные пасты ГОИ. Пасту наносят на суконную или кожаную обшивку жимок, между которыми зажимается шейка вала. Вал при этом должен делать 40—50 об/мин.

Источник

Восстановление коленчатых валов

Анализ дефектов коленчатых валов, способы их устранения. Подготовка коленчатых валов к ремонту и восстановлению. Сварка, наплавка и термическая обработка коленчатых валов. Расчет технико-экономических показателей восстановления коленчатых валов.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 28.09.2017
Размер файла 483,8 K
Читайте также:  Ремонт велосипедов омск энтузиастов

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Важным резервом повышения эффективности использования техники, экономии материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов, является восстановление изношенной детали, то есть комплекс операции по восстановлению исправного или работоспособного состояния детали и ее технического ресурса.

Экономическая целесообразность восстановления детали обусловлена в первую очередь возможностью повторного и многоразового использования 65 — 75 % детали. Себестоимость возобновления детали, как правило, не превышает 75 % стоимость новых, а затрата материалов в 15-20 раз ниже, чем на их изготовление.

Вместе с тем, эксплуатационная надежность детали остается рядом. Ресурс детали после возобновления составляет в среднем не больше 60-80 % ресурсу новой детали. Низкое качество обусловлено дефектами пространственной геометрии корпусной и базовой детали, применением способов восстановления, которое не обеспечивает необходимую износостойкость, усталостную прочность детали.

Повышение качества восстановления детали является большой комплексной проблемой, которая требует многостороннего, системного рассмотрения. Процесс управления качеством восстановления детали должен охватывать исследование и проектирование технологических процессов восстановления, реализацию процессов восстановления возобновления и эксплуатацию восстановленной детали.

В предлагаемой работе на основе систематизации данных, изучения, нормативно технической документации рассмотренные показатели качества восстановления коленчатых валов и качества технологического процесса восстановления. Большое внимание уделено основным показателям качества — надежности восстановленных коленчатых валов и надежности технологического процесса восстановления.

Огромное количество всяческой техники вызывало большую разнообразность конструкции коленчатых валов, которую можно классифицировать по разным признакам. Так, например, по видам машины коленчатые валы могут быть разделены на автомобильные, компрессорные, насосные и др.

Основными элементами коленчатого вала двигателя является коренная шейка 6 (рисунок 1), что представляют собой опору вала; шатунная шейка 1, предназначенные для закрепления на них нижней головки шатунов; щека 2, предназначенные для соединения коренной и шатунной шейки в единственное целое.

По количества коренной шейки коленные валы разделяются на двух-, трех-, пятиопорные и больше.

В зависимости от расположения опорной шейки коленчатые валы могут быть равноопорными и неравноопорными. В равноопорных коленчатых валов коренные шейки расположенные через каждый цилиндр. Неравноопорными коленные валы конструируют так, чтобы коренные шейки располагались через каждые два цилиндра.

На передней шейке коленчатых валов двигателей выполненные пазы под сегментную шпонку для установления шестерни механизма газораспределения и шкива вентилятора. Задний конец коленчатого вала выполняют с фланцем или без него. Между фланцем и задней шейкой располагают маслозгонную канавку.

Рис. 1 Коленчатый вал

1- шатунная шейка; 2- щеки; 3- шейки под шестерню механизма газораспределения; 4- шейки под шкив вентилятора; 5- противовес; 6- коренная шейка; 7- фланец; 8- гнезда под подшипник вала муфты сцепления.

По конструкцию коленчатые валы могут быть целиковыми (двигатели ГАЗ-51, ЗИЛ-130) и сборочными с прикрепленными противовесами (двигатели КДМ-46, КДМ-100, Д-75). Кривошипы коленчатых валов располагают под углом 180° или 120°, реже под углом 90°.

Коленчатый вал предназначен для превращения возвратно-поступательного движения в оборотный и является одной из наиболее ответственной деталью двигателя. В процессе эксплуатации коленчатый вал поддается кручению и изгибу. Сила, вал которой деформируется, отличается пульсирующим переменным характером. Поэтому к коленчатым валам выдвигают повышенные требования как по прочности, так и по точности их изготовления. Изготовляют коленчатые валы из углеродных, хромомарганцовистих, хромоникельмолибденових, хромоникелевых сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят стали марки 45, 40Х, 45М2, 50М, а для трудно нагруженных коленчатых валов дизелей — 40ХНМА, 18ХНВА и другое.

В процессе эксплуатации коленчатый вал теряет первобытную точность и частично запас прочности. Поэтому при ремонте восстанавливают необходимую точность размеров, форму, взаимное расположение поверхности, необходимую шероховатость и твердость поверхности, с сохранением достаточной усталостной прочности.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что ремонт коленчатых валов является сложной проблемой, которая требует, с одной стороны, специального точного и высокопродуктивного оборудования и оснастки, а с другой стороны — высококвалифицированных рабочих-ремонтников. Эту проблему успешно разрешают только в условиях специализированных ремонтных предприятий. Ремонт коленчатых валов в неспециализированной мастерской не обеспечивает надлежащее качество и приводит к снижению ресурса отремонтированных двигателей.

1. АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

У двигателей, что находяться в ремонте, коленчатые валы, как правило, имеют много дефектов. Основные дефекты коленчатых валов и способы их устранения приведены в таблице 1.

При ремонте коленчатых валов главным образом восстанавливают коренную и шатунную шейку. Основные способы ремонта и восстановления шейки приведены в таблице 2.

В большей степени удовлетворяют требованиям надежности те способы восстановления, числовые значения отношений которых больше единици. Как видно из таблицы 2, ни один из существующих способов полностью не отвечает этому требованию.

Почему в ремонтной практике применяют главным образом механизированное электродуговое наплавление под слоем флюса со следующим высокотемпературным отпуском и токами высокой частоты или механизированное электродуговое наплавление под слоем флюса, легированной гранитом и феррохромом, с помощью которых восставливают около 95% валов.

Дефекты коленчатых валов и способы их устранения

Износ коренной и шатунной шейки. Овальность и конусность шейки. Задиры, трещины и вмятины, на шейке

Износ посадочных мест под распределительную шестерню, шкив и маховик

1.Навлавка со следующей обточкой и шлифованием.

2.Електродуговая наплавка с последующим шлифованием

Износ маслосгонной резьбы

Углубление резьбы резцом и шлифования шейки к выведению следов изнашивания

Износ и разбивка канавки шпонки

1.Фрезерование под увеличенный размер шпонки.

2.Фрезерование новой канавки шпонки. 3.Наплавка с последующим фрезерованием канавки шпонки.

Износ посадочного места внешнего кольца шарикоподшипника в торце вала

1.Растачивание посадочного места, запресовка втулки, со следующим растачиванием.

2.Електродуговая наплавка с последующим шлифованием

3.Наплавка с последующей расточкой

Износ отверстий под штифты крепление маховика

Развертывание под ремонтный размер

Износ резьбы. Срыв более двух нитей резьбы

1.Растачивание или зенкерование со следующим нарезанием резьбы увеличенного размера.

2.Углублення резьбовых отверстий со следующим нарезанием такой же резьбы под продленные болты (пробка)

Скручивание вала (нарушение размещения кривошипов)

1.Шлифование шейки под ремонтный размер со следующим балансированием. 2. Наплавление шейки со следующей обточкой и балансированием

Торцевое биение ступицы маховика

Подрезка тореца ступицы на токарном станке со следующим балансированием

1.Шлифование под ремонтный размер 2.Правка под прессом

1.Шлифование под ремонтный размер

2.Наплавление со следующей обточкой и шлифованием под нормальный размер. Выбраковка. (для кольцевой трещины и трещины, которая выходит на галтель). 3.Щлифование со следующим балансированием. Выбраковка (для трещины глубиной больше 4 мм).

Коррозия поверхности трения

Зачистка шкуркой, шлифование и полирование.

Забивание маслянных каналов продуктами изнашивания и згустками масла

Прочистка металлическим шомполом или ершом со следующим промыванием (вываркой) и продувкой сжатым воздухом.

Источник