Проектирование участка по восстановлению посадочных отверстий блок-картеров (стр. 3 из 9)
Недостатками этого способа являются: нагрев детали до 200-250 0С, при этом могут возникнуть внутренние напряжения; высокая себестоимость восстановления деталей; повышенный шум; объемные габариты; низкая производительность (расход порошка 1,8 кг/ч).
в) Плазменная наплавка.
В качестве источника тепловой энергии при плазменной наплавке применяется струя плазмы. Плазма представляет собой полностью или частично ионизированный газ, нагретый до очень высокой температуры и обладающий свойством электропроводимости. Плазменную струю получают в специальных устройствах, которые называют плазмотронами или плазменными горелками. В качестве плазмообразующего газа применяют аргон, азот, гелий, водород и их смеси. Аргонная плазменная струя имеет наибольшею температуру (до 15÷20 тыс. 0С) и сверхзвуковую скорость истечения до 1000-1500 м/с. Присадочный материал при плазменной наплавке вводится в сварочную ванну в виде порошка или проволоки. Для того чтобы получить плазменную струю между анодом и катодом, возбуждают электрическую дугу, и в зону горения вводят плазмообразующий газ, который проходя через дуговой промежуток, нагревается до высокой температуры и ионизируется, т.е. распадается на положительно и отрицательно заряженные ионы. Высокая концентрация тепловой энергии в плазменной струе, стабильность дугового разряда, возможность раздельного регулирования степени нагрева основного и присадочного материалов обуславливают преимущества применения плазмы при наплавке детали.
К преимуществам данного способа наплавки относятся возможность регулирования в широких пределах физико-механических свойств покрытий в зависимости от материала восстанавливаемых деталей и высокая производительность (около 3…8 кг/ч).
Недостатками плазменного способа наплавки несомненно является высокая стоимость оборудования и его эксплуатационные затраты, сопровождается сильным ультрафиолетовым излучением.
г) Газопламенное напыление.
Способ основан на нанесении покрытия на деталь напылением газовой струей порошка, нагретого пламенем газа до жидкого или вязкотекучего состояния. Порошок подается в зону плавления с помощью трансформирующего газа.
Подготовка деталей: перед нанесением покрытия поверхность детали обезжиривают. Для напыления тугоплавких материалов применяют установку УЛН-8-64, которая состоит из распылительной головки, автономно расположенного питателя и вспомогательного оборудования. Она работает на оцителено-кислородном пламени. Трансформирующим газом служит кислород.
Метод газопламенного напыления обладает преимуществом перед плазменной: используются различные типы газопламенных пистолетов гораздо меньших размеров чем плазмотроны, отсутствие электродов и высокого напряжения, отсутствие возбуждающих газов. Стоимость оборудования и затраты на эксплуатацию при этом ниже.
д) В ремонтном производстве применяют также местные осаждения при неподвижном электролите. Отверстие герметизируют снизу, заливают в него электролит, устанавливают анод и подключают к источнику тока. Само отверстие служит ванночкой. Этот способ часто применяют для восстановления посадок под подшипники в корпусных деталях.
Железнение проводят в электролите при катодной плотности тока 10…20 А/дм2. Его предварительно нагревают до температуры 50…60 0С и заливают в местную ванну. В дальнейшем ее поддерживают на уровне 60…90 0С за счет выделения теплоты при электролизе.
Иногда анодные травления поверхности проводят непосредственно в электролите железнение: включают ток обратной полярности (“+” на деталь и “-” на анод) и травят при плотности тока10-15 А/дм2 в течение 1…1,5 мин. Затем переключают полярность (“-” на деталь и “+” на анод) и выполняют железнение необходимой толщины.
Преимущества железнения: возможность регулирования твердости покрытия в широких пределах от НВ 150 до НВ 600, дешевизна и доступность применяемых исходных материалов.
Недостаток процесса: нестабильность процесса по кислотности электролита и необходимость подогрева при горячем остапивании большая трудоемкость.
В данном разделе были рассмотрены основные из применяемых способов наплавки изношенных деталей машин, приведены их достоинства и недостатки в отношении качества наплавляемого материала. Так же были рассмотрены некоторые виды наиболее перспективных в будущем видов наплавки.
Целью данного дипломного проекта является выбор наиболее приемлемого для данного предприятия вида автоматической наплавки для восстановления изношенных посадочных мест коренных подшипников и проектирование участка для наплавки указанного вида работы.
3. Исследование дефектов блок-картера
Самые распространенные дефекты блок-картера следующие: трещины перемычек между цилиндрами; трещины в стенках водяной рубашки; износ, отклонение от соосности гнезд вкладышей коренных подшипников; износ торцевых поверхностей коренных опор под упорные полукольца; коробление привалочной плоскости, сопрягаемой с головкой цилиндров; износ гнезд под втулки распределительного вала; износ резьбы (срыв, залом шпилек) в теле блока; износ отверстия под толкатель.
Коренные опоры блока являются наиболее изнашиваемыми его частями. Они работают в условиях динамических нагрузок. Поэтому возникает необходимость в улучшении условий работы и факторов влияющих на качество ремонта при восстановлении блока цилиндров картера.
В листе графической части дипломного проекта приводятся результаты исследования поступающих в ремонт блок-картеров на наличие дефектов, а также их частость.
Исследования проводились на выборке из 30 блок-картеров. Сбор данных проводился на авторемонтном заводе. Полученные результаты по частоте дефектов блок-картера приведены в таблице 3.1 и на листе графической части.
Таблица 1.3 – Дефекты блок-картера их частость.
| Наименование дефектов | Частость, % |
| Трещины перемычек между цилиндрамиТрещины в стенках водяной рубашкиИзнос или несоосность гнезд вкладышей коренных подшипниковКоробление привалочной плоскости, сопрягаемой с головкой цилиндровИзнос гнезд под втулки распределительного валаИзнос резьбы в теле блокаИзнос отверстия под толкательИзнос торцевых поверхностей коренных опор под упорые кольца | 34601007741882571 |
Анализируя полученные данные мы видим, что наиболее часто изнашиваются гнезда вкладышей подшипников – 100%, а износ и срыв резьбы в теле блока – 88% и коробление привалочной плоскости, сопрягаемой с головкой цилиндров – 77%.
В этом разделе были описаны, приведенные нами научные исследования изучения дефектов блок-картера, которые наиболее часто встречаются.
4. Технологическая часть
4.1 Характеристика восстанавливаемой детали
Коренные опоры блок-картеров у дизельных двигателей входят в общую сложную отливку из серого мелкозернистого чугуна С418 и С421, обладающих высокими литейными и механическими качествами. Они относятся к неподвижным элементам механизма, образующего корпус двигателя и обеспечивающего жесткое крепление коренных подшипников скольжения, тем самым, образуя устойчивую работу всему кривошипно-шатунному механизму. Элементом коронной опоры двигателя является разъемная крышка коренного подшипника.
Все поверхности посадочных мест коренных опор двигателя сопрягаются с опорным шейками коленчатого вала через подшипники скольжения – коренные вкладыши. Гнезда под вкладыши имеют шероховатость поверхности и должны соответствовать Rа = 1,25мКм.
4.2 Выбор рационального способа восстановления коренных опор
Рациональный способ восстановления коренных опор определяют, пользуясь критериями: технологическим (применяемости), техническим (долговечности) и технико-экономическим (обобщающим).
4.2.1 Технологический критерий
Технологический критерий характеризует возможность применения нескольких способов восстановления, исходя из конструктивно-технических особенностей детали. К числу конструктивно-технических особенностей относятся: геометрическая форма и размеры, матириал, термическая или другой вид обработки, твердость, шероховатость поверхности и т.д.
По техническому критерию для восстановления коренных опор блока подходят следующие способы:
- детонационное напыление;
- плазменная наплавка;
- газопламенное напыление;
- местное осождение.
4.2.2 Технический критерий
Технический критерий оценивает каждый способ (выбранному по технологическому критерию) устранения дефектов детали с точки зрения восстановления свойств поверхности, т.е. обеспечение работоспособности за счет долговечности, сцепляемости, износостойкости и достаточной твердости покрытия восстанавливаемой детали.
Для каждого выбранного способа проводится комплексная качественная оценка значения коэффициента долговечности КД.
По техническому критерию, для восстановления посадочных мест коренных опор блока, больше подходит метод газопламенного напыления.
4.2.3 Технико-экономический критерий
Технико-экономический критерий связывает стоимость восстановления детали и ее долговечности после устранения дефектов.
Технико-экономический критерий оценивают по формуле В.А. Шадричева
КТ = Св/КД
где КТ – коэффициент технико-экономического критерия (эффективности);
Св – себестоимость восстановления 1 м2 изношенной поверхности, руб/м2;
КД – коэффициент долговечности при восстановлении.
Эффективным считается способ, у которого КТ
min.По технико-экономическому показателю, более эффективным методом восстановления посадочных мест коренных опор блока является газопламенное напыление, т.к. КТ наименьший. Все расчетные данные сведены в таблице 4.1