Общие требования к гидравлическим маслам

Билет 45

Виды смазочных материалов, назначение смазочных материалов и предъявляемые к ним требования.

Смазочные материалы по агрегатному состоянию подразделяют на твердые, жидкие (масла), мазеобразные (пластичные смазки) и га­зообразные. Жидкие и мазеобразные могут быть минерального и ор­ганического происхождения. Основную часть (более 95 %) минераль­ных масел получают при переработке нефти. По способу получения они бывают дистиллятными, остаточными и смешанными. По области применения их делят на несколько больших групп: моторные, транс­миссионные, гидравлические, энергетические, индустриальные, специ­ального назначения.

Независимо от области применения смазочные материалы долж­ны выполнять следующие функции:

• уменьшать трение, возникающее между сопряженными деталями;

• снижать их износ и предотвращать задир;

• отводить тепло и продукты износа из зоны трения;

• защищать поверхности трения и другие неизолирован­ные детали от коррозионного воздействия внешней сре­ды.

Основные требования к качеству масел следующие.

Масло для двигателей внутреннего сгорания должно:

• иметь вязкость, обеспечивающую надежную смазку двигателя при всех рабочих температурах с наименьшими потерями на трение;

• обладать соответствующими низкотемпературными свойст­вами для облегчения пуска двигателя в зимнее время, особенно в северных районах;

• иметь хорошие моющие и диспергирующие свойства;

• обладать достаточно высокими противоокислительными свой­ствами для торможения процессов окисления масла в двигателе и тем самым для уменьшения накопления в работавшем масле про­дуктов окисления, составляющих основу всех нагаров и отложе­ний;

• защищать от коррозии подшипники из цветных металлов и дру­гие детали конструкции двигателя;

• уменьшать износ трущихся деталей;

• препятствовать прорыву газов из камеры сгорания в картер путем заполнения зазоров между поверхностями цилиндров двига­теля и поршневыми кольцами;

• удовлетворять требованиям техники безопасности (не содер­жать токсичных компонентов).

Общими требованиями к трансмиссионным маслам:

•обеспечение нормальной работы трансмиссии с минимальными износами трущихся поверхностей в течение всего срока службы;

•снижение до минимума потерь энергии при передаче мощности, за счет выбора оптимального уровня вязкости;

•защита деталей трансмиссии от всех видов коррозии;

•сохранение работоспособности масла в течение работы в узле не ме­нее 20000...30000 км пробега автомобиля.

Общие требования к маслам для гидромеханических передач

Масла должны обладать хорошими противоизносными свойствами, так как удельные нагрузки на трущиеся детали близки к нагрузкам в шес­теренчатых коробках передач. Одновременно масло должно иметь и хо­рошие фрикционные свойства для обеспечения надежной работы фрик­ционных дисков, предназначенных для переключения скоростей в плане­тарных коробках гидромеханических передач. Масло не должно быть агрессивным к различным резиновым прокладкам и специальной бумаге, использованной при выполнении рабочих поверхностей дисков. Масло должно обладать противокоррозионными свойствами к алюминиевым и магниевым сплавам, а также другим металлам, из которых выполнена гидромеханическая передача и вся система автоматического управления (клапаны, жиклеры, плунжерные пары и т.д.) На деталях системы авто­матического управления не должно быть никаких отложений продуктов окисления и лаков.

Вязкость масла должна находиться в пределах 4...7 мм²/с при тем­пературе 100 °С. Таким образом, масла для гидромеханических передач, помимо своих специфических свойств (например, фрикционных), должны обла­дать качествами, присущими маслам для двигателей и трансмиссионным маслам.

Общие требования к гидравлическим маслам

Гидравлические масла должны иметь низкую температуру застыва­ния - на 5... 10 °С ниже температуры окружающего воздуха. В гидросис­теме не должны образовываться паровые пробки, для чего температура испарения масла должна быть на 20...30 °С выше возможных рабочих температур. Масла не должны содержать растворенных газов и воды. Жесткие требования предъявляют к вязкости: она должна быть невысо­кой, чтобы обеспечивалась удовлетворительная работа в широком диа­пазоне температур, но и достаточной для обеспечения плавности хода, предотвращения износа трущихся деталей, уменьшения потерь через уп­лотнения. Таким требованиям отвечают масла, имеющие высокий индекс вязкости. Кроме того, гидравлические масла должны обладать высокими смазывающими свойствами, не вызывать коррозию черных, цветных ме­таллов и сплавов, не разрушать резиновые и кожаные уплотнения, не со­держать механических примесей. При хранении и особенно при эксплуа­тации гидравлические жидкости не должны изменять свой состав, разла­гаться, расслаиваться, выделять вещества, способные засорять каналы гидросистемы. Очень важна химическая, термическая и механическая стабильность масел.

Общие требования к пластичным смазкам:

• надежно выполнять свои функции в широком диапазоне темпера­тур, удельных нагрузок и скоростей перемещения трущихся по­верхностей;

• в минимальной степени изменять свои свойства в условиях экс­плуатации;

• оказывать наименьшее воздействие на контактирующие с ними материалы;

• максимально полно удовлетворять правилам техники безопасно­сти и не оказывать вредного воздействия на окружающую среду (т.е. иметь хорошие экологические свойства);

• быть обеспеченными постоянной сырьевой базой, иметь невысо­кую стоимость и быть экономичными в эксплуатации.

2)Расчёт зубьев на контактную выносливость

Аналитическими методами теории прочности можно получить точное решение для вычисления напряжений в контакте двух эвольвентных профилей. Однако это слишком усложнит задачу, поэтому на малой площадке контакта геометрия эвольвентных профилей корректно подменяется контактом двух цилиндров. Для этого случая используют формулу Герца-Беляева:

Здесь Е_пр – приведённый модуль упругости материалов шестерни и колеса

Е_пр = 2 Е₁ Е₂ / ( Е₁ + Е₂),

r_пр – приведённый радиус кривизны зубьев

1/r_пр = 1/r₁ ± 1/r₂, r_1,2 = 0,5d_{W 1,2} sin a_W ,            

n - коэффициент Пуассона, q_n  - удельная погонная нормальная нагрузка, [s]_H^E - допускаемые контактные напряжения с учётом фактических условий работы.

Расчёт зубьев на контактную выносливость для закрытых передач (длительно работают на постоянных режимах без перегрузок) выполняют как проектировочный. В расчёте задаются передаточным отношением, которое зависит от делительных диаметров и определяют межосевое расстояние А_w (или модуль m), а через него и все геометрические параметры зубьев. Для открытых передач контактные дефекты не характерны и этот расчёт выполняют, как проверочный, вычисляя контактные напряжения и сравнивая их с допускаемыми.

Проверочный расчет на контактную прочность при перегрузках. Вэтом слу­чае при действии максимальной на­грузки Т_1mах

Наибольшее в течение заданного срока службы контактное напряжение определяют по формуле

где K_Hmax — коэффициент нагрузки, определяе­мый при T_max.

Допустимое предельное напряжение σ_HPmax принимают в зависимости от способа химико-термической обработ­ки зубчатого колеса. Так, для зубчатых колес, подвергнутых нормализации, улучшению, объемной закалке,

для азотированных зубьев

3)Лакокрасочные материалы.

Окраска необходима для защиты металлических поверхностей от коррозии, деревянных - от загнивания, а также для улучшения внеш­него вида и конкурентоспособности изделия.

Лакокрасочные материалы - это многокомпонентные системы, в состав которых обязательно входят пленкообразующее вещества, растворители, пигменты.

Лак - раствор пленкообразующих веществ в органических раство­рителях или в воде, образующий после высыхания твердую прозрач­ную однородную пленку.

Краска - суспензия пигмента или смеси пигментов с наполните­лями в олифе, масле, эмульсии, латексе, образующая после высы­хания непрозрачную однородную пленку.

Порошковая краска - сухая композиция пленкообразующего вещества с пигментами и наполнителями, образующая после сплав­ления, охлаждения и отверждения твердую непрозрачную пленку.

Эмаль - суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителя­ми в лаке, образующая после высыхания непрозрачную твердую пленку с различным блеском и фактурой поверхности.

Грунтовка - суспензия пигмента или смеси пигментов с наполни­телями в связующем веществе, образующая после высыхания не­прозрачную однородную пленку с хорошей адгезией к подложке и покрывным слоям.

Шпатлевка - густая, вязкая масса, состоящая из смеси пигмен­тов с наполнителями в связующем веществе, предназначенная для заполнения неровностей и сглаживания окрашиваемой поверхности.

4)Какие проверки выполняются при оценке технического состояния системы питания тракторного двигателя, технология их выполнения и ис­пользуемые для этого приборы и приспособления.

При оценке воздухоподачиизме­ряют засоренность воздухоочистите­ля и герметичность впускного трак­та. Засоренность воздухоочистите­ля определяют по разрежению во всасывающем коллекторе при по­мощи специального сигнализатора ОР-9928 или стандартного вакуум­метра. Сигнализатор устанавливают в специально выполненное резьбовое отверстие во всасывающем коллекторе. Для включения сигнализатора нажимают на стержень, при этом диафрагма через клапан соединяется с полостью вса­сывающего коллектора и пор­шень  под воздействием разрежения перемещается вниз Красная полоса, появившаяся на поршне, сигнализирует о не­допустимом разрежении. Герметичность воздушного тракта определяют по наличию разрежения в местах соедине­ния трубопроводов. Применя­ющийся для этого индикатор КИ-4870 представля­ет собой жидкостной U-образный вакуумметр, одна полость которого соединена с атмосфе­рой, а другая через резиновую трубку и съемный наконеч­ник - с местами возможного подсоса воздуха. Корпус инди­катора удерживается верти­кально, и при наличии разре­жения уровень жидкости в окне  понижается. Проверка системы топливоподачидизеля включает в себя оценку состояния систем низкого и высокого давления. При оценке состояния системы низкого давления проверяют топ-ливоподкачивающий насос, перепускной клапан и фильтр тонкой очистки топлива с помощью приспособления КИ-13943. Это при­способление представляет собой манометр, вход которого через демпфер, резинотканевый шланг и специальные наконечники со­единяется со входом фильтра тонкой очистки. При выключенной подаче топлива, поворачивая коленчатый вал двигателя, наблю­дают за показаниями манометра. Если стрелка манометра совер­шает периодические колебания и максимальное показание не пр^евышают 0,4 МПа, заменяют или регулируют перепускной клапан. Если давление постоянное, но не более 0,07 МПа, заменяют топливоподкачивающий насос. Для проверки фильтра тонкой очистки открывают кран для выпуска воздуха и нагнетают топливо ручным подкачивающийнасосом. Если при этом его давление более 0,08 МПа, фильтр считается загрязненным. Оценка состояния системы высокого давления включает в себя проверку топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунки. Проверка ТНВД, снятого с дизеля, проводится на специальных стендах, состоящих из привода насоса, измерительного блока с мензурками для определения подачи каждой секции, устройства для измер^ения угла опережения впрыска и системы подачи топлива. Стенды различаются способом изменения частоты вращения вала привода насоса (электрический, механический, гидравлический), числом секций, которые можно испытать, конструкцией устрой­ства для измерения угла опережения впрыска топлива. Стенд КИ-15711, предназначенный для испытания ТНВД с числом секций до 12, позволяет измерить следующие пара­метры: количество и равномерность подачи топлива, давление от­крытия нагнетательных клапанов, углы начала и конца впрыска топ­лива, характеристики автоматической муфты опережения впрыска. При диагностировании ТНВД без снятия с дизеля оценивают зазор в сопряжении гильза - плунжер и герметичность нагнетатель­ного клапана. Зазор гильза - плунжер контролируется по давле­нию, развиваемому проверяемой секцией насоса с помощью при­способления КИ-16301А. При оп­ределении износа плунжерной пары приспособление присоединя­ют к проверяемой секции ТНВД. Для предупреждения запуска дизе­ля разгерметизируют камеру сго­рания декомпрессионным устрой­ством или ослабляют затяжку на­кидных гаек топливопроводов высокого давления на остальных секциях. Прокручивая коленча­тый вал дизеля пусковым устрой­ством, плавно увеличивают пода­чу топлива до создания давления на выходе проверяемой секции 30 МПа. Если это давление не дости­гается, плунжерная пара подлежит замене. Для проверки герметичности нагнетательного клапана прекра­щают прокручивать коленчатый вал и наблюдают за снижением показаний манометра приспособления КИ-16301А. Если время снижения давления с 15 до 10 MПа меньше 10 с, нагнетательный клапан подлежит замене. Для определения угла опережения впрыска топлива без снятия с дизеля применяется моментоскоп КИ-4941, представляющий со­бой стеклянную трубку, которая с помощью переходника и рези­новой трубки вертикально устанавливается на проверяемую сек­цию ТНВД. Медленно прокручивая коленчатый вал дизеля при сня­той компрессии, момент впрыска определяют по повышению уровня топлива в стеклянной трубке. При этом если плунжерные пары из­ношены, заменяют пружину нагнетательного клапана пружиной меньшей жесткости, которая входит в комплект моментоскопа. Более совершенным методом определения угла опережения впрыска топлива является фиксация пульсации давления в топли­вопроводе высокого давления. Этот метод положен в основу рабо­ты дизельтестера К296, предназначенного для проверки топливной аппаратуры и электрооборудования дизелей. Прибор обеспечива­ет проверку и регулировку установочного угла опережения впрыс­ка топлива, а также минимальной и максимальной частоты враще­ния коленчатого вала дизеля. Проверка электрооборудования включает в себя контроль напряжения аккумуляторной батареи, тока заряда и тока стартера. Для определения угла опережения впрыска топлива на топли­вопровод первого цилиндра в 30... 50 мм от накидной гайки шту­цера ТНВД устанавливают накладной пьезодатчик, преобразую­щий увеличение давления топлива при впрыске в электрический сигнал. Освещая стробоскопом дизельтестера контрольные метки на вращающихся частях двигателя (шкиве коленчатого вала, махо­вике и др.), устанавливают момент его запуска, соответствующий ВМТ в первом цилиндре. При этом разность углов поворота меж­ду сигналами впрыска и ВМТ, соответствующая углу опережения впрыска топлива, отображается на цифровой шкале прибора. Форсунки, снятые с дизеля, проверяют прибором КИ-15706, ко­торый состоит из корпуса, служащего также баком для топлива, Ручного топливного насоса на базе плунжерной пары, манометра и камеры впрыскивания с вентилятором. Форсунка устанавлива­йся в камеру и подключается к выходу насоса. Перемещая рукоят­ку насоса со скоростью 35 ... 40 качков в минуту, по максимальным Показаниям манометра определяют давление начала впрыска топ­лива. При этом качество распыливания топлива оценивается визуально. После снижения давления на 2 МПа включают секундомер. Если за 20 с давление падает больше, чем на 1,5 МПа, герметич­ность распылителя не соответствует норме. Проверку форсунок без снятия с дизеля производят приспособ­лением КИ-16301 А. Давление начала впрыска и герметичность рас­тлителя определяют по приведенной выше методике. Качество распыливания топлива оценивают по звуку, нагнетая насосом топливо в форсунку со скоростью 70... 80 качков в минуту. Нормальная работа форсунки при впрыске топлива сопровождается четким прерывистымзвуком.

Ремонт деталей ШПГ

Ремонт поршней.Поршни в процессе дефектации выбраковывают по результатам измерений трех элементов: высоты первой канавки, диаметра отверстий в бобышках и диаметра юбки. Главный выбраковочный параметр — размер первой канавки, так как соединение первое поршневое кольцо — канавка поршня изнашивается больше, чем другие.

Восстановление канавки под поршневое кольцо включает следующие операции: очистку поршня, создание технологических баз, изготовление, установку и закрепление дополнительной ремонтной детали, точение головки и канавок, обработку юбки, разворачивание отверстия под поршневой палец и контроль восстановленной детали. Здесь способ постановки дополнительной ремонтной детали сочетается со способом ремонтных размеров.

Юбку поршня шлифуют на станке ЗМ433У, который предназначен для обработки кулачков распределительного вала. Ко-нусообразности юбки достигают поворотом стола относительно направляющих шлифовальной бабки.

Изношенные отверстия под поршневой палец разворачивают на вертикально-сверлильном станке 2Н135 под ремонтный размер. Под этот же ремонтный размер растачивают втулку шатуна и шлифуют поршневой палец.

Ремонт поршневых колец.Для подавляющего большинства двигателей могут быть найдены кольца стандартного размера и ремонтного увеличения +0,5 мм. Кольца остальных ремонтных размеров (например, + 0,25; + 0,75; + 1 мм) более редкие. На практике также возможны случаи, когда при малом износе цилиндров и юбок поршней сильно изношены кольца и канавки поршней, вследствие чего кольца стандартной высоты уже не могут быть установлены на старые поршни.

Компрессионные кольца шлифуют на плоскошлифовальном станке.

Иногда требуется уменьшить высоту колец на несколько сотых миллиметра. Лучше всего это сделать притиркой на плите с помощью абразивной пасты 28...40 мкм.

Иногда есть возможность найти только кольца, имеющие высоту меньше, чем необходимо. Тогда в качестве самой крайней меры и только для бензиновых двигателей с низким уровнем форсирования можно рекомендовать способ установки дополнительного дистанционного кольца.

Ремонт поршневых пальцев. Для восстановления поршневых пальцев применяют перешлифовку, железнение, механическую раздачу, раскатку, гидротермическую раздачу.

По окончании восстановления сортируют пальцы на размер ные группы и по массе, проверяют твердость (не менее 55 HRC₃) i шероховатость поверхности (R_a = 0,16...0,08 мкм), длину и други параметры.

Ремонт шатунов.Шатуны двигателей имеют следующие дефекты: износ отверстий верхней и нижней головок, опорных поверхностей крышек, изгиб и скручивание стержня.

Изгиб и скручивание определяют с помощью приспособления КИ-724.

Схемы правки:

а —шатуна в плоскости, параллельной отверстиям; б—стержня шатуна в плоскости, перпендикулярной отверстиям; / — прижим; 2— подкладки

Схема устранения смещения головок шатуна:

а — исходное состояние; б и в — изгибы стержня предварительные у нижней головки и у верхней головки.

После правки шатуна восстанавливают его нижнюю головку следующими способами: шлифование плоскости разъема с последующим растачиванием отверстия; железнение; электроконтактная приварка стальных полуколец; припайка стальных полуколец; нанесение полимерных композиций; наплавка и др.

Верхнюю головку шатуна рекомендуется растачивать до ремонтного размера с последующей запрессовкой втулки, увеличенной по наружному диаметру.

Внутренний диаметр втулки верхней головки шатуна восстанавливают методом холодного пластического деформирования — обжатием или осадкой. При обжатии внутренний и наружный диаметры детали уменьшаются. Далее наружную поверхность омедняют или приваривают к ней стальную ленту электроимпульсной контактной приваркой. Осадку выполняют с помощью приспособления на гидравлическом прессе.