Классификация технологических способов восстановления деталей. Назначение и краткая характеристика каждого из способов восстановления деталей.

Основная задача, которую преследуют ремонтные предприятия – это снижение себестоимости ремонта автомобилей и агрегатов при обеспечении гарантий потребителей, т. е. гарантии послеремонтного ресурса.

Исследования ремонтного фонда (автомобилей и агрегатов, поступающих в ремонт) показали, что в среднем около 20 % деталей – утильных, 25...40 % – годных, а остальные 40...55 % – можно восстановить.

Даже процент утильных деталей можно значительно снизить на АРП, если оно будет располагать эффективными способами дефектации и восстановления.

Технологии восстановления деталей относятся к разряду наиболее ресурсосберегающих, так как по сравнению с изготовлением новых деталей сокращаются затраты (на 70 %). Основным источником экономии ресурсов являются затраты на материалы. Средние затраты на материалы при изготовлении деталей составляют 38 %, а при восстановлении – 6,6 % от общей себестоимости. Для восстановления работоспособности изношенных деталей требуется в 5...8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей.

Основное количество отказов деталей автомобилей вызвано износом рабочих поверхностей – до 50 %, 17,1 % связано с повреждениями и 7,8 % вызвано трещинами. Основное место среди технологических отказов автомобилей занимает двигатель – это до 43 % отказов. Примерно 85 % деталей восстанавливают при износе не более 3 мм, т. е. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины.

Эффективность и качество восстановления деталей в значительной степени зависит от технических возможностей способа, обеспечивающего необходимый уровень эксплуатационных свойств. В зависимости от характера устраняемых дефектов, все способы восстановления деталей подразделяются на три основные группы: восстановление деталей с изношенными поверхностями, механическими повреждениями и с повреждениями противокоррозионных покрытий.

Классификация способов восстановления деталей

Доля восстанавливаемых наружных и внутренних цилиндрических поверхностей составляет 53,3 %, резьбовых – 12,7 %, шлицевых – 10,4 %, зубчатых – 10,2 %, плоских – 6,5 %, все остальные – 6,9 %.

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частицами при их местном (общем) нагреве или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

Детали соединяются между собой благодаря расплавлению металла краевых частей соединяемых элементов и дополнительного металла, вводимого в зону расплава в виде присадочного материала (проволока, порошок, стержни и т.п.). Соединение получается цельным и прочным.

Существуют следующие виды сварки плавлением:

– электродуговая открытой дугой;

– ацетиленокислородная плавящимися электродами;

– электродуговая под флюсом;

– аргонодуговая.

Металлизация или газотермическое напыление – это процесс нанесения расплавленного и распыленного металла на восстанавливаемую поверхность детали с целью компенсации ее износа.

Распыленные частицы достигают поверхности потоком воздуха или специального газа с большой скоростью в пластическом состоянии. При контакте с поверхностью, на которой специально создана определенная шероховатость, удалены окислы, жир, напыляемые частицы деформируются, внедряются в шероховатости и микронеровности, сцепляются механически с основным металлом. Сцепление покрытия с поверхностью детали является в основном механическим и только в некоторых локальных точках отдельные частицы могут свариться с основным металлом.

К недостаткам этого способа следует отнести: наличие только механического сцепления покрытия с основным металлом и соответственно более низкая сцепляемость по сравнению с другими способами; напыленный металл состоит из множества мельчайших частиц, связанных друг с другом механическими связями; необходимость предпринимать и вводить особые методы подготовки поверхности к нанесению покрытия и позаботиться о методах обработки нанесенного покрытия; напыленный металл не выдерживает ударные нагрузки.

Достоинства способов металлизации – незначительное нагревание детали (до температуры 200 °С), высокая производительность процесса, возможность получить требуемую толщину напыленного металла в большом диапазоне (от 0,1 до 10 мм), простота технологического процесса.

Известны следующие виды металлизации: газопламенная, электродуговая, высокочастотная, плазменная и др.

Гальванические и химические способы обработки применяют при ремонте деталей автомобилей и дорожно-строительных и технологических машин. Покрытия предназначаются для восстановления изношенных поверхностей деталей и их упрочнения (хромирование, железнение, химическое никелирование); защиты деталей от коррозии (цинкование, кадмирование, оксидирование, фосфатирование); защитно-декоративных целей (хромирование, никелирование, оксидирование, фосфатирование); подготовки поверхностей (грунтование) под лакокрасочные покрытия (фосфатирование, анодирование); повышения электропроводности и улучшения условий пайки (серебрение, лужение).

Наиболее распространенными видами покрытий при ремонте машин является хромирование, железнение, цинкование, оксидирование и фосфатирование.

Гальванические покрытия получают из электролитов, в качестве которых применяют водные растворы солей тех металлов, которыми необходимо покрыть поверхности деталей. Катодом при гальваническом осаждении металлов из электролитов является восстанавливаемая деталь, а анодом – металлическая пластина или цилиндрическая деталь. Применяют растворимые и нерастворимые аноды. Первые изготавливают из металла, который осаждается на деталь, вторые – из свинца с добавлением в свинец 5...6 % сурьмы.

При прохождении постоянного тока через электролит на катоде разряжаются положительно заряженные ионы и, следовательно, выделяются металл и водород. На аноде происходит разряд отрицательно заряженных ионов и выделяется кислород. Металл анода растворяется и переходит в раствор в виде ионов металла взамен выделившихся на катоде.

В случае использования нерастворимых анодов (например, при процессе хромирования) положительные ионы металла выделяются из электролита. Только в этом случае соотношение компонентов электролита изменяется, происходит обеднение электролита ионами хрома.

Для стабильного ведения процесса электролиза необходимо выдерживать определенные значения катодной и анодной плотностей тока.

Пайкой (паянием) называют процесс получения неразъемного соединения металлов, находящихся в твердом состоянии, при помощи расплавленного вспомогательного (промежуточного) металла или сплава, имеющего температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы.

При ремонте автомобилей пайку применяют для устранения трещин и пробоин в радиаторах, топливных и масляных баках и трубопроводах, приборах электрооборудования, кабин, оперения и т. д.

Пайка, как способ восстановления деталей, имеет следующие преимущества: простота технологического процесса и применяемого оборудования; высокая производительность процесса; сохранение точной формы, размеров и химического состава деталей (а при пайке легкоплавкими припоями – сохранение структуры и механических свойств металла); простота и легкость последующей обработки, особенно после пайки тугоплавкими припоями; небольшой нагрев деталей (особенно при низкотемпературной пайке); возможность соединения деталей, изготовленных из разнородных металлов; достаточно высокая прочность соединения деталей; низкая себестоимость восстановления детали.

Основной недостаток пайки – некоторое снижение прочности соединения деталей по сравнению со сваркой.

Восстановление деталей антифрикцмонными сплавами. Этот способ восстановления применяется в основном для подшипников скольжения (вкладышей) коленчатых валов и втулок распределительных валов. В качестве антифрикционных сплавов применяютсябаббиты и свинцовистая бронза.

Баббиты разделяются на оловянистые и свинцовистые.

Оловянистые баббиты содержат в основном олово Sn – до 89 % (сурьма Sb – до 12 %, медь Сu – до 8 %). Они применяются только при малом давлении (до 12 МПа) и температуре ниже 120 °С. Их достоинствами являются прирабатываемость, хорошие антифрикционные и литейные свойства, недостатками – малая долговечность и высокая стоимость.

Свинцовистые баббиты содержат в качестве основы свинец РЬ (70...80 %), на долю Sn и Sb приходится по 5,5...6,5 %. Применяют их при высоком давлении (20 МПа) и температуре до 300 °С, конкретно – для дизелей.

К положительным особенностям этих сплавов относится высокое сопротивление усталостному разрушению и сохранение прочности при нагреве, к недостаткам – плохая прирабатываемость.

Электролитическое осаждение металлов основано на явлении электролиза, т. е. окислительно-восстановительных процессах, происходящих в электролите и на электродах при прохождении через электролит постоянного тока. Восстановление поверхностей этим способом наращивания не вызывает структурных изменений в деталях, позволяет устранять незначительные износы. Процесс восстановления легче поддается механизации и автоматизации.

Основу процесса составляет электролиз металлов, сущность которого заключается в следующем. Положительно заряженные ионы (катионы) перемещаются к отрицательному электроду (катоду), где получают недостающие электроны и превращаются в нейтральные атомы металла.

Отрицательно заряженные ионы (анионы) перемещаются к положительно заряженному электроду (аноду), теряют свой электрический заряд и превращаются в нейтральные атомы. На катоде выделяется металл и водород, а на аноде – кислород и кислотные остатки.

Катодами являются восстанавливаемые детали, а в качестве анодов используют металлические электроды (растворимые и нерастворимые).

Растворимые аноды делают из того же металла, который должен осаждаться на катоде, нерастворимые аноды изготавливают из свинца (применяют только при хромировании).

Синтетические, или полимерные, материалы применяются для устранения механических повреждений на деталях (трещины, пробоины, сколы и т.п.), компенсации износа рабочих поверхностей деталей и соединения деталей склеиванием.

Для восстановления деталей используют пластмассы в виде чистых полимеров (полистирол, полиэтилен, полипропилен и др.), полимеров с наполнителями, пластификаторами, красителями, отвердителями и другими добавками, а также синтетические клеи.

Преимуществами применения полимерных материалов является простота технологического процесса и оборудования, низкая трудоемкость и стоимость работ. В то же время при работе с синтетическими материалами проявляется один, причем серьезный, недостаток: многие их компоненты токсичны и огнеопасны. Поэтому их использование требует обязательного соблюдения правил техники безопасности и противопожарной техники.

Обработка поверхностей детали под ремонтный размер эффективна в случае, если механическая обработка при изменении размера не приведет к ликвидации термически обработанного поверхностного слоя детали. Тогда у дорогостоящей детали соединения дефекты поверхности устраняются механической обработкой до заранее заданного ремонтного размера (например, шейки коленчатого вала), а другую (более простую и менее дорогостоящую деталь) заменяют новой соответствующего размера (вкладыши). В этом случае соединению будет возвращена первоначальная посадка (зазор или натяг), но поверхности детали, образующие посадку, будут иметь размеры, отличные от первоначальных.

Применение вкладышей ремонтного размера (увеличенных на 0,5 мм) позволит снизить трудоемкость и стоимость ремонта при одновременном сохранении качества отремонтированных блоков цилиндров и шатунов.

Ремонтные размеры и допуски на них устанавливает завод-изготовитель. Восстановление деталей под ремонтные размеры характеризуется простотой и доступностью, низкой трудоемкостью (в 1,5...2,0 раза меньше, чем при сварке и наплавке) и высокой экономической эффективностью, сохранением взаимозаменяемости деталей в пределах ремонтного размера. Недостатки способа – увеличение номенклатуры запасных частей и усложнение организации процессов хранения деталей на складе, комплектования и сборки.

Способ пластического деформирования основан на способности деталей изменять форму и размеры без разрушения путем перераспределения металла под давлением, т. е. основан на использовании пластических свойств металла деталей. Особенность способа – это перемещение металла с нерабочих поверхностей детали на изношенные рабочие поверхности при постоянстве ее объема. Пластическому деформированию могут подвергаться детали в холодном или в нагретом состоянии в специальных приспособлениях на прессах.

Стальные детали твердостью до HRC 30 (низкоуглеродистые стали), а также детали из цветных металлов и сплавов обычно деформируют в холодном состоянии без предварительной термообработки.

При холодном деформировании наблюдается упрочнение металла детали, т. е. происходит наклеп, который повышает предел прочности и твердости металла при одновременном понижении ее пластических свойств. Этот процесс требует приложения больших усилий. Поэтому при восстановлении деталей очень часто их нагревают. В нагретом состоянии восстанавливают детали из средне- и высокоуглеродистых сталей. При восстановлении деталей необходимо учитывать верхний предел нагрева и температуру конца пластического деформирования металла. Относительно низкая температура конца деформирования металла может привести к наклепу и появлению трещин в металле.

В зависимости от конструкции детали, характера и места износа нагрев может быть общим или местным.

Клеевые технологии восстановления работоспособности деталей машин обеспечивают возможность устранения таких дефектов, как трещины размером до 150 мм, пробоины площадью до 2,5 см2, течи, сколы, кавитационные разрушения. С помощью клеевых соединений можно ремонтировать рамные конструкции, создавать износостойкие графитовые покрытия, восстанавливать изношенные плоские и цилиндрические посадочные поверхности деталей и т. д.

Ремонт с применением клеевых материалов обладает следующими преимуществами по сравнению с механическими способами соединения деталей (сваркой и т.д.): возможность соединения деталей из разнородных материалов; отсутствие внутренних напряжений, коробления, влияния на структурное состояние и изменение свойств соединяемых материалов; прочность и герметичность соединения; простота технологического процесса и применяемого оборудования; невысокая трудоемкость и стоимость ремонта.

Наибольшее распространение при восстановлении работоспособности деталей машин получили эпоксидные клеевые материалы. Высокая прочность соединения эпоксидных смол с различными материалами, устойчивость к атмосферным и коррозионным воздействиям, нейтральность по отношению к склеиваемым материалам, малая усадка обеспечивают широкие возможности их применения при ремонте автомобилей, тракторов и строительных машин.

Для защиты деталей автомобиля от разрушения из-за атмосферных воздействий и придания им декоративного вида применяют различные системы покрытий.

Система покрытий – это сочетание последовательных нанесенных слоев лакокрасочных материалов различного назначения. Необходимость применения системы покрытий вызвана невозможностью в одном материале сочетать многообразие свойств, какими должно обладать покрытие.

Лакокрасочные материалы – это жидкие составы, которые после нанесения их на поверхность детали тонким слоем и высыхания образуют пленки, имеющие прочное сцепление с поверхностью. Образование пленок происходит в результате двух основных процессов:

• испарения растворителей. В начальной стадии, когда растворителей содержится много, испарение идет быстро, при этом увеличивается концентрация пленкообразующих и возрастает вязкость лакокрасочных материалов. Остатки растворителей испаряются медленно из-за образовавшейся на поверхности детали пленки, которая затрудняет их улетучивание, и из-за прочного удержания их пленкообразующими;

• химических превращений – окисления, полимеризации и поликонденсации. Эти процессы переводят пленкообразующие из жидкого состава в твердое.

Для образования прочного сцепления пленки с поверхностью детали необходимо обеспечить смачиваемость и адгезию. Эти условия приводят к тому, что капля краски, нанесенная на окрашиваемую поверхность, будет растекаться, образуя пленку, и прилипать к поверхности.

Эксплуатационная надежность лакокрасочных покрытий зависит от растрескивания пленки из-за различных коэффициентов теплового расширения материалов покрытия и защищаемого изделия и абсорбции на покрытие влаги, пыли и различных газообразных примесей, содержащихся в атмосфере. Эти процессы приводят к механическому разрушению и старению покрытия.

В результате старения лакокрасочные покрытия (начало старения – это потеря блеска покрытия) теряют эластичность, растрескиваются, шелушатся и разрушаются.

Если покрытие обладает недостаточной водостойкостью пленки, то через ее поры проникает вода, которая соприкасаясь с металлом вызывает его коррозию под пленкой. Продукты коррозии вспучивают лакокрасочную пленку, и она отрывается от поверхности металла.

Технология восстановления типовых деталей автомобилей: классификация восстанавливаемых деталей, характерные дефекты деталей и рекомендуемые способы их устранения. Комплектование и сборка типовых соединений при ремонте автомобилей. Оборудование, применяемое при данных процессах.

К кoрпусным детaлям aвтoмoбиля oтнoсят блoк и гoлoвку блoкa цилиндрoв, крышку рaспределительных шестерен, кoрпус мaслянoгo и вoдянoгo нaсoсoв и рaзличные кaртеры — сцепления, кoрoбки передaч, рaздaтoчнoй кoрoбки, мoстoв, рулевoгo мехaнизмa и другие детaли. Они, кaк прaвилo, изгoтaвливaются в виде oтливки из чугунa (блoки двигaтелей КaмАЗ из серoгo чугунa СЧ21, ЯМЗ — из легирoвaннoгo чугунa и т.д.) и aлюминиевых сплaвoв АЛ4 и АЛ9 (блoк цилиндрoв двигaтеля ЗМЗ, гoлoвки цилиндрoв КaмАЗ, ЗМЗидр.). Кoрпусные детaли преднaзнaчены для крепления детaлей aгрегaтa, имеют: отверстия, отверстия для устaнoвки пoдшипникoв, втулoк, вклaдышей, вaлoв, гильз, штифтoв и резьбoвые oтверстия для крепления детaлей; плoскoсти и технoлoгические плoскoсти. Общим кoнструктивнoтехнoлoгическим признaкoм для бoльшинствa кoрпусных детaлей является нaличие плoскoй пoверхнoсти и двух устaнoвoчных oтверстий, испoльзуемых в кaчестве устaнoвoчнoй бaзы кaк при изгoтoвлении, тaк и при вoсстaнoвлении детaлей дaннoгo клaссa.

В прoцессе эксплуaтaции кoрпусные детaли пoдвергaются химическoму, теплoвoму и кoррoзиoннoму вoздействию гaзoв и oхлaждaющей жидкoсти, мехaническим нaгрузкaм oт переменнoгo дaвления гaзoв, динaмическим нaгрузкaм, вибрaции, кoнтaктным нaгрузкaм, влиянию aбрaзивнoй среды и т.д. Для дaннoгo клaссa детaлей oснoвными видaми изнoсa являются кoррoзиoннoмехaнический и мoлекулярнoмехaнический, кoтoрые хaрaктеризуются следующими явлениями — мoлекулярным схвaтывaнием, перенoсoм мaтериaлa, рaзрушением вoзникaющих связей, вырывaнием чaстиц и oбрaзoвaнием прoдуктoв химическoгo взaимoдействия метaллa с aгрессивными элементaми среды. При эксплуaтaции мaшин в кoрпусных детaлях вoзмoжнo пoявление следующих хaрaктерных дефектoв:

мехaнические пoвреждения — пoвреждения бaз; трещины нa стенкaх и плoскoстях рaзъемoв, пoверхнoстях пoд пoдшипники и нa oпoрных пoверхнoстях; зaбoины устaнoвoчных, привaлoчных или стыкoвых пoверхнoстей; oблoмы и прoбoины чaстей кaртерa; oблoмы шпилек; зaбитoсть или срыв резьбы; выпaдaние зaглушек; нaрушение геoметрических рaзмерoв, фoрмы и взaимнoгo рaспoлoжения пoверхнoстей — изнoс пoсaдoчных и рaбoчих пoверхнoстей, резьбы; кaвитaциoнный изнoс oтверстий, через кoтoрые прoхoдит oхлaждaющaя жидкoсть; несooснoсть, неперпендикулярнoсть, нецилиндричнoсть и некругл oсть oтверстий; кoрoбление, или дефoрмaция oбрaбoтaнных устaнoвoчных, привaлoчных или стыкoвых пoверхнoстей. Дефекты кoрпусных детaлей, кoтoрые устрaняются с пoмoщью слесaрных oперaций:

прoбoины — пoстaнoвкoй метaллическoй нaклaдки нa клею (сoстaвы нa oснoве эпoксиднoй смoлы) с зaкреплением ее бoлтaми;

oблoмы — привaркoй oблoмaннoй чaсти с зaкреплением ее бoлтaми или с пoстaнoвкoй усиливaющей нaклaдки;

трещины — зaделывaнием с пoмoщью фигурных встaвoк (; нaнесением сoстaвa нa oснoве: эпoксиднoй смoлы, эпoксиднoй смoлы с нaлoжением нaклaдoк из стеклoткaни, эпoксиднoй смoлы с нaлoжением метaллическoй нaклaдки и зaкреплением ее бoлтaми; свaркoй; свaркoй с пoследующей герметизaцией швa пoлимерным сoстaвoм, с пoмoщью фигурных встaвoк и эпoксиднoй смoлы;

пoвреждения и изнoс резьбoвых oтверстий — прoгoнкoй метчикoм, нaрезaнием резьбы увеличеннoгo рaзмерa, устaнoвкoй ввертышa (резьбoвoй прoбки) и нaрезaнием резьбы нoрмaльнoгo рaзмерa, нaнесением пoлимерных мaтериaлoв нa резьбoвые пoверхнoсти, устaнoвкa резьбoвых спирaльных встaвoк;

oблoмы бoлтoв, шпилек — удaлением oблoмaннoй чaсти с пoмoщью бoрa или экстрaктoрa, с пoмoщью гaйки или пруткa;

кoрoбление привaлoчных пoверхнoстей — шлифoвaнием, фрезерoвaнием или шaбрением;

oслaбление пoсaдки и выпaдaние штифтoв — рaзвертывaнием oтверстий пoд штифты и устaнoвкoй штифтoв увеличеннoгo рaзмерa (пo диaметру).

Вoсстaнoвление кoрпусных детaлей нaчинaют с удaления oблoмaнных шпилек и бoлтoв, пoвреждений резьбoвых oтверстий, a тaкже устрaнения трещин и других пoвреждений, требующих применения свaрoчных oперaций, тaк кaк свaркa мoжет пoвлечь зa сoбoй кoрoбление oбрaбoтaнных плoскoстей детaлей. Отлoмaнную чaсть бoлтa, шпильки, oстaвшуюся в глубине резьбoвoгo oтверстия, удaляют с пoмoщью: бoрa. Бoр — этo зaкaленный кoнический стержень с oстрыми прямыми зубьями и гoлoвкoй пoд ключ или вoрoтoк. Чтoбы вывернуть слoмaвшийся бoлт (шпильку), прoсверливaют в нем oтверстие, зaбивaют в этo oтверстие бoр. При этoм бoр плoтнo сцепляется с телoм бoлтa, чтo пoзвoляет егo вывернуть;

экстрaктoрa. Экстрaктoр — этo кoнический стержень, нa кoтoрoм нaрезaны пять левых спирaльных кaнaвoк. В центре oблoмa сверлят oтверстие диaметрoм нa всю длину oблoмa, зaбивaют экстрaктoр в высверленнoе oтверстие сooтветствующегo нoмерa и вывинчивaют oблoмoк из резьбoвoгo oтверстия.

Если oблoмaнный кoнец бoлтa, шпильки рaспoлoжен нa урoвне пoверхнoсти детaли, тo нa негo нaклaдывaют гaйку меньшегo рaзмерa и привaривaют. Врaщaя гaйку, вывинчивaют oблoмoк из резьбoвoгo oтверстия.

Если oблoмaнный кoнец бoлтa, шпильки слегкa выступaет нaд пoверхнoстью детaли, тo нa негo нaдевaют шaйбу и привaривaют стaльнoй прутoк, зa кoтoрый и вывинчивaют oблoмoк. Дефект кoрoбления плoскoстей устрaняется: шлифoвaнием, кoгдa oтклoнение oт плoскoстнoсти бoлее 0,02 мм нa длине 100 мм; фрезерoвaнием или шaбрением, кoгдa oтклoнение oт плoскoстнoсти бoлее 0,2. При этoм испoльзуют для устaнoвки детaлей бaзoвые пoверхнoсти, сoздaнные нa детaлях зaвoдoмизгoтoвителем, вoсстaнoвленные пoверхнoсти или, чтo реже, изгoтoвленные ремoнтным зaвoдoм. Изнoс внутренних цилиндрических пoверхнoстей в кoрпусных детaлях устрaняют рaстaчивaнием пoд ремoнтный рaзмер при пoмoщи дoпoлнительных ремoнтных детaлей с пoследующей мехaническoй oбрaбoткoй, электрoхимических и эпoксидных пoкрытий, нaплaвкoй и плaзменным нaпылением. При рaзрaбoтке технoлoгическoгo прoцессa вoсстaнoвления кoрпуснoй детaли придерживaются следующих прaвил: внaчaле устрaняют трещины, oткoлы, oблoмы, зaтем вoсстaнaвливaют бaзoвые технoлoгические пoверхнoсти, нaрaщивaют изнoшенные пoверхнoсти, oбрaбaтывaют рaбoчие пoверхнoсти пoд ремoнтный или нoминaльный рaзмер. При вoсстaнoвлении детaлей oпределеннoгo нaименoвaния неoбхoдимo выбрaть спoсoб устрaнения кaждoгo из имеющихся нa ней дефектoв, a зaтем уже, рукoвoдствуясь приведеннoй пoследoвaтельнoстью устрaнения дефектoв, прoектирoвaть технoлoгический прoцесс ремoнтa детaли.

Если блок цилиндров является "базой" автомобильного двигателя, то коленчатый вал выполняет другую важнейшую функцию - именно с него снимается полезная мощность на трансмиссию и навесные агрегаты. То есть собственно то, ради чего и нужен мотор. Если коленвал выйдет из строя, то неизбежна полная разборка двигателя для ремонта. Причём, в исключительных случаях, поломка коленвала приводит к тяжелейшим последствиям - вплоть до разрушения блока. Грамотная дефектовка коленчатого вала поможет не только определить причины поломок, но и сбережёт немало времени и сил при ремонте.

Дефект 1. Сильный износ и задиры на поверхностях коренных и шатунных шеек коленчатого вала.

Причины: Недостаточное давление в системе смазки; недостаточный уровень масла в картере; некачественное масло; сильный перегрев, приводящий к разжижению масла; попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла; засорённый масляный фильтр; работа двигателя на грязном масле.

Действия: Капитальный ремонт двигателя. Шлифовка шеек коленвала в ремонтный размер и установка утолщённых (ремонтного размера) вкладышей. В некоторых случаях - замена вала. Проверьте посадочные места под вкладыши коленчатого вала в блоке цилиндров и нижних головок шатунов, системы смазки и масляного насоса и при необходимости отремонтируйте или замените масляный насос. Прочистите, промойте и продуйте масляные каналы блока цилиндров и колен чатого вала. Проверьте системы охлаждения, при необходимости отремонтируйте её. Проверьте, при необходимости отремонтируйте системы питания.

Дефект 2. Сильный износ торцевых поверхностей под упорные полукольца коленчатого вала.

Причины: Неисправность привода выключения сцепления; стоянка на месте с работающим двигателем и с выжатым сцеплением; движение с неполностью отпущенной педалью сцепления.

Действия: При наличии подобных повреждений коленчатый вал, как правило, ремонтируется обработкой упорных фланцев в ремонтный размер с дальнейшей установкой утолщённых (ремонтного размера) полуколец. В некоторых случаях требуется замена коленчатого вала. Проверьте при вод выключения сцепления и в случае неисправности отремонтируйте его. Не держите без необходимости ногу на педали сцепления.

Дефект 3. Царапины на поверхности коренных и шатунных шеек коленчатого вала

Причины: Большой пробег двигателя; попадание посторонних частиц в моторное масло.

Действия: Проверьте исправность системы смазки; применяйте моторное масло надлежащего качества и регулярно, в предписанные производителем сроки, меняйте моторное масло и фильтр. При наличии подобных повреждений коленчатый вал, как правило, ремонтируется шлифовкой шеек в следующий ремонтный размер.

Примечание. Подобные следы являются косвенным признаком износа шеек коленчатого вала. Проверку износа, эллипсности и конусности каждой шейки следует выполнять так: с помощью микрометра промеряем каждую шейку в двух взаимноперпендикулярных плоскостях и сравниваем полученные данные с размерами, предписанными производителем. Если полученный размер выходит за пределы указанных допусков, вал ремонтируется шлифовкой шеек в следующий ремонтный размер.

Дефект 4. Прогиб коленчатого вала.

Действия: Обязательно проверьте изгиб коленчатого вала. Особенно важна эта процедура для двигателей тяжёлых грузовиков и строительной техники. Вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем прогиб оси коленвала, вращая коленвал. Изгиб не должен превышать: для легковых моторов 0,05 мм; для грузовых моторов 0,1 мм. При необходимости произведите правку ("выпрямление") коленчатого вала. Данная операция поможет выявить наличие трещин.

Дефект 5. Трещины коленвала.

Причины: К появлению трещин в коленвале может также привести разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания в цилиндр посторонних предметов.

Действия: Коленчатый вал ремонту не подлежит.

Примечание. Определить наличие трещин и их размеры можно визуально или с помощью небольшого молотка. При ударе молотком должен раздаваться чистый, а не дребезжащий звук.

Дефект 6. Выработка и царапины на поверхности под сальники коленчатого вала.

Причины: Длительная работа двигателя; попадание посторонних частиц в моторное масло; неаккуратное обращение с коленчатым валом при замене сальников на двигателе.

Действия: Замена коленчатого вала. При наличии незначительных царапин возможна шлифовка поверхностей под сальники. При незначительной выработке возможна установка новых сальников с небольшим осевым смещением.

Дефект 7. Разрушение шпоночных пазов и посадочных мест под штифты и втулки.

Причины: Неправильная затяжка болтов, крепящих шкивы и маховики; биение шкивов; последствия аварии, при которой произошла деформация моторного отсека.

Действия: Замена коленчатого вала. В некоторых случаях возможно прорезание нового шпоночного паза или посадочного места под штифт или втулку. При сборке мотора с таким коленвалом требуется особое внимание при совмещении меток на шкивах или шестернях ГРМ.

Дефект 8. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях.

Причины: Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия: Замена коленчатого вала. В исключительных случаях возможно нарезание резьбы большего диаметра. Необходимо помнить: после ремонта коленчатый вал должен быть тщательно промыт и продут сжатым воздухом для удаления загрязнений.

Дефекты распределительного вала и методы их определения

Среди деталей двигателя именно распределительный вал (иначе его ещё называют кулачковым валом) является своеобразным "диспетчером" - он отвечает за порядок и продолжительность открывания клапанов. Если распредвал окажется сильно изношенным, двигатель не будет развивать полную мощность. А выход распредвала из строя, как правило, приводит к дорогому ремонту, вплоть до замены головки блока, клапанов и даже ремонта блока цилиндров. Грамотная дефектовка распределительного вала сбережёт немало времени и сил при ремонте.

Дефект 1. Сильный износ, задиры и царапины на поверхностях опорных шеек распределительного вала.

Причины: Работа двигателя с недостаточным давлением в системе смазки; работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере; работа двигателя на некачественном масле; сильный перегрев, приводящий к разжижению масла; попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла; работа двигателя с засоренным масляным фильтром; работа двигателя на грязном масле; большой пробег двигателя.

Действия: Капитальный ремонт двигателя. Замена распределительного вала. В некоторых случаях - шлифовка шеек распределительного вала в ремонтный размер и установка утолщённых (ремонтного размера) вкладышей или втулок. Проверка посадочных мест под распределительный вал в головке блока цилиндров или в блоке цилиндров. В некоторых случаях - ремонт посадочных мест под распредвал. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.

Дефект 2. Сильный износ и задиры на рабочих поверхностях кулачков распределительного вала.

Причины: Работа двигателя с недостаточным давлением в системе смазки; работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере; работа двигателя на некачественном масле; сильный перегрев, приводящий к разжижению масла; попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла; работа двигателя с засорённым масляным фильтром; работа двигателя на грязном масле; большой пробег двигателя; неотрегулированный зазор в клапанном механизме; дефекты гидрокомпенсаторов; дефекты и повреждения деталей привода клапанов (толкателей, штанг, коромысел); неверно установленные фазы газораспределения.

Действия: Замена распределительного вала. Проверка, регулировка и при необходимости ремонт клапанного механизма. Замена гидрокомпенсаторов. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.

Дефект 3. Прогиб распределительного вала.

Во всех вышеизложенных случаях обязательно проверяйте изгиб распределительного вала. Распределительный вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем прогиб опорных шеек, вращая распред вал рукой. Изгиб не должен превышать: для легковых моторов 0,05 мм; для грузовых моторов 0,1 мм. При большем прогибе распредвал подлежит замене!

Дефект 4. Трещины распредвала.

Причины: Попадание в цилиндр посторонних предметов; разрушение ремня или цепи привода газораспределительного механизма; неверно установленные фазы газораспределения.

Действия: При наличии трещин распределительный вал ремонту не подлежит! Замена распредвала.

Примечание: Как правило, в результате описанных причин происходит соударение поршней и клапанов. Через детали привода клапанов энергия ударов передается распредвалу, что может привести к образованию трещин. В большинстве случаев трещины приводят к поломке распредвала прямо во время работы двигателя.

Дефект 5. Выработка и царапины на поверхности под сальники распределительного вала.

Причины: Длительная работа двигателя; попадание посторонних частиц в моторное масло; неаккуратное обращение с распредвалом при замене сальников на двигателе.

Действия: При наличии незначительных царапин возможна шлифовка поверхностей под сальники. При наличии незначительной выработки устанавливаются новые сальники с небольшим осевым смещением. В противном случае - замена распредвала.

Дефект 6. Разрушение шпоночных пазов и посадочных мест под установочные штифты, а также под шкивы или шестерни привода распредвала.

Причины: Неправильная затяжка болтов, крепящих шкивы или шестерни; биение шкивов или шестерён; последствия аварии, при которой произошла деформация моторного отсека.

Действия: Замена распредвала.

Дефект 7. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях.

Причины: Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия: Замена распредвала.

В блоке цилиндров двигателя могут появиться такие дефекты, как износ зеркала цилиндров (гильз ), царапины и ризки на нём; трещины на стенках цилиндров, рубашке охлаждения и головке цилиндров; трещины в перемычках между гильзами и клапанными сёдлами; износ посадочных мест под гильзы и клапанные сёдла; образование накипи в рубашке охлаждения; отложение нагара на внутренней поверхности головки цилиндров; поломка шпилек и болтов крепления головки цилиндров и срыв резьбы и др. Причины возникновения дефектов – самые различные. Пробоины и трещины на зеркале цилиндров и в стенке водяной рубашки появляются в результате замерзания воды или неосторожного обращения с блоком. Нагар образуется в результате неполного сгорания топлива, попадания в него масла из картера и твёрдых частиц из воздуха. Трещины и пробоины в стенках рубашки охлаждения заделывают замазкой, штифовкой, путём наложения заплат, металлизацией, заваркой, а также эпоксидной пастой.

Методы устранения дефектов: Путём металлизации заделывают трещины, предварительно очищенные, обезжиренные и зазубренные крейцмейселем. Для металлизации используют проволоку из цветных металлов (алюминия или цинка). Заплаты из мягкой листовой стали, латуни или красной меди накладывают на большие трещины или пробоины, укрепляя их болтами. Под заплату ставят прокладку, покрываемую суриком или белилами. Заплаты на пробоинах можно прикреплять также заклёпками, при этом заплаты кладут на матерчатую прокладку, пропитанную суриком. Трещины на рубашках водяного охлаждения чугунного блока можно заваривать латунью с помощью газового пламени без предварительного подогрева блока. Их можно заваривать также медным электродом, обёрнутым жестью, при электродуговой сварке либо чугунными прутками при газовой сварке, предварительно подогрев блок.

Характерные дефекты шатунов — ослабление посадки втулки в верхней головке, износ втулки в сопряжении с поршневым пальцем, износ нижней головки в сопряжении с вкладышами, износ или повреждение стыковых поверхностей (плоскостей разъема) шатуна и крышки, износ опорных поверхностей под гайку и головку шатунного болта, изгиб или скручивание шатуна. Шатуны ремонтируют при износе втулки верхней головки, превышающем допустимый (предусмотренный в типовой технологии). Втулку растачивают или развертывают под ремонтный или нормальный размер пальца. Хорошие результаты дает растачивание втулки на станке УРБ-ВП. Для растачивания шатун устанавливают нижней головкой на специальный утолщенный палец, закрепляемый в призмах каретки станка винтом, а верхней головкой опирают на регулируемый по высоте упор. Шатун закрепляют сверху кронштейном.

Если у шатуна изношена нижняя головка в сопряжении с вкладышами (или он спилен по плоскостям разъема), то необходимо восстановить правильную геометрическую форму и нормальный диаметр отверстия. Это делается следующим образом. Поверхности разъема шатуна и крышки шлифуют или фрезеруют, снимая минимальный слой металла, достаточный, однако, для того, чтобы при растачивании отверстия вывести следы износа. При любом из этих способов обработки проверяют параллельность плоскостей разъема с образующей отверстия нижней головки. Для проверки пользуются либо глубиномером, либо индикатором, закрепленным в специальной планке, устанавливаемой на плоскостях разъема шатуна, по их концам.

Поверхности разъема должны быть гладкими, лежать в одной плоскости и быть параллельны образующей отверстия с точностью 0,02 мм на их длине.

После этого шатун собирают с крышкой и растачивают (или шлифуют, хонингуют) отверстие нижней головки на нормальный размер. Поскольку с плоскостей разъема снят слой металла, то после растачивания расстояние между осями отверстий верхней и нижней головок шатуна уменьшилось. Восстановить нормальное межосевое расстояние можно за счет эксцентричного растачивания втулки верхней головки шатуна. Можно восстанавливать его также за счет удлинения стержня. Для этого стержень шатуна в месте перехода к нижней головке нагревают ТВЧ до температуры 770—800° С. Скалкой, вставленной в нижнюю головку, шатун ставят в приспособление, помещая скалку, вставленную в верхнюю головку, под рычаг. При воздействии штока пневматического цилиндра на рычаг правое плечо последнего опустится до упора и удлинит стержень шатуна до нужного размера. Разница в межосевых расстояниях шатунов, входящих в один комплект, не должна превышать 0,1 мм. Нижнюю головку шатуна в сопряжении с вкладышами восстанавливают также наплавкой под слоем флюса, вибродуговой наплавкой или осталиванием с последующей механической обработкой. Если износы опорных поверхностей под головки и гайки шатунных болтов незначительны шатун и крышку опиливают до выведения следов износа. При значительных износах этот дефект устраняют электродуговой наплавкой с последующей механической обработкой заподлицо с неизношенной частью опорной поверхности.

В результате воздействия на работающий шатун внешних сил (давления газов на днище поршня, действия сил инерции), а также остаточных внутренних напряжений шатуны часто получают изгиб и скручивание. Поэтому каждый шатун, бывший в эксплуатации, проверяют на изгиб и скручивание. Если оси отверстий верхней и нижней головок шатуна лежат в одной плоскости — шатун не скручен, если они параллельны — шатун не изогнут. Положение осей головок шатуна проверяют на специальных приборах. Наибольшее распространение получил прибор, состоящий из вертикально расположенной плиты, установочного пальца, строго перпендикулярного к плоскости плиты, и калибра. Для проверки шатуннижней головкой надевают на установочный палец прибора и прижимают его к верхним закругленным граням пальца сегментом, который опускается при поворачивании винта. Ось отверстия нижней головки примет при этом строго перпендикулярное положение относительно плиты прибора. На специальный палец, установленный в верхней головке шатуна, ставят калибр (призму) и придвигают его к плите, пока контрольные штифты призмы не коснутся плоскости плиты. Поскольку расстояние между нижними контрольными штифтами призмы составляет 100 мм и кратчайшее расстояние от верхнего штифта до прямой, соединяющей два нижних штифта, равно тоже 100 мм, то-зазор между контрольным штифтом и плитой укажет отклонение осей на 100 мм длины. Зазор между контрольными штифтами и плитой измеряют щупом. Применение индикаторных головок повышает точность и сокращает время измерений. Изгиб допускается до 0,04 мм, скручивание — до 0,06 мм на 100 мм длины. Шатун проверяют на изгиб и скручивание без втулки верхней головки и без вкладышей, поэтому в верхнюю головку шатуна вместо пальца ставят специальную разжимную оправку, точно центрирующуюся по поверхности отверстия головки. Оправка состоит из пальца с конусом, подвижного конусаи разжимной втулки. При завертывании гайки конусы, сближаясь, разжимают втулкуи плотно прижимают ее к стенке отверстия верхней головки.

Шатуны правят на специальных приспособлениях. Изогнутый шатун, установленный в корпусе и поджатый сухарем, правят, вращая винт. Можно править шатуны под обычным прессом, применяя подкладки из мягкого металла. Для устранения скручивания завинчивают стяжной винт, который сводит концы рычагов, надетых на шатун. Захваты скручивают шатун. Можно править шатун вильчатым рычагом, зажав предварительно нижнюю его головку в тисках с алюминиевыми подкладками.

Выправленные шатуны в процессе эксплуатации снова деформируются, приближаясь к своей прежней форме. Чтобы избежать этого, прибегают к такому приему: шатун в процессе правки перегибают (или скручивают) больше, чем следует, а затем правят в обратную сторону до приведения осей отверстий головок шатуна в нормальное положение.

Более аффективный способ предупреждения повторной деформации — стабилизирующая термическая обработка шатуна после правки с нагревом до 400—450° С и выдержкой при такой температуре в течение 1—1,5 ч.

Обкатка ремонтируемых автомобильных агрегатов и приработка их соединений. Обкаточное оборудование. Испытания отремонтированных агрегатов и автомобилей: назначение, виды, применяемое оборудование.

Обкатка машин, агрегатов, узлов – это специальная технологическая операция, задача которой состоит в том, чтобы при определенных, специально установленных, минимальных во времени режимах подготовить машину, агрегат к восприятию эксплуатационных нагрузок, устранить мелкие неисправности, удалить продукты износа, интенсивно выделяющийся во время приработки трущихся пар с целью последующей надежной работы машины.

Особенность обкатки состоит в том, что она связывает ремонт эксплуатацию, являясь завершающей ремонтной операцией и начальной операцией использования изделия.

В период обкатки происходит приработка деталей, то есть интенсивное разрушение шероховатостей трущихся поверхностей в результате металлических и молекулярных связей и механического зацепления мельчайших частиц поверхностей трения.

В процессе приработки сопряжений происходит трансформация поверхностного слоя: изменяются величина и направленность микропрофиля, уменьшаются макрогеометрические отклонения формы. Увеличиваются зазоры, ослабляются натяги, изменяются микротвердость, структура поверхностного слоя. Приработка сопряжений завершается при стабилизации указанных и других характеристик.

Происходящая в процессе приработки пластическая реформация сопровождается упрочнением – повышением износостойкости поверхностей трения.

Никакими видами технологической и химико-термической обработки нельзя создать такое состояние поверхностей трения, какое обеспечивается приработкой.

В процессе приработки происходит два одновременных процесса – макро- и микроприработка, причем продолжительность первой значительно больше, чем второй. По мере приработки происходит увеличение площади прилегания и уменьшение скорости износа поверхностей трения. Исходные макро- и микрогеометрия определяют время приработки и начальный износ. Не только более грубая, но и более чистая обработка ухудшает процесс приработки. При этом независимо от первоначальной шероховатости для одного и того же нагрузочно-скоростного режима работы устанавливается определенная шероховатость в сопряжении.

Однако продолжительность и качество приработки сопрягаемых деталей зависят от исходных значений чистоты рабочих поверхностей и микротвердостей. Приработка сопряжений с низкими исходными значениями шероховатостей деталей является наиболее продолжительной и сопровождается большой интенсивностью изнашивания, как за счет механического взаимодействия, так и за счет пластической деформации.

Приработка таких деталей с высокой исходной чистотой поверхностей менее продолжительна и протекает с меньшей интенсивностью изнашивания.

Отсюда следует вывод: значения исходных шероховатостей сопрягаемых деталей перед обкаткой агрегатов должны быть по возможности близкими к их микронеровностям после приработки.

Общепринятым при назначении режимов обкатки агрегатов считается постепенное наращивание скоростей и удельных нагрузок на детали прирабатываемых сопряжений.

Приработка на одном нагрузочно-скоростном режиме не подготавливает сопряжение к восприятию эксплуатационных нагрузок и скоростей. Получаемая при этом микрогеометрия поверхностей трения будет соответствовать только этому режиму нагружения и при изменении его (режима) будет изменяться и микрогеометрия трущихся поверхностей деталей. Поэтому приработку сопряжений надо вести при переменном режиме, получаемом изменением нагрузки и скорости передвижения трудящихся поверхностей относительно друг друга.

Начинать приработку надо с минимальных значений нагрузок и скоростей на детали агрегата, указанных в технических условиях, и доводить их до максимальных постепенно, ступенями.

Приработка поверхностей трения должна протекать в смазочной среде при наличии масляной пленки между сопрягаемыми деталями. Минимальная толщина t масляной пленки зависит от высоты микронеровностей обеих трущихся поверхностей hт, диаметра абразивных частиц d, деформации деталей за счет силовых и тепловых воздействий hд. На толщину масляной пленки и на процесс приработки оказывает влияние также качество смазки (вязкость масла, его состав, маслянистость и т.д.), температура и давление подачи масла.

Масло, применяемое для обкатки должно не только обладать хорошей смазывающей способностью, но и хорошо охлаждать трущиеся поверхности, вымывать загрязнения.

Маловязкие масла в достаточном количестве проникают в зазоры между поверхностями трения, поэтому хорошо охлаждают их и вымывают загрязнения из зон трения. Однако из-за их низкой несущей способности создаются предпосылки для возникновения задиров.

С увеличением вязкости масел толщина масляной пленки становится больше и вероятность задиров уменьшается, но хуже отводятся тепло и загрязнения. Для двигателей внутреннего сгорания рациональная вязкость приработочных масел должна быть 6…8 с Ст.

Двигатель внутреннего сгорания обкатывают на электротормозных стендах: КИ-598Б, КИ-2118А, КИ-2139А, КИ-13532 и др.

По окончании обкатки проводят контрольный осмотр и устраняют неисправности.

Двигатели внутреннего сгорания после ремонта обязательно подвергаются обкатке и испытанию. Обкатка и испытания отремонтированных двигателей, с одной стороны, подготавливают к эксплуатации поверхности трения деталей, с другой – определяют показатели и характеристики работы двигателя для объективной оценки качества ремонта. Обкатывают и испытывают двигатели на электротормозных стендах.

Перед установкой двигателя на обкаточно-тормозной стенд необходимо проверить момент проворачивания коленчатого вала. Коленчатый вал должен проворачиваться плавно, без заеданий; момент проворачивания не должен превышать значений, указанных в технических требованиях на ремонт двигателя соответствующей модели. Зазоры между бойками коромысел и торцами стержней клапанов газораспределительного механизма двигателя должны быть отрегулированы. У двигателя, подготовленного к обкатке, наружные поверхности должны быть чистыми и сухими, особенно в местах соединений детали и уплотнений, вокруг заглушек и заваренных мест. Масляный поддон двигателя должен быть заполнен моторным или обкаточным маслом до отметки «П» масломерного щупа.

С целью сокращения времени приработки и улучшения ее качества в масло вводят добавки, содержащие серу.

Технологическая обкатка двигателя состоит из трех этапов: холодного, горячего без нагрузки (на холостом ходу) и горячего под нагрузкой.

Холодная обкатка проводится методом прокручивания коленчатого вала двигателя на соответствующих скоростных режимах электрической машиной обкаточно-тормозного стенда. Перед холодной обкаткой рубашку охлаждения двигателя заполняют водой. В процессе холодной обкатки двигателя работа его систем смазки и охлаждения должна удовлетворять следующим требованиям:

- давление масла в главной масляной магистрали двигателя должно быть не менее 0,08 МПа при минимальной частоте вращения коленчатого вала;

- температура масла в поддоне двигателя (или перед масляным радиатором) двигателя должна быть не более 750 С;

- температура охлаждающей жидкости на выходе из системы охлаждения двигателя должна быть не более 800 С.

Во время обкатки на ощупь проверяют нагрев трущихся поверхностей. С помощью стетоскопа прослушивают стуки и шумы внутри двигателя. Не свойственные нормальной работе двигателя стуки и шумы в механизмах не допускаются. При обнаружении указанных и других неисправностей обкатку двигателя прерывают до устранения причины ненормальной работы механизма.

В завершении этапа допускается дополнительно проверить и при необходимости отрегулировать зазоры в клапанном (газораспределительном) механизме двигателя.

Горячая обкатка без нагрузки выполняется после пуска постепенным повышением частоты вращения коленчатого вала двигателя. Пуск двигателя для осуществления горячей обкатки должен проводиться от электрической машины стенда или пускового агрегата (устройства).

В процессе горячей обкатки без нагрузки температуру масла в поддоне двигателя и температуру охлаждающей жидкости на выходе из системы охлаждения рекомендуется поддерживать в пределах 60…950 С.

По окончании второго этапа обкатки двигателя подтягивают гайки, регулируют зазоры в клапанах и проводят горячую обкатку под нагрузкой. Режимы холодной, горячей обкатки без нагрузки и горячей обкатки под нагрузкой устанавливают для каждого типа двигателя и указывают в технологических картах.

Горячая обкатка под нагрузкой проводится методом торможения работающего двигателя на соответствующих нагрузочных режимах при положении органов управления регулятором частоты вращения соответствующем полной подаче топлива.

В процессе обкатки под нагрузкой температура охлаждающей жидкости на выходе из системы охлаждения двигателя и масла должна быть в пределах 70…950 С. Давление масла в главной масляной магистрали двигателя при частоте вращения коленчатого вала, близкой к номинальной.

Небольшое дымление прогретого двигателя на всех режимах обкатки, превышающих 50 % номинальной мощности, не является браковочным показателем.

Во время горячей обкатки под нагрузкой не допускается:

- подтекание масла, охлаждающей жидкости, топлива через прокладки и резьбовые соединения деталей;

- подсасывание воздуха в местах крепления впускного коллектора;

- пропуск газов из-под фланцев выпускного коллектора и через прокладки головок цилиндров;

- не свойственные нормальной работе двигателя шумы и стуки в механизмах.

После окончания горячей обкатки двигатель испытывают на развиваемую мощность и расход топлива, контролируют осмотром и устраняют неисправности. Длительность испытания двигателя под полной нагрузкой не должна превышать 5 минут.

По окончании обкатки и испытания двигатель осматривают. Проверяют возможность его запуска от пускового двигателя или стартера, затем снимают с обкаточного стенда и устанавливают на стенд контрольного осмотра.

Снимают поддон картера, крышки шатунных и коренных подшипников. При этом обращают внимание на состояние рабочих поверхностей шеек коленчатого вала и вкладышей. Шейки не должны равномерно прилегать к поверхности шеек. В противном случае наблюдаются не приработанные поверхности. При текущем ремонте двигателя холодная обкатка проводится при частоте вращения коленчатого вала 500…700 мин-1 в течение 3…5 мин.

Обкатку двигателя без нагрузки проводят в течение 10 минут при плавном повышении частоты вращения вала двигателя от минимально-устойчивой до максимальной холостого хода. Обкатку двигателя под нагрузкой проводят в течение 20 минут, крутящий момент от 5 до 95 % от номинального при полной подаче топлива в цилиндр двигателя. Температура масла и воды 5…950 С.

Восстановление деталей электролитическим и химическим нанесением покрытий (железнение, хромирование, никелирование, меднение). Восстановление деталей дуговой сваркой, дуговой наплавкой и напылением.

Электролитическое осаждение металлов основано на явлении электролиза, т. е. окислительно-восстановительных процессах, происходящих в электролите и на электродах при прохождении через электролит постоянного тока. Восстановление поверхностей этим способом наращивания не вызывает структурных изменений в деталях, позволяет устранять незначительные износы. Процесс восстановления легче поддается механизации и автоматизации.

Основу процесса составляет электролиз металлов, сущность которого заключается в следующем. Положительно заряженные ионы (катионы) перемещаются к отрицательному электроду (катоду), где получают недостающие электроны и превращаются в нейтральные

атомы металла.

Отрицательно заряженные ионы (анионы) перемещаются к положительно заряженному электроду (аноду), теряют свой электрический заряд и превращаются в нейтральные атомы. На катоде выделяется металл и водород, а на аноде – кислород и кислотные остатки.

Катодами являются восстанавливаемые детали, а в качестве анодов используют металлические электроды (растворимые и нерастворимые). Растворимые аноды делают из того же металла, который должен осаждаться на катоде, нерастворимые аноды изготавливают из свинца (применяют только при хромировании).

Процесс железнения представляет собой осаждение металла на ремонтируемую поверхность детали в водных растворах солей железа. Он нашел широкое применение при восстановлении деталей с износом от нескольких микрометров до 1,5 мм на сторону. Производительность процесса железнения примерно в 10 раз выше, чем при хромировании. Средняя скорость осаждения металла составляет 0,72...1 мкм/с, а выход металла по току равен 80...95 %.

Железнение возможно из водных растворов сернокислых или хлористых закисных солей. Сернокислые электролиты по сравнению с хлористыми менее агрессивны, ниже по производительности и при одних и тех же условиях электролиза осадки откладываются хрупкие, с большими внутренними напряжениями. Исходный материал сернокислых электролитов дороже хлористых. В ремонтной практике наибольшее распространение получили хлористые электролиты. Выбор того или иного электролита зависит от условий работы деталей и производственных возможностей предприятий.

Электролит готовят растворением в воде солей хлористого железа и других компонентов. Если для приготовления электролита используется стружка из малоуглеродистой стали, то ее перед употреблением подвергают обезжириванию в 10...15 %-ном растворе каустической соды при температуре 80...90 °С, а затем промывают в горячей (t = 70...80 °С) воде. После этого обезжиренную стружку травят до насыщения соляной кислоты.

Электролиты бывают горячие и холодные. Горячие электролиты (60...95 °С) производительнее холодных, но при работе с ними необходимы дополнительный расход энергии на поддержание высокой температуры электролита, частая его корректировка, дополнительная вентиляция и большая предосторожность со стороны рабочих.

Холодные электролиты (t < 50 °С) устойчивее против окисления. Позволяют получать качественные покрытия с лучшими механическими свойствами. Во все холодные электролиты вводится хлористый марганец, который замедляет образование дендритов и способствует получению гладких покрытий большой толщины. Марганец на электроде не осаждается и сохраняется в электролите длительное время.

При железнении применяют растворимые аноды, изготовленные из малоуглеродистой стали с содержанием углерода до 0,2 %. При электролизе аноды растворяются, образуя на поверхности нерастворимый шлам, состоящий из углерода, серы, фосфора и других примесей. Попадая в ванну, они загрязняют ее и ухудшают качество покрытий. Во избежание этого аноды необходимо помещать в диафрагмы из пористой керамики или чехлы, сшитые из кислотостойкого материала (стеклоткань, шерсть и др.).

Железнение проводят в стальных ваннах, внутренние стенки которых облицовывают кислотостойкими материалами (антегмитовая плитка АТМ-1, эмаль типа 105А, железокремниймолибденовый сплав МФ-15, кислотостойкая резина, фторопласт-3, керамика, фарфор).

Один из существенных недостатков процесса железнения – большое количество водорода в осадке (до 2,5 м3 на 1 мкг осадка). Он там находится в различных формах и отрицательно влияет на механические свойства восстановленных деталей. С целью освобождения от водорода в осадке необходимо детали после железнения подвергать низкотемпературному сульфидированию с последующей размерно-чистовой обработкой пластическим деформированием. В этом случае усталостная прочность деталей повышается на 40...45 %, а износостойкость возрастает в 1,5...2 раза.

При восстановлении крупногабаритных деталей сложной конфигурации (блоки цилиндров, картеры коробок передач и задних мостов, коленчатые валы и другие) возникают трудности, связанные с изоляцией мест, не подлежащих покрытию (площадь их поверхности в десятки раз превышает покрываемую площадь), сложной конфигурацией подвесных устройств, необходимостью иметь ванны больших размеров, быстрым загрязнением электролитов и т. д. Для железнения таких деталей применяют вневанный способ.

Принцип вневанного железнения – это в зоне нанесения покрытия создание местной ванны (электролитической ячейки), при сохранении традиционной технологии железнения. В этом случае непокрываемые поверхности не изолируют, уменьшается обеднение прикатодного слоя электролита и возможно увеличение плотности тока в несколько раз и, следовательно, повышение производительности процесса.

Хромирование получило широкое распространение как для восстановления деталей и повышения их износостойкости, так и для декоративных и противокоррозионных целей.

Преимущества электролитического хрома: электролитический хром – металл серебристо-белого цвета с высокой микротвердостью 400...1200 МН/м2 (в 1,5...2,0 раза выше, чем при закалке ТВЧ), близкой к микротвердости корунда; обладает высокой износостойкостью, особенно в абразивной среде (в 2...3 раза по сравнению с закаленной сталью); устойчивостью в отношении химических и температурных воздействий, причем высокая коррозионная стойкость сочетается с красивым внешним видом; имеет низкий коэффициент трения (на 50 % ниже, чем у стали и чугуна); высокую прочность сцепления покрытия с поверхностью детали.

Недостатки хромирования и хромового покрытия: низкий выход металла по току (8...42 %); небольшая скорость отложения осадков (0,03 мм/ч); высокая агрессивность электролита; большое количество ядовитых выделений, образующихся при электролизе; толщина отложения покрытия практически не превышает 0,3 мм; гладкий хром плохо удерживает смазочное масло.

Электролитические осаждения хрома отличаются от других гальванических процессов как по составу электролита, так и по условиям протекания процесса. Эти особенности состоят в следующем:

• в качестве электролита используют хромовую кислоту (водный раствор хромового ангидрида СrО3) с небольшими добавками серной кислоты (H2SO4), а не растворы их солей, как при осаждении других металлов. Концентрация хромового ангидрида в электролите может колебаться в широких пределах – от 100 до 400 г/л, а серной кислоты – от 1 до 4 г/л (причем соотношение СrO3: H2SO4 должно находиться в пределах 90...120). В этом случае выход по току хрома наибольший и процесс идет устойчиво. Количество трехвалентного хрома в ванне должно быть 3...4 % содержания хромового ангидрида;

• электролиз в хромовокислых электролитах ведется с нерастворимыми свинцово-сурьмистыми анодами. Применение растворимых хромовых анодов невозможно ввиду того, что анодный выход по току хрома в 6...8 раз выше катодного;

• процесс осаждения хрома проводится при высокой катодной плотности тока (Dк = 20...30 А/дм2). При повышении катодной плотности тока увеличивается твердость осадка и хрупкость слоя, а при пониженных значениях Dк осадки получаются пластичными;

• обратная зависимость выхода по току от температуры электролита и его концентрации. С повышением концентрации электролита выход по току резко понижается, тогда как в большинстве других гальванических процессов выход по току повышается;

• хромовые ванны имеют плохую растворяющую способность, т. е. толщина осадков оказывается неравномерной в зависимости от положения анода по отношению к детали (катоду). На ближайших к аноду участках получается большая толщина слоя, а на удаленных – меньшая;

• возникновение значительных растягивающих напряжений в электролитически осажденном слое. Напряжение тем больше, чем толще покрытие. При определенной толщине растягивающие напряжения достигают таких значений, которые приводят к отслоению покрытия.

В хромовых покрытиях в связи с этим снижается усталостная прочность на 20...30%.

Указанные недостатки хромовых покрытий накладывают ограничение на максимально допустимую толщину слоя, которая не должна превышать 0,30 мм.

В зависимости от вида хрома выбирают состав электролита и определяют режим нанесения покрытия. В ремонтной практике наибольшее распространение получил универсальный электролит.

Никель – металл серебристо-белого цвета; плотность 8,8 г/см3, температура плавления 1452 °С. Микротвердость никелевых покрытий изменяется в зависимости от условий электролиза в широких пределах и достигает 7000 МПа. Прочность на разрыв от 600 до 1750 МПа. Покрытия характеризуются мелкокристаллической структурой, равномерным распределением по профилированной поверхности, хорошей обрабатываемостью. Никель химически стоек к атмосферному воздуху, щелочам и органическим кислотам. Никелевые покрытия толщиной до 25 мкм обладают пористостью, которая уменьшается с увеличением их толщины. По отношению к железу никель имеет менее электроотрицательный потенциал, т.е. является катодным покрытием. Поэтому стальные детали защищают никелем от коррозии только тогда, когда нет пористости и непокрытых мест.

Никелевые покрытия хорошо полируются и приобретают красивый декоративный вид. Никелирование чаще всего применяют для защиты деталей от коррозии и последующей декоративной отделки их поверхности.

Процесс никелирования применяют так же, как способ компенсации износа поверхностей деталей. В этом случае никелированием можно заменить хромирование, особенно при восстановлении деталей с малыми износами и работающими в коррозионной среде.

В ремонтной практике применяют электролитический и химический способы никелирования. Электролитическое износостойкое никелирование применяют для защитно-декоративных покрытий и в качестве подслоев перед меднением в сернокислых электролитах или перед хромированием (при декоративном хромировании). Наиболее широкое применение получили сернокислые электролиты, основной составляющей которых является сернокислый никель. Также находят промышленное применение хлористые, сульфатно-хлористые электролиты.