CC BY
40УДК 621.7
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ШАТУНОВ
Песковацков Дмитрий Николаевич, магистрант, ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, РФ
В статье приведен анализ основных методов восстановления шатунов. При восстановлении детали обрабатывают меньшее число поверхностей, что объясняет и меньшую трудоёмкость обработки. Обоснованный процесс восстановления обеспечивает получение детали со свойствами, близкими к свойствам новой детали или превосходящими их. Ключевые слова: шатун; дефект; анодное травление; припой; износ.
EXISTING METHODS OF RESTORING CONNECTING RODS ANALYSIS
Peskovatskov Dmitry Nikolaevich, graduate student, Timiryazev State Agrarian University, Moscow, Russia
The article provides an analysis of the basic methods of restoring connecting rods. When restoring a part, fewer surfaces are treated, which explains the lower labor intensity of processing. A reasonable restoration process provides a part with properties close to or superior to the properties of the new part.
Keywords: connecting rod; defect; anodic etching; solder; wear
Для цитирования: Песковацков Д.Н. Анализ существующих методов восстановления шатунов // Наука без границ. 2019. № 7(35). С. 38-42.
В зависимости от сочетаний дефектов тыре взаимосвязанных маршрута (рис. 1) технологический процесс восстановления маршрут I - основной и на схеме показан шатунов целесообразно расчленить на че- сплошной линией [1, 2].
Рис. 1. Схема маршрутов технологического процесса восстановления шатунов
Рассмотрим существующие методы установления основных дефектов шатунов.
Восстановление отверстия нижней головки шатуна. В ремонтной практике наибольшее распространение получило электролитическое железнение, которое осуществляется в следующей последовательности: предварительные механическая и электрохимическая обработки, нанесение покрытия необходимой толщины, механическая обработка после железне-ния до номинального размера. Предварительную механическую обработку перед железнением проводят на внутришлифо-вальном или расточном станках с целью исправления геометрических параметров изношенной поверхности. Электрохимическая обработка шатунов заключается в их анодном травлении. Анодное травление способствует повышению прочности сцепления покрытий с восстанавливаемой поверхностью. Нанесение покрытия осуществляется в холодном электролите, содержащем 200.. .250 г/л двухлористого железа, 30.. ,50-хлорисого марганца, 1.1,5 г/л - соляной кислоты, на ассиметричном токе. Восстановленные шатуны растачивают на алмазнорасточном станке, шлифуют и хонингуют до номинального размера.
На ряде ремонтных предприятий применяют технологию восстановления отверстия нижней головки шатуна путём съёма металла с опорных поверхностей разъёма крышки и стержня, последующего растачивания до номинального размера с сохранением межцентрального расстояния за счёт стенки втулки верхней головки. Восстанавливать отверстия нижних головок шатунов можно контактной приваркой стальной ленты. Этот метод основан на воздействии сварочных импульсов. Для исключения нагрева детали и улучшения условия закалки сваренного слоя в зону сварки подают охлаждающую жидкость [3, 4].
При восстановлении внутренней поверхности нижней головки шатуна методом высокотемпературной пайки предварительно растачивают отверстие и наносят смесь флюса НВ-201 и порошкового припоя в соотношении 1:1. На смесь накладываются специальные полувкладыши из того же материала и нагреваются токами высокой частоты до 950°С в течении 25.30 с. Охлаждение в воздухе производят с целью создания идентичной структуры наплавленного металла с материалом восстанавливаемого шатуна.
Для восстановления отверстий нижних головок шатунов «Ремдеталь» предложена полимерная композиция на основе анаэробного герметика «Анатерм - 6В», состоящая из 0,01.0,015 весовых частей бронзовой пудры, 0,15.0,20 весовых частей талька и 1 весовой части герметика «Анатерм - 6В».
Основные характеристики композиции:
- время отверждения 1,5.2 часа при / = 15.. ,20°С и 0,5 часа при / = 60.. ,80°С;
- предел прочности на сдвиг при трении 11Мпа;
- коэффициент трения после приработки 0,14; твёрдость после полимеризации 140.160 НВ.
Суть технологического процесса состоит в формировании слоя композиции в отверстиях нижних головок шатунов с помощью специальной формующей оправки с одновременным обеспечением требуемого расстояния между осями отверстий верхней и нижней головок и других параметров при базировании оправки по отверстию в верхней головке и в специальном приспособлении без механической обработки сформированного слоя композиции.
Технологический процесс включает в себя следующие основные операции по восстановлению отверстий в нижних головках шатунов [5, 6]:
- отворачивание гаек крепления крышек шатунов и снятие крышек;
- обезжиривание поверхностей под вкладыши в шатуне и крышке шатуна;
- нанизывание шатунов отверстиями верхних головок на формующую оправку и установка оправки в опоры специального приспособления;
- нанесение композиции на поверхности под вкладыши в нижних головках и в крышках шатунов;
- надевание крышек на соответствующие шатуны и заворачивание гаек крепления крышек;
- выдерживание шатунов (в сборе) в приспособлении в течение трех часов до полной полимеризации композиции в отверстиях нижних головок;
- отворачивание гаек крепления крышек шатунов, снятие крышек с шатунов и выемка шатунов из приспособления;
- снятие наплывов композиции с фасок отверстий и торцов нижних головок и крышек шатунов.
Восстановление отверстия верхней головки шатуна. Верхнюю головку шатуна рекомендуется растачивать до ремонтного размера с последующей запрессовкой втулки, увеличенной по наружному диаметру. Растачивание проводят на токарно-винторезном станке в приспособлении специальной оправкой с двумя резцами из твёрдого сплава ВКЗМ для предварительной и окончательной обработок. Настраивают резец индикаторным приспособлением. При этом припуск на чистовой резец в оправке должен состоять 0,07.. .0,1 мм/об., глубина резания 0,25 мм, число проходов 1 [7].
На гидравлическом процессе П-6326 с помощью приспособления в расточное отверстие верхней головки (предварительно её подогревают до 200°С) запрессовывают втулку. После запрессовки втулки растачивают, используя оборудование и оснастку, применяемые
при растачивании верхней головки шатуна, растачивание осуществляется с припуском под раскатывание при следующем режиме: частота вращения шпинделя станка 1000 мин-1, подача 0,07 мм/об, глубина резания 0,35 мм, число проходов 1. При настройке резцов в оправке припуск на чистовой резец должен составлять 0,05.0,07 мм, шероховатость поверхности втулки после расточки Ла=1,25.. .0,63 мм, но не более.
После растачивания во втулке зенкуют фаски 0,5х45°С на вертикально-сверлильном станке 2А135 зенковкой в приспособлении.
Затем проводят раскатывание втулки на вертикально-сверлильном станке 2А135 раскаткой в приспособлении при следующем режиме: частота вращения шпинделя станка 1000 мм-1, подача - ручная, число проходов 1, деформация 0,01 мм.
Восстановление втулок верхних головок шатунов. Втулки верхних головок шатунов изготовляют чаще всего из бронзы БР ОЦС-5-5. В последнее время получили распространение биметаллические втулки со смертными вкладышами из антифрикционного материала на основе меди. Возможны три основных дефекта втулок, которые поддаются восстановлению: износ внутренней поверхности, наружный диаметр меньше допустимого, отклонения по внешнему и внутренним диаметрам. В первом случае втулка восстанавливается путём продавливания её через отверстие в чугунной или стальной оправке (отверстие должно быть меньше наружного диаметра втулки на 0,3-0,5 мм). Затем наружную поверхность втулки протачивают, нарезая на ней рваную резьбу, металлизируют мягкой сталью и вновь протачивают до необходимого размера. Можно вместо металлизации запрессовать обжатые и проточные по наружной поверхности бронзовые втулки в тонкостенные стальные. Этот способ приемлем и для устранения второго дефекта. «Ремдеталь» разработал метод
восстановления наружной поверхности втулки (бронзовой и биметаллической) путём контактной приварки металлической ленты. Он позволяет восстановить практически любой из ремонтных наружных размеров втулки [8, 9]. Третий дефект устраняется путём сочетания способов, применяемых для устранения первого и второго дефектов. Однако наиболее распространённым является метод осадки. Приспособление для реализации этого метода состоит из двух оправок, пальца, разжимного вкладыша с пружинными кольцами. Втулка деформируется оправками, разжимной вкладыш предохраняет от разрушения масляную канавку. В головку шатуна вставляют вкладыш, а затем палец. Сухари разжимаются и закрепляют его в головке. Шатун вместе с вкладышем и пальцем помещают между оправками, после чего устанавливают на пресс [10].
Изношенные втулки восстанавливают и меднением с последующим обжатием
по наружному диаметру до номинального или одного из ремонтных размеров. Перед этим наружную поверхность втулки полируют волосяным кругом и пастой ГОИ. Обжатие втулок производят с помощью приспособления на прессе. С целью сохранения профиля масляной канавки во втулку перед обжатием (осадкой) вкладывают разрезное кольцо из Ст. 65Г, закаленное и отпущенное при 500-550°С.
Одним из главных составляющих звеньев модернизации машин является восстановление деталей. При ремонте затраты на запасные части составляют 50...70 % от себестоимости. Себестоимость восстановления деталей не превышает 30...50 % от цены новых при сопоставимом ресурсе. В настоящее время разработаны и внедрены технологические процессы, в которых предусмотрены новые методы нанесения покрытий на изношенные детали, обеспечивающие повышение ресурса в 1,5...2 раза.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Корнеев В.М. Технология ремонта машин: учебник / В.М. Корнеев, В.С. Новиков, И.Н. Кравченко, Н.А. Очковский, Д.И. Петровский. - М.: Инфра-М, 2018. - 314 с.
2. Кравченко И.Н. Ресурсосберегающие технологии ремонта сельскохозяйственной техники: учебное пособие / И.Н. Кравченко, В.М. Корнеев, Д.И. Петровский, Ю.В. Катаев. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. - 184 с.
3. Кравченко И.Н. Подготовка поверхностей деталей для нанесения упрочняющих покрытий / И.Н. Кравченко, Ю.В. Катаев, В.А. Сиротов, Я.В. Тарлаков // Сельский механизатор. 2017. № 8. С. 36-38.
4. Дорохов А.С. Технический сервис как основная составляющая инженерно-технического обеспечения агропромышленного комплекса / А.С. Дорохов, В.М. Корнеев, Ю.В. Катаев, Д.Г. Вялых и др. // Управление рисками в АПК. 2016. № 4. С. 46-57.
5. Катаев Ю.В. Безразборная очистка двигателя от нагара // Сельский механизатор. 2011. № 9. С. 34-35.
6. Катаев Ю.В., Малыха Е.Ф., Вялых Д.Г. Организация технического сервиса машинно-тракторного парка на региональном уровне // Наука без границ. 2017. № 11(16). С. 60-64.
7. Катаев Ю.В., Малыха Е.Ф. Роль инженерно-технического обеспечения в сельскохозяйственном производстве // Наука без границ. 2018. № 8(25). С. 19-23.
8. Малыха Е.Ф., Катаев Ю.В. Современные формы организации технического сервиса // Экономика сельского хозяйства России. 2018. № 3. С. 27-33.
9. Кравченко И.Н. Методика обоснования структурных элементов обслуживания мобильного парка сельскохозяйственных машин / И.Н. Кравченко, В.М. Корнеев, Ю.В. Катаев, М.С. Овчинникова // Труды ГОСНИТИ. 2017. Том 127. С. 41-46.
10. Дорохов А.С. Контроль качества запасных частей сельскохохяйственной техники автоматизированным измерительным устройством / А.С. Дорохов, Ю.В. Катаев, К.А. Краснящих, Д.М. Скороходов // Наука без границ. 2018. № 2(19). С. 44-50.
REFERENCES
1. Korneev V.M., Novikov V.S., Kravchenko I.N., Ochkovskij N.A., Petrovskij D.I. Tekhnologiya remonta mashin: uchebnik [The technology of repair of vehicle]. Moscow, Infra-M, 2018, 314 p.
2. Kravchenko I.N., Korneev V.M., Petrovskij D.I., Kataev Yu.V. Resursosberegayushchie tekhnologii remonta sel'skohozyajstvennoj tekhniki: uchebnoe posobie [Resource-saving technologies of agricultural machinery repair]. Moscow, FGBNU «Rosinformagrotekh», 2018, 184 p.
3. Kravchenko I.N., Kataev Yu.V., Sirotov V.A., Tarlakov YA.V. Podgotovka poverhnostej detalej dlya naneseniya uprochnyayushchih pokrytij [Preparation of surfaces of parts for the application of reinforcing coatings]. Sel'skij mekhanizator, 2017, no. 8, pp. 36-38.
4. Dorohov A.S., Korneev V.M., Kataev Yu.V., Vyalyh D.G. et al. Tekhnicheskij servis kak osnovnaya sostavlyayushchaya inzhenerno-tekhnicheskogo obespecheniya agropromyshlennogo kompleksa [Technical service as the main component of engineering and technical support of agro-industrial complex]. Upravlenie riskami v APK, 2016, no. 4, pp. 46-57.
5. Kataev Yu.V. Bezrazbornaya ochistka dvigatelya ot nagara [Cinder-free cleaning of the engine]. Sel'skij mekhanizator, 2011, no. 9, pp. 34-35.
6. Kataev Yu.V., Malyha E.F., Vyalyh D.G. Organizaciya tekhnicheskogo servisa mashinno-traktornogo parka na regional'nom urovne [Organization of technical service of the tractor fleet at the regional level]. Nauka bez granic. 2017, no. 11(16), pp. 60-64.
7. Kataev Yu.V., Malyha E.F. Rol' inzhenerno-tekhnicheskogo obespecheniya v sel'skohozyajstvennom proizvodstve [The role of engineering and technical support in agricultural production]. Nauka bez granic, 2018, no. 8(25), pp. 19-23.
8. Malyha E.F., Kataev Yu.V. Sovremennye formy organizacii tekhnicheskogo servisa [Modern forms of technical service organization]. Ekonomika sel'skogo hozyajstva Rossii, 2018, no. 3, pp. 27-33.
9. Kravchenko I.N., Korneev V.M., Kataev Yu.V., Ovchinnikova M.S. Metodika obosnovaniya strukturnyh elementov obsluzhivaniya mobil'nogo parka sel'skohozyajstvennyh mashin [Methods of substantiation of structural elements of maintenance of mobile fleet of agricultural machines]. Trudy GOSNITI, 2017, vol. 127, pp. 41-46.
10. Dorohov A.S., Kataev Yu.V., Krasnyashchih K.A., Skorohodov D.M. Kontrol' kachestva zapasnyh chastej sel'skohohyajstvennoj tekhniki avtomatizirovannym izmeritel'nym ustrojstvom [Quality control of agricultural machinery spare parts by automated measuring device]. Nauka bez granic, 2018, no. 2(19), pp. 44-50.
Материал поступил в редакцию 09.07.2019 © Песковацков Д.Н., 2019
