Научная статья на тему 'Оценка технического состояния головок блока цилиндров двигателя ЗМЗ-406 и рекомендации по её восстановлению'

Оценка технического состояния головок блока цилиндров двигателя ЗМЗ-406 и рекомендации по её восстановлению Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
1765
200
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГОЛОВКА БЛОКА ЦИЛИНДРОВ / КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ / ДЕФЕКТАЦИЯ / ИЗНОС / КОЭФФИЦИЕНТ ПОВТОРЯЕМОСТИ / ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ / CYLINDER HEAD / VALVE MECHANISM / DETECTION OF DEFECTS / WEAR / REPEATABILITY FACTOR / RECOVERY OF OPERATING CONDITION

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Сенин П.В., Раков Н.В., Макейкин А.М.

Определены вероятности возникновения дефектов и проведена статистическая обработка данных микрометражных исследований. Обработка полученных данных показала, что основными причинами, приводящими к потери работоспособного состояния ГБЦ, являются дефекты с коэффициентами повторяемости: деформация привалочной плоскости 0,92; износ седел и направляющих втулок 0,71; износ постелей под распределительный вал 0,46; трещины в теле головки 0,38. Построены интегральные функции распределения износов и определены их вероятности превышения среднего значения. Значения деформации привалочной плоскости ГБЦ лежат в пределах 0,08…1,20 мм при среднем значении 0,37 мм и допустимом 0,15 мм. Значения износов направляющих втулок впускного клапана лежат в пределах 2…80 мкм при допустимых 60 мкм, значения износов направляющих втулок выпускного клапана в пределах 3…128 мкм при допустимых 103 мкм. Значения износов опор под переднюю шейку Ø 42 мм распределительного вала лежат в пределах 5…54 мкм при допустимых 25 мкм. Значения износов опор под шейки Ø 35 мм распределительного вала лежат в пределах 0…54 мкм при допустимых 25 мкм. Проведенные исследования показали, что вероятность появления износов и дефектов, превышающих допустимые значения в ресурсоопределяющих узлах ГБЦ двигателя ЗМЗ-406, следующая: деформация привалочной плоскости 86,1 %; износ направляющих втулок впускного клапана 3,8%, выпускного клапана 12,7%; износ постелей под распределительный вал 32 %. Для восстановления работоспособности ГБЦ двигателя ЗМЗ-406 предложена технология восстановления отверстий под распределительный вал комбинированным методом, включающим электроискровую обработку электродами из алюминиевого сплава АК9Ч с последующим газотермическим напылением порошком Б83-100-40. Предложены четыре способа восстановления работоспособности клапанных механизмов, выбор которых осуществляется в зависимости от суммарного значения просадки клапана. Работа выполнена в лаборатории по ПНР-1 «Технологии и средства создания покрытий с заданными служебными свойствами» Мордовского государственного университета.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Сенин П.В., Раков Н.В., Макейкин А.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ASSESSMENT OF TECHNICAL CONDITION OF THE ZMZ-406 ENGINE CYLINDER HEADS and recommendations for RECOVERY

The article is devoted to identifying patterns of cylinder head defects of the ZMZ-406 engine during operation. The research was conducted in the Laboratory of the Mordovia National Research State University. Probability of defects occurrence is determined and statistical data processing of micrometer studies is carried out. Processing of obtained data showed that the main reasons of loss in cylinder head operating condition are the following defects with repeatability factors: deformation of joint face 0.92; wear of seats and guide bars 0.71; wear of control-shaft saddles 0.46; cracks in the body of head 0.38. Integral functions of wear distribution are constructed and the probabilities of average value excursion are determined. The values of joint face deformation of cylinder head are in the range of 0.08 ... 1.20 mm when an average value is 0.37 mm and an acceptable value 0.15 mm. The values of guide bar wear of inlet valve lie within 2 ... 80 microns with acceptable 60 microns, the values of guide bar wear of outlet valve are within 3 ... 128 microns with acceptable 103 microns. Wear of Ø 42 mm front-journal carriers of a control shaft are in the range of 5 ... 54 microns with acceptable 25 microns. Wear of Ø 35 mm front-journal carriers of a control shaft are in the range of 0 ... 54 microns with acceptable 25 microns. The research shown the following probability of wear and defect occurrence that exceed the accepted values in resource-distributing units of cylinder heads: joint face deformation 86.1 %; guide bar wear of inlet valve 3.8 %, guide bar wear of outlet valve 12.7 %; wear of control-shaft saddles 32 %. Recovery technology for control shaft holes by comprehensive methods is proposed. It includes electro-spark machining with the AK9ch aluminum electrodes and the following gas-thermal spraying with the B83-100-40 powder. Four methods of operating condition recovery for valves in dependence of total valve wear down are proposed.

Текст научной работы на тему «Оценка технического состояния головок блока цилиндров двигателя ЗМЗ-406 и рекомендации по её восстановлению»

УДК 62-216

ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОЛОВОК БЛОКА ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ЗМЗ-406 И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЕЁ ВОССТАНОВЛЕНИЮ

П. В. Сенин, д-р техн. наук, профессор, E-mail: vice -rector-innov@,adm .mrsu.ru; Н. В. Раков, канд. техн. наук, доцент, E-mail: nikolaymgu@yandex.ru; А. М. Макейкин, E-mail: s.f.f@yandex.ru,

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет,

ул. Большевистская, 68, Саранск, Россия, 430005

Аннотация. Определены вероятности возникновения дефектов и проведена статистическая обработка данных микрометражных исследований. Обработка полученных данных показала, что основными причинами, приводящими к потери работоспособного состояния ГБЦ, являются дефекты с коэффициентами повторяемости: деформация привалочной плоскости 0,92; износ седел и направляющих втулок 0,71; износ постелей под распределительный вал 0,46; трещины в теле головки 0,38. Построены интегральные функции распределения износов и определены их вероятности превышения среднего значения. Значения деформации привалочной плоскости ГБЦ лежат в пределах 0,08...1,20 мм при среднем значении 0,37 мм и допустимом - 0,15 мм. Значения износов направляющих втулок впускного клапана лежат в пределах 2.80 мкм при допустимых 60 мкм, значения износов направляющих втулок выпускного клапана - в пределах 3.128 мкм при допустимых 103 мкм. Значения износов опор под переднюю шейку 0 42 мм распределительного вала лежат в пределах 5.54 мкм при допустимых 25 мкм. Значения износов опор под шейки 0 35 мм распределительного вала лежат в пределах 0.54 мкм при допустимых 25 мкм. Проведенные исследования показали, что вероятность появления износов и дефектов, превышающих допустимые значения в ресурсоопределяющих узлах ГБЦ двигателя ЗМЗ-406, следующая: деформация привалочной плоскости - 86,1 %; износ направляющих втулок впускного клапана - 3,8%, выпускного клапана - 12,7%; износ постелей под распределительный вал - 32 %. Для восстановления работоспособности ГБЦ двигателя ЗМЗ-406 предложена технология восстановления отверстий под распределительный вал комбинированным методом, включающим электроискровую обработку электродами из алюминиевого сплава АК9Ч с последующим газотермическим напылением порошком Б83-100-40. Предложены четыре способа восстановления работоспособности клапанных механизмов, выбор которых осуществляется в зависимости от суммарного значения просадки клапана. Работа выполнена в лаборатории по ПНР-1 «Технологии и средства создания покрытий с заданными служебными свойствами» Мордовского государственного университета.

Ключевые слова: головка блока цилиндров, клапанный механизм, дефектация, износ, коэффициент повторяемости, восстановление работоспособности.

Введение. На практике известно, что экономически целесообразно восстанавливать до 40 % деталей, 30 % деталей использовать повторно без ремонтных воздействий и 30 % деталей необходимо заменять новыми. Фактически в настоящее время восстанавливается от 12 до 15 % деталей, а используются повторно без ремонтных воздействий более 50% деталей [1-3].

В современных двигателях головка блока цилиндров (ГБЦ) выполняет сразу несколько важнейших функций: в ней находятся камеры сгорания (в большинстве случаев), в ней же расположены основные элементы газораспре-

делительного механизма, а также головка вместе с блоком образует водяную рубашку системы охлаждения. Поэтому тщательная оценка технического состояния ГБЦ в процессе ремонта очень важна [4, 5].

На основании предыдущих исследований [6, 7] было определено, что основными дефектами ГБЦ двигателя ЗМЗ-406 являются: деформация и коррозионный износ привалоч-ной плоскости головки блока (дефект 1 и 2), трещины (дефект 3), износ седел и направляющих втулок клапанов (дефект 4), срыв резьб (дефект 5), износ постелей под распределительный вал (дефект 6) (рис. 1).

Рис. 1. Схема дефектов ГБЦ семейства ЗМЗ-406

Исходя из этого, целью данных исследований является, выявление закономерностей возникновения дефектов головок блоков цилиндров двигателя ЗМЗ-406 и разработка рекомендаций по её восстановлению.

Методика. По плану [NUN] в соответствии с РД 50-690-89 «Методы оценки показателей надежности по эксплуатационным данным» минимальное количество с относи-

тельной ошибкой не более 0,1 при доверительной вероятности 0,9 и коэффициентом вариации 0,5 исследуемых головок блоков цилиндров должно быть принято не менее 50 шт. Для анализа технического состояния было отобрано 64 ГБЦ двигателя ЗМЗ-406 [8].

Головки блоков цилиндров, поступающие в ремонт, промывали в моечной машине МАОГОО моющим средством «МР-25» и про-

сушивали.

Исследования начинали с первичной де-фектации, в которую входили внешний осмотр на наличие царапин, задиров, сколов, срывов резьб и проверка на герметичность на присутствие трещин в теле головки. Затем инструментальным методом осуществляли микрометражные исследования рабочих поверхностей ГБЦ.

Дефекты, представленные на рисунке 1 для ГБЦ ЗМЗ-406, определяли по следующим

методикам.

Дефекты 1 и 2 - коробление привалочной плоскости и глубина коррозионного износа ГБЦ определяли при помощи обкатки закрепленной головки индикатором типа ИЧ 0-10 с ценой деления 0,01 мм ГОСТ 577 на станке для обработки плоскостей фирмы Л2 8Р1600У. Головку блока устанавливали на опоры станка, закрепляли прижимами в четырех точках, как показано на рисунке 2.

Рис. 2. Обкатка ГБЦ индикаторной головкой

Допустимая величина коробления прива-лочной плоскости ГБЦ двигателя ЗМЗ-406 (согласно техническим требованиям производителя) не должна превышать 0,15 мм [9, 10].

Дефект 3 - трещины в теле головки блока определяли внешним осмотром и при помощи пневматических испытаний на установке для проверки герметичности рубашки охлаждения головок блоков цилиндров СО-МЕС УРТ 130.

Проверка заключается в следующем: у де-фектуемой головки закрываются отверстия рубашки охлаждения, через боковую заглушку подаётся сжатый воздух (0,4 МПа), затем головка опускается в ванну с горячей водой (температура 85. 90±5°С), выдерживается в течение 15.20 мин. Зона повреждения определяется по месту выхода воздуха визуально (рис. 3).

Рис. 3. Проверка герметичности системы охлаждения ГБЦ ЗМЗ-406

Дефект 4 - износ направляющих втулок клапанов и сёдел клапанов. Наличие коррозионного износа, нарушение геометрии седла клапана определяли визуально (рис. 4). Детали, имеющие данные износы, выбраковывались.

Внутренний диаметр направляющей втулки измерялся в трех сечения и двух плоскостях индикаторным нутромером НИ 6-10 с ценой деления 0,002 мм ГОСТ 9244 (рис. 5). Номинальный размер отверстий направляющих втулок впускного клапана составляет 8

+0,040 0 +0,047

+0,022 мм, выпускного клапана - 8 +0,029 мм.

Допустимый износ направляющей втулки для впускного клапана составляет 0,06 мм, для выпускного клапана - 0,103 мм [10, 11].

Рис. 4. Седла клапанов: а) с правильной геометрией; б) с нарушенной геометрией

Дефект 5 - износ или разрушение резьбы в отверстиях головки блока для монтажа различных элементов, а также дефекты и задиры постелей под распределительный вал определяли визуально.

Дефект 6 - износ постелей под распределительный вал измеряли в двух плоскостях при помощи индикаторного нутромера НИ 18-50 с ценой деления 0,001 мм ГОСТ 868 (рис.6). Усилие затяжки болтов крепления

Рис. 5. Схема измерения направляющей втулки клапана

крышек опор распределительного вала 1923 Н-м. Номинальный размер опоры головки под переднюю шейку распределительных ва-

,п+0,025

лов составляет 42 мм, под остальные шейки - 35 , мм. Предельно допустимый диаметр опоры головки под переднюю шейку распределительных валов составляет 42,05 мм, под остальные шейки - 35,05 мм. Допустимый износ опор под распределительный вал составляет 0,025 мм [12].

Рис. 6. Схема измерения опор распределительного вала ГБЦ ЗМЗ-406

Коэффициенты повторяемости дефектов определяли по формуле:

-

К =

п

где - - количество деталей, имеющих данный дефект; п - общее количество обследованных деталей.

Результаты. Обработка полученных данных показала, что основными причинами,

приводящими к потере работоспособного состояния ГБЦ, являются следующие дефекты с коэффициентами повторяемости: деформация привалочной плоскости 0,92; износ седел и направляющих втулок 0,71; износ постелей под распределительный вал 0,46; трещины в теле головки 0,38.

Перечень дефектов и их коэффициенты повторяемости представлены в таблице 1.

Таблица 1

Повторяемость дефектов деталей ГБЦ двигателя семейства ЗМЗ-406

№ дефекта Наименование дефекта Коэффициент повторяемости

1 Деформация привалочной плоскости 0,92

2 Коррозия и прогары привалочной плоскости 0,15

3 Трещины в теле головки 0,38

4 Износ седел и направляющих втулок 0,71

5 Износ резьб (под свечу в т.ч.) 0,28

6 Износ постелей под распределительный вал 0,46

Статистическая обработка данных мик-рометражных исследований включала: построение статистического ряда и определение основных характеристик (математического ожидания mx, среднеквадратического откло-

нения ох, коэффициента вариации V и др.) эмпирического распределения размеров (изно-сов) и пространственных отклонений поверхностей деталей (табл. 2).

Таблица 2

Основные статистические характеристики и параметры распределения износов деталей и зазоров в соединениях

№ п/п Наименование параметра Интервал значений Математическое ожидание, т Среднеквад-ратическое отклонение, Коэффициент вариации, V Параметры закона Вейбулла

а Ь

1 Деформация привалочной плоскости, мм 0,08-1,20 0,37 0,22 0,58 0,42 1,8

2 Износ направляющей втулки впускного клапана, мкм 0-80 23,02 17,41 0,76 24,18 1,3

3 Износ направляющей втулки выпускного клапана, мкм 3-128 59,91 33,5 0,55 68,3 1,9

4 Износ опор распределительного вала 0 42 мм, мкм 5-54 20,41 13,93 0,68 22,84 1,5

5 Износ опор распределительного вала 0 35 мм, мкм 0-54 17,92 12,83 0,72 19,45 1,4

По результатам таблицы 2 строим инте- Плотность распределения значений де-

гральные функции распределения износов и формации привалочной плоскости ГБЦ двига-

определяем их вероятность превышения теля семейства ЗМЗ-406 представлена на ри-

среднего значения. сунке 7.

т

0,8

0,6

0,4

0,2

(о.«) Я

Р(м) = 1 - е

-

0,2

0.4

0,6

0,8

1,2

и, ММ

Рис. 7. Плотность распределения значений деформации привалочной плоскости ГБЦ ЗМЗ-406

Значения деформации привалочной плос- На рисунке 8 представлены плотности

кости ГБЦ лежат в пределах 0,08...1,20 мм распределения износов направляющих втулок

при среднем значении 0,37 мм и допустимом клапанов. - 0,15 мм.

т 1

0,8 0,6 0,4

0,2 0

--- ^— - ■_ 1

1

^О) = 1 - е (24,2, ' " 1 1,9

-2

Г(и) = 1 -е . ее,3;

1 1 1 1 —1-

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

и, мкм

Рис. 8. Плотность распределения значений износов направляющих втулок ГБЦ ЗМЗ-406: 1 - впускных клапанов; 2 - выпускных клапанов.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Значения износов направляющих втулок стимых 103 мкм. впускного клапана лежит в пределах На рисунке 9 представлены плотности 2.80 мкм при допустимых 60 мкм, а значе- распределения износов опор распределительна износов направляющих втулок выпускно- ного вала под переднюю шейку вала 0 42 мм. го клапана - в пределах 3.128 мкм при допу-

т 1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

-С ■ Г ^(и) = 1-е 1

10

20

30

40

50

60

70

Рис. 9. Плотность распределения максимальных износов опор распределительного вала под переднюю шейку вала (0 42 мм)

80 и, ММ

Значения износов опор под переднюю На рисунке 10 представлены плотности

шейку распределительного вала лежат в пре- распределения износов опор распределитель-делах 5.54 мкм при допустимых 25 мкм. ного вала под шейки вала 0 35 мм.

т

0,8

0,6

0,4

0,2

1 ""

-Г • У'4 /-(!/) = 1-е 1 ' ^ 1

10

20

30

40

50

60

70

80

и, ММ

Рис. 10. Плотность распределения максимальных износов опор распределительного вала шейки вала (0 35 мм)

Значения износов опор под шейки 0 35 мм распределительного вала лежат в пределах 0.54 мкм при допустимых 25 мкм.

Коррозионный износ привалочной плоскости, трещины, срыв резьб и другие дефекты имеют низкий коэффициент повторяемости, поэтому расчёты для них не представлены.

Для восстановления ГБЦ двигателя ЗМЗ-406 предложена технология ремонта отверстий под распределительный вал комбинированным методом [12]. В качестве комбинации используется сочетание методов электроискровой обработки и холодного газодинамического напыления, где первый метод используется в качестве основы, для повышения прочности сцепления, а второй - для нанесения рабочего слоя [13, 14]. Электроды для электроискровой обработки изготавливали из алюминиевого сплава АК9ч. Материалом для формирования основного рабочего слоя при холодном газодинамическом напылении служил порошок Б83-100-40.

Разработана система комплексного ремонта клапанного механизма и элементов привода ГБЦ двигателя ЗМЗ-406, позволяющая наиболее рационально использовать остаточный ресурс элементов ГБЦ [15]. Для повышения работоспособности клапанных механизмов, предложены четыре способа их ремонта, критерием выбора которых является суммарное значение просадки клапана.

Если суммарное значение просадки клапана составляет от 0,5 до 1,0 мм, а на поясках

отверстий видны задиры и выровы металла глубиной до 0,5 мм, износы фаски тарелки клапана и рабочей поверхности седла правятся до выведения следов износа с припуском на 0,01.0,02 мм. При наличии задиров на поясках отверстия под распределительный вал производится осаживание бугелей с последующей расточкой и притиркой алмазными развертками (способ 1).

Если суммарное значение просадки клапана составляет от 1,0 до 1,8 мм, а на поясках отверстий видны задиры и выровы металла глубиной до 1 мм, изношенное седло клапана обрабатывается до выведения следов износа с припуском 0,01.0,02 мм. Клапан, бывший в эксплуатации, меняется на новый. Задиры и выровы металла на поясках отверстий под распределительные валы восстанавливаются комбинированным методом с последующей расточкой и притиркой алмазными развертками. Комбинированный метод восстановления изношенного объема металла на поясках заключается в применении электроискровой наплавки и холодного газодинамического напыления. В процессе механической обработки ось поясков отверстий смещается в сторону привалочной плоскости на величину 0,07.0,10 мм (способ 2).

Если суммарное значение просадки клапана составляет от 1,8 до 3,0 мм, а на поясках отверстий видны задиры и выровы металла глубиной свыше 1 мм, изношенное седло клапана и клапан меняются на новые. Пояски

отверстий под распределительные валы восстанавливаются комбинированным методом с последующей расточкой и притиркой алмазными развертками. В процессе механической обработки ось поясков отверстий смещается в сторону привалочной плоскости на величину 0,12.0,15 мм (способ 3).

Если суммарное значение просадки клапана составляет от 1,8 до 3,0 мм, на поясках отверстий отсутствуют дефекты, изношенное седло клапана и клапан меняются на новые. Бугеля осаживаются с последующей расточкой и притиркой алмазными развертками. В процессе механической обработки ось поясков отверстий смещается в сторону привалоч-ной плоскости на величину 0,05.0,06 мм (способ 4).

Выводы.

1.Определены вероятности появления из-носов и дефектов, превышающих допустимые значения в ресурсоопределяющих узлах ГБЦ двигателя ЗМЗ-4: деформация привалочной плоскости - 86,1%; износ направляющих вту-

лок впускного клапана - 3,8%, выпускного клапана - 12,7%; износ постелей под распределительный вал - 32%.

2. Для восстановления работоспособности ГБЦ двигателя ЗМЗ-406 предложена технология восстановления отверстий под распределительный вал комбинированным методом, включающим электроискровую обработку электродами из алюминиевого сплава АК9Ч с последующим газотермическим напылением порошком Б83-100-40. Предложены четыре способа восстановления работоспособности клапанных механизмов, выбор которых осуществляется в зависимости от суммарного значения просадки клапана.

Публикация подготовлена при финансовой поддержке РФФИ и правительства РМ в рамках научного проекта №18-43-130003\18 «Исследование интенсивности изнашивания рабочих поверхностей деталей пар трения, формированных электроискровыми покрытиями».

Литература

1 Румянцев С. И. Критерии оценки и управления качеством автотранспортных средств на стадии проектирования, производства и эксплуатации. М.: МАДИ, 1981. 95 с.

2. Ионов П. А., Столяров А. В., Земсков А. М. Оценка технического состояния гидропривода ГСТ-112 // Сельский механизатор. 2013. № 12. С. 36-38.

3. Ремонт турбокомпрессоров двигателей сельскохозяйственной техники / П. П. Лезин [и др.] // Техника и оборудование для села. 2017. № 8. С. 40-45.

4 Новиков А. Н., Жуков В. В. Восстановление головки блока цилиндров двигателя // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2006. № 3. С. 7-8.

5. Трелин А. А. Исследование технологических факторов, влияющих на качество ремонта головок блока цилиндров // Труды ГОСНИТИ. 2006. Т. 98. С. 62-66.

6. Повышение надежности головок блока цилиндров комплексным ремонтом с применением прогрессивных методов восстановления деталей / Ф. Х. Бурумкулов [и др.] // Труды ГОСНИТИ. 2013. Т. 111. № 2. С. 004-008.

7. Ivanov V. I., Burumkulov F. Kh. On electrodeposition of thick coatings of increased continuity // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2014. № 50 (5). Р. 377-383.

8. Шор Я. Б., Кузьмин Ф. Н. Таблица для анализа и контроля надежности. М.: Советское радио, 1968. 288 с.

9. Применение электроискрового и холодного газодинамического метода нанесением металлопокрытий при ремонте блоков цилиндров / В. И. Иванов [и др.] // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2012. № 3. С. 11-15.

10. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту. Двигатель ЗМЗ-40524.10. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.zmz.ru/files/PP40524-(05).pdf (дата обращения: 11.06.2019).

11. Ширяев В. М. Повышение долговечности выпускных клапанов форсированных двигателей: дис. ... канд. техн. наук. Коломна, 1983. 196 с.

12. Сенин П. В., Раков Н. В., Макейкин А .М. Технологические рекомендации по восстановлению опор распределительного вала головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-406 // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: сб. науч. ст. Междунар. науч. конф., посвящ. памяти д-ра техн. наук, профессора Ф. Х. Бурумку-лова. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2016. С. 235-239.

13. Strength of Electric Spark and the Gas Dynamic Coatings / F. K. Burumkulov [et al.] // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2011. Т. 47. No. 2. Р. 24-29.

14. Formation of the surface layer on a low-carbon steel in electrospark treatment / V. I. Ivanov [et al.] // Welding International. 2013. Т. 27. No. 11. Р. 903-906.

15. Сенин П. В., Раков Н. В., Макейкин А. М. Теоретическое обоснование способов восстановления работоспособности привода клапанного механизма головки блока цилиндров // Вестник Мордовского университета. 2017. Т. 27. № 2. С. 154-168.

ASSESSMENT OF TECHNICAL CONDITION OF THE ZMZ-406 ENGINE CYLINDER HEADS AND RECOMMENDATIONS FOR RECOVERY

P. V. Senin, Dr. Tech. Sci., Professor,

E-mail: vice -rector-innov@,adm .mrsu.ru

N. V. Rakov, Cand. Tech. Sci., Associate Professor,

E-mail: nikolaymgu@yandex.ru

A. M. Makeykin,

E-mail: s.f.f@yandex.ru

Mordovia National Research State University

68, Bolshevistskaya St., Saransk, 430005, Russia

ABSTRACT

The article is devoted to identifying patterns of cylinder head defects of the ZMZ-406 engine during operation. The research was conducted in the Laboratory of the Mordovia National Research State University. Probability of defects occurrence is determined and statistical data processing of micrometer studies is carried out. Processing of obtained data showed that the main reasons of loss in cylinder head operating condition are the following defects with repeatability factors: deformation of joint face 0.92; wear of seats and guide bars 0.71; wear of control-shaft saddles 0.46; cracks in the body of head 0.38. Integral functions of wear distribution are constructed and the probabilities of average value excursion are determined. The values of joint face deformation of cylinder head are in the range of 0.08 ... 1.20 mm when an average value is 0.37 mm and an acceptable value - 0.15 mm. The values of guide bar wear of inlet valve lie within 2 ... 80 microns with acceptable 60 microns, the values of guide bar wear of outlet valve are within 3 ... 128 microns with acceptable 103 microns. Wear of 0 42 mm front-journal carriers of a control shaft are in the range of 5 ... 54 microns with acceptable 25 microns. Wear of 0 35 mm front-journal carriers of a control shaft are in the range of 0 ... 54 microns with acceptable 25 microns. The research shown the following probability of wear and defect occurrence that exceed the accepted values in resource-distributing units of cylinder heads: joint face deformation - 86.1 %; guide bar wear of inlet valve - 3.8 %, guide bar wear of outlet valve - 12.7 %; wear of control-shaft saddles - 32 %. Recovery technology for control shaft holes by comprehensive methods is proposed. It includes electro-spark machining with the AK9ch aluminum electrodes and the following gas-thermal spraying with the B83-100-40 powder. Four methods of operating condition recovery for valves in dependence of total valve wear down are proposed.

Key words: cylinder head, valve mechanism, detection of defects, wear, repeatability factor, recovery of operating condition.

References

1 Rumyantsev S.I. Kriterii otsenki i upravleniya kachestvom avtotransportnykh sredstv na stadii proektirovaniya, pro-izvodstva i ekspluatatsii (Criteria for assessment and quality management of vehicles at the stage of design, production and operation), M., MADI, 1981, 95 р.

2. Ionov P.A., Stolyarov A.V., Zemskov A.M. Otsenka tekhnicheskogo sostoya-niya gidroprivoda GST-112 (Assessment of technical condition of the GST-112 hydraulic drive), Sel'skii mekhanizator, 2013, No. 12, рр. 36-38.

3. Remont turbokompressorov dvigatelei sel'skokhozyaistvennoi tekhniki (Repair of engine turbo-compressors in agricultural machinery), P.P. Lezin [i dr.], Tekhnika i oborudovanie dlya sela, 2017, No. 8, рр. 40-45.

4 Novikov A.N., Zhukov V.V. Vosstanovlenie golovki bloka tsilindrov dvigatelya (Recovery of cylinder engine heads), Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya, 2006, No. 3, рр. 7-8.

5. Trelin A.A. Issledovanie tekhnologicheskikh faktorov, vliyayushchikh na ka-chestvo remonta golovok bloka tsilindrov (Study of technological factors affecting the quality of cylinder head repair), Trudy GOSNITI, 2006, T. 98, рр. 6266.

6. Povyshenie nadezhnosti golovok bloka tsilindrov kompleksnym remon-tom s primeneniem progressivnykh metodov vosstanovleniya detalei (Increase of reliability of cylinder heads by comprehensive repair with application of progressive methods detail recovery), F.Kh. Burumkulov [i dr.], Trudy GOSNITI, 2013, T. 111, No. 2, рр. 004-008.

7. Ivanov V.I., Burumkulov F.Kh. On electrodeposition of thick coatings of increased continuity, Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 2014, No. 50 (5), рр. 377-383.

8. Shor Ya.B., Kuz'min F.N. Tablitsa dlya analiza i kontrolya nadezhnosti (Table for analysis and reliability control), M., Sovetskoe radio, 1968, 288 р.

9. Primenenie elektroiskrovogo i kholodnogo gazodinamicheskogo metoda naneseniem metallopokrytii pri remonte blokov tsilindrov (Use of electro-spark and cold gas-dynamic method of applying the metal coatings in the repair of cylinder blocks), V.I. Ivanov [i dr.], Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya, 2012, No. 3, рр. 11-15.

10. Rukovodstvo po ekspluatatsii, tekhnicheskomu obsluzhivaniyu i remontu. Dvigatel' ZMZ-40524.10. OAO «Zavolzhskii motomyi zavod» (Guidelines on operation, maintenance and repair. The engine ZMZ-40524.10) [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: http://www.zmz.ru/files/PP40524-(05).pdf (data obrashcheniya: 11.06.2019).

11. Shiryaev V.M. Povyshenie dolgovechnosti vypusknykh klapanov forsi-rovannykh dvigatelei (Improving the durability of outlet valves of high-speed engines), dis. ... kand. tekhn. nauk, Kolomna, 1983, 196 р.

12. Senin P.V. Rakov N.V., Makeikin A.M. Tekhnologicheskie rekomendatsii po vosstanovleniyu opor raspredeli-tel'nogo vala golovki bloka tsilindrov dvigatelya ZMZ-406 (Technological recommendations on restoration of control-shaft carriers of the ZMZ-406 cylinder heads), Energoeffektivnye i resursosberegayushchie tekhnologii i sistemy, sb. nauch. st. Mezhdunar. nauch. konf., posvyashch. pamyati d-ra tekhn. nauk, professora F. Kh. Burumkulova, Saransk, Izd-vo Mordov. un-ta, 2016, рр. 235-239.

13. Strength of Electric Spark and the Gas Dynamic Coatings, F. K. Burumkulov [et al.], Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 2011, Т. 47, No. 2. рр. 24-29.

14. Formation of the surface layer on low-carbon steel in electro-spark treatment, V. I. Ivanov [et al.], Welding International, 2013, Т. 27, No. 11, рр. 903-906.

15. Senin P.V., Rakov N.V., Makeikin A.M. Teoreticheskoe obosnovanie sposobov vosstanovleniya rabotosposobnosti privoda klapannogo mekhanizma golovki bloka tsilindrov (Theoretical substantiation of recovery methods for operating conditions of valve driving mechanism of cylinder head), Vestnik Mordovskogo universiteta, 2017, T. 27, No. 2, рр. 154-168.

УДК 631.37

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКИХ ТРАНСМИССИЙ ИМПОРТНОГО ПРОИЗВОДСТВА (НА ПРИМЕРЕ EATON 6423)

А. В. Столяров, канд. техн. наук, доцент; П. А. Ионов, канд. техн. наук, доцент; А. М. Земсков, канд. техн. наук,

ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», ул. Российская, 5, г. Саранск, Россия, 430904 E-mail: cabto@mail.ru

Аннотация. В настоящее время парк сельскохозяйственной техники на территории Республики Мордовия оснащается современной энергонасыщенной техникой не только отечественного производства, но и зарубежного, в том числе и комбайнами компании «Джон Дир». Как показали исследования, проведенные на кафедре технического сервиса машин ФГБОУ ВО

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.