CC BY
21УДК 621.791
DOI: 10.12737/article 59b11cbc45bad5.54903310
А.И. Комаров, А.В. Вдовин, А. Л. Забелин
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВКЛАДЫШЕЙ КОРЕННЫХ И ШАТУННЫХ ОПОР КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ Б-355С «КОМАТ8и»
Рассмотрены вопросы восстановления деталей импортной строительной техники. Приведены результаты разработки технологии восстановления вкладышей коренных и шатунных опор коленчатого вала двигателя Б-355С «Komatsu». Проведен анализ характера разрушения вкладышей шатунных опор. Разработана технология восстановления
вкладышей посредством нанесения баббита Б88 методом электродуговой металлизации. Разработаны и приведены параметры режима дуговой металлизации.
Ключевые слова: восстановление, вкладыши шатунных опор, баббит, электродуговая металлизация.
A.I. Komarov, A.V. Vdovin, A.L. Zabelin
TECHNOLOGY DEVELOPMENT FOR BUSHES REBUILDING OF CRANKSHAFT- AND CRANKPIN BEARINGS FOR CRANKSHAFT OF ENGINE D-355C "KOMATSU"
The problems in rebuilding parts of imported architectural engineering are considered. The results of the technology development for rebuilding bushes of crankshaft- and crankpin bearings of a crankshaft for the engine D-355 "Komatsu" are shown. The analysis of the destruction character of crankpin bearing bushes
При строительстве нефтегазопроводов в нашей стране широко применяется строительная техника таких фирм, как «Сato», «Komatsu», «Hitachi» и т.д.
Стоимость запасных частей на эту технику очень высокая, поэтому возникла необходимость восстановления изношенных деталей импортной техники.
В данной статье приведены результаты разработки технологии восстановления вкладышей коренных и шатунных опор коленчатого вала двигателя D-355C «Komatsu».
Конструктивно вкладыши коренных и шатунных опор коленчатого вала двигателя 355C «Komatsu» выполнены по одной схеме с небольшими различиями. Условия работы этих деталей также одинаковы и представляют собой гидродинамическую смазку трущихся поверхностей с образованием масляного клина.
Номенклатура и геометрические размеры вкладышей приведены в таблице.
is presented. A rebuilding technology for bushes by means of applying babbit B88 with arc spraying is developed. The parameters of an arc spraying mode are developed and shown.
Key words: rebuilding, bushes of crankpin bearings, babbit, arc spraying.
Внешний вид вкладышей показан на рис. 1.
Как видно, имеется три разновидности вкладышей, состоящих из двух полувкладышей - нагруженного и ненагру-женного.
Нагруженные полувкладыши имеют гладкую рабочую поверхность, а ненагру-женные полувкладыши выполнены с кольцевыми смазочными канавками и отверстием для подачи смазки в подшипник скольжения.
С технологической точки зрения все полувкладыши представляют собой «слоёный пирог» - триметалл, конструкция и состав которого показаны на рис. 2.
Толщина наружного стального слоя составляет 3 мм, толщина внутреннего рабочего слоя - 0,10...0,15 мм. Толщина промежуточного слоя изменяется от 0,25 до 0,75 мм.
Таблица
Номенклатура и геометрические размеры вкладышей_
№ по каталогу Назначение полувкладыша Внутренний диаметр, мм Длина, мм Наличие смазочных отверстий Наличие смазочных канавок Наличие холодильников Кол-во в комплекте
612721-8221 Коренной широкий нагруженный 125 74 - - Есть 2
612721-8212 Коренной широкий ненагруженный 125 74 Одно отверстие 0 11 мм Две кольцевые канавки, соединенные канавкой и отверстием Есть 2
6612721-8121 Коренной узкий нагруженный 125 48 - - Есть 5
612721-8111 Коренной узкий ненагруженный 125 48 Одно отверстие Одна кольцевая канавка Есть 5
612731-3422 Шатунный нагруженный 102 61 - - - 6
612731-3412 Шатунный ненагруженный 102 61 Одно отверстие Одна кольцевая канавка - 6
д) е)
Рис. 1. Конструкция вкладышей двигателя Б-355С: а - 6127-21-8212 - полувкладыш коренной верхний; б - 6127-21-8221 - полувкладыш коренной нижний; в - 6127-21-8111 - полувкладыш коренной верхний; г - 6127-31-8121 - полувкладыш коренной нижний; д - 6127-31-3412 - полувкладыш шатунный верхний; е - 6127-31-3422 - полувкладыш шатунный нижний
Подшипники подобной конструкции в условиях гидродинамической смазки работают практически без износа, однако по разным причинам они все же выходят из строя.
Кроме аварийных ситуаций, вызванных неправильной эксплуатацией, можно выделить следующие факторы:
1. Неблагоприятные условия в пусковые периоды.
2. Отклонение от соосности опор и шеек вала.
3. Кавитационные разрушения.
Все вышеизложенное говорит о том, что в процессе эксплуатации разрушается рабочий слой вкладышей и возникает необходимость восстановления рабочего слоя с сохранением работоспособности вкладышей [1;2].
Наилучшим способом восстановления вкладышей коренных и шатунных опор коленчатого вала, на наш взгляд, является процесс электродуговой металлизации, позволяющий нанести тонкослойное покрытие из баббита марки Б88 на изношенный триметалл вкладыша [3;4].
Баббит марки Б88 содержит 88% £п, 7,5% 8Ъ и 3% Си. По техническим условиям в нём допускаются следующие колебания основных компонентов: 7,3...7,8% £Ъ, 2,5...3,5% Си, примесей - не более 0,10% РЪ, 0,05% Ев и 0,05% Ы.
Микроструктура напыленного баббита Б88 представляет собой звёздочные кристаллы химического соединения СщЗи на фоне твёрдого раствора сурьмы и меди в олове [5;6].
Режим напыления был выбран из условия получения мелкодисперсного распыления баббита и обеспечения наиболее высокой адгезии [7].
Параметры режима электродуговой металлизации: ток металлизации 1н -100...120 А; напряжение дуги ид - 23...25 В; число оборотов при металлизации п -75-85 об/мин; давление сжатого воздуха Рв - 0,4.0,6 МПа.
Процесс электродуговой металлизации вкладышей баббитом Б88 с предварительной обработкой поверхности в дробеструйной камере осуществлялся с применением специально разработанных оправок.
Для соблюдения жёстких требований по разнотолщинности вкладышей для их окончательной механической обработки используется вертикальный координатно-расточный станок с центровкой оправки по специальному центрирующему отверстию.
Как показали работы по изготовлению опытной партии вкладышей, напыленные покрытия выдерживают механическую обработку резанием, шероховатость поверхности не превышает Яа 0,4 мкм, а разнотолщинность вкладышей после обработки находится в пределах 0,05 мм.
По разработанной технологии была изготовлена партия вкладышей коренных опор коленчатого вала двигателя Б-355С и отправлена заказчику для установки на серийный двигатель для проведения стендовых испытаний.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Никитин, Е.А. Тепловозные диски типа Д49 / Е.А. Никитин, В.М. Швыряев, В.Г. Быков [и др.]; под ред. Е.А. Никитина. - М.: Транспорт, 1982. - 225 с.
2. Справочник по восстановлению деталей / Е.Л. Воловик. - М.: Колос, 1981. - 351 с.
3. Сонин, В.И. Газотермическое напыление материалов в машиностроении / В.И. Сонин. - М.: Машиностроение, 1973. - 152 с.
4. Антошин, Е.В. Газотермическое напыление покрытий / Е.В. Антошин. - М.: Машиностроение, 1974. - 95 с.
5. Шнагин, А.И. Антифрикционные сплавы / А.И. Шнагин. - М.: Металлургия, 1956. - 320 с.
6. ГОСТ 1320-74 (ИСО 4383-91). Баббиты оловянные и свинцовые. Технические условия.
7. Кречмер, Э. Напыление керамики, металлов и пластмасс / Э. Кречмер; под ред. М.Е. Морозова, И. А. Немковского. - М.: Машиностроение, 1966. - 430 с.
1. Nikitin, Е. Ä. Diesel Locomotive Disks of D49 Type / E.Ä. Nikitin, V.M. Shvyryaev, V.G. Bykov [et al.]; under the editorship of E.Ä. Nikitin. - M.: Transport, 1982. - pp. 225.
2. Reference Book on Parts Rebuilding / E.L. Volo-vik. - M.: Kolos, 1981. - pp. 351.
3. Sonin, V.I. Gas-Thermal Material Spraying in Mechanical Engineering / V.I. Sonin. - M.: Mechanical Engineering, 1973. - pp. 152.
4. Antoshin, E.V. Gas-Thermal Spraying of Coatings / E.V. Antoshin. - M.: Mechanical Engineering, 1974. - pp. 95.
5. Shnagin, Ä.I. Antifriction Alloys / Ä.I. Shnagin. -M.: Metallurgy, 1956. - pp. 320.
6. SSR 1320-74 (ISO 4383-91). Tin and Lead Babbits. Technical Specifications.
7. Krechmer, E. Ceramic Metal and Plastic Spraying / E. Krechmer; under the editorship of M.E. Moro-zov, I.Ä. Nemkovsky. - M.: Mechanical Engineering, 1966. - pp. 430.
Статья поступила в редколлегию 30.03.17. Рецензент: д.т.н., профессор Брянского государственного технического университета
Макаренко К.В.
Сведения об авторах:
Комаров Александр Иванович, к.т.н., доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение» Брянского государственного технического университета, тел.: (4832) 56-09-93.
Вдовин Александр Викторович, к.т.н., доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение»
Брянского государственного технического университета, e-mail: vdovin. alexander.v@yandex.ru. Забелин Алексей Леонидович, к.т.н., доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение» Брянского государственного технического университета, e-mail: swordfish 74@mail.ru.
Komarov Alexander Ivanovich, Can. Eng., Assistant Prof. of the Dep. "Mechanical Engineering and Material Science", Bryansk State Technical University, Phone: (4832)56-09-93.
Vdovin Alexander Victorovich, Can. Eng., Assistant Prof. of the Dep. "Mechanical Engineering and Materi-
al Science", Bryansk State Technical University, email: vdovin. alexander.v@yandex.ru. Zabelin Alexey Leonidovich, Can. Eng., Assistant Prof. of the Dep. "Mechanical Engineering and material Science", Bryansk State Technical University, email: swordfish 74@mail.ru.
