CC BY
43
УДК 621.824.3
А. М. Мусагаджиев
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ ВАЛОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ ПРИВАРКОЙ ПОРОШКОВОЙ ЛЕНТЫ
Блоки цилиндров судовых дизелей в большинстве своем изготавливаются литьём из серых чугунов и являются самой металлоёмкой (до 30 % массы) и дорогостоящей деталью.
Основной причиной их выхода из строя является нарушение геометрической формы и размеров отверстий коренных опор скольжения валов.
Анализ данных ряда ремонтных заводов показал, что потребность в новых блоках цилиндров составляет в среднем 800... 1 000 штук в год.
Известны технологии ремонта блоков цилиндров расточкой, вставкой стальных полуколец, в том числе с нанесением эпоксидных смол, металлизацией, вибродуговой и полуавтоматической наплавкой проволоки под слоем флюса и в среде углекислого газа, электроконтактной приваркой стальной ленты [1-4].
Перечисленные методы не получили распространения из-за коробления блоков, изменения объёма камеры сгорания, интенсификации износа пар трения, трудоёмкости процесса.
Нами была предпринята попытка разработать технологию восстановления изношенных отверстий коренных опор скольжения валов в блоках цилиндров дизелей электроконтактной приваркой спечённой порошковой ленты.
С этой целью были разработаны составы, технология спекания порошковых лент и их электроконтактной приварки на изношенные отверстия коренных опор.
Выбор состава и гранулометрического размера порошков для изготовления лент осуществлялся с учетом прессуемости порошков, технологичности полученной ленты: ее деформатив-ности, привариваемости на чугунную поверхность (достаточная прочность сцепления с основой), осадки, усадки, обрабатываемости резанием и механических свойств наплавленного слоя, а также экономической целесообразности.
С учётом изложенного, из 49 различных составов композиций порошковых лент толщиной 0,8-1,5 мм были отобраны 4 ленты, составленные на основе порошка железа с легирующими добавками.
Приварку спечённой порошковой ленты толщиной 0,8_____1,5 мм (в зависимости от износа)
осуществляли на установке 011-1-11 медными электродами при следующих режимах:
Сила сварочного тока, кА 6,0-7,5
Длительность импульса, с 0,12-0,2
Длительность паузы, с 0,08-0,12
Скорость сварки, м/мин 0,5-0,8
Подача продольная, мм/об 4-10
Ширина контактной поверхности электродов, мм 5-6
Усилие сжатия электродов, Н 1 700-2 250
При наплавке формировался слой толщиной 0,5 _1 мм мартенситно-перлитно-графитной структуры с мелкодисперсными включениями карбидов хрома Н100 1 290.1 300.
После приварки осуществляли расточку отверстий опор скольжения на расточном станке ОР-14579, 2А614 и последующее хонингование наплавленных отверстий на станках ОР-14578, 3Н85.
Отличительные особенности разработанной технологии: технологичность, отсутствие смещения центра отверстий и изменения объёма камеры сгорания, достаточная адгезионная и когезионная прочность слоя, его твёрдость, возможность восстановления соосности отверстий расточкой при достаточной толщине наплавленного слоя ленты, экономическая целесообразность.
Разработана промышленная технология восстановления опор скольжения валов в блоках цилиндров дизелей, включающая в себя следующие операции:
Операция <Расточная» с указанием «Расточить изношенные опоры скольжения валов под приварку СПЛ на расточном станке ОР-14579 или 61614 на заданный, с учетом толщины ленты
и припусков на черновую и чистовую механическую обработку, размер». Обычно при расточке под приварку ленты припуск составляет не менее 0,125 мм, а рекомендуемая толщина приваренного слоя на коренных опорах после их чистовой обработки - не менее 0,5 мм на сторону.
На процесс формирования геометрических параметров точности в процессе обработки оказывает влияние целый ряд факторов. К числу наиболее значимых следует отнести:
— погрешность базирования блок-картера;
— геометрическое и упругое смещение оси инструмента под действием сил резания.
В этой связи для обеспечения требуемой точности и снижения погрешностей механической обработки широко используется принцип постоянства баз, т. е. при обработке блок-картер при реализации всех технологических операций базируется на нижние плоскости лап, расположенные на 110 мм ниже оси коренных опор коленчатого вала, и два призонные отверстия диаметром 13,50,018 мм, расположенные по диагонали в лапах крепления дизелей на фундаменты.
Расточные операции производятся борштангами с определенным количеством резцов из твердого сплава ВК3М или ВК6, позволяющих формировать необходимую поверхность. Однако расположение резцов на борштанге, их количество и, особенно, величина снимаемого припуска в итоге приводят к упругому отжатию и возникновению погрешностей расположения осей коренных опор коленчатого вала в блок-картере.
Приведенные данные позволяют сделать следующий вывод, весьма важный для настоящей работы. Этот вывод основан на анализе технологических процессов, используемых ремонтными предприятиями при восстановлении блок-картеров дизелей, и данных экспериментальных исследований сил резания и припусков на обработку изношенных и восстановленных поверхностей коренных опор и может быть сформулирован следующим образом.
Принцип применения одного станка для предварительной черновой и окончательной чистовой обработки, широко используемый ремонтными предприятиями, вследствие различных припусков и сил резания, упругих отжатий инструмента и технологической наследственности приводит к возникновению погрешностей расположения осей коренных опор коленчатого вала в блок-картере и поэтому не может быть рекомендован для разрабатываемого технологического процесса.
Следующей операцией технологического процесса является <Разрезная и гибочная», предусматривающая подготовку заготовок порошковых лент шириной, превышающей ширину коренной опоры на 1-2 мм, без следов коррозии, смазки и загрязнений. Заготовки нарезаются на ножницах и загибаются полукольцами на гибочном станке. Для лучшего прилегания заготовки ленты при монтаже в коренную опору радиус загиба выбирают больше радиуса изношенной поверхности.
При монтаже полуколец в коренные опоры блок-картера не допускается:
— зазор в сопряжении;
— зазор в стыке ленты;
— перекрытие краев ленты;
— выход ленты за торцевые поверхности опоры более 1-2 мм;
— несовпадение стыка ленты со стыком крышек коренных опор и тела блок-картера.
Операция «Приварочная», предусматривающая ввод сварочной головки последовательно
в каждую коренную опору так, чтобы контактные дорожки находились на расстоянии 1-2 мм от края коренных опор.
Подать сварочное усилие и водяное охлаждение в отцентрованную относительно сварочной головки коренную опору блок-картера.
Сварку рекомендуется начинать, отступая от стыка ленты 5-10 мм по ходу вращения сварочной головки. Включить вращение шпинделя установки и сварочный ток. После поворота шпинделя (сварочной головки) на 180° включить продольную подачу. При достижении передним краем электрода (1-2 мм от края ленты) выключить продольную подачу, снизить на прерывателе (РКС-601, РПС-503, ПК-200) величину сварочного тока путем перевода ручки «Нагрев» на 1-2 деления и приварить круговой шов. Выключить сварочный ток (одновременно выключается сварочное усилие). Выключить вращение шпинделя. Перевести сварочную головку в другую коренную опору. Приварить ленту по поверхностям коренных опор с перекрытием сварочных швов на 1-2 мм.
Заключительная операция <«Расточка восстановленного слоя» путем механической обработки осуществляется только через 72 часа после приварки. Растачивание производят в два этапа. Черновое растачивание производят с глубиной резания 0,2-0,4 мм. При чистовом растачивании глубина резания составляет 0,1 мм. После чистового растачивания оставляют припуск
0.01.0,03 мм на хонингование.
Слесарная операция. Снять крышки подшипников. Пробить отверстия масляных каналов и выточку под ус вкладыша. Для пробивки применять стержень диаметром 18 мм с закаленной сферической поверхностью радиусом 30-40 мм и длиной 400-500 мм.
Разработанная промышленная технология восстановления коренных опор скольжения валов в блоках цилиндров опробована и внедрена в производство.
Экономическая эффективность восстановления блока составляет 79,3 % стоимости нового блока.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чертков В. Восстановление посадочных мест гильз и гнёзд коренных подшипников // Автомобильная транспорт. - 1966. - № 4. - С. 29-30.
2. Поляченко А. В. Увеличение долговечности восстанавливаемых деталей контактной приваркой износостойких покрытий в условиях сельскохозяйственных ремонтных предприятий: дис. ... д-ра техн. наук. - М., 1984. - 467 с.
3. Бабаев И. А. Исследование и разработка технологии восстановления деталей порошковыми композиционными покрытиями: дис. ... канд. техн. наук. - М., 1982. - 215 с.
4. Сайфуллин Р. Н., Левин Э. Л., Фархшатов М. Н. Восстановление деталей машин электроконтактной приваркой металлопорошковых композиций // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Новые методы ремонта и восстановления деталей сельскохозяйственных машин». - Саранск, 2001. - С. 88-92.
Статья поступила в редакцию 13.02.2009
RESTORATION OF SHAFT SLIDING SUPPORTS OF SHIP DIESEL ENGINES BY MEANS OF POWDER WELDING
A. M. Musagadzhiev
Criteria for choosing a way of supports restoration were: ecological compatibility, sufficient hardness, adhesive strength and cohesive resistance, operational properties, an opportunity to process a layer by cutting, and the minimal failure of supports coaxiality during welding. Restoration of root supports in blocks of cylinders has been realized by means of electrocontact welding with a sintered powder tape in the form of two semi-rings. The selected structures of a sintered powder tape after welding formed a rather technological layer satisfying to operational properties: adhesive strength and cohesive resistance > 10 kg/mm2, hardness HV 200...230. The accelerated tests of restored diesel engines have shown that the operational resistance was increased in 2.1. 2.5 times, in comparison with factory blocks. The developed environmentally appropriate technology may be successfully used to restore external and internal surfaces of other hull details.
Key words: welding, restoration, support, tape.
