Восстановление деталей сельско-хозяйственных машин

В. И.ЧЕРНОЙ ВАНОВ В.ПАНДРЕЕВ
1 н И'"*.
J I 4

/ — иомшнипр АЛИ Головин цилиндров; У — секция рольганга прямого; 3 — стенд для ки го-ОМ-5458; 7 и
■ момор*>лмч 9 — 1тдсг«йкм дли нл^4Ий1^0Мд^ 10 “ перста к слесарный; 11 ~~~ ящик для пруясин; ДОЖ Ж цилиндром i 4 * монорельс; Л — тиль электрическим; ft — моечная машина
^ ^ М0НирвЛМ| i *а> lltiAViHaiifi дат 1WIHIIHI1UH, #i/ •— | /У «МйШИНй АЛИ иг-нмтймии пружин МИ 11-100*2; /Я —стенд дли восстановления пружин 5517;' 14 — СМйрвЧИМЙ йинйрйт ТД 500; 16 — контейнер дли ныбряковонных деталей; 16 — кантователь головки ЦИЛИНАрсн 5475; 17 — станок нйппльно сн^рлильный 2M1I2; 18 — стенд для ремонта резьбовых от-■ерСТНЙд I» — рольганг дли траионортиропки голоиок цилиндров; 20 — стол (рольганг) поворотный; 'Л гнид дли | |1Д|ш<111р1мтп!тн ГИНО; TJ иртчннобленио для вынрсссопки втулок направляющих; 23 — установка для зенкерования поверхностей под форсунки 5485; 24 — кантователь; 25 станок кортикально-сверлильный SH135; 26 — станок плоскошлифовальный ЗБ722; 27 — ванна; 28 тумбочка инструментальная; 29 — ванна для нагревания головок цилиндров ОМ-1600; 30 стол мон'^3Сд|>1е.’ 31 — сосуд Дьюара с жидким азотом; 32 — стенд для обработки фасок клапанных гнезд ОР-Ьооо; 33 — стенд для притирки клапанов ОПР-6687; 34 — машина для очистки головок цилиндров ОМ-6083М; 35 — стенд для сборки головок цилиндров 5414; йб— монорельс; 37 — стол для контроля клапанов; 38 — стенд для шлифовки клапанов (ЭР-8022; 39 — стол монтажный для подбора клапанов; 40 — монорельс; 41 — кран подвесной. Рис. 83. Поточно-механизированная линия восстановления шатунов двигателей СМД-14 и Д-50: / — отделение обработки и сборки шатунов после железнення; II — отделение железнения; III — отделение подготовки шатунов к железнению; i — стеллаж: 2 — стеллаж — накопитель; 5 —ящик; 4 — пресс П6324 или П413; 5 —магнитный дефектоскоп ДМП-2; 6 — стол для дефектовки; 7 — стеллаж; 8 — моечное устройство; 9 — стол контрольный; 10 — верстак слесарный; // — тумбочка для инструмента; /2—станок вертикально-сверлильный 2Н126; 13 — шкаф для инструмента; /4—станок расточной 2А78Н; 15 — транспортное устройство; /5 —монтажный стол; 17 — опора для подвесок; 18 — фильтрующая установка; 19 — ванна для приготовления электролита; 20 — ванна электрохимического обезжиривания; 21 — ванна горячей промывки; 22 — ванна холодной промывки; 23 — ванна анодного травления; 24 — ванна осталивания; 25 — ванна нейтрализации; 26 — шкаф сушильный; 27 — стеллаж для подвесок; 28 — выпрямитель ВАКХ — 12/630XJ14; 29 — выпрямитель ВАКХ — 12/6—1600У4; 30, 31 и 32—шкафы управления; 33 — шкаф аппаратный; 34 — выпрямитель ВАКР — 18/9-^-320; 35 — пульт управления; 36 — стул подъемно-поворотный; 37 — электроталь; 38 — станок хонинговальный ЗГвЗЗ; 39 — нагревательная установка; 40 — полировочное устройство; 41 — станок вертикально-сверлильный 2HI35; 42 — де-магнитизатор; 43— ванна консервации; 44 — тележка транспортная; 45 — кран консольный (Q«=0,25 т); 46 — автооператор; 47 — ванна для электролита. В.И.ЧЕРНОИВАНОВ, В.П. АНДРЕЕВ осстановпение ^ деталей uLy сельскохозяйственных машин МОСКВА «колос» 1983 ББК 40.72 4-49 УДК 631.3.004.67 Рецензенты: доктор техн. наук академик ВАСХНИЛ Кряжков В. М., канд. техн. наук доцент ВСХИЗО Батищев А. Н. Черноиванов В. И., Андреев В. П. 4-49 Восстановление деталей сельскохозяйственных машин.— М.: Колос, 1983. — 288 с. Рассмотрены процессы восстановления деталей дуговой сваркой, наплавкой с применением новых сварочно-наплавочных материалов, электроконтактной приваркой металлического слоя, газотермическим напылением, пластической деформацией, гальваническими покрытиями и другие, обеспечивающие повышение послеремонтного ресурса машин. Кратко изложены вопросы организации производства восстановления деталей. Для инженерно-технических работников и специалистов, занимающихся ремонтом сельскохозяйственной техники. 3802040400—040    ББК 40.72 035(01)—83 КБ 22 26 82    631.3 Вячеслав Иванович Черноиванов, Василий Петрович Андреев ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН Заведующая редакцией JI. И. Чичева Редактор С. А. Карпушин Художник Р. Р. Вейлерт Художественный редактор Н. М. Коровина Технический редактор Н. В. Новикова Корректоры: И. Н. Молод кина, О. П. Зайцева, Т. Г. Васильева ИБ № 3320 Сдано в набор 07.07.82. Подписано к печати 22.12.82. Т-18473. Формат 60X90Vi6. Бумага тип. № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. Уел. печ. л. 18. Уел. кр.-отт. 18,25. Уч.-изд. л. 21,19. Изд. № 274. Тираж 11 000 экз. Заказ № 411. Цена 1 р. 10 к. Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Колос», 107807, ГСП, Москва, Б-53, ул. Садовая-Спасская, 18. Московская типография № 11 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва, 113105, Нагатинская ул., 1. © Издательство «Колос», 1983 Введение Постановлением ЦК КПСС й Совета Министров СССР «О мб-рах по повышению эффективности использования сельскохозяйственной техники, улучшению ее сохранности, обеспечению колхозов и совхозов кадрами механизаторов и закреплению их в сельском хозяйстве» предусмотрено значительно увеличить объем работ по ремонту сборочных единиц, агрегатов машин и оборудования с доведением их поелеремонтного срока службы до 80% от срока службы новых, создать на индустриальной основе крупные специализированные предприятия для восстановления изношенных деталей. В целях более полного удовлетворения потребности народного хозяйства в запасных частях за счет увеличения объема восстановления деталей на специализированных предприятиях предусматривается дальнейшее развитие производственных мощностей по восстановлению отработавших свой ресурс деталей сельскохозяйственной техники. Ресурс машин и агрегатов зависит главным образом от небольшого числа деталей. Например, ресурс двигателя ограничивают в первую очередь повреждения и износ блока цилиндров, поршня, гильзы,- шатуна, пальца, головки цилиндров, коленчатого вала, маховрка; ресурс шасси — опорных катков, роликов, ведущих и направляющих колес, корпусов трансмиссии и ходовой части. Государственным Всесоюзным научно-исследовательским технологическим институтом ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ), Всесоюзным научйо-производствен-ным объединением по восстановлению изношенных деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин (ВНПО «Рем-деталь»), отраслевыми лабораториями Ленинградского и Кишиневского сельскохозяйственных институтов, Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства, Московского института инженеров сельскохозяйственного производства, Саратовского института механизации сельского хозяйства, ремонтными предприятиями и другими организациями разработаны и внедрены в производство современные технологические процессы, оборудование и оснастка для восстановления названных выше деталей, комплект оборудования и оснастки для ремонта резьбовых отверстий и изготовления резьбовых спиральных вставок. В настоящее время серийно производятся комплекты оснастки для устранения трещин в корпусных деталях фигурными вставками и резьбовые спиральные вставки. Разработаны новые способы восстановления наружных и внутренних поверхностей цилиндрических деталей, шестерен, шлицевых валов, посадочных отверстий в корпусных деталях электроконтактной приваркой металлического слоя или газотермическим напылением. Для реализации этих способов создано принципиально новое оборудование и подготовлено его серийное производство. Внедрены в производство поточно-механизированные линии восстановления ряда важнейших деталей тракторов. Все эти новшества призваны помочь осуществлению технического перевооружения ремонтных предприятий в соответствии с новыми требованиями. Поэтому первоочередная задача сейчас— оказание технической помощи ремонтным предприятиям во внедрении имеющегося арсенала новых разработок, распространение существующих поточных линий, что будет способствовать значительному увеличению объемов ремонтного производства, созданию и совершенствованию его материально-технической базы. Все это позволит снизить себестоимость ремонта машин и повысить ритмичность производства. В настоящей работе изложены основы новых и перспективных способов, прогрессивных технологических процессов и основных организационных принципов восстановления деталей1, что, по мнению авторов, должно способствовать ускорению их внедрения в производство. , Новые процессы восстановления деталей Экономические и технические основы восстановления деталей Восстановление деталей — технически обоснованное и экономически оправданное мероприятие. Восстановление деталей позволяет ремонтно-обслуживающим предприятиям и мастерским хозяйств сокращать время простоя неисправных машин, повышать качество их технического обслуживания и ремонта, положительно влиять на улучшение показателей надежности и использования машин. Экономическая сторона проведения работ по восстановлению деталей заключается в снижении себестоимости ремонта как агрегатов, так и машин за счет сокращения затрат на новые запасные части, а также в сокращении производственных затрат при эксплуатации машин в хозяйствах. Стоимость запасных частей составляет значительную часть в себестоимости капитального ремонта машин, которая достигает в целом по стране 48... 70%, увеличиваясь, как правило, с повышением конструктивной сложности машин (для СК-5 «Нива» — 51,9%, К-700—60,6%, ЗИЛ-130—61,1%, Т-150К—72,2%). В областях Нечерноземья эта доля в ремонте даже более простых тракторов, как ДТ-75 и МТЗ-50, также высока и составляет соответственно 56,5 и 49,1%. Это свидетельствует о значительных возможностях снижения себестоимости ремонта машин за счет сокращения этой статьи расходов путем восстановления бывших в работе деталей. Изучение состояния деталей ремонтируемых тракторов показывает, что во многих случаях процент одноименных деталей, годных для эксплуатации без ремонта, составляет 20... 45, подлежащих ремонту и восстановлению — 40 ... 60, негодных для восстановления— 9... 20%. Это относится к базовым и корпусным деталям (включая такие, как блоки и головки цилиндров, коленчатые валы, шатуны, корпуса водяных насосов и другие детали) и характеризует довольно высокую интенсивность их замены. Выраженная денежными затратами, отнесенными к межремонтной наработке, при текущем ремонте тракторов она находится в таких же пределах. Все это говорит о значительных размерах ремонтного фонда деталей, содержащих большое количество остаточного общественного труда, пренебрегать которым нецелесообразно. На основе этих исходных данных могут быть определены теоретически возможные объемы восстановления деталей на перспек-тниу. Число важнейших поставляемых и восстановленных деталей в 1978 г. приведено в таблице 1. В последующие годы объем восстановленных деталей значительно увеличился. Сокращение в 5... 8 раз числа операций при восстановлении по сравнению с изготовлением и в 20... 30 раз расхода металла и материалов позволило получить немалый экономический эффект, так как себестоимость восстановления многих деталей составляет 60...80% стоимости новых. При этом сэкономлено большое количество металла и топлива. Таблица 1. Соотношение поставляемых и восстанавливаемых деталей (на примере 1978 года) Число, тыс. Наименование деталей поставлено новых восстановлено Блоки автомобильных и тракторных двигателей Коленчатые валы автомобильных двигателей Головки блоков цилиндров автомобильных и тракторных двигателей Шатуны автомобильных и тракторных двигателей Звенья гусениц тракторов класса 30 кН* Катки опорные тракторов класса 30 кН Балансиры внутренние и внешние * С 1 января 1982 г. — класс тяги 3 (тяговое усилие 30 кН). Доля затрат на восстановление деталей по отношению к стоимости новых составляет сейчас в целом по стране 10... 12%, но она может быть 25... 30% за счет повышения охвата восстановлением имеющегося ремонтного фонда. В самом деле, восстановление даже таких дефицитных деталей, как головки цилиндров, сейчас составляет не более 50% возможного их числа, поршневых пальцев — 20%, опорных катков гусеничных тракторов — 65%. Увеличение объемов восстановления деталей позволит существенно снизить затраты на запчасти, а следовательно, и себестоимость ремонта машин. В целом же установлена общая закономерность снижения себестоимости ремонта гусеничных тракторов класса 30 кН (класс тяги 3) на 5,9 руб., а тракторов класса 14 кН (класс тяги 1,4) на 2,7 руб. при увеличении объема восстановления деталей на 10 руб. в расчете на каждые 100 руб. валовой продукции. Техническая сторона работ по восстановлению деталей состоит в обеспечении высокого качества деталей, необходимого для улучшения показателей надежности отремонтированных агрегатов и машин. Для этого надо восстановить геометрические параметры корпусных и базовых деталей. По двигателям — это блоки и головки цилиндров, коленчатые и распределительные валы, шатуны. По шасси — несущие элементы, корпуса трансмиссии, детали ходовой части. При ремонте и восстановлении деталей может производиться их модернизация: улучшаться геометрия посадочных и опорных мест; повышаться твердость и износостойкость рабочих поверхно* стей путем накатки, наклепа, нанесения твердых покрытий, покрытий из полимеров, что позволяет достигать не только исходного ресурса деталей, но и превышать его. В результате проводимых исследований и разработок подготовлены и прошли производственную проверку технологии элек-троконтактной приварки проволоки на изношенные поверхности, ленты, напекания специальных порошков, наплавки твердых сплавов, газопламенного напыления и индукционной приварки порошковых материалов, которые заложены в типовые процессы восстановления деталей с малыми износами (до 1 мм) и позволяют получать долговечность деталей выше, чем новых. Для восстановления деталей, имеющих значительные износы, разработанными процессами предусматриваются электрошлаковая наплавка, заливка жидким металлом, пластическая деформация. Особое внимание должно уделяться макрогеометрии корпусных деталей тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных машин, обеспечивающей надлежащее взаимное расположение высо-конагруженных и точных сопрягаемых деталей. Исследованиями установлено, что при отклонениях положения даже новых деталей от заданного в результате нарушения геометрических параметров корпусов послеремонтный ресурс агрегатов трансмиссии составляет лишь 30... 40% от доремонтного. Поэтому во всех корпусных деталях проверяют и устраняют износы посадочных отверстий, их несоосность, нарушение межцентровых расстояний. На ремонтных предприятиях из-за трещин выбраковывают до 20% блоков и головок цилиндров, корпусов сцеплений, коробок передач и других корпусных деталей. При ремонте таких деталей вместо холодной и горячей сварок, приводящих к возникновению остаточных напряжений, а следовательно, короблению и образованию новых трещин, наиболее целесообразно применять бессва-рочные методы — в частности технологию стягивания кромок трещин с помощью фигурных вставок или установку на пробоины заплат на полимерной основе. В резьбовых отверстиях износы и повреждения, достигающие в алюминиевых корпусах 30 ... 35% , а в чугунных — 10 ... 12%, устраняют путем установки спиральных вставок из хромоникеле-иой проволоки, в связи с чем прочность восстановленных резьб возрастает в два раза. В целях дальнейшего распространения наиболее перспективных бессварочных методов ремонта корпусных деталей, позволяющих значительно упростить технологию, повысить качество и снизить расход запасных частей. Уже разработана система ремонтных размеров для деталей двигателей, шасси и топливных насосов, применение которой позволяет получить высокий экономический эффект. Например, использование при ремонте двигателей СМД-14 и Д Г,0 деталей ремонтного размера восьми наименований, включая и к л л дыши коренных и шатунных подшипников, увеличенные по наружному диаметру на 0,5 мм, подшипники распределительного вала, седла клапанов и другие, позволяет улучшить качество и снизить затраты на ремонт двигателя в сравнении с ремонтом соответствующих деталей путем наплавок. Как показали исследования, внедрение новой технологии с применением указанных методов ремонта деталей сокращает отказы цилиндро-поршневой группы на 57%, системы топливоподачи на 29%, трудоемкость и материальные затраты на устранение отказов на 35%. Вместе с тем следует отметить, что в современных тракторах, автомобилях и сложных сельскохозяйственных машинах значительно повышены требования к точности обработки, шероховатости деталей, которые во многих случаях не могут быть обеспечены существующим универсальным металлорежущим оборудованием. В связи с этим для укомплектования поточно-механизированных линий восстановления основных деталей промышленность поставляет ремонтным предприятиям специальные станки, металлорежущий инструмент, технологическую и контрольно-измерительную оснастку. Особое внимание при создании новых технологий и ремонтнотехнологического оборудования должно уделяться процессам нанесения покрытий, что объясняется их определяющим значением для восстановления. В-настоящее время 75... 80% валового объема и 90... 95% ПО' номенклатуре деталей восстанавливают дуговой сваркой и наплавкой. Процесс дуговой наплавки энергоемкий и трудоемкий, вызывает нагрев деталей, их коробление и отпуск. Около 45% наплавленного металла затем превращается в стружку при механической обработке. На этих операциях используется дорогое металлорежущее оборудование, занято много станочников. Новые способы восстановления деталей этих недостатков не имеют. Реализация их требует организованного проведения технической подготовки, в первую очередь разработки ремонтных чертежей и технологических процессов восстановления деталей. Ремонтные чертежи имеются на утвержденную номенклатуру тракторов и зерноуборочных комбайнов основных марок. Технологические процессы ремонта и восстановления имеются для основных деталей, в том числе для блока цилиндров, головки цилиндров, коленчатого вала, гильзы; шатуна,-поршневого пальца, клапана, маховика, корпусов заднего моста, коробки передач и др. В дальнейшем предусматривается расширение номенклатуры восстановления деталей и совершенствование существующих процессов с применением групповых методов восстановления деталей, имеющих конструктивное подобие, на механизированйых линиях. Предусматривается объединение в единый поток технологических процессов восстановления деталей с общими процессами ремонта агрегатов и машин. Для обеспечения стабильности технологических процессов и достаточно высокого качества выпускаемой продукции при максимально возможном снижении расхода материальных и денежных средств намечается индустриализация производства за счет дальнейшей концентрации и специализации. Только на крупных предприятиях возможно создание соответствующих технических служб, применение дорогостоящих специальных металлорежущих станков, других технологических средств и измерительных устройств. В целях организованного внедрения индустриальных методов восстановления деталей ВНПО «Ремдеталь» разработана и издана перспективная схема развития производства по восстановлению деталей. Этой схемой предусматривается создание как специализированных предприятий по восстановлению деталей с программами 1,5; 3,0; 10 млн. руб., так и специализированных цехов при ремонтных заводах и специализированных мастерских с программами от 0,5 до 2,5 млн. руб. Организация производства восстановления деталей при действующих предприятиях по ремонту сельскохозяйственной техники позволит обеспечить их необходимым ремонтным фондом восстанавливаемых деталей. Среди большого числа предприятий по восстановлению деталей лишь немногие из них имеют программу свыше 1 млн. руб. Средний объем восстановления пока не достигает уровня, предусмотренного перспективной схемой. Средний уровень концентрации произодства при восстановлении важнейших деталей также невысокий. Анализ данных показывает также, что существующие цехи восстановления изношенных деталей (ЦВИД) не имеют необходимого уровня специализации. Согласно перспективной схеме развития производства по восстановлению деталей, примерно половина объема работы должна выполняться на поточно-механизированных линиях. В связи с этим разработан и внедрен в производство ряд поточно-механизированных линий. Анализ результатов деятельности предприятий показывает, что с увеличением их концентрации улучшается использование производственных мощностей. Если при объеме производства до 100 тыс. руб. съем продукции с 1 м2 производственной площади гоставляет 219 руб., то при объеме производства 250... 500 тыс. руб. съем достигает 450 руб., а свыше 1000 тыс. руб. — 745 руб. Все это свидетельствует о необходимости осуществления соот-ипствующей перестройки производства восстановления деталей с планомерным и пропорциональным развитием его отраслей и во изаимоувязке с перспективой развития ремонтно-обслуживающей базы сельского хозяйства. Мастерские хозяйств и станции технического обслуживания (ОТО) проводят большие объемы работ по техническому обслу-жниаиию и текущему ремонту с использованием сборочных единиц и агрегатов, отремонтированных на специализированных ремонтных предприятиях. Они оснащены универсальным оборудованием, но не имеют специализированного высокопроизводительного оборудования для восстановления деталей. Поэтому в мастерских хозяйств и на СТО восстановление сложных и точных деталей нецелесообразно. Детали, которые требуют для восстановления выполнения сложных операций высокой точности, должны направляться на специализированные ремонтные предприятия. В связи с этим возникает новая проблема сбора, хранения и транспортирования ремонтного фонда, как одна из важнейших сторон организации этого производства. Сложность проблемы состоит в том, что около 60% ремонтного фонда образуется при v устранении отказов и текущем ремонте машин. Например, по балансирам, опорным каткам и звеньям гусениц тракторов класса 30 кН объемы ремонтного фонда от текущего ремонта составляют соответственно 55, 57 и 69%. Концентрация и специализация производства восстановления деталей создает определенные трудности их сбора и доставки в ремонт. Недостатки в организации сбора ремонтного фонда деталей отражаются на загрузке поточных линий восстановления. На основе изучения опыта можно видеть, что сбор ремонтного фонда деталей следует осуществлять по двум каналам с разработкой и внедрением специальных систем: а)    через организации материально-технического снабжения Госкомсельхозтехники СССР от станций технического обслуживания и мастерских общего назначения Госкомсельхозтехники, колхозов и совхозов, а также от организаций других министерств и ведомств с оплатой остаточной стоимости деталей, которая должна определяться соответствующими нормативами по согласованию с Министерством сельского хозяйства СССР; б)    путем кооперирования поставки ремонтного фонда деталей крупными специализированными ремонтными предприятиями по хоздоговорам непосредственно предприятиям, занимающимся централизованным восстановлением деталей. Восстановление деталей сваркой, наплавкой и напылением Сварка стальных и чугунных деталей Сварка стальных деталей. Ручная сварка малоуглеродистых и низколегированных сталей подробно описана в технической литературе. Высокое качество сварки и наплавки стальных деталей в большой степени зависит от содержания в них углерода и легирующих элементов. Малоуглеродистые и низколегированные стали с содержанием углерода до 0,2% и легирующих элементов до 5% сваривают без затруднения, обычным способом. Сварка сталей, содержащих углерода более 0,35% и легирующих элементов более 8%, приводит к увеличению закаливающих свойств стали, возникновению трещин и ^статочных напряжений. При сварке таких сталей не допускаются поры, непровары, шлаковые включения. Переход от изделия к поверхности наплавленного слоя должен быть плавным. Многослойную наплавку следует вести так, чтобы при наложении последующего слоя предыдущий не успевал охладиться до температуры менее 200 °С. Стали, легко подвергающиеся закалке, предварительно подогревают до температуры 200 ... 250 °С. Среднеуглеродистые и низколегированные стали сваривают и наплавляют преимущественно электродами типа Э-42 или Э-46. Наилучшие результаты при сварке конструкционных сталей дают электроды типа Э-42А. Быстроизнашивающиеся поверхности деталей, работающих в абразивной среде, а также деталей, имеющих высокую твердость, рекомендуется наплавлять электродами типа Т-590, Т-620, 13кН. Они позволяют без термической обработку получать твердость металла шва до HRC 56 ... 62. Режимы сварки и наплавки среднеуглеродистых и низколегированных сталей приведены в таблице 2. Цементованные поверхности деталей с высокой твердостью рекомендуется восстанавливать электродами 03H-400 и ЦЧ-4. Твердость наплавленного слоя при этом без термической обработки достигает HRC 45... 55. Таблица 2. Режимы сварки и наплавки среднеуглеродистых и низколегированных сталей Толщина свариваемого металла, мм Диаметр электрода, мм Сила сварочного тока, А Детали сельскохозяйственной техники, работающие в условиях абразивного изнашивания, часто изготавливают из высокомарганцовистой стали Г-13, содержащей 1,5% углерода и 13% марганца. При нагревании этой стали выше температуры 1200 °С и медленном охлаждении в результате образования карбидов марганца она становится хрупкой, появляются трещины. Сварку и наплавку этих сталей рекомендуется производить широкими валиками и короткими участками с охлаждением водой. Для сварки высокомарганцовистых сталей применяют электроды ОЗЛ-4 со стержнем из проволоки Св-10Х20Н15 или ЦЛ-2М, ЦЛ-2АЛ со стержнем из проволоки Св-04Х19Н9, для наплавки применяют электроды ОМГ-Н со стержнем из проволоки 08НЗ. Сварку веду^ на постоянном токе обратной полярности и плотности 10... 12А/мм2 сечения электрода. В качестве оборудования для ручной сварки и наплавки в условиях ремонтных предприятий применяют: сварочные трансформаторы типов СТН, ТСК, ТД, ТС, СТШ, ТС-300, ТС-500, ТСМ-500 с конденсаторами ТСК-300, ТСК-500, с подвижным шунтом СТШ-300, СТШ-500.; сварочные преобразователи ПСО-ЗОО-З, ПС-500, ПСО-500, ПСУ-300, ПСУ-500; сварочные селеновые выпрямители ВСС-120А, ВСС-300-3, универсальные ВСУ-300, ВСУ-500, специальные ВКСМ-1000-1, ВДМ-1601, ВДМ-3001. Для сварки в полевых условиях применяются передвижные сварочные агрегаты (с двигателем внутреннего сгорания) АСБ-300-4, АСБ-300-7. Сварка чугунных деталей. Большинство корпусных, базовых и других деталей сельскохозяйственной техники изготавливают из серого чугуна СЧ18-36. Наибольшее распространение при устранении дефектов (трещин, пробоин, отколов) получила сварка. Серый чугун — трудносвариваемый материал. Трудность процесса сварки серого чугуна обусловлена его химическим составом, структурой и особыми механическими свойствами. Кроме того, чугунные детали, бывшие в эксплуатации, содержат в порах большое количество посторонних материалов, особенно масла, проникающего на значительную глубину, что ухудшает условия сварки. Сварка чугунных деталей может осуществляться как холодным, так и горячим способом. Холодная сварка чугуна находит все более широкое применение на ремонтных предприятиях. При холодной сварке чугуна применяют либо специальные сварочные материалы, либо специальные приемы сварки (например, метод отжигающих валиков). Для механизированной сварки корпусных деталей из чугуна любых марок получила распространение созданная Институтом электросварки им. Е. О. Патона самозащитная проволока ПАНЧ-И, с помощью которой можно высококачественно устранять различные дефекты корпусных деталей. Используя ПАНЧ-11, можно ремонтировать отверстия под штифты и болты крепления с сорванной резьбой, вести сварку серого, ковкого и высокопрочного чугуна и их комбинации, в том числе и со сталью. Трещины, пробоины и другие дефекты заваривают в такой последовательности. Моют чугунную корпусную деталь, устанавливают ее в кантователь или на стол, зачищают поверхность до металлического блеска по обе стороны трещины на ширину 10...    20 мм, определяют границы трещины (рис. 1). Зачистка производится электрической шлифовальной машиной, шлифовальным кругом ПП110X40X10 или пневмошлифовальной машиной ИП2009Д с шлифовальным кругом ПП110x20X20. Определив Границы трещины, на расстоянии 6... 10 мм от видимого конца в иимрммлгнни ее рпэпитня сверлят сквозные отверстия диаметром 3...4    мм, примени и сверлильную электрическую машину, патрон 10-2а или сверлильную пневматическую машину ИП-1011, сверлильный патрон П-18, сверло 4 мм. После зачистки поверхностей разделывают трещины, причем сквозные трещины в тонких стенках— с одной стороны, в толстых — с двух сторон (рис. 2). Трещину в перемычках между отверстиями обрабатывают с двух сторон по всей ее высоте. Несквозные трещины разделывают до целого металла. Разделку трещин выполняют фрезерованием и использованием ручной сверлильной пневматической машины ИП-1011, сверлильного патрона П-18, фрезы концевой 4. При разделке прорезным камнем применяется пневмошлифовальная машина ИП-2009А. Для получения усиленного сварного шва при сварке наиболее ответственных участков детали применяют более сложную форму разделки дефекта (рис. 3). При наличии пробоин зачищают от коррозии поверхность по всему периметру пробоины, запиливают острые кромки и вырезают накладку по форме пробоины из стали 3 толщиной 2... 3 мм с таким расчетом, чтобы кромки пробоины были перекрыты на 10,.. 15 мм. Рис. 4. Последовательность заварки трещины. 25 JП?Я 7/7 ?5 .7/7 95 .7/7 Р5...30 ж
С я
Рис. 3. Разделка трещин для усиленного шва: а — сверление отверстий на концах трещины; б — сверление отверстий вдоль трещины и продольная разделка; в — поперечная разделка трещины. Все подготовительные операции выполняют без применения охлаждающей жидкости. Заварку трещин на стенках чугунных деталей и в перемычках между отверстиями самозащитной проволокой ПАНЧ-11 производят открытой дугой на постоянном токе прямой полярности. Вылет электрода должен составлять 15...    20 мм. При сварке самозащитной проволокой ПАНЧ-11 рекомендуется применять следующие наиболее оптимальные режимы: диаметр проволоки 1,2 мм, сварочный ток 80... 180 А, напряжение дуги 14... 18 В, скорость подачи проволоки 110...    120 м/ч, скорость сварки 4 ... 5 м/ч. Трещины заваривают участками, длиной 30 ... 50 мм с проковкой и охлаждением каждого участка до температуры 50...60°С двумя способами по схеме, изображенной на рисунке 4. Заварка трещин со сложной формой разделки также производится участками длиной 30 *.. 50 мм с проковкой и охлаждением до температуры 50...60°С в порядке, указанном на рисунке 5. Заплаты приваривают вразброс участками длиной 30 ... 50 мм по контуру заплаты. Каждый следующий участок начинают заваривать после проковки и охлаждения предыдущего до температуры 50...60°С. Для сварки используют полуавтоматы типа ПДПГ-500, ПДГ-ЗОО* ПДГ-301, А-547, А-825М и другие в комплекте с выпрямителем ВС-300 или аналогичными. Механические свойства металла сварного шва следующие: предел прочности на разрыв до 500 МН/м2, предел текучести до 300 МН/м2, удлинение до 20%, твердость НВ 160 ... 180. На узком участке околошовной зоны наблюдается повышение твердости до НВ 280... 310. Прочность сварных соединений на разрыв не ниже 95% прочности основного металла. Положительные результаты позволяет получать при заварке трещин, в том числе и в перемычках между отверстиями, полуавтоматическая сварка в среде аргона А проволокой МНЖКТ-5-1-02-02 диаметром 1,0... 1,2 мм. Сваривают током обратной полярности 80... 120 А, при напряжении 20 ... 25 В, с последующей Рис. 5. Порядок заварки трещины со сложной формой разделки. проковкой при скорости подачи проволоки 7...И м/мин. Расход аргона — 6... 9 л/мин. Сварку можно производить с помощью полуавтоматов А-547У, А-825М, ПДГ-301 или установки типа УДГ. Сварные соединения высокого качества при холодной свар: ке чугуна получают за счет применения специальных электродов МНЧ-2, изготовленных из монельметалла (70% никеля и 26% меди, остальное — железо и марганец). Такое сварное соединение не имеет пор и раковин, пластично, отсутствует зона отбела. Поэтому электродами МНЧ-2 можно устранять почти все дефекты: трещины, износы поверхностей отверстий, сколы. Однако твердость шва в этом случае ниже твердости металла. Получили распространение при сварке чугуна также медножелезные электроды ОЗЧ-2, изготовленные из медного стержня с фтористо-калиевым покрытием, в которое добавляют 50% железного порошка. Они дешевле электродов МНЧ-2, но в процессе сварки наблюдается наиболее выраженный отбел в околошовной зоне. С целью получения наплавленного слоя с требуемым качеством и экономией дорогостоящего материала можно применять комбинированную сварку электродами различных марок. При этом первый слой на кромках трещины наносят проволокой ПАНЧ-11, электродами МНЧ-2 или ОЗЧ-2, а последующие слои — стальными электродами ЦЧ-ЗА, ЦЧ-4, УОНИ-13/45. Можно также первый слой наложить электродами МНЧ-2, второй—электродами ОЗЧ-2. Такие сочетания позволяют получить наплавленный слой с требуемой твёрдостью. При заварке трещин упомянутыми выше электродами рекомендуется применять следующую силу сварочного тока (для диаметра электрода 4 мм): для электродов ЦЧ-ЗА, ЦЧ-4 — 90 ... 120 А; ОЗЧ-2 — 120 ... 140 А; УОНИ-13/45 — 130 ... 150 А; МНЧ-2—110... 130 А. При сварке методом наложения отжигающих валиков трещины предварительно зачищают. С кромок трещины снимают фаски (для толстых наружных стенок деталей) и ведут сварку стальными электродами марок УОНИ-13/45 или ОММ-5 диаметром 4 мм короткими участками длиной 30... 60 мм вразброс с перерывами для охлаждения, чтобы уменьшить внутренние напряжения, которые могут привести к растрескиванию сварного шва. Стальные электроды для сварки рекомендуется выбирать с содержанием в них углерода не выше 0,1%. Сварной шов по химическому составу представляет собой высокоуглеродистую сталь, механические свойства шва близки к механическим свойствам чугуна. Вследствие высокой температуры в зоне сварки и быстрого охлаждения в зоне сплавления образуются хрупкие ледебуритная и мартенситная структуры, обладающие высокой твердостью. Холодную сварку чугуна стальными электродами следует применять в крайних случаях, когда отсутствуют специальные сварочные материалы, описанные выше. Горячая сварка чугуна начинается с того, что детали нагревают до температуры 600... 650 °С в нагревательных печах, затем в специальных термосах заваривают трещины, пробоины, сколы и другие дефекты электродуговой или газовой сваркой. Присадочный материал — чугунные прутки марки А того же химического состава, что и детали. При сварке применяют специальный флюс ФСЧ-1. Можно также прйменять в качестве флюса техническую буру или 50%-ную смесь углекислых калия и натрия. Охлаждение детали ниже 500 °С не допускается. После заварки трещин и пробоин чугунную деталь вновь помещают в печь и вместе с ней охлаждают со скоростью 50... 100°С в час для нормализации и снятия внутренних напряжений. После горячей сварки сварной шов имеет достаточно однородные структуру и химический состав, на линии сплавления отсутствуют хрупкие структуры отбеленного чугуна, соединение имеет высокую механическую прочность. Высокая трудоемкость и тяжелые условия труда сварщика ограничивают применение этого способа. Несмотря на это, учитывая высокое качество соединения, в отдельных случаях, особенно при ремонте тонкостенных корпусных деталей, этот способ незаменим. При ремонте чугунных деталей можно применять пайко-свар-ку, исключающую отбел в зоне сварного соединения. Для этого применяют латунные припои JTOK59-1-03, JIOMHA-49-1-10-02 и JIK-62-05. Наряду с латунными применяют также цинковый Ц1 и медно-цинковые ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54 припои, однако механические свойства сварных соединений с использованием цинковых и медно-цинковых припоев ниже латунных. При сварке и наплавке чугунных деталей медными сплавами медь проникает в свариваемый чугун на глубину до 0,5 мм и повышает тем самым механическую прочность соединения, достигая прочности соединения на разрыв свыше 200 МН/м2. Пайко-сварка ведется при температуре 700 ... 750 °С. Такое снижение рабочей температуры получено за счет применения специальных поверхностно-активных флюсов ФПСН-1 и ФПСН-2. Активное флюсование обеспечивает высокую смачиваемость чугуна припоем. Применяют также флюсы ФНЧ-1 , ФСЧ-2, МАФ-1, ЗП-19, АНП-2, АН-ШТ-1, АН-ШТ-2, № 209 и № 284. Аргонно-дуговая сварка Сварка в инертных газах заключается в том, что зона сварки и электрод защищаются инертными газами от соприкосновения с воздухом. В качестве защитных газов применяются аргон, гелий и их смеси. Наибольшее распространение для защиты при дуговой сварке получил аргон. Инертные газы вследствие ионизации создают лучшие условия для устойчивого горения дуги, обеспечивают надежную защиту расплавленного металла от воздействия кислорода и азота окружающего воздуха и тем самым создают возможность сварки некоторых трудносвариваемых металлов, в том числе алюминия и его сплавов, титана, латуни, бронзы, нержавеющих сталей и др. В ремонтном производстве аргонно-дуговая сварка наибольшее распространение получила для сварки алюминия и его сплавов. Материалы. Аргонно-дуговая сварка деталей из алюминия и его сплавов производится неплавящимися вольфрамовыми электродами ВЛ-10 с примесью 0,9... 1,1% лантана или ВТ-15 с содержанием 1,5... 2,0% окиси тория. Диаметр электродов от 1 до 5 мм. Вольфрамовый электрод затачивают в виде карандаша. Присадочным материалом из алюминиевых сплавов может быть проволока или полоса из того же сплава, что и основной металл. Допускается также применение алюминиевой проволоки марки АК, содержащей до 5% кремния. Оборудование. На ремонтных предприятиях используют специальные установки УДГ-301, УДГ-501, УДАР-500, предназначенные для сварки алюминия и его сплавов на переменном токе не-плавящимся электродом в среде артна. Подача защитного газа в этих установках производится автоматически с помощью электромагнитного клапана. Источником питания служит сварочный трансформатор СТЭ-34 с дросселем насыщения ДН-300-1. Для измерения расхода защитного газа применяют расходомеры РС-3 (3001); PC-3; PC-5; РКС-6,5; РКС-13, у которых пределы измерения по воздуху в одну минуту соответственно равны 1,7 ... 10,5; 3,3 ... 16,7; 10,5 ... 66,7; 3,3 ... 33,4; 8,3 ... 105 л/мин. Подготовка деталей к сварке. Поверхности алюминиевых деталей очищают от грязи и масла на 20... 30 мм по обе стороны трещины и зачищают до металлического блеска. На концах трещины необходимо просверлить отверстия диаметром 3 ... 5 мм. Детали с толщиной стенок до 3 мм заваривают без разделки фасок на кромках. У деталей с толщиной стенок 3 ... 6 мм на кромках трещин с одной стороны разделывают фаски под углом 70 ... 90° с притуплением вершины конуса радиусом, равным 2 мм. У деталей с Таблица 3. Характеристики горелок для аргонно-дуговой сварки алюминия и его сплавов Тип горелки Допустимый ток, А Диаметр вольфрамового электрода, мм Масса горелки, кг УДАР-300 (малая) УДАР-300 (большая) I РАД-200 ГРАД-400 АР-10 № 1 АР-10 № 2 АР-10 №3 толщиной стенок до 10 мм фаски на кромках трещин разделывают с одной стороны под углом 70... 90° с притуплением вершины конуса радиусом 3 ... 3,5 мм. У деталей с толщиной стенок 10...20 мм и более разделку фасок на кромках трещины производят с двух сторон под углом 70 ... 90° с притуплением вершины конуса радиусом 5 ... 6 мм. При наличии обломов подготовка кромок и поверхности деталей производится так же, как и при трещинах, в зависимости от толщины стенки, подлежащей сварке. На обломанной Части детали фаски снимают. Кромки, подлежащие сварке, должны быть чистыми, блестящими, не иметь следов масла и других загрязнений. Прихватывание обломанной части детали выполняется тем же присадочным материалом, что и основной шов, в тех местах, где оно будет перекрыто основным швом. ’ Крупногабаритные и тонкостенные детали типа головки цилиндров, крышки кожуха сцепления, корпуса колпака головки и других, изготовленных из алюминиевого сплава (силумина), рекомендуется предварительно заформовать, затем подогреть до 250... 300 °С и при этой температуре подавать на рабочее место сварщика. Режимы сварки. Режим сварки алюминия и его сплавов в среде аргона зависит от типа сварного соединения и толщины свариваемого металла. Таблица 4. Режимы сварки алюминия и его сплавов на подкладке из меди Тип сварного соединения Толщина свариваемого металла, мм Диаметр вольфрамового электрода, мм Диаметр присадочной проволоки, мм свароч-тока, А Расход аргона, л/мин Стыковое без разделки кро Стыковое с раз делкой кро Прц сварке встык или в отбортовку без присадочного материала сила сварочного тока снижается на 10... 15%. Сварка угловых швов встык с присадочным материалом требует повышения сварочного тока на 10... 15%. При сварке швов без подкладки сварочный ток должен быть ниже на 15 ... 25%. Длина сварочной дуги при сварке алюминия должна быть в пределах 1,5...3 мм. Диаметр дуги должен составлять 0,8... 1,5 диаметра электрода. 1 — свариваемая деталь; 2 — наплавленный металл; 3 — присадочный пруток; 4 — вольфрамовый электрод; 5 — горелка. Оптимальное расстояние от сопла горелки до сварного шва должно быть 10... 12 мм. Скорость подачи проволоки 20 ... 25 м/ч. Присадочный пруток во время сварки или наплавки следует держать под углом 10 ... 30°, а электрод под углом 70 ... 80° к плоскости сварки. Схема сварки в среде аргона приведена на рисунке 6. Диаметр отверстия сопла горелки должен соответствовать диаметру вольфрамового электрода. При диаметре вольфрамового электрода 1,5... 2; 2,5 ... 3; 4 ... 5; 6... 7 диаметр отверстия сопла должен быть соответственно равен 5... 7; 7 . .. 9; 9... 12; 12... 15. Кольцевые канадки на цилиндрических деталях из алюминиевого сплава можно заваривать плавящимся электродом из проволоки диаметром 0,2... 2,0 мм одинакового состава, что и наплавляемая деталь. Перед заваркой с кромок канавки снимают фаски на всю глубину канавки под углом 20 ... 30°. Канавку шириной не более 4    ... 5 мм заваривают за один проход. Канавки шириной более 5    мм заваривают валиками с таким расчетом, чтобы каждый последующий шов перекрывал предыдущий на 7з- Электродную про-
Рис. 7. Расположение оборудования на рабочем месте аргонно-дуговой сварки: / стол для электросварочных работ; 2 — поворотный винтовой стул; 5—шкаф управления; 4 — дрос-•ч'ль; 5 — трансформатор; 6 — баллоны для аргона; / бак для воды; 8 — устройство для хранения при-слдочпого материала; 9 — ящик с песком; 10 — стел-лижн для деталей; 11 — тумбочка для инструмента; 12шкаф для одежды; 13 — электропечь. волоку устанавливают на середине канавки, смещение в ту или другую сторону не допускается. Таблица 5. Режим заварки канавок Глубина канавки, мм ! i. тока, А Вылет электрода, Диаметр проволоки, Скорость сварки, м/ч Скорость подачи электродной проволоки, м/ч Расход аргона. л/мин Рабочее место для аргонно-дуговой сварки устраивается в отдельном помещении или отдельной кабине, изготовленной из металлических разборных щитов, и обеспечивается общей или местной отсасывающей и нагнетательной вентиляцией. Схема расположения оборудования на рабочем месте аргонно-дуговой сварки приведена на рисунке 7. Сварка и наплавка в среде углекислого газа Углекислый газ (С02) при этом методе сварки и наплавки подается в зону сварки, тем самым оттесняет воздух и предохраняет металл от воздействия кислорода и азота. Схема наплавки в углекислом газе приведена на рисунке 8. Наплавку в среде углекислого газа целесообразно применять для восстановления наружных и внутренних поверхностей деталей цилиндрической формы небольшого диаметра. Сварку в среде углекислого газа применяют при ремонте тонколистовых конструкций. Наибольшее применение этот сварочный процесс получил для заварки трещин и приварки заплат при ремонте облицовки, кабин тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин. Сварка и наплавка в углекислом газе осуществляются автоматическим и полуавтоматическим способами. При полуавтоматической сварке и наплавке механизированы только операции подачи углекислого газа и электродной проволоки, при автоматической сварке механизирована также операция перемещения электрода относительно детали. Материалы. Для сварки и наплавки в среде углекислого газа применяют проволоки следующих марок: Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС, Св-10ХГ2С, Св-18ХГСА, Нп-ЗОХГСА, ПП-АН4, ПП-АН5, ПП-АН8, ПП-ЗХ2В8Т, ПП-Р18Т, ПП-Х12ВФТ и другие. Выбор электродной проволоки производится по содержанию элементов раскислителей. Основные раскислители в проволоке для сварки и наплавки углеродистых и низколегированных сталей — кремний и марганец. Сварка и наплавка проволокой, не содержащей достаточного количества раскислителей и с большим содержанием углерода, сопровождается повышенным разбрызгиванием, металл шва становится пористым, появляется опасность возникновения трещин. Для обеспечения защитной среды углекислый газ получают обычно из пищевой углекислоты или специальной осушенной углекислоты. В баллонах содержится 20... Рис. 8. Наплавка в среде углекислого газа: 1 — электродная проволока; 2 — мунд-~ штук; 3 — сопло горелки; 4 — поток газа; 5 — наплавленный металл.
25 кг жидкой углекислоты под давлением 5,0... 6,0 МПа. В нормальных условиях из одного килограмма углекислоты при ее испарении получают 509 л С02. Оборудование. Для сварки и наплавки в среде углекислого газа выпускаются комплекты специального оборудования различных конструкций. В комплект входят автоматическая головка, подающий механизм, пульт управления, подогреватель, осушитель. Пост автоматической и полуавтоматической сварки и наплавки в углекислом газе, кроме узлов, входящих в комплект, дополнительно оборудуется понижающим редуктором, баллоном с СОг, резиновыми шлангами для подачи газа к горелкам, расходомером для определения расхода газа при сварке или наплавке. Для сварки и наплавки в углекислом газе используют аппараты А-547-Р, А-547-У, А-929, ПДПГ-300, А-577-У. Полуавтомат А-547-Р предназначен для сварки и наплавки электродной проволокой диаметром 0,5... 1,2 мм. Скорость подачи проволоки можно регулировать в пределах 120 ... 140 м/ч. В качестве источника питания полуавтомат комплектуется селеновым сварочным выпрямителем ВС-200, рассчитанным на номинальный ток 200 А и напряжение 17... 25 В. Полуавтомат А-547-У. Диаметр применяемой электродной проволоки 0,6... 1,2 мм. Скорость подачи ее 140... 600 м/ч. Номинальный сварочный ток 300 А. Источник питания — выпрямитель ВС-300. Полуавтомат обеспечивает качественную сварку металла толщиной 0,8 ... 4 мм. Полуавтомат А-929. Диаметр электродной проволоки 1...2 мм. Скорость подачи проволоки 120... 620 м/ч. Толщина свариваемого металла 1 ... 8 . мм. Номинальный сварочный ток питания дуги 350 А, напряжение 17... 30 В. А-929 работает от сварочного преобразователя ПСГ-500. Аппарат ПДПГ-300 работает с электродной проволокой диа- метром 0,8 ... 2 мм. Скорость ее подачи 90 ... 960 м/ч. Номинальный ток 300 А. Толщина свариваемого металла 0,8... 6 мм. Аппарат А-577-У работает с электродной проволокой диаметром 1,6... 2 мм. Скорость ее подачи 80... 600 м/ч. Ток питания дуги 500 А. Толщина свариваемого металла свыше 3 мм. Специально для сварки в среде углекислого газа выпускаются сварочные преобразователи ПСГ-300, ПСГ-500, сварочные выпрямители ВС-200, ВС-300, ВС-500, ВС-600 и др. Для поворота узлов и деталей в удобное для сварки или наплавки положение используют наплавочные станки или манипуляторы. Установки для автоматической наплавки в среде углекислого газа монтируют также на токарных станках. Наплавляемую деталь закрепляют в патроне станка, на суппорте станка устанавливают наплавочный аппарат, к которому подводят мундштук для подачи углекислого газа в зону наплавки. Для наплавки деталей используют любую автоматическую головку со специальным мундштуком. При выходе из баллона температура углекислого газа резко падает, так как жидкая углекислота испаряется и поглощает тепло. Снижение температуры углекислого газа может привести к замерзанию влаги и закупорке каналов вентиля и редуктора и перекрытию доступа газа к соплу горелки. В связи с этим углекислый газ подогревают с помощью электрических подогревателей. Для удаления влаги из углекислого газа применяют осушители. Реагенты (силикагель или медный купорос), заполняющие осушитель, нужно периодически (не менее одного раза в неделю) прокаливать при температуре 200... 250 °С в течение двух часов. Режимы сварки и наплавки. Качество сварного шва и наплав- . ленного слоя, их химический состав и структура зависят не только от материала наплавочной проволоки, но и от режимов сварки и наплавки. Основные параметры режимов: сила сварочного тока, напряжение дуги, диаметр, величина вылета и скорость подачи электродной проволоки, скорость сварки, расход углекислого газа. Сварка и наплавка в среде углекислого газа производятся на постоянном токе обратной полярности. Сварочный ток и диаметр электродной проволоки определяют в зависимости от химического состава и толщины свариваемого металла, числа слоев шва и применяемого сварочного оборудования. В зависимости от величины сварочного тока, напряжения дуги, диаметра и химического состава электродной проволоки выбирают скорость подачи электродной проволоки с таким расчетом, чтобы обеспечить устойчивое горение дуги. Вылет электрода должен быть в пределах 8... 14 мм. Он зависит от удельного электрического сопротивления проволоки, ее диаметра, силы тока и существенно влияет на качество сварного шва. Расход углекислого газа, достаточный для защиты зоны сварки от воздуха, составляет 7... 10 л/мин, с возрастанием плотности тока расход газа увеличивается.    # Таблица 6. Режимы сварки тонколистовой стали Толщина метал- Диаметр электродной проволоки, свароч-тока, А Напряжение дуги, В Скорость подачи проволоки, м/ч Скорость сварки, м/ч Механизированную наплавку в среде углекислого газа целесообразно применять для восстановления цилиндрических деталей диаметром 10... 40 мм и глубоких отверстий, когда затруднительно применять другие способы. Наплавку во всех случаях проводят при напряжении 17... 20 В, силе тока 7Ь... 90 А. Электродную проволоку применяют диаметром 0,8... 1,0 мм, вылет электрода составляет 8... 15 мм, смещение электрода должно быть в пределах 3... 8 мм, скорость подачи проволоки 175... 230 м/ч. Скорость наплавки — 35... 45 м/ч, шаг — 2,5— 3,5 мм, толщина наплавленного слоя достигает 0,8 ... 1,0 мм. Применяя данные режимы, этот способ широко используют для восстановления гладких и шлицевых валов. Наплавка деталей, для которых требуется высокая твердость (до HRC 50), осуществляется проволоками Нп-ЗОХГСА, Св-18ХГСА и другими с последующей закалкой токами высокой частоты. Наряду с проволокой сплошного сечения применяются порошковые проволоки с введением титана и углерода. Сварка и наплавка деталей под слоем флюса Способ сварки под слоем флюса заключается в том, что в зону дуги подают флюс, создающий шлаковую защиту. Под воздействием тепла флюс плавится и дуга между основным металлом и электродной проволокой горит под слоем расплавленного флюса, изолируя расплавленный металл ванны от окружающего воздуха. Схема процесса наплавки под слоем флюса приведена на рисунке 9. При перемещении детали относительно дуги ванна расплавленного металла остывает, после чего металл кристаллизуется и формируется шов. Флюс, закрывающий сварочную ванну, после затвердения металла остается жидким. Затем он затвердевает, образуя корку, которая легко удаляется. Сварку и наплавку под слоем флюса целесообразно применять для восстановления плоских и цилиндрических поверхностей крупногабаритных деталей. К таким деталям относятся: направляющие колеса, поддерживающие ролики, опорные катки гусеничных тракторов, коленчатые Рис. 9. Наплавка под слоем флюса: 1 — деталь; 2 — наплавленный слой; 3 — электрод; 4 — расплавленный флюс; 5 — ванна расплавленного металла; 6 — шлаковая корка; А •— смещение электрода с зенита. валы двигателей, шлицевые валы и другие подобные им детали. Материалы. Для автоматической сварки под слоем флюса применяют стальную сварочную проволоку типа Св без покрытия, изготавливаемую по ГОСТ 2246—70. В зависимости от химического состава проволока подразделяется на низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную. Марку проволоки выбирают в соответствии с химическим составом свариваемой стали. Например,, для сварки малоуглеродистых сталей применяют низкоуглеродистые проволоки Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-08ГС и др. Для механизированной наплавки выпускается специальная наплавочная проволока типа Нп диаметром от 0,3 до 0,8 мм. Наплавочную проволоку, так же, как и сварочную, разделяют на три группы: из углеродистой стали (8 марок) Нп-30, Нп-40, Нп-80, Нп-50Г и другие; из легированной стали (11 марок) Нп-ЮГз,. Нп-30Х5, Нп-ЗОХГСА, Нп-40Х32ВФ и другие; из высоколегированной стали (9 марок) Нп-2Х14, Нп-ЗХ13, Нп-4Х13, Нп-45Х4ВЗФ„ Нп-45Х2В8Т и др. Кроме проволоки сплошного сечения, для автоматической наплавки под слоем флюса применяют порошковые проволоки, позволяющие получать более высокое качество наплавленного слоя. Порошковые проволоки изготавливают как самозащитные, так и с дополнительной защитой зоны сварки флюсом. Для сварки и наплавки низкоуглеродистых сталей, применяют самозащитные проволоки ПП-АН1, ПП-1ДСК, ПВС-1Л. Наплавка под слоем флюса легированных и высоколегированных сталей производится проволоками ПП-ЗХ2В8, ПП-10ХВ14, ПП-2Г13А и др. При наплавке самозащитными проволоками ПП-ЗХ13-0, ПП-ЗХ4ВЗФ-0 твердость наплавленной поверхности достигает HRC 52 ... 56. Для наплавки больших поверхностей используют ленту толщиной 0,3... 1,0 мм, шириной 20... 100 мм из стали 50, 65, 65Г, 1X13, 2X13 и др. Для этих целей применяют также специально изготавливаемую порошковую ленту. При механизированной электродуговой наплавке углеродистых и низколегированных сталей применяют плавленые флюсы ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-348А, АН-348АМ; для легированных сталей—АН-22, АН-26, АН-10, АН-20, АН-60, АН-80, Нашли применение также керамические флюсы АНК-18, АНК-19, предназначенные для наплавки низкоуглеродистой проволокой Св-08, Св-08А. В состав этих флюсов вводят газозащитные, шлакообразующие, раскисляющие, легирующие, модифицирующие, связывающие элементы. С помощью керамических флюсов можно получать качественный наплавленный слой на открытом воздухе в сырую погоду. В то же время керамические флюсы имеют меньшую механическую прочность и большую гигроскопичность. Флюсы-смеси приготавливают, как правило, из плавленых и керамических флюсов. В зависимости от получения необходимых свойств в наплавленном металле применяют смесь флюсов АН-348А и АНК-18 в различных соотношениях. При восстановлении деталей наибольшее применение получили флюсы ОСЦ-45, АН-348А и АН-60. Оборудование. Для сварочно-наплавочных работ под слоем флюса при восстановлении деталей применяют автомат А-580М. Его используют для наплавки цилиндрических деталей диаметром выше 50 мм проволокой диаметром от 1,6 до 4 мм. Скорость подачи проволоки 78... 198 м/ч. При наплавке сила постоянного тока изменяется в пределах 200 ... 700 А. Для сварки и наплавочных работ под слоем флюса при восстановлении деталей могут применяться полуавтоматы ПШ-54, ПДШМ-500. Полуавтомат ПШ-54 предназначен для сварки и наплавки проволокой диаметром 1,6... 2 мм на постоянном или переменном токе до 600 А. Полуавтомат ПДШМ-500 предназначен для сварки проволокой диаметрами 1,5; 2,0; 2,5 мм на постоянном и переменном токе в пределах 180... 600 А. Автоматические и полуавтоматические сварочные головки обычно устанавливают на токарно-винторезных станках, переоборудованных применительно к определенному виду наплавки. На суппорте станка изолированно устанавливают сварочную головку и бункер для флюса. Для достижения необходимой частоты вращения детали станок оборудуют специальным редуктором. Источники тока при сварке и наплавке под слоем флюса — выпрямители ВС-300, ВС-600, ВС-1000, ВС-1000-2, ИПП-300, ВДГ-1001, ВДУ-1001, ВДУ-1601 и др. Могут применяться также сварочные преобразователи типа ПС-300, ПСУ-ЗОО* ПСГ-500 ПСУ-500. Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработаны на* плавочные станки общего назначения четырех типов: У-651 У-652, У-653, У-654. Станки У-653 и У-654 предназначены для на« плавки под слоем флюса порошковой проволокой цилиндрических, конических, шлицевых, наружных и внутренних поверхностей деталей диаметром 50 ... 800 мм, длиной до 1300 мм. Станок У-652 предназначен для наплавки, в том числе и под флюсом, коренных и шатунных шеек коленчатых валов диаметром до 100 мм, длиной до 1300 мм. При этом используют сплошную проволоку диаметром 1 ... 2 мм или порошковую диаметром 2,0 ... 2,5 мм. Станок У-651 применяют для наплавки открытой дугой изношенных поверхностей и шлицев деталей диаметром 20... 150 мм и длиной до 1300 мм, используя сплошную, проволоку диаметром 1 ... 2 мм или порошковую диаметром 2 ... 3 мм. Режимы сварки и наплавки. При ремонте и восстановлении деталей сварку и наплавку под слоем флюса производят чаще всего для плоских и цилиндрических поверхностей. Режимы наплавки характеризуются силой тока, напряжением, скоростью наплавки, материалом электродной проволоки и ее диаметром, скоростью подачи проволоки. Таблица 7. Основные параметры наплавки плоских поверхностей .Величина износа, мм Диаметр электродной проволоки, мм Сила тока, А Скорость подачи проволоки, м/ч Напряжение на дуге меняется в пределах 30... 36 В, скорость наплавки составляет 20... 30 м/ч. Вылет электрода для проволоки диаметром 2... 3 мм обычно принимают 20... 30 мм и для проволоки диаметром 4 ... 5 мм — 40 ... 50 мм. При наплавке применяют в основном постоянный ток обратной полярности. Таблица 8. Основные параметры наплавки цилиндрических поверхностей Диаметр детали, мм Сила тока, А Диаметр электродной проволоки, мм Скорость подачи проволоки, м/ч Наплавку плоских поверхностей производят через валик или отдельными участками с целью уменьшения коробления детали. Скорость наплавки устанавливают в пределах 16... 32 м/ч. С увеличением диаметра наплавляемой детали скорость наплавки возрастает. Напряжение на дуге принимают равным 26... 32 В. Шаг наплавки должен быть 3... 5 мм/об. При этом высота наплавленного слоя — 1,5 ... 3,0 мм. Вылет электрода принимают таким же, как и при наплавке плоских поверхностей, а диаметр проволоки выбирают в зависимости от диаметра детали или толщины стенки полой деталй. При восстановлении деталей сельскохозяйственной техники обычно применяют проволоку диаметром 1,2... 3,0 мм. Смещение электрода относительно зенита в сторону, противоположную вращению детали, принимают 5... 15 мм. При этом расплавленный флюс и металл удерживаются на поверхности детали, не растекаясь. Наплавка цилиндрических поверхностей, как правило, производится по винтовой линии с перекрытием предыдущего валика последующим на 1/2 ... 7з ширины. Предварительный подогрев при наплавке углеродистых и низколегированных сталей до температуры 250 ... 300 °С повышает содержание углерода в наплавленном слое на 0,01... 0,02% и уменьшает содержание закалочных структур в околошовной зоне. Проковка шва в процессе наплавки значительно улучшает структуру наплавленного слоя, повышая его твердость и износостойкость. Электроконтактная приварка металлического слоя Способы восстановления деталей электродуговой наплавкой иод флюсом, в защитных газах, вибродуговой наплавкой и другие, широко распространенные в ремонтной практике, имеют ряд существенных недостатков, особенно в случае восстановления деталей с малыми износами. Большинство таких деталей выбраковывают при износе посадочных мест не более 0,3 мм, а толщина наплавляемого слоя составляет 1...2 мм. При этом основная часть наплавленного металла затем снимается при механической обработке. Способы электродуговой наплавки также влекут за собой значительный нагрев и деформацию деталей. Одно из перспективных направлений восстановления деталей с малыми изно-с;1ми — применение электроконтактной сварки. Сущность процесса восстановления электроконтактной сваркой шключается в приварке мощными импульсами тока к поверхностям деталей стальной ленты, порошка или проволоки. В сварной точке, полученной от действия импульса тока, происходит pactum вление металлов ленты и детали. Металл ленты в этом слу-чт* расплавляется не по всей ее толщине, а лишь в тонком поверхностном слое в месте контакта детали и ленты. Слой привари-шиот ко всей изношенной поверхности регулируемыми импульсами тока, перекрывающимися точками, которые располагаются по винтовой линии. Перекрытие точек как вдоль рядков, так и между рядками достигается вращением детали со скоростью, пропорциональной частоте импульсов, и продольным перемещением сварочных клещей. G. целью уменьшения нагрева детали и улучшения закалки приваренного слоя в зону сварки подают охлаждающую жидкость. На рисунке 10 показана схема приварки металлической ленты к поверхности вала. Аналогично могут быть приварены к поверхностям различной формы и другие токопроводящие материалы: проволока, порошки металлов, сочетания порошковых материалов с лентой и т. п. Рис. 10. Приварка металлической ленты к поверхности вала: а — источник импульсов; в — перекрытие импульсов.
Регулируемые импульсы сварочного тока могут быть получены путем использования прерывателей, применяемых в контактных сварочных машинах, а также конденсаторных источников питания. Способ восстановления деталей контактным электроим-пульсным покрытием нашел наибольшее применение для восстановления посадочных мест валов, наружных цилиндрических поверхностей деталей, а также отверстий в чугунных и стальных деталях типа стаканов подшипников и других деталей, в том числе корпусных. Способ электроконтактной приварки металлического слоя нашел применение для восстановления резьбовых участков валов, штуцеров и подобных деталей. В связи с тем, что детали с наружной резьбой в большинстве случаев имеют небольшие размеры (от 14 до 30 мм), восстановление их существующими способами осложняется сильным нагревом. Кроме того, твердость наплавленного слоя не должна быть высокой. В наплавленном слое недопустимы неоднородность структуры, неметаллические включения, поры, так как при нарезании трудно получить качественную резь-бу. Способ восстановления наружной резьбы контактной сваркой основан на использовании сварочного тока для нагрева присадочной проволоки и детали и формировании сварного шва под давлением. При этом присадочную проволоку укладывают во впадины резьбы и зажимают проволоку и деталь между электродами сварочной машины. После включения сварочного трансформатора ток, проходя через место контакта проволоки с деталью, нагревает контактируемые поверхности до сварочной температуры. Благодаря сжатию электродов присадочная проволока полностью заполняет впадину между витками и сваривается с его боковыми гранями, образуя сварные соединения. Диаметр проволоки подбирают так, чтобы при нагреве и осадке проволока полностью заполняла впадину между витками и при этом оставался припуск на последующую механическую обработку. Наилучшие результаты достигаются в том случае, если диаметр присадочной проволоки или равен шагу резьбы, или больше его на 5 ... 10%. Схема процесса электроконтактной приварки проволоки к виткам резьбы представлена на рисунке 11. Для повышения износостойкости восстановленных деталей перспективными являются процессы приварки к изношенной поверхности порошковых твердых сплавов. Приварку твердых сплавов производят двумя способами. Рис. 11. Электроконтактная приварка проволоки к виткам резьбы: 1 — электрод; 2 — сварочный трансформатор; 3 — присадочная проволока; 4 — витки резьбы.
В первом случае порошок самотеком подается из бункера непосредственно на деталь и тут же приваривается импульсами тока. Во втором случае порошковый твердый сплав предварительно закрепляется с помощью клея на стальной ленте. Затем ленту с нанесенным на нее порошком приваривают к поверхности детали. В процессе приварки металл детали и ленты в точках контакта от нагрева размягчается и сплавляется. Твердые частицы под действием давления, приложенного к электродам, внедряются в поверхность ленты и детали. Таким образом, на поверхности детали образуется армированный упроченный слой, имеющий высокую износостойкость. Приварка порошковых твердых сплавов целесообразна для восстановления и упрочнения быстроизнашивающихся деталей, тнких, как оси качения, цапфы, оси сателлитов и др. При электроконтактной сварке распространение нагрева происходит на малую глубину, при сохранении неизменности химического состава металла, так как сварка завершается преимущественно в твердой фазе. Кроме того, при контактной сварке не требуются флюс и газы для защиты от вредного влияния воздуха. Материалы. Большое влияние на механические свойства покрытий (твердость и прочность сварного соединения) оказывает млтериал стальной ленты. Материал ленты следует подбирать с учетом твердости восстанавливаемых деталей, которая может быть различной в зависимости от назначения детали. Твердость приваренного слоя зависит от содержания углерода м материале ленты. С увеличением содержания углерода твердость повышается. Особенно высокую твердость обеспечивают хромистые и марганцовистые ленты. Оптимальным считают тот материал, который обеспечивает твердость приваренного слоя в соответствии с требованиями чертежа детали. При выборе материала ленты следут пользоваться данными, приведенными в таб- Таблица 9. Твердость приваренного слоя в зависимости от материала ленты Марка стали Твердость прива- 1 ренного слоя, HRC Марка стали Твердость приваренного слоя, HRC Сталь 20 Сталь 55 Сталь 40 Сталь 40Х Сталь 45 Сталь 65Г Для восстановления резьбовых участков валов применяют проволоку из малоуглеродистых марок стали. » Для восстановления деталей, работающих в условиях абразив-Hofo изнашивания, используют различные твердые сплавы кар-бидно-боридных соединений хрома или титана, в ряде случаев твердого сплава ВК6 или ВК8 грануляцией 250 .. .400 мкм. В качестве материалов для электродов используют специальные медные сплавы. Наилучший материал — бронза Бр. НБТ, а наиболее универсальный — бронза БрХКд— 0,5—0,3. Для этих целей могут быть использованы также хромовая бронза БрХ, хромоциркониевая бронза БрХЦр — 0,6—0,05, сплав Мц4, медь Ml. Оборудование. Для электроконтактной приварки металлического слоя ВНПО «Ремдеталь» разработано специализированное оборудование. Установка ОКС-011-1-02 ВНПО «Ремдеталь» предназначена для восстановления изношенных посадочных мест под подшипники деталей типа «вал». Установка работает в полуавтоматическом режиме и снабжена унифицированными узлами: вращателем, приводом подач, суппортом со сварочной головкой, прерывателем типа ПСЛ, пневмопинолью, пультом управления. Изношенные поверхности восстанавливают приваркой стальной ленты, проволоки, порошковых материалов. С помощью установки можно восстанавливать детали диаметром 20.. .150 мм, длиной до 2000 мм. За один проход может быть приварен слой толщиной 0,3... 1,5 мм. Частота вращения . шпинделя установки — 0,15... 15 об/мин, скорость перемещения сварочной головки — 9... 1800 мм/мин, максимальный ток 14 кА. Производительность установки 60... 80 см2/мин. Приварку зернистых тугоплавких соединений (карбидов, боридов и др.), а также металлокерамических твердых сплавов установка позволяет осуществлять под слоем металлической ленты, материал которой при этом является связкой. Установка ОКС-011-1-10 ВНПО «Ремдеталь» предназначена для восстановления изношенных шеек валов и осей, а также цилиндрических отверстий деталей. Установку монтируют на токарном станке 1К62. С помощью установки возможно восстанавливать детали с наружным диаметром 10...200 мм длиной до 1000 мм. Минимальный диаметр восстанавливаемого отверстия 70 мм, максимальная глубина—150 мм. Толщина привариваемой ленты-—0,1 ...0,5 мм. Установка ОКС-011-1-11 ВНПО «Ремдеталь» предназначена для восстановлеция изношенных цилиндрических поверхностей корпусных деталей. Конструктивная особенность установки — применение вращающихся сварочных клещей, электродные ролики которых под давлением обкатывают поверхность отверстий неподвижных деталей, что позволяет уменьшить габариты установки, применять унифицированные сборочные единицы и расширить технологические возможности. Используя эту установку, можно электроконтактной приваркой стальной ленты восстанавливать отверстия диаметром 80... 300 мм. Толщина привариваемого слоя — 0,3 ... 2 мм. Частота вращения шпинделя — 0,75 ... 75 об/мин, скорость перемещения сварочной головки — 9 ... 1800 мм/об. Максимальный ток — до 14 кА на каждой сварочной головке. Производительность установки — до 200 см2/мин. Установка ОКС-011-1-05 ВНПО «Ремдеталь» предназначена для восстановления способом электроконтактной приварки проволоки резьбовых участков валов. Конструктивная особенность установки — применение двухтрансформаторной схемы источника питания, что позволяет уменьшить габариты и вес подвижных элементов сварочной головки. Производительность установки при восстановлении резьбы — 30 ... 50 см2/мин, толщина привариваемого слоя проволокой — до 2 мм, частота вращения шпинделя — 0,75 ... 75 об/мин, скорость перемещения сварочной головки — 9 ... 1800 мм/мин. Установкой можно восстанавливать детали диаметром 14 ... 60 мм и длиной до 1000 мм. Режимы приварки. Режим наплавки обеспечивают регулируемыми электрическими и механическими параметрами. К электрическим параметрам относятся сила сварочного тока и длительность сварочного цикла. При недостаточной силе тока полной сварки ленты и детали в сварной точке не происходит. Увеличение силы тока и продолжительности сварочного цикла стабилизирует процесс сварки. При повышении этих параметров до значений, превышающих номинальные, появляются выплески металла и на поверхности восстанавливаемой детали образуются поры и трещины. К механическим параметрам относятся: частота вращения детали, подача электродов, усилие сжатия электродов. 11одача электродов, частота вращения детали и частота импульсов — важные параметры, соотношение которых следует подбирать так, чтобы обеспечить 6... 7 сварных точек на 1 см длины тарного шва. Этот показатель определяют методом подбора частоты импульсов на эталонных образцах при постоянной скорости их вращения. Подача электродов влияет на перекрытие сварных Таблица 10. Режимы приварки ленты Детали Показатели типа «вал»
корпусные
Сила сварочного тока, кА Длительность сварочного цикла, С Длительность паузы, с Скорость сварки, м/мин Подача электродов, мм/об Усилие сжатия электродов, кН Ширина рабочей части электродов, мм Диаметр электродов, мм Материал ленты Материал детали Расход охлаждающей жидкости, л/мин 7.8...8.0 0,120...0,160 0,08...0,1 0,5 Ручная 1.70...2.25 8 Сталь 20 Чугун 0418-36,21-40 0,5..Л,0 16,1...18,1 0,04...0,08 0,1...0,12 0,7...1,2 1,30...1,60 4 150...180 Сталь 40 ... 50 Сталь любая точек. Недостаточное перекрытие ухудшает Свариваемость привариваемого слоя с материалом детали. Повышенное перекрытие точек увеличивает зону отпуска, что приводит к уменьшению средней твердости приваренного слоя. При недостаточном усилии сжатия электродов на поверхности ленты и детали образуются эрозионные разрушения, сопровождающиеся сильным искрением в зоне контакта. С увеличением усилия сжатия электродов до определенной величины процесс приварки ленты улучшается. В приведенном в таблице 10 диапазоне усилий сжатия на поверхностях деталей наблюдается минимальное число пор, глубина вмятин — 0,08... 0,1 мм. Дальнейшее увеличение усилий сжатия электродов приводит к ухудшению качества сварки, деформации рабочей части и снижению стойкости электродов. При износе электродов происходит увеличение площади контакта электрода с деталью, что приводит к уменьшению плотности тока и давления электродов, ухудшая тем самым условия формирования сварного шва. Высокая плотность тока на контактирующих поверхностях вызывает нагрев и деформацию, а также способствует налипанию материала ленты на электроды. Поэтому электроды необходимо зачищать от налипшего металла и править профиль. При разработке технологического процесса восстановления резьбовых участков валов контактной сваркой следует установить правильное соотношение между усилием сжатия QCm и силой сварочного тока /св в зависимости от шага резьбы и диаметра детали. Оптимальная зависимость между силой сварочного тока и усилием сжатия выражается уравнением Qcm = 0,64'|//cB. Сила сварючного тока должна быть такой, чтобы создать высокую температуру в месте контакта проволоки с деталью, достаточную для сварки металла в твердой фазе, но в то же время не расплавить витки. Усилие сжатия приводит проволоку и деталь в тесное соприкосновение, способствуя разрыву оксидных пленок и слоев адсорбированных газов, обеспечивает возможность сварочного процесса и оказывает значительное влияние на качество сварного соединения. Между усилием сжатия и площадью контакта проволоки с деталью установлено соотношение P = Qcm/F= =0,8 ... 1,0 МПа (при плотности тока 300 ... 400 А/мм2). При таком соотношении сварочного давления и плотности тока продолжительность сварочного цикла принимается 0,08... 0,12 с. С увеличением шага резьбы продолжительность сварочного цикла увеличивается. Уменьшение сварочного цикла приводит к недостаточному оплавлению проволоки и детали. Качественное восстановление резьбы обеспечивается в том случае, когда последующая точка перекрывает предыдущую не менее чем на 25... 30%. Чередование включения и выключения тока происходит в виде сварочных импульсов и пауз между ними. В этом случае перекрытие сварных точек определяется совокупностью трех параметров: скорости сварки, продолжительности сварочного цикла tcв и продолжительности паузы tn. Наилучшие результаты при сварке среднеуглеродистых сталей достигаются, если соотношение между продолжительностью сварочного цикла и паузы составляет 4в/(^св+^п) =0,5. При этом tCB=tn, т. е. чередование включения сварочного тока, происходит через равные промежутки времени. Частота вращения детали принимается 5... 8 об/мин. Для получения высококачественного покрытия восстанавливаемая резьбовая поверхность должна быть очищена от грязи, следов масла, ржавчины. В зависимости от степени загрязнения применяют один из следующих способов очистки деталей перед восстановлением: а)    механическая очистка металлической щеткой в течение 1 ... 2 мин; б)    химическая очистка путем мойки детали в ванне с бензином или уайт-спиритом. Время обработки 1 ... 2 мин. Присадочную проволоку обезжиривают, протирая ветошью, смоченной в бензине или уайт-спирите. Плазменные напыление и наплавка Плазменные напыление и наплавка — один из перспективных способов восстановления деталей. Наибольшее распространение для восстановления деталей получают плазменная наплавка с вдуванием порошка в дугу и напыление присадочного материала с последующим оплавлением напыленного слоя. Первый способ целесообразно применять при наплавке сплошных и трубчатых деталей диаметром свыше 40 мм и толщиной наплавляемого слоя более 0,5 мм. Второй способ применяют для наплавки малогабаритных деталей с толщиной наплавляемого слоя от 0,1 до 1 мм. Схема наплавки с вдуванием порошка в дугу приведена на рисунке 12. Через балластные реостаты R\ и R2 дуга косвенного действия между вольфрамовым электродом 6 и соплом 4 и дуга прямого действия между электродом 6 и деталью 2 питаются от одного источника тока ИП. В сопло 4 подается плазмообразую-
щий газ 5. Из питателя 7 наплавляемый порошок вдувается транспортирующим газом в плазменную струю по в коническому зазору между соплом 4 и наружным соплом 3. В плазменной струе порошок нагревается, .частично плавится и наносится на поверхность наплавляемой детали 2. Защитный газ 9, проходя через наружное сопло 3, изолирует место наплавки от воздействия окружающего воздуха.
Плазменную наплавку с использованием сварочной проволоки производят такой же горелкой, как и в описанной выше схеме. При этом проволока подается в плазменную струю на 3... 9 мм ниже наружного сопла 3 (см* рис. 12).
Рис. 12. Схема процесса наплавки с вдуванием порошка в плазменную струю:
1 — привод; 2 — деталь; 3 — наружное сопло; 4 — сопло-анод; 5 — плазмообразующий газ; 6 — вольфрамовый катод; 7 — питатель; 8 — транспортирующий газ; 9 — защитный газ; ИП — источник питания; Рх и Р2 — реостаты; Др — дросСель.
При наплавке проволокой положительный полюс источника тока может быть подключен не к детали, а к проволоке. Тогда для плазменной наплавки используют установку автоматической сварки. В этом случае вместо сварочной головки устанавливают плазменную горелку, необходимое оборудование для подвода плазмообразующего и защитного газов, охлаждающую воду. Наплавляемая поверхность детали подогревается плазменной струей, наносящей одновременно расплавленный присадочный металл. Источник питания — два последовательно включенных сварочных преобразователя типа ПСО-500 или полупроводниковый выпрямитель ИПН-160/600. Плазмообразующими газами могут служить аргон, азот, водород, гелий, кислород. Наибольшее распространение для плазменной наплавки получил аргон. В качестве защитного газа при плазменной наплавке могут применяться аргон, азот, гелий и их смеси, углекислый газ. При образовании плазменной струи для неплавящегося электрода используется чистый вольфрам: Присадка 1 ... 2% окиси лантана к вольфраму значительно уменьшает расход электродов и позволяет применять большую плотность тока. При плазменной наплавке наплавочные материалы, как и при электродуговой наплавке, — проволока, прутки и другие материалы. Наилучшие результаты достигнуты при применении самофлю-сующихся порошков типа ПГ-ХН80СРЗ и СНГН-60. При отсутствии этих порошков могут быть использованы для плазменной наплавки порошковые сплавы на железной основе ФБХ-6-2* КБХ, Т-590, УС-25, различные смеси порошков, шариковый сормайт. Размер частиц порошка нужно поддерживать 70... 600 мкм. Однако наилучшее качество наплавки достигается при однородных частицах, разница между которыми не должна превышать более 30 мкм. Технологические режимы плазменной наплавки деталей при работе на аргоне следующие: сила тока — 150 ... 200 А, напряжение холостого хода— 120... 160 В, рабочее напряжение — 40... 45 В, расход плазмообразующего газа — 1,5 ... 2,5 л/мин, расход транспортирующего газа — 5..7 л/мин, расход защитного газа—16 ... 20 л/мин, расход охлаждающей воды — не менее 5 л/мин, скорость наплавки — 0,15... 0,18 м/мин, расстояние от горелки до детали— 10... 18 мм, число колебаний горелки в ми-нуту — 40 ... 100. Поверхность детали перед наплавкой должна быть защищена от грязи, масла, окислов, ржавчины и других загрязнений. Наплавка производится по винтовой линии. Если сообщить горелке колебательное движение в горизонтальной плоскости, то можно наплавлять слои металла шириной до 5 мм. При наплавке деталей диаметром 20... 100 мм горелку смещают с зенита детали против ее вращения на 3... 5 мм. При наплавке с вдуванием порошка в дугу используют плазменные установки УМП-4-64 или УМП-5-68. Газопламенное напыление В настоящее время наибольшее распространение получили два способа газопламенного напыления. В первом случае газопламенное напыление осуществляется подачей порошкообразного присадочного металла в зону пламени с помощью транспортирующего газа. Принцип газопламенного порошкового напыления с помощью транспортирующего газа показан на рисунке 13. Порошок из бункера поступает в горелку, захватывается потоком транспортирующего газа и на выходе из сопла 1 попадает в пламя 2, где он оплавляется и струей горящих газов направляется на напыляемую поверхность 4. Транспортировка порошка к поверхности детали с помощью газов, а не сжатого воздуха способствует уменьшению окисления расплавленных частиц металла и тем самым оказывает положительное влияние на свойства напыленного слоя. Во втором случае процесс газопламенного напыления осуществляется подачей порошка непосредственно в факел пламени под действием силы тяжести. Принцип газопламенного напыления с внешним вводом порошка в зону пламени показан на рисунке 14. Из бункера по подающей трубке 1 порошок направляется в ацетилено-кислородное пламя 2 и на срез сопел мундштука 3. В зоне пламени порошок частично оплавляется до тестообразного состояния и под действием давления газов наносится на подготовленную поверхность. Преимущество ввода порошка по второму способу — простота применяемого оборудования. При этом можно точно регулировать мощность пламени и место ввода порошка, изнашивание де- Транспортирующий газ_ Кислород + 2орючий газ Рис. 13. Напыление е помощью транспортирующего газа: 1 — сопло; 2 — пламя; 3 — покрытие; 4 — основной металл. талей горелки порошком исключается и нет необходимости в транспортирующем газе. Недостаток по сравнению с первым способом — более интенсивное взаимодействие частиц порошка с окружающей средой. Частицы, попадая на холодную деталь, как в первом, так и во втором случаях, заполняют неровности поверхности; охлаждаясь, затвердевают и сжимаются, прочно сцепляясь с основным металлом. Создаваемые неровности поверхности основного металла увеличивают площадь контакта и повышают сцепляемость частичек напыленного слоя металла. На прочность сцепления влияет также механическое переплетение частиц между собой и зацепление с элементами микрорельефа поверхности основного металла. Действие межатомных сил увеличивается за счет быстрого спекания частиц. Один из методов повышения прочности сцепления наносимого слоя с основным металлом — применение подслоев или слоев сцепления с основанием. Наиболее прочное сцепление порошкового сплава с основным металлом достигается оплавлением порош^ ка после нанесения его на поверхность восстанавливаемой детали. Газопламенное напыление позволяет получать нанесенные слои металла с заранее заданными свойствами, которые достигаются применением механических смесей (композиций) с различным химическим составом. Использование композиционных порошков* обеспечивающих протекание экзотермической реакции, позволяет увеличить прочность сцепления нанесенного слоя с поверхностью восстанавливаемой детали. Для газопламенного напыления требуется несложное оборудование и небольшая площадь его размещения. Важная особенность этого процесса — нанесение металлических покрытий без существенного повышения температуры изделий, вызывающего в нем структурные изменения и напряжения. Этот способ имеет большие технологические возможности и позволяет наносить на изношенные поверхности деталей специальные порошковые материалы твердостью до HRC 60 и толщиной 0,3... 3,0 мм. В то же время данным способом можно наносить мягкие, легко обрабатываемые покрытия, например на чугунные детали. Область применения газопламенного напыления весьма обширна. С помощью этого процесса можно восстанавливать стальные и чугунные валы, посадочные места в корпусных деталях и ряд других деталей сельскохозяйственной техники. Материалы. В качестве напыляемых материалов используется широкая номенклатура металлических порошков, включающая от самофлюсующихся сплавов системы никель-хром-бор-кремний до смесей порошков (композиций) с вводом в сплавы карбидов и бо-ридов тугоплавких металлов: вольфрама, хрома, ванадия, молибдена и других. Для подслоя применяют экзотермический порошок из смеси никеля и алюминия, нержавеющую сталь, алюминиевую бронзу и другие. Наиболее доступные и перспективные материалы для напыления подслоя — смесь алюминий-никель, содержащая 80 ... 82% Ni и 18 ... 20% А1. Смесь алюминий-никель — это композиционный порошок, представляющий собой сферические частицы алюминия, покрытые никелем, или наоборот. Тесный контакт компонентов порошка обеспечивает их достаточно полное взаимодействие и образование интерметаллида за короткий промежуток времени. В результате протекания экзотермической реакции частицы этого металла достигают высокой температуры (свыше 1500°С) и легко свариваются или сплавляются с поверхностью восстанавливаемой детали. Глубина зоны сплавления незначительна и составляет менее 0,1 мм (но очень сильно развита). Интенсивное тепловыделение при протекании реакции обеспечивает высокую температуру капли расплава в момент соприкосновения с поверхностью основного металла, что обусловливает высокую прочность сцепления и плотность образующегося покрытия. Напыленный слой алюминия-никеля содержит окись алюминия, металлический никель, металлический алюминий, сплав никеля с алюминием и интерметаллиды. В качестве порошка для нанесения основного слоя получила наибольшее распространение композиция порошков, представляющая собой механическую смесь -самофлюсующегося порошка типа ПГ-ХН80СР2 или СНГН с порошком алюминий-никель. Состав механической смеси порошков следующий: алюминий-никель 20... 25% и самофлюсующийся ПГ-ХН80СР2 — 75... 80%. Использование в композиции экзотермического порошка и определяет возможность применения самофлюсующихся порошков на никелевой основе без последующего оплавления. Частицы порошка алюминия-никеля являются связкой между частицами самофлюсующегося сплава, которые не успевают полностью расплавиться в зоне пламени. Рис. 14. Напыление с внешним' вводом порошка в зону пламени: / — подводящая трубка; 2 — пламяз 3 — мундштук;. 4 — наконечник.
Размер зерен используемых порошков должен быть 40... 100 мкм. Смесь порошков алюминий-никель и ПГ-ХН80СР2 должна быть перемешана в смесителе со смещенной осью до равномерного распределения порошков по объему в течение 6... 8 ч. Порошки должны храниться в емкостях, исключающих их загрязнение посторонними примесями. Перед употреблением порошки должны быть прокалены при температуре 100... 150 °С в течение 1...    1,5 ч. Норма расхода порошка алюминия-никеля составляет 6...8.г    на 1 дм2 напыляемой поверхности при толщине слоя нанесенного металла 0,06... 0,1 мм на сторону, время напыления — 20...    25 с. Цорма расхода порошковой смеси зависит от толщины напыляемого слоя и составляет 13... 15 г для напыления 1 дм2 поверхности, толщиной ОД мм на сторону, время напыления — 85...    100 с. Оборудование для напыления. Пост газопламенного напыления должен состоять из следующего оборудования: компрессор с рабочим давлением при напылении порошков 0,4... 0,5 МПа; камера для обработки деталей перед напылением остроугольной закаленной металлической дробью или окисью алюминия (корундом) всасывающего типа с постоянным кругооборотом абразивного материала; масловлагоотделитель; кислород в баллонах; ацетилен в баллонах; редуктор кислородный ДКП-1-65; редуктор ацетиленовый ДАП-1-65; шланги для ацетилена тип I; шланги кислородные тип III длиной 10... 12 м; токарно-винторезный станок или вращатель; горелка для газопламенного напыления ОКС-5531. Указанная горелка монтируется на стволе стандартной горелки типа «Звезда» с наконечником № 6. Общий вид горелки ОКС-5531 показан на рисунке 15. На распрямленный наконечник надета трубка 5, которая выполняет роль радиатора и усиливает жесткость наконечника. На трубку навернут многосопловой мундштук-наконечник 6, изготовленный из меди. Порошок в высокотемпературную зону пламени подается из емкости 2 под собственным весом через калиброванное отверстие дозирующей шайбы и запорный клапан через подводящую трубку 1. С помощью ручного переключателя 3 и клапана регулируют количество подаваемого порошка в зону пла-мени. Закрепляется горелка на станке или вра-; щателе с помощью специального штыря 4. За-мена многосоплового наконечника и дози-'Шжг    рующей шайбы позволяет регулировать мощ- У    ность пламени и производительность горелки 1 ^ "т в широком диапазоне. Производительность ДШК    @3    Рис. 15. Горелка ОКС-5531: V-.    ^ „ / — подводящая трубка; 2 — ем- ЩС""" ч    кость; 3 — курок; 4 — штырь для с \ f-    |Г Т^ крепления горелки; 5 — трубка; 6 — v2_    Ц\л_ мундштук-наконечник. аппарата по порошку — до 2,6 кг/ч; коэффициент использования порошка — 80... 95%, расход ацетилена при напылении — 200... 1000 л/ч, кислорода — 220 ...1150 л/ч; давление ацетилена — 0,025... 0,15 МПа, кислорода — 0,15... 0,4 МПа; масса — 2,3 кг. Для напыления самофлюсующихся порошков типа СНГН и ВСНГН с последующим оплавлением используются горелки ГАЛ-4-72, ГАЛ-6-73 при внешней подаче порошка и ГАЛ-2-63 при подаче порошка транспортирующим газом, разработанные ВНИИ-автогенмашем. В настоящее время имеются установки для газопламенного напыления деталей типа «вал» 011-1-09 и для газопламенного напыления коленчатых валов тракторных двигателей 011-1-01. Установки работают в полуавтоматическом режиме. Производительность установок — 80... 100 см2/мин; толщина наносимого слоя — до 2 мм; диаметр восстанавливаемой детали — до 190 мм; длина напыляемой детали для 011-1-09 — до 800 мм. для 011-1-01—* до 1700 мм; частота вращения шпинделя установок — 0,75... 150 об/мин; скорость перемещения горелки — 0,9... 180 мм/мин. Установки предназначены для восстановления деталей на ремонтных предприятиях. Также разработан пост для проведения газопламенного напыления с унифицированными вращателем и блоками вертикальной и горизонтальной подач ОКС-5563, ОК.С-5564, ОКС-5565. Пост предназначен для восстановления цилиндрических и плоских поверхностей деталей сельскохозяйственной техники. Особенность поста — автономность работы унифицированных блоков и автоматизация процесса перемещения пистолета для нанесения покрытий относительно восстанавливаемых поверхностей деталей. С помощью поста можно восстанавливать детали диаметром до 200 мм и длиной до 600 мм. Толщина напыляемого слоя — до 2 мм. Производительность поста — 80... 100 см2/мин. Подготовка детали. Определяющую роль в сцеплении порошка с основным металлом играет степень подготовки поверхности восстанавливаемой детали перед напылением, заключающаяся в удалении влаги и масла, а также создания необходимой шероховатости. Детали, подлежащие восстановлению, должны быть промыты в моющем растворе «Лабомид-102» или «Лабомид-203» при концентрации 20 г/л и температуре раствора 80... 85 °С в течение 20... 25 мин. После мойки детали необходимо ополоснуть в чистой воде при температуре 80... 85 °С и просушить до полного удаления влаги. Напыляемые участки детали и прилегающие к ним поверхности на длине 20... 25 мм после мойки требуется протереть чистой сухой салфеткой. Для удаления следов износа напыляемые поверхности необходимо подвергнуть механической обработке без применения охлаждающей жидкости на глубину не более 0,85 мм. Для деталей, изготовленных из незакаленных сталей, не подверженных знакопеременным нагрузкам, окончательной операцией подготовки восстанавливаемой поверхности перед напылением порошков является нарезание резьбы. При нарезаний резьбы вершина резца должна быть смещена относительно линии центров станка на 3... 5 мм, шаг нарезаемой резьбы — 0,2... 0,4 мм, глубина резания — 0,1... 0,2 мм. Для незакаленных деталей, работающих ■при знакопеременных нагрузках, а также закаленных деталей шероховатость поверхности перед напылением порошком создается -струйной обработкой зерном абразива (корунда). Для струйной обработки напыляемой поверхности применяется 50% смесь (по массе) порошков электрокорунда зернистостью 60... 80 и 120...    160. Обрабатывают напыляемые поверхности порошком электрокорунда при следующих режимах: давление воздуха — 0,5... 0,6 МПа, угол наклона струи абразива к поверхности — 65...    70°, расстояние от сопла до поверхности детали — 70... 90 мм, расход воздуха — 3... 5 м3/мин. После пяти-семикратного использования порошок электрокорунда необходимо просушить ври 200... 250 °С в течение 3... 3,5 ч.    и Расход порошка электрокорунда на 1 дм2 обрабатываемой поверхности составляет 1,5 кг. Перед нарезанием резьбы или струйной обработкой восстанавливаемая поверхность и прилегающие к ней участки на длине 10... 15 мм необходимо обезжирить ацетоном. Участки поверхности детали, прилегающие к восстанавливаемой поверхности и не подлежащие напылению, защищают металлическими кольцами или специальными экранами. Подготовленная деталь должна быть подвергнута напылению не позже чем через три часа. Поверхности, подготовленные для напыления, необходимо оберегать от загрязнения, трогать их руками запрещается. Напыление. Исследованиями, проведенными ГОСНИТИ, показано, что наибольшей прочностью сцепления с основным металлом обладают покрытия, толщина которых не превышает 1.0...    1,2 мм. Напыление порошков на восстанавливаемую поверхность проводится в два этапа. Первый этап — напыление подслоя порошком алюминия-никеля толщиной 0,06... 0,1 мм, второй этап— напыление основного слоя порошка, толщина которого на сторону должна быть на 0,2... 0,3 мм больше номинального размера восстанавливаемой детали. Напыление производится на токарно-винторезном станке с использованием горелки ОКС-5531 или на Установках 011-1-09 или 011-1-01. Подготовка горелки для газопламенного напыления заключается в присоединении к шлангам подачи ацетилена и кислорода, установке бачка с порошком и опробовании механизма подачи порошка. После зажигания ацетилено-кислородной смеси необходимо отрегулировать пламя подачей ацетилена таким образом, чтобы его ядро имело длину 6... 8 мм. Перед напылением подслоя восстанавливаемая поверхность должна быть прогрета пламенем горелки до температуры 80... 100 °С. Порошок подслоя алюминий-никель наносится за один проход газопламенной горелки. Напыление слоя порошка как подслоя, так и основного производится при следующих режимах: давление кислорода — 0,35... 0,45 МПа,, давление ацетилена — 0,03 ... 0,05 МПа, расход кислорода —* 960... 1100 л/ч, расход ацетилена — 900... 1000 л/ч, скорость вра» щения детали—18... 20 м/мин, дистанция напыления — 160.... 180 мм, продольная подача аппарата — 3... 4 мм/об, расход порошка — 2,5... 3,0 кг/ч. Основной слой порошков наносится за несколько проходов до восстановления номинального размера детали и создания припуска на обработку. Температура поверхности детали в процессе напыления должна быть 100... 150 °С. Для охлаждения детали ре-> комендуется применять очищенный сухой воздух под давлением 0,2... 0,3 МПа. Контролируют температуру поверхности детали с помощью поверхностных термометров типа ТП. Контроль толщины напыленного слоя производится штангенциркулем (0... 200 мм) с обезжиренными губками. Поверхность, восстановленная с использованием смесей порошков алюминий-никель и ПГ-ХН80СР2,, имеет твердость HRC 38...40, пористость слоя 17... 18%, прочность сцепления с основным металлом 15... 18-106 Н/м2. При напылении порошков с последующим оплавлением слоя подготовка поверхности детали перед напылением заключается в механической обработке на токарном или шлифовальном станках без применения смазочно-охлаждающей жидкости. На обработанную поверхность наносится слой порошка необходимой толщины и производится его оплавление ацетилено-кислородным пламенем или т. в. ч. Окончание процесса оплавления соответствует появлению характерной блестящей поверхности слоя. Газовая металлизация В зависимости от источника тепла для распыления наносимого материала металлизацию называют электрической, плазменной* газовой. Электрическая металлизация вследствие недостаточной прочности сцепления металлизационного слоя с основным! металлом, хрупкости наносимого металла и других присущих ей недостатков широкого распространения в ремонтном производстве не получила. Плазменная металлизация применяется для нанесения покрытий из тугоплавких материалов и окислов в виде порошка или проволоки. Однако процесс плазменного напыления применительно к деталям сельскохозяйственной техники недостаточно изучен. Наиболее разработанным и перспективным процессом для восстановления деталей является газовая металлизация^ Газовая металлиз а'ц и я — процесс нанесения покрытий,, основанный на нагреве металла до расплавления и распыления его с помощью газовой струи. Источником тепла служит газокислородное пламя. При газовой металлизации напыляемый материал — различные проволоки. Температура пламени должна быть выше температуры плавления проволоки, которая быстро разогревается до жидкого состояния. Расплавленный металл газовоздушной струей распыляется на множество частиц и с большой скоростью направляется на напыляемую поверхность. Частицы металла, реагируя с внешней средой во время полета, покрываются окисной пленкой. При соприкосновении с поверхностью детали за счет высокой кинетической энергии эта пленка разрушается и частицы напыляемого металла контактируют с восстанавливаемой деталью, образуя таким образом сплошное слоистое покрытие с большим числом пор и окислов. Схема газовой металлизации показана на рисунке 16. Важная особенность газовой металлизации — низкое термическое воздействие на восстанавливаемую деталь (150 °С). В этой связи исключаются деформации, а несущая способность детали не снижается. Покрытия, нанесенные этим способом, выдерживают обычные статические и знакопеременные нагрузки. В то же время они обладают пластичностью, поэтому применять их для восстановления деталей, работающих в условиях ударных нагрузок, нежелательно. Рис. 16. Схема процесса газовой металлизации: 1 — горючая смесь; 2 — сжатый воздух; 3 — проволока.
При помощи газовой металлизации можно наносить покрытия с различными свойствами на любые поверхности. Оборудование для металлизации занимает небольшую площадь, транспортабельно и для его эксплуатации не требуются рабочие высокой квалификации. Технологический процесс нанесения покрытия прост и доступен для ремонтных предприятий. Материалы. В качестве материалов для напыления применяют проволоки следующих марок: «Алюник» 7/1, 4X13, 3X13, У7АВ, БрАЖЮ-1,5, нержавеющие проволоки типа Х18Н9Т и др. Проволока «Алюник» 7/1 содержит 80% никеля и 20% алюминия и применяют ее для нанесения подслоя. Проволоки типа 4X13, 3X13, У7АВ применяют для получения плотных и твердых покрытий (HRC 32 ... 38). Проволоку из алюминиевой бронзы БрАЖ-Ю-1,5 используют для восстановления деталей, требующих применения мягких покрытий, работающих в условиях жидкостного трения. Покрытия из этой проволоки пористые, твердость их находится в пределах НВ 72... 74. Выбирают проволоку для напыления, исходя из требований, предъявляемых к восстанавливаемой детали, в том числе твердости, износостойкости, усталостной прочности и др. Оборудование. В комплект оборудования поста газовой металлизации входят: компрессор, ресивер для сжатого воздуха, влаго-маслоотделитель, баллон с горючим газом, баллон с кислородом, расходомеры, металлизационный аппарат, катушка с проволокой. Примерная схема расположения оборудования поста газовой металлизации приведена на рисунке 17. Для нанесения покрытий газовой металлизацией выпускаются аппараты МГИ-4 и МГИ-5, разработанные ВНИИавтогенмашем.
Аппарат МГИ-4 предназначен для нанесения металлических покрытий вручную и выпускается в двух вариантах: МГИ-4А — для работы на ацетилено-кислородной рис ^ схема расположения обо-смеси, МГИ-4П — ДЛЯ работы на рудования поста газовой металли-пропано-бутаново-кислородной сме- зации: СИ. Эти аппараты МОЖНО устанав- /-компрессор; 2ресивер для ежа* r    J    того воздуха; \3 — влагомаслоотдели- ЛИВаТЬ На суппорте токарного стан- тель; 4 — катушка с проволокой; 5 — ка с целью механизации процесса ГгорючСТзом* 7ПТ1-р^ходоме“ напыления. С ИХ ПОМОЩЬЮ МОЖНО Р“; 9 — баллон с кислородом. распылять проволоку диаметром 1.5...    2,5 мм. Проволока подается воздушной турбиной с центро-бежным регулятором, встроенной в корпус аппарата, со скоростью* 1.0...    7,5 м/мин. Аппарат МГИ-5 имеет повышенную производительность металлизации по сравнению с ручным аппаратом, применяется в условиях массового производства и рассчитан на применение в качестве горючего газа пропано-бутановой смеси, Используя МГИ-5, можно применять проволоку диаметром 5...6 мм, которая подается в аппарат электродвигателем. МГИ-5 состоит из стационарного газометаллизационного аппарата и тележки, на которой размещены блоки электрического и газового питания, а также кассета для проволоки. Горючий газ — ацетилен, выпускаемый в баллонах. Баллонный ацетилен содержит минимальное количество примесей, а при его использовании достигается большая производительность и стабильность процесса по сравнению с использоваг-нием ацетиленовых генераторов. Для металлизации используется кислород, выпускаемый в баллонах, с чистотой не менее 99%. Питание сжатым воздухом производится как от общезаводской сети, так и от отдельного компрессора. Давление сжатого воздуха должно поддерживаться не ниже 0,4 МПа. Воздух должен быть очищен от масла и влаги через влагомаслоотделитель.    ; Для снижения давления газа, поступающего из баллонов и газопроводов, и поддержания постоянства расхода и давления газа в пределах, требуемых технологическим процессом, применяются редукторы, используемые при газовой сварке и резке. С целью контроля расхода газа пользуются расходомерами типа РС-5. Для подачи газа к аппарату используются шланги тип I для горючего газа и тип III — для кислорода. Для подготовки деталей перед металлизацией применяются установки для струйной обработки металлической крошкой или зерном абразива. Для напыления могут быть использованы токарные станки старых моделей, обеспечивающие скорость вращения детали в пределах 8... 28 м/мин. Подготовка детали. Перед напылением для удаления следов износа и придания правильной геометрической формы детали подвергают механической обработке на глубину не более 0,4 мм. Далее подготовка детали для нанесения покрытия производится аналогично рассмотренной ранее перед газопламенным напылением. Нанесение покрытия. На подготовленную поверхность покрытие наносится в два этапа: 1) нанесение подслоя; 2) нанесение ос-довного слоя. Подслой наносится толщиной 0,1... 0,15 мм распылением проволоки «Алюник» 7/1 с целью увеличения прочности сцепления покрытия с основным металлом и создания шероховатости поверхности под напыление основного слоя. При газовой металлизации частицы этой проволоки, экзотермически прореагировав друг с другом, в процессе напыления попадают на поверхность детали с температурой 1500°С и легко свариваются или сплавляются с материалом основы. Зона сплавления составляет не более 0,1 мм. Подслой наносят за один проход металлизатора при следующем режиме: давление ацетилена — 0,1 МПа, давление кислорода — 0,25 МПа, давление воздуха — 0,5 МПа, скорость вращения детали— 18... 22 м/мин, скорость подачи проволоки—1,8 м/мин, подача металлизатора — 2... 3 мм/об, дистанция напыления — 130... 150 мм. Поверхность детали перед нанесением покрытия должна быть нагрета до температуры 60... 80 °С. Основной слой наносят распылением проволоки, покрытие из которой удовлетворяет требованиям, предъявленным к детали. Толщина основного слоя зависит от требуемой толщины для компенсации износа с учетом припуска на механическую обработку до номинального или ремонтного размера. Толщину напыленного слоя контролируют штангенциркулем или микрометром с обезжиренными губками. Температуру поверхности детали в процессе металлизации определяют с помощью прибора ТПП-СК со шкалой 100 ...250 °С. Примерные режимы газовой металлизации, осуществляемой с помощью ручного аппарата, следующие: давление ацетилена — 0,04... 0,06 МПа, давление кислорода — 0,2... 0,7 МПа, расход ацетилена — 240... 850 л/ч, расход кислорода — 600... 2100 л/ч, давление воздуха — 0,3 ... 0,5 МПа, расход воздуха — 0,6... 0,8 м3/мин, скорость подачи проволоки — 2 ... 6 м/мин. Производительность процесса — 1... 10 кг/ч, коэффициент использования проволоки достигает 80%. При напылении необходимо следить за температурой поверхности детали, которая должна быть не выше 150 °С. В случае нагрева детали до этой температуры ее охлаждают очищенным от влаги и масла сжатым воздухом под давлением 0,2... 0,3 МПа. Как правило, твердость покрытий выше твердости исходного материала (проволоки). По-видимому, это объясняется закалкой частиц, их наклепом при ударе о поверхность детали и наличием в слое покрытия твердых окислов. Износостойкость покрытий, полученных газовой металлизацией, выше износостойкости обычных металлов одинаковой твердости. Это объясняется пористостью покрытий, способных впитывать до 10% смазки и удерживать ее как в слое, так и на рабочей поверхности. В случае прекращения по* дачи смазки деталь нагревается и содержащееся в порах масло выходит на поверхность, предотвращая заедание. Наилучшие результаты по износостойкости Достигаются при восстановлении деталей, работающих в условиях жидкостной смазки. Испытаниями установлено, что прочность металлизаци-онных покрытий достаточна, чтобы обеспечить надежную работу сопряжения без разрушения покрытия. Не рекомендуется восстанавливать металлизацией детали, работающие в условиях ударных нагрузок (кулачки, клапанные гнезда и другие), так как метал-лизационные покрытия при ударах скалываются. Напыленные слои металла имеют слоистую структуру, так как частицы нанесенного металла соединяются между собой не только механически, но и частично сплавляются, особенно это характерно для зоны подслоя и зоны контакта подслоя с основным металлом. Слои металла, полученные напылением, имеют плотную малопористую структуру. Наибольшую плотность имеет подслой, напыленный проволокой «Алюник» 7/1, пористость которого составляет 8,1%. Пористость основного слоя, напыленного проволокой У7АВ, 4X13, 3X13, ШХ-15, составляет 8... 15%. Твердость напыленных слоев проволокой «Алюник» 7/1 по HRC составляет 35 единиц, 4X13—32, ШХ-15 —38, У7АВ —35. Восстановление деталей гальваническими покрытиями Перспективный способ восстановления деталей — гальванические покрытия. Благодаря простоте и доступности оборудования он может быть использован практически во всех звеньях ремонтной сети — от мастерских общего назначения до специализированных цехов ремонтных заводов. Однако следует отметить, что повышение эффективности гальванических процессов при восстановлении деталей, их широкое распространение возможно главным образом за счет механизации и автоматизации. Рис. 18. Схема процесса электролитического наращивания; / — источник тока; 2 — ванна; 3 — анод; 4—< катод.
Наибольшее распространение в ремонтном производстве получили такие гальванические процессы, как хромирование и железнение. Наращивается металл на изношенные поверхности деталей электролитическим способом в результате электролиза. На рисунке 18 показана принципиальная схема процесса электролиза. При прохождении электрического тока через электролит ионы электролита, отрицательно заряженные (анионы), движутся к аноду, положительно заряженные (катионы) — к катоду. У кислот, оснований и солей положительно заряженными являются атомы водорода и металлов, отрицательно заряженными — кислотные остатки. Количество вещества, выделяющегося при электролизе на катоде, согласно законам Фарадея, определяют по формуле где G — количество вещества, выделяющегося при электролизе, г; с — электро-химический эквивалент, г/А-ч; I — сила тока, A; t — время электролиза, ч. Однако, кроме металла, на катоде выделяется водород и протекают другие процессы, на которые затрачивается определенная часть электроэнергии. В связи с этим в действительности металла будет осаждаться меньше, чем подсчитано по вышеприведенной формуле. Выход металла по току, в свою очередь, равен где т — вес металла, фактически осажденного на детали, г; т\ — расчетный вес металла, который должен быть получен за время электролиза, г. Среднее значение толщины слоя электролитического осадка при заданных плотности тока и продолжительности электролиза определяется по формуле §_ °РКЦ где б — толщина электролитического осадка, мм; Dk — плотность тока, А/дм2; t — продолжительность электролиза, ч; у — плотность осаждаемого металла* г/см3; с — электрохимический эквивалент, г/А-ч. При осаждении металла силу тока относят к поверхности деталей, подлежащих покрытию, и пользуются понятием «плотность тока». По этой же формуле определяется время электролиза при заданной толщине покрытия. Хромирование Электролитический хром — металл серебристо-стального цвета с голубоватым оттенком. Плотность хрома 6,9 г/см3, атомный вес 52, температура плавления 1830 °С, электрохимический эквивалент 0,323 г/А-ч, нормальный электродный потенциал 0,56 В. Микротвердость хромовых покрытий составляет 4000... 12 000 Н/мм2. Твердость электролитического хрома при нагревании до температуры 250 ... 300° снижается незначительно, заметное ее уменьшение начинается при 370... 390°. Если температура нагрева постоянна, изменение твердости хрома наблюдается в течение первых полутора часов термической обработки. Органические кислоты, азотная кислота, сера, ее соединения на хром не действуют. Соляная и горячая концентрированная серная кислота легко растворяют хром. Такие свойства электролитического хрома, как высокая твердость, низкий коэффициент трения, жаростойкость и коррозионная стойкость, обеспечивают хромированным деталям высокую износостойкость. Состав электролитов, их приготовление и корректирование. Из многих составов для хромирования наибольшее распространение получили электролиты, состоящие из двух' компонентов — хромового ангидрида и серной кислоты. В гальванотехнике наиболее часто применяют три типа хромовых электролитов. Разведенный электролит содержит: 120... 150 г/л хромового ангидрида (Сг03) и 1,2 ... 1,5 г/л серной кислоты (H2SO4). Этот электролит по сравнению с другими отличается более высоким выходом хрома по току (16%) и лучшей рассеивающей способностью. Твердость и износостойкость покрытий, полученных из разведенного электролита, наиболее высокие. Недостаток этого электролита — быстрое изменение его состава при электролизе. Электролит с низкой концентрацией хромового ангидрида применяется для износостойкого хромирования. Концентрированный электролит содержит: 300... 350 г/л хромового ангидрида и 3... 5 г/л серной кислоты. Этот электролит отличается сравнительно низким выходом хрома по току — 10... 12%, но обладает устойчивостью в работе и высокой кроющей способностью. Концентрированный электролит применяется главным образом для декоративного хромирования. Универсальный электролит содержит: 200...250 г/л хромового ангидрида и 2 ... 2,5 г/л серной кислоты. По своим свойствам этот электролит является промежуточным между разведенным и концентрированным. Универсальный электролит применяют для получения твердых, износостойких покрытий, а также покрытий с хорошими защитно-декоративными свойствами. В ремонтном производстве наибольшее распространение получило электрическое хромирование-в универсальном и разведенном электролитах. Главными компонентами для хромовых электролитов являются хромовый ангидрид (СгОз, молекулярный вес 100, плотность 2,7) и серная кислота (H2SO4, молекулярный вес 98,08, плотность 1,84). При составлении электролита необходимое количество хромового ангидрида загружают в ванну хромирования и заливают водой. Для лучшего растворения ангидрида воду предварительно подогревают до 50... 60 °С. Можно применять и водопроводную воду, но не загрязненную железом. Если в данном районе преобладает жесткая вода, необходимо пользоваться дистиллированной. Таблица 11. Изменение плотности электролита в зависимости от концентрации хромового ангидрида 1 Плотность электролита, г/см3 Концентрация хромового ангидрида, г/л Плотность электролита, г/см3 Концентрация хромового ангидрида, г/л После растворения хромового ангидридам перемешивают раствор и определяют в нем концентрацию СгОз по удельному весу* пользуясь таблицей И. При этом пробу раствора доводят до температуры 15 °С. Затем добавляют в раствор серную кислоту тонкой струей, разливая ее по всей поверхности электролита, и перемешивают. Перед этим учитывают содержание H2SO4 в хромовом ангидриде, которое достигает 0,4%. Для нормального ведения процесса хромирования рекомендуется в электролите иметь 2... 4 г/л трехвалентного хрома. Для его накопления проводят проработку электролита током. С этой целью нагревают ванну до температуры 50... 60 °С, на анодные штанги навешивают несколько свинцовых плоских анодов, а на катоде— такое же количество плоских стальных катодов, общая площадь которых будет превышать в 2... 3 раза площадь анодов. Проработку электролита ведут при плотности тока 4... 6 А/дм2 в течение 3... 4 ч, исходя из расчета 6... 8 А-ч/л. После этого электролит готов для хромирования. При эксплуатации ванны в процессе электролиза, в зависимости от конфигурации хромируемых деталей, концентрация трех-валентного хрома в электролите изменяется. Чтобы не допускать значительного ее отклонения от нормы, рекомендуется поддерживать отношение анодной и катодной поверхностей в пределах от 1 : 1 до 2: 1. С целью поддержания постоянной концентрации хромового ангидрида и серной кислоты периодически проводят корректирование хромовой ванны путем добавления в нее Сг03 и H2SO4. Хромовый ангидрид добавляют в ванну ежедневно, а его необходимое количество определяют по плотности электролита или по результатам анализа. Серную кислоту доливают значительно реже. Еженедельно электролит подвергают анализу на содержание серной кислоты, трех- и шестивалентного хрома. На основании результатов анализа в электролит вводят недостающее количество H2S04. После добавления электролит перемешивают и дают ему отстояться. В процессе хромирования вода из электролита испаряется и: увеличивается концентрация Сг03. Чтобы поддерживать уровень электролита постоянным, через 2 ... 3 ч в ванну добавляют недостающее количество воды (из ванны улавливания хромового ангидрида). Технологический процесс хромирования Технологические операции при ремонте (восстановлении) деталей хромированием выполняют в следующей последовательности. Механическая обработка. Поверхности деталей, подлежащие хромированию, шлифуют до выведения следов износа и получения необходимой геометрической формы. Промывка деталей в органических растворителях и протирка ветошью. В качестве растворителей применяют бензин, керосин, трихлорэтан, бензол и др. Монтаж деталей на подвеску. Необходимо следить, чтобы детали одинаково отстояли от поверхности анода. Ванну следует загружать однородными деталями, укрепленными на одинаковых подвесках. Подвески и контакты должны быть изготовлены из одинаковых материалов. Контактные крючки рекомендуется изготавливать из бронзы и меди. В качестве материала для подвесок, применяют сталь, сечения подвесок рассчитывают, исходя из плотности тока 0,7... 1,0 А/мм2. Ежедневно аноды очищают от окислов и налета электролита. Обезжиривание. Рекомендуется применять электролитическое обезжиривание в растворе следующего состава: едкий натр* (NaOH)—30 ...50 г/л; кальцинированная сода (Na2C03)— 25 ... 30 г/л и жидкое стекло (Na2Si03) — 10 ... 20 г/л. Температура электролита — 60... 70°, плотность тока — 5 .... 15 А/дм2. Время выдержки на катоде — 2... 3 мин, а на аноде — 1    ... 2 мин. После обезжиривания детали сначала промывают горячей водой (60 ...80°), а затем холодной. Обезжиривание считается законченным, если после промывки вода равномерно смачивает поверхность. После обезжиривания производится изоляция поверхностей, не подлежащих хромированию. Для изоляции можно применять перхлорвиниловый лак, лак АК-20, целлулоид,, винипласт, плексиглас, хлорвиниловые трубки или хлорвиниловую^ изоляционную ленту. Декапирование — это процесс обработки деталей в хромовом* электролите, состоящем из 100 г хромового ангидрида (СгОз) и? 2    ... 3 г серной кислоты (H^SO^ на 1 л воды. Декапирование (травление) стальных деталей проводят в течение 30... 90 с при плотности тока 25 ... 40 А/дм2. А для деталей из серого чугуна лучшие результаты, в смысле прочности сцепления, достигаются при плотности тока 20 ... 25 А/дм2 и продолжительности декапирования 25... 30 сек. Температура электролита во всех случаях должна быть 55... 60 °С. Процесс хромирования. После анодного декапирования детали загружают в ванну хромирования и прогревают их при выключенном токе в течение 5... 6 мин, а затем дают полный ток согласно режиму хромирования. При хромировании чугунных деталей вначале в течение 3... 5 мин дают «толчок тока» при плотности, в 2...    2,5 раза превышающей выбранную по режиму. Колебания температуры электролита могут быть в пределах ±1 °С. Не допускаются перерывы тока в процессе электролиза, так как они вызывают отслаивание хромового покрытия. Продолжить процесс после перерыва тока можно, если хромируемую поверхность подвергнуть анодному травлению при плотности тока 25... 30 А/дм2 в течение 30... 40 с, а затем изменить направление тока. В этом случае осаждение хрома следует начинать при катодной плотности тока 20... 25 А/дм2 и постепенно увеличивать до нормальной. Аноды для хромирования изготавливают из чистого свинца или сплава, состоящего из 92... 93% свинца и 7... 8% сурьмы. Аноды из чистого свинца в большей степени покрываются нерастворимой и непроводящей пленкой хромовокислого свинца, чем аноды из сплава свинца и сурьмы. В большинстве случаев аноды изготавливают плоскими и цилиндрическими. При хромировании деталей сложной конфигурации очертания анода определяются формой катода. Расстояние между анодами и деталями рекомендуется делать 30... 35 мм, но не более 50 мм. Расстояние деталей от днища ванны должно составлять не менее 100... 150 мм, а от верхнего уровня электролита — не менее 50... 80 мм. Уровень электролита должен быть ниже верхних кромок ванны на 100...    150 мм. При завешивании деталей в ванну необходимо, чтобы все участки анодов были одинаково удалены от противоположных участков катода. При этом толщина слоя хрома откладывается равномерно по всей поверхности детали. Глубина погружения анодов и деталей (катодов) в ванну должна быть одинаковой, так как при различной глубине на краях хромируемых деталей образуются утолщения, искажающие форму. Скорость осаждения слоя хрома при плотности тока 40... 100 А/дм2 составляет 0,03... 0,06 мм/ч. По окончании процесса хромирования детали выгружают из ванны и вместе с подвесками промывают в холодной воде (в сборнике электролита) 15...20 с. Окончательно детали моют в холодной проточной воде. Обработка после покрытия. Промытые и очищенные от изоляции детали иногда подвергают термической обработке при температуре 150—200°С в течение 2...3 ч, а затем механической. Для шлифования применяют круги мягкие или средней твердости с размером зерна от 60 до 120. Шлифование ведут при интенсивном охлаждении жидкостью и при скорости круга 20...    30 м/с и выше. Скорость вращения детали—12...20 м/мин. Режимы электролиза. Процесс осаждения хрома и свойства хромовых покрытий зависят от режима, при котором осаждается хром на поверхности металла, т. е. от катодной плотности тока и температуры электролита. Наиболее ясное представление о примерных границах режимов электролиза, обеспечивающих получение серого, блестящего и молочного осадков хрома, дает диаграмма плотности тока и температуры (DK—/), изображенная на рисунке 19. Серый осадок хрома появляется на катоде при низких температурах электролиза (35... 30 W 50 ВО 70 Температура, °0 Рис. 19. Зоны хромовых осадков.
50 °С) и широком диапазоне плотностей тока. Осадки блестящего» хрома обладают высокой твердостью (6000... 9000 Н/мм2), высокой износостойкостью и меньшей хрупкостью. Молочный хром получается при более высоких температурах электролита (выше 70 °С) и широком интервале плотностей тока. Молочные осадки отличаются пониженной твердостью (4400... 6000 Н/мм2), пластичностью и повышенной коррозионной стойкостью. Пористое хромирование. Пористое хромирование применяется при ремонте деталей, работающих на трение в паре с различными металлами и сплавами при высоких удельных давлениях и окружных скоростях или при повышенных температурах. К таким деталям относятся гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, коленчатые валы и др. Пористые хромовые покрытия можно получать механическим,, химическим и электрохимическим способами. При механическом способе на поверхность детали до хромирования наносят углубления в виде пор или каналов. Такую подготовку обеспечивают накаткой специальным роликом, дробеструйной обработкой и другими способами. После хромирования воспроизводятся неровности, полученные при подготовке. Химическим способом получают пористость путем травления поверхности в соляной кислоте. Наибольшее распространение получил электрохимический способ получения пористого хрома. Этот способ заключается в анодной обработке хромированных деталей в электролите того же состава. В зависимости от режимов хромирования пористость хромовых покрытий бывает двух типов — канальчатая и точечная. При ремонте гильз цилиндров, втулок, коленчатых валов и подобных им деталей применяется канальчатый тип пористости. Такук> пористость и наименьший износ в условиях трения можно по- Таблица 12. Режимы работ, применяемые при ремонте Деталей хромированием Рекомендуе Режим работы Наименование и условия работы деталей Тип хромирования мая толщина слоя хрома, мм плотность тока, А/дм* температура электролита,°С Посадочные места валов и осей под подшипники Износостойкое, гладкое 0,01...0,30 'Прецизионные детали (плунжеры топливных насосов, иглы распылителей, обратные клапаны и др.) Износостойкое, гладкое 0,02... 0,15 Изношенные поверхности цилиндрических деталей (толкатели клапанов, валики масляных и водяных насосов и Износостойкое, гладкое 0,03...0,3 Гильзы, втулки, цилиндры, коленчатые валы, работающие хромированной поверхностью на трение в паре с различными металлами и сплавами при различных удельных давлениях и окружных скоростях Износостойкое, пористое 0,05...0,25 лучить при хромировании в электролите, состоящем из 250 г Сг03 и 2,5 г H2S04 на 1 л воды, при температуре электролита €04=1 °С и катодной плотности тока 55... 60 А/дм2. Травление ведут при плотности анодного тока 35... 45 А/дм2 в течение 8 мин в том же электролите. Точечная пористость образуется при хромировании в универсальном электролите при плотности тока 45... 55 А/дм2 и температуре 50... 55 °С. Анодную обработку проводят так же, как и при канальчатой пористости, т. е. при плотности тока 35... 45 А/дм2 в течение 8 мин. Хромирование в саморегулирующемся электролите. В последнее время разработан новый хромовый электролит, называемый скоростным саморегулирующимся, его состав: хромовый ангидрид— 225... 300 г/л, кремнефтористый калий — 20 г/л и сернокислый стронций — 6 г/л. В таком электролите выход по току при хромировании составляет 17...22%. Саморегулирующимся он назван потому, что при электролизе в нем автоматически поддерживается необходимая концентрация анионов, вводимых в хромовый электролит. Это происходит в результате избыточного количества труднорастворимых солей кремнефтористого калия и сернокислого стронция, растворимость которых изменяется в зависимости от концентрации хромового ангидрида и температуры электролита. Чтобы получить износостойкое покрытие в саморегулирующемся электролите, рекомендуют соблюдать следующие режимы хромирования: плотность тока 50... 100 А/дм2, температура электро- лита 45... 55°С. Молочные осадки можно получить при температуре электролита 55... 70 °С и плотности тока 20... 35 А/дм2. Микротвердость покрытий из саморегулирующегося электролита составляет 3000... 13 000 Н/мм2. Недостаток такого электролита — сильное взаимодействие его со сталью и другими металлами, в результате чего происходит растравливание обрабатываемых поверхностей. Поэтому загружать детали в ванну необходимо только при включенном токе. Аноды для хромирования в саморегулирующемся электролите рекомендуется применять из сплава: 90% свинца и 10% олова. - Чтобы приготовить саморегулирующийся электролит, в ванне хромирования растворяют нужное количество хромового ангидрида и доливают воду до рабочего уровня. Предварительно хромовый ангидрид подвергают анализу на содержание серной кислоты, которую удаляют из электролита путем добавления в него углекислого бария или стронция. На 1 г серной кислоты вводят 2,2... 2,3 г углекислого бария или 1,53 г углекислого стронция. После осаждения серной кислоты в электролит вводят нужное количество сернокислого стронция и кремнефтористого калия и нагревают до температуры 50...60°С. Нагревание длится 15... 16ч при периодическом перемешивании через каждые 2... 3 ч. После этого электролит готов к эксплуатации. Корректируют электролит путем систематического добавления хромового ангидрида. Вместе с хромовым ангидридом вводят углекислый стронций. Кремнефторид калия и сернокислый стронций в количестве 1 г/л добавляют, когда поверхность отхромированных деталей приближается к 1 м2. Контроль хромовых покрытий. В производственных условиях качество покрытий следует проверять внешним осмотром и замером размеров хромированных поверхностей. При внешнем осмотре необходимо обращать внимание на блеск, отслоение и плотность осадка, равномерность и отсутствие шелушения и другие видимые дефекты. Дефекты покрытий получаются в результате неисправностей в работе ванн хромирования, например отслаивание покрытия возникает в результате недостаточного обезжиривания и декапирования, а также при наличии перерывов тока в процессе хромирования. Шелушение осадков появляется при недостаточном контакте детали с подвеской или при повышенной плотности тока. Неравномерное покрытие может быть при образовании пленки хроматов свинца на анодах, недостатке серной кислоты, избытке трехвалентного хрома. Во избежание перечисленных выше дефектов, необходимо откорректировать электролит и устранить другие неполадки в работе ванн хромирования. Оборудование. Схема расположения оборудования участка восстановления деталей хромированием приведена на рисунке 20. Источники тока — выпрямители с напряжением 12 В ВАКГ-12/6-3000, ВАГГ-12/600М, ВАС-600/300 и другие, а также низковольтные генераторы АНД 500/250, 750/375, 1000/500, 1500/750. Ванны для гальванического участка изготавливают из Рис. 20. Расположение оборудования на участке восстановления деталей хромированием: 1 — выпрямитель; 2 — электрощитг 3 — ванна для электрохимического обезжиривания; 4 — ванна для горячей промывки; 5 — ванна для холодной промывки; 6 — ванна для декапирования; 7 — ванна для хромирования; 8 — ванна для улавливания электролита; 9 — шкаф сушильный; 10 — стеллаж ремфонда; // — электротельфер; 12 — сборник-нейтрализатор; 13 — стол для монтажа и демонтажа. листовой стали толщиной 4... 5 мм. Облицовка для ванн промывки и обезжиривания не требуется. Внутреннюю поверхность ванны хромирования облицовывают свинцом. Материалы. Ориентировочный расход материалов в граммах на 1 дм2 восстановленной поверхности для средней толщины покрытия 0,1 мм при хромировании в универсальном электролите приведен в таблице 13. Таблица 13. Расход материалов при хромировании Наименование материалов Обозначения Расход материалов на 1 дм2, г Примечание Хромовый ангидрид ГОСТ 2548—77 Серная кислота ГОСТ 4204—77 Плотность 1,84 Соляная кислота ГОСТ 3118—77 Плотность 1,15 Едкий натр ГОСТ 2263—79 Кальцинированная сода ЫагСОз ГОСТ 10689—75 Жидкое стекло ГОСТ 13078—67 Венская известь Аноды свинцовые ГОСТ 1292—74 Бензин ГОСТ 2084—67 Обтирочный материал ГОСТ 5354—68 Себестоимость восстановления 1 дм2 поверхности хромированием в универсальном электролите при толщине покрытия 0,1 мм ориентировочно составляет 44,8 коп., 0,2 мм — 52,0 коп., 0,3 мм-58,6 коп. Электролитическое железо имеет светло-серый цвет, обладает достаточно высокой твердостью и износостойкостью. Химический состав электролитического железа зависит от состава исходных материалов, используемых при электролизе. При обычном осаждении с применением стальных растворимых анодов содержание примесей в покрытиях находится в пределах: 0,035 ...0,06% С; 0,03 ...0,05% S; 0,05 ...0,01% Р, 0,0009,.. 0,023% Si; до 0,01% Мп. В электролитических осадках железа имеются также примеси таких металлов, как Mg, Со, Ni и другие, обусловленные содержанием этих металлов в анодах и электролитах. Кроме этого, электролитическое железо содержит значительное количество водорода, выделяющегося на катоде вместе с железом. Атомный вес железа 55,85 г. Электрохимический эквивалент 1,042 г/А-ч. Составы электролитов. На ремонтных предприятиях наибольшее распространение для железнения получили горячие хлористые электролиты, состоящие из двух компонентов: хлористого железа и соляной кислоты. В ремонтной практике чаще всего применяют четыре вида хлористых электролитов, отличающихся концентрацией железа. Малоконцентрированный электролит содержит 200...250.г/л    хлористого железа (FeCl2-4H20). При температуре 60...    80 °С и плотности тока 30... 50 А/дм2 электролит обеспечивает получение плотных, гладких мелкозернистых осадков железа с твердостью 4500... 6500 Н/мм2, толщиной 1,0... 1,5 мм. Выход железа по току составляет 85... 95%. Скорость осаждения железа равна 0,4... 0,5 мм/ч на сторону. Электролит допускает колебание кислотности при электролизе от 0,8 до 1,5 г/л, которое незначительно отражается на механических свойствах покрытий. Недостатком этого электролита является постепенное увеличение концентрации железа в процессе электролиза в результате несоответствия между скоростью растворения анодов и скоростью осаждения железа на катоде, что вызывает затруднения при обслуживании ванны железнения. Среднеконцентрированный электролит оптимальной концентрации содержит 300...350 г/л хлористого железа (FeCh-4H20). Катодный выход железа из этого электролита при температуре 75 °С и плотности тока 40 А/дм2 составляет 96%. В этом электролите анодные и катодные выходы железа по току становятся примерно одинаковыми, концентрация железа остается почти неизменной и электролит длительное время по концентрации железа не требует корректировки. В настоящее время этот электролит нашел широкое применение на ремонтных предприятиях. Среднеконцентрированный электролит содержит 400...    450 г/л хлористого железа. Электролит используется для восстановления деталей, имеющих достаточно высокие износы и сравнительно невысокую твердость. Электролит дает возможность получать гладкие плотные покрытия толщиной до 2 мм и твердостью 2500... 4500 Н/мм2. Электролит также находит применение для восстановления посадочных отверстий в корпусных, деталях. Высококонцентрированный электролит содержит 600... 680 г/л хлористого железа. Электролит при температуре 95... 105°С и плотности тока 5...20 А/дм2 позволяет получать мягкие (120... 200 кг/мм2), вязкие покрытия толщиной 3... 5 мм.. Электролиты более высокой концентрации рекомендуется применять в случаях, когда к восстанавливаемым деталям не предъявляются повышенные требования по твердости рабочих поверхностей. За последнее время разработаны холодные электролиты, позволяющие применять более высокие плотности тока и обеспечивающие высокую производительность процесса. Составы некоторых холодных электролитов, которые представляют интерес для ремонтных предприятий, и режимы электролиза ' приведены в таблице 14. Таблица 14. Электролиты железнения и режимы электролиза Компоненты Содержание компонентов в электролите, г/л Кислотность Режимы э температура электролита, °С лектролиза катодная плотность тока, А/дм& Двухлористое железо FeCl2*4H20 3,5.. .5,0 г/л НГ1 Двухлористое железо FeCI2*4H20 1,5.. .2,0 г/л НГ1 Двухлористое железо FcCl2*4H20 до 1,4 г/л йодистый калий KI Двухлористое железо FeCl2'4H20 1,3...1,6 г/л Хлористый марганец МпС12-4Н20 Аскорбиновая кислота Двухлористое железо FeCI2-4H20 2...3^рН Хлористый марганец МпС12-4Н20 Хлористый калий КС1 (или) NaCl Аскорбиновая кислота Двухлористое железо FeCl2*4H20 1,1...0,6 pH Сернокислое железо FeS04-7H20 Двухлористое железо FeCl2-4H20 1,3...0,7 pH Метилсульфатное железо Fe(CH30S03)2-4H20 Хлористые электролиты без добавок, приведенные в таблице,, позволяют получать качественные износостойкие покрытия толщиной 0,6... 1,0 мм и обеспечивать восстановление широкой номенклатуры изношенных деталей до нормальной работоспособности и номинальных размеров. Электролит, в состав которого* входят двухлористое железо и йодистый калий, обеспечивает по- пучение качественных осадков, железа' при условии применения асимметричного переменного тока. Присутствие аскорбиновой кислоты в электролитах позволяет вести электролиз в широких пределах значений pH от 1,8 до 6,0, что значительно упрощает регулирование кислотности электролита. Электролит, состоящий из двухлористого железа и метил-сульфатного железа, по сравнению с хлористым менее агрессивен и более устойчив к окислению. Покрытия, полученные из этого электролита, имеют меньшее количество трещин, обладают более равномерной структурой. Приготовление и корректирование электролита. Для приготовления хлористого электролита используют двухлористое железо (FeCl2.4H20). Соляная кислота (НС1) применяется в виде водного раствора разной концентрации с плотностью от 1,14 до 1,20. Приготовление электролита производится в следующем порядке. В ванну заливают проточную или дистиллированную воду комнатной температуры и добавляют соляную кислоту из расчета 0,5 г/л воды. В подкисленную воду засыпают двухлористое железо, выдерживая требуемую концентрацию, и перемешивают до полного растворения. После растворения двухлористого железа электролит должен отстояться в течение 1 ... 2 ч, пока не примет светло-зеленый цвет. Затем электролит проверяют на кислотность. Нормальная кислотность должна быть pH 0,8... 1,2. При необходимости добавляют недостающее количество кислоты в соответствии с ее плотностью, приведенной ниже. Плотность кислоты, г/см3 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18 1,19 1,20 Количество кислоты, г/л 20 19 18 17 16 15 14 Количество кислоты, см*/л......* 18 16,6 15,5 14,6 13,6 12,6 11,6 Приготовленный таким образом электролит следует проработать током при плотности 30 А/дм2 и соотношение поверхностей анодов и катодов Sa : SK = 2 : 1 в течение двух часов. Удельный вес электролита (плотность) г/см3 1,12 1,15 1,17 1,20 1,23 1,26 1,29 1,32 1,35 Концентрация железа, г/л • • . 200 260 300 350 400 450 500 550 600 Контроль кислотности электролита можно осуществлять с помощью индикаторной бумаги «Рифан» с pH 0,3 ...2,2 или потенциометров ЛПУ-01, ЛПМ-60. Технологический процесс железнения Технологические операции при ремонте (восстановлении) деталей железнением выполняют в следующей последовательности: механическая обработка восстанавливаемых поверхностей; промывка органическими растворителями; промывка в воде; изоляция поверхностей, не подлежащих покрытию; монтаж деталей на подвеску; электрохимическое обезжиривание; промывка в горячей и холодной воде; анодная обработка; железнение, промывка в горячей воде после железнения. Механическая обработка восстанавливаемых поверхностей производится с целью удаления следов износа и создания требуемой геометрической формы. Шероховатость поверхностей после обработки должна быть в пределах /?а=1,25 мкм па ГОСТ 2789—73. Промывка деталей органическими растворителями, изоляция поверхностей, не подлежащих покрытию, монтаж деталей на подвеску, электрохимическое обезжиривание, промывка в горячей и холодной воде производятся так же, как и при хромировании. Анодная обработка деталей производится в ванне следующего состава: серная кислота — 360 ...400 г/л и сернокислое железо — 10... 25 г/л. Режим обработки: температура электролита 18... 25 °С, плотность тока 30... 80 А/дм2, время травления 30... 60 с в зависимости от термообработки детали. В качестве анодов применяют пластины из свинца, площадь которых в 2... 4 раза должна превышать площадь обрабатываемой поверхности деталей. После анодной обработки детали промывают в ванне с холодной водой в течение 0,5... 1,0 мин. Поверхность деталей после анодной обработки должна иметь светло-серебристый цвет. С целью получения надежных устойчивых результатов по прочности сцепления покрытия с основой при восстановлении крупногабаритных деталей, изготовленных из легированных сталей и закаленных до высокой твердости, анодную обработку деталей ведут сначала в растворе хлористого железа, затем в 30% растворе серной кислоты. В ванне железнения детали выдерживают без тока 1 ... 2 мин для подогрева, а потом подвергают травлению. Стальные детали с различной термической и химикотермической обработкой травят при плотности тока 40... 100 А/дм2 в течение 2 ... 5 мин. Температура хлористого электролита должна быть в пределах 70 ... 80°С. После травления в хлористом электролите детали тщательно промывают в холодной воде с целью удаления остатков хлористого электролита и охлаждения детали. Для очистки детали от шлама, образующегося при травлении в хлористом электролите, производится анодная обработка в 30% растворе H2S04. После анодной очистки детали промывают сначала холодной, потом теплой водой. При промывке не только удаляют остатки серной кислоты с поверхностей деталей и подвесных приспособлений, но и прогревают поверхностные слои металла крупногабаритных деталей. Затем загружают подвеску с деталями в ванну железнения и выдерживают без тока 20... 30 с, включают ток плотностью 2... 3 А/дм2 и осаждают металл в течение 3...5 мин, повышают ток до плотности 10... 15 А/дм2 и снова осаждают металл в течение 3... 5 мин, после этого доводят олотность тока до необходимой величины согласно заданному режиму. По возможности наращивание величины тока лучше производить постепенно. В горячих хлористых электролитах применяются следующие режимы электролиза: плотность тока 15... 40 А/дм2, температура электролита 60...80°С. При железнении используют аноды из малоуглеродистой стали марки Ст. 2, Ст. 3, сталь 10, АРМКО. Длина анодов должна быть меньше длины деталей на 5... 10 мм. Аноды располагают в ванне на расстоянии 180...    200 мм друг от друга и на. расстоянии в пределах 100 мм от деталей. Площадь анодов должна примерно в два раза превышать площадь деталей. Детали должны погружаться в ванну на 50 ...80 мм ниже верхнего уровня электролита и не доходить до дна ванны на 100 ...150 мм. Аноды необходимо помещать в чехлы из стеклоткани во избежание загрязнения электролита. По окончании процесса железнения детали промывают в ванне с горячей водой (60... 70 °С), а затем подвергают нейтрализации в растворе состава, г/л: азотнокислый натрий — 50; углекислый натрий— 10; уротропин технический — 30. Температура раствора 60...70°С, время обработки 2... 10 мин. После нейтрализации детали промывают в ванне с горячей водой, демонтируют с подвесок, по внешнему виду определяют качество покрытия и с помощью стандартного мерительного инструмента замеряют толщину осажденного слоя. Выбор электролитов железнения. Условия электролиза (концентрацию и температуру электролита, плотность тока) выбирают в зависимости от свойств покрытий, получаемых при железнении, требуемой толщины покрытия, характера работы детали и ее конфигурации. Для восстановления деталей сельскохозяйственной техники, изготовленных из нормализованных сталей 20, 30, 35, 40, 45, микротвердость которых находится в пределах 2000... 2400 Н/мм2, и имеющих, как правило, значительные износы, рекомендуется использовать среднеконцентрированный электролит оптимальной концентрации (300...350 г/л хлористого железа). Для восстановления деталей, изготовленных из среднеуглеродистых и термически обработанных сталей 35, 40, 45, 45Г2, 50, 65Г и других, микротвердость которых находится в пределах 2400...    3200 и 3600... 4100 Н/мм2, рекомендуется использовать малоконцентрированный и среднеконцентрированный электролиты, позволяющие получать покрытия толщиной до 1,0... 1,5 мм. Опыт работы ремонтных предприятий по восстановлению деталей желез-нением показал, что при разработке технологического процесса следует руководствоваться следующими соображениями. Электролиты малой и средней концентрации дают возможность получать покрытия, микротвердость которых находится в пределах 2000...    6500 Н/мм2. В этих электролитах можно восстанавливать широкую номенклатуру деталей, изготовленных из разных сталей и имеющих различную термическую и химико-термическую обработку, за исключением деталей с износами более 2 мм. Толстые покрытия невысокой твердости могут быть получены при использовании более концентрированных электролитов. Контроль качества покрытий. После железнения и промывки ^. деталей проверяют качество покрытий. В производственных условиях контроль качества покрытий включает: внешний осмотр невооруженным глазом и через лупу, проверку твердости с помощью приборов и напильника, определение размеров деталей мерительным инструментом. При внешнем осмотре проверяют наличие отслоений покрытий, шероховатость поверхности и характер дендритов на острых кромках, обращают внимание на плотность осадков и блеск. Качественное покрытие не должно иметь наростов, бугорков, большого количества дендритов, вздутия, разрывов, шелушения и других подобных дефектов. Железнение на асимметричном токе. За последнее время в ремонтном производстве нашли применение технологические приемы нанесения железных покрытий путем использования асимметричного переменного тока промышленной частоты. При железнении на асимметричном токе можно в широких пределах изменять структуру и физико-механические свойства покрытий, а также обеспечить высокую прочность сцепления осадков железа с восстановленными деталями. В настоящее время разработано много схем формирования периодического асимметричного тока. Наибольшее распространение в ремонтном производстве получила схема установки для получения периодического тока, предложенная А. А. Эпштейном и Р. С. Пиявским и приведенная на! рисунке 21. Основное влияние на качество покрытий и физико-механические свойства оказывает отношение плотности катодного тока Дк к плотности анодного тока Да, то есть р=Дк/Да. Для обеспечения надежной прочности сцепления покрытий с основным металлом процесс железнения начинают при Дк=2... 3 А/дм2 и катодно-анодном отношении 1,3... 1,5 и осаждают металл в течение 2... 3 мин. Затем в течение 10 мин плавно увеличивают плотность катодного тока до 40... 50 А/дм2, a i|3 доводят до значения, равного 8... 10, и продолжают процесс железнения до получения необходимых размеров деталей. Температура электролита находится в пределах 20... 40 °С. При этих режимах
Рис. 21. Схема установки для получения периодического тока: 1 — предохранитель; 2 — силовой трансформатор; 3 и 4 — полупроводниковые вентили; 5 и 6 — управляемые резисторы прямого и обратного токов; 7 и 8 — амперметры магнитоэлектрической системы для измерения силы прямого и обратного токов; 9 — переключатель; /0 — гальваническая ванна; 11— шунт общей цепи. средняя скорость осаждения железа составляет 0,25... 0,35 мм/ч-Осаждение металла на асимметричном переменном токе можно» вести из обычного малоконцентрированного электролита следующего состава: двухлористое железо — 200 ... 250 г/л, соляная кислота — 1... 1,5 г/л. Изменяя плотность катодного тока (Дк) и р, можно получить-покрытия с высокой микротвердостью. При (5=4... 8 и Дк=20А/дм2 микротвердость покрытий достигает 4500... 5200 Н/мм2, а при тех же значениях |J, но при Дк=40 А/дм2,— 5200...    5700 Н/мм2. Механическая обработка. Механическая обработка деталей,, восстановленных железнением, может производиться шлифованием или точением в зависимости от твердости покрытия и конфигурации детали. При шлифовании рекомендуется использовать круги из электрокорунда твердостью СМ1—СМ2, зернистостью 16 ... 25’ на керамической связке. Режимы шлифования принимаются следующие: продольная подача — 0,3 ... 0,5 м/мин, поперечная подача— 0,005 ... 0,015 мм/дв, ход, скорость шлифовального круге —• 20...    35 м/с, скорость вращения изделия—10 м/мин, расход смазочно-охлаждающей жидкости — не менее 15 л/мин. Обработка? электролитического железа резанием отличается от обработки резанием обычных углеродистых сталей. Особенность мягких осадков — то, что они насыщены включениями гидроокиси в значительно большей степени, чем твердые осадки. Обработку покрытий рекомендуется производить резцом, оснащенным пластинкой металлокерамического твердого сплава* Т30К4 или минералокерамической пластинкой ЦМ 332. Таблица 15. Режимы механической обработки электролитического железа Обрабатываемый материал Микротвердость, Н/мм2 Материал инструмента Скорость резания, м/мин Подача, Глубина резания, мм Электролитиче 2000...2500 ТЗОК4, ское железо Эльбор Электролитиче 4800...5200 ТЗОК4, ское железо Эльбор Продолжениеа Обрабатываемый материал Стойкость резца, мин Геометрические параметры режущего инструмента Г1» мм Электролити ческое железо Электролити ческое железо Рис. 22. Расположение оборудования на участке восстановления деталей желез-еением: 1 — источник питания; 2 — стол монтажный; 3 — ванна электрохимического обезжиривания; 4 — вайна горячей промывки; 5 — ванна холодной промывки; 6 — ванна анодного травления; 7 — ванна железнения; 8 — ванна нейтрализации; 9 — стол демонтажный; 10 — стеллаж ремфонда; 11 — калорифер; 12 — электротельфер; 13 — сборник-нейтрализатор. Показатели работоспособности резца находятся в большой зависимости от качества заточки резцов. Лучшие результаты получаются при доводке инструмента кругом из синтетических алмазов АЧК200Х10ХЗАС012-Б1-100 на следующем режиме: окружная скорость—15 м/с, глубина шлифования — 0,01 мм/дв. ход. Шероховатость поверхности находится в пр>еделах Ra=2,5... 0,63 мкм. При обработке электролитического железа наиболее применим режущий инструмент, оснащенный пластинками из сверхтвердого материала эльбора, не имеющего химического сходства с обрабатываемым материалом. Этот инструмент используется при обязательной заточке и доводке режущих граней шлифовальным кругом АЧК-200Х10ХЗА12-Б1-100 из природных алмазов. Шероховатость поверхности после обработки покрытий эльборовым резцом находится в пределах Ra=0,63 ... 0,08 мкм. Оборудование. Применяемое для железнения оборудование аналогично оборудованию, используемому при хромировании, кроме ванны железнения. Процесс железнения в горячих хлористых электролитах характеризуется высокой химической активностью кислого раствора хлористого железа, сильным испарением электролита, высокой температурой, выделением вредных газов для здоровья обслуживающего персонала и металлических частей гальванического участка. Поэтому стенки ванны должны иметь высокую химическую стойкость при температурах 70... 90 °С, иметь нагревательные и вентиляционные устройства. Внутреннюю поверхность ванны железнения облицовывают различными кислотостойкими материалами. Наиболее надежными в работе показали себя ванны, облицованные антегмитовыми плитками. Антегмитовые плитки АТМ-1 выпускаются размерами 180X100x10 и 80X12X15. Антегмит АТМ-1 производится также в виде полос длиной 1 м и с поперечным сечением 120X10 мм. Кроме антегмита, для облицовки ванны железнения используют кислотостойкую резину, винипласт, фторопласт, эбонит и другие материалы. Однако в процессе эксплуатации футерованные ванны быстро разрушаются. За последние годы в качестве конструкционного материала для изготовления аппаратов химических производств широко применяются титан и его сплавы. Титан имеет достаточную пластичность и механическую прочность, высокую коррозионную1 стойкость во многих агрессивных средах. Испытанные ГОСНИТИ марки титана ВТ1 и ОТ-4 достаточно стойкие, и ванны, изготовленные из этих материалов для горячих хлористых электролитов-железнения, работают длительное время, не требуя ремонта. На рисунке 22 показана схема расположения гальванического оборудования участка восстановления деталей железнением. Материалы. Примерный расход материалов в граммах на 1 дм2 восстанавливаемой поверхности для средней толщины покрытия 0,1 мм при железнении в горячем хлористом электролите приведен в таблице 16. Таблица 16. Расход материалов при железнении Расход материалов на 1 дм2, г
Примечания
Обозначения
Наименование материалов
Двухлористое железо ГОСТ 4149—65 FeCl2-4H20 Сернокислое железо ГОСТ 4148—76 FeS04-7H20 Соляная кислота ГОСТ 3118—77 Серная кислота ГОСТ 4204—77 Едкий натр ГОСТ 2263—79 Кальцинированная сода ГОСТ 5100—75 Тринатрийфосфат Na32P04-12H20 ГОСТ 201—76 Жидкое стекло ГОСТ 13078—67 Венская известь Аноды стальные Стеклоткань ТСФ (А)-9П ГОСТ 10146—74 Бензин ГОСТ 2084—67 Обтирочный материал ГОСТ 5354—68 Себестоимость восстановления 1 дм2 поверхности железнением в горячем хлористом электролите при толщине покрытия 0,1 мм ориентировочно составляет 22,0 коп., 0,2—25,00 коп., 0,3 мм — Плотность 1, 1$ Плотность 1,84 2,7
27,00 коп., 0,4 мм — 30 коп., 0,5 мм — 32 коп. Номенклатура деталей для восстановления хромированием и железнением Хромированием восстанавливают детали с небольшими износа-ми, с высокой твердостью рабочих поверхностей, работающие на трение с разными металлами в различных условиях. Этот процесс получил наибольшее распространение для восстановления деталей топливной аппаратуры дизелей: плунжеров, нагнетательных клапанов, распылителей. Для наращивания этих деталей применяется способ горячего хромирования, обеспечивающий высокое качество и долговечность восстановленных деталей. Хромированием также восстанавливают такие детали, как валики водяных и масляных насосов, золотники, штоки гидросистем тракторов, стержни клапанов, толкатели, шейки распределительных валов, и ряд других подобных деталей. Наиболее многочисленную номенклатуру деталей можно восстанавливать железнением. В нее входят детали, имеющие посадочные поверхности под неподвижные соединения и характеризующиеся незначительными износами. Это валы, стаканы подшипников коробок передач, задних мостов, редукторов и других агрегатов и сборочных единиц сельскохозяйственной техники. Кроме деталей, образующих неподвижные сопряжения, железнением целесообразно восстанавливать большую группу деталей, входящих в подвижные соединения. К этой группе относятся детали: валики коромысел, оси промежуточных шестерен, валики регуляторов, валики вилок выключения, оси сателлитов, валики водяных и масляных насосов, валы трансмиссий и много, других аналогичных деталей. В ремонтной практике широкое распространение получило железнение для восстановления нижней головки шатуна .автотракторных двигателей. Восстановление деталей с применением ^полимерных материалов За последние годы в нашей стране и за рубежом изношенные детали сельскохозяйственной техники успешно восстанавливают путем использования полимерных материалов. Один из важнейших вопросов в деле использования полимерных материалов при ремонте деталей — выбор полимерных материалов, обладающих необходимыми физико-механическими и технологическими свойствами. Основное требование к полимерному материалу, используемому при ремонте, — сохранение формы деталей и способность в условиях эксплуатации при определенных нагрузках и температурах неограниченно часто упруго деформироваться без разрушения. В результате исследований, проведенных ГОСНИТИ и другими институтами, рекомендованы полимерные материалы и синтетические клеи для ремонта деталей сельскохозяйственной техники. Выпуск химической промышленностью различных материалов, обладающих широким диапазоном параметров теплостойкости, износостойкости, удельного линейного расширения и других, дает большие возможности для правильного сочетания способов восстановления деталей. Способы применения клеевых составов на основе эпоксидных смол для ремонта деталей машин рассмотрены в девятой главе второго раздела. Полимерные материалы и область их применения Наибольшее распространение при ремонте и изготовлении деталей получили полимерные и синтетические материалы, приведенные в таблице 17. Для оперативного устранения отказов машин выпускаются наборы полимерных и синтетических материалов. 1.    Набор синтетических материалов для ремонта сельскохозяйственной техники (ТУ6-09-4090—75). В набор входят: эпоксидная смола ЭД-16, расфасованная в пять полиэтиленовых банок по 600 г; дибутилфталат — одна полиэтиленовая бутыль 500 г; полиэтиленполиамин — одна полиэтиленовая бутыль 370 г. Набор предназначен для приготовления эпоксидных составов, применяемых для заделки трещин, пробоин, неплотностей сварки и пайки, восстановления изношенных сопрягаемых поверхностей неподвижных сопряжений и изношенных или поврежденных резьбовых соединений, ремонта трубопроводов в мастерских хозяйств, на станциях технического обслуживания тракторов и автомобилей и на специализированных ремонтных предприятиях. 2.    Набор синтетического клея ВС-ЮТ в различных емкостях для ремонта сельскохозяйственной техники (ТУ6-09-4089—75). В набор входит синтетический клей ВС-ЮТ в полиэтиленовых банках по 0,9 кг. Он предназначен для приклеивания фрикционных накладок ведомых дисков сцепления, а также для склеивания стальных, дюралюминиевых деталей, стеклотекстолита, асбестотехнических материалов при ремонте машин на станциях технического обслуживания и на специализированных ремонтных предприятиях. Клей ВС-ЮТ может храниться в герметически закрытой таре 6 месяцев. 3.    Ремонтная аптечка полимерных материалов АРПК ГОСНИТИ (ТУ6-09-519—76). В состав аптечки входят эпоксидная смола ЭД-16 с дибутилфталатом, полиэтиленполиамин, герметик «Эластосил» 137—83, ацетон, железный порошок, алюминиевая пудра ПАК-1, стеклолента, стеклоткань, стальные и алюминиевые пластины, а также вспомогательные материалы: мерные емкости, шпатель, кисть, резиновые перчатки, шлифовальная шкурка, марля, вата. Аптечка предназначена для устранения неисправностей комбайнов, а также для ремонта автомобилей, тракторов и других самоходных машин без их разборки в полевых условиях. С помощью материалов, входящих в аптечку, можно склеивать металлы, заделывать трещины, пробоины, неплотности свар- Таблица 17. Полимерные и синтетические материалы, применяемые при ремонте и восстановлении деталей Область применения ГОСТ, ТУ, МРТУ
Наименования
Смола капроновая (капрон первичный) Полиамид ПП-610 Полиамид 68 Полиамид НД Полиамид ВД Фенилон С-2 Полистирол Полиформальдегид Волокнит АГ-4 Текстолит Эластомер ГЭН-150(В) Эпоксидная смола ЭД-16 Герметик «Эластосил» 137—83 Герметик «Эластосил» 1101В Синтетический клей БФ-52Т Клей ВС-ЮТ Клей БФ-2 Клей БФ-4 Клей 88Н Клей ВК-2 СТУ.73.1008—63 ТУ6-05-081 -138—72 ГОСТ 10589—73 ГОСТ 16338—70 ГОСТ 16337—70 ГОСТ 9440—60 МРТУ6-0,5-1018—66 ГОСТ 10087—62 ГОСТ 5—72 ТУ П-651—69 ГОСТ 10587—76 ТУ6-02-1-292—72 ТУ6-02-1-292—72 ТУ6-05-211-797—72 ГОСТ 5581—70 ГОСТ 12172—74 ГОСТ 12172—74 МРТУ 38-5-880—66 МРТУ6-05-1214—69 Ремонт валиков, втулок, вкладышей подшипников, изготовление шестерен, шкивов и т. д. Нанесение покрытий, изготовление защитных деталей (пробки, заглушки) Ремонт шеек валов, кулачковых валов, нанесение тонкослойных покрытий, ремонт вкладышей подшипников Изготовление деталей, работающих при температуре до 65 °С Используется в качестве заменителя сталей и цветных металлов при ремонте и изготовлении деталей Изготовление крыльчаток, шестерен и деталей, работающих при температуре от —60 до +200 °С Изготовление прокладок шестерен, ремонт направляющих деталей Ремонт неподвижных. соединений деталей сельскохозяйственной техники Ремонт трещин и пробоин в корпусных деталях, ремонт посадочных мест под подшипники, клеесварные соединения, стабилизация и ремонт резьбовых соединений деталей Герметизация и уплотнение соединений деталей Приклеивание фрикционных накладок ведомых дисков То же Склеивание металлов и полимерных материалов То же Склеивание резин и резины с металлами Клеесварные, клеезаклепочные и клеерезьбовые соединения ки, восстанавливать изношенные сопрягаемые поверхности неподвижных соединений, герметизировать соединения деталей и сборочных единиц, ремонтировать трубопроводы. Восстановление деталей нанесением полимерных покрытий в псевдоожиженном слое Сущность процесса заключается в том, что деталь, нагретую до соответствующей температуры, опускают в камеру с полимерным порошком, находящемся в псевдоожиженном (взвешенном) состоянии. практике нашли применение способы псевдоожижения: вихревой, вибрационный, вибровихревой, электрофоретический. При вихревом способе псевдоожижения в рабочую емкость, имеющую пористое дно, помещают слой полимерного порошка. Под пористую перегородку под определенным давлением подают воздух или инертный газ, который разделяется на множество мельчайших струй и приводит порошок во взвешенное (псевдо-ожиженное) состояние. При вибрационном методе псевдоожижения переход порошкообразной массы полимера из насыпного состояния в псевдоожи-женное достигается за счет вибрационных колебаний соответствующей частоты и ускорения, сообщаемых резервуару с порошком или только его днищу. Вибровихревой метод псевдоожижения включает в себя одновременное воздействие на полимерный материал вибрации и давления воздуха. Электрофоретический способ заключается в том, что, кроме сжатого воздуха, на частицы порошка дополнительно действует электрическое поле высокого напряжения. Среди этих способов наибольшее распространение получил вибровихревой. В качестве материалов, наносимых на детали в псевдоожиженном слое, используют эпоксидную смолу Э-49 МРТУ6-10606—66, полиамидные порошки ПП-АК-80/20 ТУ6-05-081-138—72 и ПП-12 (АПН) ТУ6-05-211-784—71. Методом нанесения покрытий в псевдоожиженном слое ремонтируют детали с износами не более 1 мм. Перед нанесением полимерного покрытия детали с износами до 0,2 мм зачищают шлифовальной шкуркой, более 0,2 мм — подвергают механической обработке. Шероховатость обработанной поверхности должна быть не ниже Ra=20... 10 мкм. Поверхность чугунных деталей дважды обезжиривают техническим ацетоном. Стальные детали подвергают фосфатированию в растворе, содержащем 500 г простого суперфосфата ГОСТ 8382—57 на 1 л воды. Для приготовления раствора суперфосфат растворяют в воде, кипятят в течение 2 ч и дают отстояться 2 ч. Затем раствор сливают в ванну и доводят до кипения. В кипящем растворе суперфосфата детали выдерживают в течение 5... 10 мин. После этого детали промывают холодной водой^ 5%-ным раствором кальцинированной соды, а затем горячей водой в течение 10... 15 минут. Промытые детали выдерживают 8...    10 мин в сушильном шкафу при температуре 130... 150°С. Поверхности детали, не подлежащие покрытию, изолируют фольгой или асбестом, а отверстия закрывают пробками. Полиамидные порошки перед использованием должны быть высушены при температуре 60... 80 °С в течение 24 ч в вакуум-су-шильном шкафу. Допустимая влажность частиц порошка—не более 0,2%. Размер частиц порошка не должен превышать 0,25 мм. Детали перед нанесением порошкового эпоксидного состава нагревают в любом сушильном шкафу до 190... 200 °С, перед нанесением полиамидных порошков — до 280 ... 300 °С. Покрытие наносится на установке А-67М, которая работает при давлении сжатого воздуха 0,15...0,25 МПа с электровибратором. Предварительно нагретую деталь (несколько выше температуры плавления применяемого полимера) опускают в псевдоожиженный слой порошка. Норма расхода — 6...8 г на 30...40 см2 поверхности. Время выдержки детали в слое (при толщине покрытия 1,0 мм) составляет 15... 20 с. Толщина покрытия зависит от времени выдержки детали в слое и предварительного нагрева детали. После нанесения покрытия детали помещают в сушильный шкаф на 2 ч для отвердения покрытия при температуре 190... 200 °С. Схема типового участка ремонта деталей в псевдоожиженном слое приведена на рисунке 23. Механическая обработка нанесенного покрытия производится на токарном станке при частоте вращения шпинделя станка 1000...    1200 об/мин и подаче от 0,1 до 0,2 мм/об. Описанным выше способом восстанавливают, как правило, мелкие детали Рис. 23. Расположение оборудования на участке ремонта деталей в псевдоожиженном слое:
/ — ванна для кипячения отходов капрона и нормализации деталей; 2 — стол монтажный; 3 — электропечь сопротивления камерная; 4 — установка для нанесения покрытий; 5 — шкаф сушильный; 6 — стеллаж; 7 — ларь для обтирочных материалов; 5—шкаф для одежды; 9 — стол конторский; 10 — тележка.
сельскохозяйственной техники, например втулки коромысел и масляного насоса двигателя СМД-14, палец промежуточной шестерни, валик водяного насоса, валик коромысла и др. Нанесение полимерных покрытий газопламенным способом Сущность процесса газопламенного нанесения полимерного покрытия состоит в том, что струю сжатого воздуха с взвешенными в ней частицами порошка пропускают через факел ацети-лено-воздушного пламени. В пламени частицы порошка нагреваются, размягчаются и, ударяясь в предварительно подготовленную и нагретую поверхность, прилипают к ней, образуя сплошное покрытие. В ремонтной практике нанесение полимерных покрытий газопламенным способом применяют для выравнивания сварных швов и неровностей на поверхностях кабин и деталей оперения автомобилей, тракторов, комбайнов. Материал для напыления — пластмасса ПФН-12 (МРТУ6-05-1129—68); ТПФ-37 (СТУ12-10212—62). Порошок из этих материалов перед использованием должен быть просеян через сито с сеткой № 016... 025 (ГОСТ 3584—53) и при необходимости просушен при температуре не более 60°С в течение 5... 6ч, а затем просеян. Перед нанесением покрытия газопламенным способом поврежденные поверхности с вмятинами и неровностями должны быть выправлены, а трещины и пробоины заварены. Поверхность сварных швов должна быть зачищена шлифовальной машинкой до удаления острых углов и кромок. Поверхности вокруг сварных швов и неровностей зачищают до металлического блеска. Подготовленная поверхность не должна иметь окалины, ржавчины и загрязнений. Нанесение покрытия производится с помощью установки УПН-6-63. Вначале пламенем горелки нагревают поврежденную поверхность до температуры 220... 230 °С. При этом скорость перемещения горелки составляет 1,2... 1,6 м/мин; давление ацетилена— не ниже 0,1004 МПа; давление сжатого воздуха — 0,3... 0,6 МПа; расстояние от мундштука до нагреваемой поверхности— 100... 120 мм. Затем, не выключая пламени горелки, открывают вентиль подачи порошка. Порошок наносят на нагретую поверхность за два-три прохода горелки. Через 5... 8 с после напыления нанесенный слой пластмассы прикатывают роликом, смоченным холодной водой. Прикатанную поверхность пластмассы прогревают пламенем горелки в течение 5... 8 с, на нагретое покрытие наносят второй слой порошка за два-три прохода и снова прикатывают роликом. Напыленную поверхность зачищают шлифовальной машинкой так, чтобы переход от поверхности металла к напыленному слою был равномерным. Ремонт и изготовление деталей из термопластичных полимерных материалов литьем под давлением Сущность этого процесса заключается в том, что изношенную деталь устанавливают в пресс-форму, имеющую нормальные размеры ремонтируемой детали, и с помощью литьевой машины под давлением наращивают слой полимерного материала. В качестве полимерного материала используют капрон первичный (ТУ6-06-309—70); капрон вторичный (МРТУ6-06-211—69); полиамид П-68 (ГОСТ 10589—73); полиамид наполненный 68ДМ2,0 ТУ НИИПМ П-472-66; полиэтилен высокий плотности (ГОСТ 16338—70); полиэтилен низкой плотности (ГОСТ 16337—70); полипропилен (МРТУ6-05-1105—67); полиформальдегид (МРТУ6-05-1543—72); пенопласт (ТУ6-05-1422—71); поликарбонат (ТУ6-05-1668—74); полистирол (ГОСТ 9440—60). Литьем под давлением ремонтируют детали сельскохозяйственной техники типа осей, валов и пальцев, у которых при работе без смазки: удельное давление — не более 5,0 МПа, скорость скольжения — не более 1,0 м/с, рабочая температура — до 80 °С; ср смазкой: удельное давление — не более 10,0 МПа, скорость скольжения — до 1,5 м/с, рабочая температура — до 100 °С. Перед нанесением покрытия изношенную поверхность детали обрабатывают с целью восстановления первоначальной геометрии. Шероховатость обработанной поверхности должна соответствовать Rz=20 м. 10 мкм. Поверхности чугунных деталей обезжиривают техническим ацетоном, стальных — подвергают фосфатированию аналогично процессу при нанесении полимерных материалов в псевдоожиженном слое. Деталь нагревают до температуры 250... 350 °С и в момент впрыска расплава полимера температура детали должна быть не менее 170 °С. Полимерные материалы перед применением в течение 48 ч высушивают при температуре 80... 90 °С. После этого содержание влаги должно быть не более 0,2%. Пресс-форму нагревают до температуры 80... 110°С. Затем в нагретую пресс-форму устанавливают нагретую деталь. Пресс-форму с деталью устанавливают на стол литьевой машины ПЛ-71 и производят впрыск расплава полимера. Время выдержки расплава под давлением — 20... 35 сек, удельное давление на расплав полимера — 25,0... 100,0 МПа. Деталь с полимерным покрытием 1,5... 2,0 ч выдерживают в масле Дп-211 при температуре 120... 130 °С с последующим охлаждением масла до 100 °С, а затем на воздухе 20 °С. Контроль качества покрытия и размеров детали проводят через 24 ч после нанесения покрытия. На рисунке 24 приведена схема расположения оборудования на участке ремонта и изготовления деталей литьем под давлением. Подготовку полимерных материалов для переработки (дробление и сушка), термообработку готовых деталей производят в отдельном помещении. На рабочем месте для подготовки полимерных материалов к литью выполняют работы по дроблению отходов, переработке термопластичных материалов (литников, облоя) и бракованных деталей, а также сушку полимерных материалов перед их переработкой. Кипячение отходов литья, капроновых из- Рис. 24. Расположение оборудования на участке ремонта и изготовления деталей литьем под давлением: 1 — термопластоавтомат; 2 -^машина литьевая; 3—стол приемный; 4— стол монтажный; 5 — шкаф сушильный; 6 — стеллаж для деталей; 7 — верстак слесарный; 8 — станок настольно-сверлильный; 9 — подставка; 10 — ларь для обтирочных материалов; 11 — контейнерд 12 — стол конторский; 13 — шкаф для одежды; 14 — дробилка; 15 — шкаф сушильный; 75 — ванна; 17 ~ стеллаж.    -.J делий производится с целью их обезжиривания и повторного использования. После термообработки снимаются внутренние напряжения деталей, возникающие при литье. Ремонт и изготовление деталей прессованием При этом процессе термоактивный материал помещают непосредственно в нагретую пресс-форму. Под действием тепла и давления материал размягчается, растекается по внутренней полости пресс-формы, принимает ее конфигурацию и отвердевает. Готовую деталь извлекают из пресс-формы в горячем состоянии. Для изготовления деталей более сложной конфигурации, а также армирования деталей применяют литьевое прессование. Процесс состоит в том, что полимерный материал нагревают до вязкотекучего состояния в загрузочной камере пресс-формы, под давлением впрыскивают его через узкое сопло в оформляющую полость пресс-формы, заполняют ее, доводят до твердого состояния, а затем извлекают готовую деталь. Для прессования применяют в качестве материалов пресс-порошки общетехнологического назначения: 01-040-02, 03-010-02 и другие (ГОСТ 5689—73); пресс-порошки электроизоляционные: Э2-330-02, Э1 -340-02, Э9-392-73 и другие (ГОСТ 5689—73); пресс-порошки влагохимо-стойкие: ВХ1-090-34, ВХ2-090-69 (ГОСТ 5689—73); волокнистые пресс-материалы: У1-301-07, У2-301-07, УЗ-301-07 (ГОСТ 5689—73); волокнит (ТУ6-05-1466—71). На ремонтных предприятиях из термореактивных полимерных материалов методом прессования изготавливают детали типа рукояток, колпачков, втулок, кулачков, шестерен, гаек, крыльчаток и др. Прессуют изделия в большинстве случаев на гидравлических вертикальных прессах типа П-472В верхнего и нижнего давления с полуавтоматическим и автоматическим управлением. Подготовка материалов заключается в предварительном их подогреве (5 ...20 мин) при температуре от 80 до 140 °С в термошкафах или токами высокой частоты. Основные технологические параметры процесса прессования — температура, давление и продолжительность прессования. Температуру прессования термореактивных полимерных материалов принимают равной 170... 200 °С. Значительное повышение температуры нежелательно, так как могут произойти быстрое отвердевание и потеря текучести пресс-материала при формировании изделия. Удельное давление прессования принимают в пределах 30,0... Рис. 25. Расположение оборудования на рабочем месте для ремонта и изготовления деталей прессованием: I — пресс гидравлический; 2 — стол приемный; 3 — весы; 4—шкаф сушильный; 5 — стеллаж для деталей; 6 — верстак слесарный; 7 — шкаф для одежды.
60,0 МПа. Удельное давление зависит от вида материала и его текучести. Выдержка материалов под давлением может быть от 0,2 до 6 мин. Продолжительность выдержки определяют скоростью отвердения связующего компонента, формой и толщиной изделия, конструкцией пресс-формы, применением предварительного подогрева и подпрессовок. Извлечение готовых деталей производится после окончания выдержки материала под давлением. Размеры деталей контролируют не ранее чем через 24 ч после прессования. На рисунке 25 приведена схема расположения оборудования на рабочем месте для изготовления деталей из термореактивных полимерных материалов прессованием на гидравлических прессах. На рабочем месте также производят весовую дозировку термореактивных пресс-материалов или дозировку с помощью мерных емкостей, подогрев прессуемых материалов и арматуры. Герметизация соединений деталей и сборочных единиц При ремонте машин используют герметики типа У-20А и УН-25 в сочетании с прокладками. ГОСНИТИ разработана технология герметизации неплотностей соединений деталей и сборочных единиц сельскохозяйственной техники кремнийорганическим герметиком типа «Эластосил». Для устранения течи воды и масла «Эластосил-137-83» (ТУ6-02-1-292—72) рекомендуется применять в качестве прокладочного материала под крышки и щиты распределения, в корпусах сальников, водяных насосов, задних мостов, масляных насосов, корпусов фильтров топливных насосов, гидронасосов и др. На обезжиренную поверхность шпателем или пистолетом наносят герметик. Затем соединяют детали и затягивают болты. Затвердевание происходит в течение одних-двух суток при температуре 20... 25 °С. Герметики типа «Эластосил» обладают влагохимостойкостью. Предел прочности на разрыв 1,6...2,0-106 Н/м2. Восстановление деталей пластическим деформированием При восстановлении деталей пластическим деформированием наибольшее применение нашли такие процессы, как раздача, обжатие, осадка, раскатывание, обкатывание. Восстановление раздачей Процесс раздачи применяют главным образом для восстановления наружных поверхностей полых цилиндрических деталей, преимущественно поршневых пальцев, различных осей, валов и втулбк. Раздача поршневых пальцев, закаленных или после отжига» производится на прессе пуансоном. Однако в том и другом случае после раздачи пуансоном на наружной поверхности пальцев возни-* кают трещины. Чтобы избежать этого, применяют способ раздачи поршневых пальцев, заключающийся в том, что деталь нагревают токами высокой частоты до температуры 790... 820 °С. Затем через внутреннюю поверхность пальцев в течение 2...4 с пропускают жидкость, охлаждающую деталь изнутри. За этот промежуток времени наружная цементированная поверхность детали остывает до 670... 650 °С. После этого деталь охлаждают. При охлаждении детали с поверхности в закалочной среде при температуре выше 670 °С нет эффекта восстановления. При охлаждении детали с поверхности в закалочной среде ниже 650 °С не получают структуру мелкозернистого мартенсита, так как в интервале 650... 250 qC аустенит неустойчив и превращается в феррито-цементитную смесь. В результате индукционного нагрева выше точки Асз наружный диаметр детали увеличивается, а при охлаждении изнутри потоком жидкости фиксируется увеличенный размер поршневого пальца на 0,1 ...0,15 мм. Технологический процесс восстановления поршневых пальцев подробно изложен в главе 5 второго раздела. Восстановление обжатием и осадкой
Процесс обжатия используют в основном для восстановления внутренних поверхностей деталей. Широкое применение этот процесс получил для восстановления отверстий проушин звеньев гусениц тракторов класса 30 кН при износе 27...30 мм. Схема процесса восстановления отверстий проушин приведена на рисунке 26. Он включает в себя следующие основные операции: очистку, де-фектацию звеньев, нагрев, обработку давлением, закалку.
На рисунке 27 изображен план поточно-механизированной линии для восстановления звеньев гусениц давлением. С целью удаления с их поверхности грязи и ржавчины и выявления трещин их зачищают в голтовочном барабане 8. Звенья очищают партиями по 60 штук в течение 40 мин. Дефектуют звенья на столе 7 с по-
мощью калибров и шаблонов. Для нагрева звеньев используют две соляные электродные печи 4 и 5. Нагрев производят в две стадии. На первой стадии звенья подогревают в течение 15...20 мин при температуре 300... 400 °С за счет тепла, исходящего от соляных печей. На второй стадии звенья выдерживают в течение 20 мин в расплаве соли хлористого бария, нагретого до 1000... 1050 °С. Нагретое звено приспособлением 6 подают в секционный штамп с регулируемым рабочим объемом каждой секции. Необходимое давление обеспечивают на гидравлическом агрегатном прессе 3 с общим усилием на шпинделе 6000 кН. Питание пресса рабочей жидкостью под определенным давлением обеспечивают насосной станцией 9 с ресиверами-аккумуляторами 10. Время горячей деформации звена в штампе не более 12 с. Закаливают звенья в холодной проточной воде в закалочной ванне 2. Сборку звеньев гусениц производят на стенде 1. Программа линии — 200 тыс. звеньев в год.
Процесс обжатия применяют также для восстановления шестерен. Восстановление шестерен со ступицей с изношенными по толщине и торцам зубьями и шлицами происходит за счет направленного пластического перемещения металла ступицы к изношенным поверхностям при температуре 850... 900 °С. Схема обработки дав-
Рис. YI. Поточно-механизированная линия восстановления звеньев гусениц давлением:
1 — стенд для сборки гусениц; 2 — ванна закалочная конвейерная; 3 — пресс гидравлический ДО-634; 4 и 5 — соляные печи; 6 — приспособление для подачи звеньев; 7 — де-фектовочный стол; 8 — очистной голтовочный барабан ОБ-900; 9 — насосная станция; 10 — ресиверы; И — бак для масла.
jr    ■ — X *
Рис. 28. Схема восстановления шестерни со ступицей давлением:
1 — пружина; 2 — пуансон калибровочный;
3 — верхняя траверса пресса; 4 — рабочие элементы штампа; 5 — матрица; 6 и 8 — выталкиватели; 7—стол пресса; 9 — восстанавливаемая шестерня.
Рис. 29. Схема восстановления наплавленной шестерни давлением:
1 — конический пуансон; 2 — наплавленный металл; 3 — восстанавливаемая шестерня» 4 — матрица; 5 — выталкиватель; 6 — подкладная плита.
Рис. 30. Звездочка с шагом 19,05 мм.
лением в штампе шестерни со ступицей приведена на рисунке 28. Шестерни с изношенными по длине и толщине зубьями, не имеющие запаса металла по телу, наплавляют, создавая запас металла для восстановления изношенных поверхностей в штампе давлением. Схема восстановления наплавленной .шестерни давлением дана на рисунке 29. После обработки шестерен давлением их подвергают сначала механической, а затем термической обработке. Очень часто применяют для восстановления звездочек цепных передач сельскохозяйственных машин метод пластического деформирования. Эскизы ввездочек с шагами 19, 05 и 25,4 мм и обозначением дефектов изображены на рисунках 30 и 31. Номенклатура и характеристики звездочек с шагом 19,05 мм, восстанавливаемых пластическим деформированием, приведены в таблице 18; с шагом 25,4 мм — в таблице 19. В процессе эксплуатации в звездочках возникают следующие дефекты: износ зубьев звездочек по толщине к ширине (дефект 1), износ отверстия ступицы (дефект 2), износ шпоночного паза по ширине (дефект 3), повреждение и износ резьбы (дефект 4). Восстановление изношенных зубьев производится за счет перемещения запаса металла диска, отверстия ступицы и шпоночного паза — за счет запаса металла ступицы. Восстанавливают звездочки в следующей последовательности. Загружают звездочки в нагретую до 1 ООО± 50 °С электропечь сопротивления СНО-5.Ю.3,2/10-М1 и выдерживают в печи 1,5 ч. Нагрев их должен быть равномерным по всему объему. Нагретую звездочку вместе с технологическим пальцем укладывают в штамп и с помощью ковочного пневматического молота МА4132 производят осадку зубчатого венца. После этого звездочку направляют на рабочее место обжима ступицы в штампе гидравлическим прессом П6328. После обжатия обрабатывают отверстие ступицы и шпоночный паз протяжкой на протяжном станке 7Б520. Затем производят накатывание зубьев звездочки. Для этого устанавливают звездочку на подвижный вал суппорта установки для обкатки зубчатого венца ОР-6400.01 и вводят звездочку в зону нагрева индуктора высокочастотной установки ИЗ-1-100/2,4. Нагретую звездочку подают в рабочие ручьи накатных валков и накатывают зубья. Далее растачивают отверстие ступицы на токарно-винторезном станке 1К62. Затем производят нагрев венца звездочки на закалочной установке ВЧИ-100/0,66 до температуры 850±50°С и закаливают венец в масле. После восстановления производят контроль звездочки по всем параметрам. Ресурс восстановленной звездочки должен быть не меньше ресурса новой. Обжатие применяют для восстановления корпуса шестеренчатых насосов, золотников и перепускных клапанов распределителей гидравлических систем тракторов, шлицевых валов, ступиц опорных катков и др. Восстановление раскатыванием и обкатыванием Наиболее перспективно применение раскатывания при восстановлении посадочных отверстий в корпусных деталях. ГОСНИТИ предложен способ восстановления посадочных отверстий в корпусных деталях установкой свертных втулок на клею с последующим раскатыванием. Схема процесса раскатывания втулок в корпусах изображена на рисунке 32. Цель раскатывания — увеличение прочности посадки втулки в корпусе за счет полного заполнения клеем микронеровностей; затекания металла в углубления, создаваемые на поверхности отверстия корпуса; создания остаточных сжимающих напряжений в корпусе. При раскатывании увеличивается плотность стыка, достигается номинальный размер посадочного отверстия, повышается класс шероховатости поверхности втулки. В процессе раскатывания пластически деформируют не только шероховатости обрабатываемой поверхности, но и несущий их под- оо Таблица 18. Характеристики звездочек с шагом 19,05 мм Размеры, мм Обозначения
Масса» кг
Материал
л*
D+ti
54-60516А 61-425 КОП09.612Б Н.022.334 КУЖ 0408403А КОП 12.613В Н.022.703 Н.022.336-01 КС Л0103665 54-61454 КОШ 15604 54-43997 Н.022.020-24СБ
133.86 151,99 170,15 170,14
Н8,1-,,75 1 18» 1-1,75 117,6_175 117 »6-lf75 118, l_lj75 142-2j3 129, 8_2)з 129, 8_2,з 129, 8_2j3 142_2,з 160,3_2j3 179,2_2>з 178,6_„я
о+ 0,075 +0,020
97,64_0,16 97,64_0)4б 97,3_0,4б 97,63_0 4б
22,73+°,17 55+о,з 45+0,i7 60+°»2 30+°,17 40+o,i7 30+o,i7 25+o,i4 48+0,1? 30+0,1?
32,4+0,17 26,43 43,3+°>21
Сталь 45 Сталь 45 Сталь 45 Сталь 45 Сталь 45 Сталь 45 Сталь 40 Сталь 45 Сталь 45 Сталь 45 2-а Сталь 45 Сталь 40 Сталь 40
1.05 0,98 0,52 1.5 0,64 1,29 0,7 0,98 1,37 1,25 1,74 тл
28
+0,025
М8 клЗ
97,64.
о,4б
121 ,79_05з 109,71_о5з 109,71_0j53 Ю9,71_о,5з 121,79-0,53 158,08_о> 5з
о+0,075 + 0,020
33,3+о,2
М8 клЗ
+0,020
158,07-оя 5з
о + 0,075 +0,020
М10 клЗ
ш
191,4_2,з 170,18-о,5з СтальЧОГ 178,6_2,з 158,07_о,5з Сталь 40 Н.022.707 202,9_2,з 182,28-0,5з Сталь 40 КУЖ 01.03.401 182,19-0,53 Сталь 45 117,6_lj75 92,63_0,4б 30+°>14 32,6+°»17 Сталь 45 139,92_о,5з КД2-19-3-1 160,3—2,3 139,92_о,5з Сталь 40 КД2-11-7А 206,51_0,5з 32,6+о»17 227,3-2,з 206,51_о,5з 30,4+о,14 0 + 0,075 +0,020 Таблица 19. Характеристика звездочек с шагом 25,4 мм Размеры в мм Масса, Обозначения Материал КОШ 72.601 Б 132,2_2,з 106,11-одо 43,3+0,170 Сталь 45 Н.022.805 164,9_2,з 138,26-0,53 Сталь 40 Н.022,030-37СБ 173,1—2, з 146,31_о,5з 38,3+°,2i Н.022.030-38СБ 189,4_2,з 162,42_о,5з 38,3+°»2i 10+0,075 +0,020 КУЖ 0110604 215,9_2,з 186,6_о,б Сталь 45 Н.022.030-41СБ 243,07_0,б К5 -v| О О! слой металла. В зоне контакта с деформирующими роликами имеет место пластически направленное течение металла, сопровождающееся сглаживанием исходных шероховатостей внутренней поверхности и одновременным взаимным внедрением шероховатостей наружной поверхности втулки и отверстия корпуса. Форма и высота новых неровностей зависят от многочисленных факторов: характера напряженного состояния металла в зоне контакта, геометрической формы, размеров и траектории движения деформирующих роликов, рельефа и способа образования исходных неровностей и физико-механических свойств материала. Рис. 32. Схема процесса раскаты* вания втулок в корпусах:
Раскатник настраивают таким образом, чтобы его размер превышал диаметр отверстия на величину натяга (2 i). Предусмотренный настройкой натяг вызывает пластические и упругие поверхностные и объемные деформации стенок корпуса. d2 — диаметр отверстия корпуса; dp — диаметр раскатника; d0 — внутренний диаметр втулки до раскатывания; di — внутренний диаметр втулки после раскатывания; б — толщина ленты до раскатывания; i — натяг; A d/2*— половина припуска.
Процесс образования соединения втулка — корпус путем радиального пластического деформирования втулки можно рассматривать состоящим из двух фаз. 1.    Фаза пластического и упругого деформирования стенок отверстия, при котором с увеличением натяга раскатывания происходит увеличение пластической деформации. 2.    Фаза упругого сжатия корпуса и втулки, наступающего после прохода раскатника, сопровождающаяся появлением на поверхности контакта сопрягаемых деталей остаточных радиальных и окружных напряжений. Технологический процесс восстановления отверстий в корпусных деталях установкой свертных втулок с последующим раскатыванием подробно рассмотрен в главе 9 второго раздела. При восстановлении деталей обкатыванием и раскатыванием можно уменьшать шероховатость и улучшать физико-механические свойства поверхностного слоя детали. Сущность поверхностного пластического деформирования заключается в том, что под давлением деформирующего элемента выступающие микронеровности сминаются, заполняя впадины микропрофиля обрабатываемой поверхности (поверхностным пластическим деформированием можно получить шероховатость до 7?а = = 0,04 мкм), одновременно при этом повышаются твердость и прочность верхнего слоя металла. Режимы обработки: натяг, припуск, подача, число проходов и др. Для различных материалов и их состояния натяг различен. Например, для стали 45, стали 30 натяг выбирают в пределах; 0,1 ...0,2 мм, для чугуна СЧ18-36 — 0,1 ...0,15 мм. Припуск определяют в зависимости от исходной шероховатости. При большей высоте шероховатости назначают больший припуск. Его приблизительно принимают равным высоте шероховатости, так как при деформировании неровности сглаживаются ориентировочно наполовину. Например, при исходной шероховатости /?а = Ю мкм припуск принимают 0,025... 0,055 мм. Подача зависит от исходной и требуемой шероховатости, числа роликов и проходов. Во всех случаях с уменьшением требуемой: шероховатости подача уменьшается. Для требуемой шероховатости при обкатке одним шаром i?a = l,25; 0,63; 0,32; 0,16 мкм подачу соответственно принимают: для стали 45 — 0,2; 0,12; 0,06; 0,06 мм/об, для чугуна СЧ15-32 — 0,35; 0,35; 0,28 мм/об. При обработке отверстий многороликовыми раскатниками для сталей 45 и 40Х подачу принимают в пределах 0,4... 0,9 мм/об, для чугуна — 0,5... 1,0 мм/об. Для обработки наружных цилиндрических поверхностей деталей ГОСНИТИ разработаны: накатник универсальный роликовый* а для обработки глухих и сквозных отверстий — раскатник универсальный роликовый. Универсальный роликовый накатник имеет четыре сменных ролика, профильный радиус которых составляет 5, 6, 8, 10 мм. Радиальное давление на ролик — 3000 Н, диаметр обрабатываемой детали — более 20 мм. Накатник универсальный шариковый имеет две сменные головки, диаметры деформирующих шариков — 5, 1У 10 мм. Радиальное давление на шарик — до 2000 Н, диаметр обрабатываемой детали — более 10 мм. Раскатник универсальный роликовый имеет два сменных ролика диаметром 35 мм, профильный радиус которых составляет 1,5; 2,5 мм. Радиальное давление на ролик — до 2000 Н, диаметр обрабатываемого отверстия — более 50 мм, глубина обработки — до 100 мм. Для раскатывания отверстий диаметром до 100 мм можно применять раскатники по ОСТ.1.5Ю74—73, ОСТ.1.51023—73» ОСТ. 1.51024—73, ОСТ.1.51025—73, ОСТ.1.5Ю26—73. Восстановление резьбовых отверстий спиральными вставками В современных машинах широко распространены резьбовые соединения. Установлено, что свыше 60% деталей машин имеют резьбу. При этом на резьбовые соединения приходится 25 ...40% трудоемкости сборки машин, агрегатов, сборочных единиц. Резьбовые соединения подвергаются воздействию высокой температуры, коррозионной и абразивной сред, знакопеременных нагрузок. Рис. 33. Типоразмеры резьбо-вых соединений, применяемых при изготовлении сельскохозяйственной техники. 32
50
§15
23
19
10
7
1
EZt
m m m тоттмдивюотнямтзо
В результате наблюдаются интенсивное изнашивание и поломки резьбовых соединений. Поданным ГОСНИТИ, при капитальном ремонте машин необходимо восстанавливать 10... 15% резьбовых соединений. Однако существующие способы восстановления
резьбовых соединений не обеспечивают требуемого качества. Исследованиями установлено, что частота ослабления резьбовых соединений у капитально отремонтированных автомобилей в два-три раза больше, чем у новых. Причина ослабления — постановка деталей с уменьшенным диаметром резьбы, измененным шагом и другими дефектами, возникающими в результате износа как при эксплуатации, так и проведении монтажно-демонтажных работ. В тракторах, автомобилях и сельскохозяйственных машинах применяют резьбовые соединения с размерами резьб от М5 до МЗО и в большинстве случаев с крупным шагом. Среднее распределение резьбовых соединений в этих машинах представлено на рисунке 33. Как следует из этого рисунка, наиболее распространены резьбовые соединения Мб, М8, М10, М12, М14, М16, М18. Анализ характера износов резьбовых соединений в ремонтируемых машинах показал, что износу подвержены в значительно большей степени резьбовые отверстия. При этом установлено, что наибольший износ наблюдается в резьбовых отверстиях деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов, где износ резьбовых отверстий составляет до 30... 35%, в чугунных деталях—10... 15%, в остальных 1 2 3 b 5 6 7 Номер битна резьбы, МЩ5 Рис. 34. Распределение нагрузки на отдельные витки резьбы: 1 — обычная резьба; 2 — резьба с установленной спиральной вставкой.
Характер износа резьбовых отверстий, независимо от материала деталей, примерно одинаковый, т. е. наибольший износ имеют первые два-три витка резьбы и меньший износ в остальных витках резьбового отверстия. Такой неравномерный износ витков резьбового отверстия объясняется различной нагрузкой на витки резьбового соединения. Исследованиями установлено, что в резьбовых соединениях последний виток резьбы имеет нагрузку в пять-шесть раз меньшую,, чем первый виток этого резьбового соединения. Распределение нагрузки по виткам резьбы М10х1,5 можно проследить на графике, изображенном на рисунке 34. Подобная картина распределения нагрузки по виткам наблюдается и в других размерах резьб, что приводит к неравномерному износу витков резьбовых отверстий. Способы восстановления резьбовых отверстий В ремонтном производстве применяют следующие способы ремонта резьбовых отверстий: 1)    заварка отверстий с последующим нарезанием резьбы; 2)    установка ввертыша; 3)    сверление отверстий и нарезание резьбы на новом месте; 4)    обработка отверстия и нарезание резьбы увеличенного размера; 5)    применение полимерных материалов; 6)    установка резьбовой спиральной вставки. Заварка отверстий с последующим нарезанием резьбы. Во всех случаях при заварке резьбовых отверстий сначала удаляют старую резьбу путем рассверливания. В стальных деталях заварку отверстий производят газовой или электродуговой сваркой в различных защитных средах. Заварку в чугунных деталях производят газовой или электродуговой сваркой с общим или местным нагревом или в холодном состоянии. В качестве присадочного материала или электродов при горячей заварке применяют чугунные прутки с повышенным содержанием кремния, поршневые кольца из серого чугуна, электроды ЦЧ-4, ОЗЧ-1, МНЧ-1, ЖНБ-1, ПАНЧ-11. Место заварки обрабатывают заподлицо с основным металлом, сверлят отверстие и нарезают резьбу номинального размера. Однако применение сварочных процессов вследствие большой зоны термического влияния приводит к появлению отбела, трещин и короблений детали, изменению структуры основного металла. Прочность восстановленной резьбы ниже новой. Для заварки отверстий в алюминиевых деталях наибольшее применение получила аргонно-дуговая сварка специальными электродами из алюминиевой проволоки марки АК. Недостаток применения сварочных способов для алюминиевых деталей — активное поглощение расплавленным алюминием газов, что приводит к образованию пор в наплавленном слое. Большая усадка остывающего алюминия часто приводит к образованию трещин. Установка ввертыша может применяться, если конструкция детали позволяет увеличивать отверстия. Этот способ трудоемок, стоимость ремонта высокая. Сверление отверстий и нарезание резьбы на новом месте можно применять только для отдельных групп деталей, у которых расположение резьбовых отверстий может быть изменено без нарушения взаимозаменяемости соединения (ступицы, барабаны, фланцы и Способ ремонта резьбовых отверстий на ремонтный размер влечет за собой введение увеличенного размера и дополнительной обработки сопряженной детали* Установка резьбовой спиральной вставки. За последние годы на ремонтных предприятиях Госкомсельхозтехники для ремонта резьбовых отверстий широко распространен способ установки резьбовых спиральных вставок. Отечественный и зарубежный опыт изготовления спиральных вставок показал, что наилучшие результаты достигнуты при использовании для этой цели проволоки из нержавеющей стали Х18Н9Т или Х18Н10Т повышенной точности. Эта проволока нагартованная, обладает пластичностью и упругими свойствами. Таблица 20. Механические свойства проволоки Х18Н10Т Относительное удлинение при расчетной длине образца 1000 мм, %
Временное сопротивление разрыву, МН/м2
Число скручиваний
Число перегибов
Состояние поставки
850
Термически обработанная
Не менее 20
Не менее 2
Не менее 2...4 Таблица 21. Химический состав проволоки Х18Н10Т Никель ганец Фосфор Титан Прочие элементы Железо более более более более 0,18...0,35 Основа
Спиральные вставки серийно изготавливают из проволоки ромбического сечения в виде пружинящей спирали с жесткими производственными допусками (рис. 35). В таком виде спиральные вставки представляют строго концентрические внутренние и наружные резьбы повышенного класса точности. В свободном состоянии диаметр резьбовой вставки больше, чем наружный диаметр резьбы отверстия, поэтому после завертывания спиральной вставки в резьбовое отверстие вставка находится в напряженном состоянии и плотно прижимается к виткам резьбы в отверстии. Установленная в резьбовое отверстие детали L    ,    спиральная вставка образует

высококалиброванную гаечную резьбу с предусмотренным по нормам исходным номинальным диаметром. Отремонтированные установкой спиральйых вставок резьбовые отверстия деталей Рис. ЗГ>. Резьбовая спиральная вставка. имеют ряд преимуществ. по сравнению с нарезанной резьбой и тем более с отремонтированной существующими способами ремонта, применяемыми на ремонтных предприятиях. Эти резьбы имеют повышенную предельно допускаемую нагрузку за счет более плотного прилегания боковых поверхностей спиральной вставки к резьбе отверстий детали, что способствует равномерному распределению нагрузки на отдельные витки (см. рис. 34) и напряжений от резьбы болта (шпильки) на резьбу гайки. Они имеют высокую износостойкость, обусловленную применением высококачественного материала спиральных вставок и наличием гладких поверхностей ромбической проволоки. Это позволяет резьбе выдержать высокие нагрузки и обеспечивает целесообразность использования данного способа для упрочнения резьбы в материалах малой прочности (алюминий, чугун, пластмасса), а также при наличии тонких стенок в деталях различных машин. Высокое качество поверхности резьбы вставки гарантирует снижение коэффициента трения и уменьшение износа, что дает возможность при одинаковом моменте затяжки лучше использовать прочностные свойства материалов болтов и шпилек. Резьбы, отремонтированные установкой спиральных вставок, обладают повышенной антикоррозионной стойкостью, исключающей возможность заедания резьб болтов и шпилек в результате атмосферных условий, так как отсутствует контактная коррозия в резьбовом соединении. Такие резьбы имеют достаточный запас прочности при наличии термических напряжений, поскольку концентрированно подверженные тепловым напряжениям резьбовые соединения эффективно защищены от заедания и пригорания, образования окислов и окалин. Из сказанного видно, что долговечность резьбовых соединений, восстановленных спиральными вставками, значительно повышается, а это гарантирует большой ресурс работы отремонтированных машин. При низкой стоимости ремонта и при высокой производительности труда этим способом можно восстанавливать все размеры неисправных резьбовых отверстий независимо от их количества и места расположения. Такой ремонт возможен на любых ремонтных предприятиях без применения сложного оборудования и привлечения высококвалифицированных специалистов. Технологический процесс восстановления резьбовых отверстий спиральными вставками Ремонтировать резьбовые отверстия с помощью спиральных вставок можно при износе до диаметра, не большего чем указано в таблице 22, а также при вмятинах, забоинах, стянутых и выкрошенных нитках резьбы. Наличие трещин или сколов в резьбовых отверстиях не допускается. Технологический процесс восстановления резьбовых отверстий спиральными вставками предусматривает следующие операции: Таблица 22. Допустимый износ резьбовых отверстий Размер восстанавливаемого резьбового отверстия, мм Максимальный диаметр отверстия под резьбу вставки, мм Размер восстанавливаемого резьбового отверстия, мм Максимальный диаметр отверстия под резьбу вставки, мм М18Х 1,5 М22Х 1,5 М14Х 1,5 М24Х 1,5 М16Х 1,5 очистку; дефектацию; рассверливание резьбовых отверстий, подлежащих восстановлению; нарезание резьбы в отверстии детали под спиральную вставку; установку спиральной вставки в подготовленное резьбовое отверстие детали; удаление технологического поводка с установленной спиральной вставки; контроль резьбовых отверстий, восстановленных спиральными вставками. Очищают резьбовые отверстия от масла и других загрязнений в моечной машине с последующей продувкой их сжатым воздухом. В отдельных случаях очистка дополнительно может производиться вначале сверлом, а затем металлическим «ершом» на радиально-сверлильном станке 2Н53. После очистки отверстие также необходимо продуть сжатым воздухом. При дефектовке резьбовых отверстий внешним осмотром признаками выбраковки служат: срыв резьбы более двух ниток, срыв всей резьбы, смятие резьбы, скол металла в резьбовом отверстии на глубину более двух ниток. При дефектовке резьбового отверстия резьбовыми шаблонами признаками выбраковки служат: снижение высоты профиля резьбы более чем на 74; одно- или двусторонний износ резьбы дb такой величины, что при наложении шаблона на резьбу между ним и резьбой будет виден просвет на всех нитках резьбы. Дефектовку резьбовых отверстий резьбовыми шаблонами рекомендуется проводить на сквозных резьбовых отверстиях, когда вышеуказанные параметры резьбы могут хорошо просматриваться визуально. При дефектовке резьбовыми калибрами изношенных резьбовых отверстий признаками выбраковки служат: завертывание более чем на две нитки непроходного калибра в резьбовое отверстие; при завертывании проходного резьбового калибра в резьбовое отверстие на всю глубину ощущается покачивание верхнего конца калибра более чем на 1 мм в любую сторону. При дефектовке резьбового отверстия прибором признаком выбраковки служит показание индикатора, превышающее допустимые размеры износа резьбы в отверстиях. После очистки и дефектации производят рассверливание резьбовых отверстий, подлежащих восстановлению, на радиально-сверлильном станке 2Н53 до размеров, указанных в таблице 23. При необходимости сверление производится по кондуктору. Таблица 23. Размеры сверл, метчиков и рассверленных отверстий Размер изношенной Диаметр Диаметр рассверленного Размер метчика, мм резьбы сверла, мм отверстия, мм М10Х 1,25 М12Х 1,5 М14Х 1,75 М12Х1.25 М14Х1.25 М14Х 1,5 М16Х 1,5 М16Х 1,5 М18Х 1,5 М20Х 1,25 М20Х 1,5 М22Х 1,5 М24Х 1,5 М24Х 1,5 М27Х 1,5 МЗОХЗ МЗЗХЗ,5 Режим сверления: скорость резания — 30 м/мин, частота вращения шпинделя—400 ...500 об/мин, подача — ручная. Зенкерами соответствующих размеров снимается фаска 1X45°. В глухих отверстиях глубина сверления отверстий должна соответствовать глубине существующего отверстия. Смещение осей отверстий не должно превышать 0,15 мм. Перекос осей отверстий не допускается более 0,15 мм на длине 100 мм. В тех случаях, когда необходимо восстанавливать в корпусной детали одно-два резьбовых отверстия, допускается рассверливание их пневмо- или электродрелью. Резьбы в рассверленных отверстиях нарезают соответствующими машинно-ручными метчиками (согласно таблице 23) при скорости резания 4 ... 5 м/мин, частоте вращения 60 ... 80 об/мин. Резьбу в отверстии нарезают с тем же шагом и на ту же глубину, которая была до рассверливания. Допускается нарезание резьбы всех размеров ручными метчиками. В резьбовом отверстии заходной виток должен иметь нормальный заход. Сорванных ниток в резьбовом отверстии не допускается. Смещение резьбовых отверстий не должно превышать 0,15 мм. Контролируют нарезанную резьбу резьбовыми калибрами — проходными «ПР» и непроходными «НЕ» соответствующих размеров. Калибр «ПР» должен завертываться навею глубину резьбового отверстия, а калибр «НЕ» не должен завертываться свыше 3,5 оборота. Устанавливают спиральные вставки в подготовленные резьбовые отверстия специальным монтажным инструментом, изготовленным для каждого размера резьбы. Спиральную вставку необходимого размера устанавливают в монтажный инструмент соответствующего размера технологическим поводком вниз, предварительно переместив стержень монтажного инструмента вверх. Затем вводят стержень инструмента в спиральную вставку (в паз на нижнем конце стержня). Медленным вращением за рукоятку стержня ввертывают спиральную вставку в резьбовое отверстие наконечника инструмента так, чтобы с нижней стороны наконечника 74... 72 витка спиральной вставки вышла наружу вместе с технологическим поводком в пазу стержня монтажного инструмента. Наружные размеры спиральных вставок должны соответствовать данным, приведенным в таблице 24. Таблица 24. Наружные размеры спиральных вставок Размер восстанавливаемого резьбового отверстия Наружный диаметр спиральной вставки, мм Размер восстанавливаемого резьбового отверстия Наружный диаметр спиральной вставки, мм 20,4+°»25 22,5+0>за 12,2+0>15 24,5+0>30 14,2+0>20 27,б+М° 16,3+°>25 30,6+0»5® 18,4+°>25 33,6+°>60 Далее монтажный инструмент с ввернутой в наконечник спиральной вставкой устанавливают вдоль оси ремонтируемого отверстия и выступающая часть витка вставки вводится в резьбовое отверстие. Вращая с небольшим усилием рукоятку стержня монтажного инструмента и придерживая корпус инструмента, завертывают спиральную вставку в резьбовое отверстие так, чтобы последний виток вставки утопал в отверстии на глубине одного витка резьбы. После завертывания спиральной вставки в резьбовое отверстие стержень инструмента снимают с технологического поводка вставки и монтажный инструмент удаляют с резьбового отверстия детали. В такой же последовательности устанавливают другие спиральные вставки в резьбовые отверстия детали. Удаляют технологический поводок с установленной в резьбовое отверстие спиральной вставки специальными бородками соответствующих размеров. Для этого их устанавливают на технологический поводок вмонтированной вставки и, придерживая его рукой за корпус, резким, но не сильным ударом молотка по концу бойка отделяют технологический поводок от спиральной вставки. В таком же порядке удаляют технологические поводки от других установленных вставок. Контролируют резьбовые отверстия, восстановленные спиральными вставками, проходными калибрами «ПР» и непроходными «НЕ» соответствующих размеров. Калибр «ПР» необходимого размера должен завертываться в восстановленное резьбовое отверстие на всю глубину и не должен отклоняться более чем на 0,5 мм в любую сторону. Калибр «НЕ» необходимого размера не должен завертываться в восстановленное резьбовое отверстие свыше 3,5 оборота. При ввертывании и вывертывании резьбовых калибров спиральная вставка не должна смещаться. Для ремонта резьбовых отверстий на ремонтных предприятиях всегда целесообразно организовать рабочее место, оборудованное радиально-сверлильным станком модели 2Н53, консольным краном грузоподъемностью 0,5 т, стеллажом для деталей и верстаком. Ремонт трещин в корпусных деталях фигурными вставками Одна из причин, приводящая к выбраковке чугунных корпусных деталей, — трещины, образующиеся по различным причинам в процессе эксплуатации машин. Для устранения их в корпусных деталях, как правило, применяют сварку. Однако при заварке трещин в околошовной зоне возникает отбел чугуна, значительно затрудняющий последующую механическую обработку. Кроме того, остаточные напряжения, возникающие в процессе сварки, искажают геометрические параметры деталей и способствуют образованию новых трещин. ГОСНИТИ разработан новый процесс устранения трещин в чугунных корпусных деталях без применения сварки с использованием специальных фигурных вставок. Сущность процесса заключается в изготовлении вдоль и поперек трещин специальных пазов, в которые устанавливают фигурные вставки из малоуглеродистой или легированной стали. Этот метод позволяет избежать изменения структуры металла, возникновения остаточных напряжений и искажений геометрии восстанавливаемых корпусных деталей. Применение механизации обеспечивает высокую производительность и низкую себестоимость этого процесса. Процесс разработан применительно к корпусным деталям сельскохозяйственной техники. Нецелесообразно применять его для
Рис. 36. Стягивающие фигурные вставки. трещин, проходящих через масляную магистраль, резьбовые отверстия, опоры коренных подшипников блоков цилиндров, посадочные места под подшипники, а также для трещин, расположенных в труднодоступных местах. Устраняют трещины в корпусных деталях двумя видами фигурных вставок: стягивающими и уплотняющими. Стягивающие вставки (рис. 36) позволяют стягивать боковые кромки трещины на толстостенных деталях (например, в перемычках между клапанными гнездами в головках цилиндров). Уплотняющие вставки (рис. 37) применяют для заделки трещин длиной более 50 мм с обеспечением герметичности как толстостенных, так и тонкостенных деталей. Изготовляют и поставляют фигурные вставки централизованно.
Технология ремонта трещин Процесс устранения трещин фигурными вставками состоит из следующих операций: очистки и мойки корпусных деталей; дефек-тации корпусных деталей; изготовления паза под фигурную вставку; установки фигурной вставки в паз; зачистки отремонтированного участка детали; контроля качества ремонта. Ремонт трещин уплотняющими вставками Уплотняющие вставки целесообразно применять для деталей с трещинами длиной не более 400 мм в местах, доступных для сверления отверстий пневмоинструментом. Ширина трещин — не более 1,5 мм, а толщина стенки детали не должна быть: для тонкостенных деталей — менее 5 мм и для толстостенных — 9 мм. Очистка деталей может производиться в моечных машинах с применением моечного средства «Лабомид-102» или «Лабомид-101». Зону трещины очищают от ржавчины и других загрязнений с помощью металлической щетки. Дефектация корпусных деталей .производится визуально и с помощью дефектоскопа ДМП-2 с применением суспензии состава: кальцинированная сода—10%, калиевый хромпик технический — 5%, глицерин — 5%, эмульгатор — 5%, магнитный порошок — 25... ...30%, остальное — вода. Магнитный порошок, отложившийся на поверхности деталей в виде линий, видимых визуально или с помощью лупы, свидетельствует о наличии трещин, их границ и раз- Рис. 38. Сверление отверстий по кондуктору: Рис. 39. Схема расположения отверстий: 1 — трещина; 2 — отверстия поперек трещины; 3 — отверстия вдоль трещины.
Рис. 40. Установка фигурных вставок в паз на тонкостенной детали:
1 — шпиндель сверлильной машины; 2 — приспособление для сверления; 3 — патрон; 4 — сверло; 5 — деталь; 6 — кондуктор; 7 — фиксаторы; 8 — просверленные отверстия. 1 — просверленные отверстия;    2 — устанавливаемая фигурная вставка;    3 — установленная вставка; 4 — деталь;    5 — бородок; 6 — молоток. меров. Границы трещины обозначают мелом и производят размагничивание детали. Изготовление фигурного паза в тонкостенных деталях производят в следующем порядке. Деталь устанавливают на монтажный стол трещиной вверх. Затем отступают от конца трещины на 4... ... 5 мм, накернивают и просверливают отверстие диаметром 4,8 мм на глубину 3,5 мм. В просверленное отверстие устанавливают фиксатор специального кондуктора (рис. 38) и просверливают следующее отверстие. Таким образом, переставляя фиксатор кондуктора, сверлят необходимое число отверстий вдоль трещины и поперек (рис. 39) на радиально-сверлильном станке или пневматической сверлильной машиной ИП-1019. Смещение осей отверстий не должно превышать 0,03 мм. Овальность и конусность отверстий должна быть не более 0,03 мм. Просверленные отверстия необходимо продуть сжатым воздухом, обезжирить ацетоном и смазать эпоксидным компаундом. Состав эпоксидного компаунда: эпоксидная смола ЭД-6—100 г, Рис. 41. Установка фигурных вставок Рис. 42. Изготовление фигурного пазаз в паз на толстостенной детали:    i — пробойник; 2 — фигурный паз; з — де- 1 — деталь; 2 — паз; 3 — первый слой вста-    таль; 4 — трещина, вок; 4 — второй слой вставок; 5 — бородок; 6 — молоток. дибутилфталат—15 г, алюминиевая пудра — 25 г, полиэтиленполиамин— 8 г. В подготовленный паз устанавливают фигурные вставки диаметром 4,8 мм сначала поперек трещины, затем вдоль и расклепывают пневматическим молотком 62КПМ-6 (рис. 40). Фигурные вставки должны плотно входить в пазы и обеспечивать достаточную герметичность заделки трещин. Поверхность восстановленного участка зачищают заподлицо с поверхностью детали с применением пневматической шлифовальной машины ИП-2009А. Контроль качества ремонта деталей, требующих герметичности, осуществляют гидравлическим испытанием под давлением 0,4 МПа в течение 3 мин. При этом в зоне ремонта течь воды и потение недопустимы. Детали, не требующие герметичности, контролируют визуально. Допускается контролировать качество ремонта детали путем натирания зоны трещины с наружной стороны мелом, а с противоположной стороны—смачивания по всей длине керосином. После выдерживания детали в течение 2 мин появления керосина на меловой поверхности не должно быть. При заделке трещин в корпусных деталях с толстыми стенками отверстия сверлят диаметром 6,8 мм на глубину 6,5; 9,5 или 12,5 мм в зависимости от толщины стенки детали с таким расчетом, чтобы глубина фигурного паза была на 2... 4 мм меньше толщины стенки детали. Фигурные вставки устанавливают в несколько слоев до полного закрытия паза с последующим расклепыванием каждого слоя (рис. 41). Остальные операции выполняют аналогично операциям при заделке трещин в тонкостенных корпусных деталях. Очистка и дефектация корпусных деталей проводится аналогично описанным выше при ремонте трещин уплотняющими вставками. Изготовление фигурного паза. Для этого по кондуктору сверлят перпендикулярно трещине шесть отверстий (по три отверстия с каждой стороны) диаметром 3,5 мм и шагом 4,2 мм на глубину 10 мм. Затем удаляют перемычки между просверленными отверстиями специальным пробойником с рабочей гранью в виде пластины толщиной 1,8 мм, шириной 22 мм и высотой не менее 10 мм. Ширина перемычки паза должна быть 1,8 мм (рис. 42). Смещение осей отверстий не должно превышать 0,03 мм. Овальность и конусность отверстий допускается не более 0,03 мм. Неперпендику-лярность общей оси отверстий к трещине не допускается. Разность глубины отверстий не должна превышать 0,5 мм. Затем в подготовленный паз запрессовывают фигурную вставку до упора и расклепывают пневматическим молотком 62КПМ-6. Контроль качества ремонта. Зачищают отремонтированный участок детали пневматической шлифовальной машиной ИП2009А. Фигурная вставка должна плотно входить в паз и после расклепки обеспечивать достаточную герметичность заделанной трещины. Качество заделки трещины на герметичность проверяют на гидравлическом стенде в течение 3 мин при давлении 0,4 МПа. Течь воды и потение в месте ремонта не допускаются. Технология восстановления типовых деталей Восстановление блоков цилиндров Блок цилиндров — базовая деталь. Он представляет собой корпус, служащий для заданного расположения всех механизмов и деталей двигателя, надежность и долговечность работы которых определяют стабильностью геометрических параметров самого корпусу. Блоки цилиндров изготавливают тонкостенными из чугуна среднего и повышенного качества, имеющими, как правило, высокие внутренние напряжения, которые действуют независимо от внешних сил. Деформации и трещины, возникающие в процессе эксплуатации блоков цилиндров, — во многих случаях следствие значительных остаточных напряжений. Внутренние напряжения в блоках цилиндров, бывших в эксплуатации, благодаря процессам естественного старения значительно снижаются. При восстановлении исходной геометрии таких блоков (без создания дополнительных напряжений в результате ремонтных воздействий) в дальнейшем существенных деформаций в них не должно возникать. Блок цилиндров — самая дорогая и металлоемкая деталь двигателя. Характеристика блоков цилиндров приведена в таблице 25. На рисунке 43 показан блок цилиндров двигателя Д-240 с обозначением основных дефектов. Дефекты Для определения дефектов в блоках цилиндров применяют различные средства измерения и контроля. Трещины и пробоины определяют внешним осмотром и с помощью стенда для гидроиспытания блоков. Повреждение отдельных гнезд коренных подшипников контролируют нутромером. Износ, овальность посадочных отверстий под гильзы цилиндров и отверстия под втулку распределительного вала проверяют предельными калибрами-пробками. Износ торцевой поверхности выточки под верхний бурт гильзы контролируют с помощью приспособления для проверки выточки под гильзу. Для контроля соосности коренных опор и опор в сборе с вкладышами при дефектации, а также новых или отремонтированных блоков цилиндров применяют пневматическое приспособление КИ-4862. Поэтому в зависимости от способа базирования в крайних опорах блоков измерительные калибры-оправки приспособления выполнены двух типов. Калибры-оправки первого типа (рис. 44), применяемые при контроле новых или отремонтированных блоков-картеров, устанавливают на конусах соосно отверстиям его крайних опор. Для двигателей различных модификаций эти оправки имеют одинаковую Рис. 43. Блок цилиндров двигателя Д-240: 1 ... 10 — дефекты согласно таблице 26. конструкцию и состоят из корпуса 2 двутаврового сечения, в который запрессованы три сопла со штуцерами, соединенные трубками с трехпредельным ротаметром. На концы оправки надеты конические (конусность 1 :50) опоры 1 и 4, обеспечивающие установку оправки -соосно отверстиям крайних опор блока-картера. Опора 1 съемная, винт 5 ограничивает осевое перемещение оправки при измерении. Для определения несоосности приспособление с оправкой этого типа устанавливают в блок-картер и поворачивают вокруг оси на 360° с помощью рукоятки 6. Отсчетное устройство ротаметра 7 указывает при этом значение зазора между торцами измерительных сопл, установленных в корпусе оправки (соответственно опорам блока-картера), и поверхностями отверстий опор блока-картера, т. е. биение отверстий средних опор относительно крайних. Таким образом, искомая несоосность (для каждой опоры в отдельности) равна половине соответствующего значения, полученного на каждой шкале ротаметра. Калибры-оправки второго типа, применяемые при дефектации, устанавливают на базовых пластинах по образующим крайних опор в диаметральной плоскости отверстий. Эти оправки для различных модификаций двигателей имеют также одинаковую конструкцию, но отличную от предыдущих. Они состоят из корпуса 6 (рис. 45) двутаврового сечения с тремя запрессованными измерительными соплами 18 и двух цилиндрических съемных насадок 10 с плунжером 8 и вставками 15, оснащенных твердосплавными пла- Диаметр отверстий йод вкладыши коренных подшипников D, мм Диаметр посадочных отверстий под гильзы цилиндров, мм Марки двигателей верхнего D2 нижнего D3 нормальный допус тимый нормальный допус тимый нормальный допус тимый ВД+0,021 81 + 0,021 95+0,021 93+0,023. о 1 +0,03 б1—0,01 о 1+0.03 01—0,01 95,04 по+0,03 0,02 196+°»105 AZD—0,050 1 ос+0,105 1ZD—0,050 126+0,063 125+о,обз 125+0,0бз 133,2+°,°8 125.09 125,11 133,32 98+°,°2i 116+0,021 ой+0,04 у —0,02 Ц6+0,021 ЯМЗ-2Э8НБ 11 fi+о» оз 110—0,01 153 +0,040 151 + 0,040 ЯМЗ-240Б Продолжение Глубина расточки под бурт гильзы цилиндра, мм Диаметр отверстий под опорные шейки или под втулки распределительного вала Дх, мм Марки двигателей переднего среднего заднего нормаль допус тимая нормаль допус тимый нормаль допус тимый нормаль допус тимый 9+о,озо 60+0,0зо 60+°, озо 9+о,озо п+0,055 +0,020 Ю+0,15 +0,07 12+°,°зб 9.06 10,18 60+°,030 60—0,004 ои—0,050 сс+0,115 +0,065 60+0’070 ои+0,030 60.03 60,06 55,17 60,12 60+°,030 во-10,004 сп+0,060 оу+0,030 60+0,03° £0—0,004 •—0,050 48+0,060 ^° + 0,025 со+0,070 Об+0,030 65+о,озо ЯМЗ-238НБ ЯМЗ-240Б 124- 0,035 68+о,озо станками. Вставки и сопла расположены в одной диаметральной плоскости оправки. Сопла через сверления в корпусе сообщены со штуцерами, связанными с ротаметром трубками. Съемные насадки служат для точной установки оправки в диаметральной плоскости и крепятся к ней посредством быстросъемных шайб 11 и ручки 12. Ручка фиксируется винтом 14, что исключает произвольное отвинчивание. Прижимают базовые поверхности оправки (твердосплавные пластины вставок 15) к образующим крайних опор блока-картера посредством пружины 17, клина 16, шариков 9 и плунжера 8. Коэффициенты повторяемости дефекта Наименование дефектов от общего количества деталей, поступивших на дефекта-цию от общего количества ремонтопригодных, деталей 0,03...0,05 0,04...0,05 0,03...0,05 0,04...0,06 0,15...0,25 0, 15.. .0,2 0,18...0,25 0, 25. ..0,3 0,25...0,40 0,3...0,45 0,05...0,10 0,07...0,13 0,3...0,45 Способы устранения дефектов Рис. 44. Приспособление для контроля соосности коренных опор блок-картера: / — съемная опора; 2 — корпус; 3—опоры блок-картера; 4 — несъемная опора; 5 —ограничительный винт; 6 — рукоятка; 7 — ротаметры; 8 — манометры; Р —блок фильтра со стабилизатором; 10— кран управления. Отвод плунжера 8, необходимый при установке оправки в блок-картер, производят путем отжима клина винтам 13. Винт 19 ограничивает осевое перемещение оправки при измерении. В комплекте приспособления предусмотрены сменные насадки для базирования оправок при контроле блоков-картеров с отверстиями коренных опор ремонтного размера и вкладышами. Для замены насадки нужно вывернуть винт 14, затем ручкой 12 освободить шайбу 11 и снять ее и насадку. На каждой насадке нанесена маркировка размера диаметра отверстия соответствующей опоры блока-картера. При контроле несоосности приспособление с оправкой второго типа устанавливают в блок-картер, как показано на рисунке 45. Отсчетное устройство ротаметра указывает при этом зазор между торцами сопл и поверхностями отверстий коренных опор, т. е. Рис. 45. Оправка: 1 и 3 — гайки; 2 и 13 — отжимные винты; 4 и И — шайбы; 5 —- планка; 6 — корпус; 7 — опоры блока цилиндров; 5—плунжер; 9 — шарик; 10 — съемная насадка; 12 — ручка; 14 — фиксирующий винт; 15 — вставка; 16 — клин; 17 — пружина; 18 — измерительное сопло; 19 — ограничительный винт. значение, определяющее смещение образующих средних опор относительно крайних. Значение смещения каждой опоры определяют как разницу наибольшего и наименьшего показаний ротаметра при повороте оправки на 360°. Измерение смещения образующих производят по всему периметру отверстий опор. Приспособление КИ-4862 позволяет контролировать соосность коренных опор блоков цилиндров двигателей СМД-14, Д-50, Д-240, А-41, Д-37М. Технология восстановления блоков цилиндров ГОСНИТИ разработаны технологические процессы и комплекты оснастки для восстановления блоков цилиндров тракторных двигателей СМД-14, СМД-60, Д-50, Д-240, Д-65, А-41, ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б. Технологическими процессами предусмотрено устранение всех дефектов в соответствии с техническими требованиями на капитальный ремонт двигателей. Разработанная оснастка позволяет качественно восстанавливать блоки цилиндров, обеспечивая повышенный послеремонтный ресурс двигателей. Эта технология широко внедрена на ремонтных предприятиях Госкомсельхозтехники. На рисунке 46 приведена схема технологического процесса восстановления блоков цилиндров, который расчленен на ряд взаимосвязанных маршрутов. Маршрут I — основной и на схеме показан сплошной линией, остальные маршруты показаны пунктирными линиями. Ниже подробно рассмотрены современные способы устранения основных дефектов блоков цилиндров.
Устранение трещин и пробоин. Наибольшее распространение при устранении трещин и пробоин блоков цилиндров получили сварочные процессы. Для сварочных процессов разработано и изготовлено необходимое оборудование, обеспечивающее качественное выполнение работ по заварке трещин и пробоин. Заваривать трещины и пробоины блоков цилиндров можно как при холодном, так и горячем процессах. В последние годы широкое применение получила на ремонтных предприятиях холодная сварка чугунных блоков цилиндров самозащитной проволокой ПАНЧ-11, позволяющей с высоким качеством ремонтировать трещины, пробоины, сколы и другие дефекты.
Хорошие результаты при холодной заварке трещин, особенно в перемычках между цилиндрами, дает полуавтоматическая сварка в среде аргона А проволокой МНЖКТ-5-1-02-02.
Сварное соединение высокого качества при холодной сварке блоков цилиндров получают, применяя специальные железоиикеле-вые электроды марки МНЧ-2, медно-железные электроды ОЗЧ-2.
Холодную сварку чугунных блоков цилиндров можно производить комбинированным способом, когда с целью экономии дорогостоящих материалов и получения сварного шва требуемого качества используют электроды различных марок. При этом первый слой на кромках трещины наносят проволокой ПАНЧ-11 или МНЧ-2, а последующие слои — стальными электродами ЦЧ-4, ЦЧ-ЗА, УОНИ-13/45.
Рис, 46, Схема маршрутов технологического процесса восстановления блоков цилиндров,
Растачивание дефектного гнезда, наплавка и обработка до нормального размера
Заварка трещин и пробоин с последующей герметизацией эпоксидным составом
Заварка трещины, заделка трещины    фигурными
вставками
1.    Растачивание отверстий под вкладыши увеличенного размера
2.    Растачивание отверстий под вкладыши до нормального размера с переносом оси в глубь блока
3.    Приварка стальной ленты с последующим растачиванием до нормального размера
Растачивание коренных вкладышей, бывших в употреблении, или новых в опорах блока
Растачивание    посадочного
места с    последующей
установкой    кольца на
эпоксидном    компаунде
Развертывание одновременно обоих посадочных мест под гильзы цилиндров
Механическая обработка опорной поверхности под бурт гильзы цилиндров
Замена втулки
1.    Повреждение гнезда коренного подшипника 2.    Трещины, пробоины на стенках водяной рубашки 3.    Трещина на перемычке между посадочными местами под гильзы цилиндров 4.    Износ, овальность и конусность поверхностей отверстий под вкладыши коренных подшипников
5. Несоосность опор под вкладыши коренных подшипников при отсутствии других дефектов 6.    Коррозия и износ посадочных мест под нижний поясок гильзы цилиндров 7.    Овальность на посадочных местах под гильзы цилиндров 8.    Износ, забоины на торцевой поверхности гнезда блока цилиндров под бурт гильзы 9.    Износ внутренней поверхности втулки распределительного вала 10. Повреждение резьбы шпилек и резьбовых отверстий, обрыв шпилек
Замена шпилек. Установка резьбовых спиральных вставок
Для устранения дефектов блоков цилиндров можно применятБч также горячую сварку при нагреве детали до 600... 700 °С, применяя в качестве присадочного материала чугунные прутки марки А. Трещины и другие дефекты блоков цилиндров можно устранять пайко-сваркой, используя различные припои. При заварке трещин в алюминиевых блоках цилиндров применяют аргонно-дуговую-сварку. При отсутствии специальных сварочных материалов сваривать чугунные блоки цилиндров можно стальными электродами* методом наложения отжигающих валиков. Подготовка к сварке, режимы, оборудование, материалы для холодной и горячей сварки чугунных и алюминиевых деталей приведены были ранее (см. етр. 10). Трещины в блоках цилиндров могут быть устранены с помощью фигурных вставок. Технология ремонта трещин фигурными вставками подробно изложена ранее (см. стр 89). Зачастую заваренная трещина или пробоина не имеет достаточной герметичности. Для создания герметичности применяют по-' лимерные составы, приготовленные на основе эпоксидных смол. Применение герметизирующих полимерных материалов необходимо также при ремонте трещин фигурными вставками. Трещины и пробоины в мейее ответственных местах блоков цилиндров могут быть устранены путем применения эпоксидных составов. Технология ремонта трещин и пробоин в корпусных деталях с применением полимерных материалов подробно рассмотрена ранее (см. стр. 64). Восстановление гнезд коренных подшипников. Наиболее простой способ восстановления изношенных поверхностей под вкладыши коренных подшипников блоков цилиндров — растачивание этих поверхностей и использование вкладышей ремонтного (увеличенного) размера. Блоки, имеющие диаметр отверстий под вкладыши 97,93... ...98,06 мм, для двигателей типа СМД (СМД-14, СМД-14А, СМД-14Б, СМД-14К, СМД-14Н, СМД-15К, СМД-15КФ, СМД-12Б, СМД-17К, СМД-18) и 80,93... 81,06 мм для двигателей Д-50, Д-50Л, Д-240 и несоосность коренных опор более 0,07 мм, направляют на расточку коренных опор под вкладыши с увеличенным наружным диаметром. Для растачивания опор под вкладыши коренных подшипников в большинстве случаев на ремонтных предприятиях применяют расточные станки типа РД. Блок цилиндров устанавливают на плоскость разъема с поддоном, т. е. так же, как и при изготовлении. Однако использовать заводские базовые отверстия в блоке для установки его на станке невозможно, так как они в процессе изготовления блоков были смяты и деформированы. В связи с этим устанавливают блоки в горизонтальной плоскости на станке относительно борштанги специальными быстродействующими индикаторными устройствами с точностью до 0,02 мм. Для центровки блока цилиндров относительно оси борштанги расточного станка два измерителя устанавливают в пазы на концах борштанги и закрепляют. При повороте борштанги на 180° индикаторы обоих измерителей покажут удвоенное значение смещения осей крайних отверстий блока относительно оси борштанги в горизонтальной плоскости. Перемещая блок цилиндров на опорах станка, необходимо добиться одинаковых показаний каждого из индикаторов в левом и правом горизонтальных положениях в пределах ±0,03 мм, после чего блок закрепляют и снимают измерители. Обрабатывают опоры блока цилиндров под вкладыши ремонтного размера при 200... 250 об/мин борштанги и подаче 0,08 мм/об „до диаметров согласно следующим данным (допуск для всех + 0,02 мм). Марки двигателей ... . Д-50 Д-240 СМД-14 СМД-60 А-01 А-41 ЯМЗ-238НБ Д-65 Размеры, мм . 81,5 81,5 98,5 98,5 116,5 116,5 116,5 95,5 Овальность и конусность коренных опор не должны превышать 0,02 мм. Шероховатость расточенных поверхностей отверстий должна быть не более Ra= 1,25... 0,63 мкм. После растачивания блоки направляют на промывку масляных каналов с целью удаления стружки. При отсутствии вкладышей ремонтного размера опоры восстанавливают путем фрезерования плоскостей разъема крышек коренных подшипников на 0,3... 0,4 мм и последующего растачивания до нормального размера при условии сохранения допустимого размера расстояния от оси отверстия опор до верхней плоскости блока цилиндров. Для фрезерования плоскостей разъема комплект крышек устанавливают в приспособление и на станке типа 6М12П фрезеруют опорные поверхности крышек под гайки «как чисто». Затем переставляют крышки в приспособлении плоскостью разъема вверх (рис. 47), фрезеруют их, выдержав размер Н (рис. 48). Для блоков цилиндров двигателей Д-50 и Д-240 размер Я должен быть не менее 72 мм, двигателя СМД-14 —не менее 98 мм, двигателя СМД-60 — не менее 109 мм. Паз под усик вкладыша углубляют фрезой. Крышки с обработанными плоскостями разъема устанавливают на блок, закрепляют и растачивают до нормального размера. Установку блока цилиндров в горизонтальной плоскости производят аналогично описанной ранее при растачивании коренных опор под вкладыши ремонтных размеров. В вертикальной плоскости блок цилиндров устанавливают после контроля расстояния от плоскости прилегания головки до верхней точки отверстия под вкладыши коренных подшипников индикаторным приспособлением. Растачивание отверстий с переносом оси в глубь цилиндров допускается при размерах А и В (рис. 49). Марки двигателей    СМД-60    СМД-14    Д-50    Д-240 Размеры, мм: А не более 149,07    46,72    43,56    43,56 Б не менее    301,0    348,85    330,46    330,46 Рис. 47. Приспособление для фрезерования плоскостей разъема крышек: 1 — стол; 2 — крышки; 3 — приспособление. Рис. 48. Крышка корекного подши,,. ника двигателя Д-^и. -"1, ко«,роМ блоков ШШВДО. перед раета,—. Рис. 49. Параметры для кон р Обычно ремонтируемые блоки цилиндров имеют по этим параметрам припуски в пределах 0,1... 0,15 мм. В этом случае блок устанавливают на станке с заниженным расположением оси опор ло отношению к оси борштанги, что обеспечивает припуск для расточки в верхней полуокружности опоры (кроме боковых участ-жов). Растачивают отверстия на станках типа РД резцами ВК6М при режимах: частота вращения борштанги—180 об/мин, подача — 0,05 мм/об, глубина резания — 0,2 мм. ГОСНИТИ разработаны технологический процесс и оборудование для восстановления изношенных гнезд коренных подшипников блоков цилиндров с диаметром отверстий 95 мм и более электроконтактной приваркой стальной ленты с последующим растачиванием приваренного слоя до номинального размера. Для приварки ^применяют ленту из стали 20, допускается также применение лен-тгы из стали 10. Технологический процесс приварки заключается в следующем. Изношенные гнезда растачивают до диаметра, превышающего номинальный на 1 мм. Из стальной ленты толщиной 1 мм изготавливают две заготовки шириной, равной ширине гнезда, и длиной L= дг~9.,5-> Где д — диаметр расточенного гнезда. Заготовкам придают форму, идентичную форме коренной опоры. Затем заготовки вставляют в отверстия коренных опор. При этом заготовки должны полностью огибать поверхности отверстий без нахлеста в месте стыка, с зазором не более 0,5 мм. После установки ленты приварку начинают на расстоянии 5... 10 мм от места стыка ленты и продолжают в сторону, противоположную стыку, делая полный оборот сварочной головки с перекрытием 5... 10 мм. Скользящие токопередающие контакты, изготовленные из бронзы БрХ диаметром 50 ...60 мм, смазывают графито-касторовой смазкой (25... ...30% графита П марки А и 70 ...75% технического касторового масла первого сорта). Режимы сварки в зависимости от марки чугуна рекомендуются следующие: сила сварочного тока 6,5... 8,5 кА; длительность импульса сварочного тока 0,14 ...0,24 с; пауза между сварочными импульсами 0,04 ...0,1 с; скорость сварки 0,5... 1 м/мин; усилие сжатия 1800...2500 Н; ширина рабочей части ролика 6...8 мм. Обрабатывают приваренный слой на расточных станках борштангой в три прохода. Черновое растачивание производят твердосплавными пластинками типа ВК-4. Получистовое и чистовое растачивание ведут резцами с пластинками, изготовленными из эльбора-Р или гексанита-Р. Заключительная операция механической обработки приваренного слоя — хонингование. При наличии повреждений отдельных гнезд коренных подшипников ремонту подвергаются только они. В этом случае поврежденное гнездо растачивают и полуокружность в блоке наплавляют электродуговой или газовой наплавкой. Чаще всего применяют газовую наплавку латунью Л-63. Наплавленный слой меди или латуни хорошо обрабатывается лезвийным инструментом, но его твердость ниже твердости чугуна. Наплавка латуни на поверхность детали без ее подогрева может привести к образованию трещин, поэтому поверхность вблизи изношенной опоры подогревают газовой горелкой до 500... 700 °С. Наплавленные опоры растачивают до нормального размера борштан-гой с одним резцом. При этом необходимо предварительно обработать плоскости разъема крышек. При несоосности опор коренных подшипников более допустимых пределов, но не более 0,07 мм для двигателя СМД-14 и его модификаций, а также двигателей Д-50, Д-240 и отсутствии других дефектов коренные вкладыши (новые или бывшие в употреблении) устанавливают в опоры и растачивают по антифрикционному слою под размеры имеющихся коленчатых валов. Вкладыши нужно растачивать в тех блоках, которые имеют размеры отверстий под вкладыши не более допустимых без ремонта. Перед растачиванием вкладыши промывают дизельным топливом при температуре 70... 80 °С в течение 5 мин. Вкладыши на мойку должны направляться парами в комплекте для одного двигателя. Эти пары — верхние и нижние вкладыши — не должны рас-комплектовываться. Вкладыши, бывшие в употреблении, предназначенные для растачивания, не должны иметь смятых установочных выступов, износов и задиров на наружной поверхности. На антифрикционном слое не допускаются задиры и риски глубиной более 0,3 мм. Для растачивания вкладышей могут быть использованы модер-. низированные станки РД или другие станки, обеспечивающие необходимую точность. Модернизированные станки РД выпускаются с редуктором, обеспечивающим частоту вращения шпинделя 250 об/мин для растачивания чугуна и 1200 об/мин для растачивания антифрикционного слоя. При растачивании вкладышей в блоках несоосность осей коренных опор и борштанг допускается не более 0,03 мм. Растачивают вкладыши при 1000... 1200 об/мин борштанги и подаче 0,025 мм/об. Перед расточкой вкладышей гайки у двигателей СМД и болты у двигателей Д-50 крышек коренных подшипников затягивают с моментом 2,0 ...2,2 Н-м. Овальность и конусность расточенных вкладышей не должна превышать 0,02 мм. Шероховатость поверхности расточенных вкладышей должна быть не более Яа=0,63... 0,32 мкм. После растачивания толщина слоя антифрикционного сплава должна быть не менее 0,3 мм. На внутренней расточенной поверхности допускается кольцевая риска шириной и глубиной до 0,3 мм. Блоки в сборе с расточенными вкладышами промываются для удаления стружки. Восстановление поверхностей отверстий под гильзы цилиндров. При глубине кавитационных раковин до 1,5 мм на нижних посадочных поясках в отверстиях под гильзы цилиндров протачивают вторую канавку выше или ниже первоначальной под стандартное резиновое уплотнительное кольцо (рис. 50). При этом блок цилиндров устанавливают на столе радиально-сверлильного станка и с помощью расточного приспособления растачивают канавку. Приспособление с утопленными резцами вводят в гнездо под гильзу и закрепляют гайками ;на двух шпильках блока. К приводной головке приспособления подводят оправку, установленную конусом в шпинделе станка. Выдвигают резцы путем легкого притормаживания маховика, втягивающего конусный разжим в резцовой головке. Ход маховика ограничен закрепленной на резьбе контргайкой. Скорость вращения шпинделя станка — не более 30 об/мин. Для устранения овальности посадочных отверстий под гильзы цилиндров применяют комбинированную развертку, устанавливаемую в обрабатываемые гнезда заходной Рис. 50. Ремонт посадочных поверхностей частью и имеющук? привод отверстий под гильзу цилиндра в блоке как от шпинделя радиально-двигателя Д-240.    сверлильного станка 2Н55,
так и ручной при тонком слое снимаемого металла. Обрабатывают верхнее и нижнее отверстия одновременно. Неравномерный износ торцевой поверхности гнезда под бурт гильзы, достигающий более 0,05 мм, устраняют на станке 2Н55 с помощью самоустанавливающейся по оси отверстия зенковки с регулируемым концевым упором. Припуск на обработку шринимают, как правило, 0,2 мм. Под гильзу на обработанный торец устанавливают металлическое кольцо. Износ посадочных отверстий в блоке под нижний поясок гильзы и имеющиеся кавитационные раковины глубиной" более 2 мм устраняют .путем растачивания на вертикальном алмазно-расточном станке 278Н нижнего посадочного пояска и запрессовки металлического кольца с готовой канавкой под уплотнение. С этой целью резцовую головку станка с помощью центрирующего приспособления устанавливают соосно с верхним посадочным пояском, после чего приспособление снимают, резцовую головку опускают до уровня нижнего пояска и выполняют расточку гнезда. В пояске остается перемычка толщиной 5 мм для упора металлического кольца при его запрессовке. Растачивают при 250 об/мин шпинделя и подаче 0,08 мм/об. Затем в перемычке прорезают паз с двух противоположных сторон для установки кольца. Наружную поверхность кольца и поверхность гнезда дважды обезжиривают техническим ацетоном. После обезжиривания наносят тонким слоем на поверхность гнезда эпоксидный состав и запрессовывают кольцо до упора в бурт (рис. 51). Для вклеивания ремонтного кольца состав на основе эпоксидной смолы готовят по следующей рецептуре (в весовых частях) : эпоксидная смола ЭД-6 или ЭД-16— 100, дибутилфталат — 15, полиэтиленполиамин— 10. В отремонтированное гнездо блока цилиндров устанавливают гильзу и проводят отвердевание эпоксидного состава. После этого гильзу и резиновое уплотнительное кольцо извлекают, зачищают поверхность посадочного места от наплывов эпоксидного состава шлифовальным кругом на машине типа ШР-06. Рис. 51. Блок цилиндров двигателя Д-240 с запрессованным кольцом в нижнее посадочное отверстие.
Восстановление резьбовых соединений. Поврежденные или изношенные резьбовые отверстия восстанавливают установкой резьбовых спиральных вставок. Технология восстановления резьбовых отверстий с применением резьбовых спиральных вставок изложена в главе 6 первого раздела. При наличии изломанных болтов и шпилек место излома зачищают заподлицо с поверхностью блока. В центре облома сверлят отверстие диаметром (согласно таблице 27) на всю длину облома. Затем забивают экстрактор в высверленное отверстие соответствующего номера, на экстрактор надевают специальную гайку и вывинчивают обломок из резьбового отверстия. После удаления обломанной части шпильки или болта резьба «прогоняется» соответствующим метчиком. При повреждении резьбы устанавливают резьбовую спиральную вставку. Изношенные втулки распределительного вала заменяют новыми с последующим развертыванием до нормального размера. Контроль восстановленных блоков цилиндров. Опорную поверхность под бурт гильзы проверяют с помощью приспособления для контроля выточки под гильзу. Разница замеров глубины гнезда в четырех точках должна быть не более 0,05 мм. Размеры, овальность и конусность отверстий под гильзы цилиндров, втулки распределительного вала, коренных опор блоков цилиндров и блоков цилиндров в сборе с вкладышами контролируют нутромером. Соосность коренных опор блоков цилиндров и блоков цилиндров в сборе с вкладышами контролируют приспособлением КИ-4862. Таблица 27. Типы экстракторов Размер извлекаемого болта или шпильки Диаметр сверла, мм Номер экстрактора Шероховатость обработанных поверхностей контролируют с помощью образцов шероховатости. Размеры и другие параметры восстановленных блоков цилиндров должны соответствовать установленным требованиям (см. табл. 25). Восстановление блоков цилиндров на поточно-механизированной линии На основе технологического процесса, рассмотренного ранее, в свое время была создана поточно-механизированная линия восстановления блоков цилиндров двигателя СМД-14 с программой 15 000 блоков в год. Встроенное оборудование, механизация станочных и транспортных работ и другие технические и организационные мероприятия позволили значительно повысить производительность труда. Наиболее перспективные технические решения, впервые примененные в ремонтном производстве при восстановлении блоков цилиндров на поточно-механизированной линии, следующие. 1.    Механизированные загрузочные устройства к стенду гидроиспытаний КИ-4174Б и расточным станкам РД-14МВ. 2.    Гидроиспытания блоков цилиндров, прокачка масляных каналов, промывка после ремонта. 3.    Применение резьбовых спиральные вставок для ремонта резьбовых отверстий. 4.    Восстановление опор под вкладыши коренных подшипников контактной приваркой стальной ленты. На линии установлено 9 металлорежущих станков, три единицы сварочного оборудования, 9 механизированных кантователей и сушильная печь. В состав поточной линии также входят весь инструмент и другие приспособления и оснастки. Перемещают блоки цилиндров к рабочим местам с помощью подъемно-транспортных устройств. Схема расположения технологического оборудования поточномеханизированной линии восстановления блоков цилиндров двигателя СМД-14 приведена на рисунке 52. После разборки двигателей блоки цилиндров проходят очистку и мойку в моечном отделении. Из моечного отделения блоки цилиндров поступают на уча- Узастои десре^тации. Рис. 52. Поточно-механизированная линия восстановления блоков цилиндров двигателя СМД-14: / — кран консольный поворотный; 2, 4 и 15 — рольганги; 3 — подъемник; 5 — станок верти-жально-фрезерный 6М12П; 6 — верстак слесарный; 7 — кантователь; 8 — тумбочка инструментальная; 9 — рельсовый путь; 10 — кантователь; И, 12 и 13 — станки радиально-сверлильные 2Н55; 14 — генератор ацетиленовый ГВР-3; 16 — преобразователь сварочный ПС-300; 17, 18 и 19— станки горизонтально-расточные РД-14М; 20 — стол поворотный на тележке; 21 — •станок алмазно-расточной 2А78; 22 — электропечь; 23 — стол монтажный; 24 — устройство загрузочное; 25 — станок хонинговальный ЗА84; 26 — стол поворотный; 27 — стенд для гидро-«спытаний КИ-4174Б; 28 — система загрузки; 29 — кантователь. сток дефектации. После дефектации по всем параметрам и гидравлического испытания блоки направляют либо на сборку, либо на поточно-механизированную линию для восстановления. Блоки, поступающие на восстановление, ставят на тележки щелевого конвейера и подают к одноэтажному рольгангу 2, на который устанавливают краном-укосиной 1. Транспортные средства линии состоят из системы рольгангов и поворотных столов. На слесарном участке установлены вертикально-фрезерный 5 и радиально-сверлильные станки 11, 12. При помощи специальных приспособлений снимают крышки коренных подшипников, фрезеруют перемычки между гнездами, заделывают трещины фигурными вставками. После слесарно-подготовительных работ блоки цилиндров передают на следующее рабочее место, где на радиально-сверлильных станках производят ремонт резьбовых отверстий, замену дефектных шпилек, проточку выточки под бурт гильзы, расточку нижней канавки под уплотнительное резиновое кольцо. Далее следуют рабочие места для сварочных и полимерных работ. На специальных кантователях 7 заваривают трещины в блоках, герметизируют швы полимерами. Для сушки блоков в линии предусмотрена электропечь 22. На следующем рабочем месте восстанавливают изношенные опоры коренных подшипников. При этом вначале предварительно растачивают опоры на горизонтально-расточном станке 17, затем приваривают стальную ленту контактным способом к поверхностям опор на радиально-сверлильном станке 13, оснащенном комплектом сварочных приспособлений, и растачивают опоры после наплавки до номинального размера. Блоки цилиндров, имеющие износ посадочного места под нижний поясок гильзы и дефекты в области канавки под уплотнительное кольцо, растачивают на вертикальном алмазно-расточном станке 21 и восстанавливают запрессовкой металлического кольца на эпоксидной смоле. Чистовое растачивание опор коренных подшипников производят на горизонтально-расточном станке 18 с последующим хонин-гованием на станке 25. Затем блоки цилиндров, имеющие несоосность опор коренных подшипников, но не изношенные по диаметру, восстанавливают установкой вкладышей увеличенного размера с последующим растачиванием на горизонтально-расточном станке 19. Далее их контролируют, проводят гидроиспытания и подают на сборку или склад готовой продукции. Восстановление головок блоков цилиндров По своему конструктивному назначению головка блока цилиндров относится к базовой детали, обеспечивающей заданное конструкцией двигателя взаимное расположение деталей и сборочных Рис. 53. Головка блока цилиндров двигателя СМД-14 в сборе: 1 — головка цилиндров; 2 — клапан всасывающий; 3 —* клапан выпускной; 4 — пружина клапана; 5 — пружина клапана внутренняя; 6 — тарелка клапана пружины; 7 — сухарь клапана; 8 — кольцо предохранительное; 9 — шайба; 10 — шпилька. Марки двигателей Утопаиие клапана относительно нижней поверхности головки блока цилиндров, мм Диаметр посадочного отверстия под седло выпускного клапана, мм впускного выпускного нормальное стимое нормальное стимое нормальный стимый 0,45...0,75 Не оговорено Не оговорено АЛ—0,025 —0,012 1,65...2,10 1,15...1,60 56,3+0,03° 1,1. ..1,5 ЯМЗ-238НБ ЯМЗ-240Б Не более 2,7 Не более 2,2 Продолжение Марки двигателей Коробление (неплоскост-ность) поверхности прилегания головки к блоку, мм Диаметр отверстия под направляющую втулку клапанов головки цилиндров, мм Диаметр отверстия направляющих втулок клапанов, мм нормальное стимое нормальный стимый нормальный стимый Не более 0,15 Не оговорено Не более 0,15 1 о-U,0Uo Ц + 0,027 Не более 0,10 Не более 0,05 Не более 0,10 21 + 0,023 Не более 0,10 ЯМЗ-238НБ Не более 0,02 на длине 100 и 0,05 на всей длине ЯМЗ-240Б Не более 0,040 на длине 100 и не более 0,080 на на всей длине единиц механизма газораспределения двигателя. Головка цилиндров, являясь частью камеры сгорания двигателя, испытывает значительные внешние и внутренние знакопеременные нагрузки, а также воздействия высокой температуры, коррозионной и абразивной сред. Эти условия являются причиной изнашивания клапанных гнезд и стенок камеры сгорания, в которых при определенных условиях могут возникать большие внутренние напряжения, приводящие к деформации детали и возникновению трещин. Головка блока цилиндров представляет собой деталь весьма сложной конфигурации с многочисленными сужениями и расшире- ниями стенок в водяной рубашке, впускных, выпускных каналах и других местах. Головки блоков цилиндров тракторных двигателей, как правило, изготавливают из серого чугуна СЧ21-40 повышенного качества, реже — из высококачественного хромоникелевого чугуна ХНЧ-40. У большинства конструкций головок клапанные гнезда выполнены за одно целое с ней, что ограничивает ее срок службы. С течением времени возникает необходимость в обработке клапанных гнезд, а по исчерпании запаса металла — в их восстановлении. В настоящее время промышленность начала выпускать головки цилиндров со сменными клапанными седлами. Это дает возможность при износе седел производить их замену. Основные параметры головок цилиндров тракторных двигателей приведены в таблице 28, а на рисунке 53 изображена головка цилиндров двигателя СМД-14. Дефекты Анализ ремонтного фонда головок блоков цилиндров, а также результаты их дефектации позволили установить наиболее часто встречающиеся дефекты и возможные коэффициенты их повторяемости, приведенные в таблице 29. Кроме перечисленных в таблице 29, головки блоков цилиндров имеют такие дефекты, как накипь, смолистые отложения и нагар, а также другие загрязнения полостей охлаждения, предкамер и камер сгорания, впускных и выпускных каналов. Приведенные дефекты показывают, что все головки блоков цилиндров требуют обязательного восстановления. Это обстоятельство с учетом сравнительно высокой стоимости головок вызывает необходимость постоянно совершенствовать технологию их восстановления на ремонтных предприятиях. Технология восстановления головок блоков цилиндров В зависимости от сочетания дефектов технологический процесс восстановления головок может быть расчленен на четыре взаимосвязанных маршрута, показанных на рисунке 54. Эти маршруты можно применять независимо от программы восстановления деталей. Однако наибольший эффект получают при организации специализированных участков восстановления головок блоков цилиндров. Построение технологического процесса по маршрутам дает возможность специализировать рабочие места, повысить производительность труда, значительно улучшить качество выполнения работ на каждой операции, полнее загрузить технологическое оборудование, оснастку и эффективнее использовать производственную площадь. Ниже подробно изложены наиболее сложные операции технологического процесса, от правильного выполнения которых главным образом зависит ресурс восстановленных головок Коэффициент повторяемости Наименование дефектов от общего числа дефек-туемых деталей от общего числа ремонтопригодных деталей Способы устранения 1. Коробление и коррозия поверхности прилегания к блоку цилиндров Шлифование поверхности до выведения неплос-костности 2. Износ рабочих фасок клапанных гнезд Шлифование клапанных гнезд, растачивание гнезд и запрессовка колец. Наплавка клапанных гнезд с последующим зенкерованием фасок до нормальных размеров 3, Износ и повреждение резьбовых отверстий Установка резьбовых спиральных вставок 4. Выгорание кромки вставки камеры сгорания Удаление дефектной вставки камеры сгорания и установка новой 5. Вмятины, раковины, заусеницы, риски на поверхностях под прокладки форсунок Зенковать поверхность до удаления повреждений 6. Износ внутренней поверхности направляющих втулок выше допустимого Установка новой втулки с последующим развертыванием 7. Трещины на перемычке между клапанными гнездами. Трещины вблизи отверстий под шпильки крепления или штанги толкателей. Трещины на перемычках между клапанными гнездами и вставками камеры сгорания Заварка трещин. Заделка трещин установкой фигурных вставок Рис. 54. Схема маршрутов технологического процесса восстановления головки цилиндров. цилиндров. Технологический процесс показан на примере головки цилиндров двигателя СМД-14, основные операции которого применимы лишь для технологических процессов восстановления головок цилиндров тракторных двигателей, изготовленных из чугуна типа СЧ21-40 с верхнеклапанным газораспределением. Мойка и очистка. Наиболее эффективный и экономичный способ очистки головок цилиндров — очистка, заключающаяся в последовательной обработке головок в расплаве солей, промывке в холодной воде, кислотном растворе и окончательной промывке в растворе «Лабомид-101» при температуре 70... 80°С в течение 5 мик. Обработка в расплаве солей производится при температуре 400 °С в течение 12 минут в растворе следующего состава: едкий натр — 65 ...70, азотнокислый натрий — 25 ...30, хлористый натрий— 5 г/л. Обработка в кислотном растворе, состоящем из орто-фосфорной кислоты и хромового ангидрида с концентрацией соответственно 8,5 и 12,5 г/л, производится при температуре 85... ... 95 еС в течение 5 мин. Для выполнения этих операций используют моечную машину ОМ-5458. Промывку и выварку головок цилиндров производят в кипящем моющем растворе следующего состава: сода кальцинированная — 35, едкий натр — 25, жидкое стекло—1,5, машинное масло — 24 г/л. Снятие нагара, очистку каналов можно производить вручную с помощью скребка или жестких волосяных щеток и ершей, приводимых во вращение электрической или пневматической дрелью.. Хорошие результаты дает очистка головок косточковой крошкой; накипь в водяной рубашке разрыхляют раствором, содержащим 3... 5 г тринатрийфосфата на 1 л воды с последующей промывкой водой. Дефектация. При дефектации для обнаружения трещин сначала проводят тщательный визуальный осмотр головки цилиндров,, затем подвергают ее испытанию на гидравлическую плотность на стенде 5486 под давлением 0,4 МПа в течение 3 мин; трещины помечают краской. После этого проверяют состояние клапанных гнезд, измеряя их износ шаблонами. В том случае, когда износ превышает допустимое значение, клашанное гнездо подлежит восстановлению. Неплоскостность привалочной поверхности контролируют поверочной линейкой типа ШЦ-1-1000 и щупом № 2. Если неплоскостность больше допустимого значения, а высота головки находится в допустимых пределах (уменьшена не более чем на 1,5% от нормальной высоты), то допускается шлифование привалочной поверхности. Головки цилиндров, высота которых на 1... 1,5% меньше нормальной, направляют по соответствующему маршруту на наплавку клапанных гнезд. Направляющие втулки клапанов выпрессовывают на гидравлическом прессе 2135-1М или П-6320 с помощью приспособления 70-7353-1502 (рис. 55). На гидравлический пресс ставят опоры 4У упор 5 крепят на штоке цилиндра пресса, который при рабочем ходе давит через нажимную плиту 1 и наставку 2 на накладки 3, выпрессовывая втулки. После дефектации, разборки и выпрессов-ки направляющих втулок головка поступает на восстановление по одному из маршрутов. Восстановление клапанных гнезд. При износе клапанных гнезд, не превышающем предельно допустимый, восстановление их работоспособности сводится к образованию необходимого угла фаски. Перед обработкой фасок клапанных гнезд заменяют изношенные направляющие втулки стержня клапана на новые и обрабатывают их разверткой, устанавливаемой в оправку. Обработанное отверстие используют в качестве технологической базы при зенковании фаски клапанных гнезд, что обеспечивает необходимую соосность отверстий направляющих втулок и клапанных гнезд. Обработку клапанных гнезд производят с использованием плавающего патрона (рис. 56). При износе клапанных гнезд выше допустимого их восстанавливают установкой клапанных седел.
Рис. 55. Приспособление для распрес-•совки и запрессовки направляющих втулок: 1 — нажимная плита; 2 — наставка; 3 — накладка; 4 — опора; 5 — упор.
При восстановлении клапанных гнезд запрессовкой седел неподвижность соединения обеспечивается натягом. Необходимая прочность при этом достигается за счет напряжений, возникающих в материале седла и головки цилиндров. При длительном действии нагрева напряжения могут уменьшиться, снизив тем самым прочность посадки. Поэтому для изготовления клапанных седел необходимо применять высокопрочные теплоустойчивые материалы: чугун ВЧ50-1,5, специальный чугун № 3 ТМ 33049. В последнее время получил распространение сплав ЭП-616 на хромоникелевой основе. Отверстия под седла обрабатывают специальным зенкером (рис. 57), который устанавливают в специальную оправку. Диаметр зенкера выбирают в соответствии с размером обрабатываемого отверстия под вставку клапана. Центрование инструмента производят с помощью направляющих цанговых оправок, устанавливаемых в отверстия под втулки клапанов. Этим обеспечивают высокую концентричность обрабатываемых поверхностей под вставки седел и центрирующей поверхности. Кроме этого, применение жестких направляющих позволяет обрабатывать отверстия на вертикально-сверлильном станке 2Н135 и получать требуемую размерную и геометрическую точность обрабатываемых поверхностей. При растачивании головку устанавливают в специальное приспособление. Рис. 57. Зенкер для обработки отверстий под седла.
1 — корпус патрона; 2 — зенковка; 3 — цанговая оправка; 4 — головка блока цилиндров. Рис. 58. Седло впускного клапана.
046 Ф (tollт)
—И

Рис. 59. Седло выпускного клапана.
047A/+D’!7)
1 0,05 Б
■0,05 А
Вначале предварительно растачивают клапанные гнезда, а затем окончательно при 100 об/мин шпинделя станка, ручной подаче за один проход. В подготовленные таким образом клапанные гнезда запрессовывают седла (рис. 58 и 59) с помощью оправки. При этом головку цилиндров предварительно нагревают до температуры 80...90°С, а седла охлаждают в жидком азоте до —100..-... 120 °С. Нагрев головок производят в ванне для нагрева ОМ-1600, а охлаждение с помощью сосуда Дьюара. Кольца должны быть запрессованы в выточки головки до отказа и без перекоса (рис. 60). После запрессовки производят зачеканивание седел в четырех точках равномерно на дуге через 90°. Затем головку цилиндров устанавливают на стенд ОР-6685 для обработки фасок клапанных гнезд, развертывают отверстия в направляющих втулках и зенкуют фаски клапанных гнезд. Отверстия во втулках развертывают при 50 об/мин и подаче 0,57 мм/об 'за один проход, зен-кование производят при 200 об/мин зенкера, подача 0,57 мм/об за несколько проходов. В результате неоднократной обработки плоскости головок блоков цилиндров фрезерованием или шлифованием нижняя стенка головки становится более тонкой и менее прочной, поэтому для этой группы деталей восстановление клапанных гнезд запрессовкой седел недостаточно надежно. В таком случае следует восстанавливать клапанные гнезда газовой наплавкой. Если у головки, кроме изношенных клапанных гнезд, имеются еще и трещины, то сначала необходимо восстановить гнезда, а потом заваривать трещины. Рис. 60. Головка с запрессованными седлами: 1 — седло; 2 — головка цилиндров.
При работе на двигателе в результате воздействия меха-нических и тепловых нагрузок в нижней плоскости головки цилиндров накапливаются зна-чительные внутренние напря-- жения, значения и характер распределения которых могут быть весьма различными. Накопившиеся напряжения приводят к короблению головок, а в отдельных случаях — к появлению трещин. Если применять холодную электродуго-вую сварку, то возникающие при этом сварочные напряжения, складываясь на отдельных участках с остаточными, а также монтажными (при затяжке головки) и рабочими, вызовут появление новых трещин. Поэтому для наплавки гнезд нужно применять такой способ, который позволил бы снизить остаточные напряжения и не привел бы к возникновению новых. Такой способ — горячая сварка, обеспечивающая высокое качество сварных швов при минимальной напряженности детали. При горячей сварке головку предварительно нагревают до температуры 600... 650 °С и сваривают при температуре детали не ниже 500 °С. Нижний предел нагрева устанавливают, исходя из свойств чугуна, пластичность которого ниже этой температуры резко падает, что приводит к возникновению сварочных напряжений. Перед нагревом клапанные гнезда головок тщательно зачищают. 250 300мин Рис. 61. График термического цикла электрической печи Н-60:
А, В и С — охлаждение печи при загрузке головок.
Для нагрева головки используют нагревательную камерную печь с электрическим или другим подогревом. Целесообразно применять камерную электрическую печь Н-60, в которой можно нагревать одновременно до пяти головок. Большое значение имеет скорость нагрева и охлаждения деталей. Быстрый нагрев головки цилиндров может вызвать появление дополнительных напряжений. На рисунке 61 для примера показан график рекомендуемого термического цикла электрической печи Н-60. Как следует из характера диаграммы, нагрев печи до рабочей температуры (700 °С) продолжается около 2 ч; после загрузки первой головки температура в печи снижается до 550 °С за 10 мин. Затем температура снова начинает подниматься и достигает рабочей примерно через 1 ч. После загрузки второй головки снова происходит снижение температуры, а нагрев происходит быстрее. При дальнейшем увеличении числа загружаемых головок циклы повторяют, причем периоды времени нагрева уменьшаются. Такая неравномерность периодов нагрева объясняется увеличением тепловой инерции печи за счет увеличения массы. На рисунке 62 показан график термического цикла головки цилиндров двигателя Д-50 в процессе сварки. В общем случае скорость нагрева головок цилиндров в интервале температур 400... 680 °С должна быть не выше 400... 450 град/ч. Следует отметить, что нагрев выше 680 °С и длительное пре- Рис. 62. График термического цикла головки цилиндров двигателя Д-50 в процессе сварки: D — нагрев головки; Е — охлаждение при укладке в термос; F — охлаждение за время сварки; К — нагрев для отжига; N — охлаждение с печью; М — охлаждение в термосе. бывание деталей при повышенной температуре приводит к графи-тизации чугуна, увеличению его объема, снижению прочности и твердости. По окончании нагрева к отверстию печи перемещают передвижной сварочный стол и укладывают на него головку. Целесообразно применять сварочный стол с электроподогревом, что позволяет поддерживать температуру головки в период сварки на одном уровне. Применяя этот стол, можно снизить температуру предварительного нагрева головки до 600... 620 °С, благодаря чему экономится время на нагрев и, кроме того, полностью исключается опасность ухудшения качества чугуна головки вследствие графити-зации при повышенной температуре нагрева. Сварку выполняют ацетилено-кислородной горелкой ГС-53 или ГС-ЗА («Москва»), используя наконечники № 4 или 5 в зависимости от размера трещины. Для обеспечения высокого качества наплавленного металла следует применять хорошо сформированное, резко очерченное пламя горелки, для чего мундштук сварочной горелки должен быть в хорошем техническом состоянии. При заварке трещин и наплавке клапанных гнезд используют восстановительную часть пламени, защищающую металл от окисления благодаря содержанию в пламени водорода, углекислого газа и окиси углерода. Ядро пламени в процессе наплавки должно находиться от поверхности детали на расстоянии 2...3 мм. Сварку ведут при равномерном непрерывном нагреве сварочной ванны. В качестве присадочного прутка применяют чугунные пруткиг марки А (состав в %): 3... 3,6 С; 3...2,5 Si; 0,5... 0,8 Мп; Р< <0,5 ...0,8; S<0,08; 0,05 Сг; 0,3 №. Диаметр прутка — 8... 12 мм (выбирают в зависимости от ширины разделки трещины). Поверхность прутков должна быть тщательно очищена и обезжирена. В качестве флюса применяют мелкотолченую прокаленную буру или ее 50%-ную смесь с просушенной кальцинированной содой,. Хорошие результаты дает также применение флюсов ФСЧ-1, АНП-1 и АНП-2. При наплавке сначала равномерно (по кругу) разогревают пламенем горелки клапанное гнездо по ширине 15...20 мм от фаски. Когда чугун начнет подплавляться, пламя горелки переносят в зону фаски и равномерно небольшими участками начинают перемещать металл из периферийной зоны в зону фаски. Для обеспечения высокого качества наплавленного металла необходимо производить наплавку равномерно, затрагивая лишь поверхностный тонкий слой жидкого расплава. При этом нужно часто и своевременно вносить флюс (в зависимости от наличия окислов, шлака и газовых пузырей в расплаве). Для получения высококачественной перлитной структуры на заключительном этапе наплавки необходимо в течение 1,5... 2 мин прогреть пламенем горелки зону фаски, сохраняя в течение этого времени высокую температуру. Это дополнительное время нагрева необходимо для более полной растворимости углерода в аусте-ните, что обеспечивает при охлаждении чугуна его перлитную структуру. В образовавшееся кольцевое углубление вокруг фаски клапанного гнезда добавляют металл из присадочного прутка. По окончании сварки головку цилиндров снова помещают в печь, чтобы снять сварочные напряжения. Головку нагревают до 680°С, а затем охлаждают, сначала медленно (с печью), до 400 °С, а затем в сухом песке или термосе, соблюдая режим согласно графику (см. рис. 65). Полностью остывшие головки очищают от шлака и окалины и направляют на механическую обработку. Сначала фрезеруют привалочную плоскость на горизонтально-фрезерном станке типа 6Н82 цилиндрической фрезой 180Х Х125 мм или на вертикально-фрезерном 6М12П торцевой фрезой со вставными резцами ВК6 или ВК8. После механической обработки плоскости контролируют качество сварки. Заваренные места должны быть чистыми, без раковин и шлаковых включений. Обработку фасок клапанных гнезд производят зенкером аналогично описанной выше обработке фасок седел. Устранение трещин. Головки блоков цилиндров, имеющие пробоины в камере сгорания, трещины, проходящие через отверстие под направляющую втулку, трещины размером свыше 2 мм около отверстия под шпильки крепления или штанги толкателей, выбраковывают. Остальные трещины в головке подлежат устранению. Трещины, расположенные на необработанной поверхности головки и не проходящие через сопрягающиеся поверхности, заваривают без предварительного подогрева головки током обратной полярности электродами ЦЧ-4 или электродами из проволоки Св-08 с меловой обмазкой. Электроды перед заваркой необходимо просушить. Заварку следует вести наложением отжигающих валиков вдоль края трещины. Сразу после наложения валика необходимо удалить шлак и наложить второй (отжигающий) валик так, чтобы он не касался основного металла. Трещины в перемычках между клапанными гнездами обычно располагаются посередине перемычек и имеют небольшую глубину, иногда они переходят в водяную рубашку. Трещины на фасках, как правило, носят поверхностный характер. Перед заваркой трещину разделывают (рис. 63). Разделывают трещины на вертикально-фрезерном станке 6М12П, для чего головку устанавливают на стол станка на подкладки и закрепляют, затем концевой фрезой диаметром 10... 12 мм удаляют металл вдоль трещины на всю длину и глубину, образуя» своеобразный паз. При разделке трещины в перемычке между клапанными гнездами фреза может выходить в полость рубашки на глубину не более 15 мм от привалочной плоскости головки* так как в противном случае трудно будет обеспечить сварку металла в нижней части паза. Если не удается полностью удалить следы трещины, то головку цилиндров выбраковывают. При заварке трещин газовой сваркой с подогревом режимы нагрева головки применяют аналогичные режимам, применяемым при наплавке клапанных гнезд. Рис. 63. Схема разделки трещин: а — на фаске клапанного гнезда; б — на перемычке между клапанными гнездами.
При заварке трещин соблюдают такую последовательность: открывают крышку термоса в месте расположения трещины, один конец присадочного прутка вставляют в какое-либо отверстие головки, а к другому концу для удобства в работе приваривают другой пруток под углом 120... 140°. Затем нагретый теплом головки конец прутка перемещают к месту сварки и нагревают его горелкой на определенную длину (в зависимости от размеров трещины)* одновременно нагревают пламенем горелки зону сварки. После оплавления кромок разделанной трещины сварочную ванну обильно посыпают флюсом. Нагретый конец прутка также обрабатывают флюсом. Затем расплавляют нижние кромки разделанной трещины и одновременно конец прутка, добиваясь равномерного стекания капель жидкого металла с прутка на дно сварочной ванны. При заполнении ванны металлом необходимо конец прутка держать у поверхности сварочной ванны, постоянно защищая ее пленкой флюса. Таким образом постепенно заполняют фрезерованный паз расплавленным металлом. При заварке глубокой трещины с выходом ее в водяную рубашку сначала подплавляют кромки нижней части разделки, а затем пламенем горелки отрезают небольшую часть прутка, используя его для предотвращения стока жидкого металла из ванны для последующего заполнения разделанной трещины. Отверстие, выходящее в плоскость водяной рубашкй, можно закрывать также предварительно заготовленными клинообразными пластинками. По мере сварки сварочную ванну постепенно выводят до уровня привалочной плоскости головки и заканчивают процесс равномерным подогревом всей зоны наплавленного металла в течение 1 ... 2 мин. Если сварку производят на столе без электроподогрева, то работу необходимо прекращать при охлаждении головки до температуры ниже 500 °С. Когда не удается выполнить весь объем работ, головку следует снова нагреть в печи до температуры 650... ... 680 °С, а затем продолжить процесс сварки. В перемычках между клапанными гнездами допускается не более трех одиночных раковин глубиной 0,5 мм, длиной не более 1 мм и расположенных от фаски гнезда на расстоянии не менее 2 мм. Удовлетворительные результаты получают при заварке трещин без подогрева, в том числе и в перемычках между клапанными гнездами самозащитной проволокой ПАНЧ-11, разработанной Институтом электросварки им. Е. О. Патона. Необходимое оборудование и режимы сварки проволокой ПАНЧ-И приведены были ранее (см. стр. 10). Падение напряжения при сварке этой проволокой ниже 14 В нежелательно, так как при этом снижается стабильность процесса (дуга горит неустойчиво, с частыми обрывами, подворачивается валик, получается плохое сплавление). Увеличение напряжения выше 18 В также неблагоприятно сказывается на процессе сварки: увеличивается разогрев основного металла, что способствует образованию закалочных структур и приводит к образованию трещин. Сварка проволокой ПАНЧ-11 обеспечивает герметичное соединение на изделиях, работающих под давлением. Металл шва легко проковывается. После заварки трещины наплавленный металл обрабатывают абразивным или лезвийным инструментом. Трещины, проходящие через отверстие под шпильки крепления головки к блоку цилиндров или под штанги толкателя, устраняют после окончания сварочных работ рассверлением отверстия и развертыванием его до соответствующего размера с последующей запрессовкой втулки на эпоксидном компаунде. В ГОСНИТИ разработана технология ремонта трещин в головках блоков цилиндров путем стягивания кромок трещины специальными фигурными, вставками. Вставки устанавливают в пазы, которые располагают перпендикулярно трещинам (рис. 64). При ремонте трещин на перемычках между клапанными гнездами и гнездами под камеру сгорания паз под вставку делают прямоугольной формы с расширениями, находящимися на равном расстоянии друг от друга. Глубина паза — 10, ширина—1,8, длина—24,5 мм. Расширения делают круглой формы диаметром 3,5 мм. Вставка имеет форму пластины прямоугольного сечения с местными утолщениями цилиндрической формы, расположенными друг от друга на расстоянии 4 мм. Общая длина вставки — 23,5, ширина — 1,8, диаметр цилиндров — 3,5, высота — 11 мм. Анализ трещин в головках блоков цилиндров тракторных двигателей показал, что ширина трещины в большинстве случаев находится в пределах от 0,05 до 0,3 мм. Трещины заделывают следующим образом. Рис. 64. Схема установки фигурной вставки на перемычке между клапанными гнездами.
Визуально или с помощью лупы определяют место расположения трещины и ее распространение. Если трещина располагается между клапанным гнездом и гнездом под камеру сгорания, то предварительно снимают вставку камеры сгорания. Затем определяют размеры и область распространения трещины в клапанном гнезде и гнезде под камеру сгорания. Для изготовления паза под фигурную вставку используют специальный кондуктор (рис. 65). Кондуктор состоит из направляющих стержней 1, подвижной плиты 2У поворотного кондукторного диска 3 с отверстиями для сверления, двух вилок 4, опоры 5 и сухарей 6. С помощью этого кондуктора изготавливают отверстия паза. Для этого кондуктор устанавливают на головку. Базой при установке служат направляющие стержни, которые входят в отверстия направляющих втулок. Затем с помощью пневматической сверлильной машины ИП-1104 или вертикально-сверлильного станка сверлят по три отверстия глубиной 10... 12 мм с каждой стороны трещины. После сверления отверстий прорубают паз. Для этого применяют специальный пробойник. В подготовленный паз запрессовывают фигурную вставку. При запрессовке вставка стягивает кромки трещины. Если фигурная вставка и паз изготовлены правильно, то при погружении вставки в паз на 2/3 ее высоты трещина должна быть полностью закрыта. После погружения фигурной вставки в паз до упора часть ее, не вошедшую в паз, удаляют зубилом. Место установки вставки зачищают шлифовальным кругом до уровня основного металла, используя для этого пневматическую машину ИП-2009А. Рис. 65. Кондуктор для изготовления паза* под фигурную вставку: 1 — направляющие стержни; 2 — подвижная плита; 3 — кондукторный диск; 4— вилка; 5 —опора; 6 — сухарь.
Рис. 66. Индикаторное приспособление для контроля соосности клапанного гнезда и направляющей втулки. 1 — цанга; 2 — втулка; 3 — держалка; 4 и 6 — винты; 5 — индикатор; 7 — разжимной винт. 1 — корпус; 2 — контактная пластина; 3 «— втулка; 4 — контакты; 5 — лампочка. После устранения трещин головку устанавливают на гидравлический стенд 5486 и проверяют на герметичность под давлением 0,4 МПа в течение 3 мин. Отремонтированная трещина не должна давать течи. Остальные дефекты головок цилиндров, такие, как износ внутренних поверхностей направляющих втулок клапанов, износ и повреждение резьбы в отверстиях, неплоскостность поверхности прилегания к блоку, выгорание вставок камер сгорания, вмятины* раковины, риски на поверхности под прокладкой форсунок могут быть устранены незначительными ремонтными и подгоночными операциями, выполнение которых не представляет технологических трудностей. Износ направляющих втулок клапанов устраняют заменой их новыми с последующим развертыванием. Повреждение резьбы в отверстиях устраняют прогонкой метчиками или установкой резьбовых спиральных вставок. При выгорании вставок камер сгорания их заменяют новыми. Устранение неплоскостности и местных коррозионных разрушений производят шлифованием привалочной плоскости на плоскошлифовальном станке ЗБ722. Контроль восстановленных головок цилиндров. Наиболее ответственной операцией является контроль соосности клапанного гнез- да и направляющей втулки, осуществляемый с помощью индикаторного приспособления (рис. 66), состоящего из цанги 1, на которой закрепляют втулку 2 и державку 3. В державку устанавливают индикатор 5, закрепляемый винтом 6. Винтом 7 сжимают и разжимают цангу. Измерение проводят поворотом втулки 2 на 360°. Биение фаски — не более 0,08 мм (для головки двигателя СМД-14). Большой интерес представляет измерительное устройство, разработанное Рязанским филиалом ЦОКТБ ГОСНИТИ, состоящее из источника электропитания с понижающим трансформатором и измерительной головкой (рис. 67). Головка состоит из пластмассового корпуса 1 с прикрепленными к нему контактными пластинами 2 и втулки 3. В пазах корпуса закреплены и ввернуты лампочки 5. Головку надевают на цанговую оправку, закрепленную в направляющей втулке, и опускают до соприкосновения контактных пластин с фаской клапанного гнезда. При соосном расположении осей клапанного гнезда и втулки загораются все лампочки измерительной головки. Высоту головки контролируют штангенциркулем. Для головки цилиндров СМД-14 она должна быть не менее 103,5 мм. Шероховатость обработанной поверхности прилегания к блоку цилиндров допускается не более Ra = 2,5 мкм, а поверхностей рабочих фасок клапанных гнезд не более 7?а= 1,25 мкм. Шероховатость поверхностей контролируют с помощью образцов шероховатости. Утопание тарелки клапана относительно поверхности головки цилиндров проверяют с помощью эталонных клапанов или глубиномером с ценой деления 0,05 мм (см. табл. 28). Ширина рабочей фаски седла должна быть 1,5 ...2,0 мм. Восстановление головок цилиндров на поточно-механизированной линии С целью реализации описанной ранее технологии разработана и внедрена в производство поточно-механизированная линия ремонта головок цилиндров двигателей СМД-14, план расположения технологического оборудования которой приведен на рисунке 68 (см. форзац). Ниже излагается последовательность выполнения операций технологического процесса ремонта головок цилиндров на поточной линии. Головку цилиндров, снятую с двигателя или поступившую со склада ремфонда, устанавливают на тележку напольного конвейера, вместе с которой она проходит через моечную машину. Затем с помощью электротельфера головку цилиндров снимают с тележки конвейера, устанавливают на рольганг 2 и подают на стенд для разборки 3, на котором рассухаривают пружины, снимают тарелки клапанных пружин, клапанные пружины, предохранительные кольца, удаляют впускные и выпускные клапаны. Все снятые детали в соответствующей таре отправляют на мойку. Разобранную головку цилиндров передвигают на рольганг, затем укладывают в корзину, которую пр приводному рольгангу подают в автоматическую машину очистки 6 в расплаве солей. В корзину также устанавливают контейнер с клапанами для очистки их в расплаве солей. Затем головку цилиндров перемещают по рольгангу в специальный кантователь для дефектации 16, на котором контролируют состояние резьб, перпендикулярность шпилек,, выявляют недопустимые забоины на поверхностях прилегания деталей. Пружины, клапаны, шпильки, вставки камер сгорания и остальные мелкие детали доставляют на рабочие места в таре, установленной на ручную транспортную тележку. После дефектации головку устанавливают на рольганг, удаляют все старые заглушки и на краске запрессовывают новые, завертывают пробки. После постановки заглушек и пробок головку цилиндров перемещают на стенд 21 для гидравлической опрессовки водяной рубашки, где выявляют трещины и негерметичные уплотнения в технологических заглушках и пробках. Далее с помощью приспособления 22 выпреосовывают центральную и направляющую втулки,, заменяют дефектные камеры сгорания. При необходимости на стенде 18 ремонтируют резьбовые отверстия, на этом же рабочем месте производят заделку трещин в перемычках между клапанными гнездами постановкой фигурной вставки. Далее производится зенкерование всех опорных поверхностей под форсунки на специальной установке 23. На вертикально-сверлильном станке 25 заглубляют отверстия под центральную втулку и вручную запрессовывают новую удлиненную, которая более надежно герметизирует уплотнение по сравнению с короткой. Удлиненную втулку ставят на каждой головке цилиндров. Затем головку цилиндров подают на плоскошлифовальный станок ЗБ722 для шлифования плоскости прилегания к блок-картеру. Шлифуют плоскость прилегания у каждой головки цилиндров дф выведения черноты (в сборе со вставками камер сгорания). Устанавливают головку цилиндров на станок и снимают с него с помощью монорельса и электротельфера. На следующем рабочем месте установлены последовательно два вертикально-сверлильных станка 25 в линии рольгангов для растачивания клапанных гнезд: один станок настроен на расточку гнезд впускных клапанов, второй — выпускных. Во всех головках цилиндров растачивают все клапанные гнезда и устанавливают в них седла, изготовленные из сплава ЭП-616 па хромоникелевой основе. После растачивания клапанных гнезд головку цилиндров подают в ванну 29 для нагрева перед постановкой седел. Головку цилиндров нагревают до 80 °С в растворе эмульсии, а седла охлаждают до —80 °С в жидком азоте 31 (в жидком азоте седла охлаждены до —120 °С, чтобы в момент постановки температура составляла —80 °С). Посадка обеспечивается надежная, с заданным натягом. Вслед за установкой седел запрессовывают направляющие втулки клапанов. Все они перед запрессовкой проходят входной контроль: проверяются наружный диаметр и разностенность втулки. Из кантователя головку цилиндров по рольгангу подают на специальный стенд 32, на котором развертывают отверстия направляющих втулок и обрабатывают фаски клапанных седел. Каждое клапанное седло контролируют после обработки на биение поверхности рабочей фаски относительно внутренней поверхности направляющей втулки. Затем подбирают клапаны по седлам, контролируя утопание поверхности тарелки клапана относительно плоскости прилегания головки цилиндров к блок-картеру и легкость перемещения стержня клапана во втулке. Клапаны ремонтируют на отдельном рабочем месте, где на специальном станке 38 шлифуют фаску тарелки и торец стержня клапана, контролируют биение шлифованной поверхности фаски относительно поверхности стержня, шероховатость поверхности фаски, диаметр и конусность стержня. Стенды для обработки клапанных седел и шлифовки клапанов позволяют обрабатывать детали с высокой точностью, которая в сочетании с рассогласованием углов фаски тарелки клапана и фаски седла в 1,5 ...2,0° позволила заменить операцию притирки клапанов с абразивной пастой на непродолжительную притирку с дизельным маслом. По существу данная притирка — это контрольная операция. У каждого клапана и седла контролируют наличие непрерывной плоскости на рабочих фасках. Головку цилиндров с подобранными клапанами перемещают по рольгангу на стенд 33 для притирки клапанов, расположенный в линии. Стенд обеспечивает одновременное завершение притирки всех клапанов данной головки цилиндров, имеет устройство автоматического выключения через заданный промежуток времени работы. Перед сборкой головку цилиндров промывают в моечной машине 34 с целью удаления технологических загрязнений. Отремонтированную и промытую головку цилиндров помещают на стенд для сборки 35, где устанавливают клапаны, клапанные пружины, засухаривают пружины, проверяют герметичность прилегания клапанов к седлам. Клапанные пружины ремонтируют на отдельном рабочем месте, на котором проверяют упругость пружин, восстанавливают упругость пружин пропусканием электрического тока на специальном стенде, затем еще раз проверяют упругость каждой пружины, рихтуют концевые витки. Собранные головки цилиндров подают на рольганг-накопитель или перемещают по монорельсу на конвейер сборки двигателей. Годовая производственная программа линии — 30 000 головок цилиндров при двухсменной работе. Занимаемая площадь — 280 м2. Ресурс головки цилиндров, отремонтированной в соответствии с разработанным технологическим процессом на поточной линии, достигает ресурса новой головки цилиндров за счет внедрения новых или усовершенствованных следующих основных технологических операций: 1.    Очистки поверхностей головки цилиндров и клапанов при ремонте до уровня чистоты поверхностей новых деталей. 2.    Гидроопрессовки всех головок цилиндров для исключения случаев постановки на двигатель головки цилиндров с трещиной или негерметичными уплотнениями технологических заглушек. 3.    Шлифования у всех головок цилиндров поверхности прилегания к блоку цилиндров до удаления черноты (неплоскостности). 4.    Замены всех направляющих втулок клапанов новыми, гарантирующими точность геометрических параметров отверстий и прессовой посадки втулок в головке цилиндров. 5.    Замены всех технологических заглушек новыми. 6.    Запрессовки седел во все клапанные гнезда из сплава ЭП-616 на хромоникелевой основе, имеющего повышенную износную и коррозионную стойкость. 7.    Обработки опорных поверхностей под форсунки с целью обеспечения герметичного прилегания форсунок. 8.    Замены короткой центральной втулки на удлиненную с целью обеспечения герметичности данного участка водяной рубашки головки цилиндров. 9.    Повышенной точности обработки рабочих фасок клапанных гнезд и фасок тарелок клапанов, позволяющей исключить притирку клапанов как износную операцию, сохранив ее в качестве кратковременной (30... 60 с) контрольной операции, 10.    Ремонта резьбовых отверстий установкой резьбовых спиральных вставок, обеспечивающих надежность отремонтированных резьбовых соединений на уровне новых. 11.    Контроля всех пружин, клапанов и вставок камер сгорания по основным параметрам. Восстановление гильз цилиндров Ресурс двигателей в значительной мере определяется состоянием гильз цилиндров. Гильзы цилиндров двигателей Д-50, Д-65 изготавливаются из чугуна СЧ21-40, двигателей ЯМЗ-240Б, ЯМЗ-238НБ, А-01, А-41, Д-240, СМД-60, СМД-14 — из специального чугуна; двигателей КДМ-46, КДМ-ЮО, Д-108 — из легированного чугуна ЛЧ-Г. Внутреннюю рабочую поверхность гильз закаливают токами высокой частоты на глубину не менее 1,5 мм с последующим отпуском для получения твердости не ниже HRC 40 для гильз двигателей СМД-14, СМД-60, Д-50, Д-65Н, Д-108, КДМ-46, КД-ЮО; для гильз двигателей ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б, А-01М, А-41 твердость должна быть HRC 42... 50. В последнее время начинают применять гильзы цилиндров тракторных двигателей из легированного чугуна без закаливания. Замена гильз при ремонте двигателей ежегодно требует значительных затрат. Из общего числа расходуемых гильз цилиндров используют повторно около 11%. Массовое и качественное восста- Таблица 30. Характеристики гильз цилиндров >» S <5 - со" о о ++ о Ю СГ>
Ю TjH rf СО
СО <N
со <м
о" o'
о" o'
су -—'
У—* »—t
•—<
"Ф (М
иовление гильз позволяет получить большую экономию средств и снизить расход запасных частей.
Общая характеристика
то

гильз цилиндров (рис. 69) тракторных двигателей приведена в таблице 30. Дефекты Гильзы цилиндров тракторных двигателей имеют следующие дефекты. 1. Износ внутренней рабочей поверхности, риски и задиры.    j 2. Износ нижней поверхности опорного бурта. 3. Износ посадочных пояс-ко£. 4. Кавитационные разру- jL_V? , ±=. .........:......=*? шения наружной поверхности.    ijjf Наибольший износ гильз ЦИЛИНДрОВ наблюдается на Рис. 69. Гильза цилиндра двига-расстоянии 22 ... 25 мм от верх- теля СМД-60-ней кромки в зоне остановки кольца в верхней мертвой точке и колеблется в широких пределах от 0,005 до 0,5 мм. Неравномерный износ гильзы цилиндров по образующей внутренней поверхности объясняется различными условиями трения. Внутренняя рабочая поверхность гильз цилиндров интенсивно изнашивается в результате попадания в ее полость вместе с воздухом абразивных частиц, под воздействием высокой температуры, высокого давления, коррозионно-агрессивных продуктов сгорания и недостаточной смазки. Эти и ряд других факторов — причины повышенного расхода масла, дымления двигателя и снижения его мощности. Появление рисок и задиров на внутренней поверхности гильз обусловливается попаданием из окружающей среды в двигатель через масляный фильтр и воздухоочиститель абразивных частиц. Износ, овальность и конусность рабочей поверхности гильз определяют индикаторным нутромером НИ-100-160. Износ поверхности опорного бурта достигает 0,08... 0,1 мм. Среднее значение износа (овальности) посадочных поясков находится в пределах 0,05... 0,07 мм. Коррозионные разрушения наружной поверхности гильз цилиндров выявляют осмотром. Зона коррозии и кавитации захватывает в большинстве случаев полосу вдоль гильзы до 100 мм и шириной до 80 мм. Глубина проникновения коррозии достигает 5 мм. 9*    131 Исследования показывают, что степень и причины кавитации гильз: цилиндров частично зависят от времени их работы, а также в большей мере от конструктивных особенностей водяного пространства блока и технологии изготовления гильз. Глубину раковин определяют с помощью приспособления, изготовленного на базе индикаторного глубиномера, или калибром. При дефектации гильз наряду с обычным мерительным инструментом (штангенциркулями, нутромерами, микрометрами, калибрами, скобами и т. д.) применяют специальные приспособления,, позволяющие с высокой точностью и производительностью контролировать размеры гильз. Для проверки диаметра и овальности посадочных поясков гильа при дефектации и входном контроле применяют приспособление КИ-3343-ГОСНИТИ. Высоту опорного бурта проверяют штангенциркулем, скобойг а допустимое, биение опорного торца бурта и наружных посадочных поясков относительно внутренней поверхности — приспособлением КИ-3340-ГОСНИТИ (рис. 70). Приспособление настраивают поворотом рукоятки 6, подводом мерительных штанг индикаторов 5 к посадочным пояскам и установкой индикаторов в нулевое положение. Затем, вращая гильзу, проверяют биение по показаниям индикаторов. Погрешность измерения не превышает 0,012 мм. Твердость внутренней поверхности гильз цилиндров контролируют твердомером модели 2018ТР (рис. 71), предназначенным для измерения твердости на внутренних поверхностях гильз по методу Роквелла. Гильзу цилиндров устанавливают на призмы 4 и 5. Затем, вращая гайку 3, опускают опорный стол 6 до тех пор, пока наружная поверхность гильзы не соприкоснется с обоими вырезами призмы 5. При установке гильзы необходимо убедиться, что между наружной поверхностью гильзы и опорным столом 6 отсутствует просвет. При наличии просвета гайкой 3 поднимают опорный стол 6 до соприкосновения с гильзой. Далее вращением маховика 1 гильзу поднимают до соприкосновения с упором 7, через сферические отверстия которого, прижимая гильзу к опорному столу и призмам, центрируют ее относительно алмазного наконечника. После центрирования гильзу поднимают до соприкосновения с наконечником. Внедрение наконечника в поверхность гильзы производят сначала от предварительной нагрузки, затем от основной. Предварительную нагрузку контролируют по большой и малой стрелкам индикатора. Конец предварительной нагрузки соответствует моменту, когда большая стрелка индикатора установится против нуля, а малая —против красной точки. Приложение основной нагрузки обеспечивается нажатием клавиши 2. Значение основной нагрузки принимают, как правило, при измерении твердости гильз, равной 150 Н. Перед началом измерения прибор проверяют по мерам твердости в диапазоне HRC 45±5. Показания твердости должны соответствовать техническим требованиям. Испытуемая гильза должна быть сухой, без следов смазки и коррозии. На каждой гильзе производят 6... 8 измерений в произвольно выбранных сечениях и значение твердости подсчитывают как среднеарифметическое из полученных значений. Рис. 71. Прибор для измерения твердости внутренней поверхности гильзя цилиндров:
Рис. 70. Приспособление для проверки биения опорного торца бурта и посадочных поясков относительно внутренней поверхности КИ-3340 ГОСНИТИ.
1 — маховик; 2 — клавиша; 3 — гайка; 4 — малая призма; 5 — большая призма; 6 — опорный стол; 7 — упор; 8 — гильза цилиндров.
/ — плита; 2 и 3 — стойки; 4 — упор; 5 — индикатор; 6 — рукоятка.
При доверительной вероятности а = 0,9 погрешность измерения не превышает HRC 1,5. Гильзы, у которых твердость внутренней рабочей поверхности меньше требуемой, выбраковывают. Не принимают в ремонт гильзы, имеющие трещины, глубокие риски и задиры на рабочей поверхности, значительное выкрашивание и смятие нижнего края. Подлежат выбраковке гильзы цилиндров при износе внутренней рабочей поверхности более 0,4 мм и опорного бурта по высоте более 0,3 мм. Гильзы двигателей типа ЯМЗ подлежат выбраковке при износе внутренней рабочей поверхности более 0,35 мм. Технология восстановления гильз цилиндров ГОСНИТИ разработаны технология и унифицированный комплект оснастки для восстановления гильз цилиндров диаметрами 105, 110, 120, 130 мм. В комплект оснастки входят: хон черновой, хон чистовой, приспособление для закрепления гильз при хонинго-вании, приспособление для дефектоскопии, оправка для резцов, приспособление для выставления резцов на размер, оправка с гидропластом. Комплект оснастки при незначительной переналадке Рис. 72. Схема маршрутов технологического процесса восстановления гильз цилиндров. позволяет производить качественный ремонт гильз цилиндров двигателей Д-48, Д-50, Д-240, Д-65, СМД-14, СМД-60, ЯМЭ-236, ЯМЭ-238НБ, ЯМЗ-240Б, А-01М, А-41. Ниже подробно рассмотрены технология и оснастка для ремонта гильз цилиндров. В зависимости от сочетаний дефектов технологический процесс ремонта гильз цилиндров целесообразно расчленить на три взаимосвязанных маршрута (рис. 72). Маршрут 1 — основной и на схеме показан сплошной линией, два других возможных маршрута показаны пунктирными линиями. Восстановление наружной поверхности гильз цилиндров. Очистка наружной поверхности гильз от накипи и коррозии производится стальной щеткой на токарном или специальном станке. Очистку гильз производят также в специальной установке ОМ-21601, где в качестве очищающего материала можно использовать металлический песок, косточковую крошку, флюс. Производительность установки 40 гильз в час, рабочее давление сжатого воздуха 0,5 ... 0,56 МПа. Устранение кавитационных разрушений гильз цилиндров. Кавитационные повреждения поверхностей гильз цилиндров рекомендуется устранять покрытиями на основе эпоксидных смол. Технологический процесс ремонта наружной поверхности гильз состоит из следующих операций: зачистка поверхности, обезжиривание поверхности, приготовление эпоксидного состава, нанесение эпоксидного состава, отвердевание. Участки гильзы, поврежденные кавитацией, и поверхность вокруг повреждения зачищают до металлического блеска, продувают сжатым воздухом и дважды обезжиривают техническим ацетоном. Попадание воды, масла и грязи на обезжиренные поверхности не допускается. После обезжиривания гильзы нагревают в электропечи типа ОКБ-4188А, CHOJl-3,5 или другой до 60 °С. Температура гильзы в момент нанесения эпоксидной смолы должна быть не ниже 40 °С. Приготовление эпоксидного состава производят на рабочем столе с вытяжным шкафом типа ОП-2078 по рецепту (в весовых частях): эпоксидная смола ЭД-16 (ГОСТ 10587—76) — 100, дибутилфталат (ГОСТ 8728—66) — 15, портландцемент (ГОСТ 5.1639—72)—35, полиэтиленполиамин (ТУ 6-02-594—70)—9. Эпоксидный состав после добавления отвердителя должен быть использован в течение 20... 25 мин. На кавитационные повреждения и на зачищенный участок вокруг них эпоксидный состав наносят шпателем, заполняя составом раковины. Участки вокруг повреждения покрывают слоем эпоксидного состава толщиной не более 0,6 мм. Отвердевание состава производится при температуре 20 °С в течение 72 ч. Допускается отвердевание эпоксидного состава при 20 °С в течение 12 ч, затем по одному из следующих режимов: 40 °С — 48, 60 °С — 24, 80 °С — 5 ч. Температурный режим должен быть выдержан с точностью ±5 °С. Не допускается попадание на эпоксидный состав масла, воды и грязи во время отвердевания. Качество покрытия определяют визуально. Подтеки и наплывы состава на посадочные пояски в месте расположения уплотнительного кольца не допускаются. Для устранения кавитационных разрушений на наружной поверхности гильзы цилиндров ВНПО «Ремдеталь» разработан более простой метод контактной приварки стальной ленты. К поверхности гильзы стальную ленту приваривают на установке 011-1-07 для контактного электроимпульсного покрытия. После очистки гильзы определяют площадь поврежденной поверхности и вырезают заготовку из стального листа или рулона ленты толщиной 0,3 мм. Лента должна перекрывать поврежденный участок гильз на 5... 10 мм. При этом используют сталь 10, 15, 20. Гильзу, подготовленную к ремонту, закрепляют в патроне установки и поджимают центром задней бабки торцевой частью к патрону. Затем на ремонтируемый участок детали накладывают ленту и приваривают к поверхности гильзы одной сварной точкой в середине верхней части ленты так, чтобы точка находилась на расстоянии не более 1...2 мм от края ленты. Чтобы уменьшить коробление и перекос ленты, нижнюю ее часть приваривают также одной сварной точкой, симметричной первой. Затем электроды перемещают к краям ленты и приваривают их сварными швами, перпендикулярным к образующей гильзы. Для гильз, имеющих раковины глубиной более 5 мм, целесообразно использовать две установки. На первой установке к поверхности гильзы приваривают ленту (как было описано ранее), на второй — по краям ленты швами, параллельными образующей. Приварку ленты к поврежденной поверхности гильзы (производят при режиме: частота вращения гильзы—1,5 ...2,0 об/мин; подача сварочных клещей — 5,0... 6,0 мм/об; усилие сжатия электродов — 1000 Н; длительность импульса сварочного тока — 0,08 с; длительность паузы — 0,12 с; сила сварочного тока — 5400 А. Диаметр электродов принимают равным 150 мм, ширина верхней рабочей части — 5 мм, нижней— 12 мм. Применение широких электродов позволяет избежать разрушения поверхности гильзы, контактирующей с нижним электродом, поскольку тепло, выделяемое сварочным током, в этом случае более интенсивно отводится электродом от места нагрева детали. Ремонт посадочных поясов гильзы. Гильзы с кавитационными разрушениями на нижнем посадочном пояске и с овальностью поясков, более допустимой, ремонтируют также контактной приваркой ленты. После очистки снимают установочные фаски под углом 30° с обоих торцов гильзы. Затем обтачивают или шлифуют верхний и нижний посадочные пояски до диаметра, менее номинального на 0,5 мм. Нижний посадочный поясок обрабатывают в месте контакта с резиновым уплотнительным кольцом на ширине 25 мм. Далее вырезают заготовку ленты из любой малоуглеродистой стали толщиной 0,4... 0,5 мм, устанавливают гильзу в патрон установки и приваривают ленту к пояскам гильзы отдельными кольцевыми швами. К верхнему посадочному пояску ленту (приваривают двумя сварными швами, а к нижнему — четырьмя, соблюдая следующий режим приварки: частота вращения детали — 3 об/мин, подача сварочных клещей — ручная, усилие сжатия электродов — 1000 Н, сила сварочного тока — 5700 А, длительность импульса сварочного тока — 0,16 с, длительность паузы — 0,22 с. После приварки ленты пояски гильзы шлифуют до номинального размера (см. табл. 30). При закреплении гильзы на шлифовальном станке следует избегать ее деформации; установочные базы гильзы при шлифовании приваренного слоя должны совпадать с базами, принятыми для ее приварки. Не допускается также выступание приваренного слоя относительно поверхности нижнего посадочного пояска, так как при запрессовке гильз возможен срез лентой части уплотнительного кольца. Восстановление внутренней поверхности гильз цилиндров. После очистки, контроля, устранения кавитационных разрушений на наружной поверхности и восстановления посадочных поясков внутренняя поверхность гильзы обрабатывается на ремонтный размер, т. е. увеличение внутреннего диаметра на 0,7 мм; а гильз двигателей ЯМЭ-236, ЯМЭ-238НБ, ЯМЗ-240Б, А-01, А-41—на 0,5 мм. Растачивание гильз производят на вертикальном алмазно-расточном станке модели 278 или 278Н. Станок оснащен приспособлением для крепления гильзы. Растачивают гильзы цилиндров до необходимых размеров за один проход при режиме: частота вращения шпинделя станка—112 об/мин, подача инструмента— 0,2 мм/об, глубина резания — 0,3 мм. Рекомендуемый режим обеспечивает овальность и конусность расточенной поверхности не более 0,04... 0,05 мм, шероховатость обработанной поверхности не более 7?а = 2,5... 1,25 мкм. В качестве режущего инструмента при растачивании применяют резцы с пластинками из твердого сплава ВК2. С помощью алмазных кругов режущие кромки пластинки доводят до шероховатости 7?а = 0,32... 0,16 мкм. I
Марки двигателей КДМ-100 ЯМЗ-240Б КДМ-46 ЯМЭ-238НБ ЯМЗ-236 А-01М А-41 Д-240    СМД-60 СМД-14 Д-37М Д-50    Д-21 Д-65
Размеры гильз иония, мГТаЧИВа 145,6+0’08 130,45+0’05 110,6+0»06 1 30,6+ 0’°7 120,6+0»06 105,6+ 0>06 Этими резцами, вследствие недостаточной их стойкости, до переточки удается расточить не более 5... 7 гильз. В результате изнашивания резца овальность и конусность гильз возрастают до 0,08 ...0,1 мм, а шероховатость обработанной поверхности гильз возрастает до = 20... 10 мкм. Необходимо учитывать, что нижнюю часть гильзы шириной 30 мм и верхнюю шириной 10... 15 мм не закаливает. При переходе резца с незакаленного участка на закаленный резко возрастает усилие резания, под действием которого инструмент отжимается и диаметр растачиваемой гильзы изменяется. Разница диаметров закаленного и незакаленного участков достигает 0,15...0,2 мм и припуск на хонингование повышается. Существенно позволяет повысить производительность при растачивании гильз применение резцов из синтетического материала эльбора-Р. Высокая твердость, устойчивость при нагревании и не-смачиваемость расплавленным металлом обеспечивают высокие режущие свойства резцов, изготовленных из эльбора-Р. Наиболее эффективно применение расточных резцов со вставками из эльбора-Р при растачивании до ремонтного размера гильз цилиндров двигателей типа ЯМЗ, твердость внутренней поверхности которых достигает HRC 50. Используют для растачивания вставки из эльбора-Р диаметром 8... 12 мм, выпускаемые серийно, заточив предварительно главный угол в плане до 45°, вспомогательный до 15°. Затачивают вставку на универсально-заточном станке ЗА64М кругами АЧК 125—150 из синтетических алмазов JIC010-6B1 100% до шероховатости i?a = 0,32... 0,16 мкм. С целью получения шероховатости ^==0,16... 0,08 мкм резцы доводят по форме такими же кругами из синтетических алмазов АСМЗ-5Б1 —• 100%. Резцами, заточенными таким образом, можно расточить до 70 гильз цилиндров без повторной заточки. Растачивание гильз производится на станке 2А78Н без охлаждающей жидкости при 725 об/мин шпинделя станка, подаче 0,05 м-м/об и глубине резания 0,3 мм. При таком режиме резания овальность и конусность гильз находится © пределах 0,01 ...0,03мм„ шероховатость* поверхности равна /?а=0,63... 0,32 мкм. При такой обработке припуск на хонингование не превышает 0,04... 0,05 мм, что позволяет сократить затраты на хонингование на 30...40%. Шлифование гильз. На многих предприятиях -вместо растачивания внутренней поверхности гильз применяют шлифование на специальном бесцентровом внутришлифовальном станке типа СШ-64. Гильзу устанавливают в приспособление, овальность наружной поверхности которого не превышает 0,02 мм. Шлифовать гильзы надо плоскими абразивными кругами из белого электрокорунда зернистостью 40 среднемягкой твердости (ПП125Х32Х32 ЭВ40 СМ1-СМ2К). Правку круга производят автоматически на станке алмазным карандашом, желательно типа Ц. Шлифуют гильзы за два перехода. Сначала черновое шлифование, затем чистовое. Поперечную подачу круга на глубину шлифования производят за один двойной ход стола. В качестве охлаждающей жидкости применяют воду с добавкой кальцинированной соды (2%) и небольшого количества мыла. При скорости перемещения стола 0,3... 8 м/мин, частота вращения шлифовального круга в минуту 5600, детали 160 об/мин окружная скорость шлифовального круга в зависимости от диаметра обрабатываемых гильз составляет 25... 35 м/с, детали — 55... 65 м/с. Поперечная подача круга за двойной ход составляет 0,01 ...0,03 мм. При чистовом переходе уменьшают поперечную подачу до 0,005... ...0,015 мм, а скорость перемещения стола до 0,3 ..4,5 м/мин и производят правку абразивного круга. После удаления припуска проходы делают без поперечной подачи до тех пор, когда абразивный круг перестанет искрить. Овальность и конусность рабочей поверхности гильз после шлифования не превышает 0,03 мм, а шероховатость поверхности jRa= = 1,25... 0,63 мкм. Температура гильзы в зоне шлифования достигает высоких значений, поэтому при нарушении режима на обработанной поверхности возможны прижоги и местный отпуск. Прижог характеризуется появлением цветов побежалости, трещин, напряжений. Прижоги возникают также при использовании более твердых абразивных кругов, недостаточном охлаждении и повышенном режиме резания. При невозможности заменить шлифовальный круг менее твердым, необходимо увеличить скорость перемещения стола, чтобы уменьшить нагрев обрабатываемой гильзы и улучшить условия затачивания круга. Другие дефекты, как грубая поверхность, царапины, следы дробления, волнистость, появляются в результате вибраций системы станок—гильза — круг, затупления или засаливания абразивного круга. Шлифование имеет высокую скорость съема металла, обеспечивает высокую точность и уменьшает шероховатость обработанной поверхности. Это позволяет повысить производительность процесса хонингования и снизить расход абразивных брусков. Хонингование гильз. После растачивания или шлифования внутреннюю поверхность гильзы хонингуют. Хонингование производят на вертикально-хонинговальном станке ЗМЗЗ или 3A83. Рис. 73. Приспособление для крепления гильз при хонинговании: / — основание; 2 — корпус; 3 — ось; 4 — траверса; 5 — стакан направляющий; 6 — корпус; 7 — кран управления; 8 — диафрагма; 9 — кронштейн; 10 — защелка. Гильзы закрепляют в диафрагменных приспособлениях одно- или двухместных (рис. 73). Для установки гильз в приспособление корпус 2 поворачивают вокруг оси 3, при этом установленную гильзу прижимают диафрагмой 8 к корпусу 6 с помощью сжатого воздуха, поступающего через кран управления 7. Закрепленная гильза фиксируется относительно оси шпинделя станка с помощью упора на кронштейне 9 и защелки 10. Для хонингования гильз цилиндров двигателей других марок производят замену корпуса 4 и стакана 5. Хонинговальная головка (рис. 74) состоит из корпуса 5, в пазах которого помещаются колодки 4 с алмазными или абразивными брусками. Корпус 5 шарнирно соединен со стержнем 8 при помощи четырех осей и сухаря 6. Посредством штифта 9 хонинговальная головка соединяется со станком. К нижнему торцу корпуса 5 крепится ловитель /, являясь направляющим элементом. Усилие разжима от цилиндра станка через винт 10 и толкатель 14 передается на конус 3, который, перемещаясь в осевом направлении, штырями 2 разжимает колодки с брусками 4. Пружины 11 и 12 удерживают колодки с брусками от выпадания из пазов корпуса, пружина 13 удерживает от выпадания ось 7. Применяемая хонинговальная головка позволяет хонинговать внутреннюю поверхность гильз цилиндров тракторных двигателей диаметрами 105, 110, 120, 130 мм. При переналадке головки произ- Рис. 74. Хонинговальная головка: 1 — ловитель; 2—-штырь; 3 — конус; 4 — колодка; 5 — корпус; 6—сухарь; 7 —ось; 8 — стержень; 9 — штифт; 10 — винт; И, 12 и 13 — пружины; 14 — толкатель. водят замену кор/пуса 5, ловителя 1 и штырей 2. Алмазные бруски припаивают к колодкам хонинговальной головки. При пайке нагрев алмазоносной поверхности более 300 °С не допускается. К колодке бруски можно приклеивать эпоксидным клеем следующего состава (в весовых частях): смола ЭД-6—100, дибутилфталат — 15, наполнитель (стальной порошок)—40, отвердитель (лолиэти-ленполиамин) — 10. Бруски определенное время прирабатывают без охлаждающей жидкости на бракованных деталях. С целью ускорения приработки наносят абразивный порошок, смешанный с солидолом, на внутреннюю поверхность детали. Зернистость порошка должна быть выше зернистости алмазных брусков. Приработка прекращается при 70%-ном контакте бруска с обрабатываемой поверхностью. При чистовой обработке площадь контакта бруска и гильзы должна быть не менее 85%. Черновое хонингование закаленных гильз цилиндров тракторных двигателей производят алмазными брусками А 250/200-М1Си-100% при окружной скорости хонинговальной головки 60 ...70 м/мин и скорости возвратно-поступательного движения 15... 18 м/мин с удельным давлением разжима брусков 1,2... 1,5 МПа. Припуск на черновое хонингование составляет 0,1 ...0,12 мм. Получистовое хонингование производится брусками АСВ125/100-АСВ100/80-МС2-100% при окружной скорости хонинговальной головки 60 ...70 м/мин и скорости возвратно-поступательного движения 12... 15 м/мин с удельным давлением разжима брусков 0,8... ... 1,0 МПа. Припуск на получистовое хонингование составляет 0,03 мм. Чистовое хонингование осуществляется брусками АСМ28/20-МСВ-100% при окружной скорости хонинговальной головки 60 ...70 м/мин, скорости возвратно-поступательного движения 10... 12 м/мин с удельным давлением разжима брусков 0,35 МПа. Припуск на чистовое хонингование составляет 0,005 мм. Хонингование незакаленных гильз цилиндров тракторных двигателей производится брусками: черновое АСР200/160—ОСРбО/125-М1-100%, получистовое — АСР-160/80—АСР 80/63-М1-100%, чистовое — ACM 28/20—АСМ20/14-М1-100%. Режим при черновом хонинговании незакаленных гильз: окружная скорость хонинговальной головки — 60 м/мин, скорость возвратно-поступательного движения—18 м/мин, удельное давление разжима брусков — 0,6...1,0 МПа; получистовом: окружная скорость хонинговальной головки — 36 м/мин, скорость возвратно-поступательного движения —
15 м/мин, удельное давление разжима брусков — 0,6...0,8 МПа; чистовом: окружная скорость хонинговальной головки—16 м/мин, скорость возвратно-поступательного движения — 18 м/мин, удельное давление разжима брусков — 0,4 ...0,6 МПа. Припуск при черновом хонинговании незакаленных Рис 75 Оправка для резцов: гильз принимается равным 0,05... / — оправка; 2 — резцы; 3 — гильза ци-0,08 мм; получистовом — 0,03 мм; ™нДра. чистовом — 0,005 мм. В качестве охлаждающей жидкости при хонинговании применяют смесь керосина с 10% веретенного масла. Нагрев гильз более S0 °С в процессе хонингования не допускается. Овальность и конусность внутренней поверхности гильз после хонингования не должны превышать 0,02 мм, шероховатость должна быть не более i?a = 0,32 ... 0,16 мкм. Подрезка бурта. Операцию подрезки бурта выполняют перед последней операцией хонингования. Подрезают бурты на токарно-винторезном станке 16К20П. При этом гильзу устанавливают на гидропластовую оправку, которая обеспечивает центрирование гильзы до 0,01 мм, не дает местных деформаций при зажиме их и обладает высокими эксплуатационными качествами. Оправку крепят на шпинделе станка и соединяют штангой и пневмоцилиндром, который закреплен на шпинделе станка. Гильзу цилиндра устанавливают на оправку и фиксируют с помощью втулок оправки, которые разжимаются гидропластом. При обработке гильз цилиндров различных двигателей переналадку оправки с гидропластом производят путем замены оправки. Бурт подрезают резцами, закрепленными на оправке (рис. 75). Для установки резцов применяют специальное приспособление, показанное на рисунке 76. Приспособление устанавливают на верстак, где с помощью установочной- скобы плунжер 3, пластинку 4 и крестовину 5 устанавливают на нужный размер, а индикатор 6 — на нуль. После этого на приспособление накладывают оправку с резцами и резцы закрепляют в оправке по размеру опорного бурта гильзы цилиндра согласно таблице 31. Подрезку бурта производят при 185 об/мин шпинделя станка и подаче 0,15 мм/об. Контроль восстановленных гильз цилиндров. Отремонтированные гильзы цилиндров сортируются на размерные группы и должны отвечать требованиям согласно таблице 32. Шероховатость внутренней рабочей поверхности гильз цилинд- Марки двигателей Д-240, Д-48, Д-50 СМД-14 Высота бурта, мм
8,5-°>05 о 7-о,об 11б-».»
СМД-60, ЯМЗ-236, ЯМЭ-238НБ, ЯМЗ-240Б, А-01М, А-41 ров должна быть не более Ra = 0,32 мкм. На внутренней поверхности гильз риски, забоины, черновины не допускаются. Допускаются на внутренней поверхности на расстоянии не более 60 мм от нижнего торца для гильз двигателей Д-240, Д-50, Д-65; 65 мм для гильз двигателей СМД-60, СМД-14; 80 мм для гильз двигателей ЯМЗ-236, ЯМЭ-238НБ, ЯМЗ-240Б, А-01М, А-41 газовые раковины величиной не более 1 мм по наибольшему измерению и глубиной не более 1 мм, отстоящие друг от друга на расстояние не менее 40 мм, в количестве не более 2-х. На участках до 15 мм от верхнего, 8 мм от нижнего торцов гильз цилиндров двигателей Д-240, Д-50, Д-65 допускаются овальность и конусность 0,035 мм с увеличением диаметра к торцам. На участках до 15 мм от верхнего и нижнего торцов гильз двигателя СМД-60 допускаются овальность и конусность до 0,04 мм. На участках до 15 мм от верхнего, 9 мм от нижнего торцов гильзы двигателя СМД-14 овальность и конусность допускаются до 0,08 мм. На участках до 20 мм от верхнего и нижнего торцов гильз двигателей ЯМЭ-136, ЯМЭ-238НБ, ЯМЗ-240Б, А-01М, А-41 овальность и конусность допускаются до 0,035 мм с увеличением диаметра к торцам» Таблица 32. Размеры восстановленных гильз цилиндров
J3 о о S О и w 2 с> R £3 о, S о о а» г ю с н м 5 кд-юо, КДМ-46, 145 7+°’08 1ад,/-Н).0б 145 7^'0,06 >'-1-0,04 145,7+0,02 145 7+°»04 а^°,/+о,о2 ЯМЗ-236 Установлен ремонтный размер ЯМЗ-238НБ 130,5+0»04 мм без сортирования на ЯМЗ-240Б размерные группы А-01, А-41 СМД-60 130,7+°,02 120 7+0’04 '4-0,02 120,7+0,02 Д-240, Д-50, Д-65 ПО,7+0°;°46 110 7+0,04 11и> 4-0,02 1Ю,7+о,о2
Внутренний диаметр гильз по размерным группам, мм
Марки двигателей
® S (!) *£* 4 £ к
о со Й gf НВ С __    и    н и    w    о О О    о    о к а    §    и
к „ "& Л о £ ° % «
Рис. 76. Приспособление для установки резцов: 1 — плита; 2 —корпус; 3—плунжер; 4 — пластина; 5 — крестовина; 6 — индикатор. На всех перечисленных выше участках гильз допускается повышение шероховатости до i?a= 1,25... 0,63 мкм. Допускается уменьшение диаметра посадочных поясков от номинальных размеров на величину не более 0,05 мм. Контроль внутреннего диаметра восстановленных гильз, биение посадочных поясков и торцов буртов относительно внутреннего диаметра гильз в специализированных предприятиях производят с помощью приспособления для контроля гильз цилиндров КИ-5475 ГОСНИТИ (рис. 77). Измерительное устройство 6 приспособления состоит из плиты 19 и стойки 20 с пневматическим калибром-пробкой. Над калибром-пробкой закреплена поворотная плита 9 с переходником 10, индикаторами 11, 12 и рычагом 14. Переходник с индикаторами 8 и 11 служит для измерения биения посадочных поясков, а индикатор 12 — для измерения торцевого биения бурта гильзы. Ограничитель 16 — упор при контроле торцевого биения бурта. Блок измерения 22 состоит из длинномера 21 со стабилизаторами 3, манометров 1, двухходового крана, фильтра-влагоотделителя 4. Настройка блока измерения производится по установочным кольцам-калибрам, которые имеются в комплекте приспособления. При контроле гильзу надевают на калибр-пробку до упора и поворачивают вокруг оси на 360°. По показаниям индикаторов и .длинномера определяют соответственно биение торца бурта, посадочных поясков, а также диаметры, овальность и конусность внутренней поверхности гильзы в трех сечениях. Рис. 77. Приспособление для контроля гильз: 1— манометр; 2— кран; 3 — блок фильтра со стабилизатором; 4 — фильтр-влагомаслоотде-литель; 5—рукоятка; 6 — измерительное устройство; 7 — винт; 8, И и 12 — индикаторы; 9 — поворотная плита; 10 — переходник; 13 — винт; 14— рычаг; 15 — калибр-пробка; 16 — упор; 17 — винт; 18 — подставка; 19 — плита; 20 — стойка; 21 — длинномер пневматический; 22 — блок измерения. Необходимое условие для обеспечения стабильной работы приспособления — высококачественная очистка воздуха от влахи и различных загрязнений, поступающих в систему вместе со сжатым воздухом, так как степень загрязнения воздуха непосредственна влияет на результаты измерений. Налет масла на стенках стеклянных трубок длинномера не только вносит погрешность в измерения, но и ухудшает эксплуатационные качества прибора. Кроме того, степень очистки воздуха влияет на работу стабилизатора давления и вносит систематические погрешности в результаты измерения. Поступающий к приспособлению воздух должен быть предварительно очищен и осушен, для чего можно применять специальные установки типа УОВ-10, УОВ-20, УОВ-ЗО, групповые фильтры,, ресиверы-отстойники и др. Погрешность измерения длинномером — 0,006; индикатором — 0,015 мм. Пределы измерения длинномером — 0,025... 0,1; индикатором— 0...0,2 мм. Давление в сети должно быть 0,32 ...0,6 МПа, рабочее давление — 0,15±0,05 МПа. Контроль гильз производят при температуре 20 °С. Осмотр внутренней поверхности гильз цилиндров на наличие рисок, черновин, забоин и т. д. производят на специальном приспособлении для дефектоскопии. Шероховатость внутренней рабочей поверхности гильз цилиндров в условиях ремонтных предприятий контролируют по образцам шероховатости поверхности. Восстановление гильз цилиндров на поточно-механизированной линии ЦОКТБ ГОСНИТИ разработана поточно-механизированная линия восстановления гильз цилиндров двигателей Д-50, Д-240. План расположения оборудования линии изображен на рисунке 78. При разработке линии заложены индустриальные принципы орга-* Рис. 78. Поточно-механизированная линия восстановления гильз цилиндров двигателей Д-50 и Д-240: 1— машина моечная ОМ-5342; 2— установка для очистки гильз ОМ-21601; 3 — контейнер для гильз; 4 — верстак слесарный; 5 — стол монтажный; 6 — станок вертикально-сверлильный 2А-150; 7 — установка для контактного электроимпульсного покрытия; 8 — станок универсальный круглошлифовальный 3A130; 9 — автомат бесцентрово-шлифовальный ВШ-416; 10 — алмазно-расточной станок 2А78Н; 11 — станок вертикально-хонинговальный 3M83; 12 — автооператор к станку 3M86 ОГ-76; 13 — станок токарно-винторезный 16К20П. низации производства, позволяющие обеспечить технический про-гресс в специализированном ремонтном производстве. В принятом технологическом процессе ремонта гильз цилиндров введено высокопроизводительное оборудование, которое позволит повысить качество ремонта и производительность труда, снизить себестоимость ремонтных работ. Ниже рассматривается процесс ремонта гильз цилиндров на поточно-механизированной линии. В основу технологического процесса линии заложена технология восстановления гильз цилиндров, рассмотренная нами ранее (см. стр. 133). Из разборочного отделения или склада ремонтного фонда гильзы поступают в моечную машину ОМ-5342 (поз. У), затем их подают на установку ОМ-21601 (2) для очистки наружной поверхности. В проекте линии большое внимание уделено вопросу мойки гильзы, как решающему условию высокой культуры ремонтного производства и хорошего качественного ремонта. После мойки и очистки производят дефектацию и контроль гильз на слесарном верстаке 4. Годные для ремонта гильзы подают на рабочее место для правки внутренних фасок зенкером на вертикально-сверлильном станке 2А-150 (6). Далее при необходимости производят шлифование посадочных поясков гильз на универсальном круглошлифовальном станке 3A130 (8). Затем на установке для контактного электроимпульсного покрытия ОКС-9862А (7) на посадочные пояски приваривают стальную ленту и шлифуют их до нормального размера на бесцентрово-шлифовальном автомате ВШ-416 (9). После ремонта наружной поверхности гильзы цилиндров поступают на рабочее место для растачивания внутренней поверхности на алмазно-расточном станке 2А78Н (10). Расточенные гильзы подают на рабочее место для предварительного хонингования внутренней поверхности на вертикально-хонинговальном станке 3M83 (11) с автооператором ОГ-76 (12). После подрезки бурта гильзы на токарно-винторезном станке 16К20П (13) производят окончательное хонингование внутренней поверхности гильзы на станке 3M83. Далее гильзы цилиндров подвергают контролю, сортируют на размерные группы и отправляют на склад готовой продукции.
<<< Предыдущая страница  1  2    Следующая страница >>>


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я