Ремонт автомобилей и двигателей

1.

Под восстановлением деталей  газотермическим напылением понимают процесс нанесения покрытий рас­пылением нагретого до жидкого или вязко  текучего состояния диспергированного (порошкообразного) материала газовой  струей. Перед напылением восстанавливаемая  поверхность подготавливается. Частицы  распыленного металла достигают  поверхности в пластическом состоянии, имея большую скорость полета. При  контакте с поверхностью детали они  деформируются и, внедряясь в  ее не­ровности, образуют покрытие. Сцепление  покрытия с поверхностью детали носит  в основном механический ха­рактер  и только в отдельных локаль­ных точках можно наблюдать мости­ки сварки.

• Восстановление деталей газотермическими покрытиями имеет ряд неоспоримых преимуществ:
• незначительный на грев (до 200 °С ) детали;
• высокая производительность про­цессов;
• возможность регулирования в ши­роком диапазоне (0,1 — 10 мм) тол­щины наносимого покрытия;
• простота технологического процес­са и оборудования;
• широкий диапазон материалов, ис­пользуемых для получения покрытий с заданными свойствами

Рассмотренный способ позволяет  не только придавать восстанавливаемым  деталям требуемую форму и  размеры, но и изменять в широких  пределах поверхностные свойства металлопокрытий. В результате многие детали из дорогостоящих  и дефицитных металлов и сплавов  можно при ремонте заменить деталями из более дешевых материалов. Напыление  на рабочие поверхности специальных  сплавов с необходимыми физико-механическими  свойствами обеспечивает более низкую себестоимость восстановления деталей, а показатели их надежности и долговечности  не уступают соответствующим показателям деталей, изготовленных целиком из дорогостоящего металла. Этим объясняется широкое применение газотермических методов напыления не только при ремонте, но и при изготовлении новых деталей.

Основными разновидностями  газотермического напыления, применяемых  для восстановления деталей, являются электродуговая металлизация, газопламенное, плазменной и детонационное напыление.

Электродуговая  металлизация заключается в расплавлении исходного материала в электрической дуге и напылении его струёй воздуха на поверхность детали. Она отличается высокой производительностью и простотой. Недостатками являются перегрев, окисление и выгорание легирующих элементов напыляемого материала, недостаточная прочность сцепления, а также большие потери напыляемого материала. Электродуговая металлизация может успешно применяться для восстановления различных деталей, обеспечивая достаточную прочность сцепления с основой.

Газопламенное напыление отличается простотой, портативностью и мобильностью оборудования, низкие затраты на эксплуатацию, возможность получать покрытия при низких температурах восстанавливаемых деталей, исключающих термическое влияние на основной материал (напыление без последующего оплавления). Недостатками этого способа являются: невозможность получения покрытий из тугоплавких материалов, значительную пористость и недостаточную адгезию наносимого слоя с поверхностью детали.

Плазменное  напыление благодаря высокой температуре струи плазмы позволяет сравнительно просто наносить на детали тугоплавкие материалы. Покрытия, полученные этим способом, обладают высокой плотностью и хорошим сцеплением с основой. К недостаткам следует отнести низкую производительность способа, значительный шум, сильное ультрафиолетовое излучение.

Детонационное напыление позволяет наносить любые материалы на любые подложки без изменения свойств материала основы. Сущность этого способа заключается в следующем: в трубу – ствол вводят заряд взрывчатой газовой смеси и определённую дозу напыляемого порошка. Фронт пламени подожжённой смеси распространяется вдоль ствола с возрастающей скоростью и порождает детонационную волну, скорость которой составляет 2-4 км/с. Этот поток придаёт необходимое ускорение напыляемому порошку и наносит его на изношенную поверхность детали. При этом предварительной обработки изношенных поверхностей не требуется. Покрытия обладают высокой твёрдостью и прочностью сцепления, низкой пористостью. Недостатками этого способа являются значительный шум, неэкологичность, низкая производительность и высокая стоимость оборудования.

2.

 
ВОССТАНОВЛЕНИЕ  ДЕТАЛЕЙ ПОД РЕМОНТНЫЕ РАЗМЕРЫ

При этом способе ремонта  восстанавливаются правильность геометрической формы и шероховатость поверхности  деталей без сохранения номинальных  размеров. Механической обработкой изношенный поверхностный слой детали удаляется  и деталь получает новый размер —  ремонтный. Так как механической обработкой номинальные размеры  изменяются в сторону износа, использовать в качестве сопряженных новые  детали с номинальными размерами  нельзя. Сопряженные детали должны иметь также новые ремонтные  размеры применительно к восстанавливаемой  основной детали. Это достигается  установкой при сборке сопряжений новых  запасных деталей соответствующих  ремонтных размеров, выпускаемых  промышленностью или восстановленных  под соответствующий ремонтный  размер. 
В связи с этим в авторемонтном производстве применяются два вида ремонтных размеров: стандартные, заранее установленные, и свободные, не регламентированные. 
Стандартные ремонтные размеры широко используются для таких деталей, как поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, толкатели, тонкостенные вкладыши. Указанные детали ремонтных размеров выпускаются автомобильной промышленностью и заводами по производству запасных частей и широко используются ремонтными предприятиями. 
Применительно к стандартным ремонтным размерам перечисленных деталей восстанавливаются сопряженные детали: цилиндры блока, коленчатые валы, направляющие отверстий под толкатели и т. д. 
Помимо указанных деталей техническими условиями на ремонт предусматриваются заранее регламентированные ремонтные размеры для других деталей, например клапанов и их направляющих, шкворней и т. д. Преимущество стандартных ремонтных размеров перед свободными в том, что они позволяют заранее иметь готовые детали и осуществлять ремонт методом взаимозаменяемости, что значительно сокращает продолжительность ремонта.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА

При обработке деталей  под стандартные ремонтные размеры  приходится снимать не только дефектный  изношенный поверхностный слой металла  и восстанавливать геометрическую форму детали, но и продолжать механическую обработку пока не будет, достигнут  ремонтный размер. 
При нестандартных ремонтных размерах обработка ведется до получения правильной геометрической формы и нужной шероховатости рабочей поверхности. В зависимости от характера и величины износа детали могут иметь различные размеры. Сопряженная деталь подгоняется к восстановленной до свободного размера детали. Таким образом, сборка сопряжений со свободными ремонтными размерами связана с методом подгонки и применяется в мелкосерийном индивидуальном ремонтном производстве. При свободных ремонтных размерах заранее изготовить детали с окончательными размерами нельзя. Они могут быть изготовлены в виде полуфабриката с припуском на окончательную подгонку их по месту. 
Новый ремонтный размер при ремонте детали зависит от ее износа и припуска на обработку. Припуск на обработку назначается с учетом характера обработки, типа оборудования, размера и материала детали. 
Задавая припуск на обработку, следует иметь в виду искажение геометрической формы детали, ее овальность и конусность. Припуск должен способствовать получению правильной геометрической формы изношенной детали после механической обработки, без наличия следов износа на ее рабочей поверхности.

3.

Схема маршрутов технологического процесса восстановления блоков цилиндров.

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.

• 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 электродам» методом наложения отжигающих валиков.
• Трещины в блоках цилиндров могут быть устранены с помощью фигурных вставок.
• Весьма эффективно проводить ремонт блока цилиндров, в том числе устранять трещины, технологией газодинамического напыления металлов, использование которого не приводит к нагреву поверхности свыше 150 градусов.
• Зачастую заваренная трещина или пробоина не имеет достаточной герметичности. Для создания герметичности применяют полимерные составы, приготовленные на основе эпоксидных смол. Применение герметизирующих полимерных материалов необходимо также при ремонте трещин фигурными вставками.
• Трещины и пробоины в менее ответственных местах блоков цилиндров могут быть устранены путем применения эпоксидных составов.

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 и 80,93... 81,06 мм 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.

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.

ГОСНИТИ разработаны технологический процесс  и оборудование для восстановления изношенных гнезд коренных подшипников  ‘блоков цилиндров с диаметром  отверстий 95 мм и более электро-:контактной приваркой стальной ленты с последующим  растачиванием приваренного слоя до номинального размера. Для приварки применяют ленту из стали 20, допускается  также применение ленты 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 = 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).

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  борштангой 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.

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 частью и имеющую  привод как от шпинделя радиальносверлильного  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  принимают, 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 глубинои 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 голов/ку 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.