Технология восстановления коленчатых валов плазменной наплавкой при ремонте ДВС

Восстановление шеек коленчатых валов наплавкой под флюсом

Автоматическая наплавка под легирующим флюсом является одним из наиболее простых способов восстановления изношенных стальных коленчатых валов. Так как наплавленный металл в процессе его охлаждения самозакаливается до требуемой твердости, то термической обработки валов после наплавки нс требуется. При восстановлении шеек несколько снижается усталостная прочность коленчатых валов, что практически не сказывается на их ресурсе. При точном соблюдении режима процесса наплавки ресурс вала после ремонта почти такой же, как у нового.

Схема процесса автоматической наплавки металла на шейку коленчатого вала показана на рис. 9.3. Деталь //, закрепленная в центрах токарного станка, вращается с частотой 2. 5 мин» 1 . Электродная проволока 4 подается в сварочную ванну 9. Флюс 2 из бункера 7 равномерно подается в зону электрической дуги 8. Флюс должен надежно закрывать дугу: малейшее ее обнажение приводит к нарушению стабильности процесса, разбрызгиванию электродного металла, неравномерности толщины наплавленного слоя, образованию в наплавленном металле пор и раковин. Для лучшего удержания флюса на поверхности шейки вала электродную проволоку подают к детали под углом по отношению к оси вращения детали. Чтобы поверхность наплавленного металла /2 была более

Рис. 9.3. Схема наплавки металла на шейку коленчатого вала под флюсом:

/ — бункер; 2 — флюс; 3 — мундштук; 4 — электродная проволока; 5 — подаюший ролик; 6 — зажим мундштука; 7 — сменный наконечник; 8 — электрическая дуга; 9— сварочная ванна, /0 — корка застывшего флюса; // — деталь; /2 — наплавленный металл

гладкой, образующийся валик должен перекрывать ранее наплавленный не менее чем на треть его ширины.

Для подачи электродной проволоки в зону горения дуги используют наплавочные головки ОКС-1031 Б, -1252А и др. Головка ОКС- 5523 работает в полуавтоматическом режиме и имеет механизм бесступенчатого регулирования скорости подачи электродной проволоки и универсальные центросмсстители. Источниками питания при автоматической наплавке под флюсом служат преобразователи ПСГ-500 и ПСУ-500-2, выпрямители ВС-600 и др.

На стальные коленчатые валы металл наплавляют чаще всего с использованием пружинной проволоки второго класса диаметром

1,6. 2,0 мм. В качестве флюса наиболее широкое применение при наплавке металла на шейки стальных валов находит композиция следующего состава, мае. %: флюс марки АН-348А—93; порошковый графит— 2,5; порошковый феррохром— 2,0; жидкое натриевое стекло — 2,5.

Перед наплавкой восстанавливаемые поверхности шеек валов зачищают абразивной шкуркой до блеска. Для снятия с электродной проволоки остатков смазки перед выходом проволоки из наплавочной головки устанавливают резиновые шайбы. Отверстия масляных каналов коленчатых валов перед наплавкой закупоривают графитовой пастой. Эту операцию выполняют за 3. 5 ч до наплавки для того, чтобы паста успела затвердеть.

Наплавка металла на шейки ведется в следующем режиме: напряжение дуги 22. 26 В, сила сварочного тока 170. 230 А, частота вращения детали 2,7. 4,0 мин -1 , шаг наплавки 3,5. 4,5 мм/об. Скорость подачи проволоки зависит от ее диаметра. При диаметрах проволоки 1,6; 1,8 и 2,0 мм скорости ее подачи составляют соответственно 1,6. 2,0; 1,5. 1,8 и 1,3. 1,7 м/мин.

Восстановление коленчатого вала методом наплавки

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Основные элементы коленчатого вала

— Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
— Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).
— Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.
— Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.
— Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.
— Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей-40ХНМА, 18ХНВА и др.

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке — нормализация — и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со “штампованными” имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можно получить ряд внутренних полостей при отливке.

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и “оборудования” особенно в автоматизированном производстве.

Коленчатые валы отливают в оболочковые формы в горизонтальном положении. Если в одной форме отливают два вала, заливку металла производят через общий литник.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Коленчатый вал испытывает большие нагрузки и подвергается скручиванию, изгибу и механическому изнашиванию Крутящий момент, развиваемый на коленчатом валу, передается на трансмиссию автомобиля, а также используется для привода в действие различных механизмов двигателя. Силы, действующие на коленчатый вал, складываются из сил давления газов и инерционных сил движущихся масс. Особенно большие силы возникают в момент выключения сцепления. Основными неисправностями валов являются износ опорных шеек из-за повреждения вкладышей или деформация — искривление вала из-за перегрева. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, в то время как условия смазки ухудшаются, естественный износ шеек наблюдается при больших нагрузках на двигатель автомобиля. Кроме износа шеек под подшипники коленчатые валы поступают в ремонт, имеют обычно износ резьбы под храповик (в зависимости от конструкции вала), износы отверстий во фланце под болты крепления маховика, под установочные пальцы или направляющие шпильки, отверстия под шарикоподшипник ведущего вала. Все эти нагрузки и силы, действующие, на коленчатый вал приводят к проявлению дефектов и возникновению изнашивания.

Основными неисправностями валов являются износ опорных шеек из-за повреждения вкладышей или деформация — искривление вала из-за перегрева. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, в то время как условия смазки ухудшаются, естественный износ шеек наблюдается при больших нагрузках на двигатель автомобиля.

Кроме износа шеек под подшипники коленчатые валы поступают в ремонт, имеют обычно износ резьбы под храповик-(в зависимости от конструкции вала), износы отверстий во фланце под болты крепления маховика, под установочные пальцы или направляющие шпильки, отверстия под шарикоподшипник ведущего вала. Все эти нагрузки и силы, действующие, на коленчатый вал приводят к проявлению дефектов и возникновению изнашивания.

Детали после мойки и очистки подвергаются дефектации и сортировке:

— годные без восстановления,
— подлежащие восстановлению,
— подлежащие выбраковке из-за невозможности их восстановления.

К годным без восстановления относятся детали, износ которых лежит в пределах установленных допускаемых величин. Детали с износом выше допустимого, но не относящиеся к группе негодных, а также детали с повреждениями, поддающимися устранению, подлежат восстановлению и дальнейшему использованию. Детали, которые по техническим условиям на ремонт автомобиля в связи со сложностью повреждений не подлежат восстановлению, бракуются и направляются в утиль. Работы по дефектации сортировке деталей оказывают большое влияние на эффективность авторемонтного производства, а также на качество и надежность отремонтированных автомобилей. Данные по дефектации коленчатого вала представлены картой дефектации в таблице 5.1.

Таблица5. 1 — Карта дефектации вала коленчатого [9]

Средство для измерения и ремонта

Допустимый без ремонта

Обломы, трещины на шейках, трещины на торце, креплении маховика и поверхности под манжету

Лупа ЛИ-4-10, Дефектоскоп магнитный ПНД-70,

Индикатор И 402, стойка-штатив Ш-11, призмы П3-1-1,

Допуск радиального биения средней коренной шейки относительно общей оси коренных шеек 0,03 0,05

Браковать при биении более 0,05 мм

Износ шейки под заднюю манжету

Микрометр гладкий МК 125-1,

Браковать при значении менее 104,00 мм

Износ коренных шеек по наружному диаметру

Микрометр рычажный МР 100,

При размере менее

92,989 мм -браковать

Износ шатунных шеек по наружному диаметру

Микрометр рычажный МР 100,

Обработать до ремонтного размера, браковать при значении менее 77,99 мм

Увеличение длины шатунных шеек

Нутромер индикаторный НИ 50-100

браковать — более 67,42 мм

Увеличение длины шатунных шеек

Нутромер индикаторный НИ 50-100

При увеличении более 67,42 мм — браковать

Риски, задиры, износ торцов пятой коренной шейки под упорный подшипник

Обработать до ремонтного размера, браковать при значении более 36,58 мм

Износ отверстия под подшипник первичного вала коробки передач

Нутромер индикаторный НИ 50-100

Пи значении более 52,02 мм — браковать

Износ шейки под передний противовес и шестерню привода масляного насоса

Микрометр рычажный МР-150

Браковать при значении менее 125,058

Износ шейки под задний противовес и распределительную шестерню

Микрометр рычажный МР-125

Браковать при значении менее 105,045 мм

Износ шпоночного паза под передний противовес и шестерню масляного насоса

Браковать при значении более 6,01 мм

Износ шпоночного паза под задний противовес и распределительную

При значении более 8,01 мм — браковать

Сущность процесса — тoчечнaя привaркa стaльнoй ленты (прoвoлoки) к пoверхнoсти детaли в результате воздействия мoщнoгo импульса тoкa. В точке сварки прoисхoдит рaсплaвление метaллa ленты (прoвoлoки) и детали. Деталь устaнaвливaют в центрах или пaтрoне, a свaрoчнaя гoлoвкa с рoликaми плотно прижимает ленту (прoвoлoку) пoсредствoм пневмoцилиндрoв. Пoдвoд тoкa к рoликaм прoизвoдится oт трaнсфoрмaтoрa. Требуемaя длительнoсть циклa oбеспечивaется прерывaтелем тoкa.

Ленту привaривaют кo всей изнoшеннoй пoверхнoсти или пo винтoвoй линии в прoцессе врaщения детaли. Скoрoсть врaщения Детaли прoпoрциoнaльнa чaстoте импульсoв и прoдoльнoму перемещению свaрoчнoй гoлoвки.

Преимуществa спoсoбa: высoкaя прoизвoдительнoсть прoцессa (в 2,5 рaзa превoсхoдит вибрoдугoвую нaплaвку); мaлoе теплoвoе вoздействие нa детaль (не бoлее 0,3 мм); небoльшaя глубинa дaвления; незнaчительный рaсхoд мaтериaлa (в 4. 5 рaз превoсхoдит вибрoдугoвую нaплaвку); вoзмoжнoсть пoлучения наплaвленнoгo метaллa с любыми свoйствaми; блaгoприятные сaнитaрнo-прoизвoдственные услoвия рaбoты свaрщикa, a недoстaтoк — oгрaниченнoсть тoлщины нaплaвленнoгo слoя и слoжнoсть устaнoвки.

Спoсoб электрoкoнтaктнoй привaрки ленты испoльзуется для вoсстaнoвлении пoверхнoстей вaлoв, a тaкже oтверстий в чугунных и стaльных детaлях, в тoм числе кoрпусных.

Твердость, изнoсoстoйкoсть и прoчнoсть сцепления ленты с детaлью зaвисят oт мaрки стaли ленты. Высoкую твердoсть oбеспечивaют ленты из хрoмистых и мaргaнцевых стaлей. Тoлщинa ленты берется в пределaх 0,3. 1,5 мм. Усилие прижaтия рoликoв при привaрки ленты 1,3. 1,6 кН.

Применяется как средство наращивания металла на изношенную поверхность стальных и чугунных деталей при восстановлении их размеров.

Обработка поверхностей детали под ремонтный размер эффективна в случае, если механическая обработка при изменении размера не приведет к ликвидации термически обработанного поверхностного слоя детали. Тогда у дорогостоящей детали соединения дефекты поверхности устраняются механической обработкой до заранее заданного ремонтного размера (например, шейки коленчатого вала), а другую (более простую и менее дорогостоящую деталь) заменяют новой соответствующего размера (вкладыши). В этом случае соединению будет возвращена первоначальная посадка (зазор или натяг), но поверхности детали, образующие посадку, будут иметь размеры, отличные от первоначальных. Применение вкладышей ремонтного размера (увеличенных на 0,5 мм) позволит снизить трудоемкость и стоимость ремонта при одновременном сохранении качества отремонтированных блоков цилиндров и шатунов. Ремонтные размеры и допуски на них устанавливает завод-изготовитель. Восстановление деталей под ремонтные размеры характеризуется простотой и доступностью, низкой трудоемкостью (в 1,5. 2,0 раза меньше, чем при сварке и наплавке) и высокой экономической эффективностью, сохранением взаимозаменяемости деталей в пределах ремонтного размера. Недостатки способа — увеличение номенклатуры запасных частей и усложнение организации процессов хранения деталей на складе, комплектования и сборки.

Читать еще: Основные правила безопасной работы на шлифовальных станках

Перспективные направления совершенствования механической обработки и повышения качества восстанавливаемых деталей

Совершенствование механической обработки осуществляется по трем направлениям:

— совершенствование технологических процессов восстановления деталей;
— применение в ремонтном производстве современного высокопроизводительного промышленного и специализированного оборудования; -применение новых методов обработки деталей и новых видов инструмента.

Технологические процессы совершенствуются путем повышения точности обработки деталей, при оснащении оборудования подшипниками, не подлежащими износу (например, подшипниками с воздушной смазкой,

гидравлической смазкой), повышения производительности технологических процессов (увеличение скоростей резания при обработке деталей резанием, сокращение вспомогательного.

Технология восстановления коленчатого вала КамАЗ плазменной наплавкой

Маршрутная карта восстановления коленвала двигателя КамАЗ-740	Ремонтный чертеж коленчатого вала КамАЗ
Карта эскизов плазменной наплавки	Установка плазменной наплавки

Содержание работы

1 Разработка технологии восстановления коленчатого вала двигателя Камаз – 740 плазменной наплавкой 2
1.1 Основные дефекты коленчатого вала и способы их устранения. 2
1.2 Восстановление коренных и шатунных шеек плазменной наплавкой 3
1.3 Разработка маршрутной карты (МК) восстановления коленчатого вала КамАЗ – 740. 4
2. Конструктивная разработка колебателя плазматрона. 12
2.1 Обоснование необходимости разработки колебателя плазматрона. 12
2.2 Анализ существующих колебателей. 13
2.3 Конструктивные расчеты колебателя плазматрона. 13
2.3.1 Подбор электродвигателя. 15
2.3.2 Выбор электродвигателя по вращающемуся моменту. 15
2.3.3 Проверочный расчет вала. 17
2.4. Проверочный расчет шарикоподшипников. 18
3. Безопасность и экологичность проекта. 20
3.1 Обеспечение условий и безопасности труда на производстве. 20
3.2 Мероприятия по охране окружающей среды. 24
3.3 Мероприятия по защите населения и материальных ценностей в чрезвычайных ситуациях. 24

Описание работы

Восстановление шеек коленчатого вала плазменной наплавкой производят на установках УМП-6, УПУ-3Д, УПУ-5 и др., модернизированных для плазменной наплавки. Перед нанесением покрытия поверхность шеек очищают от грязи, масла, влаги, и др. загрязнений. При неравномерном износе шейки шлифуют до получения правильной геометрической формы. Для уменьшения перепада температур по сечению наплавляемой шейки коленчатый вал перед наплавкой нагревают до температуры 4000С и выдерживают в течение часа при температуре 2000С. Вследствие этого замедляется скорость охлаждения поверхностных слоев и исключается трещинообразование. Для получения износостойкой поверхности применяют в качестве присадочного материала твердосплавные порошки, на основе никеля ПГ – ХН80СР4 и проволока С8 – 15 ГСТЮЦА (80). Композиция обеспечивает твердость покрытия HRC 52…58 HRC.

Гранулометрический состав порошков должен быть по возможности однородным, т.к. слишком крупные частицы не успевают расплавиться в плазме и не образуют прочной связи с подложкой и между собой, слишком мелкие не обладают достаточной энергией для обеспечения хорошей сцепляемость с подложкой, могут сгореть в струе плазмы и, кроме того, обладая плохой текучестью, трудно транспортируются в плазматрон. Оптимальный размер частиц порошка 70…100 мкм. Для улучшения сыпучести порошков их перед использованием просушивают в течение 1…2 ч при температуре 120…1500С. В качестве плазмообразующего и транспортирующего газа чаще всего применяют аргон.

Выбор режимов плазменной наплавки зависит в первую очередь от типа используемого порошка и степени дисперсности его частиц, а также от диаметра и длины дефектной поверхности. Основные параметры режима плазменной наплавки шеек коленчатого вала были просмотрены во второй части проекта.

Александр Николаевич Таут

Содержание архива

1. Записка пояснительная;
2. Чертежи:
— Установка плазменного напыления.
— Спецификация.cdw
— Планировка участка плазменной наплавки.cdw
— Маршрутная карта восстановления коленвала двигателя КамАЗ-740 2.cdw
— Маршрутная карта восстановления коленвала двигателя КамАЗ-740.cdw
— Карта эскизов плазменной наплавки.cdw
— Операционная карта.cdw
— — Вал коленчатый двигателя КамАЗ-740. Ремонтный чертеж.cdw
— Плазмотрон. Спецификация 2.cdw
— Плазмотрон. Спецификация.cdw
— Установка плазменной наплавки.cdw
— Плазматрон.cdw
— Анод.cdw
— Катод.cdw
— Корпус.cdw
— Корпус внутренний.cdw
— Уплотнитель.cdw
— Штуцер.cdw

Остальные чертежи смотрите в папке «Скрины», архив

Краткая инструкция:

Ищите подходящую работу в строке поиска в центре страницы сверху или по боковой панели навигации слева.
Оцените качество работы с помощью содержания и скриншотов чертежей, которые находятся в архиве. Для просмотра скринов скачайте архив со страницы оплаты.
Если работа вас устраивает, выберите способ оплаты (Яндекс-деньги, Фрикасса или Интеркасса) или воспользуйтесь личным кабинетом и личным счетом, который вы можете пополнить там же.
Ожидайте, на вашу почту придет пароль от архива. Чтобы ускорить получения пароля, необходимо правильно заполнить форму оплаты — указать свой электронный адрес.
Если нужно срочно, то обращайтесь лично на WhatsApp или на телефон, указанный в шапке сайта.

Быстрая навигация по ключевым вопросам:

Как оплатить работу?
Система скидок
Как получить пароль к работе?
Как вы поймете, что это я заплатил за работу?
Как долго придется ждать пароль к оплаченной работе?

Почта: hello@studiplom.ru, studiplom2010@yandex.ru

Работа прошла модерацию и соответствует теме

Как ремонтировать автомобиль

ВОССТАНОВЛЕНИЕ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ТВЕРДОСПЛАВНОЙ НАПЛАВКОЙ

Применение для восстановления изношенных деталей современных методов нанесения покрытий и, в первую очередь, с использованием порошковых твердых сплавов способствует значительному повышению их долговечности. Среди порошковых наплавочных материалов, обладающих твердостью выше твердости абразива и стойкостью к абразивному износу, одними из наиболее перспективных являются порошки на основе систем WC-Co и WC-TiC-Cо, являющиеся основой твердых сплавов, переработка отходов и дальнейшее использование которых является актуальной проблемой.

Одним из наиболее перспективных методов получения порошка, практически из любого токопроводящего материала, в том числе и твердого сплава, отличающийся относительно невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса, является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) — локальное воздействие кратковременных электрических разрядов между электродами.

При постановке экспериментов по ППН наплавке коленчатых валов ДВС КамАЗ-740 использовалась установка УД-209 на основе переделанного токарного станка для наплавки, выпрямитель сварочный ВДУ-506. В качестве плазмообразующего, транспортирующего и защитного газа использовался аргон по ГОСТ 10157-79. Плазменная головка охлаждалась магистральной водой по ГОСТ 2844-82.

Проведенные ранее исследования, а именно анализ твердости и относительной износостойкости плазменных покрытий, а также геометрических параметров наплавочных валиков показал, что покрытия, полученные с добавлением твердосплавных порошков из ВК8, является более приемлемым вариантом для восстановления и упрочнения коленчатых валов ДВС, по сравнению с порошками из Т15К6. Основными служебными свойствами коренных и шатунных шеек коленчатых валов, определяющими их ресурс, являются твердость и износостойкость, которые, как показали результаты экспериментов, коррелируют между собой. Из перечисленных свойств наиболее просто и достоверно определяется твердость. Поэтому оптимизацию состава наплавляемых порошковых композиций с целью улучшения качества плазменных покрытий коленчатых валов для ППН проводили по твердости покрытий, полученных с использованием порошков ВК8.

Для достижения максимальной твердости плазменных покрытий была выполнена постановка полного факторного эксперимента. В результате было установлено, что оптимальной порошковой композицией для ППН шеек коленчатых валов является порошковая композиция производства Тульского завод, содержащая в своем составе промышленные порошки (7 объемов ПЖ Н4Д2М + 2 объема ПР Х11Н11ГЮСР 1 объем ПР Г4СР), изготовленные по ТУ 14-22-26-90 с добавлением 15,0 % порошка, полученного из отходов твердого сплава ВК8 методом ЭЭД в воде, со средним размером частиц 30-35 мкм.

При промышленном опробовании твердосплавных порошков использовалась технология плазменной твердосплавной порошковой наплавки для шеек коленчатых валов ДВС КамАЗ-740, вышедших из последних ремонтных размеров, представленная на рисунке 3.3.6.В качестве порошкового наплавочного материала использовалась композиция, представленная выше.

Рисунок 3.3.6 — Структурная схема технологического процесса по восстановления коленчатых валов плазменной твердосплавной порошковой наплавкой

Как восстановить коленчатый вал автомобиля собственными силами?

Автомобиль давно перестал быть источником поклонения. Транспортное средство имеется почти в каждой второй семье. Некоторые владеют двумя и большим количеством автотранспорта. Иногда возникает необходимость восстановить работоспособность всего авто или его отдельных частей. Сердцем автотранспорта является его двигатель. При необходимости ремонта иногда может возникнуть восстановить коленчатый вал ДВС.

Дорогостоящий ремонт проводится разными способами. Предприятия автосервиса чаще предлагают приобрести мотор с разборки, так как капитальный ремонт требует полно разборки двигателя и замены запасных частей. Но никто не даст гарантии, что подобная замена окажется лучшим выходом из ситуации. Достаточно примеров от автомобилистов, которые утверждают, что установленные ДВС с автомобилей с пробегом, служат значительно меньше ожидаемого срока. Поэтому капитальное восстановление родного двигателя позволит эксплуатировать своего «железного коня» в течение всего расчетного срока жизни.

Особенности производства ДВС
Ремонт моторов
Как отремонтировать коленчатый вал двигателя?
Наплавка электрической дугой
Наплавка в среде флюса
Наплавка в среде защитного газа
Наплавка напылением
Электроискровое напыление порошка
Детонационное напыление
Заключение

Особенности производства ДВС

Для ремонта двигателей внутреннего сгорания предусмотрены десятки разных способов, способных вернуть их к жизни. Современные моторы производят на заводах, специализирующихся на выпуск только этой продукции.

Используя несколько базовых изделий энергосиловой установки, разные производители автомобилей выпускают различные модели со своим брендом. Внешне авто могут заметно отличаться друг от друга, а силовой агрегат внутри этих транспортных средств будет один и тот же.

Мотористы выпускают не один тип мотора, у них предусмотрена линейка ДВС, отличающихся системой впуска, количеством клапанов, наличием или отсутствием турбонаддува, присутствием тех или иных опций. Чаще всего блок и ряд корпусных элементов практически не отличаются.
Из литейного цеха на последующую доработку на территории механических цехов приходят корпуса и крышки. На металлорежущих станках из заготовок изготавливают детали.
Сборочные участки собирают узлы и агрегаты. Комплектуются будущие изделия.
Главный конвейер производит окончательную сборку.
Потом готовые изделия поступают на участок обкатки. Здесь двигатель устанавливается на обкаточный стенд.
В течение первых двух часов запуск мотора не производится. Выполняется холодное обкатывание. В результате происходит притирка сопрягающихся деталей. Проверяют наличие дисбаланса у коленчатого вала и других механизмов.
Потом подается топливо. Двигатель запускается. Ему позволяют поработать на разных режимах в течение часа.
Отработанное моторное масло сливается, заменяется и фильтр очистки.
Ставится новый фильтр, заливается свежее масло в картер двигателя. Его упаковывают для реализации на автомобилестроительный завод.

Ремонт моторов

Эксплуатационный ремонт сводится только к регулировкам отдельных узлов. Выполняется техническое обслуживание, при котором заменяют фильтрующие элементы и расходные материалы.

Проверяют работоспособность систем питания, искрообразования, охлаждения, смазки. Современные ДВС оборудованы датчиками, которые регистрируют имеющиеся отклонения от номинальных значений. Используя соответствующие диагностические приборы, проводят экспресс-анализ всех систем ДВС. По возможности восстанавливают регулировки, отлаживают режимы работы.

Наибольшему износу подвержены:

Цилиндры ДВС. Внутри них происходит процесс горения. Температура горючих газов достигает до 2200…2500 ⁰С. Часть металла может выгорать. На внутренней поверхности образуются задиры, повреждается зеркало цилиндра.
Изнашиваются поршни, они совершают миллионы возвратно-поступательных движений. В результате происходит износ по наружной поверхности. Уплотнение достигается использованием компрессионных и маслосъемных колец, изготавливаемых из ковкого чугуна. Канавки, в которые устанавливают кольца, изнашиваются.
Нагрузку от поршней получают шатуны. Они опираются на поршневые пальцы и шатунные шейки. В зоне контакта происходит износ. Увеличивается зазор в пальцах и шатунных шейках.
Коленчатый вал устанавливается на опоры, после совершения нескольких десятков миллионов оборотов изнашиваются коренные шейки. Зазоры увеличиваются. Моторное масло перестает поступать к шатунам и вытекает через неплотности снова в картер.

Читать еще: Как правильно выставить ножи на электрорубанке?

Двигатель в разрезе:

1 – распределительный вал; 2 – поршень; 3 – цилиндр; 4 – коренная шейка коленчатого вала; 5 – шатунная шейка коленчатого вала.

Многие детали заменяются довольно легко. Производители ДВС, кроме базовых деталей, производят еще дополнительную партию комплектующих, изготовленных с ремонтными размерами:

На место изношенных поршней устанавливают новые.
На хонинговальных станках выполняется полировка внутренней поверхности цилиндров, восстанавливается форма. Внимание! Некоторые производители поступают проще, они комплектуют моторы новыми съемными цилиндрами. Остается только приобрести рем-комплект, и заменить поршневую группу.
Заменяют поршневые пальцы, предварительно растачивают посадочные отверстия в головке шатунов.
Шлифуют шатунные и коренные шейки коленчатого вала. У большинства производителей предусмотрены по 3…4 ремонтных размера вкладышей. Поэтому реальный моторесурс может быть продлен в 3…4 раза по сравнению с базовым.

После проведения всех операций собирают двигатель. Ставят его на родной автомобиль.

Схема диагностики коленвала:

Как отремонтировать коленчатый вал двигателя?

Коленчатый вал устанавливается на станок. С помощью индикаторных головок выполняют диагностику. Проводят анализ биения поверхностей и величину износа:

Большинство производителей предусматривает возможность шлифовки шеек вала на ремонтные размеры. Обычно они отличаются от номинального значения по 0,25…0,50 мм. После переточки под новое значение устанавливают новые вкладыши. Именно они компенсируют изменение параметра на новое. Для шлифовки используют комбинации станков: токарный и центрово-шлифовальный.

На поверхности видны следы износа:

На токарный станок в центрах устанавливают коленчатый вал. Возможны две установки: в главном центре вала или центрование по шатунам.
Потом производится проверка биения. Здесь используют индикаторные головки.
После уточнения реальных размеров производится уточнение возможных размеров после шлифования.
Включается станок, подается смазывающая охлаждающая жидкость (СОЖ). Выполняется процесс. Все однотипные шейки шлифуют на свой размер.
После выполнения работы проверяют значения. Если получен ожидаемый результат, заказ отдается заказчику.

Коленчатый вал после проведения шлифовки поверхностей:

Возможный вариант полировки поверхностей шеек коленвала:

Наплавка электрической дугой

Когда износ выходит за допустимые значения, то восстановить одной шлифовкой невозможно. Нужно восстановить изначальный диаметр, а только потом приступать к проточкам и шлифовальным работам.

Самый простой способ заключается в наплавке. Используют специальные электроды, изготовленные из легированных сталей. После наплавки получают наплавленный слой высокой твердости.

При выполнении этой операции стремятся выполнить несколько основных требований.

Нужно отрегулировать процесс так, чтобы основной металл, расположенный на шейках, проплавлялся минимально. Здесь возможны варианты изменения наклона электрода. Его позиционируют в разных направлениях.
При наплавлении поверхностный слой должен минимально перемешиваться с телом детали. Тогда не произойдет перегрев, который может привести к деформации коленвала и нарушению его геометрии.
При проведении наплавки сразу после завершения наплавления слоя на определенной шейке нужно оперативно охладить деталь. Поэтому производственный цикл может иметь высокую продолжительность, требуется частое охлаждение изделия.
Выполняя наплавку, необходимо минимизировать толщину наплавляемого слоя. Последующая обработка механическими приспособлениями обязана быть минимальной. Поэтому сварочное оборудование наносит слой, измеряемый долями миллиметра.

Технология наплавки на поверхность детали:

Несколько ремонтных предприятий, разбросанных по стране, производят восстановление коленчатых валов и других деталей методом наплавки. Особенно актуальна подобная работа для импортных автомобилей, у которых возникают трудности с приобретением ремонтных комплектов запасных частей (у некоторых подобные опции не предусмотрены вообще, изготовитель предусматривает полную замену ДВС).

Наплавка в среде флюса

Наплавку проводят под защитой флюса. Это порошкообразная среда, которая ограничивает попадание воздуха в зону образования дуги. Флюс расплавляется и образует плотную корку. После наплавки и остывания металла эту корку сбивают и приступают к шлифовальным и полировальным работам.

Схема процесса наплавки под слоем флюса:

Наплавка в среде защитного газа

При использовании электродов защита зоны сварки происходит за счет расплавления обмазки. Покрытие образует слой, который затем нужно сбивать.

Схема процесса дуговой сварки в среде инертных газов:

1 – электрод; 2 – присадочная проволока; 3 – изделие; 4 – сварной шов; 5 – дуга; 6 – поток защитного газа; 7 – горелка.

Получение наплавленного шва более высокого качества достигается наплавлением проволоки в среде защитного газа. Для удаления кислорода из зоны сварки используют углекислый газ, аргон или газовую смесь, в которой аргон составляет 80 %, а остальную представляет углекислота.

При наплавлении стараются перемещать наплавляемый слой по спирали. Специальные приспособления на станке организуют подачу проволоки в автоматическом режиме. Для этого применяют ходовой винт, он согласует перемещение подающей головки в соответствии с вращением вала на станке.

Наплавка напылением

Перспективным способом восстановления коленчатых валов является напыление на поверхность шеек окислов титана. Напыление выполняется порошком, имеющим размер гранул, измеряемый микронами.

Создается разность потенциалов, в результате которой формируется стабильный процесс притяжения между частицами порошка и телом восстанавливаемой детали. Чтобы увеличить интенсивность процесса создается струя, в которой разность потенциалов достигает десятки тысяч Вольт. Попутно происходит разогрев струи, температура повышается до 4000…6000 ⁰С. Длительность процесса составляет всего несколько долей секунды. Поток порошка направляется на поверхность. Между частицами и телом детали возникает диффузия. Частичка припаивается к поверхности.

Газопламенное напыление окиси титана:

Электроискровое напыление порошка

При плазменном напылении происходит заметный нагрев детали. Чтобы не перегревать весь коленвал, предусматривают иной способ организации припайки частиц. Подаваемый порошок прикатывается роликом.

Между роликом и деталью создается разность потенциалов. Она небольшая, здесь важна сила тока. Она достигает десятков Ампер. В результате в зоне контакта температура увеличивается до 1900…2200 ⁰С. При таких значениях между частицами и порошком образуется прочная диффузионная связь. Теперь покрытие будет удерживаться довольно прочно.

На практике проверено, что получаемая поверхность не представляет идеальное зеркало. При рассмотрении под микроскопом видны небольшие точки. Оказывается, свободное пространство заполняется смазкой. В результате происходит влажный контакт между сопрягаемыми поверхностями.

Установка для электроискрового напыления:

Детонационное напыление

Самым перспективным способом восстановления параметров коленвала считается детонационное напыление. В этом процессе разгон потока порошка из бункера накопителя до поверхности происходит за счет энергии взрыва, произведенного внутри газового потока.

Используется детонационная пушка. У нее присутствует с одного конца охлаждаемый водой ствол. Его заполняет газовая смесь, которая при достижении нужной концентрации может взорваться.

В результате взрыва в ограниченном пространстве возникает струя, скорость которой 1000…1200 м/с. При соударении с твердой поверхностью в результате удара в зоне контакта температура повышается до 2000…2200 ⁰С. Происходит мгновенное разогревание зоны контакта, частица образует с телом жесткую связь. Ее крайне трудно разрушить механическим путем. Микросварка соединяет разнородные порошок и стальную поверхность.

Детонационное напыление твердых порошков:

После «выстрела» производится продувка ствола негорючим газом. Поток попадает не только на ствол, он направляется в зону сварки, охлаждает ее до 20…30 ⁰С. Затем возобновляется процесс. Происходит очередной выстрел. Еще определенное количество порошка подается на наплавку.

Этот способ наплавки (напыления) превосходит по своим параметрам любой другой вариант.

В настоящее время по заказу заинтересованных предприятий может быть спроектировано и изготовлено индивидуальное высокотехнологичное оборудование. Конечно, цена на него может быть достаточно высокой. Высокое качество восстанавливаемых деталей позволит окупить капиталовложения.

Видео: восстановление коленвала.

Наплавка валов

Научно-производственная фирма «Плазмацентр» оказывает услуги наплавки валов различного рабочего оборудования (наплавка изношенных валов, наплавка гребных валов).

Наплавка валов, в зависимости от применяемого сплава, может иметь различные цели — наращивание формы изделия до первоначальных размеров, придание покрытию качеств жаростойкости, износостойкости, коррозионной защиты и т. д.

Такая наплавка карданных валов имеет много общего с более распространенной сваркой металлов — в обоих случаях результатом обработки становится образование герметичного шва — без пор, трещин и лишних включений, но в случае с наплавкой получаемое покрытие защищает тело детали от агрессивных факторов внешней среды.

Ремонт и восстановление валов с использованием технологии наплавки применяется в тех случаях, когда износ вала или износ посадочных мест вала больше 2 мм. Наплавку валов можно применять и при меньшем износе, но для валов с небольшим износом мы рекомендуем технологию напыления валов.

Особенности восстановления валов наплавкой

В процессе наплавки происходит высокое температурное воздействие на изделие, поэтому данная технология не применима или применима с ограничениями для нанесения покрытия на полые валы с маленькой толщиной стенки и на валы небольшого диаметра.
Необходимость отжига вала для снятия внутренних напряжений после выполнения наплавки вала, отжиг также способствует повышению обрабатываемости наплавленного металла.

Преимущества применения наплавки для ремонта посадочных мест

Любая толщина наносимого слоя, например, наплавка опорных роликов, производится за несколько проходов, общая толщина покрытия может составлять 10-20 мм.
Простота в последующей обработке, наплавленное покрытие можно обработать любым лезвийным инструментом.

Технологические операции при наплавке вал:

Готовы выполнить работы по наплавке рабочей поверхности вала в Санкт-Петербурге.

Если Вам требуется наплавить вал или восстановить вал в Санкт-Петербурге, заполните бланк заказа и пришлите нам по адресу office@plasmacentre.ru, наши инженеры подготовят технико-коммерческое предложение для решения Ваших задач.

Другие услуги

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Технология восстановления коленчатых валов плазменной наплавкой при ремонте ДВС

восстановлениЕ коленчатого вала двигателя КамАЗ-740 твердосплавной наплавкой

Агеев Е.В., Семенихин Б.А. (КурскГТУ, г. Курск, РФ)

In the article the defects of crankshaft of the engine Ка m А Z-740 are considered. The standard technological process of recovery and perspective, with use of powders obtained by an electroerosive dispersion is adduced.

Применение для восстановления изношенных деталей современных методов нанесения покрытий и, в первую очередь, с использованием порошковых твердых сплавов способствует значительному повышению их долговечности. Организация восстановления изношенных деталей является не только важным резервом удовлетворения народного хозяйства запасными частями, но и существенным резервом повышения качества ремонта, а также снижения расходов материальных и трудовых ресурсов.

Одной из наиболее сложных в изготовлении и ремонте деталей автомобилей семейства КамАЗ является коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания (ДВС), основной дефект которого — износ коренных и шатунных шеек. Процесс изнашивания коренных и шатунных шеек коленчатого вала ДВС является нежелательным, но неизбежным.

Типовой технологический процесс восстановления коленчатых валов ДВС КамАЗ-740 включает следующие операции: мойку, разборку и дефектацию коленчатого вала; проверку биения по средней шейке; правку коленчатого вала на прессе (при необходимости); установку пробок в отверстия масляных каналов вместо заглушек; шлифование коренных и шатунных шеек; контроль размеров коренных, шатунных шеек и радиуса кривошипа; полирование коренных и шатунных шеек; сборка коленчатого вала.

Разборка коленчатого вала включает следующие операции: снятие шестерни привода масляного насоса, переднего и заднего выносных противовесов; изъятие заглушек и втулок центробежной очистки масла и внутренних полостей масляных каналов коленчатого вала. Правка коленчатого вала производится на прессе при наличии изгиба вала более 0,05 мм.

Шейки коленчатого вала шлифуются на круглошлифовальных станках 3А432. В первую очередь шлифуются коренные шейки после установки коленчатого вала в центрах станка. Во вторую очередь шлифуются шатунные шейки. Для шлифования шатунных шеек коленчатый вал на станке устанавливается в центросместителях, обеспечивающих смещение оси вала на величину радиуса кривошипа, который имеет размер (60 ± 0, 5) мм, и совмещение оси шатунных шеек с осью шпинделя станка. Шлифование начинается с первой шатунной шейки, для шлифования следующей шейки вал поворачивается на угол 90 ° . Все коренные и шатунные шейки шлифуются под один ремонтный размер.

После шлифования шейки подвергают полировке в течение одной минуты на полировальных станках полировальной лентой ЭБ 220 или пастой ГОИ № 10.

Читать еще: Как выбрать газовый монтажный пистолет по бетону?

Таким образом, на сегодняшний день коленчатые валы двигателя КамАЗ-740 успешно ремонтируются в пределах своих ремонтных размеров путем шлифования. Но, стоит размерам вала выйти из ремонтных, как появляются трудности с наращиванием и упрочнением поверхностей.

Изношенные валы с коренными и шатунными шейками, перешлифованные на все ремонтные размеры, но пригодные для восстановления путем нанесения покрытий до номинальных размеров, составляют 65-75 %.

В настоящее время на ремонтных предприятиях для восстановления коленчатых валов ДВС используют главным образом разновидности дугового способа наплавки под слоем флюса.

Одним из наиболее универсальных методов и гибких технологических приемов воздействия на свойства обрабатываемых поверхностей как метод упрочнения вновь изготавливаемых деталей машин и восстановления деталей с большой степенью износа (0,5 мм и более), работающих в условиях интенсивного изнашивания, является плазменно-порошковая наплавка (ППН).

В качестве материала при ППН коленчатых валов, работающих в условиях абразивного изнашивания, используются износостойкие порошковые наплавочные материалы, в структуре которых содержатся высокотвёрдые (карбиды, бориды и т.д.) фазы и относительно пластичная матрица. Среди порошковых наплавочных материалов, обладающих твердостью выше твердости абразива и стойкостью к абразивному износу, одними из наиболее перспективных являются порошки на основе систем WC — Co и WC — TiC — C о, являющиеся основой твердых сплавов, переработка отходов и дальнейшее использование которых является актуальной проблемой.

Одним из наиболее перспективных методов получения порошка, практически из любого токопроводящего материала, в том числе и твердого сплава, отличающийся относительно невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса, является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) — локальное воздействие кратковременных электрических разрядов между электродами.

Для достижения максимальной твердости плазменных покрытий была выполнена постановка полного факторного эксперимента. В результате было установлено, что оптимальной порошковой композицией для ППН шеек коленчатых валов является порошковая композиция производства Тульского завода «Полема», содержащая в своем составе промышленные порошки (7 объемов ПЖ Н4Д2М + 2 объема ПР Х11Н11ГЮСР + 1 объем ПР Г4СР), изготовленные по ТУ 14-22-26-90 с добавлением 15,0 % (масс.) порошка, полученного из отходов твердого сплава ВК8 методом ЭЭД в воде, со средним размером частиц 30-35 мкм.

При промышленном опробовании твердосплавных порошков использовалась технология плазменной твердосплавной порошковой наплавки для шеек коленчатых валов ДВС КамАЗ-740, вышедших из последних ремонтных размеров, представленная на рис. 1. В качестве порошкового наплавочного материала использовалась композиция, представленная выше.

Рисунок 1 — Технологический процесс восстановления коленчатых валов КамАЗ-740 плазменной твердосплавной порошковой наплавкой

1. Процесс изнашивания коренных и шатунных шеек коленчатого вала ДВС является нежелательным, но неизбежным. Основной дефект коленчатых валов ДВС КамАЗ-740 — износ коренных и шатунных шеек. В настоящее время коленчатые валы успешно ремонтируются в пределах своих ремонтных размеров путем шлифования. Но, стоит размерам вала выйти из ремонтных, как появляются трудности с наращиванием и упрочнением поверхностей.

2. Среди порошковых наплавочных материалов для плазменно-порошковой наплавки одними из наиболее перспективных являются порошки на основе WC — Co и WC — TiC — C о, являющиеся основой твердых сплавов, переработка отходов и дальнейшее использование которых является актуальной проблемой.

2. Методом ЭЭД получены пригодные для промышленного использования наплавочные порошки из отходов твердых сплавов марок ВК-8 и Т15К6. Одновременно решается проблема утилизации отходов.

3. Разработана технология плазменно-порошковой наплавки с добавлением твердосплавных порошков коленчатых валов ДВС КамАЗ-740. Технология опробована в условиях ремонтных баз автотранспортного предприятия и сельхозтехники и обеспечила повышение ресурса восстановленных деталей в среднем на 20%.

1. Титунин Б.А. Ремонт автомобилей КамАЗ [Текст] / Б.А. Титунин, Н.Г. Старостин, В.М. Мушниченко. Л.: Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. -288 с.

2. Петридис, А.В. Получение порошков из отходов твердых сплавов методом ЭЭД [Текст] / А.В. Петридис, Е.В. Агеев // Материалы II Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации», Курск, 2004. -С. 84–87.

3. Петридис А.В., Толкушев А.А., Агеев Е.В. Применение порошков, полученных методом ЭЭД, при плазменной наплавке коленчатых валов // Технология металлов, № 9, Москва, 2004. -С. 41-43.

Ремонт коленчатых валов

Ремонт коленчатых валов начинается с его дефектовки. При проведении этой операции проверяют размеры коренных и шатунных шеек, их твёрдость, наличие трещин, прогиб вала, а также выявляют другие дефекты.

Наличие прогиба средних шеек относительно крайних, установленных на призмы, контролируют с помощью стойки и индикатора часового типа. При радиальном биении контролируемой шейки свыше 0,05 мм, вал подвергают правке. Лучшие результаты дает технология правки чеканкой. Она позволяет выправить вал, работая только с вызвавшим деформацию участком.

Наличие трещин и микротрещин на шейках вала определяют с помощью магнитной или ультразвуковой дефектоскопии. Небольшие трещины на цилиндрической части шеек или у масляного канала ремонтируют, валы с трещинами на галтелях выбраковывают.

При удовлетворительном состоянии коленчатого вала, когда он имеет только износ шеек, их шлифуют в ремонтный размер с обязательным соблюдением размера галтели и шероховатости поверхностей.

Коленчатые валы с задирами от вкладышей, как правило, имеют низкую твёрдость на этих шейках (снижается до HRC 25), их размер ниже соседних, а иногда ниже последнего ремонтного размера. Радиальное биение коренных шеек также значительно превышает допустимое, на шейках могут быть трещины и микротрещины. К ремонту таких валов необходимо относиться очень внимательно.

Наша организация за 24 года работы накопила опыт ремонта подобных валов. Заказчику после тщательной дефектовки поверхностей шеек предлагается восстановить вал с использованием технологии плазменной наплавки, при этом рекомендуем наплавлять не более двух шеек. После ремонта шейки имеют необходимый размер, наплавленный слой не содержит трещин, и не отслаивается при эксплуатации. Его твердость соответствует твердости шейки нового вала и не снижается по толщине слоя. Работа по восстановлению может производиться только с одной шейкой, т.е. шейки всего вала имеют номинальный размер, а одна изношена. После ремонта все шейки вала будут иметь номинальный размер.

Последовательность операций в технологическом процессе восстановления коленчатого вала выбрана таким образом, что последующей балансировки вала не требуется, в случае его сборки с прежним маховиком.

Ресурс работы восстановленных валов по нашей технологии в большей степени зависит не от того как работает наплавленная поверхность, а от того, насколько сохранены исходные свойства металла после воздействия на шейки в следствии «задиров» от вкладышей. Поэтому важнейшую роль при ремонте валов играет операция дефектовки, а точнее – проверка восстанавливаемой поверхности на наличие трещин и микротрещин.

Наша организация имеет опыт ремонта валов двигателей отечественного и иностранного производства с такими дефектами. Ресурс их работы, по данным эксплуатирующих организаций, не менее 100000 км пробега. Не подлежат ремонту по этой технологии чугунные коленчатые валы и валы с шейками шириной менее 40 мм.

На фотографиях представлены валы с наплавленной и шлифованной после наплавки шатунной шейкой.

Предприятие ремонтирует также коленчатые валы с изношенной поверхностью под упорным подшипником (устраняется осевой люфт вала), сальником, шестерней привода распределительного вала и другими дефектами. Производим также ремонт коленчатых валов компрессоров (см. фото ниже).

Наша технология плазменной наплавки используется при изготовлении коленчатых валов компрессоров. Эта работа выполняется в кооперации с заводом – изготовителем компрессоров.

Технология восстановления коленчатых валов плазменной наплавкой при ремонте ДВС

Применение плазменной наплавки для восстановления изношенных коленчатых валов

Application of plasma surfacing for restoration of worn out crankshafts

Авторы: Трошин Павел Сергеевич, ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет», г. Брянск, магистрант; Грядунов Сергей Семенович, ФГБОУ ВО «Брянский государственный технический университет», г. Брянск, Кандидат технических наук, доцент

Authors: Troshin Pavel Sergeyevich, Bryansk State University of Engineering and Technology, Bryansk, master’s degree student; Gryadunov Sergey Semenovich, Bryansk State Technical University, Bryansk, candidate of technical sciences, associate professor

Аннотация: Статья посвящена исследованию износостойкости наплавленных образцов посредством плазменной наплавки. Исследовали комплексную наплавку, включающую сварочную проволоку Св-08Г2С и порошки ПГ-СР4 и ПР-Н68Х21С5Р. Для испытаний использовали установку на изнашивание абразивно-масляной прослойкой.

Annotation: The article is devoted to the investigation of wear resistance of welded samples by means of plasma surfacing. The complex surfacing including a welding wire Sv-08G2S and powders PG-CP4 and PR-H68X21S5P was investigated. A wear plate with an abrasive-oil layer was used for the tests.

Ключевые слова: плазменная наплавка, порошковые смеси, износостойкость, легирующие вещества, коленчатый вал.

Key words: plasma surfacing, powder mixtures, wear resistance, alloying substances, crankshaft.

В настоящее время много внимания уделяется вопросам восстановления деталей машин. Разработано большое количество вариантов восстановления изношенных коленчатых валов. Одним из наиболее перспективных способов восстановления является плазменная наплавка ремонтных поверхностей порошковыми материалами. Такие покрытия особенно эффективны при нанесении на рабочие поверхности, интенсивно подвергающиеся изнашиванию при повышенных температурах и воздействиях агрессивных сред. Наиболее часто структура нанесенного слоя представляет собой хромоникелевый раствор с упрочняющими частицами карбидов и боридов хрома [1].

При плазменной наплавке используют материалы (в виде проволоки, гранулированного порошка и их совместного применения), который подается в струю плазмы, где он расплавляется и попадает на наплавляемую деталь, которая в процессе наплавки нагревается.

К основным достоинствам плазменной наплавки следует отнести возможность регулирования в широком диапазоне соотношения между тепловой мощностью дуги и подачей присадочного материала; высокую производительность; минимальное проплавление основного металла; а также стабильность процесса, обеспечивающую высокое качество наплавленного металла, его однородность и благоприятную структуру. При этом разработка эффективной технологии плазменной наплавки в ряде случаев представляет собой трудную задачу в связи с широкой вариацией применяемых материалов для наплавки, различного используемого оборудования и влияния технологических режимов наплавки.

Представляет интерес применение композиций «порошок-проволока», варианты которых уже применялись для плазменной наплавки. Дисперсные частицы порошковых сплавов имеют повышенную удельную поверхностную энергию и при добавлении к проволокам увеличивают химическую активность протекания реакций в сварочной ванне, что способствует снижению температуры формирования слоев и повышению их качества. Так, при восстановлении коленчатых валов двигателей СМД, А-41, в результате исследований композиций наплавочных материалов было установлено [2], что наибольшее сопротивление усталости имеют коленчатые валы, наплавленные следующей композицией: Св-08Г2С – 80-85%; ПГ-СР4 – 20-15%. В данной работе ставилась задача оценить сравнительную износостойкость наплавленного металла, применяемого для восстановления шеек коленчатого вала, полученного в результате следующих композиций:

1) Св-08Г2С – 80-85%; ПГ-СР4 – 20-15%;

2) Св-08Г2С – 70-80%; ПГ-СР4 – 15-10%; ПР-Н68Х21С5Р – 15-10%.

Составы исследуемых сплавов и их твердость приведены в таблице 1.

Таблица 1. Составы и твердость исследуемых твердых сплавов

0 0 голоса

Рейтинг статьи