2.4. Вибір способу відновлення дефектів чавунних колінчастих валів

Знос шатунних шийок колінчастого вала.

Існує кілька технологій відновлення зазначених дефектів колінчастих валів:

- Обробка деталей під ремонтний розмір;

- Способами напилення:

а) детонаційне напилення;

б) плазмове напилення;

в) газополум'яне напилення;

г) електродугова напилення;

- Способами наплавлення:

а) дугове наплавлення під шаром флюсу;

б) вибродуговая наплавлення;

в) наплавлення порошковим дротом;

г) наплавлення в середовищі вуглекислого газу;

д) плазмова наплавлення;

Обробка деталей під ремонтний розмір.

Обробка поверхонь деталі під ремонтний розмір ефективна у випадку, якщо механічна обробка при зміні розміру не призведе до ліквідації термічно обробленого поверхневого шару деталі. Тоді у дорогої деталі з'єднання дефекти поверхні усуваються механічною обробкою до заздалегідь заданого ремонтного розміру (в нашому випадку шийки колінчастого валу), а іншу (більш просту і менш дорогу деталь) замінюють нової відповідного розміру (вкладиші). В цьому випадку з'єднанню буде повернута первісна посадка, але поверхні деталі, що утворюють посадку, будуть мати розміри, відмінні від початкових. Застосування вкладишів ремонтного розміру дозволить знизити трудомісткість і вартість ремонту при одночасному збереження якості. Ремонтні розміри і допуски на них встановлює завод-виготовлювач.

Відновлення деталей під ремонтні розміри характеризується простотою та доступністю, низькою трудомісткістю і високою економічною ефективністю, збереженням взаємозамінності деталей в межах ремонтного розміру. Однак реалізація способу пов'язана зі значними витратами на придбання замінних деталей, а в експлуатації можливий підвищений знос рухомого сполучення через зняття зовнішнього більш зносостійкого шару матеріалу при обробці деталі, спостерігається зниження втомної міцності валів і збільшення питомої тиску в дієвідміни. Знос корінних шийок колінчастих валів збільшується на 15 ... 20%, починаючи з третього ремонтного розміру, а втомна міцність знижується на 25% при досягненні останнього ремонтного розміру.

Недоліками є також складність комплектування та підбору деталей, необхідність великої кількості вимірювального інструмента і збільшення складських запасів.

Спосіб отримання сполучення деталей РР буває заснованим при освоєнні ремонту виробів, коли немає обладнання для нанесення відновлювальних покриттів.

Детонаційне напилення.

Детонаційні покриття формуються за допомогою ударних хвиль, періодично ініційованих мікровибухи суміші кисню і ацетилену.

Даний механізм (рис.2.4.1) - двофазний: спочатку на поверхню шийки вала наплавляють більші мелкорасплавленние частки, а потім - непроплавленних, які дають ефект гарячого абразивного удару пресування, тобто збільшують щільність уже сформованого покриття. Причому все це відбувається при високих швидкості поширення детонаційної хвилі (2000-4000 м / с) і температурі (2470-5770 К).

Рис. 2.4.1 Схема установки для нанесення детонаційного покриття:

1 - газопровід; 2 - електрична свічка, 3 - джерело струму; 4 - порошковий дозатор, 5 - трубка-створ; 6 - підкладка; 7 - покриття; 8 - порошок.

Даний спосіб, по суті, універсальний: він забезпечує одержання покриттів з металів (нікелю, бронзи, міді тощо) і їх сплавів, а також матеріалів володіють високими термічною стійкістю, зносостійкістю, твердістю.

Як показали дослідження, якість детонаційного покриття залежить не тільки від хімічного, але і від гранулометричного складу порошку. Наприклад, при зернистості менше 40 мкм кінетична енергія порошку може виявитися менше необхідної для задовільного зчеплення покриття з підкладкою; при зернистості більше 100 мкм частинки можуть підлітати до підкладці не розплавленими під впливом енергії вибуху, що негативно впливає на адгезію покриття.

Висока зносостійкість покриттів із порошків на основі нікелю пояснюється не тільки твердістю нанесеного шару, а й тим, що атом нікелю має невеликий радіус і, як наслідок, здатний створювати велику щільність іонів на поверхні сплавів. Іншими словами, напилення з нікелевого порошку поверхня забезпечує потужні маслоудержівающімі властивостями.

Слід відзначити і недоліки цього способу: по-перше рівень шуму при роботі детонаційної установки - 140 дБ, що вище межі допустимого технікою безпеки (80 дБ); Характеризується високим вмістом відпрацьованих газів з вмістом оксидів вуглецю, азоту та ін елементів; в результаті впливу непроплавленних частинок в кінці двофазного потоку відбувається відділення верхніх шарів покриття (ефект абразивного відділення); мала товщина покриттів 30 ... 150 мкм і дороге обладнання.