книги из ГПНТБ / Балякин, О. К. Технология и организация судоремонта учеб. пособие

а — припуск на механическую обработку на одну сторону

(3—7 мм);

х — толщина кольца, мм.

Заготовку подвергают искусственному старению для снятия внутренних напряжений и стабилизации размеров поршневых колец. Производят первую проточку обечайки по наружному и внутреннему диаметрам и отрезают кольца с припуском на шли­ фование.

Диаметры первой проточки:

DB' = D + 0 M ; Д /= (£ > —2s)+0Д5Л.

На плоскошлифовальном станке предварительно шлифуют торцы колец, а замки вырезают на фрезерном станке. Стягивают кольца хомутами, спаивают стыки замка мягким припоем ПОС-ЗО, набирают кольца пакетом (15—20 колец) в приспособление, уста­ навливают на токарно-винторезный или карусельный станок (в за­ висимости от диаметра колец) и обрабатывают окончательно по наружному и внутреннему диаметрам, делают на кольцах фаски.

Обычно при спаивании к замку колец с внутренней стороны припаивают жестяные пластинки. Когда кольца окончательно про­ тачивают по внутреннему диаметру, пластинки срезают. Поэтому кольца после освобождения от зажимов приспособления сами рас­

ходятся.

Далее кольца окончательно шлифуют (или шабрят по плите) по торцам и припиливают стыки замков, устанавливая необходи­ мые тепловые зазоры.

Способ одинарной проточки с использованием эллиптических заготовок. При изготовлении эллиптической заготовки вытачивают чугунное кольцо (по размерам сжатого поршневого кольца), раз­ резают, разводят на величину зазора, который имеет поршневое кольцо в свободном состоянии, вставляют и закрепляют в зазоре вставку. По получившейся форме кольца изготавливают модель, заформовывают ее и отливают заготовку. Если имеется новое за­ пасное кольцо, то вставку помещают в него и делают модель.

Заготовку по высоте отливают на несколько колец (15—20) или индивидуально на каждое кольцо. Во втором случае кольца получают более качественными, но и более дорогими. Поэтому ча­ ще отливают заготовку на несколько колец.

Заготовку (после очистки и искусственного старения) устанав­ ливают на токарно-винторезный станок и отрезают с припуском на шлифовку. Далее у колец вырезают замки, стягивают, спаива­ ют стыки и ведут дальнейшую обработку в той же последова­ тельности, что и в предыдущем случае.

Способ термофиксации замка. Кольца, изготовленные из ци­ линдрической заготовки с небольшим припуском по наружному и внутреннему диаметрам (0,5—0,8 мм) и торцам (0,2—0,3 мм), растягивают до появления в стыке замка зазора, равного пример­ но пятикратной радиальной толщине кольца, насаживают на оп­ равку приспособления и сжимают с торцов (рис. 93). Приспособле­

230

ние с кольцами устанавливают в термопечь, нагревают до темпе­ ратуры 580—620° С и выдерживают 1,5—2 ч, затем охлаждают на спокойном воздухе.

Такая термическая обработка обеспечивает снятие возникших при растягивании напряжений и фиксирует кольца в разжатом состоянии. Теперь уже необходимы усилия для сжатия колец.

После термофиксации кольца оконча­ тельно обрабатывают в приспособлении по наружному и внутреннему диаметрам, шли­ фуют торцы и припиливают стыки замков.

Способ накатки. Для придания кольцам пружинящих свойств используют накатку. Кольцо 1 накатывают рифленым роликом 2 (рис. 94) по внутренней поверхности после окончательной обработки по наружному и внутреннему диаметрам и разрезки замка. Изготавливают кольца из цилиндрических

заготовок. Накатку производят на токарно-винторезном станке при возвратно-поступательном вращении кольца, установленного между гладким 3 и рифленым роликами.

Накатку производят (по дуге 240°) до тех пор, пока стык кольца не разойдется на необходимую величину.

У поршневых колец ДВС после изготовления выборочно опре­ деляют упругие свойства и прочность при изгибе с помощью не­ сложных приборов, позволяющих фиксировать нагрузку.

231

До приложения к кольцу разводящего усилия замеряют зазор в замке кольца при его свободном состоянии. После этого к коль­ цу прикладывают усилие Р и замеряют зазор в замке. Затем на­ грузку снимают и после 15—20 мин выдержки снова замеряют зазор. По снятым с точностью ±0,1 мм замерам остаточную де­ формацию кольца подсчитывают по формуле

Рис. 95. Схема испытания колец на остаточную дефор­ мацию (а) и радиальное давление (б):

/ — кольцо; 2 — подставка для кольца; 3 — динамометр с упо­ ром

При нагружении по той же схеме определяют прочность ко­ лец при изгибе. Однако в этом случае нагрузку к кольцу прикла­ дывают до его разрушения. Предел прочности на изгиб определяют по формуле

При нагружении поршневых колец по схеме рис. 95, б опреде­ ляют среднее радиальное давление кольца на стенку цилиндровой втулки по формуле

р = — кгс/см2»

Db

где Q — стягивающее усилие, прилагаемое к кольцу, кгс.

Усилие Q определяют по показанию динамометра при сжатии кольца до образования в стыке теплового зазора.

232

§ 65. РЕМОНТ ВТУЛОК И КРЫШЕК ЦИЛИНДРОВ

Характерными дефектами цилиндровых втулок являются износ рабочей, поверхности, трещины, задиры и коррозионные разруше­ ния рабочей поверхности и поверхности со стороны полости ох­ лаждения.

Места появления трещин и причины их возникновения весьма разнообразны. Большую опасность представляют трещины в райо­ не бурта втулки, которые иногда приводят к обрыву бурта. Чаще всего эти трещины возникают при чрезмерной затяжке гаек для крепления крышек цилиндров. Трещины на втулках появляются и при неправильном температурном режиме работы.

В случае образования трещин втулка подлежит замене. Коррозия рабочей поверхности объясняется воздействием аг­

рессивных сернистых газов на металл, образующихся от присутст­ вия серы в топливе. Со стороны охлаждающей полости поверхно­ сти втулки особенно активно корродируют при охлаждении мор­ ской водой. При охлаждении пресной водой интенсивность корро­ зионных разрушений значительно снижается.

Ремонт цилиндровых втулок заключается в растачивании, шли­ фовании и хонинговании, ремонте коррозионных разрушений, за­ мене медных и резиновых уплотнительных колец.

Растачивание и шлифование втулок главных двигателей мож­ но выполнить на месте с помощью специального переносного рас­ точного станка (борштанги) и в цехе на расточном станке или токарно-винторезном борштангой, которую устанавливают в пат­ рон и центр задней бабки.

Однако необходимость замены поршней в целях сохранения необходимого установочного зазора в сопряжении делает раста­ чивание втулок экономически невыгодным. Кроме того, при заме­ не отдельных поршней нарушается уравновешенность двигателя. Появляется также необходимость в изготовлении определенного запаса поршневых колец ремонтного размера.

Растачиванию чаще всего подвергают цилиндровые втулки вспомогательных двигателей.

При доводке внутренней рабочей поверхности втулки после рас­ тачивания используют хонинг-процесс. Обработка втулки хонин­ гованием обеспечивает высокий класс чистоты (Vn) и точности (2 кл.). Хонингование производят специальной головкой, в пазы которой установлены корундовые бруски. Головке сообщают вра­ щательное и возвратно-поступательное движение от вертикально­ го сверлильного или специального хонинговального станка.

Растачивание втулки приводит к уменьшению толщины ее стенки. Поэтому перед растачиванием, особенно повторном, сле­ дует втулку проверить на прочность. Из условий прочности тол­ щина втулки после растачивания должна быть не менее толщины, определяемой по формуле

233

где D — внутренний диаметр цилиндровой втулки, см;

кгс/см2.

В практике судоремонта иногда стальные цилиндровые втулки вспомогательных двигателей, имеющие трещины или коррозион­ ные разрушения на наружной поверхности, ремонтируют электро­ сваркой.

Коррозионные разрушения наружной поверхности устраняют также с помощью эпоксидных компаундов. Например, на СРЗ имени Дзержинского с помощью эпоксидных компаундов восстанавливали посадочные уплотнительные пояса цилиндровых втулок и блоков двигателей 8ДР 43/61 и 4ДР 30/50.

Уплотнительные медные кольца на посадочных поясах втулок заменяют при наличии на них забоин, продольных царапин и при уменьшении диаметра. В этом случае дефектное кольцо удаляют резцом на токарно-винторезном станке или вырубают специаль­ ным зубилом вручную.

Новое кольцо устанавливают и закатывают в канавку с по­ мощью приспособления, размещаемого на суппорте станка. Ниж­ ний ролик приспособления — прижимный и имеет гладкую цилинд­ рическую поверхность, два верхних ролика — направляющие. На цилиндрической поверхности направляющих роликов прото­ чена канавка трапециевидного сечения. Нижний ролик подводят к пояску втулки вращением маховика пеперечной подачи суппор­ та. Положение направляющих роликов относительно пояска вту­ лок различного диаметра регулируют винтами.

Резиновые уплотнительные кольца устанавливают перед за­ прессовкой втулки в блок.

Если ремонт втулки связан с растачиванием, сваркой или вос­ становлением корродированной поверхности, ее подвергают гидра­ влическим испытаниям.

Характерными дефектами крышек цилиндров являются трещи­ ны, образующиеся на газовой (наиболее часто) и наружной сто­ ронах. Трещины появляются вследствие термических напряже­ ний, возникающих в результате разности температур различных частей крышки, коррозии, гидравлических ударов и неравномерной затяжки гаек при креплении крышки. Кроме того, крышки с га­ зовой стороны подвергаются обгоранию, величину которого опре­ деляют визуально и с помощью шаблона, изготовленного по чер­ тежу крышки.

В связи с улучшением конструкции крышек и переходом на стальное литье они выходят из строя сравнительно редко.

Трещины в стальных крышках ликвидируют электросваркой, а в чугунных — газосваркой. Обгоревшие днища стальных крышек восстанавливают электросваркой с последующей механической обработкой.

После ремонта крышки подвергают гидравлическим испыта­ ниям с газовой стороны и со стороны полости охлаждения.

234

§ 66. РЕМОНТ КЛАПАНОВ

Наиболее характерным дефектом клапанов (пусковых, всасы­ вающих, выхлопных, предохранительных, маневровых и т. д.) яв­ ляется утрата клапанной парой первоначальной плотности. Это, в свою очередь, является следствием эрозии и коррозии рабочих поверхностей тарелки клапана и гнезда, их деформации, механи­ ческого износа и механических повреждений рабочих поверхностей, ослабления и поломки пружин, обеспечивающих посадку клапана на гнездо.

Распространенными дефектами клапанов являются также: кор­ розионные и эрозионные разрушения поверхностей корпусов кла­ панов и деталей, омываемых рабочей жидкостью, паром или га­ зом; трещины и свищи в корпусах клапанов; механический износ сопряженных относительно подвижных деталей (штоков и направ­ ляющих втулок, деталей шарнирных соединений приводных тяг, шестерен приводов и т. д.).

В наиболее тяжелых условиях работают впускные и выпускные клапаны ДВС. Поэтому их долговечности уделяют особое внима­ ние. Тарелки клапанов и гнезда изготавливают из легированных жаропрочных и окалиностойких сталей (38ХМЮА, 38ХВФЮА, 3X13H7C2 и др.), поверхности азотируют и алитируют, рабочие поверхности наплавляют твердыми сплавами (например, стелли­ том ВЗК).

При ремонте клапанов осуществляют работы, связанные с вос­ становлением первоначальной плотности клапанной пары и с за­ меной деталей.

Плотность клапанной пары восстанавливают притиркой. Состав притирочного материала зависит от материала деталей и состояния притираемых поверхностей. Детали из бронзы притирают стеклян­ ным или наждачным порошком, окисью железа. Для притирки стальных клапанов с твердой поверхностью применяют корундо­ вый, карборундовый, наждачный порошок, окись хрома и др.

Широко используют для притирки специальные составы, назы­ ваемые пастами. Наиболее распространены пасты Государственно­ го оптического института (ГОИ) трех составов: грубая (черная), средняя (темно-зеленая), тонкая (светло-зеленая) — для снятия слоя металла толщиной соответственно 19—40, 8—18 и 1—7 мк.

Для равномерного распределения и лучшего удержания на притираемой поверхности, а также для смазывания притираемых поверхностей абразивный материал предварительно разводят в минеральном масле или керосине до густоты сметаны.

Притирают клапаны ручным или механизированным (рис. 96) способом. При механизированном способе притирку ведут с по­ мощью специального приспособления или станка, приводимого в движение от пневматических и электрических машинок.

Если на притираемой поверхности (рабочем поле клапана или гнезда) имеются глубокие забоины, риски, вмятины, коррозионные или эрозионные разрушения, то до притирки производят механи­ ческую обработку (проточку, расточку, шлифование).

235

Для притирки на поверхности вначале накладывают грубые, а затем тонкие сорта пасты. Притирку продолжают до тех пор, пока на рабочей поверхности тарелки и седла клапана не обозначатся ровные матовые круговые пояски шириной 2—5 мм (в зависимо­ сти от размера клапана). Плотность притирки проверяют сначала (в процессе притирки) «на карандаш», а затем керосином или гид­ равлическим испытанием (в зависимости от требований Регистра

СССР или технических требований чертежа).

клапана наносят мягким карандашом поперечные риски на рас­ стоянии 5—10 мм по всей окружности пояска. Затем тарелку кла­ пана опускают на гнездо и проворачивают на четверть оборота. Поднимают тарелку и осматривают гнездо. Если при этом каран­ дашные риски оказываются стертыми, то притирку оценивают как удовлетворительную. Это предварительная проверка. Для оконча­ тельной проверки в полость над клапаном наливают керосин или применяют гидравлическое испытание водой на давление 1,25 р (где р — рабочее давление, при котором работает клапан).

Пружины клапанов заменяют в случае их поломок, наличия трещин и глубоких коррозионных разрушений, при утрате перво­ начальных упругих свойств. Упругие свойства пружины во время дефектации оценивают снятием характеристики пружины и сопо­ ставления ее с паспортной.

Пружины изготавливают на марганцовистых, кремнистых и дру­ гих легированных сталей с высоким содержанием углерода (напри­ мер, стали 60Г, 50Г2, 60С2, 60С2Н2А, 50ХФА и др.).

236

Изготовление пружины складывается из следующих основных операций: отрезка заготовки, навивка ее на оправку на токарно­ винторезном станке в горячем или холодном состоянии (в зави­ симости от диаметров заготовки и пружины и марки стали), нагрев, закалка, отпуск, шлифование торцев и проверка упру­ гости.

Трещины, глубокие коррозионные и эрозионные разрушения на корпусах и крышках клапанов устраняют с помощью электро- и

газосварки (в зависимости от материала). Электросварку приме­ няют также для наплавки твердого сплава стеллита ВЗК на рабо­ чие поверхности тарелок и гнезд клапанов (рис. 97). В этом случае в качестве электродов используют прутки диаметром 5—6 мм из стеллита ВЗК с покрытием ЦН-2к. Наплавку ведут на постоянном токе обратной полярности. Детали предварительно подогревают

Для устранения коррозионных, эрозионных и механических раз­ рушений корпусов и'крышек клапанов, работающих в среде с тем­ пературой до 60° С, применяют мастики на основе эпоксидных смол. В качестве наполнителя в этом случае применяют металлические опилки, графит, кварцевую муку.

Для устранения износов у штоков, поршней и втулок, разгру­ зочных цилиндров применяют механическую обработку (проточку, расточку, шлифование).

237

§67. РЕМОНТ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ

Кхарактерным дефектам топливной аппаратуры относятся по­ теря плотности прецизионными парами плунжер — втулка топлив­ ного насоса и игла — направляющая (или игла — корпус распыли­ теля) форсунки, потеря плотности клапанными парами и износ

отверстий распылителей.

Втулки плунжеров больше всего изнашиваются в плоскости от­ сечных окон. Увеличение диаметрального зазора (например, на 0,01 мм) прежде цсего сказывается на уменьшении коэффициента подачи топлива (на 8—10%)- Кроме общего износа, на рабочих поверхностях втулки и плунжера образуются продольные риски от попадающих с топливом твердых частиц.

Подобные износы присущи и прецизионной паре игла — на­

правляющая форсунки.

Клапанные пары изнашиваются по разгрузочному пояску и уп­ лотнительному конусу.

Деталям топливной аппаратуры присущи также утрата упруго­ сти и поломка пружин, износ кулачковых валиков и втулок под­ шипников, износ зубчатых венцов и реек, деформация реек.

При ремонте деталей топливной аппаратуры характерными яв­ ляются работы, связанные с:

восстановлением плотности прецизионных и клапанных пар; ремонтом и изготовлением распылителей; ремонтом зубчатых венцов и реек.

При восстановлении плунжерных пар, а также зазоров между иглами и направляющими форсунок прежде всего проводят перекомплектовку, при которой удается использовать до 18—20% старых деталей. Остальные детали (чаще всего плунжеры и иглы) заменяют новыми или наращивают хромированием или химиче­ ским никелированием. Толщина покрытия в этом случае составля­ ет около 60 мк.

Для увеличения диаметра плунжера или иглы на небольшую величину (до 10 мк) применяют восстановление томлением в ма­ сляных ваннах или обработку деталей холодом. При восстановле­ нии томлением детали нагревают в масляной ванне до температу­ ры 225—235° С и выдерживают 5—6 ч. При обработке холодом детали охлаждают в жидком азоте до температуры минус 70° С

ивыдерживают 2—3 ч. В том и другом случаях увеличение раз­ меров деталей обуславливается превращением остаточного аусте­ нита (наличие которого характерно для всех высокоуглеродистых

илегированных сталей, прошедших обычную термическую обра­ ботку) в мартенсит, имеющий больший удельный объем. Таким

образом можно восстанавливать только те детали, которые при изготовлении не подвергались обработке холодом.

-Восстановленные детали подвергают механической обработке разрезными притирами на специализированных станках и приспобсоблениях (рис. 99) для придания им правильной цилиндрической формы. При обработке применяют среднюю и тонкую пасты ГОИ.

238

Рис. 99. Обработка деталей прецизионных пар топливной аппаратуры (притирка):