Работа по ГБЦ

Рис. 6. Схема замера направляющей втулки клапана нутромером.

При снятой головке цилиндров зазор между направляющей втулкой и клапаном может быть проверен следующим образом. Клапаны и направляющие втулки очищают от отложений, вставляют клапаны во втулки и устанавливают на поверхность блока цилиндров индикатор часового типа.

При покачивании клапана в направление к индикатору и обратно, индикатор укажет значение диаметрального зазора между стержнем клапана и направляющей втулкой, увеличенное в 2,8 раза. Зазор не должен превышать

0,1 мм для впускного и 0,15 мм для выпускного клапана.

Рис. 6. Замер диаметрального зазора между стержнем клапана и направляющей втулкой.

11

Величина диаметрального зазора является критерием для решения вопроса о целесообразности дальнейшего использования в двигателе данного клапана и его втулки. В ряде случаев для обеспечения указанных выше зазоров или приближения к зазорам нового двигателя может потребоваться замена направляющей втулки и ремонт хвостовика клапана.

Перед решением о ремонте клапана нужно убедиться в правильности его геометрии. Чтобы измерить биение тарелки клапана относительно стержня требуется: прибор для проверки биения клапана и индикатор часового типа.

Рис. 7. Прибор для проверки биения клапана.

12

После измерения биения, результаты не должны превышать 0,02 мм на

100 мм длины стержня клапана. При не соответствии фактических измерений допуску биения – клапан не ремонтируется, а заменяется на новый.

В ходе измерения геометрии деталей лишь выявляются дефекты формы. При оценке состояния деталей, следует, обращать внимание на другие дефекты – трещины, перегрев, задиры. При обнаружении подобных дефектов целесообразность ремонта низкая, следует заменить деталь.

2.2.Ремонт клапана

2.2.1.Хромирование стержня клапана

Восстановление стержня клапана осуществляется с помощью аддитивных технологий (хромирование), с последующим шлифованием в размер.

Хромирование было выбрано по причине повышение износостойкости покрытия, следовательно, повышение ресурса детали и относительной распространённости этого метода. Восстановление стержня клапана с помощью хромирования целесообразно проводить при зазоре до 0,2 мм, так как больший слой хрома не будет держаться на детали.

Электролитические осаждения хрома отличаются от других гальванических процессов, как по составу электролита, так и по условиям протекания процесса. Эти особенности состоят в следующем: в качестве электролита используют хромовую кислоту (водный раствор хромового ангидрида СrO3) с небольшими добавками серной кисло ты (H2 SO4), а не растворы их солей, как при осаждении других металлов.

Преимущества электролитического хрома:

· электролитический хром – металл серебристо-белого цвета с высокой микротвердостью 400 – 1200 МН/м2 (в 1,5 – 2,0 раза

13

выше, чем при закалке токами высокой частоты), близкой к микротвердости

корунда;

·обладает высокой износостойкостью, особенно в абразивной среде (в 2

– 3 раза по сравнению с закаленной сталью);

·устойчивость в отношении химических и температурных воздействий,

причем высокая коррозионная стойкость сочетается с красивым внешним видом;

·имеет низкий коэффициент трения (на 50% ниже, чем у стали и чугуна);

·высокая прочность сцепления покрытия с поверхностью детали.

Недостатки хромирования и хромового покрытия:

·низкий выход металла по току (8 – 42%);

·небольшая скорость отложения осадков (0,03 мм/ч);

·высокая агрессивность электролита;

·большое количество ядовитых выделений, образующихся при электролизе;

·толщина отложения покрытия практически не превышает 0,3 мм;

·гладкий хром плохо удерживает смазочное масло.

Хромирование (описание технологии и оборудования):

В качестве раствора для хромирования деталей предложен следующий состав электролита: хромовый ангидрид (CrO3) 250 г/л; серная кислота

(H2SO4) 2,5 г/л.

Осаждение хрома целесообразно проводить при температуре 50…65 °С

и плотности тока 55…80 А/дм2.

Площадь покрываемой поверхности Sд (дм2) вычисляют по данным чертежа или определения размеров детали. При этом учитываются только

14

поверхности, подлежащие покрытию. Поверхности же, не требующие наращивания покрытия, изолируются и в расчет не входят.

В ремонтном производстве чаще всего приходится иметь дело с деталями (или их элементами) цилиндрической формы. В этом случае Sд

равна:

д = ∙ д ∙ ,

где – длина детали (или её части); д – средний диаметр изношенной поверхности детали.

Диаметр д рассчитывается из выражения:

1 6д = 6 ∑

1

где – величина диаметров, замеренные в трёх поясах цилиндрической поверхности и в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях.

Рис. 8. Схема замеров диаметра цилиндрической поверхности стержня клапана: I, II, III – пояса замеров; А–А, В–В – плоскости замеров.

Перед началом хромирования требуется подготовить поверхность детали. Подготовка к хромированию заключается в шлифовании и полировании деталей для получения правильной геометрической формы и чистоты поверхности (0,1-0,2 мкм), промывки в бензине, изоляции не хромируемых мест лаком, монтажа деталей на подвеску, обезжиривания,

промывки и декапирования (удаления с поверхности тончайших

окислов невидимых пленок).

15

Рис. 9. Схема технологического процесса восстановления поверхностей деталей электролитическим хромированием.

Процесс хромирования осуществляется в специальных ваннах с электролитом. Восстанавливаемая деталь является Катодом, анодом служит свинцовая пластина.

16

После хромирования детали моют в дистиллированной холодной и горячей воде, сушат в специальном шкафу при температуре 150 200 °С.

Затем их подвергают окончательной механической обработке шлифованию

иполировке.

2.2.2.Выбор оборудования для шлифования и расчёт режимов

резанья

Клапан изготовлен из стали марки 40ХГНМ, имеющую твёрдость

HRC 30…40. Операция шлифования будет выполняться на стержне клапана,

для обеспечения правильной геометрии и чистоты поверхности перед хромированием. Чистота поверхности должна быть Ra 0.2.

Слой, который будет шлифоваться и полироваться (выглаживаться),

ограничен максимальным слоем хромирования – 0.2 мм.

Расчёт режима резанья при круглом шлифовании с продольной подачей:

t = 0.01 мм Vк = 30 м/с

Vз = 25 м/мин

B = 20 мм

= 0.5 ∙ к = 0,5 ∙ 30 = 15 м/мин

= 1.3; = 0.75; = 0.85; = 0.7; = 0

Мощность резанья:

= 1.3 ∙ 250.75 ∙ 0.010.85 ∙ 150.7 ∙ 60 = 1.9 кВТ Исходя из полученных данных, подходит станок круглошлифовальный

3А12, с кругом 23А16-25НС16К1.

17

Рис. 10. схема станка круглошлифовального 3А12

Затем детали делят на размерные группы и комплектуют. На второй стадии рабочие поверхности деталей притирают. При этом используют специальные пасты типа ГОИ, НЗТА (на основе окиси хрома, алюминия и карбида бора), микропорошки М40…М5 и алмазные пасты типа АП.

Заключительным переходом второй стадии является притирка с чистым индустриальным маслом И-20. Такая технология притирки позволяет получать шероховатость сопрягаемых поверхностей в пределах Rа=0,02 мкм.

Затем деталь отправляют на подготовительные операции перед хромированием.

После хромирования, поверхность детали повергается алмазному выглаживаю (поверхностному пластическому деформированию). Его

производят специальным инструментом при взаимном перемещении с

18

деталью. Способ основан на использовании принципа трения скольжения.

Инструмент для выглаживания представляет собой державку, в которой установлен наконечник (гладилка). Он изготавливается из природного

(синтетического) алмаза марки АСБ (АСПК) или пластинок из твердого сплава Т30К4 (титанокобальтовый сплав), ТТ10К8ФА

(титанотанталокобальтовый сплав). Рабочая поверхность наконечника

(гладилки) имеет цилиндрическую поверхность R = 3 мм. При вращении детали наконечник прижимается к обрабатываемой поверхности с силой 150

– 500 Н. В процессе обработки применяется СОЖ.

Для увеличения износостойкости наконечника (гладилки) его устанавливают под углом не менее 75о к обрабатываемой поверхности.

При наклонном расположении инструмента делают несколько проходов и один раз обработку проводят при перпендикулярном расположении наконечника (гладилки) по отношению к обрабатываемой поверхности.

При выглаживании диаметр детали уменьшается в пределах 0,5 – 10

мкм. Его применяют для получения шероховатости Ra = 0,02 – 0,08 мкм,

придания микропрофилю восстанавливаемой поверхности определенной направленности, повышения твердости поверхностного слоя и формирования в нем благоприятных сжимающих остаточных напряжений. Глубина поверхностного упрочненного слоя достигает 0,1 – 0,3 мм.

19

В результате повышается износостойкость трущихся пар и увеличивается усталостная прочность восстанавливаемых деталей.

20