Pokudin_-_Tekhnologia_sudoremonta_-_2007

251

закоксовывание двух верхних канавок под поршневые кольца и износ этих канавок с увеличением торцевого зазора между канавкой и кольцом. Практически срок службы канавок под поршневые кольца для этих поршней

составляет одну - две навигации, в то время как по другим изнашиваемым

элементам сроки службы до ремонта значительно выше. Прогорание донышка поршня является браковочным признаком.

Износ канавок и других конструктивных элементов при дефектации обнаруживается микрометрическими измерениями, и при износах, больше допускаемых по техническим условиям, поршень ремонтируют. Обычно этот ремонт сводят к обработке канавок, тронка поршня и отверстия под поршневой палец по системе ремонтных размеров на ближайший ремонтный размер. Причем так же, как и при изготовлении новых поршней, основная, характерная

особенность технологического процесса состоит в использовании

искусственной установочной базы для установки детали на станке, обеспечивающей соблюдение принципа постоянства баз при механической обработке.

Поскольку поршни после ремонта должны удовлетворять условию взаимозаменяемости, то к качеству восстановления геометрических характеристик всех конструктивных элементов предъявляются высокие технические требования. Особенно жестко эти требования регламентируются для отверстия под поршневой палец и удовлетворить их удается только

основном, из низколегированных и углеродистых сталей. В процессе эксплуатации канавки головки поршней под воздействием газов, высоких температур и ударных нагрузок разрушаются; появляются сетки трещин; поверхности теряют свою форму и размеры. Поверхности головок поршней изнашиваются, выгорает днище, появляются трещины и эрозионные разрушения со стороны камеры сгорания. Имеют место и другие дефекты, однако основным из них является износ перемычек между кольцами, у которых

252

интенсивно изнашиваются нижние торцы канавок под компрессионные кольца. Как правило, головки с такими дефектами через некоторый срок эксплуатации выходят из строя и подлежат замене на новые либо восстановленные.

Если поверхности головки поршня подлежат восстановлению, то головку подвергают химическому анализу в заводской лаборатории, очищают от масла, нагара и других загрязнений. Последующая дефектация дает возможность определить объем работ по восстановлению головок поршней. Характерные дефекты и повреждения, определяющие необходимость замены либо восстановления головок поршней рабочих цилиндров дизелей приведены в таблице 5.2.

253

Подготовка головки поршня заключается в удалении пор, трещин, коррозионных и механических разрушений со скосом кромок под определенными углами и плавными переходами от одной поверхности к другой. Подготовка под наплавку трещин и раковин показана на рис.5.46.

Рис.5.46. Разделка донышка поршня под наплавку: а) трещины; б) раковины.

Технологические процессы восстановления головок поршней на каждом из СРП имеют свои особенности. Например, на Канонерском СРЗ полностью протачивают головку с канавками и наплавляют проточенный участок электродуговой автоматической сваркой под слоем флюса. Общая глубина проточенного участка составляет 25-30 мм в зависимости от типа двигателя.

Наплавку осуществляют нержавеющей сварочной проволокой Св10Х13 диаметром 2-3 мм под флюсом марки АН-20 на постоянном токе обратной полярности. Разделанный участок головки заплавляют за несколько проходов с таким расчетом, чтобы наплавленный металл выступал над оставшимся основным металлом на 1,5-2 мм. После этого процесс наплавки проволокой Св10Х13 прекращают и осуществляют наплавку за один проход проволокой Св06Х19Е9Т. Это Делается для того, чтобы можно было выполнить механическую обработку головки.

Наплавка последнего слоя проволокой Св06Х19Н9Т позволяет отпустить нижележащие слои закаленного металла и получить наплавленный металл с меньшей поверхностной твердостью, не

254

подвергающийся закалке и хорошо обрабатывающийся обычными резцами. При последующей механической обработке наплавка из стали 06X19Н9Т снимается и остается однородный металл из стали 10X13.

Для заварки трещин в перемычках, сквозных и несквозных трещин в днищевой части головки и других единичных дефектов в основном металле используют электроды УОНИИ-13/45 и УОНИИ-13/55. В качестве защитной среды при наплавке порошковой проволокой ПП-АН134 применяют стекловидный флюс марки АН-20С и АН-26С.

Наплавку изношенных канавок под поршневые кольца можно проводить и низколегированными сталями с последующим упрочнением трением. Подготовка к наплавке предусматривает предварительный подогрев до 15'0-200°С.

После наплавки головка остывает до температуры 18-20°С и передается на механическую обработку. Наплавленная поверхность головки поршня подвергается тщательному контролю.

Поверхностное упрочнение трением торцевых поверхностей канавок под компрессионные кольца производится с целью образования на обрабатываемых поверхностях упрочненного слоя с максимальной микротвердостью 65-70 HRC на нижней и верхней поверхностях канавок глубиной до 0,6 мм, что значительно повышает их износостойкость, а следовательно, увеличивает работоспособность и долговечность работы стальных головок поршней судовых ДВС.

Головку поршня устанавливают на оправку, закрепленную в кулачковом патроне токарного станка. Упрочняющий диск изготовляют из стали 15 или 20. Рабочие поверхности диска подвергаются цементации, закалке и низкому отпуску, чем обеспечивается поверхностная твердость 50-55 HRC. Шероховатость рабочих поверхностей диска должна соответствовать Ra 0,32-0,63 мкм.

Поскольку поршни СОД в результате изнашивания полностью теряют технологические базы, то восстанавливать их, обеспечив высокие

255

технические требования, практически нецелесообразно. Системой постоянных ремонтных размеров предусмотрены только ремонтные размеры на высоту поршневых канавок. Такие поршни используют, как правило, при текущем ремонте. При среднем и капитальном ремонтах поршни заменяют новыми.

Для дизелей нескольких типов, на которые системой ремонтных размеров допускается использование старых втулок с увеличенными размерами по внутреннему диаметру, изготавливают новые поршни с ремонтными размерами больше номинальных.

Поршни рабочих цилиндров изготавливают из серого модифицированного и легированного чугунов, сплавов алюминия.

К обработке поршня предъявляют следующие требования:

оси отверстий под поршневой палец в бобышках поршня должны составлять одну прямую линию, быть строго перпендикулярны оси поршня и пересекаться с ней;

отклонение от перпендикулярности допускается не более 0,10 мм на длине 1 м. Несоблюдение этого требования приводит к недопустимому , перекосу в соединении поршня с шатуном;

перпендикулярность оси отверстий под поршневой палец образующей поршня, а следовательно, и относительно его оси проверяют

по схеме, изображенной на рис.5.47; наружные цилиндрические поверхности

поршня и отверстий в бобышках под поршневой палец должны быть обработаны с допусками по Н7; шероховатость обработки наружной цилиндрической поверхности поршня и отверстий в бобышках должна быть не более Ra = 0,63 мкм, а поверхностей канавок для поршневых колец —не более Ra = 1,25 мкм;

масса полностью обработанного поршня должна соответствовать указанной на чертеже. Отклонение не должно превышать 0,5-1 %.

Ремонт шатунов

При изнашивании возникают усталостные трещины на стержнях шатунов, искажаются геометрическая форма и размеры подшипников верхней и нижней головок, нарушаются плоскостность поверхностей разъема лапы шатуна и взаимное расположение осей подшипников, изменяются размеры и форма отверстий под шатунные болты. Согласно техническим условиям трещины на шатунах не допускаются. В случае их обнаружения контролируемую деталь бракуют.

Дефектация. Усталостные трещины на стержнях шатуноь выявляют магнитно-порошковым методом. Отклонение отверстия для втулки в верхней головке от правильной геометрической' формы (овальность) измеряют индикаторным нутромером или микрошлихмасом. Овальность и смятие отверстия не должны превышать допуск Н8 на диаметр. Отклонение отверстия для вкладышей в нижней головке шатуна от правильной геометрической формы целесообразно проверять цилиндрическим калибром и щупом. Овальность отверстия не должна превышать половины допуска на диаметр.

Отклонение опорной поверхности лапы шатуна и поверхностей стыков у нижней головки от плоскости контролируют наложением проверяемой детали поверхностью на поверочную плиту; при этом щупом измеряют зазор между проверяемой поверхностью и поверочной плитой: щуп толщиной 0,02 м не должен проходить между ними.

Диаметр отверстий под шатунные болты следует проверять стандартными калибрами пробками Н8, непроходной калибр не должен проходить.

Искривления стержня шатуна проверяют, измеряя фактические значения отклонения от параллельности осей подшипников. Эти измерения выполняют универсальным способом на контрольной плите (рис.5.48)

257

Ремонт. Порядок ремонта шатунов с неотъемной нижней головкой следующий: исправление плоскостей стыков у нижней головки; развертывание отверстий под шатунные болты; одновременное растачивание на постоянный ремонтный размер отверстий в верхней и нижней головках.

Ремонт шатунов с отъемной нижней головкой необходимо выполнять в такой последовательности: исправить опорную плоскость лапы стержня шатуна; расточить на постоянный ремонтный размер отверстия в верхней головке; развернуть на постоянный ремонтный размер по кондуктору отверстия под шатунные болты.

Отклонение от параллельности опорной плоскости лапы стержня шатуна и оси отверстия верхней головки устраняют обычно шабрением ее, проверив по поверочной плите на краску, после чего по исправленной плоскости лапы стержня шатуна пришабривают на краску сопрягаемую опорную плоскость нижней головки шатуна. Однако эта операция очень трудоемка и ее целесообразно (без ущерба для качества) заменять обработкой указанных выше базовых поверхностей на специальном станке шлифованием.

Отъемные нижние головки шатуна ремонтируют по следующей технологической схеме: очистка, обезжиривание и выплавление баббита; проверка (и при необходимости исправление) плоскостей стыков у половинок головки и опорной плоскости у верхней половинки, которой она соединяется с лапой стержня шатуна; сборка на временных прокладках и заливка баббитом; растачивание отверстия с припуском 2 мм на диаметр и подрезка торцов; разрезка головки на две половинки по перемычкам баббита; зачистка баббита на плоскостях стыков с проверкой по плите на краску.

258

Ремонт штоков

Наибольший износ штоков наблюдается у дизелей, имеющих сальниковое уплотнение, отделяющее подпоршневую полость от картера. Износ проявляется в истирании штока из-за трения в уплотнительном сальнике. Иногда происходит неравномерное истирание, и шток в этом случае вырабатывается на эллипс. Причина такого износа заключается в перекосе движения или в неправильной установке сальникового уплотнения. При правильном центровании движения шток вырабатывается равномерно. В практике, правда, сравнительно редко встречаются случаи изгиба штоков, которые возникают чаще всего вследствие заедания поршней.

Кроме отмеченных, штоки дизелей и имеют и другие более мелкие дефекты, например, царапины, задиры, искривление опорных фланцев и др. Искривление опорных фланцев возникает из-за перекоса штока во время сборки.

Для выявления степени износа штоков при дефектации их диаметры измеряют в двух противоположных положениях, а подлине в сечениях через 200 мм. Выявленный износ сравнивают с нормой наибольшего допускаемого износа, приводимой в нормативной документации для дизеля.

Выработку штока по длине и в поперечном сечении на овальность, а также царапины, риски, задиры устраняют шлифованием или протачиванием с последующим шлифованием. При неоднократном протачивании штока его следует проверить расчетом на прочность. Мелкие царапины и забоины не требуют шлифования и их обычно достаточно зачистить наждачным полотном.

Штоки, получившие деформацию (изгиб), выправляют с нагревом или вхолодную в центрах токарного станка или на специальных опорах. При правке штоков в центрах токарного станка не следует поджимать

259

центр задней бабки «до отказа», необходимо учесть, что в процессе правки шток хоть и незначительно, но все же будет удлиняться.

Правку штока считают выполненной, если его биение не превышает 0,02-0,03 мм на 1 м длины. Однако с такой деформацией допустить шток к работе нельзя. Поэтому после правки шток, как правило, шлифуют или протачивают с последующим шлифованием («как чисто»). При этом устраняют не только оставшуюся после правки деформацию, но и

возможные забоины и риски, возникшие во время этой операции.

После правки и шлифования штока следует проверить его опорные фланцы. В случае обнаружения биения (при изгибе штока биение фланца имеет место) оно должно быть устранено снятием проверочной стружки. Неперпендикулярность торцевой поверхности фланца к оси штока не должна превышать 0,01 мм на 100 мм диаметра фланца, а несоосность цилиндрической поверхности тела штока и хвостовика (или конической

поверхности хвостовика) допускается не более 0,01-0,02 мм.

Штоки, получившие трещины, не ремонтируют, а заменяют новыми.

Их изготовляют из легированной стали марок 40ХН, 38ХА, ЗОХМА и др. -

5.11. Ремонт кры ш ек рабочих цилиндров

В связи с улучшением конструкции крышек рабочих цилиндров и переходом на стальное литье их выход из строя у современных мощных дизелей стал сравнительно редким явлением.

Характерный дефект крышек - трещины, образующиеся на газовой (наиболее часто) и наружной стороне. Эти дефекты можно разделить на две группы:

1)Конструктивные и технологические дефекты;

2)эксплуатационные дефекты.

Кпричинам первой группы дефектов относятся литейные напряжения, появляющиеся из-за неравномерного распределения металла, плохое качество металлов, раковины и поры, некачественная термообработка стального или чугунного литья. Причинами второй группы