18.4. Припрацювання і випробування агрегатів

Загальні відомості. У технологічному процесі ремонту агрегатів припрацювання є завершальним етапом, завданням якого є виявлення можливих дефектів, підготовка до сприйняття експлуатаційних навантажень і перевірка характеристик, які мають відповідати технічним умовам.

Припрацювання деталей - це результат, який супроводиться формуванням оптимальної для експлуатації мікро- і макрогеометрії поверхні, фізико-механічних та фізико-хімічних властивостей. Припрацьована поверхня характеризується рівномірною мікрогеометрією, оскільки гребінці від тертя деформуються, скруглюються і спрацьовуються. Це приводить до зменшення роботи тертя рівномірного розподілу питомого навантаження по тертьовій поверхні і, отже, до зниження інтенсивності спрацьовування і дальшої нормальної експлуатації. За умови якісної обкатки макродефекти деталей (овальність, конусність тощо) зменшуються, а в разі порушення режиму обкатки і під час дальшої експлуатації вони, навпаки, розвиваються: виникають задири, схоплювання, огранка тощо. Під час припрацювання у поверхневих шарах металу відбуваються корисні та шкідливі процеси. З одного боку, метал ущільнюється, наклепується, підвищується його твердість на 10... 15 %, з другого - внаслідок втомленості та інших факторів він стає напруженим, утворюється густа сітка поверхневих мікротріщин. Отже, виникає потреба керувати і цими процесами, шукати шляхи поліпшення припрацювання і формування оптимальних властивостей припрацьованих поверхонь деталей.

Обкатка різних агрегатів триває 1...5 год. Скоротити час обкатки - важливе завдання ремонту агрегатів і машин.

Тривалість обкатки можна скоротити і при цьому поліпшити якість припрацювання:

1. Якістю обробки деталей і точністю складання. Шорсткість поверхні має наближатись до тієї, яка утворюється після припрацювання деталі. Це гарантує мінімальне спрацювання у початковий період припрацювання та надалі стійку роботу спряжень. Мікроспотворення геометричної форми і неточності складання призводять до нерівномірного розподілу зовнішніх сил і підвищеного спрацювання.

2. Застосуванням оптимальних навантажувально-швидкісних режимів. Навантаження і швидкість під час обкатки мають збільшуватися плавно. Підвищення їх у початковий період обкатки понад оптимальне значення призводить до інтенсифікації процесу спрацювання. Існують оптимальні режими обкатки для різних агрегатів.

3. Введенням присадок до партерного масла під час обкатки. Розрізняють присадки інактивні (ІА): колоїдний графіт, дисульфід молібдену; поверхнево-активні (ПА): олеїнова кислота, колоїдна сірка; хімічно активні (ХА):_; ортооксихінолін, сульфосаліцилова кислота; високомолекулярні (ВМ): поліізобутилен, поліметилметакрилат тощо.

ІА-присадки, осаджуючись на поверхні деталі, перешкоджають суто металевому контакту гребінців нерівностей, утворюють площадки ковзання, внаслідок чого спрацювання зменшується. Хімізм дії ПА- та ХА-присадок пов'язаний із складними фізико-хімічними процесами: утворенням м'яких порівняно з основним металом продуктів, пластифікуванням і згладжуванням гребінців мікронерівностей. Ці присадки значно скорочують час припрацювання деталей без підвищення їх спрацювання. ВМ-присадки підвищують в'язкість масла та несучу здатність масляного клина, внаслідок чого зменшується імовірність «голого» контакту (без мастила) гребінців нерівномірностей. Це сприяє зниженню спрацювання. Проте добавляти ці присадки до мастила можна тільки в невеликих кількостях, оскільки значне збільшення в'язкості масла веде до розвитку адгезійно-молекулярних процесів, зростання сили тертя і збільшення спрацювання.

Рис. 47.11. Стенд з електричним гальмом для випробовування двигуна: 1- двигун; 2 - ваговий пристрій; 3 - електрична машина; 4 - реостат навантаження

Найбільшого ефекту досягають добавлянням до масла багатокомпонентних присадок, комплексна дія яких веде до значного скорочення часу обкатки і підвищення якості припрацювання. Проте слід зауважити, що прискорення припрацювання не повинно супроводжуватись інтенсифікуванням1 процесу1 спрацювання деталей.

Припрацювання і випробування двигунів складаються з холодної і гарячої стадій (без навантажування і під навантаженням). Двигуни обкатують на спеціальних електрогальмових стендах (рис. 47.11). Встановлено, що в перший період припрацювання інтенсивно вирівнюються шорсткості, чим пояснюється інтенсивне спрацювання і різке падіння втрат на тертя .

Холодну обкатку (наприклад, дизельних двигунів) спочатку виконують без компресії, потім 3 компресією. під час холодної обкатки стежать за температурою тертьових деталей, тиском масла, загальним тепловим режимом двигуна, прослуховують ритмічність роботи, визначають щільність з'єднань та вузлів, виявляють витікання масла, пального, води. Після холодної обкатки двигун старанно оглядають, усувають виявлені дефекти, підтягують кріплення, видаляють повітря з паливної системи, перевіряють кут подачі пального в циліндри.

Потім провадять гарячу обкатку двигуна без навантаження. При цьому стежать за температурою води і нагріванням масла в картері, з'ясовують причини шуму, стуків. Закінчивши гарячу обкатку двигуна без навантаження, підтягують гайки, регулюють зазори в клапанах.

Таблиця18.3

Стадія	Частота обертання вала, хв-1	Навантаження, кВт	Час, хв
Холодне припрацювання	500...700	-	15
	850... 90	-	15
Гаряче припрацювання без навантаження	1200... 1500	-	20
Гаряче припрацювання під навантаженням	1500... 1800	7,3…11,0	25
	1800... 2000	11,0…14,7	20
Контрольне приймання	Не більше 3000	-	5
Разом			100

Після цього приступають до гарячої обкатки під навантаженням. Режими обкатки. двигуна заносять до технологічних карт (табл. 18.3).

Після обкатки провадять випробування. При цьому визначають потужність двигуна, годинну і питому витрати пального. Потужність двигуна визначають за формулою

де ..._е - ефективна потужність двигуна; п - частота обертання колінчастого вала; М' - крутний момент двигуна, зрівноважений моментом гальма; Р_в - показ вагового механізму; / - довжина важеля; ККД V= 0,98.

Годинна витрата пального, кг/год

де ... - маса пального, витраченого за час випробувань, г; І_в - час випробувань, с.

Питома витрата пального, г/(кВт • год):

Під час випробування доцільно, щоб потужність двигуна була на 20...30 % менша номінальної, а після випробування обмеження потужності слід зберігати на весь період експлуатаційної обкатки (50...60 год).

Після випробування провадять контрольний огляд двигуна. Його встановлюють на стенд, знімають піддон картера, кришки корінних та шатунних підшипників, кришки фільтрів грубого та тонкого очищення масла і оглядають робочі поверхні гільз циліндрів та вкладишів. Виявлені несправності усувають, промивають у дизельному пальному фільтруючі елементи, кришку нижнього картера, сітку маслоприймача і т. п. Потім двигун повністю складають і балансують.

Незрівноваженість двигуна є наслідком порушення співвісності муфти зчеплення і колінчастого вала (в разі знеособлення цих деталей), великої різниці в масі комплекту шатунів і порушення теплового балансу. Динамічна незрівноваженість спричиняє підвищення вібрації двигуна.

Балансування двигунів звичайно суміщають із стендовими випробуваннями. Перед балансуванням двигун прогрівають до робочої температури води і масла, доводять тиск масла до робочих меж, поступово збільшують частоту обертання колінчастого вала до максимальної. За шкалою фазометра приладу ЗВМ-БП визначають отвір на диску муфти зчеплення, в який необхідно вкрутити балансувальний тягарець. Встановивши його, повторно вимірюють амплітуду коливань і, якщо вона перевищує 300...350 мкм, двигун передають на повне розбирання.

Припрацювання і випробування агрегатів силової передачі. Для випробування коробки передач під навантаженням застосовують стенди з асинхронним двигуном, стенди з навантаженням внутрішніми силами (за замкнутим контуром) і з гідравлічним гальмом.

Для припрацювання і випробування застосовують стенди, що являють собою установки із замкнутим силовим контуром (рис. 47.13). Потужність електродвигуна під час роботи на цих стендах використовується тільки на подолання сил тертя в зачепленні шестерень і в підшипниках. В результаті цього потужність електродвигуна може бути менша, ніж на стенді з розімкнутим контуром. Навантажування коробок здійснюється за рахунок використання внутрішніх сил системи. У цьому випадку має місце циркуляція потужності. На стендах відсутні громіздкі гальмові пристрої. Недоліком їх є велика складність виготовлення. Навантажувальний крутний момент створюється в результаті закручування на певний кут торсіонного вала, розташованого між фланцями редукторів. Торсіон намагається розкрутитися за рахунок дії пружних сил, створюючи тим самим пару сил протилежного напряму. Під час випробування коробок передач інші сили, що виникають всередині замкнутого контура, створюють момент, під дією якого перебувають шестірні коробки передач.

Режими припрацювання і випробувань деяких типів коробок передач наведено в табл. 47.4.

Під час випробування і припрацювання задніх мостів виявляють дефекти і шуми високого тону. Для цього застосовують різні стенди, що мають гальмові пристрої, з асинхронним електродвигуном.

Задні мости можна припрацьовувати і випробовувати на стендах з навантаженням внутрішніми силами — по замкнутому контуру. Обкатувати і випробовувати слід усі відповідальні агрегати (редуктори, паливні насоси, амортизатори, гідроциліндри).

Таблиця 47.4

Гальмовий момент на веденому валі, Н-м	ГАЗ-24	ГАЗ-53	МАЗ-500
На 1-й передачі	132	480	1040
На 2-й передачі	75	280	590
На 3-й передачі	43,5	130	310
На 4-й передачі	-	75	170
На 5-й передачі	-	-	120
На передачі заднього ходу	159	510	1090