Сельхозтехника ГОСНИТИ разработаны технологические процессы и комплекты оснастки для восстановления блоков цилиндров тракторных двигателей СМД-14, СМД-60, Д-50, Д-240, Д-65, А-41, ЯМЭ-238НБ, ЯМЗ-240Б. Технологическими процессами предусмотрено устранение всех дефектов в соответствии с техническими требованиями на капитальный ремонт двигателей. Разработанная оснастка позволяет качественно восстанавливать блоки цилиндров, обеспечивая повышенный послеремонтный ресурс двигателей. Эта технология широко внедрена на ремонтных предприятиях Госкомсельхозтехники. На рисунке 46 приведена схема технологического процесса восстановления блоков цилиндров, который расчленен на ряд взаимосвязанных маршрутов. Маршрут I — основной и на схеме показан сплошной линией, остальные маршруты показаны пунктирными линиями. Ниже подробно рассмотрены современные способы устранения основных дефектов блоков цилиндров.
Устранение трещин и пробоин. Наибольшее распространение при устранении трещин и пробоин блоков цилиндров получили сварочные процессы. Для сварочных процессов разработано и изготовлено необходимое оборудование, обеспечивающее качественное выполнение работ по заварке трещин и пробоин. Заваривать трещины и пробоины блоков цилиндров можно как при холодном, так и горячем процессах. В последние годы широкое применение получила на ремонтных предприятиях холодная сварка чугунных блоков цилиндров самозащитной проволокой ПАНЧ-11, позволяющей с высоким качеством ремонтировать трещины, пробоины, сколы и другие дефекты.
Хорошие результаты при холодной заварке трещин, особенно в перемычках между цилиндрами, дает полуавтоматическая сварка в среде аргона А проволокой МНЖКТ-5-1-02-02.
Сварное соединение высокого качества при холодной сварке блоков цилиндров получают, применяя специальные железоникелевые электроды марки МНЧ-2, медно-железные электроды ОЗЧ-2.
Холодную сварку чугунных блоков цилиндров можно производить комбинированным способом, когда с целью экономии дорогостоящих материалов и получения сварного шва требуемого качества используют электроды различных марок. При этом первый слой на кромках трещины наносят проволокой ПАНЧ-11 или МНЧ-2, а последующие слои — стальными электродами ЦЧ-4, ЦЧ-ЗА, УОНИ-13/45.
Рис. 46. Схема маршрутов технологического процесса восстановления блоков цилиндров
Для устранения дефектов блоков цилиндров можно применять^ также горячую сварку при нагреве детали до 600… 700 °С, применяя в качестве присадочного материала чугунные прутки марки А. Трещины и другие дефекты блоков цилиндров можно устранять-пайко-сваркой, используя различные припои. При заварке трещин в алюминиевых блоках цилиндров применяют аргонно-дуговую^ сварку. При отсутствии специальных сварочных материалов сваривать чугунные блоки цилиндров можно стальными электродам» методом наложения отжигающих валиков. Подготовка к сварке, режимы, оборудование, материалы для холодной и горячей сварки чугунных и алюминиевых деталей приведены были ранее (см. стр. 10).
Трещины в блоках цилиндров могут быть устранены с помощью фигурных вставок. Технология ремонта трещин фигурными вставками подробно изложена ранее.
Весьма эффективно проводить ремонт ГБЦ, в том числе устранять трещины, технологией газодинамического напыления металлов ДИМЕТ, использование которой не приводит к нагреву поверхности свыше 150 градусов.
Зачастую заваренная трещина или пробоина не имеет достаточной герметичности. Для создания герметичности применяют по- ‘ лимер-ные составы, приготовленные на основе эпоксидных смол. Применение герметизирующих полимерных материалов необходимо также при ремонте трещин фигурными вставками.
Трещины и пробоины в мейее ответственных местах блоков цилиндров могут быть устранены путем применения эпоксидных составов.
Технология ремонта трещин и пробоин в корпусных деталях с применением полимерных материалов подробно рассмотрена ранее (см. стр. 64).
Восстановление гнезд коренных подшипников. Наиболее простой способ восстановления изношенных поверхностей под вкладыши коренных подшипников блоков цилиндров — растачивание этих поверхностей и использование вкладышей ремонтного (увеличенного) размера.
Блоки, имеющие диаметр отверстий под вкладыши 97,93… …98,06 мм, для двигателей типа СМД (СМД-14, СМД-14А, СМД-14Б, СМД-14К, СМД-14Н, СМД-15К, СМД-15КФ, СМД-12Б, СМД-17К, СМД-18) и 80,93… 81,06 мм для двигателей Д-50, Д-50Л, Д-240 и несоосность коренных опор более 0,07 мм, направляют на расточку коренных опор под вкладыши с увеличенным наружным диаметром. Для растачивания опор под вкладыши коренных подшипников в большинстве случаев на ремонтных предприятиях применяют расточные станки типа РД.
Блок цилиндров устанавливают на плоскость разъема с поддоном, т. е. так же, как и при изготовлении. Однако использовать заводские базовые отверстия в блоке для установки его на станке невозможно, так как они в процессе изготовления блоков были смяты и деформированы. В связи с этим устанавливают блоки в горизонтальной плоскости на станке относительно борштанги специальными быстродействующими индикаторными устройствами с точностью до 0,02 мм.
Для центровки блока цилиндров относительно оси борштанги расточного станка два измерителя устанавливают в пазы на концах борштанги и закрепляют. При повороте борштанги на 180° индикаторы обоих измерителей покажут удвоенное значение смещения осей крайних отверстий блока относительно оси борштанги з горизонтальной плоскости. Перемещая блок цилиндров на опорах станка, необходимо добиться одинаковых показаний каждого из индикаторов в левом и правом горизонтальных положениях в пределах ±0,03 мм, после чего блок закрепляют и снимают измерители.
Обрабатывают опоры блока цилиндров под вкладыши ремонтного размера при 200… 250 об/мин борштанги и подаче 0,08 мм/об ,до диаметров согласно следующим данным (допуск для всех 4-0,02 мм).
Овальность и конусность коренных опор не должны превышать 0,02 мм. Шероховатость расточенных поверхностей отверстий должна быть не более Ra= 1,25 …0,63 мкм. После растачивания блоки направляют на промывку масляных каналов с целью удаления стружки.
При отсутствии вкладышей ремонтного размера опоры восстанавливают путем фрезерования плоскостей разъема крышек коренных подшипников на 0,3… 0,4 мм и последующего растачивания до нормального размера при условии сохранения допустимого размера расстояния от оси отверстия опор до верхней плоскости блока цилиндров. Для фрезерования плоскостей разъема комплект крышек устанавливают в приспособление и на станке типа 6М12П фрезеруют опорные поверхности крышек под гайки «как чисто». Затем переставляют крышки в приспособлении плоскостью разъема вверх (рис. 47), фрезеруют их, выдержав размер Н (рис. 48). Для блоков цилиндров двигателей Д-50 и Д-240 размер Н должен быть не менее 72 мм, двигателя СМД-14 —не менее 98 мм, двигателя СМД-60 — не менее 109 мм. Паз под усик вкладыша углубляют фрезой. Крышки с обработанными плоскостями разъема устанавливают на блок, закрепляют и растачивают до нормального размера. Установку блока цилиндров в горизонтальной плоскости производят аналогично описанной ранее при растачивании коренных опор под вкладыши ремонтных размеров. В вертикальной плоскости блок цилиндров устанавливают после контроля расстояния от плоскости прилегания головки до верхней точки отверстия под вкладыши коренных подшипников индикаторным приспособлением. Растачивание отверстий с переносом оси в глубь цилиндров допускается при размерах А и В (рис. 49).
Обычно ремонтируемые блоки цилиндров имеют по этим параметрам припуски в пределах 0,1… 0,15 мм. В этом случае блок устанавливают на станке с заниженным расположением оси опор ло отношению к оси борштанги, что обеспечивает припуск для расточки в верхней полуокружности опоры (кроме боковых участ-жов). Растачивают отверстия на станках типа РД резцами ВК6М при режимах: частота вращения борштанги—180 об/мин, подала — 0,05 мм/об, глубина резания — 0,2 мм.
ГОСНИТИ разработаны технологический процесс и оборудование для восстановления изношенных гнезд коренных подшипников ‘блоков цилиндров с диаметром отверстий 95 мм и более электро-:контактной приваркой стальной ленты с последующим растачиванием приваренного слоя до номинального размера. Для приварки применяют ленту из стали 20, допускается также применение лен-“хы из стали 10.
Технологический процесс приварки заключается в следующем. Изношенные гнезда растачивают до диаметра, превышающего номинальный на 1 мм. Из стальной ленты толщиной 1 мм изготавливают две заготовки шириной, равной ширине гнезда, и длиной L = где ?) — диаметр расточенного гнезда. Заготовкам придают форму, идентичную форме коренной опоры. Затем заготовки вставляют в отверстия коренных опор. При этом заготовки должны полностью огибать поверхности отверстий без нахлеста в месте стыка, с зазором не более 0,5 мм. После установки ленты приварку начинают на расстоянии 5… 10 мм от места стыка ленты и продолжают в сторону, противоположную стыку, делая полный оборот сварочной головки с перекрытием 5… 10 мм. Скользящие токопередающие контакты, изготовленные из бронзы БрХ диаметром 50 …60 мм, смазывают графито-касторовой смазкой (25… …30% графита П марки А и 70 …75% технического касторового масла первого сорта).
Режимы сварки в зависимости от марки чугуна рекомендуются следующие: сила сварочного тока 6,5… 8,5 кА; длительность импульса сварочного тока 0,14…0,24 с; пауза между сварочными импульсами 0,04… 0,1 с; скорость сварки 0,5… 1 м/мин; усилие сжатия 1800…2500 Н; ширина рабочей части ролика 6…8 мм. Обрабатывают приваренный слой на расточных станках борштангой в три прохода. Черновое растачивание производят твердосплавными пластинками типа ВК-4. Получистовое и чистовое растачивание ведут резцами с пластинками, изготовленными из эльбора-Р или гексанита-Р. Заключительная операция механической обработки приваренного слоя — хонингование.
При наличии повреждений отдельных гнезд коренных подшипников ремонту подвергаются только они. В этом случае поврежденное гнездо растачивают и полуокружность в блоке наплавляют электродуговой или газовой наплавкой. Чаще всего применяют газовую наплавку латунью Л-63.
Наплавленный слой меди или латуни хорошо обрабатывается лезвийным инструментом, но его твердость ниже твердости чугуна. Наплавка латуни на поверхность детали без ее подогрева может привести к образованию трещин, поэтому поверхность вблизи изношенной опоры подогревают газовой горелкой до 500… 700 °С. Наплавленные опоры растачивают до нормального размера борштан-гой с одним резцом. При этом необходимо предварительно обработать плоскости разъема крышек. При несоосности опор коренных подшипников более допустимых пределов, но не более 0,07 мм для двигателя СМД-14 и его модификаций, а также двигателей Д-50, Д-240 и отсутствии других дефектов коренные вкладыши (новые или бывшие в употреблении) устанавливают в опоры и растачивают по антифрикционному слою под размеры имеющихся коленчатых валов. Вкладыши нужно растачивать в тех блоках, которые имеют размеры отверстий под вкладыши не более допустимых без ремонта.
Перед растачиванием вкладыши промывают дизельным топливом при температуре 70… 80 °С в течение 5 мин. Вкладыши на мойку должны направляться парами в комплекте для одного двигателя. Эти пары — верхние и нижние вкладыши — не должны рас-комплектовываться. Вкладыши, бывшие в употреблении, предназначенные для растачивания, не должны иметь смятых установочных выступов, износов и задиров на наружной поверхности. На антифрикционном слое не допускаются задиры и риски глубиной более 0,3 мм.
Для растачивания вкладышей могут быть использованы модер-. низированные станки РД или другие станки, обеспечивающие необходимую точность. Модернизированные станки РД выпускаются с редуктором, обеспечивающим частоту вращения шпинделя 250 об/мин для растачивания чугуна и 1200 об/мин для растачивания антифрикционного слоя. При растачивании вкладышей в блоках несоосность осей коренных опор и борштанг допускается не более 0,03 мм. Растачивают вкладыши при 1000… 1200 об/мин борштанги и подаче 0,025 мм/об. Перед расточкой вкладышей гайки у двигателей СМД и болты у двигателей Д-50 крышек коренных подшипников затягивают с моментом 2,0… 2,2 Н-м. Овальность и конусность расточенных вкладышей не должна превышать 0,02 мм. Шероховатость поверхности расточенных вкладышей должна быть не более i?a=0,63… 0,32 мкм. После растачивания толщина слоя антифрикционного сплава должна быть не менее 0,3 мм. На внутренней расточенной поверхности допускается кольцевая риска шириной и глубиной до 0,3 мм. Блоки в сборе с расточенными вкладышами промываются для удаления стружки.
Восстановление поверхностей отверстий под гильзы цилиндров. При глубине кавитационных раковин до 1,5 мм на нижних посадочных поясках в отверстиях под гильзы цилиндров протачивают вторую канавку выше или ниже первоначальной под стандартное резиновое уплотнительное кольцо (рис. 50). При этом блок цилиндров устанавливают на столе радиально-сверлильного станка и с помощью расточного приспособления растачивают канавку.
Приспособление с утопленными резцами вводят в гнездо под гильзу и закрепляют гайками ;на двух шпильках блока. К приводной головке приспособления подводят оправку, установленную конусом в шпинделе станка. Выдвигают резцы путем легкого притормаживания маховика, втягивающего конусный разжим в резцовой головке. Ход маховика ограничен закрепленной на резьбе контргайкой. Скорость вращения шпинделя станка — не более 30 об/мин. Для устранения овальности посадочных отверстий под гильзы цилиндров применяют комбинированную развертку, устанавливаемую в обрабатываемые гнезда заходной частью и имеющую привод как от шпинделя радиальносверлильного станка 2Н55, так и ручной при тонком слое снимаемого металла.
Обрабатывают верхнее и нижнее отверстия одновременно. Неравномерный износ торцевой поверхности гнезда под бурт гильзы, достигающий более 0,05 мм, устраняют на станке 2Н55 с помощью самоустанавливающейся по оси отверстия зенковки с регулируемым концевым упором. Припуск на обработку принимают, как правило, 0,2 мм. Под гильзу на обработанный торец устанавливают металлическое кольцо. Износ посадочных отверстий в блоке под нижний поясок гильзы и имеющиеся кавитационные раковины глубинои более 2 мм устраняют .путем растачивания на вертикальном алмазно-расточном станке 278Н нижнего посадочного пояска и запрессовки металлического кольца с готовой канавкой под уплотнение. С этой целью резцовую голов/ку станка с помощью центрирующего приспособления устанавливают соосно с верхним посадочным пояском, после чего приспособление снимают, резцовую головку опускают до уровня нижнего пояска и выполняют расточку гнезда. В пояске остается перемычка толщиной 5 мм для упора металлического кольца при его запрессовке. Растачивают при 250 об/мин шпинделя и подаче 0,08 мм/об. Затем в перемычке прорезают паз с двух противоположных сторон для установки кольца.
Рис. 51. Блок цилиндров двигателя Д-240 с запрессованным кольцом в нижнее посадочное отверстие.
Наружную поверхность кольца и поверхность гнезда дважды обезжиривают техническим ацетоном. После обезжиривания наносят тонким слоем на поверхность гнезда эпоксидный состав и запрессовывают кольцо до упора в бурт (рис. 51). Для вклеивания ремонтного кольца состав на основе эпоксидной смолы готовят по следующей рецептуре (в весовых частях) : эпоксидная смола ЭД-6 или ЭД-16— 100, дибутилфталат — 15, полиэтиленполиамин— 10. В отремонтированное гнездо блока цилиндров устанавливают гильзу и проводят отвердевание эпоксидного состава. После этого гильзу и резиновое уплотнительное кольцо извлекают, зачищают поверхность посадочного места от наплывов эпоксидного состава шлифовальным кругом на машине типа ШР-06.
Восстановление резьбовых соединений. Поврежденные или изношенные резьбовые отверстия восстанавливают установкой резьбовых спиральных вставок. Технология восстановления резьбовых отверстий с применением резьбовых спиральных вставок изложена в главе 6 первого раздела.
При наличии изломанных болтов и шпилек место излома зачищают заподлицо с поверхностью блока. В центре облома сверлят отверстие диаметром (согласно таблице 27) на всю длину облома. Затем забивают экстрактор в высверленное отверстие соответствующего номера, на экстрактор надевают специальную гайку и вывинчивают обломок из резьбового отверстия. После удаления обломанной части шпильки или болта резьба «прогоняется» соответствующим метчиком. При повреждении резьбы устанавливают резьбовую спиральную вставку.
Изношенные втулки распределительного вала заменяют новыми с последующим развертыванием до нормального размера.
Контроль восстановленных блоков цилиндров. Опорную поверхность под бурт гильзы проверяют с помощью приспособления для контроля выточки под гильзу. Разница замеров глубины гнезда в четырех точках должна -быть не более 0,05 мм.
Размеры, овальность и конусность отверстий под гильзы цилиндров, втулки распределительного вала, коренных опор блоков цилиндров и блоков цилиндров в сборе с вкладышами контролируют нутромером.
Соосность коренных опор блоков цилиндров и блоков цилиндров в сборе с вкладышами контролируют приспособлением КИ-4862.
Шероховатость обработанных поверхностей контролируют с помощью образцов шероховатости. Размеры и другие параметры восстановленных блоков цилиндров должны соответствовать установленным требованиям (см. табл. 25).