Разработка технологического процесса восстановления гильзы цилиндра двигателя автомобиля ЗИЛ-130

 

Технологическая карта на восстановление рабочей поверхности  гильзы цилиндра КамАЗ

	Деталь	Гильза цилиндра
	Номер детали
	Материал	Специальный чугун
	Твердость	HRC 42…50

 Разработка технологического  процесса восстановления гильз цилиндров двигателя ЗиЛ-130

 

Наименование дефекта	Способ ремонта		№ операции		Наименование и содержание операции		Установочная база
Износ зеркала гильзы	Восстановление под ближайший  ремонтный размер		1 2 3		Токарная.Растачиваем отверстие под ремонтный размер. Хонингование.Черновое хонингование. Хонингование.Чистовое хонингование: доводка зеркала гильзы.		Верхний и нижний посадочные пояски
Износ верхнего посадочного пояска, нижнего посадочного пояска	Осталивание под ремонтный размер	1 2		Слесарная. Прокатка пояска. Процесс приваривания стальной ленты  ст. 90		Плоскость верхней части гильзы.

При поступлении детали в цех  её измеряют и выявляют наличие дефектов, если деталь не подлежит эксплуатации – её бракуют. После дефектации определяют ближайший ремонтный размер, под который необходимо расточить деталь. Далее идет расточка на алмазно-расточном станке, что бы убрать овальности цилиндра, чистовым растачиванием восстанавливают плоскости зеркала. Гильзы хонингуют на хонинговальном станке типа 3Г 833 (3А 833) и доводят до точной формы (по ремонтному размеру). Для того что бы поверхность не была слишком гладкой. Что приводит в процессе эксплуатации к стеканию масла и в дальнейшем к повышенному износу, на ней наносят насечку. Затем деталь отправляют далее на сборку двигателя.

 

4.Маршрут восстановления гильзы цилиндра

Рабочая (внутренняя) поверхность  гильзы изнашивается наиболее интенсивно, так как на эту поверхность  попадают абразивные частицы из топливно-воздушной  смеси, из масла. Детали сопряжения гильза—поршень—поршневые кольца работают при высоких температурах, затрудненной смазке, повышенном давлении, в агрессивной среде, что также является причиной интенсивного износа внутренней поверхности гильз. Коррозионные и кавитационные разрушения бывают весьма значительными.

Обычно гильзы при определении  технического состояния выбраковывают в случае наличия трещин, глубоких задиров и рисок на внутренней поверхности, сколов, износе внутренней рабочей поверхности более 0,4 мм и опорного бурта по высоте более 0,3 мм.

Очистка гильз от накипи и следов коррозии наиболее эффективна металлическим  песком в специальной установке. В качестве очищающей среды используют косточковую или пластмассовую  крошку, стеклянные шарики и гранулы  сухого льда. Косточковая крошка (дробленная скорлупа фруктовых косточек) подается потоком сжатого воздуха, движущегося с высокой скоростью, на поверхность с нагаром под давлением 0,3…0,6 МПа. Частицы, с силой ударяясь о поверхность детали, разрушают и удаляют нагар и другие загрязнения, при этом, не нарушая шероховатости поверхности детали. Очистка поверхностей деталей косточковой крошкой выполняется в специальных установках. Перед обработкой косточковой крошкой с поверхности с нагаром должны быть удалены масляные загрязнения.

Конструкция такой установки показана на рисунке 2. Принцип действия ее довольно прост. Крошку загружают в корпус 6. Через фильтрующую сетку и  отверстие в клапане 2 крошка поступает  в бункер 9 и смеситель 1. По шлангу 3 под действием сжатого воздуха  крошка попадает к наконечнику 5. Кранами 7 и 8 регулируется расход подаваемого  сжатого воздуха. Детали для очистки  укладывают на стол 4. Рабочий, направляя  наконечник 5 на поверхность детали, очищает ее косточковой крошкой, а полноту и качество очистки  контролирует через защитное стекло. Пыль от крошки и загрязнений отсасывается вентилятором 11 через циклон 10.

Устранение кавитационных разрушений осуществляют покрытием мест разрушений композициями на основе эпоксидных смол. С этой целью очищенную поверхность обезжиривают и на нее наносят эпоксидную композицию. Перед нанесением эпоксидной композиции гильзы нагревают до 60 С.. В состав композиции входит эпоксидная смола, дибутилфталат, полиэтиленполиамин и в качестве наполнителя — портландцемент. Эпоксидную композицию наносят шпателем, заполняя раковины, а участки вокруг раковин также покрывают этой композицией толщиной до 0,6 мм. При использовании в качестве отвердителя и пластификатора эпоксидной композиции дибутилфталата и полиэтиленполиамина отверждение нанесенного слоя при окружающей температуре 20 "С идет 72 ч.

Ремонт посадочных поясков гильзы производят, применяя вибродуговую наплавку. После наращивания изношенной поверхности  пояска его подвергают механической обработке шлифованием до размера  по чертежу.

Ремонт внутренней рабочей поверхности  гильзы производится либо под размер поршня соответствующего ремонтного размера, либо до размера по рабочему чертежу. В данном задании будем рассматривать  второй случай, т. к. автозавод КамАЗ  не производит поршни ремонтных размеров и в этом случае необходимо ремонтировать  внутренние рабочие поверхности  гильз до размера по рабочему чертежу. Для данного случая применяют  метод ДРД, суть которого заключается  в следующем. Сначала растачивается  рабочая поверхность гильзы на алмазно-расточном  станке в специальном приспособлении. Используется резец с вставкой из эльбора-Р. Использование обычных резцов ВК-3 затруднено из-за высокой твердости материала гильз. Параметры режима обработки следующие: скорость резания 70...90 м/мин; подача 0,03 мм/об; глубина резания 0,015...0,20 мм; шероховатость поверхности R_a = 0,63 ... 0,32 мкм.

Для изготовления пластины от стальной ленты толщиной 0,6 мм гильотинными ножницами  отрезаются мерные куски, которые собираются в пакет, их торцы шлифуются. С  одной стороны шлифуется фаска 0,2x45°. В процессе обработки обеспечиваются точные линейные размеры пластин.

Пластина сворачивается в матрице. Свернутая пластина запрессовывается в цилиндр на прессе; натяг 0,18...0,20 мм. Правильность посадки пластин  в цилиндре и натяг зависят  от точности размеров пластин, обеспеченных при шлифовании торцов и точности растачивания цилиндра.

Обработка гильзы в сборе производится хонингованием в течение 2 мин. Операция производится на хонинговальном станке. Используются хоны с брусками из синтетических  алмазов ACР 20/14. Параметры режима хонингования следующие: окружная скорость 60…80 м/мин; скорость возвратно-поступательного движения 15…25 м/мин; давление брусков 0,5 МПа. Хонингование гильз имеет своей целью получение точных окончательных размеров рабочей поверхности детали, необходимой шероховатости и оптимального микрорельефа поверхности. Шероховатость поверхности R_a = 0,16 мкм. Овальность и конусность не более 0,025 мм. Обеспечивается высокое качество восстановления, и повышается ремонтопригодность детали, поскольку при повторном ремонте изношенная пластина выпрессовывается, а на ее место запрессовывается новая, которая потом проходит механическую обработку.

4.1 Выбор способа восстановления детали

Восстановление способом ремонтных  размеров заключается в том, что  соединению возвращают первоначальный зазор или натяг, т.е. посадку, но размеры восстановленных деталей  отличаются от первоначальных. Например, при износе пары цилиндр - поршень цилиндр растачивают под увеличенный ремонтный размер и устанавливают новый поршень соответствующего размера. При таком восстановлении получается начальный зазор и правильная геометрическая форма цилиндра, соответствующие нормативной документации завода изготовителя.

Гильзы цилиндров не вышедшие за ремонтный размер восстанавливают  расточкой и подвергают двух - или  трехкратному хонингованию. Износ цилиндра для большинства двигателей в  этом случае не должен превышать 0,3 - 0,35 мм.

При меньшем износе цилиндра расточку часто заменяют шлифованием. Для  этого используют бесцентровые внутришлифовальные станки типа СШ - 22, СШ - 64 и др. Гильзу устанавливают в приспособление и шлифуют кругами из белого электрокорунда зернистостью 40 среднемягкой твердости. Шлифуют гильзы за два перехода: черновое и чистовое шлифование. При чистовом шлифовании в два раза уменьшают поперечную и продольную подачи. В результате такой операции снижаются затраты на хонингование до 40%.

Один из недостатков восстановления гильз обработкой под ремонтный  размер - резкое (на 20...30%) снижение их ресурса  из - за уменьшения твёрдости поверхности. При использовании способа ремонтных размеров в процессе восстановления гильз цилиндров и коленчатых валов ресурс двигателя снижается на 30 - 50%. Для его повышения гильзы упрочняют пластическим деформированием, плосковершинным хонингованием, закалкой ТВЧ, лазерной обработкой и т.д.

Гильзы цилиндров, вышедшие за ремонтный  размер или не имеющие ремонтных  размеров, восстанавливают одним  из следующих методов: постановкой  легкосъёмных тонких пластин; железнением; хромированием; электроконтактной приваркой ленты; термопластическим обжатием; индукционной центробежной наплавкой и др.

Выбор способа восстановления зависит  от конструктивно-технологических  особенностей и условий работы деталей, их износа, технологических свойств  самих способов восстановления, определяющих долговечность отремонтированных  деталей, и стоимости их восстановления. Оценка способа восстановления дается по трем критериям - применимости, долговечности  и экономичности.

Критерий применимости (технологический  критерии) определяет принципиальную возможность применения различных  способов восстановления по отношению  к конкретным деталям. Этот критерий не может быть выражен числом и  является предварительным, поскольку  с его помощью нельзя решить вопрос выбора рационального способа восстановления деталей, если этих способов несколько. Решая вопрос о применимости того или иного способа ремонта, надо использовать данные авторемонтных  предприятий страны, информацию журнала "Автомобильный транспорт" и  других литературных источников. Критерий долговечности определяет работоспособность  восстанавливаемой детали и выражается коэффициентом долговечности К_д как отношение долговечности восстановленной детали к долговечности новой детали. Чтобы обеспечить работоспособность детали на весь межремонтный пробег агрегата, принимаемый способ восстановления должен удовлетворять требуемому значению К_д (не ниже 0,85). Критерий экономичности определяет стоимость С_ВС восстановления детали. Значение С_ВС можно определить после окончательной разработки технологического процесса и установления норм времени. Для выбора рационального способа по критерию экономичности необходимо произвести расчет себестоимости по нескольким вариантам технологического процесса. В учебном варианте проекта для простоты допускается принимать значение С_ВС по прейскурантам, данным авторемонтных предприятий или удельной себестоимости восстановления.

Таблица № 1  Выбор методов восстановления

Номер дефекта	Наименование  дефекта	Возможные способы  восстановления	Коэффициенты			Принятый  способ восстановления
			Кп	Кд	Св
1	Коррозия верхнего посадочного пояса	1)Хромирование 2)Железнение	1 1	1.52 0.78	88.5 30.2	Железнение
2	Износ нижних посадочных поясов	1)Железнение 2)Хромирование	1  1	0.78  1.52	30.2  88.5	Железнение
3	Задиры или износ  рабочей поверхности		1	0.86	27.2	Обработка под ремонтный  размер

 

Таблица № 2 Разработка схемы  восстановления

Дефект	Применяемый способ восстановления	Номер операции	Наименование и  содержание операции	Установочные базы
Коррозия  верхнего посадочного пояса	Железнение	1	Схема 1Шлифовальная Шлифовать верхний  посадочный пояс «как чисто»	отверстие
		2	Гальваническая Железнить верхний  посадочный пояс на t= 0.5 мм	Наружная поверхность  посадочных поясов
		3	Шлифовальная Шлифовать верхний  посадочный пояс после железнения 125-0.04	Отверстие

 

  
 

Износ нижних посалочных поясов		Железнение	1	Схема 2. Шлифовальная Шлифовать нижний посадочный пояс « как чисто»	Отверстие
			2	Железнение	Наружная поверхность  посадочных поясов
Задиры  или износ рабочих поверхностей		Обработка до ремонтного размера	1	Схема расточная Расточить отверстиедо 1 ремонтного размера 100.4+0.06 классом шероховатости 0.63 непроход	Наружная поверхность  посадочных поясов
			2	Хонинговальная Хонинговать отверстие до 100.5 и классом шероховатости 0.32 непроход	Наружная поверхность  посадочных поясов