Анализ способов восстановления внутренней поверхности гильз цилиндров

Авторы: Песковацков Дмитрий Николаевич

.

Рубрика: Технические науки

Страницы: 55-59

Объём: 0,32

Опубликовано в: «Наука без границ» № 12 (17), декабрь 2017

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Песковацков Д. Н. Анализ способов восстановления внутренней поверхности гильз цилиндров // Наука без границ. 2017. № 12 (17). С. 55-59.

Аннотация: В статье рассмотрены основные способы восстановления внутренней поверхности гильз цилиндров. Основными направлениями дальнейшего развития восстановления и упрочнения деталей является разработка новых и совершенствование действующих технологических процессов восстановления изношенных поверхностей деталей, которые обеспечивают надежную сцепляемость покрытия с основным металлом.

Отечественная и мировая практика показывают, что ремонтное производство является экономически оправданным. Обеспечение предприятий агропромышленного комплекса запасными частями за счет восстановления изношенных деталей, является важной народно-хозяйственной задачей, так как при этом можно сэкономить материально-технические ресурсы.

Широкое применение различных способов восстановления и упрочнения изнашивающихся рабочих поверхностей деталей с целью восстановления улучшенных свойств представляет актуальную научно-техническую и экономическую задачу, решение которой позволит реализовать значительную часть остаточной стоимости и создать детали (с небольшими дополнительными затратами) с первоначальными техническими и технологическими свойствами [1].

Основными направлениями дальнейшего развития восстановления и упрочнения деталей является разработка новых и совершенствование действующих технологических процессов восстановления изношенных поверхностей деталей, которые обеспечивают надежную сцепляемость покрытия с основным металлом. В основу этих технологических процессов должны быть положены усовершенствованные ресурсосберегающие способы наращивания изношенных поверхностей.

Гильзы цилиндров – это те детали, которые лимитируют ресурс и долговечность двигателя, и в целом определяют его работоспособность. Основным параметром выбраковки, зависимым от естественного изнашивания, является величина внутреннего диаметра гильзы, измеренная в месте наибольшего износа. Наибольшие износы наблюдаются в зоне перемещения верхних компрессионных колец  и  достигают 0,3…0,5 мм. Целесообразность восстановления гильз цилиндров, в первую очередь, заключается в том, что они обладают 3…5-ти кратным запасом прочности, который не используется в процессе эксплуатации. Очень высоки потери от неполного использования ресурсов этих деталей, так как до 80 % затрат на изготовление новых гильз цилиндров приходится на стоимость металла и химико-термической обработки, то есть именно тех составляющих, которые можно сохранить при восстановлении гильз цилиндров [2, 3].

Известные способы восстановления и упрочнения внутренней поверхности гильз цилиндров, представленные на рис. 1, разделяются на две группы: расточка под ремонтный размер и восстановление до номинального размера [4, 5, 6].

Технология ремонта под ремонтный размер – это расточка гильзы по внутреннему диаметру под увеличенный ремонтный размер. При расточке гильз под ремонтный размер восстанавливают их геометрическую форму и шероховатость поверхности. После расточки оставляют припуск (0,03…0,05 мм) на хонингование, которым обрабатывают гильзу до нужного размера и придают ей необходимую шероховатость поверхности.

Способы восстановления гильз цилиндров

Рис. 1. Способы восстановления внутренних поверхностей гильз цилиндров

Гальванические способы восстановления подразумевают осаждение на изношенную поверхность гильзы износостойких металлов из металлосодержащих электролитов. Известны две разновидности способа восстановления гальваническими покрытиями: железнение (осталивание), и хромирование.

Способ восстановления центробежной индукционной наплавкой внутренней поверхности гильз износостойкими порошковыми материалами заключается в следующем. Гильза закрепляется в патроне механизма с горизонтальной осью вращения, на внутреннюю поверхность насыпается порошковый материал, внутрь гильзы вводится индуктор и осуществляется нагрев при вращении гильзы. При достижении заданной температуры происходит сплавление порошка и материала гильзы.

При восстановлении гильз нагревом (термопластическое деформирование) уменьшается внутренний диаметр гильзы при быстром нагревании снаружи и одновременном охлаждении с внутренней стороны.

Восстановление гильз цилиндров металлизацией осуществляется нанесением на подготовленную поверхность гильзы износостойкого металлического слоя электродуговой металлизацией. Это один из способов восстановления, при котором получается высокая износостойкость гильз цилиндров.

Восстановление рабочей поверхности гильзы постановкой стальных лент заключается в запрессовке с натягом износостойких термообработанных лент в заранее расточенное отверстие. Благодаря упругим свойствам пластины плотно прилегают к стенкам гильзы, принимая ее форму [7].

Восстановление гильз электроконтактной приваркой ленты заключается в растачивании внутренней поверхности гильзы, вставлении ленты и ее приварке. Способ обеспечивает прочное соединение ленты с поверхностью гильзы и отсутствие зазоров в местах стыка ленты.

Преимущества и недостатки существующих способов восстановления гильз цилиндров приведены в табл. 1.

Таблица 1

Сравнительная оценка способов восстановления гильз цилиндров

Способ

Преимущества

Недостатки

Расточка под ремонтный размер

- простота технологии ремонта;

- низкая себестоимость;

- не требует специальных установок по наращиванию металла

- необходимость производства поршней и колец ремонтных размеров;

- расход материала гильзы при расточке;

- низкий ресурс расточенной гильзы (60 % от новой).

Наплавка, напыление покрытий

- высокая износостойкость;

- увеличение ресурса

- низкая надежность из-за недостаточной прочности сцепления покрытия с основным металлом (1300…2000 см2).

Хромирование

- высокая износостойкость (200…250 % от новых гильз);

- высокая коррозионная стойкость

- низкая производительность;

- плохая смачиваемость и прирабатываемость хромированных покрытий, что приводит к задирам.

Железнение

- высокая производительность (по сравнению со способом хромирования), скорость осаждения железа на поверхность гильз достигает 0,3…0,5 мм/час;

- низкая себестоимость (в 2…3 раза ниже, чем хромирование)

- низкая коррозионная стойкость;

- поверхность плохо поддается обработке;

- низкая износостойкость обработанных гильз;

- повышенный износ поршневых колец.

Постановка съемных стальных пластин

- возможность многократного восстановления гильз

- высокая трудоемкость;

- повышенный износ поршневых колец;

Термообжатие

- высокая производительность способа восстановления;

- не требуется применения дополнительных материалов

- необходимость термообработки (отпуска) для снятия внутренних напряжений;

- изменение размеров внутреннего диаметра гильзы после обработки, из-за неполного снятия внутренних напряжений при отпуске;

- низкая износостойкость восстановленных гильз

Анализ исследований способов восстановления гильз цилиндров показал, что наиболее перспективным и экономически выгодным способом восстановления гильз цилиндров является способ пластинирования. Значение коэффициентов износостойкости, выносливости и сцепляемости для этого способа восстановления равны 1,0; 0,8 и 1,0 [8, 9].

Данный способ имеет существенные преимущества:

  • возможность многократного восстановления гильз;
  • простота технологии ремонта;
  • низкая себестоимость восстановления.

Сущность способа восстановления гильз цилиндров методом пластинирования  состоит в том, что в предварительно расточенное отверстие вставляется стальная тонкая изогнутая упругая пластина. Благодаря упругим свойствам и небольшой толщине пластина плотно прилегает к стенкам отверстий, принимая его форму. После износа пластина легко заменяется новой.

Список литературы

  1. Ерохин М. Н., Стрельцов В. В., Голубев И. Г. и др. Нанотехнологии и наноматериалы в агроинженерии. М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2008. 300 с.
  2. Конкин Ю. А., Малыха Е. Ф. Методические подходы к оценке износа и остаточной стоимости машин // Международный технико-экономический журнал. 2011. № 2. С. 5-12.
  3. Технический сервис как основная составляющая инженерно-технического обеспечения агропромышленного комплекса / А. С. Дорохов, В. М. Корнеев, Ю. В. Катаев, Д. Г. Вялых и др. // Управление рисками в АПК. 2016. № 4. С. 46-57.
  4. Корнеев, В. М., Катаев Ю. В., Вялых Д. Г. Обеспечение работоспособности техники в гарантийный период эксплуатации // Сельский механизатор. 2017. № 4. С. 39-40.
  5. Методика обоснования структурных элементов обслуживания мобильного парка сельскохозяйственных машин / И. Н. Кравченко, В. М. Корнеев, Ю. В. Катаев, М. С. Овчинникова // Труды ГОСНИТИ. 2017. Том 127. С. 41-46.
  6. Малыха Е. Ф., Катаев Ю. В. Тенденции развития инженерно-технической системы агропромышленного комплекса Российской Федерации // Наука без границ. 2017. № 7 (12). С. 21-25.
  7. Катаев Ю. В., Малыха Е. Ф. К вопросу технической оснащенности агропромышленного комплекса Российской Федерации сельскохозяйственной техникой // Труды VI Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной году экологии в России «Перспективы развития науки и образования в современных экологических условиях». Соленое Займище : ФГБНУ «ПНИИАЗ», 2017. С. 666-676.
  8. Коротких Ю. С., Чутчева Ю. С. Современное состояние машинно-тракторного парка Российской Федерации: основные тенденции и перспективы развития // Международный технико-экономический журнал. 2016. № 6. С. 25-29.
  9. Дорохов А. С., Катаев Ю. В., Скороходов Д. М. Теоретическое обоснование классификации входного контроля качества машиностроительной продукции // Международный технико-экономический журнал. 2015. № 2. С. 49-54.

  

Материал поступил в редакцию 23.12.2017
© Песковацков Д. Н., 2017