трусики женские украина

На головну

 Технологія відновлення чавунних колінчастих валів двигунів ЗМЗ-53А - Технологія

Введення.

У сучасному машинобудуванні застосовуються різні конструкційні матеріали. Однак і до теперішнього часу чавун є одним з основних конструкційних матеріалів. Наприклад, вага чавунних виливків становить до 50% ваги машин. Це обумовлюється простотою і відносною дешевизною виготовлення чавунних деталей, хорошими ливарними властивостями чавуну, його високу зносостійкість, малою чутливістю до концентраторів напруг, здатністю гасити вібрацію і т. Д.

Однією з актуальних завдань, що стоять перед організаціями, що експлуатують автомобільну і автотракторну техніку, є продовження терміну служби відпрацьованих деталей, у тому числі і чавунних. Зварювання та наплавлення чавуну широко застосовується при ремонті вийшов з ладу різного устаткування. Однак вона пов'язана зі значними труднощами. Це пов'язано з тим, що метал шва і околошовной зони дуже схильний до утворення твердих непластічних структур (ледебуріта, мартенситу) і тріщин внаслідок великих швидкостей охолодження при зварюванні і наплавленні, низькою міцності чавуну і майже повної відсутності пластичності. Це ускладнює вирішення багатьох питань, пов'язаних з розробкою зварювальних матеріалів (електродів, дроту, флюсів та ін.) Для зварювання чавуну.

Горьковський автомобільний завод широко застосовує у двигунах своїх автомобілів деталі з чавуну. Однією з них є колінчастий вал.

Метою дипломного проекту є розробка технологічного процесу відновлення чавунних колінчастих валів двигуна ЗМЗ - 53А що дозволяє уникнути вище перелічених недоліків з можливістю застосування в невеликих ремонтних підрозділах МШС РФ.

Велику роботу з вивчення процесів, що протікають при зварюванні і наплавленні чавуну, провели дослідники: Доценко Г. Н., Доценко Н. І., Луппіан Г. Е. і ін. Роботи цих дослідників використані в дипломному проекті.

1. Літературний огляд та обгрунтування теми

дипломного проекту.

Опис виробу та технічні

умови на ремонт чавунного колінчастого валу.

Чавунні колінчаті вали в автомобільних двигунах стали застосовувати з 1960 року [3]. Високоміцні чавуни по ГОСТ 7293-85 діляться на два класи: перлітні (ВЧ 45-0; ВЧ 50-1,5; ВЧ60-2) і ферритні (ВЧ 40-0; ВЧ 40-6). Велике застосування знайшли чавуни перлітного класу завдяки високій міцності і зносостійкості. Чавунний колінчастий вал двигуна ЗМЗ-53А

Рис. 1.1

У табл. 1.1 наведені відомості про міцності властивості високоміцного, сірого, модифікованого, ковкого чавунів і стали 45 [1].

З табл. 1.1. видно, що основні механічні властивості перлітного високоміцного чавуну приблизно такі ж, як і у сталі 45 і значно вище, ніж у інших чавунів. При цьому собівартість виливків з високоміцного чавуну в 2-2,5 рази нижче в порівнянні з собівартістю виливків з ковкого чавуну і поковок стали 45 [3].

Втомна міцність.

Застосування високоміцного чавуну натомість стали 45, для виготовлення колінчастих валів стало можливим завдяки його високій втомної міцності. Співвідношення по втомної міцності для сталевих і чавунних зразків гладких і колінчастих валів однакової форми представлені в табл. 1.2 [2].

За даними табл. 1.2. у зразків гладких валів, виготовлених з високоміцного чавуну, межа втомної міцності на 18% менше, ніж у зразків виготовлених зі сталі 45; у колінчастих валів, виготовлених з тих же металів, ця різниця дорівнює всього 4%. Пояснюється це тим, що втомні тріщини викликають руйнування чавунних колінчастих валів, виникають в місцях концентрації напружень на галтелях, а високоміцний чавун зберігає притаманну всім чавунів малу чутливість до концентрації напружень.

Зносостійкість.

Високу зносостійкість високоміцного чавуну з перлітною основою, яка не поступається загартованої сталі 45, більшість дослідників [4] пояснюють наявністю на його поверхні розкритих графітових включень, які служать мастилом, а звільнені порожнини є накопичувачами додаткового змащення, необхідної при пуску і зупинки двигуна.

При порівнянні сталевих і чавунних колінчастих валів в опублікованих роботах [5,7] вказується, що при твердості сталевих шийок HRC 56 їх зносостійкість дорівнює зносостійкості шийок чавунного колінчастого валу, при твердості шийок менш HRC 56 - менше і при твердості більш HRC 56 - більше зносостійкості шийок чавунного колінчастого валу.

Технічні умови на ремонт.

У колінчастих валів, які надходять на складання, масляні канали і грязеуловители повинні бути ретельно очищені від шламу.

Шатунниє шийки повинні мати діаметр - 60,00-0,013 мм.

Корінні - 70,00-0,013 мм.

Овальність і конусність шийок колінчастого вала не повинні перевищувати 0,01 мм.

Чистота поверхні шийок повинна відповідати 5 квалітету Ra 0,2-0,4

Довжина передньої корінний шийки повинна бути в межах 30,45-30,90 мм.

Довжина шатунной шийки 52,0-52,2 мм.

Радіуси галтелей шатунних шийок повинні бути в межах 1,2-2,0 мм, корінних 1,2-2,5 мм.

При обертанні валу, встановленого в призми на крайні корінні шийки, биття не повинно перевищувати:

а) для середньої корінний шийки - 0,02 мм.

б) для шийки під розподільну шестерню - 0,03 мм.

в) для шийки під ступицю шківа вентилятора - 0,04 мм.

г) для шийки під задній сальник - 0,04 мм.

д) фланця по торця - 0,04 мм.

Чи не паралельність осей шатунних і корінних шийок - не більше 0,012 мм на довжині кожної шийки.

Дефекти і несправності чавунного колінчастого валу

Колінчастий вал є високонавантаженої деталлю двигуна. В процесі експлуатації двигун машини схильний до різних навантажень, в тому числі і несприятливим, це пуск двигуна в холодних умовах, що не якісне мастило, робота в запилених умовах і т. Д.

Внаслідок цих факторів труться колінчастого валу піддаються підвищеному зносу, що в свою чергу призводить до появи на цих поверхнях надиров, відколів, мікротріщин, раковин показаних на Рис. 1.2., Які можуть привести до поломки колінчастого валу і виходу з ладу всього двигуна.

Дефекти чавунного колінчастого валу

Рис. 1.2Современние технології відновлення

чавунних колінчастих валів.

В даний час чавунні колінчаті вали використовуються в двигунах автомобілів горьківського автомобільного заводу, марки автомобілів ГАЗ-53А, ГАЗ-66, «Волга», «Газель». У деяких автогосподарствах парк цих машин становить до 80% від усієї кількості машин. Перебудова народного господарства та структурні зміни в нашій країні призвели до розукрупнення автогосподарств, появі дрібних парків машин зі змішаною формою власності. Одним із завдань, що встала перед цими автохозяйствами, стає підтримка машин у робочому стані при обмежених фінансових ресурсах. За цим процес відновлення зношених деталей є на сьогоднішній день актуальним завданням.

Існує кілька технологій відновлення чавунних колінчастих валів [3]:

Шліфування під ремонтні розміри.

Один з часто застосовуваних способів відновлення працездатності колінчастих валів. Переваги цього способу в його технологічної простоті. З обладнання потрібно наявність кругло шліфувального верстата і типовий оснащення до нього. Але у цього способу є і ряд недоліків. Втрата взаємозамінності деталей, потреба в деталях (вкладиші) з ремонтними розмірами, наявність складських площ під них.

Вибродуговая наплавлення в рідині.

При цьому способі якість наплавленого металу залежить від багатьох факторів і різко погіршується при зміні режимів наплавлення та хімічного складу електродного дроту. Тому навіть при добре налагодженому процесі відновлення на шийках чавунних колінчастих валів часто зустрічаються пори і тріщини. Кількість пір збільшується по глибині шару, тому відновлені чавунні колінчаті вали шліфують лише до третього ремонтного розміру, а потім вибраковують. Втомна міцність чавунних колінчастих валів, відновлених вибродуговой наплавленням в рідині, знижується на 35-40% [6]. Однак завдяки дворазовому запасу міцності в експлуатації спостерігається незначна кількість їх поломок. Але застосування цього способу наплавлення для відновлення чавунних колінчастих валів двигунів вантажних автомобілів через значне зниження втомної міцності ставати не прийнятним.

Вибродуговая наплавлення водокислородной середовищі [9].

При цьому способі відновлення наплавлений метал має структуру троостита, що переходила в сорбітообразного перліт з твердістю шару HRC 42-48. Такий метал по зносостійкості поступається високоміцного чавуну, тим не менш, колінчасті вали відновлені цим способом, забезпечують термін служби двигунів відповідний пробігу автомобіля 50-60 тис. Км. Відомостей про втомної міцності чавунних колінчастих валів, відновлених наплавленням в водокислородной середовищі, немає. В цілому експлуатаційні властивості таких валів вивчені недостатньо, але через низьку в порівнянні з високоміцним чавуном зносостійкості наплавленого металу цей спосіб наплавлення не може бути рекомендований до повсюдного використання.

Одношарова наплавлення під флюсом.

Цей спосіб наплавлення досліджувався в НИИАТе і КАЗНІПІАТе [3]. Для наплавлення застосовували дріт різних марок, у тому числі пружинну 2 класу ГОСТ 1071-81, ОВС, НП-30ХГСА, Св-08, Св-10х13, Св-12ГС ГОСТ 792-67 та інші. Наплавку виробляли під флюсами АН-348А, ОСЦ-45, АН-15, АН-20 ГОСТ 9087-81 без примешивания і з примешивания до флюсу графіту, ферохрому, феромарганцю, ферромолібдена, алюмінієвого порошку та інших компонентів для отримання наплавленого металу мартенситной структури з твердістю HCR 56-62 без пір і тріщин. Наплавку виробляли при різному кроці, прямий і зворотній полярності, різних напруг дуги й індуктивності зварювального ланцюга, швидкості подачі електродного дроту і обертання деталі. Всі різновиди одношарової наплавлення під флюсом не дали позитивних результатів. Наплавлений метал мав неоднорідну структуру і твердість, містив пори, тріщини і шлакові включення.

Двошарова наплавлення дротом Св-08 під легуючим шаром флюсу.

Цей спосіб наплавлення розроблений в НИИАТе [3]. Кращі результати з численних варіантів двошаровою наплавлення виходять при використанні маловуглецевої дроту Св-08 діаметром 1,6 мм і легуючого флюсу АН-348А (2,5 частини графіту, 2 частини ферохрому №6 і 0,25 частин рідкого скла). Метал першого шару має аустенитное будова і твердість HRC 35-38. Другий шар має мартенситних будова і твердість HRC 56-62 і містить невелику кількість пір. Недоліком цього способу наплавлення є утворення великої кількості тріщин в наплавленому шарі, що викликають підвищений знос сполучених вкладишів. Втомна міцність чавунних колінчастих валів двигунів ЗМЗ 53-А, відновлених двошаровою наплавленням під легуючим флюсом, знижується на 26- 28% тобто менше, ніж при вибродуговой наплавленні в рідині. Наявність на поверхні шийок великої кількості тріщин не дозволяє рекомендувати цей спосіб для широкого застосування.

Двошарова наплавлення порошковим дротом.

Схема процесу зварювання порошковим дротом.

Рис. 1.3

Цей спосіб розроблений в Казахському науково-дослідному інституті автомобільного транспорту в 1966 році [3]. Наплавлений метал другого шару має структуру мартенситу і твердість HRC 56-60. Істотним недоліком цього способу наплавлення є утворення пір, раковин і тріщин в наплавленому шарі. Зносостійкість наплавлених шийок знаходиться на рівні не наплавлених. Втомна міцність відновлених чавунних колінчастих валів знижується на 44%. У зв'язку з вище перерахованими недоліками цей спосіб відновлення чавунних колінчастих валів рекомендувати не можна.

Наплавлення в середовищі вуглекислого газу.

Схема наплавлення в середовищі вуглекислого газу.

Рис. 1.4

Спосіб наплавлення розроблений в НИИАТе [3]. Шийки чавунних колінчастих валів наплавляти дротом різних марок, у тому числі Нп-2Х13, ОВС, Св-12ГС, Нп-30ХГСА, Св-08 та іншими. У всіх випадках структура наплавленого металу була незадовільною, в шарі були пори і тріщини. Найменша кількість дефектів на поверхні шийок виходить при наплавленні дротом Нп-2Х13, наплавлений метал при цьому має структуру аустеніту з карбідної сіткою і нерівномірну за довжиною твердість, що коливається від HRC 51-60. Знос шийок чавунних колінчастих валів, наплавлених в вуглекислому газі дротом Нп-2Х13, був більше не наплавлених шийок. Втомна міцність при цьому способі знижується на 45-50%. Через зазначених недоліків таку наплавку застосовувати недоцільно.

Плазмова металізація [10].

Схема плазмового напилення.

Рис.1.5

Серед нових технологічних процесів великий інтерес для процесу відновлення деталей автомобілів представляє способи нанесення металопокриттів з використанням плазмового струменя в якості джерела теплової енергії. Найбільш перспективним способом відновлення деталей нанесенням зносостійких металопокриттів є плазмове напилення з наступним оплавленням покриття. При цьому в металі оплавленого покриття частка основного металу мінімальна. Покриття має високу зносостійкість, без пор і тріщин. Процес є високопродуктивним. Недоліком цього способу є високі початкові капіталовкладення в обладнання. У нинішніх умови при відсутності оборотних коштів у підприємств цей недолік не дозволяє рекомендувати спосіб до повсюдного використання.

9. Лазерний спосіб відновлення [10].

Цей спосіб не може бути рекомендований до використання на даному етапі в силу високої вартості обладнання та високої вимогливості до обслуговуючого персоналу та культуру виробництва.

10. Наплавлення під легуючим флюсом по оболонці [3].

Цей спосіб відновлення чавунних колінчастих валів розроблений в НИИАТе і дозволяє отримати наплавлений метал без пор і тріщин при більш високою, у порівнянні з іншими способами, втомної міцності відновлених чавунних колінчастих валів. Перевагою цього способу є відсутність пор і тріщин, високі характеристики і просте, доступне за ціною, обладнання.

Сутність способу відновлення чавунного колінчатого валу з застосуванням захисних металевих оболонок:

Сутність способу полягає в наступному. Деталь обгортають, металевою оболонкою з листової сталі, щільно притискають оболонку до поверхні деталі за допомогою спеціального пристосування і зварюванням у середовищі вуглекислого газу прихоплюють її в стику. Після видалення пристосування виробляють автоматичну наплавку деталі під флюсом по металевій оболонці безпосередньо.

Схема наплавлення під флюсом по оболонці.

Рис. 1.6

Відомо [12], що для усунення тріщин в наплавленого металу необхідно зменшити в ньому вміст вуглецю, кремнію, марганцю, сірки і фосфору. Оскільки високоміцний чавун містить значну кількість цих елементів, при експериментах застосовували оболонку зі сталі 08 і дріт Св-08, що містять їх в невеликій кількості.

При наплавленні під флюсами АН-348А, ОСЦ-45, АН-15, АН-20 краще формування шару і менша кількість дефектів вийшло при використанні флюсу АН-348А. Зі збільшенням товщини [3] оболонки глибина проплавлення високоміцного чавуну зменшується (Рис.1.6), відповідно зменшується надходження в наплавлений метал вуглецю, кремнію, марганцю та інших елементів. Тому для отримання наплавленого металу мартенситной структури з твердістю HRC 56-62 у флюс додавали графіт і ферохром, забезпечуючи зміст в наплавленого металу вуглецю 0,6-0,8% і необхідну кількість хрому.

При товщині оболонки 0,8 мм тріщини і пори в наплавленого металу були відсутні, в той час як при звичайних способах наплавлення високоміцного чавуну при вмісті вуглецю 0,6-0,8% тріщин і пір уникнути не вдається.

Залежність глибини проплавлення основного металу

Повний текст реферату

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка