Восстановление головки блока цилиндров двигателя (80
..pdfПРАКТИКА РЕМОНТА, ВОССТАНОВЛЕНИЯ И МОДЕРНИЗАЦИИ
УДК 621.792.927
Восстановпение гоповки блока ципиндров двигателя
А. Н. НОВИКОВ, В. В. ЖУКОВ (Орловский государственный технический университет)
Приведен анализ износного состояния, описаны тех нология и оборудование для восстановления головки бло ка цилиндров двигателя ЗМЗ-53 с последующим упроч нением способом микродугового оксидирования (МДО) плоскости прилегания. Коррозионная стойкость увели чилась более чем в 3 раза.
При работе двигателя головка блока цилиндров (ГБЦ) испытывает воздействие высоких темпера тур (до 300 °С). При запуске, изменении режима работы и остановке двигателя головка испытывает значительные колебания температуры. На состоя ние ГБЦ влияют также вибрация деталей, измене ние температуры и физических свойств охлаждаю щей жидкости, естественное старение и усталость материала. Агрессивные жидкости, применяющие ся в системе охлаждения корпусных деталей (тосол, антифриз, ионизированная вода), приводят к зна чительным коррозионным разрушениям корпус ных деталей двигателей внутреннего сгорания.
Анализ литературных данных показал, что дан ные по износу плоскости прилегания ГБЦ двига теля ЗМЗ-53 противоречивы. Поэтому для получе ния более точных сведений в моторемонтном цехе АО "Ресурс плюс", занимающемся капитальным ремонтом ДВС в г. Орле и Орловской области, в те чение двух лет проводили сбор данных по износу плоскостей прилегания головок. Измерению под вергали выборку деталей в количестве 100 шт. Вы бор плоскостей измерений проведен согласно ГОСТ 18509—88. Действительные размеры износа плоскостей прилегания определяли на специаль ном приспособлении, используя глубиномер 25 кл. 1 (ГОСТ 7470—92). Математическую обработку по лученных статистических данных проводили с ис пользованием ПЭВМ.
Установлено, что распределение износа плоско стей прилегания подчиняется теоретическому за кону распределения Вейбулла. Анализ результатов показал, что количество деталей, у которых износ превышает допустимый, составляет около 75 %. Средний износ составляет 1,483 мм, среднее квад ратичное отклонение — 0,775, коэффициент вариа ции — 0,539. Максимальный износ привалочных плоскостей достигает 3,3.
Проведенные исследования позволили разрабо тать и предложить ремонтному производству тех нологический процесс восстановления деталей ду говой металлизацией с последующим упрочнением способом МДО на примере головки блока двигате ля ЗМЗ-53 (рисунок).
Головки, поступающие в ремонт, тщательно очищают от грязи, нагара и накипи с помощью ша беров и щеток. После механической очистки ос татков жиров и масел загрязнения с деталей и присадочной проволоки удаляют обезжиривани ем органическими растворителями или водными растворами синтетических моющих средств.
Очищенные детали подвергают дефектации, оп ределяя износ плоскости прилегания. После де фектации изношенную деталь готовят для металли зации, осуществляя механическую обработку на вертикально-фрезерном станке 6М12П до выведе ния следов изнашивания, а затем в закрытой каме ре струей воздуха, содержащей корунд и стальную колотую дробь. Давление воздуха при обработке в за-
Ремфонд
Очистка
X
Дефектации
X
Предварительная механическая обработка
Подготовка поверхности дефектной детали и прнсадочной проволоки для металлизации
ЭДМ
X
Механическая обработка
Обезжиривание
МДО
Промывка в воде
Сушка, контроль качества покрытия
Финишная механическая обработка
Контроль, сортировка
Маркировка, консервация, упаковка
Структурная схема технологического процесса восстановления электродуговой металлизацией (ЭДМ) с последующим упрочне нием МДО плоскости прилегания головки ГБЦ ЗМЗ-53
РЕМОНТ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ, МОДЕРНИЗАЦИЯ № 3. 2006
(ML |
ПРАКТИКА РЕМОНТА, ВОССТАНОВЛЕНИЯ И МОДЕРНИЗАЦИИ |
|
крытой камере 0,6...0,9 МПа, средний расход матери ала 1,7 м /мин, дистанция обработки 140... 160 мм, угол наклона струи воздуха с материалом к обраба тываемой привалочной плоскости головки цилин дров 80°, скорость перемещения головки цилиндров относительно распыляющего пистолета 0,6 м/мин. Перед металлизацией отверстия камер сгорания и водяной рубашки охлаждения головки закрывают асботекстолитовыми пробками. Электродуговую металлизацию (ЭДМ) осуществляют на механизи рованной установке, которая содержит модернизи рованный электрометаллизатор ЭМ-14М, блок управления, кассеты для присадочной проволоки, металлизационную камеру и источник питания ВДУ-504. Процесс осуществляется в металлизационной камере. Режимы ЭДМ: сила тока дуги — 310 А, напряжение — 30...35 В, подача присадоч ной проволоки марок АМгб или АД1 диаметром
2 мм — 8,5 м/мин, |
расход сжатого воздуха — |
2,8 м /мин, давление |
сжатого воздуха — 0,5... |
0,7 МПа, расстояние от сопла металлизатора до привалочной плоскости головки цилиндров — 100... 120 мм, продолжительность металлизации — 9... 10 мин, толщина нанесенного слоя металла — до 3,5 мм. После нанесения слоя металла плоскость прилегания головки подвергают механической об работке — фрезерованию на вертикально-фрезер ном станке модели 6М12П с припуском под МДОпокрытие. Затем выполняют необходимые свер лильные работы: зенкуют фаски установочных от верстий на глубину 2...3 мм и фаски под шпильки.
Перед МДО детали обезжиривают в водном растворе, содержащем 5... 10 г/л NaOH, 40...50 г/л
Na3 P04 и 3...5 г/л Na2Si03, после чего поверхно сти, не подлежащие упрочнению, изолируют щелочестойким силиконовым герметиком. Далее осу ществляют упрочнение плоскости прилегания способом МДО в щелочном электролите следую щего состава: гидроксид калия КОН — 3 г/л, жид кое стекло Na2Si03 — 10 г/л. Режимы обработки: плотность тока — 15...20 А/дм , температура элек тролита — 18...23 °С, продолжительность оксидиро вания — 1,5 ч. Увеличение размеров детали после МДО составляет 90... 100 мкм.
После МДО деталь промывают в проточной во де комнатной температуры, сушат и осуществляют контроль качества полученного покрытия. Затем упрочненную поверхность деталей подвергают фи нишной механической обработке на плоскошли фовальном станке ЗК228А при помощи алмазного абразивного круга марки АСН (ГОСТ 24747—90).
Предлагаемая технология восстановления плос кости прилегания ГВЦ двигателя ЗМЗ-53 электро дуговой металлизацией с последующим упрочнени ем способом МДО позволит более чем в 3 раза уве личить коррозионную стойкость этой поверхности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Басинюк В. Л., Белоцсрковский М. А. Разработка техно логии и применение многослойных комбинированных по крытий на основе оксидокерамики / / Трение и износ. 2003. Т. 24. № 2. С. 203...209.
НОВИКОВА. Н., Батищев А. Н. и др. Восстановление и уп
рочнение деталей из алюминиевых сплавов микродуговым оксидированием: Учебное пособие. Орел: ОрелГАУ, 2001. 99 с.
Соловьев О. О., Глозман Л. А. и др. Электродуговая метал лизация сшгуминовых головок цилиндров // Механизация и электрификация в сельском хозяйстве. 1990. № 10. С. 53.
РЕМОНТ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ, МОДЕРНИЗАЦИЯ № 3. 2006