Строительные машины и оборудование, справочник







Ремонт блока двигателя и кривошипно-шатунного механизма

Категория:
   Ремонтирование строительных машин


Ремонт блока двигателя и кривошипно-шатунного механизма

Блоки цилиндров двигателей изготовляют из серого или низколегированного чугуна. Блок цилиндров представляет собой отливку сложной конфигурации со стенками разной толщины.

После длительной эксплуатации возможны следующие дефекты блоков цилиндров: трещины и обломы различного характера; пространственная деформация поверхностей прилегания под головки цилиндров; изнашивание или нарушение соосности гнезд под вкладыши коренных подшипников; изнашивание отверстий под втулки толкателей и распределительного вала; изнашивание или срыв резьбы в отверстиях крепления деталей.

Ремонт блока цилиндров начинают с устранения трещин, обломов, пробоин, так как применяемая для этой цели сварка вызывает коробление детали. Коробление устраняют механической обработкой.

Трещины в водяной рубашке и картере в зависимости от их местоположения могут быть заварены электросваркой стальными электродами из проволоки СВ-08 или электродами ЦЧ-4 способом отжигающих валиков с предварительной постановкой штифтов или электродами монелевыми, биметаллическими 034-1 диаметром 4 мм и др. Трещины на ненагруженных поверхностях можно заклеивать составами на основе эпоксидных смол или клеями БФ-2, ВС-ЮТ и № 88 с наложением заплаты из стеклоткани.

Пространственную деформацию поверхностей прилегания под головку цилиндров устраняют шлифованием на плоскошлифовальных или вертикально-сверлильных станках с последующим углублением на такой же размер выточки под бурты гильз цилиндров.

Соосность гнезд восстанавливают путем их расточки под ремонтные размеры с постановкой вкладышей увеличенного наружного размера. Практикуется также восстановление блока напылением смесью железных и медных порошков. Изношенные поверхности под вкладыши восстанавливают, нанося на них эпоксидные составы.

Изношенные отверстия под направляющие втулки толкателей и втулки распределительного вала развертывают под ремонтные размеры.

Резьбовые отверстия с изношенной, сорванной или забитой резьбой восстанавливают нарезанием новой резьбы ремонтного размера, постановкой ввертышей или спиральных вставок.

Перед нарезанием резьбы ремонтного размера отверстие с дефектной резьбой зенкуют и нарезают резьбу требуемого размера на радиально-сверлильных станках с применением револьверных головок и накладных кондукторов. Блок устанавливают на поворотном стенде с базированием на плоскость со стороны нижнего картера и на два установочных отверстия. При постановке ввертыша ввертывают дополнительную деталь с резьбой номинального размера и на его границе сверлят отверстие диаметром 3,3 мм, а также нарезают на ввертыше резьбу М4Х0.5 для его стопорения.

Восстановленные блоки испытывают на герметичность на стендах. При гидравлическом испытании блоков под давлением 0,4…0,5 МПа в течение 3 мин не должно быть запотевания швов.

Цилиндры и гильзы изнашиваются неравномерно. Наибольший износ наблюдается в зоне верхнего компрессионного кольца при положении поршня в верхней мертвой точке. В нижней части цилиндра износ небольшой.

Зеркало гильзы в основном подвергается абразивному, коррозионному и механическому изнашиванию. Наибольшее влияние на износ гильз оказывают абразивные частицы пыли, попадающие в двигатель через впускную магистраль вместе с воздухом, маслом, топливом; через сапуны у дизелей и принудительную систему вентиляции картеров у карбюраторных двигателей; через неплотности в соединениях всасывающего коллектора и картера.
Коррозионное изнашиванние верхней части гильзы цилиндра вызывается работой двигателя при низкой температуре. Часть продуктов сгорания топлива конденсируется, происходят сложные превращения, приводящие к образованию кислот, которые вызывают коррозию зеркала гильзы. Для уменьшения износа необходимо поддерживать температуру нагрева двигателя не ниже 70 °С. Износ цилиндров с воздушным охлаждением вдвое меньше, чем у цилиндров с жидкостным охлаждением. Это объясняется более быстрым прогревом цилиндров после запуска.

Механическое изнашивание зеркала цилиндра вызывается движением поршня с кольцами (истирание) и вибрацией цилиндра (кавитационное разрушение) дизельных двигателей.

При кавитационном и коррозионном разрушении наружной поверхности гильз их бракуют.

Изношенные внутренние поверхности гильз и цилиндров шлифуют под ремонтный размер на всю длину на вертикально-расточных станках 278А, 268, 277Б, 2В-697. Можно использовать также переносные станки 2407ГАРО. Гильзы шлифуют и подвергают окончательной обработке хонингованием на хонинговальных станках 3833 или на сверлильных станках с хоиинговальными головками. Станок обеспечивает автоматическое вращательное и возвратно-поступательное движение головки, заданное увеличение ее диаметра за каждый цикл подъема и опускания. Хонингование проводят шлифовальными или алмазными брусками. Зернистость бруска выбирают в зависимости от требуемой шероховатости поверхности, а твердость связки —в соответствии с твердостью обрабатываемого материала. Хонингование ведут с подачей охлаждающей жидкости (керосина или смеси керосина с 15…20% машинного масла). Рекомендуется использовать алмазные бруски АСМ и для окончательного хонингования бруски АСП-40. После хонин-гования овальность и конусность должны быть не более 0,02…0,03 мм.

Изношенные гильзы последнего ремонтного размера восстанавливают постановкой сухой гильзы, изготовленной из титано-меднистого или марганцовистого чугуна. В расточенный блок запрессовывают гильзу, вновь ее растачивают и хонингуют на номинальный размер. Гильзы перед запрессовкой охлаждают, а блок подогревают. После окончательной обработки гильзы распределяют по размерным группам и комплектуют с поршнями одноименной размерной группы.

Для повышения износостойкости рабочей поверхности гильз рекомендуется подвергать их виброобкатыванию шариком или рожком на сверлильных или расточных станках. Это создает поверхностный наклеп и снижает шероховатость поверхности.

Ремонт поршневых пальцев производят перешлифовкой на меньший размер на шлифовальном станке без центров или с помощью конусной оправки. При централизованном восстановлении пальцев на номинальный размер в большинстве случаев применяют холодную раздачу. Поршневые пальцы восстанавливают также осталиванием и хромированием с последующей обработкой под номинальный ремонт или ремонтный размер.

Шатуны, поступающие в ремонт, имеют следующие дефекты: изгиб и скручивание стержня, трещины, изнашивание внутренней поверхности втулки верхней головки шатуна и отверстия под нее, отверстия нижней головки, поверхностей по плоскости разъема шатуна с крышкой, отверстий и опорных поверхностей под гайки и головки шатунных болтов.

Отсутствие установочных баз и изнашивание рабочих поверхностей затрудняет ремонт шатунов. Тем не менее на некоторых ремонтных заводах их успешно ремонтируют по следующей технологии: – выпрессовывают втулку верхней головки шатуна; – шлифуют боковую поверхность нижней головки шатуна для восстановления установочной базы; правят шатун; шлифуют или фрезеруют плоскость разъема крышки; собирают шатун с крышкой и запрессовывают втулку в верхнюю головку; растачивают отверстия нижней и верхней головок шатуна; контролируют шатун.

Рис. 1. Приспособление для проверки и правки шатуна
1 — рукоятка для выбивания скалки; 2, 6 — малая и большая скалки; 3 — направляющие ползуна; 4 ~ индикаторы;. 5 — коромысло; 7 — стойки

Изгиб стержня шатуна устраняют способом правки на винтовых и гидравлических прессах, а скручивание— с помощью рычага или струбцины, захваты которой закрепляют с противоположных сторон поперечного сечения стержня.

Шатун можно править и на приспособлении, показанном на рис. 1. С помощью индикаторов, установленных на этом приспособлении, контролируют изгиб, скручивание и межцентровое расстояние осей отверстий.

После правки шатун рекомендуется подвергать термообработке. Для этого его нагревают до температуры 400…450°С, выдерживают в течение 0,5…1 ч и охлаждают на воздухе.

Шатуны с трещинами любого размера и расположения выбраковывают.

Изношенные втулки верхней головки шатуна выпрессовывают на прессе с пневматическим приводом. Боковые поверхности нижней головки шлифуют на плоскошлифовальных станках кругами зернистостью 40…60, твердостью СМ2, СМ1. Перед шлифованием гайки шатунных болтов затягивают динамометрическим ключом.

Изношенную внутреннюю поверхность верхней головки шатуна растачивают под ремонтный размер, и запрессовывают втулку увеличенного размера или омедненную. Отверстие нижней головки шатуна восстанавливают железнением. Сначала предварительно растачивают головку, а после железнения окончательно растачивают на приспособлении алмазно-расточного станка.

Изношенную поверхность нижней головки шатуна можно восстанавливать газовой наплавкой. Самофлюсующийся порошок ПГ-Х480СГ2 наносят на поверхность через пламя ацетиленокислородной горелки. Перед па-несением порошка шатун собирают с нижней крышкой. Стержень шатуна охлаждают, погружая в воду по головку. После направки отверстие нижней головки шатуна хонингуют до получения номинального размера.

Поверхности отверстий нижней головки шатуна восстанавливают наплавкой в углекислом газе и вибродуговым способом. Затем отверстия растачивают на расточных или токарных станках.

Поврежденные плоскости разъема шатуна с крышкой восстанавливают железнением с последующей механической обработкой.

Изношенные опорные поверхности под гайки и головки шатунных болтов фрезеруют и снимают следы изнашивания. После фрезерования при сборке нижней головки шатуна следят, чтобы отверстие для шплинта шатунного болта не выступало за торцовую поверхность гайки. В противном случае поверхность наплавляют, а затем фрезеруют до номинального размера.

Рис. 2. Подгонка поршневого Рис. 92. Пригонка поршневых
кольца колец к цилиндру

Рис. 3. Прибор для определения упругости поршневых колец(а) и пружин (б)
1 — подвижный упор; 2 — стопорный винт; 3 — каретка; 4 — поршневые кольца; 5 —столик; 6 — дополнительный груз; 7 —основной груз; 8 — коромысло

После окончания ремонта шатун контролируют на специальном приспособлении (см. рис. 1).

При ремонте кривоишпно-шату иного механизма особое внимание должно быть обращено на тщательный подбор деталей друг к другу и к цилиндрам двигателя.
Масляные и компрессионные кольца подбирают по размеру гильз и высоте канавок на поршне, при необходимости производят подгонку подпиливанием стыков колец (рис. 2) до получения необходимого зазора (0,3… 0,4 мм для карбюраторных и 0,7… 1 мм для дизельных двигателей). Для цилиндров, подвергшихся перешлифовке, подгонку зазора в стыках колец производят по верхней части цилиндра, а к цилиндрам, не подвергшимся перешлифовке, кольца подгоняют в зоне наименьшего диаметра цилиндра (в пределах хода поршневых колец). Кольца проверяют также по высоте канавок поршней и при необходимости шлифуют на абразивном круге или абразивной бумагой. Упругость кольца проверяют на специальном приборе (рис. 3). Кольцо вставляют между площадкой весов и нажимным устройством так, чтобы стык кольца был в горизонтальном положении. Нагружают кольцо нажимным устройством до нормального зазора в стыке, проверяемого шумом. Сила сжатия кольца при этом должна соответствовать установленным нормам упругости.

Поршни с гильзами ремонтного размера комплектуют по зазору между поршнем (по юбке) и гильзой. Эту операцию выполняют на ощупь или контролируют по усилию протягивания ленты-щупа определенной толщины, заложенной между гильзой и поршнем по всей его длине (рис. 4).

Поршневые пальцы к алюминиевым поршням подбирают по размерной группе отверстий в бобышках поршней таким образом, чтобы при комнатной температуре (20 °С) они от усилия руки входили в поршень, а при нагревании поршня в воде до 70 °С входили в него свободно. Этим достигается небольшой зазор в соединениях во время работы двигателя, так как коэффициент линейного расширения алюминия (поршень) и стали (палец) неодинаков. К шатуну поршневой палец подбирают так, чтобы при нормальной комнатной температуре он плавно входил в отверстие под небольшим усилием.

После подбора отдельных деталей друг к другу производят подсборку шатунно-поршневой группы, проверяют правильность взаимного положения образующейся цилиндрической поверхности юбки поршня и отверстия нижней головки шатуна, затем весь комплект на один двигатель подгоняют по массе. Разница в массах собранных комплектов (сверх допустимых пределов) устраняется снятием металла со специальных приливов, имеющихся на поршне.

Рис. 4. Подбор поршней к цилиндрам
1 — ручные пружинные весы; 2 — лента-щуп

Рис. 5. Приспособление для сжатия и направления поршневых колец при ввода их в цилиндр
1 — стальная лента; 2 — ключ; 8 — стяжная лента

Выверенные комплекты устанавливают в цилиндры двигателя. При этом для облегчения операции сжатия колец и предупреждения их повреждений пользуются приспособлением, показанным на рис. 5.

Сборка шатунно-поршневой группы может также производиться на шестипозиционном автомате карусельного типа.

У коленчатого вала возможны следующие основные дефекты: прогиб вала, изнашивание шатунных и коренных шеек, изнашивание и повреждение гнезда под подшипник, повреждение резьбы, фасок, трещины.

Дефекты коленчатых валов, поступающих в ремонт, повторяются в определенных сочетаниях, что позволяет разработать технологию ремонта не по каждому дефекту в отдельности, а по комплексу дефектов каждого сечения, с которым вал поступает в ремонт.

Ремонт коленчатого вала начинают с контрольных операций, выполняемых с помощью магнитного дефектоскопа или магнитного карандаша для выявления трещин на шейках. При обнаружении трещин валы выбраковывают.

Затем определяют прогиб вала, причем во избежание ошибок и неточностей прогиб следует проверять по торцовому биению фланца крепления маховика, которое допускается не более 0,05 мм. При большем биении прогиб вала устраняют шлифованием или правкой в холодком состоянии на прессе. Для снятия внутренних напряжений после правки производят термическую обработку (термофиксацию), состоящую в выдержке вала при температуре 400…500 °С в течение 0,5… 1 ч. Коленчатый вал правят также местным наклепом щек.

Изношенные шатунные и коренные шейки ремонтируют различными способами. Способ механической обработки под ремонтный размер наиболее распространен и эффективен только в случае, когда изменение размера не приводит к ликвидации термически обработанного поверхностного слоя коленчатого вала. Все коренные или шатунные шейки одного вала обрабатывают под один ремонтный размер.

Перед шлифовкой шеек вала устраняют все другие дефекты. Обрабатывают шейки вала на шлифовальных станках типа 3420, 3423, позволяющих ремонтировать как коренные, так и шатунные шейки. Однако для большей точности обработки их настраивают на шлифовку либо коренных, либо шатунных шеек.

После шлифования под ремонтный размер шейки полируют на станке для полирования. Шейки можно также полировать с помощью приспособления к шлифовальному станку, на универсальном приспособлении к токарному станку или обжимками вручную.

Шейки коленчатых валов можно восстанавливать наплавкой, способом электролитического железнения и хромирования, напылением металла.

Перед наплавкой отверстия масляных каналов должны быть закрыты графитовой пастой, пластинками из малоуглеродистой стали или графитовыми стержнями. После наплавки и охлаждения коленчатого вала выполняют предварительное шлифование шеек, затем разделку и очистку масляных отверстий и каналов, окончательное шлифование, полирование всех шеек и очистку вала.

Коленчатые валы, наплавленные под флюсом (с добавкой графита), проходят последующую термическую обработку и закалку шеек на установке ТВЧ. Наплавку шеек ведут от галтелей к середине. После наплавки их протачивают на токарном станке, отпускают вал при температуре 650 °С, выдерживают в течение 2 ч и закаливают нагревом ТВЧ на глубину 3,5 мм, а затем шлифуют до заданного размера. При шлифовании шеек необходимо соблюдать радиус галтелей.

Восстановление валов способом напыления металла имеет большое практическое значение для ремонта двигателей. Высокая температура плазменной струи позволяет применять тугоплавкие металлы и их сплавы, формировать на изношенных деталях поверхностный слой высокой твердости и получать высокую прочность сцепления нанесенного слоя с деталью. Транспортирующие инертные газы снижают окисляемость частиц металла, что в совокупности создает предпосылки для получения высокой износостойкости покрытия.

При повреждении резьбы в деталь устанавливают спиральные вставки или нарезают новую резьбу ремонтного размера.

Изношенные шпоночные канавки фрезеруют под шпонки ремонтного размера.

При увеличении размера отверстия под подшипник вал ремонтируют постановкой дополнительных ремонтных деталей в такой последовательности: обработка под втулку, запрессовка и механическая обработка.

Поверхность фасок вала, как правило, бывает повреждена, поэтому центровые фаски правят путем механической обработки. После шлифования шеек под ремонтные размеры уменьшается глубина фасок на отверстиях масляных каналов. Поэтому фаски обрабатывают и полируют.

Сборку коленчатых валов начинают с запрессовки трубок для направления масла в шатунных шейках, установки сегментных шпонок под шестерни. Затем вал промывают, продувают масляные каналы сжатым воздухом и устанавливают заглушки, резьбовые уплотни-тельные кольца и сальники.

Коленчатый вал подвергают динамической балансировке в сборе с маховиком (иногда и со сцеплением на специальном станке). Коленчатый вал уравновешивают с маховиком в его плоскости путем постановки балансировочных пластин или сверления отверстия в торце маховика. У тракторных двигателей с неразъемным картером маховика коленчатые валы балансируют без маховика.

Коренные и шатунные подшипники коленчатых валов автотракторных двигателей при износе получают овальность с большой осью в плоскости, перпендикулярной разъему подшипников, конусность, а поверхности насыщаются продуктами износа. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, что приводит к появлению давления масла в магистрали.

Последующее использование изношенных подшипников для большого размера вала возможно после удаления поверхностного слоя с накопленными абразивными частицами путем растачивания.

У подшипников наблюдается также выкрошивание антифрикционного слоя, смятие плоскостей в местах разъема и ослабление посадки в постелях шатуна и блока в результате износа их внутренней поверхности. При наличии этих дефектов подшипники выбраковываются.

К дефектам маховика, устраняемым при ремонте, относят износ зубчатого венца, отверстий под болты и плоскости прилегания ведомого диска сцепления. Изношенные венцы спрессовывают и заменяют новыми, а задиры на плоскости прилегания ведомого диска сцепления устраняют шлифовкой. Следует иметь в виду, что маховик вместе с коленчатым валом должен быть обязательно подвергнут динамической балансировке.

При сборке кривошипно-шатунного механизма все резьбовые соединения должны затягиваться предельными ключами, обеспечивающими требуемый момент затяжки, а затяжка болтов крепления головки блока, кроме того,—в определенной последовательности.


Читать далее:

Категория: - Ремонтирование строительных машин





Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины