3 Застосовувані способи відновлення колінчастого вала
Основний дефект колінчастих валів - знос корінних і шатунних шийок. Знос шийок усувають шліфуванням їх під ремонтний розмір. Для шліфування валів служать верстати ЗА423 або ЗВ423. Шейки вала шліфують електрокорундовимі колами на керамічній зв'язці зернистістю 16. 60 мкм, твердістю см2, CI, С2, СТ1 і СТ2. При відновленні колінчастих валів перешліфовці під ремонтний розмір шийок практично неможливо забезпечити їх 100% -й ресурс, і він зменшується тим більше, чим більше номер ремонтного розміру. Це пояснюється тим, що твердість загартованих ТВЧ шийок зменшується від поверхні по перетину вала і при шліфуванні видаляється найбільш твердий шар. Деякі ремонтні підприємства для забезпечення високої зносостійкості і ресурсу валів після перешлифовки шийок виконують їх загартування ТВЧ, лазерне зміцнення і ін.
Корінні і шатунні шийки, що вийшли за ремонтні розміри, відновлюють нарощуванням різними методами: наплавленням (під флюсом, плазмової, в середовищі захисних газів, широкошарову і ін.); гальванічним покриттям (залізненням, хромуванням); металізацією; напеканіем порошків; електроконтактного приварювання стрічки; приваркой або приклеюванням півкілець; пластінірованіем і ін.
Більше 85% обсягу відновлення шийок колінчастих валів виконують наплавоч способами і перш за все наплавляют під шаром флюсу. При цьому можна виділити наступні основні варіанти технологічних процесів: наплавка без термічної обробки; наплавка з наступною термічною обробкою; термічна обробка, наплавлення, термічна обробка; наплавка, зміцнення.
Найбільш поширеною вважають наплавку пружинної дротом другого класу під шаром легованого флюсу, що представляє собою суміш, що складається з плавленого флюсу АН-348А (93,2%), ферохрому (2,2%), графіту (2,3%) і рідкого скла ( 2,5%). Цей метод різко знижує втомну міцність наплавлених колінчастих валів через наявність величезної кількості тріщин.
Розроблено найбільш прогресивна технологія наплавлення зношених колінчастих валів. Вона передбачає наплавку шийок валів дротом Нп-30ХГСА під флюсом АН-348А з наступною механічною обробкою і повним повторним циклом термічної обробки (нормалізація і гарт ТВЧ). Ця технологія вимагає спеціального термічного обладнання і доцільна при великій виробничій програмі відновлення.
Для відновлення шийок валів використовують електроконтактні припайку сталевої стрічки зі сталі 50ХФА, дугову металлизацию порошковим дротом ПП-ОМ-2.
Колінчасті вали деяких двигунів (типу ЗМЗ та ін.) Виготовляють з високоміцного магнієвого чавуну ВЧ50 і ВЧ45. Їх зносостійкість і втомну міцність приблизно однакові з відповідними показниками валів, виконаних зі сталі 45, але собівартість отримання заготовок відливанням в 2,0. 2,5 рази нижче отримання поковок. У той же час чавун відноситься до важко-зварюються матеріалами. Тому розглянуті вище способи наплавлення не дають хороших результатів при відновленні чавунних валів.
Для відновлення чавунних колінчастих валів застосовують такі способи дугового наплавлення: по сталевій оболонці; двошарову наплавку; наплавку з наступною нормалізацією; наплавку дротом Нп-15 СТЮЦА під шаром флюсу АН-348А; широкошарову наплавку малоуглеродистой дротом марки 08А з додаванням в зону горіння дуги феромагнітної шихти і ін.
При відновленні валів дугового наплавленням втомна міцність валів досягає 80% нових, але процес складний і трудомісткий.
При двошарової наплавленні оболонкою служить перший наплавлений шар, який отримують за допомогою малоуглеродистой порошкового дроту під шаром
флюсу АН-348А. Другий шар наплавляють як би по сталевій поверхні звичайними методами. Однак втомна міцність таких валів становить всього близько 70% нових. Наплавлення з наступною нормалізацією застосовують для відновлення чавунних колінчастих валів двигуна ЗМЗ-53, які руйнуються через втому після наплавлення по шатунним шийок. При нормалізації твердість наплавлених шатунних шийок зменшується до HRC 25. 30, знижуються внутрішні напруги, і в підсумку втомна міцність підвищується до 85% рівня нових валів. Деяке зниження зносостійкості шатунних шийок компенсується її запасом в порівнянні з корінними шийками. До перспективних і ефективних способів відновлення сталевих і чавунних колінчастих валів відноситься плазмова наплавка. Рекомендують комбінований спосіб наплавлення, що передбачає одночасну подачу дроту і порошку. При відновленні колінчастих валів, виготовлених зі сталі 45 (СМД-14, А-41 і ін.), Шийки наплавляют композицією дріт Св-08МХ або Св-08Г2С (85%) + порошок ПГ-СР4 (15%), а галтелі - тієї ж композицією, але в співвідношенні 75 і 25%. Вали зі сталі 50Г (ЯМЗ-238НБ і ін.) Наплавляют дротом Св-15ГСТЮЦА (75. 80%) і порошком ПГ-СР4 або ПГ-СРЗ (20. 25%). При відновленні чавунних валів застосовують дріт Св-15ГСТЮЦА (70%) і порошок ПР-Н70Х17 СЧР4 (30%).
Для відновлення чавунних колінчастих валів розроблено та впроваджено два способи: постановка півкілець і пластінірованіе. Межа витривалості методом постановкою півкілець колінчастого вала такий же, як і нового (рисунок 1.3). Метод відновлення шийок валів пластінірованіем полягає в установці з наступним механічним кріпленням на шиях валів сталевої холоднокатаної термообработанной полірованої стрічки, виготовленої з пружною стали типу 65Г (рисунок 1.2).
