Технология восстановления коленчатых валов малогабаритных двигателей электродуговой металлизацией

мм на сторону, износы поверхностей по подшипники и сальники составляют 0,3 мм и 0,25 мм на сторону соответственно. По внешнему виду изношенные поверхности характеризуется наличием рисок и задиров (рисунок 1).

Описание технологии. Структурная схема разработанного технологического процесса восстановления коленчатого вала двигателя Briggs&Stratton модели 115400 представлена на рисунке 2. Восстанавливаемый коленчатый вал при поступлении в ремонт очищают от загрязнений, для этого используются шаберы и щетки, изготовленные из стальной проволоки диаметром не более 0,15 мм. Очистку ведут как вручную, так и с использованием пневматических или электрических дрелей, при этом следят за тем, чтобы не получить грубых рисок на рабочих поверхностях деталей [6]. После очистки остатки загрязнений удаляют в водных растворах синтетического моющего средства МС-6 с использованием погружных моечной машины ОМ-4262, позволяющих производить нагрев моющего раствора. При температуре раствора 70…80ºС, продолжительность очистки обычно не превышает 3…5 мин. Затем коленчатый вал промывают в теплой воде, имеющей температуру не ниже 30…35ºС, и высушивают [7].

После очистки деталь поступает на дефектацию. На данной операции коленчатый вал осматривают и проверяют на наличие дефектов.

Затем изношенные поверхности детали подвергают механической обработке. Обработку проводят на токарно-винторезном станке типа 16К20 до удаления следов износа. Режимы обработки: глубина резания – 1 мм, подача – 0,3 мм/об, скорость резания – 230 м/мин, частота вращения шпинделя – 2500 мин-1.

Далее деталь подготавливают к ЭДМ. Для обеспечения наилучшей сцепляемости напыляемого материала с восстанавливаемыми поверхностями коленчатого вала проводят пескоструйную обработку. Для этого используют пескоструйный аппарат типа АПС-6, а в качестве материала применяют металлический песок.

Затем на подготовленную под ЭДМ поверхности наносят слой материала толщиной 1,5 мм на сторону. Для этого деталь устанавливается на токарно-винторезный станок (рисунок 3 а), при напылении шатунной шейки коленчатого вала используется специальное эксцентриковое приспособление. Для ЭДМ применяется сверхзвуковой электродуговой металлизатор ЭДМ-9ШД и сварочный выпрямитель ВДУ-506, а в качестве материала используется наплавочная проволока 50ХФА ГОСТ 10543-98 (рисунок 3 б). Это позволит повысить износостойкость коленчатого вала и избежать коробления детали вовремя ЭДМ, так как нагрев поверхностного слоя коленчатых валов не превышает 100…120ºС [1]. ЭДМ является технологически наиболее простым и продуктивным методом, не требующим дорогостоящего оборудования, и легко внедряется в производство [2], позволяет получать покрытия по качеству, не уступающему покрытиям, нанесенным плазменным и детонационным методами [3, 4]. Важным достоинством ЭДМ является возможность неоднократного проведения ремонта [11…15]. Металлизационные покрытия обладают значительной пористостью и масловпитываемостью. Благодаря этим качествам ЭДМ-покрытия имеют антифрикционные свойства и высокую износостойкость [5…10]. Режимы обработки: диаметр проволоки – 2,0 мм, сила тока – 180 А, напряжение – 20 В, скорость напыления – 42 м/ч, скорость подачи проволоки – 80,3 м/ч, расстояние от точки скрещивания проволок до образца 160 мм.

а)                                 б)

Рисунок 3 – Процесс ЭДМ: а) – подготовка к процессу металлизации коленчатого вала, б) – нанесение ЭДМ-покрытия на коленчатый вал

Для придания требуемых размеров и геометрической формы напыленных поверхностей проводят механическую обработку. Черновую механическую обработку шатунной шейки, поверхностей под подшипники и сальники производят на токарно-винторезном станке типа 16К20. Режимы обработки: глубина резания – 1 мм, подача – 0,3 мм/об, скорость резания – 230 м/мин, частота вращения шпинделя – 2500 мин-1.

Чистовую обработку осуществляют на кругло-шлифовальном станке типа 3М151. В качестве рабочего инструмента используется круг шлифовальный ПП 300х25х 32 СМ12К ГОСТ 2424-83. Режимы обработки: глубина шлифования – 0,04 мм/проход, продольная подача – 0,25 мм/об, частота вращения шлифовального круга – 2000 мин-1, частота вращения детали – 100 мин-1, окружная скорость шлифовального круга – 31,4 м/с.

Затем восстановленные детали поступают на контрольную операцию, где проверяют качество восстановления детали согласно требованиям ремонтного чертежа.

Вывод. Разработанная нами технология восстановления коленчатых валов на примере коленчатого вала двигателя Briggs&Stratton модели 115400 позволяет неоднократно восстанавливать деталь и увеличить ресурс восстановленных коленчатых валов в 1,2 раза по сравнению с новыми изделиями.

Измалков Александр Андреевич, магистр. Россия, Орел, ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет»

Izmalkov Alexandr Andreevich, magistrate. Russia, Orel, FSBEI HE Orel State Agrarian University