Повышение долговечности восстановленных коленчатых валов двигателей ЗМЗ-53 с учетом особенностей их старения

• Автор: Муравьев, Александр Исакович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Кишинев
• Количество страниц: 207 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Использование высокопрочного чугуна для изготовления коленчатых валов автотракторных двигателей .

1.2. Условия работы и старение коленчатых валов двигателей ЗМЗ.

1.3. Роль контроля качества восстанавливаемых чугунных коленчатых валов в повышении их долговечности.

1.4. Методы восстановления чугунных коленчатых

1.5. Долговечность восстановленных коленчатых

валов ЗМЗ и способы ее повышения

1.6. Задачи исследований

2. ОЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Структура исследований.
2.2. Определение рассеивания долговечности коленчатых валов ЗМЗ.
2.3. Методика и установки для наращивания металлопокрытий и упрочнения валов.
2.4. Методические вопросы исследования эксплуатационных свойств коленчатых валов .
2.5. Математическая обработка экспериментальных данных
3. СТАРЕНИЕ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ЗМЗ И ТРЕБОВАНИЯ
К ИХ КОНТРОЛЮ.
3.1. Порядок проведения исследований
3.2. Наработка двигателей.
3.3. Изяосы и деформации коленчатых валов.
3.4. Усталостная прочность коленчатых валов, восстановленных способом ремонтных размеров
3.5. Распространение трещин в восстановленных коленчатых валах
3.6. Методика контроля качества восстанавливаемых коленчатых валов
3.7. Выводы.
4. ПОВШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ 33 ОПТИМИЗАЦИЕЙ РЕЖИМОВ НАРАЩИВАНИЯ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ.
4.1. Порядок проведения исследований
4.2. Оптимизация режимов осаждения электролитических покрытий.
4.3. Оптимизация режимов широкослойной наплавки
4.4. Сравнительные исследования эксплуатационных
свойств восстановленных коленчатых валов 33.
4.5. Выводы
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ УПРОЧНЕНИЯ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ 33
5.1. Порядок проведения исследований
5.2. Эффективность упрочнения восстанавливаемых деталей из высокопрочного чугуна с концентраторами напряжений
5.3. Уцрочнение восстанавливаемых коленчатых валов
5.4. Выводы
6. РЕАЛИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.
6.1. Разработка рекомендаций по повышению долговечности восстановленных коленчатых валов 33
и результаты опытной проверки .
6.2. Оценка техникоэкономической эффективности разработанных рекомендаций
6.3. Выводы
ОНЦИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В связи с этим перешлифовка валов на ремонтные размеры не должна вызывать, как отмечается в //, изменения их структуры и твердости, а, следовательно, и износостойкости в отличие от стальных валов с закаленными рабочими поверхностями. Однако в работах /,,/ показано, что темп износа перешлифованных коленчатых валов ЗМЗ- возрастает в сравнении с новыми из-за нарушения исходной микрогеометрии и зазоров в подшипниках //, появления дисбаланса //, ухудшения условий смазки и возрастания удельного давления в сопряжении /,/. Значительные прогибы чугунных коленчатых валов и неравномерность износа наряду со сложностью правки вызывают необходимость шлифовать их через ремонтные размеры /,/, уменьшая ресурс до достижения предельных ремонтных размеров. Поэтому исследование наработки двигателей ЗМЗ- и анализ старения их коленчатых валов, восстановленных методом ремонтных размеров, приобретает несомненную значимость. Восстановление предельно изношенных чугунных коленчатых валов различными видами наплавки нашло широкое распространение в современном ремонтном производстве /,. Вибродуговая наплавка в струе воздуха проволокой ЭП-9 обеспечивает равномерность наплавленного слоя по твердости ( НРС . ГСТЩА циркония и церия //, но дефицитность проволоки сдерживает широкое внедрение этого способа //. Для снижения термического влияния и предотвращения отбела исследовались процессы двухслойной наплавки чугунных коленчатых валов /,,/. Наплавка первого слоя малоуглеродистой црово-локой с внутренней защитой, а второго - проволоками ППАН2 или ППЗК2В8, разработанными в ИЭС им. Е.О. Патона, позволила получить качественное покрытие. Себестоимость восстановленных чугунных коленчатых валов составляет %> от уровня новых, но сложность технологического процесса и значительное снижение их усталостной Прочности ограничивают применение этого способа на ремонтных предприятиях. Технология восстановления коленчатых валов ЗМЗ-, разработанная в ЧИМЭСХе //, предусматривает для уменьшения термического влияния на деталь ввод в зону дуги дополнительной црисадоч-ной проволоки, обеспечивающей принудительный отвод тепла из сварочной ванны. К недостаткам способа следует отнести необходимость использования специального оборудования //. Способ восстановления чугунных коленчатых валов наплавкой по винтовой линии малоуглеродистой проволокой под легирующим флюсом (либо порошковой - под керамическим) по металлической оболочке для защиты чугуна от прямого воздействия дуги разработан в НИМГе /,/. Разновидностью способа НШАТ следует считать предложенную в // технологию механизированной наплавки цроволокой Нп-ЗОХГСА чугунных валов на предварительно нанесенное газотермическое или электролитическое покрытие. При этом глубина проплавления чугуна и качество наплавленного слоя регулируются толщиной покрытия. Все вышеуказанные способы восстановления чугунных коленчатых валов обеспечивают формирование в наплавленном слое стального сплава, поэтому нарушается конструктивный подбор трущихся пар в сопряжении "вал-вкладыш", что вызывает снижение долговечности отремонтированных двигателей /,/. В НИЛАТе разработана технология широкослойной наплавки с введением в зону дуги ферромагнитной шихты //, что позволяет формировать покрытие со структурно-свободным графитом и обеспечить износостойкую пару трения цри одновременном повышении производительности процесса. Однако широкое внедрение способа в производство сдерживается недостаточной изученностью эксплуатационных свойств восстановленных коленчатых валов, в частности, противоречивыми данными об их усталостной прочности /,/. Требуют уточнения вопросы оптимизации состава шихты, определяющего в значительной мере эксплуатационные свойства восстановленных валов. Известные технологические варианты наплавки чугунных коленчатых валов не позволяют обеспечить требуемые эксплуатационные показатели вследствие специфических свойств материала основы. Наплавленный слой, как правило, резко отличается от основного металла в худшую сторону по структуре, составу,качеству и свойствам //.