МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
«РЕМОНТ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ
АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И КОМПРЕССОРОВ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК»
для студентов специальностей
030500 – «Профессиональное обучение (агроинженерия)»
311300 – «Механизация сельского хозяйства»
311500 – «Механизация переработки с.-х. продукции»
311900 – «Технология обслуживания
и ремонта машин в АПК»
Челябинск
Методические указания содержат краткий анализ наиболее распространенных способов ремонта гильз автотракторных двигателей и компрессоров холодильных установок. В указаниях даются последовательность выполнения работы, рекомендации по выбору режимов обработки и технические требования на ремонт гильз.
Составители
Новиков Ю.М. – канд. техн. наук, доцент (ЧГАА)
Шестаков А.М. – старший преподаватель (ЧГАА)
Рецензент
Бевз И.И. – канд. техн. наук, доцент (ЧГАА)
Ответственный за выпуск
Ерофеев В.В. – докт. техн. наук, профессор,
зав. кафедрой технологии и
организации технического сервиса
Печатается по решению редакционно-издательского
совета ЧГАА
© ФГОУ ВПО «Челябинская государственная
агроинженерная академия», 2010
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить основные неисправности гильз цилиндров, способы их устранения, практически ознакомиться с контрольными измерениями при расточке и хонинговании гильз.
ВОПРОСЫДЛЯ ПОДГОТОВКИ К РАБОТЕ
1. Из какого материала изготавливаются гильзы? Какой термообработке подвергаются гильзы?
2. Какие показатели двигателя изменяются вследствие износа гильз цилиндров?
3. По каким поверхностям производится центрирование гильзы в блоке двигателя?
4. Каковы причины ускоренного износа гильз по внутренней поверхности?
ЛИТЕРАТУРА
1. Ремонт машин: Учебное пособие для вузов / К.А. Ачкасов, Е.И. Базаров, А.Н. Батищев и др.; Под ред. Н.Ф. Тельнова. – М.: Агропромиздат, 1992. – 560 с.
2. Техническое обслуживание и ремонт машин / Ульман И.Е., Игнатьев Г.С., Борисенко В.А. и др. Под общ. ред. И.Е. Ульмана. – М.: Агропромиздат, 1990. – 399 с.
3. Хитрюк В.А., Баранов Л.Ф. Справочник по ремонту автотракторных двигателей. – Минск: Ураджай, 1992. – 240 с.
4. Невейкин В.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт холодильных установок. – М.: Агропромиздат, 1989. – 287 с.
5. Ястребова Н.Я. и др. Техническое обслуживание и ремонт компрессоров / Н.Я. Ястребова, А.И. Кондаков, Б.А. Спектор. – М.: Машиностроение, 1981. – 240 с.
6. Черноиванов В.И. Восстановление деталей машин. – М.: ГОСНИТИ, 1995.
7. Ищенко С.А. Прогрессивные технологии технического сервиса автотракторной техники. – М.: Издательство «УМЦ Триада», 2005.
ЗАДАНИЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
1. Замерить внутренний диаметр изношенной гильзы и построить эпюру износа гильзы цилиндра, выбрать ремонтный размер.
2. Ознакомиться с устройством и работой оборудования для ремонта гильз.
3. Расточить и хонинговать гильзу на ремонтный размер.
4. Произвести контроль гильзы, руководствуясь техническими требованиями.
УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
1. Пуск электродвигателей станков разрешается производить в присутствии мастера или преподавателя.
2. Перед пуском расточного станка убедиться, что приспособление с гильзой или блок цилиндров надежно закреплены на столе станка.
3. Перед расточкой и хонингованием убедиться, что резец и хонинговальная головка зафиксированы в шпинделе станков.
4. Одежда и руки не должны касаться подвижных частей станков.
5. Измерения гильз цилиндров и параметров шероховатости проводить после полной остановки станка.
ДЕФЕКТЫИ РЕМОНТ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ
Характерными дефектами цилиндров являются отклонение от цилиндричности (овальность, конусность), увеличение диаметра цилиндра из-за механического износа, повреждения рабочей поверхности цилиндра (зеркала), а также износ посадочных поясков под отверстия в блоке цилиндра, кавитационные разрушения на наружной поверхности и отложения солей (накипь) полостей цилиндра.
Цилиндры изнашиваются главным образом в области движения поршневых колец, причем внутренняя поверхность цилиндра принимает форму овала, обращенного вершиной вниз. Овальность и конусность обусловлены неравномерным давлением нормальной составляющей силы, действующей на шатун. Вблизи ВМТ изнашивание усиливается вследствие увеличения давления газов в затылках колец, прижимающих кольца к поверхности цилиндров, высокой температуры и ухудшения условий смазки сопряжения кольцо-цилиндр.
При наличии трещин, глубоких рисок, износе внутренней поверхности более 0,3…0,4 мм, износе бурта по высоте более 0,3 мм производится ремонт или замена гильз цилиндров. Основным способом ремонта внутренней поверхности гильз цилиндров является их расточка и последующее хонингование гильз под поршень ремонтного размера. Гильзы тракторных двигателей имеют один ремонтный размер, который больше номинального на 0,7 мм (гильзы двигателей ЯМЗ-240Б, ЯМЗ-238НБ, А-01М, А-41 – на 0,5 мм). Гильзы автомобильных двигателей имеют по 3 ремонтных размера (через 0,4 – 0,5 мм). Цилиндры автомобильных двигателей, цилиндры поршневых компрессоров холодильных установок также имеют несколько ремонтных размеров.
Иногда вместо растачивания внутренней поверхности гильз проводится шлифование на шлифовальном станке СШ-22 или силовое хонингование, обеспечивающее на рабочей поверхности гильзы канавки для смазки и плоские участки с малой шероховатостью.
Гильзы растачивают на вертикально расточных станках 278 Н, 2А78Н, РП-2, 2В-697, 286-Л и др. Перед растачиванием замеряют диаметры всех цилиндров в области работы верхнего поршневого кольца и определяют возможный ближайший ремонтный размер цилиндра для растачивания. Для крепления гильзы на станке используют специальные механические или пневматические приспособления.
Блок или приспособление с гильзой устанавливают на стол станка растачиваемым цилиндром соосно шпинделю. Для предварительного центрирования шпиндель опускают в цилиндр так, чтобы шарик центрирующей оправки был на уровне неизношенной части (поясок в верхней части цилиндра – гильзы). Ввертывая винт стержня оправки и вращая одновременно шпиндель, блок перемещают по столу станка до тех пор, пока ось цилиндра не совпадет с осью шпинделя. Для более точной установки цилиндра блока или гильзы относительно оси шпинделя применяют приспособление с индикаторов часового типа.
Ремонтный размер цилиндра можно определить из выражения:
(1)
где 
– расчетный диаметр цилиндра, мм;
– наибольший диаметр изношенного цилиндра;
а – припуск на выход резца (0,02…0,03 мм);
b – припуск на хонингование
Растачивание производится резцами с пластинками из твердого сплава типа ВК-2 или резцами с вставками из эльбора или гексанита.
Размер для установки резца определяют по формуле:
(2)
где Р – размер для установки резца;
– диаметр окончательно обработанной гильзы
(ремонтный размер)
– диаметр резцовой головки;
К – припуск на хонингование;
S – постоянная призмы
После расточки или бесцентрового шлифования, гильзы хонингуют на станках 3А83, 3833М и др. Применяемый инструмент – хона с алмазными или абразивными хонинговальными брусками. Кроме этого, в качестве финишной обработкой гильз может служить раскатка поверхности гильз роликами или шариками.
Основные параметры для замеров приведены на схеме (рисунок 1)
Рисунок 1 – Схема замера вылета резца
Важнейшее значение для получения высокой износостойкости трущихся поверхностей имеет вид их окончательной абразивной обработки для снижения параметра их шероховатости (тонкое шлифование, плосковершинное хонингование, суперфиниширование, полирование и т.д.), поэтому работы, направленные на повышение качества окончательной механической обработки трущихся деталей, имеют одно из первостепенных значений.
Для этих целей в промышленности широко применяется метод нанесения медьсодержащих покрытий трением – финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО).
Сущность ФАБО заключается во фрикционном нанесении (при помощи трения) покрытий из пластичных металлов в присутствии специальной технологической среды на трущиеся поверхности деталей, таких как шейки коленчатого вала, гильзы цилиндров, различного вида штоки, пальцы и ряд других.
На рисунке 2 приведена схема фрикционного латунирования втулки. Приспособление с латунным прутком крепят в борштанге, установленной в резцедержателе токарного станка. В процессе латунирования латунный пруток прижимается к поверхности с усилием, соответствующим давлению 70 МПа, и перемещается вдоль втулки с подачей 0,2 мм/об. Втулка, закрепленная в патроне токарного станка, вращается со скоростью 0,3 м/с. Среда, состоящая из глицерина и активатора, подается в зону латунирования обычной капельницей.
Рисунок 2 – Схема фрикционного латунирования втулки
Режим фрикционной обработки прутковым инструментом следующий: окружная скорость поверхности детали 0,15…0,3 м/с; давление прутка 102…150 МПа; продольная подача прутка 0,1…0,2 мм/об; число рабочих ходов 1…2; толщина покрытия при использовании латуни Л62 или ЛС59-1 – 2…3 мкм; меди и бронзы – 1…2 мкм.
В настоящее время известны различные способы восстановления гильз: хромированием внутренней поверхности, а также расточкой верхней (наиболее изношенной) части гильз с последующей запрессовкой в них вставок-колец, свернутых их стальной закаленной ленты толщиной 0,4…1,0 мм; пластическим деформированием с нагревом внутренней поверхности.
Другими дефектами, встречающимися у гильз, являются износ посадочных поясков под отверстия в блоке цилиндра и кавитационные раковины на наружной поверхности. При износе посадочных мест поясков до пределов, менее допустимых без ремонта, или при наличии участков кавитационного износа на поясках производится шлифование их на станках (например, 3Б12) до диаметра менее номинального на 0,5 мм, затем производится приваривание ленты толщиной 0,3 мм и соответствующей ширины на установке ОКС-9862А для контактно-импульсных покрытий, после чего гильзы шлифуются вновь до номинального размера.
Кавитационные раковины на наружной поверхности гильз могут быть заделаны составами на основе эпоксидных смол (ЭД-16, ЭД-22) и др. или полимерных материалов фирмы «LOCTITE» или приварки на установке ОКС-9862А заплат из стальной ленты на участки гильз, подверженных кавитационному износу.