Разработка процесса востановления коленчатого вала Ваз 2108-09

      Рис. 2.11. Схема плазменного генератора:

      1 – электрод-катод; 2 – сопло; 3 – наплавочная проволока; 4 – восстанавливаемая деталь; 5 – реостат.

      Она создается дуговым разрядом, размещенном  в узком канале специального устройства, при обдуве электрической дуги потоком  плазмообразующего газа. Плазменную струю получают путем нагрева плазмообразующего газа в электрической дуге, горящей в закрытом пространстве. Температура струи достигает 10000...30000⁰С, а скорость в 2...3 раза превышает скорость звука.

        В качестве плазмообразующего и транспортирующего газа используется аргон. В этом способе обеспечивается локальный нагрев при наплавке с глубиной проплавления 0,25...0,35мм, укорачивание коленчатого вала при наплавке отсутствует, качество наплавленного слоя высокое. Недостаток - высокая стоимость применяемого оборудования и оснастки, малая производительность. 

      Электроконтактная приварка ленты.

      Из  перечисленных  выше способов  видно  что,   наилучшие результаты дают способы наплавки с жидкостным охлаждением, подаваемым в зону сварки. Одним  из наиболее  удачных  среди них является наварка ленты на вал. Данный способ аналогичен широко известной роликовой сварке (рис. 2.12).

      Рис. 2.12. Схема электроконтактной приварки ленты:

      1 и 3 – ролики; 2 – деталь; 4 –  трансформатор; 5 – прерыватель   тока.

      Навариваемая  лента прижимается к валу медными роликами. В месте контакта ленты с валом при прохождении электрического тока в несколько тысяч ампер происходит расплавление металла с его одновременным пластическим деформированием за счет прижатия роликом ленты к валу. Слой приваривают ков сей поверхности детали перекрывающими точками за счет регулирования силы и частоты тока. Перекрытие точек достигают вращением детали с частотой, пропорциональной частоте импульсов и скорости продольного перемещения  сварочной головки. Импульсы сварочного тока получают с помощью прерывателей,   используемых в контактных сварочных машинах. Для уменьшения нагрева детали и улучшения   условий закалки приваренного слоя в зону приварки подают охлаждающую жидкость.

        Преимущество приварки металлического  слоя с охлаждением рабочей зоны заключается в отсутствии нагрева и деформации детали, нанесении на стальную или чугунную поверхность регулируемого по толщине слоя, создание необходимого припуска на обработку, обеспечение закалки слоя непосредственно в процессе приварки, исключение выгорания легирующих элементов, применение различных сочетаний присадочных материалов.

      Лента для приварки может быть как стальная, так и специальная – порошковая. Практика показала, что порошковая лента здесь не дает каких-либо ощутимых улучшений качества процесса, например, таких, как увеличенные толщина слоя, прочность сцепления с валом,     твердость и износостойкость наваренной поверхности. Поэтому использование дешевой стальной ленты более оправдано.

      Толщина навариваемой ленты – около 0,5 мм. Способ допускает нварку последовательно двух-трех слоев ленты. Большое  число  слоев может быть наварено с промежуточным шлифованием и низким отпуском металла для снятия напряжений.

      Обычно  при толщине ленты 0,5 мм удается  поднять диаметр на 0,25-0,30 мм при одном слое наварки. Это связано с неровной поверхностью шейки после наварки, из-за чего после шлифования в больший размер на поверхности могут остаться точечные дефекты – раковины. У отверстий для смазки обычно происходит уменьшение слоя металла – металл как бы проваливается в    отверстия. Для того, чтобы у отверстий   поверхность после шлифования была ровной иногда приходится увеличивать количество слоев наварки. После наварки отверстия засверливают сверлом с твердо-плавными пластинами. Необходимо полностью очистить края от наваренного металла, т.к. имеет свойство крошится.

      Шейки валов подверженные абразивному  изнашиванию, упрочняют путем создания на трущихся поверхностях в виде композиционного  покрытия  опорных контактных площадок из особо твердых материалов, закрепленной в более мягкой связующей матрице.

      Твердость, износостойкость и прочность   сцепления ленты с деталью  зависят от марки стали ленты. Высокую твердость обеспечивают ленты из хромистых и марганцевых  сталей.

      Однако  мы не можем выбрать этот способ, так как он обеспечивает восстановление только наружных цилиндрических поверхностей, а заварку шпоночного паза не обеспечит.  
 
 
 
 

      Вывод:

      Таким образом, из  всех перечисленных  выше способов восстановления шеек чугунных коленчатых валов видно, что наилучшие результаты дает способ вибродуговой наплавки. В отличие от других способов как обработка деталей под ремонтный размер (не подходит, так как износ шеек превышает последний ремонтный размер, а к остальным изношенным поверхностям вообще не подходит), методов напыления (которые вызывают перегрев вала и его деформацию, а также малая прочность сцепления и выгорание легирующих элементов из напыляемого материала) или способов наплавки  без жидкостного охлаждения (которые также вызывают сильный нагрев и деформацию вала) вибродуговая наплавка обладает следующими преимуществами:

• не происходит деформации вала за счет непрерывного охлаждения;
• минимальная зона термического влияния;
• позволяет получать покрытия  высокой твердости (HRC 52…54) и износостойкости;
• возможность получения любой толщины слоя при наплавке;
• возможность наплавки валов малого диаметра (20-30 мм);
• высокая производительность процесса;
• возможность получения наплавленного слоя без пор и трещин.

      Дефект  №6;№7 – износ  резьбовых отверстий под болты крепления маховика; износ резьбы храповика.

      Данный вид износа не вызывает  трудностей при восстановлении, так как в ходе дефектации  было установлено, что повреждение  резьбы составляет менее двух  витков. Восстановление проводят  прогонкой резьбы при помощи метчика под тот же размер.

      2.2.3. Выбор технологических  баз.

      Точность  механической обработки при восстановлении деталей зависит от правильного  выбора технологических баз, который  требует четкого представления  о функциональном назначении поверхности деталей и размерной взаимосвязи между ними, об износе и повреждениях, которые претерпевают эти поверхности.

      Технологические базы обрабатывают с высокой точностью. При их выборе руководствуются следующими положениями:

• поверхности являющиеся базовыми, обрабатываются в первую очередь;
• стараться использовать базы  завода-изготовителя;
• поверхности связанные с точностью относительного положения (соосность, перпендикулярность, параллельность), обрабатываются с одной установки;
• за технологические базы наиболее целесообразно принимать центровые отверстия валов;
• при восстановлении за технологическую или измерительную базу принимают основные или вспомогательные поверхности, которые сохранились и не подлежат восстановлению.

      Выбор поверхностей базирования приведен в таблице 2.3.