Ремонт блоков цилиндров. Основные дефекты, причины возникновения и способы устранения. Особенности сварки чугуна и алюминия

Полимерные материалы для ремонта деталей. Эпоксидная смола, клеи, герметики. Технология устранения типовых дефектов - заделка трещин, склеивание, восстановление неподвижных соединений и др.

Химический состав порошков после напекания

Порошок	Химический состав слоя, %
С		Сг	Мп
УС-25	4,5...5,5	1,5.-2,8	37,0...44,0	2,5
ПГ-ХН80СР2	0,3...0,6	1,5...4.0	12,0...15,0	1,5.-2,5
ПС-1	3,4...4,0	1,0... 1,5	35Д..38.0	0,2.-0,4
ПС-2	5,0...6,0	2,0.-2,6	45,0.-55,0	0,5.-1,2
СМ-У30Х30Г8Т2	2,8	0,47	28,65	7,83
СМ-У20Х15Г20	1,75	0,55	13,75	18,18
				Продолжение
Порошок	Химический	состав слоя, %	Свойства слоя
№		твсрлость, НКСэ	относительная износостойкость*
УС-25	1,0... 1,8	—	62.-65	4,0
ПГ-ХН80СР2	Основа Ре	—	55...60	3...5
ПС-1	—	—	35...50	2,76
ПС-2	0,5...2,0	—	58.-65	4,5
СМ-У30Х30Г8Т2	—	1,9	45...51	5,5
СМ-У20Х15Г20	—	0,20	27...35	2,6

* Эталон — закаленная сталь 45.

Оборудование для электроконтактной наплавки состоит из вра­щателя и сварочной головки, которая определяется видом проводи­мого процесса. Питание процесса от трансформатора при силе тока 10...20 кА.

Режимы приварки (напекания) зависят от удельного сопротив­ления, удельной массы, температуры плавления и теплопроводнос­ти присадочного материала (табл. 3.14).

Количество теплоты, Дж, необходимой для сплавления ленты или припекания порошка к детали, определяют в соответствии с за­коном Джоуля—Ленца:

Малое количество теплоты приводит к отсутствию оплавления или неполному спеканию присадочного материала, а избыток обус­ловливает выплескивание металла и резкое ухудшение качества слоя.

Частота вращения детали, подача присадочного материала, шаг приварки и частота импульсов должны обеспечивать перекрытие сварочных точек на 25...35 %.

Подготовка деталей к электроконтактной приварке заключается в шлифовке поверхности деталей до устранения изношенного и на­клепанного слоя и обезжиривания.

После нее проводят размерную обработку деталей, как прави­ло, шлифованием. Припуск на механическую обработку 0,1...0,2 мм.

Электроконтактную приварку успешно применяют для восста­новления и упрочнения шеек валов, отверстий в корпусных дета­лях, плоских и сложной формы режущих органов сельскохозяй­ственных машин и других деталей.

К недостаткам способа относятся: низкая стойкость роликовых электродов и связанная с этим нестабильность процесса; относи­тельно высокая трудоемкость подготовки деталей к электроконтак­тной приварке.

Общие сведения. Пластические массы используют в различных отраслях народного хозяйства, в том числе в машиностроении и ре­монтном производстве. Применение пластмасс при ремонте сельс­кохозяйственной техники по сравнению с другими способами по­зволяет снизить трудоемкость восстановления деталей на 20...30 %, себестоимость ремонта на 15..20 и расход материалов на 40...50 %.

Пластическими массами называют материалы, изготовленные на основе высокомолекулярных органических веществ и способные под влиянием повышенных температур и давления принимать оп­ределенную форму, которая сохраняется в условиях эксплуатации изделия. Пластмассы представляют собой сложные многокомпо­нентные смеси. Их главная составная часть — полимер, соединяю­щий все компоненты. Кроме него в состав входят наполнители пластификаторы, отвердители, катализаторы (ускорители), краси­тели и другие добавки.

В некоторых случаях пластмассы могут состоять только из поли­мера. В зависимости от химической природы их делят на термопла­стичные и термореактивные.

Термопластичные пластмассы (полиамиды, полиэтилен, поли­стирол и др.) при многократном нагревании и охлаждении сохраня­ют способность размягчаться, плавиться и вновь затвердевать, что связано с их линейной или разветвленной структурой макромоле­кул. В них не происходят химические реакции.

Термореактивные пластмассы (пресс-порошки, текстолит, эпок­сидные композиции и др.), нагреваясь, необратимо переходят в не­плавкое и нерастворимое состояние, связанное с образованием пространственной (сшитой) структуры.

Первые перерабатывают литьем под давлением, прессованием, напылением, нанесением из растворов, вторые — прессованием и нанесением из растворов.

Ремонт деталей с трещинами и пробоинами. Блоки цилиндров, их головки, картеры коробок передач и другие детали ремонтируют с использованием эпоксидных смол.

Широко используют эпоксидную смолу ЭД-16 —прозрачную вязкую массу светло-коричневого цвета. В герметически закрытом сосуде при комнатной температуре она может храниться продолжи­тельное время.

Смола отвердевает под действием отвердителя. В качестве после­днего служат алифатические амины (полиэтиленполиамин), аро­матические амины (АФ-2), низкомолекулярные полиамиды (Л-18, Л-19 и Л-20). Самым распространенным считается полиэтиленпо­лиамин — вязкая жидкость от светло-желтого до темно-бурого цве­та. Чтобы повысить эластичность и ударную прочность отвержденной эпоксидной смолы, следует вводить в ее состав пластификатор, например дибутилфталат — желтоватую маслянистую жидкость.

С помощью наполнителей улучшаются физико-механические, фрикционные или антифрикционные свойства, повышаются теп­лостойкость и теплопроводность и снижается стоимость. К ним от­носят чугунный, железный и алюминиевый порошки, асбест, це­мент, кварцевый песок, графит, стекловолокно и др.

Эпоксидную композицию готовят следующим образом. Разогре­вают тару с эпоксидной смолой ЭД-16 в термошкафу или емкости с горячей водой до температуры 60...80 "С и наполняют ванночку необходимым количеством смолы. В последнюю добавляют неболь­шими порциями пластификатор (дибутилфталат), тщательно пере­мешивая смесь в течение 5...8 мин. Далее так же вводят наполнитель и перемешивают 8... 10 мин.

Приготовленный состав можно хранить длительное время. Не­посредственно перед его использованием вливают отвердитель и перемешивают в течение 5 мин, после чего эпоксидная композиция должна быть использована в течение 20...25 мин.

Качество эпоксидных покрытий во многом зависит от состава композиции (табл. 3.19).

д

Трещины длиной до 20 мм заделывают следующим образом. С помощью лупы 8... 10-кратного увеличения определяют границы трещины и на ее концах сверлят отверстия диаметром 2,5..3,0 мм. Затем по всей длине снимают фаску под углом 60...70° на глубину 1,0...3,0 мм. Если толщина детали менее 1,5 мм, то снимать фаску не рекомендуется.

Зачищают поверхность на расстоянии 40...50 мм от трещины до металлического блеска. Обезжиривают поверхности трещины и за­чищенного участка, протирая их смоченным в ацетоне тампоном. После просушивания втечение8...10мин поверхность детали вновь обезжиривают и вторично просушивают.

Деталь 1 (рис. 3.53, а) устанавливают так, чтобы поверхность с трещиной 2длиной до 20 мм находилась в горизонтальном положе­нии, и наносят шпателем эпоксидный состав 3 на поверхности тре­щины и зачищенного участка. Заделывают трещины чугунных и стальных деталей составом Б, а из алюминиевых сплавов — В.

Трещину длиной 20...150 мм (рис. 3.53, б) заделывают так же, но после нанесения эпоксидного состава 3 на нее дополнительно укла­дывают накладку 4 из стеклоткани. Последняя перекрывает трещи­ну со всех сторон на 20...25 мм. Затем накладку прикатывают роли­ком 5. На ее поверхность наносят слой состава и накладывают вторую накладку 6 (рис. 3.53, в) с перекрытием первой на 10... 15 мм.

Далее прикатывают роликом и наносят окончательный слой эпоксидного состава.

На трещины длиной более 150 мм (рис. 3.53, г) наносят эпоксидный состав с наложени­ем металлической накладки и закреплением ее болтами 8. Под­готовка поверхности и разделка трещины такие же, что и для тре­щины длиной менее 150 мм. На­кладку 7 изготавливают из лис­товой стали толщиной 1,5... 2,0 мм. Она должна перекрывать трещину на 40...50 мм. В наклад­ке сверлят отверстия диаметром 10 мм. Расстояние между их цен­трами вдоль трещины 60...80 мм. Центры должны отстоять от кра­ев накладки на расстоянии не менее 10 мм.

Накладку устанавливают на трещину. Кернят центры отвер­стий на детали, снимают наклад­ку, сверлят отверстия диаметром 6,8 мм и нарезают в них резьбу 1М8х1. Поверхности детали и накладки зачищают до металли­ческого блеска и обезжиривают. Далее наносят на них слой эпоксидного состава.

Размещают накладку на деталь и заворачивают болты, предвари­тельно покрыв резьбовые поверхности тонким слоем эпоксидного состава. Пробоины на деталях заделывают с помощью этого же со­става с наложением металлических накладок заподлицо или внах­лестку. В первом случае (рис. 3.54, а) притупляют острые кромки пробоины и зачищают поверхность детали вокруг пробоины до ме­таллического блеска на расстоянии 10..20 мм. Накладку изготавли­вают из листовой стали толщиной 0,5...0,8 мм. Она должна пере­крывать пробоину на 10...20 мм. Обезжиривают и просушивают в течение 8... 10 мин кромки пробоины и защищенный вокруг нее участок поверхности.

Прикрепляют к центру накладки проволоку диаметром 0,3...0,5 мм и длиной 100...150 мм. Вырезают из стеклоткани на­кладки по контуру пробоины. Наносят тонкий слой эпоксидного состава после вторичного обезжиривания кромок пробоины и зачи­щенного участка и просушивания. Устанавливают накладку под пробоину и закрепляют проволокой 3. Затем укладывают на наклад­ку / накладку 4 из стеклоткани, прикатывают ее роликом, наносят эпоксидный состав, укладывают вторую накладку из стеклоткани и прикатывают ее роликом. Операции по нанесению эпоксидного со­става и укладке накладок из стеклоткани повторяют до тех пор, пока пробоина не будет заполнена по всей толщине стенки. На верхнюю накладку наносят слой 2 эпоксидного состава и оставляют до отвер­ждения.

Во втором случае (рис. 3.54, 6) притупляют острые края пробои­ны, зачищают вокруг нее на расстоянии 40...50 мм до металлическо­го блеска поверхность детали. Накладку изготавливают из стали толщиной 1,5...2,0 мм. Она должна перекрывать пробоину на 40...50 мм. Сверлят в ней отверстия диаметром 10 мм. Расстояние между ними по периметру пробоины 50...70 мм. Центры должны отстоять от краев накладки на расстоянии 10 мм. Сверлят в детали отверстия диаметром 6,8 мм и нарезают в них резьбу 1М8х1. Зачи­щают до металлического блеска поверхность накладки, соприкаса­ющуюся с деталью. Обезжиривают поверхности детали и накладки, а затем наносят на них тонкий слой эпоксидного состава.

Эпоксидные композиции, содержащие полиэтиленполиамин (составы А, Б и В), оставляют до отверждения при температуре 18...20 °С в течение 72 ч или при той же температуре — 12 ч, а за­тем при нагревании в термошкафу по одному из следующих режи­мов: при температуре 40 "С в течение 48 ч, при 60—24, 80—5 и 100 "С-Зч.

После этого зачищают подтекания и наплыв эпоксидной компо­зиции и проверяют качество ремонта.

Приклеивание фрикционных накладок дисков сцепления двигате­лей и тормозных колодок. Способ крепления этих деталей заклепка­ми имеет ряд существенных не­достатков. В процессе эксплуата­ции диски коробятся, их толщи­на становится неравномерной. Фрикционные накладки по тол­щине используют не более чем на 40 %, так как головки закле­пок соприкасаются с поверхностью соединяемой детали. Возни­кает необходимость заменять ча­стично изношенную накладку новой. Этого можно избежать с помощью приклеивания.

После удаления старых дета­лей диски или колодки зачища­ют до металлического блеска шлифовальной машиной или дробеструйной установкой. На поверхности не допускается на­личия следов коррозии. Поверх­ности обезжиривают тампоном, смоченным ацетоном. После просушивания в течение 10 мин на них наносят слой клея ВС-ЮТ и выдерживают не менее

5 мин на воздухе при температуре 18...20 °С. Толщина клеевого шва должна быть 0,1...0,2 мм, а расход клея — не более 200 г на 1 м² по­верхности. Резиновый брусок не должен прилипать.

Ведомый диск сцепления соединяют с фрикционными накладка­ми и укладывают в приспособление. Между собранными дисками 6 (рис. 3.55) размещают промежуточные кольца 7. Динамометричес­ким ключом на поверхностях создают давление не менее 0,1 МПа. Смещение накладок относительно диска не более 0,5 мм.

Для полимеризации клеевого слоя приспособление с дисками устанавливают в электропечь и выдерживают 40 мин при темпера­туре 180 "С. Диски охлаждают до 70... 100 "С в отключенной печи, а затем на воздухе до температуры 35...40 °С.

Затем разбирают приспособление, зачищают подтекания и на­плывы клея, проверяют качество склеивания внешним осмотром и простукиванием.

Торцовое биение диска не более 0,5 мм, коробление не более 1 мм. В противном случае протачивают диски на токарно-винторез-ном станке. При их простукивании молотком звук должен быть ровным и недребезжащим.

Изношенные фрикционные накладки, приклеенные к диску клеем ВС- ЮТ, отделяют путем выдержки дисков в печи при темпе­ратуре 350 °С в течение 5...6 ч с последующим легким простукива­нием.

Кроме клея ВС-1 ОТ для крепления фрикционных накладок тормозных колодок используют клей БФТ-52. У таких клеевых соеди­нений более высокие прочностные свойства. Так, при температуре 20 "С прочность клеевых соединений стальных образцов с фрикци­онными материалами АГ-1Б, 6КФ-58 и Т-167, склеенных клеем БФТ-52, соответственно в 1,3; 1,2 и 1,1 раза выше по сравнению с клеем ВС-ЮТ, а при температуре 350 °С — соответственно в 1,7; 1,5 и 1,5 раза.

Восстановление неподвижных соединении подшипников качения с использованием полимерных материалов. При таком способе значи­тельно упрощают технологический процесс, исключают термичес­кое воздействие на детали, снижают трудоемкость и себестоимость ремонта машин. Для восстановления деталей и соединений исполь­зуют эпоксидные композиции, эластомеры и анаэробные гермети­ки.

Поверхности зачищают до металлического блеска, обезжирива­ют и просушивают в течение 10 мин. После вторичного обезжири­вания и просушивания наносят равномерный слой состава А (см. табл. 3.19) на основе эпоксидной смолы ЭД-16. После выдержки в течение 10 мин соединяют детали, удаляют подтекания и излишки эпоксидного состава и отверждают.

Посадочные места подшипников качения в корпусах коробок передач восстанавливают следующим образом. Изношенные по­верхности зачищают до металлического блеска, обезжиривают аце­тоном, просушивают в течение 5 мин и вторично обезжиривают. На изношенные поверхности посадочных мест шпателем наносят эпоксидный состав Г или Д. Затем деталь с эпоксидным составом Г выдерживают в течение 1 ч, а с составом Б — 2 ч на воздухе при тем­пературе 18...20 "С. За это время вязкость состава значительно уве­личивается, что исключает возможность его стекания с вертикаль­ных поверхностей. Затем корпус устанавливают на плиту / (рис. 3.56), закрепленную на столе радиально-сверлильного станка.

Кондуктор включает плиту / с запрессованными втулками 3 и двумя штифтами 2, предназна­ченными для фиксации корпуса 4. Расстояния между осями от­верстий под втулки соответству­ют межосевым расстояниям по­садочных мест корпуса коробки передач.

Нанесенный слой эпоксидно­го состава формуют под номинальный размер отверстий с помощью калибрующей оправки 5, ко­торая закреплена в шпинделе радиально-сверлильного станка. Оп­равку протягивают сверху вниз без вращения относительно оси шпинделя. Она своим нижним хвостовиком входит в направляю­щую втулку 3, что обеспечивает соблюдение межцентровых рассто­яний восстанавливаемых отверстий и параллельность их осей.

Калибрующая оправка 5 выполнена из стали 45 и закалена до твердости НК.С45. Ее рабочие поверхности прошлифованы. Допуск на изготовление оправки выбирают с учетом усадки эпоксидного состава и толщины слоя разделителя, которым ее смазывают перед формованием отверстий. В качестве разделителя применяют мо­торное масло.

После формования отверстий на поверхности остается слой 6 эпоксидного состава, позволяющий получить посадочные места под подшипники номинального размера. Его отверждают в термо­шкафу. Чтобы исключить стекание состава Г (см. табл. 3.19) с верти­кальных поверхностей и нарушение геометрической формы отвер­стий при нагревании, процесс проводят по ступенчатому режиму: при температуре 60 °С выдерживают 2 ч, при 100 — 1 и 150 "С — 1 ч. Состав Д отверждают при температуре 18...20 °С в течение 5 ч или при60"С—1,5 ч.

Корпус коробки передач охлаждают вместе с термошкафом. Уда­ляют наплывы эпоксидного состава и замеряют диаметры восста­новленных отверстий.

При ремонте гнезд вкладышей коренных подшипников двигате­лей после выполнения подготовительных операций на поверхность постелей и крышек наносят слой эпоксидного состава и укладыва­ют калибрующую скалку, выполненную в виде трубы. Перед монта­жом' крышек под них устанавливают прокладки из фольги толщи­ной 0,05 мм. После затяжки болтов крышек удаляют подтекания выжатого эпоксидного состава и выдерживают блок двигателя при комнатной температуре в течение 1,5...2,0 ч.

После отверждения эпоксидного состава в термошкафу или с помощью нагревательного элемента, находящегося внутри скалки, снимают крышки постелей, калибрующую скалку и прокладки из фольги. Зачищают оставшиеся наплывы эпоксидной композиции, просверливают масляные каналы, продувают их сжатым воздухом и проверяют качество восстановления.

Однако применение эпоксидных композиций для восстановле­ния неподвижных соединений подшипников связано с определенными технологическими трудностями. После приготовления ком­позиции ее необходимо использовать в течение 20...25 мин. У нее малая эластичность, что снижает долговечность восстановленных неподвижных соединений. Эпоксидные композиции токсичны, поэтому все операции по их приготовлению и применению необходимо выполнять в специальных помещениях с усиленной вентиля­цией. Вместо эпоксидной композиции для восстановления постелей коренных подшипников Мордовским государственным универси­тетом предложена композиция, содержащая анаэробный герметик АН-6В (100 частей по массе), тальк (40...45) и медный порошок (1... 1,5 части по массе). Полимерную композицию отверждают в те­чение 6 ч при температуре 20...25 °С или при температуре 80 °С в те­чение 30 мин.

К основным недостаткам данной композиции относят высокую стоимость анаэробного герметика, малую эластичность, наличие усадки при отверждении и возможность образования раковин при формировании.

Для восстановления постелей коренных подшипников МГАУ им. В. П. Горячкина предложен полиуретановый адгезив Вилад-11, состоящий из двух компонентов: А — тиксотропная масса на основе сложного олигоэфира и специальных добавок, Б — полиизоцинат марки Б или Д. Компоненты А и Б смешивают в соотношении 1:0,6 и не содержат в своем составе высокотоксичных веществ.

После нанесения адгезив выдерживают при температуре 15...25°С в течение 3,5 ч, укладывают скалку, затягивают болты крышек постелей и отверждают в течение 10... 12 ч.

Толщина полиуретанового покрытия из условия допустимого прогиба коленчатого вала на опоре и учета нагревания и увеличения радиального зазора коренного подшипника не должна превышать 185 мкм.

Вкладыши подшипников скольжения с постелями, восстанов­ленными полиуретановым адгезивом, имеют меньший и более рав­номерный износ по сравнению с вкладышами, соприкасающимися с обычными постелями. При толщине покрытия 75 мкм износ вкла­дышей снижается на 14 %, а при толщине 150 мкм — на 23 %.

Наибольшее распространение при ремонте неподвижных соеди­нений подшипников качения получили эластомер ГЭН-150(В) и герметик 6Ф. Первый состоит из бутадиен-нитрильного каучука марки СКН-40С и смолы ВДУ. Второй представляет собой продукт совмещения каучука марки СКН-40 со смолой ФКУ на основе за­мещенного фенола винилацетиленовой структуры.

Заводы-изготовители поставляют эластомеры в виде листов тол­щиной 2...3 мм. На поверхность детали наносят покрытия из их ра­створов концентрацией 20 частей по массе полимера на 100 частей ацетона. Для приготовления раствора эластомер или герметик на­резают кусочками, помещают в емкость с герметически закрывае­мой пробкой и выдерживают в течение 10... 12 ч до разбухания мате­риала. Содержимое емкости периодически в течение 2...3 ч взбал­тывают до полного растворения эластомера. При температуре 20 °С Условная вязкость раствора, определенная с помощью вискозимет-Ра ВПЖ-2, должна быть 72,7 мм²/с.

Поверхность деталей (кроме колец подшипников) перед нанесе­нием покрытия зачищают и обезжиривают. Покрытия наносят различными способами (кистью, окунанием, обливом, центробеж­ным) в зависимости от конструкции детали и имеющихся средств.

При использовании кисти следят за равномерностью формиро­вания покрытия толщиной 0,015..0,027 мм, не допуская перекры­тия мазков и просветов между ними. Покрытие просушивают при температуре 20 °С в течение 10... 15 мин, а затем при необходимости наносят последующие слои до получения покрытия заданной тол­щины.

В процессе окунания деталь устанавливают на оправку, вращаю­щуюся с частотой 6 мин"¹, и погружают на 2...3 мм в ванну с раство­ром эластомера. После трех оборотов детали вокруг своей оси ванну опускают так, чтобы деталь не касалась раствора. Нанося пять слоев с просушиванием каждого из них, можно получить покрытие высо­кого качества толщиной до 0,26 мм.

Чтобы нанести покрытие на внутреннюю поверхность цилинд­рической детали центробежным способом, следует закрепить де­таль на планшайбе токарно-винторезного станка. Подшипниковый щит 6 (рис. 3.57) устанавливают на один из центрирующих поясков щеки 5и поджимают винтом 2. Прижимная крышка ^предохраняет от разбрызгивания раствора во время заливки. После замера диа­метра изношенного посадочного отверстия рассчитывают объем за­ливаемого раствора, мм³, Раствор заливают с помощью приспособления, оправка (рис. 3.58) которого закреплена в резцедержателе токарно-винторезного станка. На валике 2 установлен желоб 3. Ширина рабочей части последнего может изменяться от 6_т1п до Ь_так перемещением вдоль валика. Ширину рабочей части желоба устанавливают равной ши­рине посадочного места подшипника.

Устройство для заливки с необходимым объемом раствора в же­лобе вводят в подшипниковый щит с помощью суппорта. Включа­ют привод станка. При установившейся частоте вращения детали 1400 мин~^: валик 2 поворачивают на 180°. Раствор полимера подает­ся по всей ширине посадочного места подшипникового щита. Пос­ле этого деталь должна вращаться 5... 10 мин для предотвращения стекания раствора.

Термообработку (полимеризацию) покрытий из раствора элас­томера ГЭН-150(В) проводят при температуре 115 °С в течение 40 мин, из раствора герметика 6Ф — 150... 160 °С в течение 3 ч.

Долговечность неподвижных соединений зависит от интенсив­ности изнашивания посадочных мест подшипников качения. Чем она ниже, тем выше долговечность. Зависимость износа посадоч­ных отверстий от наработки при динамическом характере нагружения показана на рисунке 3.59. Основная причина износа посадоч­ных мест подшипников без полимерного покрытия — фреттинг-коррозия, о наличии которой свидетельствует выделение краснова­то-бурых продуктов изнашивания. Однако долговечность соединений при посадке подшипников с натягом 0,02 мм почти в 2 раза выше, чем с зазором 0,02 мм.

Характер процесса существенно меняется при посадке подшип­ников с покрытием, полученным из раствора герметика 6Ф. Поли­мерное покрытие полностью предотвращает металлический контакт соединяемых поверхностей и препятствует развитию фрет-тинг-коррозии, что снижает износ посадочных мест. При наработке до 280 ч износ посадочного отверстия обнаружить не удалось.

Долговечность неподвижных соединений зависит от зазора до нанесения покрытия.

С увеличением зазора перед ремонтом долговечность неподвиж­ных соединений, восстановленных эластомером ГЭН-150(В) и герметиком 6Ф, снижается. Поэтому первым рекомендуется восста­навливать неподвижные соединения наружное кольцо подшипни­ка — посадочное отверстие с зазором менее 0,16 мм и внутреннее кольцо — вал — менее 0,12 мм, а вторым — неподвижные соедине­ния обоих типов с зазором до 0,20 мм.

Неподвижные соединения с покрытиями из эластомера или гер­метика собирают запрессовкой с натягом 0,01...0,03 мм по приня­той на ремонтном предприятии технологии.

Анаэробные герметики — это многокомпонентные жидкие соста­вы, способные длительное время храниться на воздухе без измене­ния свойств и быстро отверждаться (полимеризоваться) при темпе­ратуре 15...35 °С без доступа воздуха с образованием прочного твер­дого полимера. Они состоят из полимеризационно ненасыщенного соединения, инициатора полимеризации, катализатора, модифи­катора вязкости, стабилизирующей системы, красителя и др.

Основная часть — полимеризационно ненасыщенные соедине­ния акрилового ряда. Они характеризуются высокой скоростью превращения в пространственно сшитые полимеры при отсутствии кислорода. Инициатор и катализатор полимеризации ускоряют процесс образования полимера. Стабилизирующая система сдер­живает действие инициатора в присутствии кислорода воздуха. Модификаторы вязкости вводят для получения заданной вязкости в за­висимости от назначения герметика. Краситель предназначен для облегчения контроля при нанесении последнего на поверхности детали.

Анаэробные герметики поставляют в плоских воздухонепрони­цаемых полиэтиленовых флаконах. Заполнение ими флакона не должно превышать 50...60 % его объема, так как кислород раство­ренного воздуха служит также стабилизатором композиции и, что­бы сохранить ее стабильность, он должен непрерывно поступать в композицию. Гарантийный срок хранения герметиков 12 мес.

Технологический процесс фиксации колец подшипников каче­ния в корпусе и на валу включает в себя следующие операции: очис­тку и обезжиривание посадочных поверхностей, нанесение герме­тика, сборку неподвижного соединения и отверждение герметика.

Посадочные поверхности очищают и обезжиривают по приня­той технологии.

Герметик наносят на поверхность охватываемой и охватываю­щей деталей из капельницы полиэтиленового флакона, а затем раз­равнивают капли с помощью кисти, причем соединяемые поверхности должны быть полностью смочены, а пространство между ними — заполнено.

При сборке неподвижного соединения вал устанавливают вер­тикально, а корпусную деталь — так, чтобы посадочное место под подшипник заняло горизонтальное положение. Затем центрируют собранные детали с помощью специальных приспособлений. Далее вал поворачивают на 2...3 оборота, что способствует устранению пе­рекоса колец подшипника и удалению подтеканий герметика. Со­единение выдерживают в неподвижном состоянии 40 мин, после чего снимают центрирующее приспособление и проводят последующие сборочные операции.

После сборки неподвижного соединения затрудняется доступ кислорода к клеевому слою, что резко увеличивает скорость поли­меризации. Анаэробный герметик быстро превращается в твердый прочный полимер.

Процесс полимеризации протекает с различной скоростью, ха­рактеризуемой активностью металла, зазором, температурой и на­личием активатора.

В зависимости от скорости процесса все металлы делят на активные, нормальные и пассивные.

Для фиксации подшипников качения наиболее широко исполь­зуют герметики «Анатермы» (АН-6, АН-6В, АН-103 и АН-104) и «Унигермы» (УГ-7, УГ-8 и УГ-9).

При температуре 20 "С герметики УГ-7 отверждаются в течение 8 ч, УГ-8—9, АН-6 и АН-6В—96 ч. С ее повышением до 50 °С время отверждения УГ-8 снижается до 4 ч, АН-6 и АН-6В — до 5 ч, а при температуре 80 "С герметик УГ-8 отверждается в течение 1, а АН-6 и АН-6В-4Ч.

При увеличении температуры улучшается прочность клеевого соединения. При диаметральном зазоре 0,15 мм предел прочности при аксиальном сдвиге клеевого соединения, выполненного герметиком АН-6 и отвержденного при температуре 20 "С, 8,6 МПа, 50°С-11,Зи80^оС-11,5МПа.

Чтобы ускорить полимеризацию, следует применять актива- тор марок КС и КВ. Его наносят на поверхность одной из соеди­няемых деталей мягкой кистью. Деталь выдерживают при темпе­ратуре 15...35 °С в течение 10...25 мин до полного высыхания ак­тиватора. Затем поверхность детали покрывают анаэробным герметиком.

При использовании активатора марки КВ можно снизить время отверждения герметиков АН-6 и АН-6В до 2 ч. Предел прочности клеевого соединения, выполненного АН-6 и отвержденного при температуре 20 °С, повышается до 11 МПа.

Долговечность неподвижных соединений, восстановленных с Использованием анаэробных герметиков, зависит также от толщи­ны клеевого слоя. С его увеличением долговечность снижается. герметиком УГ-7 рекомендуется фиксировать кольца подшипников с диаметральным зазором до 0,16 мм, УГ-8 — до 0,18 и АН-6В — до 0,22 мм.

Восстановление деталей литьем под давлением. Подготовка детали заключается в проточке до удаления следов износа, обезжиривании и фосфатировании поверхности. Фосфатируют в растворе, содер­жащем 1 кг суперфосфата на 2 л воды. Детали опускают на 5... 10 мин в кипящий раствор, затем их промывают в 5%-м растворе кальцинированной соды, в горячей воде и выдерживают в сушиль­ном шкафу при температуре 130... 150 "С в течение 8... 10 мин.

В загрузочный бункер / (рис. 3.60) литьевой машины засыпают полимерный материал 2, который затем подается в цилиндр 3. Там он нагревается до температуры 240...270 °С в течение 30...40 мин.

Деталь 4, нагретую до температуры 240 °С, устанавливают в пресс-форму 5, предварительно подогретую до температуры 8О...1ОО°С.

При движении плунжера 7 справа налево расплавленный поли­мерный материал 6 выталкивается из цилиндра 3 и заполняет зазор между оформляющей поверхностью пресс-формы и изношенной поверхностью детали. Температура расплава должна быть на 20 °С выше температуры плавления материала, давление литья — 30...35 МПа, выдержка при давлении — 20 с.

После этого снимают давление, разбивают пресс-форму, извле­кают восстановленную деталь, зачищают швы, удаляют облой и литниковую прибыль, проводят термообработку детали в масле при температуре 12О...13О°С в течение 1,5...2 ч. Затем деталь охлаждают вместе с маслом до температуры 100 "С и на воздухе до комнатной температуры. Ее размеры следует проверять через 24 ч после литья под давлением.

Такой способ восстановления имеет высокую производитель­ность, позволяет получать детали с заданными размерами, не тре­бующими последующей механи­ческой обработки. К его недо­статкам относят необходимость изготавливать для каждой детали пресс-форму, сравнительно низ­кую адгезию полимерного слоя к поверхности детали.

Восстановление деталей нане­сением покрытий из порошкооб­разных полимеров. Различают вихревой, вибрационный, виб­ровихревой, электростатичес­кий, струйный и другие способы. Наибольшее распространение получило вибровихревое нанесение покрытий.

Установка состоит из открытой ванны 2 (рис. 3.61), пористой перегородки 6, пневматической камеры 5и электромагнитного вибра­тора 4. Установка смонтирована на пружинах 3.

Размеры каналов пористого материала 40... 150 мкм при порис­тости 50 %. Для изготовления перегородок используют керамичес­кие плиты толщиной 20 мм из кизельгура и стеклянной муки, не­сколько слоев стеклоткани, пластмассу ДК-7, технический войлок

и др.

Порошкообразный материал с размерами частиц 0,12...0,22 мм засыпают в ванну 2. Первоначальная высота слоя порошка равна Я_о. При подаче сжатого газа в пневматическую камеру 5 газ, проходя через перегородку 6, разбивается на множество мельчайших струек. Частицы полимера, находящиеся в состоянии покоя, подхватыва­ются струйками и начинают перемещаться вверх. Одновременно на них действуют силы тяжести.

В результате воздействия двух противоположно направленных сил, а также столкновений со стенками сосуда и между собой части-. Цы находятся в хаотическом движении.

При включении электромагнитного вибратора рабочая камера установки вместе с порошкообразным полимером подвергается вынужденным колебаниям частотой 50... 100 Гц. За счет совмест­ного и одновременного действий сжатого газа и вибрации поли­мерный материал переходит в псевдосжиженное состояние. Высота его слоя возрастает и становится равной Д,_зв. Ему присущи мно­гие свойства жидкости. В такой слой можно легко погружать твер­дые тела.

Подготовка детали к нанесению полимерного покрытия заклю­чается в механической обработке изношенной поверхности до уст­ранения следов износа, зачистке ее шлифовальной шкуркой, обез­жиривании и фосфатировании. Поверхности детали, не подлежа­щие нанесению покрытий, изолируют с помощью различных при­способлений, а также их обертывают фольгой или листовым асбестом, покрывают жидким стеклом или термостойким силико­новым лаком.

В процессе нанесения покрытий из порошкообразного поликап-роамидадеталь нагревают до температуры 290 °С. Затем ее погружа­ют в псевдосжиженный слой на 5...20 с. Частицы порошка 7, ударя­ясь о поверхность нагретой детали, оседают на ней и, оплавляясь, растекаются в равномерное покрытие. Время выдержки детали в слое зависит от необходимой толщины покрытия.

После этого деталь вынимают из установки, обдувают сжатым воздухом, проводят термообработку при температуре 110...130 "С в течение 5... 10 мин в масле и охлаждают на воздухе. Чтобы полу­чить необходимые размеры, следует выполнить механическую об­работку.

Выравнивание неровностей на панелях кабин, оперения и облицов­ки тракторов и автомобилей газопламенным напылением полимерных материалов. Сущность такого напыления состоит в том, что струя воздуха с частицами порошкообразного полимерного материала пропускается сквозь факел газового пламени. Пролетая через фа­кел, они нагреваются, оплавляются до пластичного состояния и, ударяясь о предварительно подогретую поверхность детали, расте­каются на ней, образуя покрытие.

Наибольшее распространение получили установки УПН-6-63, УПН-7-65 и УГПЛ. К основным их частям относят распылитель­ную газовую горелку, питательный бачок и соединительные шлан­ги. Питательные бачки УПН-6-63 и УПН-7-65 герметически закры­ты крышками.

В качестве горючего газа применяют ацетилен или пропан-бу­тан. При работе на пропан-бутане используют специальную насад­ку к газовой горелке. Для питания горелки пригоден ацетилен, по­лучаемый из ацетиленовых генераторов, или растворенный ацети­лен в баллонах. Рабочее давление газа должно быть не ниже 500 Па при расходе 300 л/ч.

Герметизация неподвижных разъемных соединений полимерами. При ремонте машин используют паронитовые, картонные, прессшпановые и другие прокладки. Они не всегда обеспечивают дли­тельную герметичность соединений, так как теряют свои уплотня ющие свойства. При использовании герметизирующих полимер­ных материалов вместо прокладок или в сочетании с ними повыша­ется долговечность узлов и агрегатов, снижается вероятность воз­никновения подтекания топлива, смазочных материалов и охлаж­дающих жидкостей.

В зависимости от физико-химических процессов, происходя­щих после нанесения, различают невысыхающие, высыхающие (полувысыхающие) и отверждающиеся герметики (вулканизирую­щиеся и полимеризующиеся).

Невысыхающие герметики представляют собой высоконаполнен-ные (до 50...70 %) материалы на основе синтетических каучуков в сочетании с полиэтиленом или пропиленом и характеризуются вы­сокой вязкостью. Герметики 51Г-4М, 51-Г-6 и УН-01 используют для уплотнения стекол автомобилей, сварных швов, защиты запа­янных соединений от коррозии и т. д.

Основной недостаток таких герметиков — отсутствие упругих свойств, что важно для обеспечения надежного уплотнения соеди­нений с изменяющимися в процессе эксплуатации зазорами.

Высыхающие герметики — растворы резиновых смесей в органи­ческих растворителях. До нанесения эти герметики находятся в вяз-котекучем состоянии. После нанесения на уплотняемые поверхно­сти и испарения растворителя они становятся упругими, резинопо-добными. К высыхающим герметикам относят материалы на основе бутадиен-нитрильного каучука и эластопластов.

Такие герметики используют в основном для уплотнения флан­цевых соединений. Уплотнительную замазку У-20А нарезают ку­сочками и растворяют в уайт-спирите в соотношении 1:1. Приго­товленный герметик можно применять в течение длительного вре­мени. Расход уплотнительной замазки 400 г/м².

Основные недостатки высыхающих герметиков — длительная сушка и возможность размягчения под действием нагрева, топлива и масла. При таком изменении физико-механических свойств сни­жается качество герметизации.

Вулканизирующиеся герметики — термореактивные материалы, которые под влиянием теплоты, влаги и вулканизирующих агентов подвергаются необратимым физико-механическим изменениям, превращаясь из вязких в резиноподобные материалы. Основные компоненты герметиков: жидкий низкомолекулярный каучук с ин­гредиентами и вулканизирующий агент.

По типу каучука вулканизирующие герметики делят на силико­новые, силоксановые, тиоколовые и т. д. Иногда в них вводят смо­лы для придания адгезионных свойств. После нанесения и вулкани­зации отверждающиеся герметики образуют эластичную, резино-подобную пленку. Время их отверждения определяют по реакцион­ной способности полимерной основы и температуре.

Для герметизации неподвижных разъемных фланцевых соеди­нений используют автогерметик и автогермесил. Они вулканизиру­ются на воздухе под действием влаги и представляют собой пастооб­разную массу от белого до кремового цвета. Герметики используют для устранения подтекания воды, антифриза и масла.

Широко распространены следующие герметики фирмы ЬосШе (США): 8ирегЛех, Шга В1аск, Шга Соррег и др.

Перед нанесением герметика поверхность очищают от старой прокладки и промывают раствором синтетического моющего сред­ства. Герметик выдавливают на одну поверхность соединения из тубы или пневматическим шприцем и разравнивают шпателем.

После нанесения выдерживают прокладку из автогерметика в те­чение 6 ч, а из автогермесила — 8...9 ч до сборки соединения. За это время герметик вулканизируется. Если технологическим процес­сом не предусмотрено вьщерживать прокладку на воздухе до сборки соединения, то эту операцию выполняют после его сборки.

Герметизирующие способности прокладок из вулканизирую­щихся герметиков зависят от контактного давления и их толщины. Изменением контактного давления путем различной затяжки бол­тов можно регулировать давление пробоя прокладок и в случае не­обходимости довести его до 60 МПа. Но и при незначительном дав­лении прокладки из вулканизирующихся герметиков характеризу­ются более высокими герметизирующими свойствами по сравне­нию с традиционными прокладками. Так, при контактном давлении 3 МПа они выдерживают избыточное давление рабочей среды до 10 МПа, в то время как прокладки из картона и паронита не обеспечивают герметичности соединений даже без избыточного давления.

Нагревание фланцевых соединений до температуры 120 ° С су­щественно не влияет на давление пробоя прокладок из вулканизи­рующихся герметиков.

Вулканизация прокладок из герметика Зирегйех протекает в те­чение 14 ч, Шга В1аск — 22 и 1Л1га Соррег — 24 ч.

Полимеризующиеся герметики — анаэробные композиции на ос­нове смол акрилового или метакрилового ряда. К отечественным герметикам относят Анатерм-501, зарубежным — ЬосШе-518 (фирма ЬосШе).

Перед нанесением анаэробных герметиков с поверхности флан­цев удаляют старую прокладку и обезжиривают ее герметизируемые соединения ацетоном или бензином. При наличии на поверхностях масла или пленки от синтетического моющего средства снижается скорость полимеризации анаэробных герметиков. После нанесе­ния последних собирают соединение.

Скорость полимеризации анаэробных герметиков зависит от толщины прокладки. При толщине 0,1 мм прокладка из герметика дяатерм-501 полимеризуется в течение 8 ч, из ЬосШ;е^518 — 12 ч. При увеличении толщины прокладок до 0,5 мм время полимериза­ции соответственно увеличивается до 24 и 30 ч.

Анаэробные герметики, так же как и вулканизирующиеся, ха­рактеризуются высокими герметизирующими свойствами при дав­лении до 60 МПа, высокой стойкостью в воде, антифризе и маслах, высокой стойкостью в бензинах и дизельных топливах. Вот поэтому их рекомендуют использовать для герметизации соединений, нахо­дящихся в контакте с указанными жидкостями.

Восстановление блоков цилиндров. Блоки цилиндров относят к группе поршневых деталей. Это крупногабаритные детали сложной конфигурации, наиболее дорогостоящие и металлоемкие. Их изго­тавливают методом литья из серого, ковкого или модифицирован­ного чугуна, алюминиевых и других сплавов. Корпусные детали образуют жесткие каркасы, внутри и снаружи которых в заданном положении фиксируют другие детали и сбороч­ные единицы. Основные (базовые) поверхности у корпусных дета­лей — привал очные плоскости и отверстия под подшипники и другие детали, которые обрабатывают с высокой точностью. Состояние корпусных деталей, особенно их базовых поверхностей, во многом определяет безотказность и Долговечность отремонтированных агрегатов и машины в целом. Установлено, что ресурс агрегатов, при ремонте которых все детали были заменены новыми, а корпусные детали не заменялись и не восстанавливались, составляет всего 30...40 % ресурса новых агрегатов. Поэтому при ремонте машин восстановлению корпусных деталей уделяют первоочередное вни­мание. Их ремонтируют неоднократно, так как они служат до спи­сания машины.

Дефекты блоков цилиндров (рис. 4.7), коэффициенты их по­вторяемости и основные способы устранения приведены в табли­це 4.1.

При восстановлении большинства деталей, как правило, применяют маршрутную технологию. Схема маршрутов технологическо­го процесса восстановления блоков цилиндров приведена на рисун­ке 4.8. Основной /маршрут показан на схеме сплошной линией, маршруты //и ///— пунктирными линиями.

Методы устранения трещин и пробоин описаны ранее. Один из основных дефектов блоков цилиндров — износ гнезд коренных под­шипников. Наиболее простой способ их восстановления — растачи­вание под ремонтный размер вкладышей на станках типа РД. Оваль­ность и конусность коренных опор не должны превышать 0,02 мм, а шероховатость поверхностей — не более Д, = 1,25...0,63 мкм.

При отсутствии вкладышей ремонтного размера по наружному диаметру часто гнезда восстанавливают фрезерованием плоскостей разъема крышек коренных подшипников на 0,3...0,4 мм и последу­ющим растачиванием отверстий до номинального размера. При этом ось коленчатого вала перемещается в глубь блока при условии сохранения допустимого расстояния от нее до верхней плоскости блока цилиндров. В противном случае чрезмерно изменится сте­пень сжатия, а у дизелей возможно столкновение клапанов с дни­щем поршня.

При наличии повреждений отдельных гнезд коренных подшип­ников ремонтируют только их. В этом случае чаще всего применяют наплавку латунью Л-63.

При невозможности использования описанных ранее способов гнезда под вкладыши восстанавливают наплавкой, электроконтакт­ной приваркой стальных полуколец, нанесением полимерных композий, металлизацией, проточным железнением и др.

Перед дуговой или газовой наплавкой гнезда растачивают на увеличенный диаметр (0,3...0,4 мм). Однако трудности при наплав­ке чугунных изделий ограничивают применение этого способа. Вот почему иногда применяют наплавку латунью или пучком медных вращающихся электродов.

Разработана технология восстановления гнезд под коренные вкладыши электроконтактной приваркой полуколец из стали 20 или 10 с последующей расточкой. Гнезда растачивают до диаметра, превышающего на 1 мм номинальный. Из стальной ленты толщи­ной 1 мм изготавливают две заготовки шириной, равной ширине гнезда, и длиной Ь =(п1)-0,5)/2, где Б — диаметр расточенного гнезда, и вставляют их в гнездо. Затем заготовки приваривают при силе тока 6,5...8,5 кА, длительности импульса 0,14...0,24 с и паузы 0,04...0,10 с. Черновое растачивание выполняют резцами с пластин­ками ВК-4, а получистовое и чистовое — резцами с пластинками из эльбора-Р или гексанита-Р.

Гнезда под вкладыши восстанавливают газопламенной или плазменной металлизацией. Перед нанесением покрытий их нагре­вают газовой горелкой ГАЛ-2-68 до температуры 280...300 "С, а за­тем с помощью этой же горелки наносят на поверхность самофлю­сующийся порошок НПЧ-2. Затем гнезда растачивают.

Плазменная металлизация более эффективна и обеспечивает бо­лее высокие свойства покрытий. Износостойкость гнезд под под­шипники в этом случае повышается в 3...4 раза.

Некоторые предприятия применяют проточное и электрокон­тактное железнение гнезд под коренные подшипники, которые не оказывают термического воздействия на основной металл детали и обеспечивают высокую производительность и износостойкость.

Для проточного электроконтакного осаждения сплава железо-цинк разработано анодное устройство (рис. 4.9), при котором в гнездах опор коренных подшипников создаются микрованны с вра­щающимся анодом — тампоном. Они состоят из полого вала 8, ано­да 7, тампона 6 и подшипника-уплотнителя. Последний выполнен из двух втулок 1 и 3, соединенных гайкой 2. Втулки имеют уплотнительные кольца 4 и самоподжимные сальники 5. Для поддержания Уровня электролита в микрованне у нижних втулок сделано два от­верстия: одно — для подвода раствора из верхнего бака, второе — Для сброса в нижний бак в случае переполнения.

Аноды 7выполнены в виде колец из алюминиевого сплава, уста­новленных неподвижно на вал. На аноде закреплен тампон 6 в виде круглой щетки из капроновых нитей. Для сброса электролита в по­лом валу просверлено отверстие диаметром 4 мм, что определяет расход электролита через ванну.

В опоры подготовленного блока цилиндров анодное устройство устанавливают подобно коленчатому валу. После установки колец вал соединяют муфтой с редуктором привода и электрической ши­ной с токосъемником. Осаждение покрытия проводят так: включа­ют привод вала, подают электролит и регулируют его расход через ванну. Затем включают ток и ведут электролиз в течение заданного времени.

Для обеспечения протока растворов в микрованнах баки уста­навливают на двух уровнях: выше и ниже детали. На каждом уровне расположены баки для воды, электролита и раствора для нейтрали­зации. Из верхних баков растворы к микрованнам подают по рези­новым трубкам 10. Растворы из нижних баков в верхние перекачи­вают с помощью насосов.

Однако технология восстановления деталей гальваническими покрытиями сложна и экологически небезвредна. Более просто восстанавливать гнезда блоков под вкладыши полимерными мате­риалами (см. п. 3.9).

При несоосности опор коренных подшипников более допус­тимого значения, но не более 0,07 мм для двигателей СМД-14 и Д-240 вкладыши (новые или бывшие в эксплуатации) устанавлива­ют в опоры и растачивают по антифрикционному слою под необхо­димый размер шеек коленчатого вала. Толщина этого слоя должна быть не менее 0,3 мм.

Изношенные отверстия под втулки распределительного вала ра­стачивают под увеличенный ремонтный размер и запрессовывают новые втулки. На нижних посадочных поясках под гильзы цилинд­ров часто бывают кавитационные раковины. При их глубине до 1,5 мм в поясках протачивают новую канавку выше или ниже перво­начальной под стандартное уплотнительное кольцо. При износе посадочных отверстий под нижний поясок гильзы и наличии кавитационных раковин глубиной более 2 мм отверстие растачивают и запрессовывают в него стальное кольцо с готовой канавкой под уп­лотнительное кольцо. Поясок в блоке растачивают так, чтобы в нем осталась перемычка шириной 5 мм для упора в нее запрессовывае­мого металлического кольца. Перед запрессовкой кольцо и поверх­ность гнезда обезжиривают ацетоном и наносят на кольцо тонкий слой эпоксидного состава А.

При неравномерном износе торцовой поверхности гнезда под бурт гильзы более 0,05 мм его зенкуют или растачивают, а под бурт гильзы при сборке устанавливают металлическое кольцо нужной толщины.