Разработка технологии восстановления и упрочнения головки поршня судового МОД. Техническая характеристика детали и методов восстановления

Страницы работы

Содержание работы

Содержание


Задание:

Разработка технологии восстановления и упрочнения головки поршня судового МОД.


Введение.

Тема разработки не нова, но очень актуальна. Ведь методы восстановления головки поршня разрабатываются и совершенствуются. Ежегодно сотни судовых двигателей выходят из строя по причине отказа головок поршней. Замена поршня экономически не выгодна, восстановление же в несколько раз дешевле новой головки поршня, и позволяет не только восстановить ресурс, но и чаще всего увеличить его в 1,5-2 раза.

В данном курсовом проекте решаются задачи выбора и обоснования метода восстановления, его режимов, толщин наносимого материала, и режимов окончательной обработки.

1. Техническая характеристика детали и методов восстановления.

Данная головка поршня работает в очень сложных условиях. Так как головка поршня мала по диаметру относительно втулки, в частности, максимальный диаметр головки составляет 678 мм, а втулки 680 мм, поэтому абразивному износу головка не подвергается в процессе эксплуатации. Но тут имеет место рассматривать износ канавок под поршневые кольца и трещины на днище головки со стороны камеры сгорания. Износ канавок очень сильно влияет на выходные параметры двигателя. Из-за увеличения высоты канавок идет пропуск газов в картер двигателя и соответственно выгорает масляная пленка и увеличивается износ втулки и юбки поршня. Так же из-за увеличения высоты канавок может произойти заклинивание поршня во втулки, так как кольцо во время работы находится под воздействием опрокидывающего момента, направленного против часовой стрелки и стремящегося как бы вывернуть кольцо из канавки а трещины ведут к поломке головки, и как следствие, к отказу двигателя.

Из выше перечисленного можно сделать вывод, что к головке предъявляются высокие требования к материалу: повышенная прочность, жаропрочность, износостойкость и т.д. Такими свойствами удовлетворяет специальная сталь. Массовая доля элементов и механические свойства приведены в таблице 1 и 2. Таблица 1. Массовая доля в %

Углерод

Кремний

Марганец

Сера

Фосфор

Хром

Молибден

0,14...0,22

0,30...0,50

0,60...0,90

≤0.025

≤0.0255

0.03-0.1

0.2-0.5

Таблица 2. Механические специальной стали СЧ 25

Предел прочности при растяжении (не менее), кгс/мм2 (МПа)

Предел текучести (не менее), кгс/мм2 (МПа)

Относительное сужение, %

Относительное удлинение, %

Ударная вязкость, кгс.М/см2 (Дж/см2)

46 (460)

26(260)

32

20

4 (40)

Тема разработки не нова, но очень актуальна. Ведь методы восстановления головки поршня разрабатываются и совершенствуются. Ежегодно сотни судовых двигателей выходят из строя по причине отказа головок поршней. Замена поршня экономически не выгодна, восстановление же в несколько раз дешевле новой головки поршня, и позволяет не только восстановить ресурс, но и чаще всего увеличить его в 1,5-2 раза.

В данном курсовом проекте решаются задачи выбора и обоснования метода восстановления, его режимов, толщин наносимого материала, и режимов окончательной обработки.

Мной было принято решение восстановить рабочую поверхность втулки в номинальный размер с устранением всех дефектов с помощью пористого хромирования с последующим хонингованием. Наружную поверхность я восстановил с помощью нанесения эпоксидной смолы марка смолы ЭД-20, ЭД-22. Возможные трещины устраняются проточкой под буртом на глубину 30% толщины втулки, либо согласно ТУ на ремонт

Выбор материала покрытия

Основным критерием выбора материала для восстановления является не только материал самой детали, но и доминирующие виды изнашивания.

В данном случае доминирующим видом изнашивания для рабочей поверхности является механический износ поверхности. Так как двигатель тронковый, то механический износ по радиусу будет не равномерным, в плоскости привалки, истирания будут больше. В случае с рубашкой охлаждения доминирующим будет кавитационный износ, из-за высоких скоростей охлаждающей жидкости. Так же одной из причин выхода из строя втулки могут быть трещины под опорным буртом. Еще одним видом повреждений является коррозионно-эрозионный износ продувочных окон, либо сколы на перегородках.

Исходя из этого мы можем сделать вывод, что для восстановления рабочей поверхности нам необходим износостойкий, плотный, прочный материал покрытия. Самым оптимальным вариантом покрытия является пористое хромирование. Оно обеспечивает нам достаточную твердость, прочность, износостойкость из-за его отличных физических свойств. Так же оно обеспечивает отличную пару трения с компрессионным кольцом из легированного чугуна. Из-за наличия в покрытии пор, оно позволяет обеспечить хорошую масляную пленку (масло удерживается в порах).Хромирование производится в специальных ваннах с электролитом (Рис.1,2)

Рубашку охлаждения мы восстанавливаем с помощьюшлифовки,с дальнейшим покрытием эпоксидной смолой марки ЭД-20, ЭД-22 путем окунания в емкость. Так как нагрузок на рубашку практически нет, нам достаточно восстановить ее форму и обеспечить гладкость поверхности устранить кавитацию.

Трещины под опорным буртом устраняются с помощью проточки согласно ТУ на ремонт (Рис.3) конкретного двигателя, или на 30% толщины втулки. Если трещину удалить не удалось втулка бракуется.Дефектуются эти трещины с помощью капилярного метода.

Корозионно-эрозионный износ окон глубиной до 0,3мм, и сколы глубиной 1мм, шириной 3мм, устраняютсяшилфовкой в горизонтальном направлении с обеспечением плавных переходов и скруглений. (Рис.4)


ванна.jpg

Рис. 1. Принципиальная схема установки для анодно-струйного хромирования:

Похожие материалы

Информация о работе