Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Эксплуатационные наблюдения показывают, что поршни дизелей типа Д49, имеющие составную конструкцию, обладают целым рядом серьезных недостатков по сравнению с цельнолитыми поршнями, применяемыми на отечественных и зарубежных дизелях.

Из депо Дно Октябрьской дороги в 1995 г. во ВНИИЖТ поступило сообщение о том, что в поршнях дизелей типа Д49 наблюдаются значительные отложения нагара в их головках. Из депо было доставлено во ВНИИЖТ 13 головок поршней.

1. Трещины в поршнях дизеля Д49

Трещины в днище могут возникать в связи с газовой коррозией, которая образуется в результате выделения кислот из газов при температуре днища ниже точки росы. Точка росы продуктов сгорания вблизи внутренней мертвой точки поршня равна 170 °С. При содержании серы в топливе более 0,3 % может происходить выделение кислот и попадание их на поверхность днища. Другая причина возникновения трещин – температурные деформации поршня, вызванные недостаточным охлаждением головки поршня.

В свою очередь недостаточное охлаждение является следствием отложения нагара в каналах днища (рис. 1.6.) и эксплуатации дизеля при давлении масла в системе меньше 0,15 МПа.

Температурные деформации также вызываются сгоранием топлива на днище поршня из-за плохого распыла топлива форсункой. Трещины выявляются визуально, цветной или ультразвуковой дефектоскопией. При наличии трещин, разгарной сетки любого размера и расположения поршень бракуется.

Из рисунка видно, что нагар в значительных количествах откладывается в центре головки и по ее краю, перекрывая почти полностью отверстия для перетока масла из центральной части в край головки (для перетока масла в головке имеется 12 отверстий диаметром 5 мм).

Осмотр поршней показал, что отложения нагара в центре днища и по краю головки было наименьшее, если отверстия для перетока масла были забиты нагаром только частично. Отсюда следует вывод, что отверстие для перетока масла диаметром 5 мм является недостаточным. Оно должно быть увеличено до 8,5 мм, имеющимся в головке составного поршня дизелей 11Д45 и 14Д40, в которых не наблюдается таких отложений нагара, как в поршнях дизелей типа Д49.

В некоторых головках поршней, доставленных из депо Дно, в середине перемычек головки для тарелок впускных клапанов (в самом тонком месте, где толщина перемычки составляет 2,8 мм) возникают термические трещины из-за перегрева головки при отложении нагара. Во время ремонта в целях повторного использования головок рекомендуется эти трещины удалять путем разделки на всю высоту перемычки (примерно 100 мм), на ширину в верхней части до 6,0 мм и у основания трещин до 3,0 мм с радиусом 1,5 мм.

Большие отложения нагара были обнаружены в головках поршней дизелей тепловозов 2ТЭ116 номеров 1315, 1316 и 1352 приписки депо Жмеринка на ремонте ТР-2 после пробегов в интервале 214 — 294 тыс. км. Толщина нагара находилась в пределах 15 — 20 мм, уменьшение проходного сечения в отверстиях для перелива масла достигало 50 — 80 %. При этом использовалось масло марки М14Г2.

На испытаниях тепловозов 2ТЭ116 в депо Основа и Полтава было обнаружено значительное количество поршней (37 шт.) на 14-ти секциях тепловозов, не имевших слива масла из поршней. Такие случаи отмечались в депо Кочетовка, Елец и Жмеринка. Отсутствие слива масла возникает при полностью забитых нагаром отверстиях для перетока масла из центра в край головки поршня в соответствии с рисунком 1.6. [4, 5, 6]

1. Износ направляющей части (тронка)

Износ и задиры появляются в результате нарушения режимов обкатки, нарушения температурного режима и дефекта колец. Выявляются визуально. Износ антифрикционного покрытия при ремонте ТР-3 допускается не более 50 %. При большем размере покрытие

Износ ручьев Причина износа – взаимодействие поршня с кольцами, а также пригорание и закоксованность колец. Износ ручьев приводит к увеличению расхода масла «на угар». Износ выявляется по зазору между ручьем и новым кольцом, выявляемым при помощи щупа. Для компрессионного кольца с односторонней трапецией зазор не должен превышать 0,2 мм, для остальных – 0,4 мм. Если зазор превышает допуски, поршень бракуется.

1. Дефекты колец

Кольца осматривают и дефектируют. Они подлежат замене при наличии сколов, задиров на рабочей поверхности, следов прорыва газов из-за неприлегания колец к зеркалу втулки, зазора в замке более нормы, скола хрома. Толщина хрома у компрессионных колец должна быть не менее 0,07 мм. Зазор в замке в свободном состоянии измеряется по хорде штангенциркулем. Зазор в замке в рабочем состоянии измеряется в калиброванной втулке диаметром 260+0,01 мм. Зазоры при ремонте ТР-3 должны быть не более: в компрессионном кольце – 0,9÷1,2 мм, в компрессионном «минутном» – 0,8÷1,1 мм, в маслосъемных – 0,9÷1,2 мм. Если зазоры превышают допустимые, кольцо бракуется.

Кратко отметим допускаемые дефекты поршней дизеля ПД1 при ремонте ТР-3. Определяются путем измерения зазоры: между поршнем и цилиндровой втулкой, поршневым пальцем и втулкой верхней головки шатуна и отверстия в бобышке поршня. Если зазоры более допустимых, детали заменяются или ремонтируются. Разработанные ручьи поршня протачиваются под ремонтный размер колец. Допускается устанавливать на дизель поршни, имеющие риски на направляющей части глубиной до 1 мм, общей площадью не более 50 мм².

1. Ремонт втулки цилиндров дизеля Д49

Цилиндровые втулки подвесного типа в отличие от втулок, опирающихся на блок, позволяют получить ряд преимуществ: силы давления газа не отрывают крышку от втулки; повышается приспособляемость поршня к втулке в процессе совместной работы и деформации; сборка втулки производится вне дизеля, что обеспечивает ее высокое качество.

Цилиндровая втулка имеет рубашку из стали, что позволяет производить опрессовку крышки вместе с втулкой вне блока. Втулка изготовляется из хромомолибденового чугуна, обладающего высокой износостойкостью и необходимыми антифрикционными свойствами. Резиновые уплотнения не соприкасаются с поверхностями втулки, что не вызывает их повышенного нагрева.

К крышке втулка крепится шпильками. Стык между ними уплотнен стальной прокладкой, покрытой гальваническим путем слоем меди толщиной 0,03÷0,04 мм, которая при затяжке врезается в выступы на сопрягаемых поверхностях. В дизеле применен газовый стык замкнутого типа, что позволило увеличить сопротивление сдвигу в радиальном направлении в 3 раза по сравнению со старой конструкцией. С внешней стороны втулки покрыты теплоизолирующим слоем, а их бурты уплотнены снизу паронитовыми прокладками, а сверху – резиновыми кольцами.

1. Износ зеркала втулки

Зеркала втулки по высоте и окружности изнашиваются неравномерно. По высоте наибольшему износу подвержена зона камеры сгорания. Причинами этого являются плохие условия работы первого компрессионного кольца, при которых увеличивается давление на стенку газов, попадающих между кольцом и ручьем поршня. Согласно проведенным исследованиям на первое кольцо действует 75 % давления газов, на второе – 17 % и на третье – 8 %. Преждевременный износ зеркала втулки происходит из-за неудовлетворительной фильтрации воздуха, плохого качества масла, смывания масла несгоревшим топливом, быстрого нагружения непрогретого дизеля.

Неравномерный износ по окружности происходит по причине действия нормальной силы от поршня на стенку втулки. В связи с этим наибольший износ происходит в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала. Неравномерный износ втулки по длине и окружности вызывает конусность и овальность ее зеркала. Выявление искажений геометрических размеров производится индикаторным нутромером (технология замеров подробно изложена в лабораторных работах [6]). При ремонте ТР-3 овальность рабочей поверхности допускается не более 0,08 мм. Износ можно восстановить хромированием, осталиванием или напылением.

Группой специалистов СКБД «Техплазма» была разработана технология плазменного напыления (металлизации) с одновременным упрочнением рабочей поверхности втулок. Плазменную струю получают нагревом плазмообразующего газа в электрической дуге, горящей в закрытом пространстве. Эти устройства называются плазматронами или плазменными горелками. Плазматрон (рис. 7.5) состоит из охлаждаемого водой катода 1 и анода 4 (сопла). Катод изготовляют обычно из лантинированного вольфрама, а анод – из меди. Катод и анод изолированы друг от друга прокладкой из изоляционного материала. Для получения плазменной струи между катодом и анодом возбуждают электрическую дугу от источника постоянного тока напряжением 80–100 В. Электрическая дуга нагревает подаваемый в плазматрон газ до температуры образования плазмы, т. е. до такого состояния, когда газ становится электропроводным. В поток газа вводится материал, который расплавляется и выносится на поверхность детали. Температура плазменной струи в зависимости от величины тока дуги и расхода газа достигает 10000–30000 °С, а скорость истечения 1000–1500 м/с. В качестве газов используют аргон и азот.

Аргонная плазма имеет более высокую температуру, чем азотная, но последняя имеет более высокое теплосодержание и меньшую стоимость. Исходный материал подается в плазматрон в виде порошка, проволоки, прутка или гибкого шнура. Наиболее приемлемым является порошок с размерами частиц от 20 до 150 мкм. Порошковый питатель определяет расход порошка и, следовательно, производительность процесса напыления. Расход порошка регулируется в пределах от 5 до 12 кг/ч. Попадая в плазменную струю, порошок расплавляется и приобретает скорость 150–200 м/с. Наибольшей скорости он достигает на расстоянии 50–80 мм от среза сопла плазматрона и зависит от размера частиц, величины тока дуги и расхода газа. Процесс плазменной металлизации имеет высокую производительность и может быть автоматизирован.

В настоящее время промышленностью выпускаются серийно установки типа УПУ-3Д и УПУ-8, в комплект которых входят плазматрон, порошковый питатель, шкаф и пульт управления.

Подготовка поверхности заключается в следующем: очистке поверхности, удалении слоя поврежденного металла точением или грубой шлифовкой; создании шероховатости путем обработки поверхности кварцевым песком, корундом, карбидом кремния или металлической крошкой марки ДЧК № 1,0 или № 1,5. Сжатый воздух, используемый для обработки, должен быть очищен от влаги и масла. Перерыв между обработкой и напылением не должен превышать 2 ч. При нанесении покрытий толщиной свыше 1,0 мм возможно использовать нарезание «рваной» резьбы с параметрами: шаг 0,2–0,3 мм, глубина 0,20–0,35 мм. Поверхность, не подлежащая напылению, должна быть защищена специальным экраном из медного листа или защитной пастой.

Перед нанесением металла поверхность следует обезжирить растворителем. Напыляемую поверхность подогревают до температуры 150–180 °С плазменной струей без подачи порошка для удаления адсорбированной влаги. Включают подачу порошка и напыляют подслой толщиной 0,1–0,15 мм и затем – основной слой. В качестве металла используют порошки, обладающие износостойкостью, коррозионной стойкостью и жаропрочностью. К ним относятся ПН85Ю15, ПН70Ю30, ПР – Н80Х13С2Р и др.

После напыления производят механическую обработку шлифованием карборундовым или алмазным инструментом зернистостью 46–60 при обильном охлаждении. Последней операцией при восстановлении втулок должно быть хонингование тонкими брусками для придания минимальной шероховатости. Для снижения износа поршневых колец целесообразно применять твердую смазку, которая наносится на поверхность втулки.

Преимуществом плазменного восстановления является высокая маслоемкость нанесенного слоя вследствие его пористости, локальность обработки, незначительные температурные деформации детали и большая производительность.

Характеристики

Список файлов ВКР