Диплом (1224709), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Рисунок 2.2 – Установка «Киев 7»: 1 – блок электропитания; 2 – блок управления;

3 – плазматрон; 4 – блок автономного охлаж­дения; 5 – блок подачи порошков

2.2 Технология, виды и преимущество плазменного напыления

Сущность плазменного напыления заключается в том, что в высокотемпературную плазменную струю подаётся распыляемый материал, который нагревается, плавится и в виде двухфазного потока направляется на подложку. При ударе и деформации происходит взаимодействие частиц с поверхностью основы или напыляемым материалом и формирование покрытия [3].

Между катодом и медным водоохлаждаемым соплом, служащим анодом, возникает дуга, нагревающая поступающий в сопло горелки рабочий газ, который истекает из сопла в виде плазменной струи. В качестве рабочего газа используют аргон или азот, к которым иногда добавляют водород. Порошковый наплавочный материал подается в сопло струей транспортирующего инертного газа, нагревается плазмой и с ускорением переносится на поверхность основного материала для образования покрытия. Средняя температура плазмы на выходе из сопла плазмотрона находится в пределах от нескольких тысяч градусов до десятков тысяч градусов Кельвина. КПД плазменной горелки составляет 50–70 %. Высокая температура плазмы позволяет проводить напыление тугоплавких материалов. Возможность регулирования температуры и скорости плазменной струи путем выбора формы и диаметра сопла и режима напыления расширяет диапазон напыляемых материалов (металлы, керамика и органические материалы).

Плазменное напыление показано на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Плазменное напыление

Как и традиционные методы поверхностных покрытий, при диффузионной металлизации происходит осаждение на поверхности металла слоя другого металла или сплава, который обладает необходимыми для последующего применения детали свойствами – нужным цветом, антикоррозионной стойкостью, твёрдостью. Отличия заключаются в следующем [3]:

- высокотемпературная (5000–6000 °С) плазма значительно ускоряет процесс нанесения покрытий, который может составлять доли секунд;

- при диффузионной металлизации в струе плазмы в поверхностные слои металла могут диффундировать также химические элементы из газа, где проводится обработка, таким образом, регулируя химический состав газа, можно добиваться комбинированного поверхностного насыщения металла атомами нужных элементов;

- равномерность температуры и давления внутри плазменной струи обеспечивает высокое качество конечных покрытий, чего весьма трудно достичь при традиционных способах металлизации;

- плазменное напыление отличается чрезвычайно малой длительностью процесса. В результате не только повышается производительность, но также исключается перегрев, окисление, прочие нежелательные поверхностные явления.

Преимущество плазменного напыления от газопламенным: возможно напыление материалов, температура плавления которых превышает температуру ацетиленокислородного пламени; производительность напыления керамических материалов увеличивается в 6–10 раз; не требуется применения кислорода и ацетилена.

3 РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ НА УЧАСТКЕ ПО РЕМОНТУ КРЫШЕК ЦИЛИНДРОВ

3.1 Организация работ на участке крышки цилиндра с помощью плазменного напыления

На завод УЛРЗ приходит тепловоз, с него снимается дизель Д49 и его на подъемном кране Урал ставят в дизельный цех на участок разборки. На участке разборки слесаря под контролем мастера снимают комплекты, то есть гильзу и крышку цилиндра дизеля Д49 и проводят контроль капиллярный клапана впускного и выпускного. Керосин осветительный ТУ 38.401.58.10-90, ацетон ГОСТ 2668-84/2, мел ГОСТ 17498-72. Контролировать клапана выпускной на наличие трещин и прочих дефектов. При обнаружение трещин и сколов поместить клапан в изолятор брака. Лупа ЛП-3-6х ГОСТ 25706-83, кисть Кр-25 ГОСТ 10597-87, ведро оцинкованные, 7 л. Произвести замеры геометрических размеров поступившего клапана. К восстановлению допускаются клапан для которого соблюдаются следующие условия:

- диаметр штока не менее 7,4–0,1 мм;

- высота тарелки клапана не менее 1,5 мм;

- высота клапана не менее 295,7 мм;

- диаметр тарелки клапана не менее 74–0,2 мм.

Передать клапан на место складирования. Клапана выпускные, поступающие на операцию плазменного напыления должны пройти обязательную механическую обработку поверхностей подлежащие напылению.

Цилиндровые крышки в сборе с цилиндрическими втулками должны быть предварительно обмыты в моечной машине для блоков дизеля горячей водой с температурой 60–80 °С с применением моющего раствора «Лабомид» или «РИК» ТУ 2381-002-3155914-00-0,5. После этого цилиндрические крышки от втулок отсоединить. После промывки всех деталей на участок ремонта крышек, поступают сами крышки, так же с помощью крана Урала, на этом участке происходят работы слесарями – прилегание клапанов, магнитный контроль. Цилиндровые крышки поступают на стол разборки и на нем производят цветную и магнитную дефектоскопию в соответствии с технологической картой, при обнаружении трещин на огневой полости и по перемычкам выпускных клапанов крышки подлежат замене. Застропить цилиндровую крышку, транспортировать, установить на стенд для опрессовки цилиндрических крышек. Машина для транспортировки крышки цилиндра, рукавицы ГОСТ 12.4.010-75; каска защитная «ТРУД». Слесаря закрепляют крышку цилиндра на стенде для опрессовки цилиндрических крышек. Подсоединить приспособление стенда к крышке, заполнить её водой, опрессовать цилиндрическую крышку водой давлением 13 кгс/ем. Ввёртыши и пробки, имеющие течи при опрессовке и ослабление в посаде, заменить на новые. При обнаружений течей не устранимых заменой ввёртышей, заваркой или заделкой эпоксидной смолой крышка отбраковывается. Течи и потения при опрессовке водяной полости не допускаются. Опрессовку предъявить мастеру отдела технического контроля (ОТК). После ремонта крышек, ставится на дизель и после этого отправляется на станцию испытание дизелей, после обкатки дизеля, его ставят в тепловоз.

3.2 Ремонт крышки цилиндра дизеля Д49

Клапан дизеля Д49 может иметь следующие неисправности: потеря герметичности, износ тарелки клапана, износ и задиры стержня, биение фасок, прогары тарелки, трещины, вмятины [3].

Потеря герметичности. Происходит в результате динамических нагрузок и высоких температур. Выявляются одним из двух методов6 в первом случае на рабочую поверхность крышки наносят карандашом 8–10 рисок. Вставляют клапан в гнездо и поворачивают с нажимом на 1/3 окружности в одну сторону. Карандашные риски должны быть стерты на ширине 2 мм. Во втором случае клапан вставляют в гнездо крышки и заливают керосин со стороны камеры сгорания на 10 мм. Течь керосина укажет на нарушение герметичности. Герметичность восстанавливается совместной притиркой на станках или вручную, применяя пасту ГОИ-36 или корундовый порошок зернистостью 300, размешанный с дизельным маслом. Притирочных поясок на рабочих фасках клапана должен быть непрерывным по окружности шириной не менее 2 мм независимо от того, где он расположен в верхней, нижней или средней частях притирочных поверхностей.

Износ тарелки клапана происходит по тем же причинам, что и потеря герметичности. Выявляется путем измерения толщины тарелки клапана специальным прибором, который позволяет измерить высоту от тыльной части до середины притирочной поверхности пояска. Для выпускного клапана она допускается не менее 2,5 мм, а для впускного – не менее 2,8 мм [3] .

Износ тарелки клапана можно восстановить путем нанесения металла наплавкой или напылением. Перед наплавкой на стенке снимается слой металла с тарелки для удаления наклепа и неровностей, после чего в печи подогревают клапан до температуры 300–500 °С и устанавливают его тарелкой вниз на вращающийся стол. Наплавку ведет в аргоне на установке «Удар-300» током 120–140 А. В качестве присадочного материала используют проволоку из стеллита диаметром 45 мм марки ВЭК по АМТУ 291-66. Стеллит содержит (выраженных в процентах): кобальта 63; вольфрама 4; хрома 28–32; кремния 2–2,75; углерода 1–1,3; серы не более 0,07; железа не более 2; никеля до 2. В качестве электрода используется вольфрамовый пруток диаметром 4–5 мм с вылетом из мундштука горелки 5–6 мм. После наплавки клапан помещается в муфельную печь или песок, нагретый до температуры 300–500 °С, где он медленно остывает. Стеллитом наплавляют клапаны, изготовленные из стали 4Х10С2М и 30ХМА. Размеры тарелки доводят до нормы на станке, используя резцы с пластинками марки Т-15К6.

Прибор для измерения толщины тарелки клапана и конуса его притирочной поверхности изображен на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Прибор для измерения толщины тарелки клапана и конуса его притирочной поверхности: 1 – корпус; 2 – стержень; 3 – фиксатор; 4 – пружина; 5 – заглушка; 6 – стопорный винт; 7 – нониус; 8 – ось; 9 – ограничитель; 10 – притирочный поясок

ПО «Коломенский завод» использует наплавку посадочной поверхности клапанов вольфрамокобальтовым сплавом марки ВЗК следующего состава (выраженных в процентах): углерод 1,26; марганец 2,47; кремний 0,06; хром 27,5; никель 1,83; вольфрам 4,7; кобальт 61,3. Данная наплавка увеличивает срок службы клапанов в 2,0–2,5 раза [3].

Восстановление изношенных и упрочнение новых клапанов также может производиться наплавкой посадочного пояска порошком ПГ-12Н-01 состоящим из (выраженных в процентах): углерода 0,74; марганца 0,40; кремния 4,6; хрома 12,5; бора 2,9; железа 3,4; никеля 75,46. Данная наплавка увеличивает продолжительность работы клапана до 390–450 тыс км.

В депо Мелитополь Приднепровской ж.д. разработана и успешно применяется технология восстановления посадочной поверхности клапанов плазменным напылением. С этой целью используется установка типа «Киев-7», а также: рабочий шкаф, в котором ведут напыление; баллон с рабочим газом (пропан - бутан); сеть сжатого воздуха, установка для абразивной обработки поверхности детали перед напылением, оборудование для приготовления порошков; вентиляционные устройства; фильтры и влагоотделители воздуха. Схемы напыления и оплавления представлены на рисунках 3.2 и 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема напыления посадочного места тарелки клапана: 1 – вращатель устройства «Киев-7»; 2 – клапан; 3 – защитный кожух; 4 – плазмотрон

Рисунок 3.3 – Схема оплавления напыленного слоя: 1 – угловой редуктор; 2 – оплавляемый слой; 3 – индуктор; 4 – клапан; 5 – гидроподъемник

Износ и задиры стержня клапана. Износ стержня клапана выявляется по зазору между ним и направляющей. Для дизеля Д49 при выполнение ТР-3 он изменяется на расстоянии 30 мм от нижнего торца и должен быть для впускного – 0,15–0,55 мм, для впускного – 0,13–0,45 мм. Износ стержня можно восстановить гальваническими покрытиями: хромирование или осталиванием. Наиболее приемлимым является метод натирания металла на изношенную поверхность. Сущность его заключается в следующем: клапан устанавливается в центра станка, на изношенную поверхность устанавливается нерастворимый анод, обшитый абсорбирующей тканью и приводится во вращение. На поверхность анода подается электролит и напряжение постоянного тока, под действием которого образуется осадок наносимого металла. В качестве анода используется стальные или алюминиевые основы, покрытые свинцом марки СО или чистый свинец без основы. Поверхность перед натиранием обезжиривают органическими растворителями, зачищают шкуркой, обезжиривают венской известью и промывают водой. В качестве электролита можно использовать составы: Fe-120 г/л, Zn-250 г/л или Fe-320 г/л, Zn-250 г/л, Mn-120 г/л. Высокая адгезия обеспечивается при катодной плотности тока 40–50 А/дм; напряжение – 6–40 В; рабочий зазор 1,0–1,5 мм. Перед натиранием стержень клапана следует подвергнуть шлифованию для восстановления его геометрии. Гальваническое натирание по сравнению с классическим гальваническим процессом имеет следующие преимущества: не требуется изоляция мест, не подлежащих восстановлению, отсутствуют громоздкие ванны, скорость нанесения металла увеличивается в 10–15 раз [3].

Технологическая карта восстановления клапана дизеля Д49 методом плазменной металлизации приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Технологическая карта восстановления клапана дизеля Д49 методом плазменной металлизации

Наименование операции	Инструмент, приспособление	Техническое условие
Подготовительные операции
Клапан очистить от нагара и накипи	Моечная машина типа А-328	ТМС тип: «Темп», «Темп-6». «Лабомид 101» или раствор, состоящий из: 0,1 л фосфорной кислоты, с удельным весом 1,71 Н/м3, 0,9 л воды и 50 г хромового ангедрида. Нагар можно удалить раствором, состоящим из: жидкое стекло -1 %, кальцинированная сода – 1 %, мыло – 1 %, хромпик -0,1 %, вода – 96,9 %.
Клапан проверить на отсутствие трещин	Магнитный дефектоскоп или цветная дефектоскопия	При наличии трещин клапан бракуется.
Оценить клапан на пригодность к восстановлению	Штангенциркуль – 125 мм, Кл 2, ГОСТ166-80	Подлежат восстановлению клапаны, имеющие толщину цилиндрической части тарелки под фаской менее: у выпускного – 2,5 мм, у впускного – 2 мм.
Фаски клапана шлифовать для удаления вмятин и наклепа	Кругло - шлифовальный станок	-
Произвести выжигание масла из пор металла и отверстий	Термопечь с контролем температуры	Температура нагрева 230–250 °С, время – 0,5 ч.
Надеть на стержень клапана защитный чехол	-	-
Фаску клапана обработать электрокорундом	Установка для пескоструйной обработки	Зернистость корунда 1,25–1,5 мм. Обработанная поверхность должна иметь матовый оттенок без пропусков
Снять с клапана защитный кожух и обезжирить напыляемую поверхность	Ацетон, бензин Б-70. Волосяная кисточка или безворсная салфетка	После обезжиривания запрещается прикасаться к обезжиренной поверхности

Окончание таблицы 3.1

Наименование операции	Инструмент, приспособление	Техническое условие
Напыление
Подготовить порошок для напыления	Термопечь, лабораторное сито с сеткой № 016	Порошок типа ПГ10Н-01 просушить при температуре 120 ОС, в течение 2 ч, затем просеять через сито. Перерыв между обработкой корундом и напылением не более 1 ч.
Закрепить на стержне клапана защитный кожух, установить клапан в патрон установки «Киев-7»	Установка «Киев-7»	-
Установить плазмотрон под углом 450 к оси клапана на расстоянии 100–120 мм от напыляемой поверхности	-	-
Включить установку и рабочей дугой плазмотрона без подачи порошка прогреть тарелку	Прибор для бесконтактного контроля температуры БИТ-20	Температура нагрева 150–200 ОС
Установить рабочие параметры согласно инструкции и напылить поверхность за несколько циклов	Установка «Киев-7»	Количество циклов зависит от толщины напыляемого слоя. Число оборотов 80–100 об/мин
Выключить установку, снять клапан и провести визуальный контроль напыленного слоя	Медный молоток массой 0,5 кг	При легком остукивании тарелка клапана не должна издавать дребезжащий звук

Биение фасок клапана. Выявляется следующим образом: клапан устанавливается в центре стакана или приспособления. На поверхность фаски устанавливается ножка индикатора часового типа. Проворачивая клапан, через 90° делают отметки положения стрелки. За действительную величину биения принимаются наибольшая алгебраическая разность показаний в диаметрально противоположных точках. Для клапанов дизеля Д49 биение не должно превышать 0,15 мм. Биение допускается устранять точением или шлифованием фаски [3].

Характеристики

Список файлов ВКР