Разработка технологии плазменного напыления рабочей фаски клапана (1231341), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Перед наплавкой клапанов на станке снимают слой металла с тарелки для удаления наклепа и неровностей, после чего в печи подогревают клапан до температуры 300–350 °С и устанавливают тарелкой вниз на вращающийся стол. Наплавку аргоном производят при помощи установки УДАР-300 с силой тока 120–140 А. В качестве присадочного материала используют проволоку из стеллита диаметром 4–5 мм марки ВЭК. Стеллит содержит кобальта 63%, вольфрама 4–5%, хрома 28–32%, кремния 2–2,75%, углерода 1–1,3%, серы не более 0,07%, железа не более 2%, никеля до 2%.

1 — баллон с газом; 2 —редуктор; 3 – влагоотделитель; 4 — электрический подогреватель; 5 — газовая горелка; 6 — электродная проволока; 7 — мундштук с наконечником; 8 — охлаждаемая полость горелки; 9—подающий механизм; 10 — сварочный генератор

Рисунок 2.3 – Схема электродуговой наплавки в среде

защитного газа (а) и газовая горелка (б)

В качестве электрода используется вольфрамовый стержень диаметром 5 – 6 мм с выходом из мундштука горелки 6–7 мм. После наплавки клапаны помещают в муфельную печь или песок, нагретый до температуры 300—350°С, где они медленно остывают. Размеры тарелок доводят до нормы на станке, используя резцы с пластинками марки Т-15К6. Затем тарелки клапанов проверяют прибором (рисунок 2.4), состоящим из корпуса, снабженного делениями для нониуса 7 и риской для фиксатора 3, вращающегося на оси 8.

Прибор позволяет измерять высоту “h” от тыльной части до середины притирочной поверхности пояска “с”.

1 — корпус; 2 — стержень; 3 — фиксатор; 4 — пружина; 5 — заглушка; 6 — стопорный винт; 7 — нониус; 8 — ось; 9 — ограничитель

Рисунок 2.4 – Прибор для измерения толщины тарелки клапанов и конуса его притирочной поверхности

После механической обработки клапана необходимо, чтобы радиальное биение рабочей поверхности ллапана “А” относительно направляющей “Б” клапана было не более 0,05 мм, вершина конуса детали совпадала с осью клапана или отверстия охватывающей детали (точка “В” на рисунке 2.5).

Рисунок 2.5 – Проверка тарелки клапана

2.2.4 Дефект – раковины, забоины, риски, прогары на притирочной фаске

Дефекты выявляют при визуальном осмотре детали или при проверке её магнитным дефектоскопом; устраняют притиркой по месту, а при необходимости проточкой на станке с последующей притиркой по месту в крышке.

Допускается оставлять на притирочных поверхностях гнезда крышки и клапана круговые риски, расположенные не более чем на 60% длины окружности, неглубокие раковины или поперечные риски, находящиеся вне притирочного пояска.

2.2.5 Дефект – овальность и конусность штока клапана

Овальность и конусность штока выпускного клапана находят путём измерения его диаметра микрометром в следующем порядке:

1) Измеряют диаметр штока микрометром в двух поясах и четырёх плоскостях (рисунок 2.6);

2) Находят наибольшую разность диаметров штока в двух взаимно перпендикулярных плоскостях а-а, б-б, в-в, г-г отдельно по каждому поясу: максимальная разница принимается за действительную величину овальности данного штока;

3) Находят наибольшую разность диаметров в одной из четырёх плоскостей 1-го и 2-го поясов измерений. Эта разность принимается за действительную величину конусности контролируемого штока клапана.

При овальности или конусности штока более 0,10 мм устранять дефекты проточкой с последующим шлифованием и хромированием.

Рисунок 2.6 – Схема измерения штока выпускного клапана на овальность и конусность

Предельный износ многих деталей локомотивов такие как гильзы, поршневые колеца, поршни, плунжерные пары составляет всего 10 и 100 доли миллиметра. Большую эффективность при восстановлении подобных деталей дают гальванические покрытия, которые позволяют не только восстановить первоначальные размеры, но и значительно улучшить качество поверхности, увеличив ее износостойкость. Структура основного металла при этом не испытывает никаких изменений, не возникают внутренние напряжения и деформирование деталей. Для нанесения большинства гальванических покрытий анод изготавливают из металла, который осаждается на изделие, электролитом служит раствор соли этого же металла, а катодом – восстанавливаемая деталь. Металл на катоде осаждается из электролита, а концентрация последнего остается постоянной за счет растворения анода.

Хром – твердый, но хрупкий металл, серебристо-стального цвета, с температурой плавления 1890 ⁰С. Процесс хромирования отличается от других гальванических покрытий некоторыми особенностями:

В качестве анода применяются не хром, а свинец; причиной этого являются легкость анодного растворения хрома; хрупкость металлического хрома; высокая стоимость изготовления массивных электродов. Отношение площади анода к площади катода: 1/1 или 2/1. В качестве электролита используется раствор хромового ангидрида и для улучшения протекания процесса добавляют до 4% Н₂SO₄ . Во время электролиза содержание хрома в электролите постоянно уменьшается, что требует постоянного добавления GrO₃. Источником питания могут служить низковольтные генераторы постоянного тока или селеновые выпрямители (рисунок 2.7) [6].

Рисунок 2.7 – Схема хромирования детали

Все операции (переходы) гальванического процесса делятся на три этапа: подготовка, хромирование и обработка после хромирования.

Подготовка к хромированию заключается в следующем:

-механическая обработка для восстановления геометрии поверхности;

- очистка детали от ржавчины и гряземасляных отложений;

- химическое обезжиривание: промывка в 5 – 10% растворе каустической соды при t=95 0С;

- электрохимическое обезжиривание: промывка в ванне со щелочным раствором при пропускании электрического тока (деталь-катод, анод - мягкая сталь);

- анодная обработка: в ванне с 30% растворе Н₂SO₄ с добавлением 25 г/л закисного сернокислого железа, (деталь-анод, катод-свинцовые пластины, t=20⁰C , Т = 2 – 4 мин, плотность тока Д= 10 – 60 А/дм².)

- декапирование, применяется для удаления окисных пленок с поверхности детали, производится в тех же ваннах, где и основной процесс: деталь-анод, пластины-катод, время 0,5 – 1 мин, плотность тока 30 – 35 А/дм² , t = 50⁰ С.

После подготовки проводится сам процесс хромирования;

Обработка после хромирования заключается в следующем:

- промывка в холодной проточной воде;

- промывка в течение 1 мин в нейтрализующем 3 – 5% растворе углекислого натрия при t = 18 – 25 0С;

- промывка холодной проточной водой;

- промывка горячей проточной водой;

- сушка в печи при t=120 – 130 0С;

- термическая обработка при t = 200 – 250 ⁰С для удаления водорода, Т = 2 – 3 ч;

После хромирования деталь подвергается механической обработке.

Расчет продолжительности хромирования, как и другого гальванического наращивания, производится в час:

где – толщина слоя наращивания металла, мм; – удельный вес металла, г/см³; Д – плотность тока на катоде, А/дм²; С – электрохимический эквивалент наращиваемого металла, г/А ч; f – выход по току, % (отношение практически выделенной величины металла и теоретически возможной, то есть кпд).

Меняя температуру раствора, плотность тока, толщину наращиваемого металла можно получить различные механические свойства электролитического хрома:

Таблица 2.2 – Характеристики процесса хромирования

t 0С	Д, А/дм2	Осадок	Толщина, мм	Прочность на разрыв, МПа
65	20	молочный	0,1 0,3 0,5	505 276 163
55	35	блестящий	0,1 0,3 0,5	625 398 308

2.2.6 Дефект – радиальное биение

Биение посадочной поверхности клапана проверяется на станке с помощью индикатора (рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 – а) Схема измерения штока выпускного клапана на биение;

б) Круговая диаграмма записи результатов измерений

Шток клапана проворачивают на 1 оборот. Замеряют четыре точки в двух плоскостям (через каждые 90градусов ). Биение штока – это будет наибольшая алгебраическая разность двух значений в одном поясе.

При наличии биения более 0,20 мм – устраняют шлифованием с притиркой пастой ГОИ-36.

2.3 Контроль состояния пружин крышки цилиндра и методы устранения дефектов

Большая и малая пружины клапанов дизелей изготовлены из проволоки диаметром 7 мм. Большая пружина имеет наружный диаметр 77,5 мм, а малая 58,5. Число витков рабочее 8,5, общее 10,8 ± 0,25 для обеих пружин. Высота пружин в свободном состоянии: большой 194 ± 0,5 мм, малой 140 ± 0,5 мм, а развернутая длина соответственно 2450мм и 1700 мм.

Большая пружина выполнена с правой навивкой, а малая с левой. На дизель устанавливается по 12 больших и двенадцать малых пружин. Изготовление и приемка этих пружин по техническим условиям завода.

При осмотре пружин следует обращать внимание на трещины и опорные поверхности, которые должны быть сошлифованы и прижаты к крайним виткам. При постановке двух винтовых концентрично расположенных пружин направления витков должны быть различными, что предотвращает возможность попадания витков при колебании одной из пружин между витками другой.

Отказ пружин в работе вызывается в большинстве случаев их просадкой или поломкой. Нередки случаи откола шлифованной части крайних витков. Поврежденную пружину иногда удается обнаружить при внешнем осмотре. У поврежденной пружины расстояние между витками обычно бывает больше, чем у аналогичных исправных пружин. После разборки крышки цилиндра у пружин проверяют цельность витков – обстукиванием и визуально, высоту в свободном состоянии – линейкой, с оканчивающейся угольником, или штангенциркулем. У пружин клапанов цилиндровых крышек дополнительно проверяют перпендикулярность опорных плоскостей к геометрической оси при помощи обычного угольника и силу пружины под статической нагрузкой. Для каждой пружины устанавливаются свои нормы высоты и нагрузок.

Рисунок 2.9 – Прибор для проверки силы витых пружин

Силу пружин измеряют прибором, показанным на рисунке 2.9. Сила пружины воспринимается поршнем, сжимающим масло в цилиндре значение прибора; давление масла фиксируется манометром. Чтобы получить нужное значение силы пружины, значение манометра умножают на площадь этого поршня прибора [6].

Пружины, высота которых в свободном состоянии или под статической нагрузкой менее минимальной на 5%, с трещинами и поломанными витками заменяют. Отклонение оси пружины от перпендикуляра к торцовой плоскости на каждые 100 мм длины допускается для пружин 1-го класса не более 1 мм, для пружин 2-го класса – не более 1,5 мм и для 3-го класса – не более 2мм.

Пружины с недопустимой силой, высотой и отклонением оси от перпендикуляра к торцовой плоскости в отдельных случаях восстанавливают по следующей технологической схеме: нагрев, разводка, закалка, отпуск и механическая обработка торцов. Нагревают пружины перед разводкой в электрической или газовой печи. Разводку ведут так, чтобы шаг витков был равномерным, высота пружины была несколько больше номинальной, а крайние витки оставались прижатыми. После разводки пружину фиксируют на оправке и подвергают термообработке.

Пружины клапанов, имеющие остаточную деформацию, восстанавливают, используя метод термофиксации (рисунок 2.10) при помощи клипа 1 и оправки 2. Пружины из стали 50ХФА подвергают термообработке по следующему режиму: закалке с нагревом в соляной ванне при температуре 850–870°С в течение 4–5 мин (в качестве охлаждающей среды служит масло), отпуску при температуре 440 – 460° С в течение 90 мин с последующим опусканием в воду.

Рисунок 2.10 – Оправка для термофиксации пружин

2.4 Контроль состояния направляющей клапана крышки цилиндра и методы устранения дефектов

Направляющие клапанов выпрессовываются и заменяются на новые, если зазор между клапаном и нижней частью превышает допускаемый размер. Направляющие клапанов должны запрессовываться в крышку с натягом 0,01–0,05 мм. При ослаблении натяг восстанавливается нанесением на посадочную поверхность направляющей клапана клея ГЭН-150В.

Характеристики

Список файлов ВКР