автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Совершенствование технологии восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров автотракторных двигателей путем дифференцирования дефектов

На правах рукописи

РГ 5 ОД

О 3 ;.....:

ВАЛЬДМАН Татьяна Юрьевна

-п

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГНЕЗД КОРЕННЫХ ОПОР БЛОКОВ ЦИЛИНДРОВ АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПУТЕМ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ

Специальность: 05.20.03 - эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

С.-Петербург-Пушкин 1997

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете.

Научный руководитель : доктор технических наук, профессор

А. А. ЗУЕВ

Официальные оппоненты: засл.деятель науки и техники,

доктор технических наук,профессор НШОЛАЕНКО А. В.

кандидат технических наук, доцент МАРТЫНОВ Б.Г.

Ведущее предприятие: Научно-исследовательский и проектно-тех-нологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РФ.

Защита состоится 1 июля 1997 г. в § час. мин, на за-

седании специализированного совета К 120.37.05 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 189620,Санкт-Петербург-Пушкин,Петербургское шоссе 2,ауд.719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан " 1997 г.

Ученый секретарь специализированного совета д. т. н., профессор

В. Т. Смирнов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из важнейших направлений интенсификации производства является совершенствование технологических процессов ремонта автотракторной техники.

Эффективность использования автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин может быть существенно повышена за счет улучшения качества отремонтированной техники и снижения затрат на запасные части.

В ряду деталей двигателей, в значительной мере определяющих их послеремонтный ресурс, находятся блоки цилиндров.

Анализ применяемых технологических процессов восстановления блоков цилиндров автотракторных двигателей на ремонтных предприятиях страны показывает, что они не обеспечивают выполнение технических требований на геометрические параметры гнезд коренных опор - одной из основных конструкторских баз блока цилиндров. Имеются значительные возможности повышения качества восстановления коренных опор путем совершенствования применяемых технологических методов наращивания, механической обработки лезвийным и алмазным инструментами, а также путем использования при их восстановлении основного принципа машиностроения - принципа совмещения технологических и измерительных баз.

Цель работы. Повышение эффективности технологических процессов восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров автотракторных двигателей путем дифференцирования дефектов.

Объект исследования. Восстанавливаемые гнезда коренных опор блоков цилиндров автотракторных двигателей.

Научную новизну составляют:

- статистические данные об износах гнезд коренных опор блоков цилиндров и дифференцированный характер их проявления;

- усовершенствованный расчетно-теоретический метод определения минимальной! толщины металлических покрытий и вкладышей, используемых при восстановлении гнезд коренных опор;

- методика экспериментально-теоретической оценки составляющих погрешностей механической обработки восстанавливаемых гнезд коренных опор;

- экспериментальные зависимости качества восстанавливав-

мой поверхности гнезд коренных опор от технологических факторов при различных групповых маршрутах и типах ремонтного производства;

- физико-механические свойства зон сварного шва и приваренной электроконтактным методом стальной ленты к чугунному основанию гнезда коренной опоры.

Новизна результатов исследований подтверждена авторскими свидетельствами N973320 , N1041275 и N1235691.

Практическая ценность. Для условий восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров на поточно-механизированных линиях усовершенствованы технология растачивания приваренной стальной ленты сверхтвердыми резцами композит-10Д и технология центробежного хонингования алмазными брусками.

Для восстановления гнезд коренных опор в условиях мелкосерийного ремонтного производства разработана групповая маршрутная технология, содержащая три единичные технологические маршрута, назначаемые в зависимости от характера и величины износа коренной опоры блока цилиндров.

Внедрение. Результаты исследований внедрены в Ульянинском опытном мотороремонтном заводе Московской области, Оренбургском ремонтно-механическом заводе "Сельхозтехника", Сиверском ремонтном заводе Ленинградской области, НТЦ "ТВИД" Ленинградской области.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и одобрены на научных конференциях Санкт-Петербургского государственного аграрного университета в 1979 - 1997 годах.

В 1980 г. постановлением коллегии ГК СССР по производственно-техническому обеспечению с/х и президиума ЦС Всесоюзного общества изобретателей и рационализаторов Вальдман Т.Ю. в числе сотрудников Ленинградского СХИ была присуждена первая премия за разработку технологии и оборудования для восстановления коренных опор блоков цилиндров тракторных двигателей.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, получено 3 авторских свидетельства.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка литературы из 82 наименований и приложения. Работа изложена на

страницах машинописного текста, включает 30 рисунков и 9 таблиц.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. При использовании металлических покрытий, фиксируемых сваркой необходимо предварительное растачивание гнезд коренных опор , ремонтно- технологический припуск на которое должен содержать ремонтный припуск, учитывающий физико-механические свойства сварочного шва и прилегающей к нему зоны, и напряжения в остаточном слое металла на восстановленной поверхности гнезда.

2. Дифференцирование дефектов гнезд коренных опор позволяет разработать групповую технологию их восстановления в условиях мелко-серийного производства без использования станочного оборудования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении обосновывается актуальность темы, цель и объекты исследований.

В первом разделе дан анализ состояния блоков цилиндров, поступающих на ремонтные предприятия и показано влияние качества их восстановления на ресурс отремонтированного двигателя.

Результаты исследований В. А. Суханова, В. П. Кавина, С. А. Кузнецовой, Д. И. Денского и др. показывают, что нарушение посадок вкладышей в гнездах коренных опор, отклонение от соосности коренных опор, нарушение в отклонении формы гнезд коренных опор, выходящие за допустимые пределы, установленные техническими требованиями, вызывают снижение ресурса всего отремонтированного двигателя.

Для восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров предложены такие способы как контактная приварка стальной ленты, наплавка латуни, нанесение клеевых композиций, осаждение гальванических покрытий, установка полуколец, расточка в ремонтный размер, газотермическое напыление порошковых материалов и др.

Несмотря на большой выбор способов ни один из них не нашел применения при восстановлении блоков цилиндров из-за отсутствия технологии их реализации с обеспечением технических требований чертежа.

По результатам проведенного анализа и в соответствии с поставленной целью сформулированы задачи исследования:

1. Установить характер дефектов гнёзд коренных опор блоков цилиндров.

2. Усовершенствовать методику назначения маршрутов восстановления гнёзд коренных опор.

3. Выявить влияние качества восстанавливаемой поверхности на операционные припуски при обработке восстанавливаемых гнёзд коренных опор.

4. Установить зависимости между технологическими факторами и качеством восстанавливаемой поверхности на различных технологических операциях.

5. Усовершенствовать метод определения остаточной толщины металлического покрытия.

6. Разработать технологию восстановления гнёзд коренных опор, исключающую приварку стальной ленты.

7. Произвести производственную проверку разработанных технологических процессов восстановления гнёзд коренных опор.

Во втором разделе выполнены расчетно-аналитические исследования влияния конструктивно-технологических факторов на качество гнезд коренных опор при различных маршрутах их восстановления. Установлено, что для обеспечения заданных размеров и качества поверхности гнезд коренных опор необходимо обоснованно назначать припуски на обработку как общие, так и межоперационные. Установленная величина общего припуска позволит обосновать минимально необходимую толщину металлического покрытия при обеспечении необходимых эксплуатационных свойств детали и при минимально возможных трудоемкости восстановления, расхода материалов, электроэнергии и режущего инструмента.

При восстановлении гнезд коренных опор с использованием металлопокрытий ремонтно-технологический припуск равен:

2 р. Т. =^Т1+ Л изн+ А изн+ 2Р , ( 1 )

где гт!, 1р - соответственно технологический припуск на предварительное растачивание коренной опоры и ремонтный припуск;

А л з н * Л из и ~ соответственно износ и деформация гнезда коренной опоры.

При растачивании на первой технологической операции восстановления гнезд коренных опор удаляют эксплуатационную шеро-

ховатость, дефектный слой и смещение осей гнезд коренных опор за допустимые пределы в процессе эксплуатации и предыдущего восстановления.

Технологический припуск должен быть минимально необходимым и достаточным слоем основного металла коренной опоры: - 21тП1 «тогда

г1и1п = 2 ( Я2+Т+ |/ Д20М +Д2у1 ) ( 2 ) где Т, Дом - соответственно высота неровностей, глубина дефектного слоя и смещение осей опор;

Ду! - погрешность установки блок-цилиндров на расточной операции.

Износ А изн и деформация Д'из8 гнезд коренных опор долже-ны быть найдены исходя из статистической обработки результатов микрометража ремфонда блоков цилиндров.

Ремонтный припуск численно равен остаточной толщине приваренной стальной ленты. Максимальный ремонтно-технологический припуск на предварительное растачивание гнезд коренных опор под приварку стальной ленты будет равен :

2 р. г.шах = ТД1+Д изн+Д изн+2тт1П+ Ир + ТД2 ( 3 ) где ТД}- допуск на диаметр гнезда коренной опоры,

ТД2- допуск на предварительное растачивание.

При свободной установке вкладышей из стальной ленты в маршрут предварительной отработки гнезда коренной опоры необходимо включить хонинговальную операцию. Тогда в формулу (3) следует дополнительно ввести минимальный технологический припуск 2 2щ 1 п на хонингование.

Максимальный ремонтно-технологический припуск на весь технологический маршрут обработки резанием стальной ленты, приваренной на гнезда коренных опор равен:

2"р.т.тах- ТДз + г2т(п +ТД4 +23т,п+ТД5 + г4т1п + ТДр ( 4 )

где ТД3, ТД4, ТД5, ТДР- допуски на диаметр гнезда коренной опоры соответственно после приварки ленты, чернового растачивания, чистового растачивания и хонингования;

23т1п, И4т1п - минимальные припуски соответственно на черновое и чистовое растачивание и хонингование.

Минимальный припуск на черновое растачивание восстанавливаемых гнезд коренных опор

Чип п

2(НЛ + Тл+ [/ Д2см2 + Д2у2 ) ( 5 )

где Нл - высота макронеровностей приваренной ленты;

Тл - дефектный слой приваренной ленты ( с повышенной твердостью в результате наклепа);

ДсМ} _ смещение оси опоры в результате термического влияния;

Ду2 . погрешность установки блока цилиндров.

Минимальный припуск на чистовое растачивание восстанавливаемых гнезд коренных опор

г3вип - 2№г2 + Т2 + / Д*см2 + Д2у3 ) ( 6 ) где Нг2,Т2- соответственно высота неровностей и дефектный слой приваренной ленты после чернового растачивания;

Дсм2 - смещение оси опоры после черного растачивания.

Минимальный припуск на хонингование

24т1п - 2(Иг3 + Т3 + Дсм3 ) ( 7 )

где Яг3Лз- соответственно высота неровностей и дефектный слой поверхности гнезда коренной опоры после чистового растачивания;

Дсм3 - отклонение оси гнезд коренных опор после чистового растачивания.

Погрешность установки на хонинговальной операции Ду4=0. Допуски ТДз _ ГД4 и ТД5 определялись эмпирическим путем на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований.

Минимальная толщина стальной ленты, применяемой для восстановления гнезд коренных опор в нормальный размер, будет равна:

^л«ип= 5 (2 р.т.тах~А изн^ р . Т . шах ), ( 8 )

где Ъ р.пах>2 р.т.шах ~ максимальные ремонтно-технологичес-кие припуски соответственно на растачивание гнезд коренных опор под приварку ленты и обработку приваренной ленты;

ТДр - ремонтный допуск.

Минимальная толщина стальной ленты может быть рассчитана и по развернутой зависимости

5лп1п =0,5 щ + д'йзн +гй +г0ст +тбг +тб3 т,п +

+Т04+23[П1 п+Т05+24т4п). ( 9 )

При восстановлении гнезд коренных опор методом свободной установки стальных вкладышей расчетный диаметр коренной опоры определяется выражением:

Д, +ТД! +Аиэн ж,п+гр +ТДе +г2П 1 „ +ТДз +2зи,п +ТД4 ( 10 )

где Дн- номинальный диаметр коренной опоры;

^тш'^гнип'^зшп ~ соответственно минимальные припуски на предварительное и окончательное растачивание и хонингование гнезда коренной опоры;

гр - ремонтный припуск;

■щ ; тд2; тдз; тд4 - соответственно допуски на диаметры: номинальный, после предварительного и окончательного растачивания, а также после хонингования.

Ремонтный припуск численно равен напуску, необходимому для создания таких условий, при которых не требуется последующая обработка стальных полуколец после их установки в восстанавливаемое гнездо коренной опоры.

Толщина стального вкладыша будет составлять:

- 0,5(Дртах -Дн) ( И )

или

®лтах= 0,5 ( 12 )

После завершения обработки гнезд коренных опор с приваренной стальной лентой сохраняется остаточный слой ленты, равный ремонтному припуску. Величина остаточного слоя должна быть достаточной для обеспечения ее устойчивого состояния в процессе эксплуатации. Это устойчивое состояние не должно допускать волнообразование и отрыв ленты от чугунного основания, к которому она приварена, т. к. будет нарушена точность посадки коренных вкладышей в восстановленной коренной опоре. Было установлено, что причиной появления волн (гофр) служат большие растягивающие напряжения в тонком поверхностном слое, которые могут вызвать потерю устойчивости приваренной ленты.

Критические нагрузки, рассчитанные по формуле Эйлера, и возникающие при этом критические напряжения при различной остаточной толщине стальной ленты, приведены в табл.1.

Анализ расчетного исследования показал, что при остаточной толщине ленты 0,05...О,2 мм критическое напряжение может быть превышено, что вызовет потерю устойчивости и пластический прогиб приваренной ленты в наружную сторону между зонами сварного шва.

Таблица 1

Критические нагрузки и напряжения при различной остаточной толщине приваренной ленты

Остаточная толщина 1 1 Критическая 1 _,,___ 1 Критические

приваренной ленты 1 нагрузка, 1 напряжения,

11, мм 1 Ркр.Н 1 бкр,МПа

0,5 1 16580 1 3316

0,3 1 3579 1 1193

0,2 1 1051 1 525

0,1 1 127 1 127

0,05 1 16,6 1 33,2 I

Проявление пластической деформации стальной ленты между сварными швами возможно и в виде гофр.

Результаты расчетов свидетельствуют, что нарушение равновесного состояния приваренной ленты может вызвать ее волнообразную деформацию с шагом X. - 0,44. ..1,3 мм при остаточной толщине ленты после механической обработки 0,1... 0,3 мм.

В третьем разделе дано описание методик исследований с указанием применяемого оборудования, приборов, измерительных средств.

Исходя из поставленных задач разработана общая методика исследований, которая предусматривала следующие этапы работы:

1. Оценка качества поверхности и погрешностей гнезд коренных опор блоков цилиндров, поступивших на восстановление.

2. Оценка качества поверхности и погрешностей гнезд коренных опор блоков цилиндров на операциях технологических

маршрутов их восстановления.

3. Исследование физико-механических свойств металлических покрытий, приваренных к восстанавливаемой опоре.

4. Совершенствование технологии восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров путем создания групповых технологических маршрутов, оптимизации условий выполнения отдельных технологических операций, связанных с выбором инструментальных материалов и режимов обработки.

5. Производственные испытания разработанных технологических процессов восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров автотракторных двигателей.

При оценке качества поверхности и погрешностей гнезд коренных опор блоков цилиндров, поступивших на восстановление, определялись: износ коренных опор, шероховатость технологическая и эксплуатационная, предельные размеры, макропрофиль поверхности гнезд коренных опор, дефектный слой ( риски, задиры и т.п.). Величина допускаемой предельной погрешности измерения устанавливалась согласно ГОСТ 8.051-73, а выбор измерительных средств производился по методике стандарта СТСЭВ 303-76.

Шероховатость и макропрофиль поверхности опор определяли на профилографе-профилометре модели-201.

В связи с большими трудностями в имитации условий обработки восстанавливаемых гнезд коренных опор в лабораторных условиях, большинство исследований технологических операций выполнено в производственных условиях.

При исследовании и разработке различных вариантов технологических процессов восстановления гнезд коренных опор было использовано следующее оборудование: сварочная установка 011-1-11, горизонтально-расточные установки РД-14, 0Р-14553, 0Р-14554, ОР-14557, агрегатный горизонтально-расточной станок 11А18А, хонинговальная установка 014-24 с центробежным хоном, комплект технологической оснастки и специализированного инструмента, содержащий развертку, хон, расточные резцы и бор-штангу с направляющими втулками.

При контактной приварке применяли ленту из сталей СтЗ, 20,08кп и 65Г толщиной 0, 8... 1,0 мм.

Для металлографических исследований из крышек коренных опор перпендикулярно направлению сварного шва вырезались об-

разцы. Изучение микроструктуры проводилось на металлографическом микроскопе МИМ-8, а ее анализ согласно ГОСТ 8233-56.

Измерение твердости выполняли на твердомере в соответствии с требованиями ГОСТа 9013-59 по методу Виккерса. Микротвердость отдельных структурных составляющих приваренной ленты определяли на приборе ПМТ-3 в соответствии с требованиями ГОСТ 9450-75.

Разработанные групповые технологические маршруты восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров прошли широкую проверку на специализированных мотороремонтных заводах России и бывшего СССР.

В четвертом разделе приведены результаты исследований технического состояния гнезд коренных опор блоков цилиндров автотракторных двигателей.

В табл.2 приведены экспериментальные данные по предельным отклонениям от номинального размера гнезд коренных опор блоков цилиндров ряда автотракторных двигателей.

Анализ экспериментальных данных, приведенных в табл.2 свиде тельствует о том, что характерной особенностью исследуемых блоков цилиндров является уменьшение их диаметрального размера относительно номинального при предельных отклонениях по техническим требованиям, равных +0,021...+0,023 мм.

Отрицательные отклонения диаметра гнезда коренной опоры выявлены у 64% блоков цилиндров двигателей СМД-60(62), у 84% - КАМАЗ-740 и у 20% ЯМЭ-238НБ.

Уменьшение диаметра гнезда коренной опоры, как правило характерно у одной, двух или трех опор блоков цилиндров двигателей СМД-60(62) и ЯМЭ-238НБ и почти у всех опор блоков двигателей КАМАЗ-740.

У большого числа гнезд коренных опор наблюдался износ до 0,08 мм. Особо следует отметить блоки цилиндров с износом коренных опор более 0,1 мм в результате проворачивания вкладышей. Такие износы обнаружены у 8% блоков СМД-60(62), 22%- КАМАЗ-740 и 1% - ЯМЗ-2Э8НБ.

В процессе эксплуатации двигателя технологическая шероховатость поверхности гнезд коренных опор, сформированная на завершающих технологических операциях, трансформируется в эксплуатационную, вызывая радиальный износ гнезда коренной опоры.

По анализу профилограмм, полученных с крышек коренных опор установлено, что этот износ (диаметральный) составил у блоков цилиндров двигателей КАМАЗ-740 и СМД-14 (растачивание, хонингование) - 2,4... 5,6 мкм; у ЯМЭ-238НБ (развертывание, раскатывание) - 2,6. ..10,4 мкм, СМД-14, СМД-60(62) Д-50, Д-240 (растачивание, раскатывание) - 4,6...14,1 мкм, восстановленные по существующей технологии СМД-14, Д-50, Д-240 (растачивание) - 8, 7... 52 мкм.

Таблица 2

№ ..... Предельные отклонения Количество блоков цилиндров

п/п гнезд коренных опор, мм двигателей, %

СМД-60(62) КАМАЗ-7401ЯМЗ-23В-НБ I

1 0 . + 0,02 4 1 0.5 1 8

2 +0,02 . . + 0, 04 16 1,5 1 60

3 +0,04 . . + 0,08 12 2,0 1 8

4 +0,08 . . + 0,12 4 4.0 1 3

5 +0,12 . . + 0,16 3 3,0 1 1

б +0,16 . . 4 0,25 4 2,5 1 -

7 +0,25 . . + 0,50 1 1,5 1 4

8 0 . - 0,02 32 10,5 1 8

9 -0,02 . . - 0.04 20 31,0 1 4

10 -0,04 . . - 0,06 8 16 1 4

И -0,06 . . - 0,08 4 8 1 3

12 -0,08 . . - 0,12 3 12,5 1 1

13 -0,12 . 0,15 1 4,0 1 -

14 -0,15 . 0,20 4 3,0 1 | -

Из приведенных данных видно, что ограничивать восстановление гнезд коренных опор только операцией растачивания недопустимо, поскольку в процессе эксплуатации трансформация шероховатости этой поверхности в эксплуатационную вызовет износ, который приведет к нарушению посадки коренных вкладышей и увеличит зазор в коренных подшипниках.

Применение после растачивания операции раскатывания создает на поверхности коренной опоры волнообразную макрогеомет-

рию, резко снижающую прилегаемость вкладышей.

В пятом разделе приведены результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств стальной ленты, приваренной контактной сваркой к чугунному основанию гнезда коренной опоры.

При прохождении импульса сварочного тока через стальную ленту на сварочной установке 011-1-11 выделяется большое количество теплоты, которая против сварочного ролика разогревает столб ленты, вызывая оплавление в зоне сварочного шва, а радиальное усилие ролика 1500...2000Н приводит к пластическому течению наружного слоя ленты. Зона сварки обильно охлаждается жидкостью.

Микроструктурный анализ микрошлифов позволил выявить со стороны чугуна три зоны, которые имеют различную травимость, что свидетельствует о структурных превращениях при контактной приварке стальной ленты. В сварочном ядре, расположенном со стороны чугуна, установлено наличие белого чугуна, который представляет собой дендритную структуру. В этой зоне обнаружены дефекты сварного соединения: рыхлость, поры, трещины.

Переходная светлая зона, соединяющая чугун со сталью, имеет структуру видманштета и является результатом встречной диффузии атомов углерода, чугуна и стали. В зоне термического влияния у сталей СтЗ и 65Г можно выделить закалочные структуры: мартенсит, троостит и сорбит. Такие структуры видны и у сталей 20 и 08кп, которые в исходном состоянии не способствуют образованию закалочных структур. Можно предположить, что при прохождении импульса сварочного тока происходит диффузия атомов углерода из расплавленного ядра в нагретый до высокой температуры столб стальной ленты.

Изменение микротвердости приваренной ленты отличается определенной закономерностью. На поверхности ленты образуется наклеп под действием прижимного усилия сварочного ролика.

Наклеп в поверхностном слое достигает глубины 0,2 мм для стали 08кп и глубины 0,35 мм для стали 20. При наклепе микротвердость составляет Иц=1ВОО... 4900 МПа для стали 08кп и Нд= 2100...5800 МПа для стали 20.

В зоне сварочного ядра микротвердость достигала Нд=6000... 9000 МПа для стали 20 и Нц= 4000...6000 МПа для стали

08кп.

Результаты замеров микротвердости показали, что при растачивании приваренной ленты из сталей СтЗ,20,65Г возникнут неопределимые трудности. Приваренная лента толщиной 1 мм из стали 08кп в зоне толщин 0,25...0,85 мм обладала удовлетворительной обрабатываемостью, поскольку ее микротвердость в этой зоне не превышала Нд = 3800 МПа.

Рентгеноструктурный анализ приваренной ленты показал, что в зоне сварного шва на операциях механической обработки формируются напряжения растяжения, а в средней зоне между швами -напряжения сжатия.

При остаточной толщине ленты менее 0,2мм в ее поверхностных слоях возникают напряжения растяжения, которые могут нарушить равновесное состояние ленты и вызвать ее пластическую деформацию - вспучивание, образование гофр, а при недостаточной прочности сцепления и отрыв ленты от коренной опоры.

В шестом разделе приведены результаты исследования геометрических параметров поверхностного слоя восстанавливаемых гнезд коренных опор.

Переменная твердость приваренной ленты при ее растачивании формирует волнистую поверхность. Применение чернового и чистового растачивания приваренной ленты из стали 08кп формирует поверхность с минимальными отклонениями макрогеометрии, не превышающими допуска на операционный размер. Зависимость шероховатости поверхности восстанавливаемого гнезда коренной опоры от режимов чистового растачивания резцами гексанит-Р определяли на основе полного факторного эксперимента. Режимы резания приваренной ленты из стали 08кп изменялись в следующих пределах: V- 60. ..140 м/мин; 8=0,05... 0,10 мм/об, 1?в = 0,1... 0, 9 мм.

В результате выполненных исследований и расчетов получили:

252 • Б 0,7

Я,

0,94 п 0,376 ' В

Шероховатость поверхности коренных опор в установленных технических требованиями пределах может быть обеспечена только

введением в технологический процесс финишной обработки - хо-нингования.

В табл.3 приведен сравнительный анализ показателей шероховатости поверхности гнезд коренных опор на заводах-изготовителях (а, б,), и по разработанным групповым маршрутам восстановления (д,е).

Шероховатость восстановленых гнезд коренных опор находится на уровне требования заводов-изготовителей, а при скоростном хонинговании приближается к эксплуатационной (в,г).

Таблица 3

Показатели шероховатости

1 Окончательный 1 вид обработки 1 " Г - - ■■ 1 ^а- 1Цпах • ' МКМ 1 МКМ 1 1 1 в». МКМ 1 8, 1 МКМ 1 г, МКМ

а. Хонингование 1 1 1 0,461 2,5 1 1 | 35 30 1 105

б. Раскатываение 1 после растачивания 1 1 1 1 1 2,0 112,0 1 1 | 140 1251 800

в. Хонингование 1 (эксплуатационное) 1 1 1 1 1 0,251 1,651 1 | 70 60 1 440

г Раскатывание 1 (эксплуатационное) 1 1 1 1 1 0,301 1,9 1 1 1 62 54 1 405

д. Скоростное хонингование1 ленты 1 1 1 ! 1 0,381 2,3 1 1 | 43 40 1 124

е. Хонингование с приводом! от электродрели 1 1 1 1 1 1 0,521 3,0 1 1 1 41 35 1 1 114

По результатам производственных испытаний установлено, что разработанные групповые технологии позволяют при восстановлении гнезд коренных опор обеспечить ремонтный допуск ТДР=+0,035 мм, отклонение формы - 0,02мм, отклонение от соосности - 0,02 мм, шероховатость !*а=0,63 мкм, заданную точность расположения общей оси гнезд коренных опор относительно изме-

рительных баз.

Предлагаемая технологическая оснастка и специализированный инструмент для реализации групповой технологии комплексного восстановления гнезд коренных опор могут быть изготовлены собственными силами и поддерживаться в работоспособном состоянии длительное время (не менее 2 лет). В условиях мелкосерийного восстановления блоков цилиндров от одного комплекта технологической оснастки может быть получен годовой экономический эффект не менее 100 млн. руб. '

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ технического состояния гнезд коренных опор блоков цилиндров автотракторных двигателей позволил установить, что по характеру дефектов их можно сгруппировать на три различные группы, при этом в первую группу следует включить гнезда с отрицательными отклонениями относительно номинального размера, во вторую - гнезда с износом до 0,06 мм, а в третью -гнезда с износом более 0,06 мм.

2. Для каждой группы дефектов гнезд коренных опор необходимо разрабатывать единичные технологические маршруты, объединяемые групповой технологией восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров автотракторных двигателей.

3. Выявить формирование качества восстанавливаемой поверхности гнезд коренных опор в процессе технологического маршрута позволяют предложенные схемы полей припусков и допусков на различные единичные технологические операции и их количественная оценка.

4. Для управления качеством восстанавливаемой поверхности гнезд коренных опор необходимо при расчете общих припусков вводить ремонтный припуск, который учитывает физико-механические свойства металлического покрытия, распределение твердости покрытия по ширине и толщине, напряженное состояние его отдельных слоев и их обрабатываемость, остаточную толщину металлопокрытия после завершения механической обработки.

5. Усовершенствованный метод определения остаточной толщины металлического покрытия учитывает напряженное состояние слоя металлического покрытия после завершения механической обработки, при котором исключается потеря устойчивости и образо-

вание гофр на участках восстановленной поверхности гнезда коренной опоры в процессе эксплуатации двигателя.

6. Исходя из достижения необходимого качества восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров при различных единичных технологических маршрутах определены наивыгоднейшие режимы растачивания, развертывания и хонингования.

Растачивание необходимо выполнять резцами гексанит-Р (ВК6) при V = 90 м/мин; S = 0,05 мм/об; t = 0,05. ..0,2 мм; развертывание - твердосплавной разверткой ВК6, вручную; хонин-гование - хон с алмазными брусками АСВ 63/50 М 1 100%, V =120 м/мин при ручной осевой подаче и припуске 0,02...0,04 мм.

7. Производственные испытания разработанных единичных технологических маршрутов и групповых технологий были выполнены на Ульянинском опытном мотороремонтном заводе Московской области, Оренбургском ремонтно-механическом заводе "Сельхозтехника", Сиверском ремонтном заводе Ленинградской области, в НТЦ "ТВВД" Ленинградской области.

В 1980 году постановлением N40 коллегии Государственного комитета СССР по производственно-техническому обеспечению сельского хозяйства и президиума Центрального совета Всесоюзного общества изобретателей и рационализаторов Вальдман Т.Ю. в числе сотрудников Ленинградского СХИ и ВНП0 "Ремдеталь" была присуждена первая премия за разработку технологии и оборудования для восстановления коренных опор блоков цилиндров тракторных двигателей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Зуев A.A., Соколове. П., Вальдман Т.Ю. Расчетно-анали-тический метод определения припусков при восстановлении деталей класса "Валы" //Сб.науч.тр. /ЛСХИ. -, 1977. -Т.339.-С. 21-25.

2. Вальдман Т.Ю. Исследование шероховатости и волнистости поверхности при обработке восстановленных гнезд коренных подшипников блок-картера //Сб.науч.тр./ЛСХИ.- Л., 1979. - Т. 384.-С. 86-89.

3. Вальдман Т.Ю. Исследование шероховатости поверхности при финишной обработке восстанавливаемых гнезд коренных опор блока цилиндров //Сб. науч. тр./ЛСХИ. - Л., 1981. -Т. 407. -

С. -56-60.

4.А.с. 973320 СССР, МКИ3 В 24 В 33/00. Устройство для горизонтального хонигования отверстий /А.А.Зуев, В.П.Шалабанов,

B.П.Соколов, М.К.Лиленко, Т.Ю.Вальдман, В.Г.Цыплаков, А. В.По-ляченко (СССР). - 4с.: ил.7.

5. A.c. 1041275 СССР, МКИ3 В 24 В 33/02. Хонинговальная головка /А. А. Зуев, В. П. Соколов, М. К. Лиленко, А. В. Поляченко, Т. Ю. Вальдман, В. Г. Цыплаков, В.П.Михайлов и В.Э. Бойченко (СССР). - 4с.: ил.3.

6. Белов А. Д., Зуев А. А., Вальдман Т. Ю. Микротвердость гнезд коренных опор блоков цилиндров, восстановленных контактной приваркой стальной ленты //Сб. науч. тр./ЛСХИ.-Л., 1983.-

C. 34-38.

7. Зуев A.A., Вальдман Т.Ю. Технологические методы повышения качества восстанавливаемой поверхности гнезд коренных опор блок-картеров //Сб.науч.тр./ ЛСХИ. - Л., 1984.- С.29-33.

8. Вальдман Т. Ю., Зуев А. А., Барахтин Б. К. Структурное и напряженное состояния в стальной ленте после ее контактной приварки к рабочей поверхности чугунной детали //Сб. науч.тр. / ФТИ им.А.Ф.Иоффе. - Л., 1984. - С.21-24.

9. Вальдман Т.Ю., Белов А. Д., Барахтин Б.К. Напряжения и структурное состояние в восстановленных металлических поверхностях изношенных деталей //Сб.науч.тр./ АН УССР, - Киев, 1985. - С. 150-161.

10. А.с. 1235691 СССР МКИ3 В 23 Р 6/00. Способ восстановления гнезд коренных подшипников блоков цилиндров и устройство для его осуществления / А.А.Зуев, В.П.Соколов, М.К.Лиленко,

A. Г.Кахидзе, В. Г. Цыплаков, А. В. Поляченко, Т.Ю. Вальдман и

B.П.Кавин (СССР). - 4с.: ил.4.

И. Зуев A.A., Вальдман Т.Ю. Определение остаточной толщины стальной ленты, приваренной контактным способом //Сб.науч. тр./ ЛСХИ. - Л., 1986. - С.27-29.