Технология востановительного ремонта шатуна

1. Краткое описание назначения, устройства, условий работы и краткое описание технологии ремонта шатуна.

Шатун (рис. 2) изготовлен из стали 40Н2МА (ГОСТ 4543—71), а крышка из стали 40Х (ГОСТ 4543—71). Ниж­няя головка имеет косой разъем под углом 55°±30' к продольной оси. Шатун соединен с крышкой двумя болтами,    ввернутыми в резьбовые    отверстия    тела шатуна. Фиксация шатуна и крышки  осуществляется  по шлицам   и     фиксирующему пояску на одном из шатунных болтов. Очень важно для работы шатунных болтов и вкладышей плотное сопряжение шлицов, поэтому грязь, заусеницы и забоины на шлицах не допускаются. Шатун с крышкой составляют комплект, одна из деталей которого не мо­жет быть заменена деталью другого комплекта. Перед сборкой шатуна резьбу бол­тов смазывают графитной смазкой. Затяжку начина­ют с длинного болта тари­рованным ключом крутя­щим моментом 20—22кгс-м.                                     Рис 1. Шатун  

 На шатуне и крышке вбли­зи стыка наносятся метки  спаренности шатуна с кры­шкой.

В нижней головке шатуна имеется отверстие   диаметром 93+0'021 мм под вкладыши подшипников, в верхней головке —отверстие диаметром 56+0'03 мм под бронзовую втулку. Внутрен­няя поверхность втулки оконча­тельно обработана до диаметра 50+0.040 мм после запрессовки в отверстие верхней головки шату­на, при этом колебание размера для одного шатуна должно быть не более 0,004 мм.

В процессе эксплуатации дви­гателя у шатунов могут возни­кать следующие неисправности: изгиб и скручивание, износ от­верстий в нижней головке и брон­зовой втулке.

Шатуны с указанными неис­правностями восстанавливают. Шатуны, имеющие трещины любого размера и расположения, а также отклонение торцов верх­ней и нижней головок от поло­жения в одной плоскости более чем на 1,0 мм, выбраковываются. Проверка на отсутствие трещин осуществляется на магнитном дефектоскопе в магнитном поле при силе тока 800 А.

Бронзовую втулку из верхней головки выпрессовывают при износе отверстия во втулке более 50,08 мм или при ослаблении посадки втулки.

Для ремонта устанавливают крышку на шатун и крепят бол­тами. Окончательную затяжку болтов крутящим моментом 20—22 кгс-м производят на приспособлении.

Шатун торцом нижней головки устанавливают на площадку пленки 1, головку болта крепления крышки шатуна вставляют в головку 2 приспособления и включают электродвигатель 3. В мо­мент затяжки болта с усилием 20—22 кгс-м реактивные силы под­нимают правый конец планки / с грузом 7 вверх; планка нажмет на концевой выключатель б, который выключит электродвигатель 3. Затяжку второго болта производят в том же порядке.

Погнутые шатуны с кривизной, не превышающей 1,0 мм на длине шатуна, допускается исправлять обработкой торцов верх­ней головки шатуна. Правка шатуна не допускается.

Торец верхней головки обрабатывают с двух сторон в размеры, показанные на рис. 1. Внутренний диаметр нижней головки ша­туна проверяется после контрольной затяжки шатунных  болтов моментом 20—22 кгс-м. Предельно допустимый диаметр — до 92, 98—93,05 мм, если среднее арифметическое диаметров в плос­кости стыка и сечении, перпендикулярном стыку, не выходит за пределы 93,00—93,021 мм..

РИС 2. Приспособление для расточки отверстий в головке шатуна.

/ — прижим; 2, 14 — съемные пальцы; 3 — накидная гайка; 4 — планка; 5, 15 — уста­новочные втулки; 6, 10 — съемные приставки; 7 — палец срезанный; 8, 18 — направляю­щие втулки; 9, 12 — конусные шайбы; 11 — при хват; 13 — болт; 16 —* установочный па­лец;  17 — упор;  19 — корпус

Восстановление отверстия в нижней головке шатуна произво­дят осталиванием. Предварительную расточку отверстия до диа­метра 93,6 мм под осталивание и окончательную расточку до диа­метра 92,96+0'035 мм производят на алмазно-расточном станке мр-дели 2705 в специальном приспособлении (рис. 2).

Для расточки отверстия в нижней головке шатуна на корпус 19 устанавливают съемную приставку 6 установочной втулки 5 в базовое отверстие диаметром 130+0'04 мм. На приставку 6 уста­навливают шатун отверстием в верхней головке на палец 7, а тор­цом нижней головки на торец втулки 5 фиксируют отверстие нижней головки относительно оси шпинделя станка съемным пальцем 2.  Устанавливают прижимную планку 4,  крепят шатун в приспособлении накидной гайкой 3, вынимают съёмный палец 2 и растачивают отверстие. Расточку отверстия после осталивания производят за два прохода. Предварительно растачивают от­верстие до диаметра 92,4 мм резцом с пластинкой из твердого сплава Т5КЮ (частота вращения расточной головки 372 об/мин, подача головки — 0,23 мм/об). Окончательно растачивают отвер­стие до диаметра 92,96+0>034 мм резцом с пластинкой из твердого сплава Т30К4 (частота вращения расточной головки — 520 об/мир, подача —0,1 мм/об). После расточки отверстие в нижней головке шатуна хонингуют в размер 93+0'021 мм.

Кроме процесса осталивания отверстия нижней головки ша­туна, в последнее время разработан способ газопорошковой на­плавки, заключающийся в том, что самофлюсующийся порошок ПГ-ХН80СР2 (РТУ УССР 1179—67) наносится на восстанавлива­емую поверхность посредством ее подачи через пламя ацетилено-кислородной горелки специальной конструкции, использующей эффект эжекции (тип горелки ГАЛ-2-68).

 Рис.3 Хонинговальная головка.

1- гидроцилиндр; 2 — опорная втулка: 3 — устано­вочный палец; 4 — планка; 5 — колодка хонинго-вальной головки; 6 — алмазные бруски; 7 — поводок; в —- чека; 9 — стержень; 10 — толкатель; 11 — кор­пус головки: 12 — разжимной конус; 13 — планка: 14 —   прижимная  втулка;   15   —   шатун;   16  —   корпус

Химический состав порошка ПГ-ХН80СР2:     углерод — 0,3—: 0,6%, кремний —  1,5—3,0%, железо — 4,5—5,0%, хром —  12— 15%, бор — 1,5—2,5%, никель — 80,2—73,9%.

Порошок выпускается Торезским заводом твердых сплавов Ми­нистерства цветной металлургии.

Перед нанесением- порошковой композиции шатун должен быть собран с нижней крышкой; болты крепления крышки шату­на затянуть моментом 20—22 кгс-м.

При наплавке поверхности отверстия в самом шатуне стер­жень, его нужно охлаждать путем погружения в воду по головку. При наплавке отверстия в крышке шатуна охлаждение не требу­ется. Толщина наплавленного слоя — 0,1 мм. Твердость наплав­ленной поверхности — HRC 35—40. Трудоемкость наплавки —  7—10 мин на один шатун.

После наплавки отверстие нижней головки шатуна хонингуют до получения номинального размера 93+0>021 мм. Хонингование отверстия в нижней головке шатуна после расточки или наплавки. производят на вертикально-хонинговальном станке модели ЗМ82-в приспособлении, показанном на рис. 3. Хонинговальную голов­ку крепят в патроне, который устанавливают в шпиндель станка. Привод механизма разжима брусков встроен в шпиндельную бабку станка. Поступательное движение от привода передается толкателю 10 и через поводок 7 разжимному конусу 12. Послед­ний, воздействуя на планки 13, разжимает колодки 5 с алмазны­ми брусками 6. Хонингуют отверстие предварительно до диамет­ра 92,99+°>021 мм алмазными брусками марки 2768-0103-Г-АСР 100/8Q-50M-73 (ГОСТ 16606—71) при удельном давлении брусков 4—6 кгс/см2 и окончательно до диаметра 93+0>021 мм алмазными брусками марки 2768-0103-1-АСМ 28/20-50М-73 (ГОСТ 16606—71) при удельном давлении брусков 3—5 кгс/см2. Хонинговальная го­ловка должна делать 88 двойных ходов в минуту при 88 об/мин шпинделя станка. Шероховатость поверхности после окончатель­ной обработки не ниже /?а = 0,63 мкм.

При ослаблении посадки или провороте бронзовой втулки от­верстие в верхней головке после выпрессовки втулки растачи­вают под ремонтный размер 56,25 мм. Расточку отверстия под ремонтную втулку и во втулке под поршневой палец производят на алмазно-расточном станке модели 2705 в приспособлении, по­казанном на рис. 70.

С корпуса 19 приспособления снимают съемную приставку, 6, а на ее место устанавливают съемную приставку 10 и крепят болтами. На приставку устанавливают шатун, базируя отверстием в нижней головке на установочный палец 16 и упор /7, фик­сируют отверстие верхней головки относительно оси шпинделя станка съемным пальцем 14, крепят шатун в приспособлении бол­том 13 и вынимают съемный палец 14. Растачивают отверстие до диаметра 56,25+0'03 мм под ремонтную втулку резцом с плас­тинкой из твердого сплава Т30К4 при 860 об/мин расточной головки и подаче 0,1 мм/об. Шероховатость поверхности после обработки Ra = = 1,25 мкм.

В расточенное отверстие запрессовывают ремонтную втулку (рис. 4), изготов­ленную из бронзы БрОЦС 5-5-5  (ГОСТ 61.3—65).

Рис.    4.    Ремонтная втулка верхнее головки шатуна

Наружный диаметр Д втулки для расточенного на ремонтный размер отвер­стия в шатуне должен быть 56,25

Бронзовую  втулку    запрес­совывают с натягом 0,05—0,12 мм заподлицо с торцом шатуна, со­вместив масляные отверстия во втулке и шатуне. Перед запрессов­кой втулку охладить до температуры минус 50°С в специальном контейнере с сухим льдом.

Рис. 5. Приспособление для контроля шатуна:

2, 6 — индикатор; 3 — основание; 4 — корпус;  5 — стойка;  7 — упор; 9 — базовый палец; 10 — установочный палец; U — скоба

Расточку    отверстия    в    бронзовой    втулке    до    диаметра 50 4+0°;оз10   мм производят при частоте вращения расточной голов­ки 1600 об/мин и подаче 0,06 мм/об.

Шероховатость поверхности после расточки /?а = 0,63-7-0,32 мкм. Перед мойкой масляный канал в шатуне прочищают шом­полом. Промывают шатун в моечной машине и обдувают сжа­тым воздухом.

Изгиб, скручивание шатуна, расстояние между осями отвер­стий верхней и нижней головок проверяют на контрольном при­способлении (ряс. 73).

Настройку индикаторов, установленных ' на приспособлении, производят по эталону.

В верхнюю головку шатуна вставляют установочный палец 10, надевают шатун отверстием нижней головки на базовый палец 9 и кладут выступающими поверхностями установочного пальца 10 на упор 7.

Непараллельность осей отверстий верхней и нижней головок не должна превышать 0,04 мм на длине 100 мм.

Оси отверстий должны лежать в одной плоскости, отклоне­ние не более 0,03 мм на длине 100 мм.

Расстояние между осями должно быть 280±0,03 мм.

Контроль отверстий (диаметр 50^0^° mm и диаметр 93+0'021 мм) производят индикаторным нутромером. Шерохова­тость поверхностей в отверстиях головок — а = 0,63 мкм торцов а=1,25 мкм. Проверяют совпадение отверстий во втулке и шатуне.

2.    Анализ дефектов детали и требований, предъявляемых к отремонтированной детали.