способ восстановления постелей коренных подшипников кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

Способ восстановления постелей коренных подшипников кривошипно-шатунного механизма (КШМ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС), включающий их растачивание и использование ремонтных вкладышей с увеличенным на величину расточки наружным диаметром, отличающийся тем, что растачивание постелей коренных подшипников КШМ ДВС, выполненных из литого чугуна, осуществляют при первом капитальном ремонте ДВС один раз на величину 0,200 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ремонтному производству, а именно к способам восстановления постелей коренных подшипников (ПКП) кривошипно-шатунного механизма (КШМ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Для этих целей существуют различные способы, которые можно подразделить на следующие группы:

1) с применением дополнительных ремонтных материалов и последующей расточкой постелей;

2) без применения дополнительных ремонтных материалов, но также использующие расточку постелей.

К первой группе относятся следующие способы:

1) электродуговая наплавка;

2) газовая наплавка;

3) газоплазменное напыление;

4) контактная приварка стальной ленты;

5) железнение;

6) электролитическое натирание;

7) способ дополнительных ремонтных деталей;

8) способ полимерных композиций.

Ко второй группе относятся способы:

1) подрезания торцов.

2) ремонтных расточек:

- одна ремонтная расточка ПКП на 0,500 мм, без замены коленчатого вала (Черноиванов В.И., Андреев В.П. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин. - М.: Колос, 1983. - 288 с.);

- одна ремонтная расточка ПКП на 0,500 мм с заменой коленчатого вала (Карагодин В.И., Карагодин Д.В. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей КамАЗ. - М.: Транспорт, 1997. - 310 с.);

- четыре ремонтных расточки ПКП, каждая на 0,250 мм (Усков В.П., Тавлыбаев Ф.С. Восстановление соосности и размера гнезд коренных подшипников //Техника в сельском хозяйстве. - 1971. - №2. - С.80-82).

С учетом многообразия способов восстановления ПКП был произведен анализ их эффективности по следующим признакам:

- техническому;

- экономическому;

- экологическому.

Технический признак.

Технический признак характеризует способы восстановления ПКП с позиции сохранения в процессе восстановления свойств материала блока цилиндров и восстановление параметров ПКП и их пространственного расположения, при применении покрытий обеспечение необходимой адгезии и несущей способности ПКП.

С учетом данного признака часть проанализированных способов невозможно применять при восстановлении ПКП:

- сварочные (способы 1-4) по причине нарушения структуры материала блока цилиндров, коробления блока и возникновения микротрещин;

- подрезания торцов вследствие смещения оси ПКП к привалочной плоскости головки цилиндров;

а часть способов применять нецелесообразно:

- электролитического натирания по причине низкой несущей способности наносимого материала;

- дополнительных ремонтных деталей вследствие возможной неравномерной раскатки полуколец;

- полимерных композиций по причине низкой несущей способности материала.

Железнение удовлетворяет требованиям, вследствие чего по техническому признаку может применяться для восстановления ПКП.

Способ ремонтных расточек по техническому признаку также может применяться для восстановления постелей. При этом могут использоваться все три технических реализации данного способа с использованием вкладышей, увеличенных по наружному диаметру на величину расточки.

Однако величины, количество и моменты ремонтных расточек недостаточно обоснованы.

Растачивание на сравнительно большие величины (на 0,500 мм) обусловливает необходимость применения наиболее жесткого расточного оборудования и существенно повышает материалоемкость и энергоемкость процесса восстановления. Повышение величины ремонтных расточек также снижает жесткость крышек подшипников КШМ. Более того, установлено, что основной причиной образования трещин и изломов, а также искажения крышек подшипников КШМ является их недостаточная жесткость.

В.П.Усков приводил в своих работах необходимость проведения четырех ремонтных расточек, приуроченных к капитальным ремонтам на несколько меньшую величину - 0,250 мм. С другой стороны исследованиями этого же автора установлено, что величины максимальных отклонений в диаметре и несоосности ПКП двигателей ЯМЗ-238НБ не превышают 0,100 и 0,090 мм соответственно (средние величины 0,048 и 0,047 мм). То есть предложенные им величины ремонтных расточек постелей коренных подшипников следует считать завышенными.

Экономический признак.

Наиболее приемлемыми по данному признаку являются способы восстановления без использования дополнительных ремонтных материалов.

Более того, анализ показал, что завершающей операцией при всех известных способах восстановления является растачивание ПКП под номинальный или ремонтный размер. Поэтому приоритет по экономическому признаку имеют те способы, которые используют одну технологическую операцию - расточку. К ним относится способ ремонтных расточек. Причем экономически целесообразней представляется техническая реализация данного способа с меньшими величинами и количеством ремонтных расточек.

Как указано выше, первая и вторая техническая реализация предполагает одну ремонтную расточку на 0,500 мм. Однако при второй технической реализации коленчатый вал заменяется новым, что ведет к значительному удорожанию ремонта.

Третья техническая реализация предполагает четыре ремонтных расточки ПКП, каждая на 0,250 мм.

Наиболее приемлемой по экономическому признаку является первая техническая реализация способа ремонтных расточек, вследствие наименьшей глубины суммарной расточки и без замены коленчатого вала.

Экологический признак.

Наиболее экологически чистым следует считать способ восстановления ПКП, имеющий минимальное количество технологических операций, характеризующийся низкой энергоемкостью и не требующий применения дополнительных ремонтных материалов.

На основе проведенного анализа установлено, что наиболее близким решением к заявляемому, принятым за прототип, является способ ремонтных расточек, предложенный В.И.Черноивановым (Черноиванов В.И., Андреев В.П. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин. - М.: Колос, 1983. - С.101-102), имеющий следующие параметры:

- одну ремонтную расточку;

- величина ремонтной расточки - 0,500 мм.

Но ввиду недостаточной обоснованности указанных параметров, а также в необоснованности момента ремонтной расточки данный способ восстановления нуждается в доработке.

Известно, что свежеотлитый чугун обладает низкой механической прочностью, а при сложной форме отливки (каким и является блок цилиндров) в ней при остывании возникают большие внутренние напряжения, приводящие к деформациям детали. Известно также, что эти процессы прекращаются через 18 месяцев (процесс старения). За время старения и происходят основные процессы износа и деформации блока цилиндров. Но после завершения процесса старения материал блока цилиндров (чугун) приобретает регламентированную прочность и способен выдерживать нагрузки на ПКП с запасом прочности. Этим обосновывается необходимость и достаточность однократной расточки постелей коренных подшипников КШМ в момент первого капитального ремонта ДВС. Минимально-необходимая величина ремонтной расточки, обоснованная на основе анализа статистических данных микрометража ПКП 76 блоков цилиндров автотракторных ДВС, является 0,200 мм.

Техническая задача, предлагаемая данным изобретением, - достижение требуемого качества восстановления ПКП КШМ, с минимальными экономическими затратами и экологическими рисками.

Поставленная техническая задача достигается тем, что вместо известного способа восстановления ПКП путем их однократной расточки на величину 0,500 мм с заменой вкладышей с увеличенным наружным диаметром, согласно изобретению, предлагается делать одну ремонтную расточку ПКП в момент первого капитального ремонта ДВС и на величину 0,200 мм с заменой вкладышей, увеличенных по наружному диаметру.