Введение 6
1. Аналитическая часть 8
1.1 Конструктивные особенности головок блоков цилиндров транспортных
дизелей, влияющие на выбор технологии их восстановления 8
1.1.1 Общие сведения о деталях типа корпусов 8
1.1.2 Технологичность конструкции деталей типа корпусов 10
1.1.3 Общие технологические особенности деталей типа корпусов 14
1.1.4 Технологические особенности головок блоков цилиндров 15
1.1.5 Контроль корпусных деталей 19
1.2 Г оловка блока цилиндров двигателя ЯМЗ-236 20
1.3 Анализ эксплуатационных дефектов головки блока цилиндров двигателя ЯМЗ-236 и рекомендаций традиционной технологии
восстановления 22
1.4 Характеристика ремонтной базы 25
1.5 Актуальность темы исследования 30
2. Характеристика метода газодинамической порошковой металлизации при восстановлении деталей двигателей транспортных машин 31
2.1 Метод газодинамического напыления 31
2.2 Технология газодинамического напыления и используемое
оборудование 33
2.2.1 Процесс формирования покрытия 33
2.2.2 Применение покрытий 37
2.2.3 Оборудование ДИМЕТ 41
2.3 Исследования технологических режимов метода порошкового
газодинамического напыления 47
3. Применение метода газодинамической порошковой металлизации при
восстановлении деталей двигателей транспортных машин в условиях
предприятия АО «Ремдизель» 54
4
3.1 Оборудование, используемое при восстановлении деталей двигателей транспортных машин в условиях предприятия АО «Ремдизель» методом
газодинамической порошковой металлизации 54
3.1.1 «ДИМЕТ» модель 405 54
3.1.2 Пылезащитная камера ПЗК-С5 68
3.1.3 Фильтро-вытяжное устройство ФВК- 20 70
3.2 Восстановление ГБЦ двигателя ЯМЗ-236 в условиях предприятия АО «Ремдизель» 73
3.2.1 Способы восстановления деталей двигателей 73
3.2.2 Восстановление ГБЦ двигателя ЯМЗ-236 методом порошкового
газодинамического напыления 75
3.2.3 Восстановление деталей двигателя КаМАЗ методом порошкового
напыления 83
4 Экономическая эффективность проекта 87
4.1 Расчет себестоимости восстановления ГБЦ методом газодинамического
порошкового напыления 87
4.2 Расчет технико-экономических показателей 90
Заключение 95
Список использованных источников 96
По своему конструктивному назначению головка блока цилиндров относится к базовой детали, обеспечивающей заданное конструкцией двигателя взаимное расположение деталей и сборочных единиц механизма газораспределения. Головка блока цилиндров представляет собой деталь сплошной конфигурации с многочисленными сужениями и расширениями стенок водяной рубашки, впускными и выпускными каналами. Г оловка блока цилиндров (ГБЦ), являясь частью камеры сгорания, испытывает значительные внешние и внутренние нагрузки, а также воздействия высокой температуры, коррозионной и абразивной сред. Эти условия являются причиной изнашивания клапанных гнезд, привалочных плоскостей разъема, выгорания металла, появления трещин на рубашке охлаждения, срыва и износа резьбы, ослабления посадки седел клапанов и других дефектов.
По традиционной технологии, ГБЦ, как правило восстанавливают методами сварки и наплавки.
Кроме сварки и наплавки нанесение металла возможно также методами напыления, но газотермические способы напыления металлов обычно сопровождаются значительным нагревом поверхности детали, а для покрытий, полученных этими способами, обычно характерна открытая пористость.
Последние десять лет динамично развивается газодинамический способ нанесения металлических покрытий, который обеспечивает получение плотных, не имеющих открытой пористости покрытий без значительного нагрева поверхности детали.
Формирование покрытия при газодинамическом напылении обеспечивается сверхзвуковым потоком твердых нерасплавленных металлических частиц размером 5-50 мкм, закрепляющихся на преграде при лобовом ударе. Однако при движении в узкой щели или каверне поток тормозится или отклоняется, что неизбежно ведет к снижению скорости частиц и прекращению
осаждения. Поэтому газодинамическое напыление обычно применяют для
6
наращивания толстых слоев покрытий на ровных поверхностях. Для наращивания покрытия на поверхность с дефектами приходится сначала срезать дефектные участки и сглаживать поверхность. Получается, что такие преимущества метода газодинамического напыления металлических покрытий, как малый нагрев поверхности и отсутствие пористости, неприменимы для наращивания металла на деталь с глубокими дефектами и, тем более, со сквозными отверстиями.
Однако один из вариантов метода газодинамического напыления - технологию динамической металлизации "ДИМЕТ" - успешно применяют в последнее десятилетие не только для восстановления деталей с дефектами, но и для герметизации течей в сварных швах, тонкостенных алюминиевых трубках кондиционеров и других объектах.
Применение добавок цинка к порошковым смесям, применяемым для напыления, позволяет создать герметичные покрытия и на дефектных поверхностях. Это существенно расширяет сферу применения метода газодинамического напыления и дает возможность использовать его для решения разнообразных задач в области ремонта.
Использование портативного оборудования "ДИМЕТ" позволяет эффективно дополнить, а в ряде случаев и заменить применение сварки для восстановления сложных объектов типа ГБЦ.
Традиционная технология восстановления головок цилиндров, в частности, двигателя ЯМЗ-236 не отвечает современным требованиям и не обеспечивает требуемых нормативных сроков эксплуатации после капитального ремонта, о чем свидетельствуют данные, предоставленные АО «Ремдизель».
Исходя из этого, актуальным является разработка перспективных технологий восстановления головок цилиндров, которые обеспечивали бы более длительный срок эксплуатации после капитального ремонта.
Одним из перспективных методов восстановления является метод порошкового напыления. Суть процесса газодинамического напыления заключается в том, что твердые частички металлического порошка разгоняются потоком разогретого воздуха, превышающего скорость звука. В момент соприкосновения с поверхностью частички деформируются, их кинетическая энергия переходит в тепло и она как бы припаиваются к детали, образуя тонкий слой покрытия. Следующий слой напыляется на эту поверхность и толщина напыляемого слоя может быть очень большой.
Полученные результаты испытаний дали положительное заключении о примененном ремонте. А экономические расчеты показали, что срок окупаемости произведенных затрат составит около четырех месяцев.
