Дефекты шатунов ремонт шатуна

Ремонт шатуна

Основными дефектами шатуна являются;

1. износ втулок верхней головки;
2. изгиб и скручивание стержня;
3. износ или выкрашивание баббита нижней головки;
4. вытягивание или срыв резьбы шатунных шпилек и болтов.

Изношенные втулки верхней головки в большинстве случаев заменяют новыми, но иногда производят их развертку под увеличенный размер поршневого пальца или обжим.

Для замены втулку выпрессовывают под прессом, применяя выколотки несколько меньшего диаметра, чем наружный диаметр втулки с подкладкой шайбы.

Рис. Приспособление для выпрессовки втулки.

При отсутствии пресса втулка может быть удалена специальным приспособлением. Новую втулку запрессовывают с натягом 0,15—0,2 мм, а затем развертывают под размер поршневого пальца для получения необходимого зазора в пределах 0,015—0,02 мм.

Изношенную втулку обжимают при помощи приспособления непосредственно в головке шатуна или в специальной матрице. После обжима втулку развертывают под размер поршневого пальца.

Рис. Прибор для проверки изгиба и скручивания шатуна:
1 — калибр; 2 — выступы калибра; 3 — плита; 4 — цилиндрическая оправка; 5 — шатун; 6 — поршневой палец.

Изгиб и скручивание шатуна определяют на приборе в следующем порядке. Шатун без вкладышей устанавливают нижней головкой на сменную цилиндрическую оправку соответствующего размера. В верхнюю головку шатуна вставляют поршнееой палец, на который устанавливают калибр с тремя выступами. При исправном шатуне все три выступа должны соприкасаться с плитой прибора. Если имеется просвет между верхним или одним из нижних выступов и плитой, то шатун нужно править. Скручивание шатуна устраняют в тисках специальным ключом, а погнутость — под прессом или на ручном винтовом приспособлении.

Источник

Дефектация и ремонт шатунов

Основными дефектами шатунов являются трещины, изгиб и скручивание тела шатуна, износ отверстий в головах шатуна под втулку и вкладыши, повреждения плоскостей разъема шатуна и опорных поверхностей под головки и гайки шатунных болтов, дефекты резьбовых отверстий в теле шатуна, износ втулок верхних головок и баббитовой заливки нижних головок шатуна.
Трещины, изгиб и скручивание тела шатуна являются результатом длительной работы при повышенных нагрузках, а также аварийной перегрузки компрессоров. Наличие трещин выявляют капиллярными методами дефектоскопии, шатуны с трещинами бракуют. Изгиб и скручивание тела шатуна проверяют с помощью специальных приспособлений. Одно из таких приспособлений состоит из вертикальной контрольной плиты с закрепленной на ней оправкой. Нижнюю головку шатуна надевают на оправку, а в верхнюю головку устанавливают срезной палец или специальную цанговую оправку. На точно обработанную цилиндрическую поверхность пальца (цанговой оправки) устанавливают призматический калибр с тремя штифтами и перемещают его до упора штифтов в плиту. При отсутствии изгиба и скручивания все штифты соприкасаются с плитой. Возможные зазоры, определяющие наличие изгиба или скручивания, контролируютщупом. Вместо калибра со штифтами может быть использован призматический калибр с индикаторами. Изгиб до 0,06 мм и скручивание до 0,1 мм на 100 мм длины могут быть устранены правкой.

Сварка чугунных деталей.

Наиболее сложными для ремонта сваркой являются чугунные детали. Сварка серого чугуна представляет значительные трудности, которые определяются природой и свойствами чугуна: наличием графитовых включений, значительным содержанием углерода и кремния, неоднородностью состава и структуры, низкой прочностью, чувствительностью к нагреву и др.

Для уменьшения отрицательного влияния основных свойств чугуна на результаты сварки рекомендуется производить нагрев чугунных деталей перед сваркой и медленное охлаждение их после сварки.

При ремонте чугунных деталей применяют три способа сварки:
1) с общим нагревом детали, или горячую сварку;
2) с местным нагревом, или полугорячую сварку;
3) без подогрева детали, или холодную сварку, которая в последнее время находит наиболее широкое применение.

Горячая сварка чугуна производится ацетиленово-кислородным пламенем при малой толщине стенок и электрической дугой чугунным или стальным электродом со специальным покрытием. После горячей сварки чугуна газовым пламенем получают сварное соединение по прочности не ниже основного металла. При этом в сварном соединении отсутствуют участки отбеленного чугуна, а сама деталь имеет минимальные внутренние напряжения. Процесс горячей сварки является трудоемким (особенно при дуговой сварке) и дорогим.

Горячая сварка применяется в основном для чугунных деталей сложной конфигурации (корпусные детали, блоки и головки цилиндров) с сопряжениями стенок различной толщины, когда дефект расположен в таком месте, что при нагревании в месте сварки не может быть свободного расширения, а при охлаждении — сжатия.

НИИАТ рекомендует при горячей заварке трещин блока цилиндров двигателя производить двухступенчатый нагрев до 200— 250° со скоростью 500—600° в час и окончательный нагрев до 600—650° со скоростью до 1500—1600° в час.Для получения в блоке минимальных напряжений, для предотвращения отбеливания чугуна, а также для полного использования нагрева блока сварку производят в специальном термоизоляционном кожухе на специальном стенде для сварки, на котором можно быстро установить деталь в необходимое положение. Кожух изготовляют по конфигурации ремонтируемой детали из лотовой 2-3-миллиметровой стали. Стенки кожуха двойные с прокладкой между ними слоя асбеста толщиной 15 мм. В кожухе имеются окна с крышками для доступа горелки к дефектным местам Детали. Скорость охлаждения детали в таком кожухе почти в 1,5 Раза меньше, чем на воздухе, а это увеличивает продолжительность сварки до 20 мин, повышая качество работы.

Применение кожуха облегчает труд сварщика, защищая его от теплоты излучения нагретой детали, а применение стенда облегчает установку детали в необходимое для сварки положение.

Предельная температура охлаждения детали в процессе сварки должна быть не ниже 400—350°.

После сварки деталь необходимо отжечь для снятия внутренних напряжений, нагревая ее до 600—650° и охлаждая на воздухе или в яме, выложенной кирпичом и с двумя закрывающимися крышками.

Источник

Дефектация и ремонт шатуна

Шатун и крышка шатуна изготовлены из стали 40Х и подвергнуты закалке и отпуску до твердости НВ 229-269.

Основными дефектами шатуна в сборе являются: трещины, изгиб, скручивание, износ отверстия во втулке под поршневой палец, износ отверстия верхней головки шатуна под втулку, износ отверстия нижней головки под вкладыши.

Шатун заменяют при обнаружении трещин на магнитном дефектоскопе при силе тока 800 А.

Непараллельность осей отверстий верхней и нижней головок шатуна (изгиб) без ремонта допускается не более 0,08 мм на длине 100 мм, отклонение осей указанных отверстий от положения одной плоскости (скручивание) не более 0,1 мм на длине 100 мм. Если непараллельность и скручивание осей верхней и нижней головок шатуна выше допустимых, шатун нужно заменить. Правка шатуна не допускается.

Если внутренний диаметр втулки верхней головки шатуна более 50,08 мм, втулку необходимо выпрессовать и проверить диаметр отверстия головки шатуна (под втулку), который должен быть не более 56,04 мм. Проверять диаметр нужно как при ослаблении посадки, так и при провороте втулки.

Для запрессовки втулки, изготовленной из бронзы Бр ОЦС 5-5-5, применяют оправку диаметром 63+0,1 мм, а для выпрессовки — диаметром 55,5-0,1 мм. Втулка должна быть запрессована с натягом в пределах 0,05-0,12 мм заподлицо с торцевыми поверхностями верхней головки шатуна.

Втулку растачивают на горизонтально-расточном станке. Шатун с запрессованной втулкой, подлежащей расточке, устанавливают нижней головкой шатуна на цанговую оправку, которую устанавливают на призмы станка и крепят упорным винтом. Верхнюю головку шатуна крепят при
помощи прижимов по наружной поверхности. В шпиндель станка устанавливают резцовую оправку.

Расточку производят в один проход до внутреннего диаметра 50-0,0,31+0,040 мм, обеспечив при этом отклонение от параллельности осей не более 0,04 мм на длине 100 мм, положение осей в одной плоскости в пределах 0,04 мм на длине 100 мм и расстояние между указанными осями (265±0,04) мм.

Внутренний диаметр нижней головки шатуна проверяют после контрольной затяжки шатунных болтов с моментом 200-220 Н*м (20-22 кгс*м). Предельно допустимый диаметр должен составлять 92,98-93,05 мм, если среднее арифметическое значение диаметров в плоскости стыка и сечении, перпендикулярном стыку, не выходит за пределы 93,00-93,021 мм.

Ширина нижней кривошипной головки должна быть не менее 41,25 мм. При меньшей ширине головки шатун заменяют на новый.

При ремонте запрещается установка крышки с другого шатуна. Проверять шатун нужно по меткам спаренности, нанесенным на шатуне и крышке.

Источник

капитальный ремонт двигателя автомобиля

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА ШАТУНА

Шатун 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. 1 — 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.

Источник