СПОСОБ ДАГИСА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ Российский патент 1997 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к восстановлению изношенных вкладышей подшипников скольжения, преимущественно к восстановлению тонкостенных биметаллических вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатых валов автотракторных и других двигателей, поршневых компрессоров и других валов.

Изобретение относится к восстановлению вкладышей подшипников автотракторных двигателей при их ремонте.

Изобретение предназначено для использования на ремонтных предприятиях, ремонтирующих автотракторные двигатели.

Известен способ-аналог восстановления тонкостенных биметаллических вкладышей автотракторных двигателей, залитых свинцовистой бронзой (Казарцев В.И. Ремонт машин. М.-Л. Сельхозиздат, 1961, с. 467-471). [1]
Согласно этому способу, пригодные к восстановлению вкладыши с бронзовым антифрикционным слоем подбирают по толщине, очищают внутреннюю поверхность, устанавливают вкладыши в приспособления для опрессовки, рабочим инструментом которого служат секторы с рифленой наружной поверхностью. Конусным пуансоном на прессе раздают секторы и вдавливают их рифленую поверхность в антифрикционный слой вкладышей подшипников. Материал антифрикционного покрытия в углубленных секторах поднимается, внутренний диаметр вкладышей уменьшается. После этого на внутренний антифрикционный слой наносят дополнительный компенсационный слой материала. Для этого производят очистку, лужение и заливку углублений в антифрикционном слое, например, оловянно-свинцовым баббитом и затем антифрикционное покрытие обрабатывают на исходные заданные размеры.

Известен другой способ-аналог восстановления работоспособности изношенных тонкостенных биметаллических вкладышей. Сущность способа состоит в том, что для повторного использования изношенных вкладышей их внутренние поверхности растачивают на смежные, увеличенные ремонтные размеры (Авдонькин Ф. Н. Ремонт автомобилей. Саратов, Саратовское книжное изд-во, 1961, с. 138-141, рис. 55). [2]
Недостаток первого способа [1] состоит в том, что он требует закрепления путем заливки внутренней поверхности дополнительным слоем материала (баббита). Способ неприемлем для восстановления вкладышей подшипников, антифрикционный слой которых изготовлен из баббитов и алюминиевых сплавов.

Недостатки второго способа-аналога [2] состоят в том, что он не позволяет восстановить изношенные вкладыши до исходного размера и восстанавливать их многократно.

Известен способ восстановления тонкостенных вкладышей подшипников, который по своей технической сущности является наиболее близким к изобретению и является его прототипом (Воронцов И.А. и др. Технология ремонта быстроходных дизелей (типа B2-300 Д6. M. Maшгиз, 1961, c. 273-276). [3] Восстановление вкладышей, залитых свинцовистой бронзой по способу-прототипу заключается в следующем.

Подобранные в пары вкладыши тщательно очищают и обезжиривают, внутреннюю поверхность их обрабатывают стальной щеткой до металлического блеска. Затем вкладыши устанавливают в цанговый патрон токарно-винторезного станка и внутреннюю поверхность пластически деформируют зубчатым роликом. Свинцовистая бронза (антифрикционный слой) под воздействием зубьев ролика перемещается вверх. Величина перемещения зависит от угла заострения зубьев накатника и глубины вдавливания их в металл и числа проходов инструмента. Затем накатанную поверхность очищают и лудят. На антифрикционное покрытие наносят путем заливки компенсационное покрытие, например, оловянно-свинцовый баббит. Обрабатывают внутренние антифрикционные покрытия совместно с дополнительным компенсационным слоем материала на заданные исходные размеры.

Недостатки способа-прототипа заключаются в том, что он пригоден только для восстановления вкладышей, залитых бронзой. Способ неприемлем для восстановления вкладышей подшипников, антифрикционный слой которых изготовлен из баббитов и алюминиевых сплавов.

Поэтому способ-прототип имеет ограниченные технологические возможности вызванные тем, что дополнительный компенсационный слой материала, предназначенный для компенсации износов крепят к антифрикционному покрытию путем заливки. Процесс заливки внутренней поверхности сложен и трудоемок.

Восстановленная поверхность неоднородна по физико-механическим свойствам, что отрицательно влияет на ресурс восстановленных подшипников.

Способ не допускает многократного восстановления вкладышей подшипников.

Техническая задача изобретения состоит в расширении технологических возможностей способа и в повышении надежности подшипников скольжения.

Техническая задача решается тем, что в способе восстановления вкладышей подшипников, включающем закрепление на вкладышах дополнительного компенсационного слоя материала и механическую обработку антифрикционного слоя на заданные размеры, дополнительный компенсационный слой материала закрепляют, например, при помощи клееного вещества на наружной поверхности вкладышей, а дополнительный слой материала изготавливают толщиной, равной сумме величины наибольшего износа и припуска на обработку антифрикционного слоя, дополнительный слой материала изготавливают, например, в виде ремонтных полуколец, которые закрепляют на наружных поверхностях вкладышей перед обработкой внутренних поверхностей, при закреплении дополнительного слоя материала на наружных поверхностях вкладышей подшипников с помощью клеящего вещества, перед его отверждением поджимают вкладыши подшипников к дополнительному слою материала и удаляют из зазора между вкладышами подшипников и дополнительным слоем материала излишнее клеящее вещество.

На фиг. 1 изображен общий вид технологического приспособления, предназначенного для закрепления вкладышей подшипников в процессе обработки внутренней поверхности, например, пластическим деформированием, расточкой и т.д; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 изображена конструкция вкладыша подшипника, после восстановления.

В описании и на фигурах приняты следующие обозначения:
1,2 составные части корпуса приспособления, выполненные в виде полуколец;
3 зажимное разрезное кольцо;
4 вкладыш подшипника;
5 антифрикционный слой;
6 стальная основа вкладыша;
7 дополнительный слой материала, выполненный в виде ремонтного полукольца;
8 упор вкладыша;
P направление векторов сил, зажимающих приспособление в трехкулачковом патроне.

Способ содержит следующую совокупность операций.

Поступившие на восстановление изношенные вкладыши очищают, обрабатывают торцевые плоскости вкладышей с целью уменьшения их высоты, с учетом толщины дополнительного слоя материала (ремонтных полуколец), устанавливаемого на наружной поверхности. Подбирают вкладыши подшипников в пары по толщине. Очищают наружную поверхность вкладышей и наносят на эту поверхность слой клея.

Наносят слой клея на внутреннюю поверхность дополнительного слоя материала (ремонтные полукольца). Применяют дополнительный слой, изготовленный из тонкого металлического листа или полосы, например, металлической фольги или материала, заменяющего фольгу. Устанавливают дополнительный слой материала на наружную поверхность вкладышей и прижимают его вручную.

Вкладыши с дополнительным слоем устанавливают в приспособление, с учетом положения усика 8, например, в приспособление на фиг. 1. Устанавливают приспособление в трехкулачковый патрон и сжимают с усилием, необходимым для удаления излишнего клея. Выдерживают в сжатом состоянии вкладыши подшипников, направляют вкладыши подшипников на отверждение клея.

После отверждения клея вкладыши подшипников устанавливают в приспособление (фиг. 1) и внутреннюю поверхность вкладышей подшипников обрабатывают на заданные размеры, например, калибрующе-отделочным раскатником или другим инструментом. После обработки восстановленные вкладыши подшипников вынимают из приспособления и на внутренней поверхности наносят приработочное покрытие, а затем отправляют на консервацию и упаковку.

Установка и закрепление дополнительного слоя материала на наружной поверхности вкладышей подшипников расширяет технологические возможности способа, так как позволяет восстановить исходные диаметральные размеры вкладышей подшипников, имеющих любое антифрикционное покрытие. Причем рабочая поверхность будет состоять из прежнего антифрикционного материала, что будет сохранять надежность поверхностей трения в подшипниках на уровне новых.

Пример. Требуется восстановить изношенные шатунные вкладыши второго ремонтного размера коленчатого вала двигателя ВАЗ-2101 легкового автомобиля "Жигули" до исходного размера.

Вкладыши снабжены антифрикционным слоем из оловянно-алюминиевого сплава. Диаметр посадочного гнезда нижней головки шатуна Дш 51,346 0,016 мм. Толщина шатунных вкладышей второго ремонтного размера по фигурам t₂ 1,980 0,007 мм. Разность диаметров смежных ремонтных размеров шатунных шеек Δ 0,25 мм.

Перед восстановлением проводим следующие расчеты.

Определением расчетным путем толщину t_рк ремонтных полуколец, закрепляемых на наружных поверхностях вкладышей.

t_рк I_ш + Z, мм
где
I_ш наибольшая величина одностороннего износа вкладышей (I_ш 0,02 мм);
Z односторонний минимальный припуск на обработку внутренней поверхности (Z 0,04 мм);
t_рк I_ш + Z 0,02 + 0,04 0,06 мм
При закреплении на наружной поверхности ремонтного полукольца увеличивается исходная толщина вкладыша на толщину ремонтного полукольца и дополнительно на толщину клеящего вещества, находящегося между ремонтными полукольцами и вкладышами подшипников.

Диаметр гнезда разъемных корпусов подшипников, куда устанавливают новые и восстановленные вкладыши подшипников остается практически одинаковым.

Поэтому установка вкладыша подшипников с закрепленным на наружной поверхности ремонтным полукольцом ведет к увеличению выступания стальной основы вкладышей над плоскостью разъема корпусов подшипников, например, в нижней головке шатуна. Поэтому возникает необходимость после закрепления на наружных поверхностях вкладышей подшипников дополнительного слоя материала и уменьшения высоты вкладышей.

Вычислим эту величину Dh. В общем случае Δh равна разности длины новых вкладышей, вычисленной по их среднему диаметру и длины вкладышей подшипников с закрепленным дополнительным слоем материала, вычисленной также по из среднему диаметру.

Вычисления выполняют в следующей последовательности.

Определяем номинальную толщину нового вкладыша подшипников по рабочим чертежам завода-изготовителя t_н.

В нашем случае t_н 1,980 0,007.

Находим толщину вкладыша подшипников после закрепления дополнительного слоя материала t_p по формуле:
t_p t_н + t_рк + t_к,
где
t_к толщина слоя клея между вкладышем подшипников и дополнительным слоем материала, t_к 0,01 мм;
t_p 1,980 + 0,06 + 0,01 2,05 мм
Определим длину нового вкладыша подшипников по среднему диаметру L_н по формуле:
L_н=0,5πD_срн, м,
где
D_срн средний диаметр нового вкладыша подшипников.

Средний диаметр вкладышей подшипников определяют по формуле:
D_срн D_н-t_н=51,346-1,980=49,366 мм
где
D_н диаметр посадочного гнезда корпуса подшипников.

Определим средний диаметр вкладышей подшипников в сборе с дополнительным слоем материала D_рср по формуле:
D_рср D_н-t_p=51,346-2,05=49,296 мм
Вычислим теоретическую длину нового вкладыша по среднему диаметру:
L_нср=0,5πD_нср=0,5•3,14•49,366=77,544 мм
Вычислим длину восстановленного вкладыша по среднему диаметру:
L_рср=0,5πD_рср=0,5•3,14•49,196=77,434
Вычислим величину Δh, на которую необходимо уменьшить среднюю длину вкладыша подшипников после закрепления на наружной поверхности дополнительного вкладыша:
Δh=L_нср-L_рср=77,544-77,434=0,11 мм
Для того, чтобы получить круглое внутреннее отверстие вкладышей подшипников, установленных в гнездах корпусов подшипников после закрепления на их наружных поверхностях дополнительного слоя материала с заданным натягом, необходимо до или после закрепления на наружной поверхности вкладышей подшипников дополнительного слоя материала уменьшить их длину на 0,11 мм. Для этого необходимо снять с одной торцевой поверхности в стыках вкладышей подшипников слой металла толщиной 0,11 мм или с двух торцевых поверхностей в стыках по 0,055 мм.

Дополнительный слой материала изготавливают из тонкой стальной, алюминиевой, латунной или медной ленты (фольги) или из листового проката другого материала.

Подбирают изношенные вкладыши подшипников по толщине. Очищают стальную наружную поверхность вкладышей подшипников 6 (фиг. 2) и обезжиривают при помощи ацетона или другого растворителя, а затем внутреннюю поверхность дополнительного слоя материала 7 (фиг. 2), наносят клеящее вещество (например, клей БФР-2, ВС-10Т и др.). Дают клеящему веществу подсохнуть, а затем, не ожидая полного отверждения клея, соединяют вкладыши подшипников составные части 1 и 2 разъемного корпуса приспособления и устанавливают разъемный корпус в разрезное зажимное кольцо 3 с натягом. Не ожидая отверждения клеящего вещества зажимают приспособления в трехкулачковом патроне усилием, обеспечивающим удельное давление между вкладышами подшипников и дополнительным слоем материала, необходимого для выдавливания излишнего клея. Затем вкладыши подшипников, желательно в сборе с приспособлениями (фиг. 1), поместить в сушильный шкаф или другое нагревательное устройство и нагреть их до температуры отверждения клеящего вещества и создать выдержку. Затем вкладыши охлаждают и обрабатывают антифрикционный слой механически, например, калибрующе-пластической деформацией, резанием и т.д. до заданного размера. Направляют вкладыши на контроль, консервацию и упаковку.

Использование изобретения обеспечивает следующие технико-экономические преимущества.

1. Способ обеспечивает возможность восстановления изношенных вкладышей до исходных размеров с любым антифрикционным покрытием, что расширяет его технологические возможности.

2. Способ допускает возможность восстановления изношенных вкладышей подшипников на увеличенные ремонтные размеры.

3. Способ обеспечивает возможность получать однородные исходные поверхности трения и за счет этого увеличить ресурс по износостойкости.

4. Способ допускает возможность повторного восстановления вкладышей подшипников.

5. Способ отличается простотой и доступностью для применения на любых ремонтных предприятиях и в мастерских.

6. Стоимость восстановленных вкладышей будет меньше стоимости новых, практически при сравнимых ресурсах.

Изобретение относится преимущественно к восстановлению тонкостенных биметаллических вкладышей /В/ коренных и шатунных подшипников /П/ коленчатых валов. Сущность изобретения: изношенные В очищают, обрабатывают их торцы и подбирают в пары по толщине. На очищенную наружную поверхность В наносят клей /К/, устанавливают на нее дополнительный слой материала в виде полуколец и прижимают для удаления излишков К. После отверждения К внутреннюю поверхность В обрабатывают на заданные размеры и наносят на нее приработочное покрытие. Затем В отправляют на консервацию и упаковку. Такая совокупность приемов обеспечивает расширение технологических возможностей. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

1. Способ восстановления изношенных вкладышей подшипников, включающий закрепление на вкладышах дополнительного компенсационного слоя материала и механическую обработку антифрикционного слоя на заданные размеры, отличающийся тем, что дополнительный слой материала закрепляют, например, при помощи клеящего вещества на наружной поверхности вкладышей, а толщину дополнительного слоя выбирают с учетом величины наибольшего износа вкладышей подшипников и припуска на обработку антифрикционного слоя. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный слой материала выполняют, например, в виде ремонтных полуколец, которые закрепляют на наружных поверхностях вкладышей перед обработкой внутренних поверхностей. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при закреплении дополнительного слоя материала на наружных поверхностях вкладышей подшипников с помощью клеящего вещества перед его отверждением поджимают вкладыши подшипников к дополнительному слою материала и удаляют из зазора между вкладышами подшипников и дополнительным слоем материала излишний клей.