СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ШЕЕК СТАЛЬНЫХ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ Российский патент 2024 года по МПК B23P6/00 C23C4/129 C23C4/18 

Изобретение относится к технологии ремонтного производства, в частности к технологии восстановления шеек стальных коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания.

Известен «Способ восстановления шеек стальных коленчатых валов» (см патент РФ №2729795), который включает подготовку поверхности шеек посредством зачистки от коррозии и дробеструйной обработки, установку упомянутого вала на токарно-винторезный станок и вращение вала на станке, осуществление газопламенного напыления покрытия, с одновременным его уплотнением с помощью диска из твердосплавного материала, установленного на приспособлении для вращения, которое расположено в резцедержателе токарно-винторезного станка, путем его вращения по винтовой линии в направлении, совпадающем с направлением вращения коленчатого вала, при этом осуществляют нанесение на поверхность шеек медьсодержащего материала с последующим шлифованием восстановленной поверхности шеек, отличающийся тем, что нанесение на поверхность шеек медьсодержащего материала осуществляют перед газопламенным напылением покрытия посредством выполнения на каждой шейке по всей ее длине одного витка винтовой канавки с помощью вращающегося в направлении, противоположном вращению коленчатого вала, отрезного универсального диска, установленного на упомянутом приспособлении для вращения, расположенного в резцедержателе токарно-винторезного станка, при этом в упомянутую канавку укладывают пастообразный флюс для пайки сплавов железа и меди и медный провод с диаметром, соответствующим ремонтному размеру, который точечно закрепляют пайкой с помощью газовой горелки.

Недостатками способа являются высокая трудоемкость ремонта, что ограничивает его использование.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является «Способ восстановления шеек стальных коленчатых валов» (см. патент РФ №2652609), включающий демонтаж, мойку, дефектоскопию и шлифование изношенной поверхности вала, подготовку поверхности шеек путем зачистки от коррозии и дробеструйной обработки, и газопламенное напыление покрытия, при этом одновременно с газопламенным напылением покрытия осуществляют его уплотнение диском из твердосплавного материала путем его вращения по винтовой линии в направлении, совпадающем с направлением вращения коленчатого вала, при этом после шлифования проводят финишную антифрикционную безобразивную обработку диском из медесодержащего материала путем его вращения в направлении, противоположном направлению вращения коленчатого вала, причем газопламенное напыление покрытия с одновременным уплотнением и финишную антифрикционную безобразивную обработку осуществляют посредством дисков, установленных в резцедержателе токарно-винторезного станка.

Недостатком способа являются сравнительно невысокие технико-экономические показатели, такие как износостойкость, задиростойкость.

Техническим результатом является повышение технико-экономических показателей, а именно улучшение качества нанесенного покрытия, повышение ресурса работы и снижение стоимости восстановленных коленчатых валов в сравнении с новыми.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе восстановления шеек стальных коленчатых валов включающем подготовку поверхности шеек посредством зачистки от коррозии и дробеструйной обработки и установку упомянутого вала на токарно-винторезный станок, для обеспечения его вращения, согласно изобретению, предварительно каждую шейку вала подвергают меднению путем ее натирания при вращении тампоном, смачиваемым раствором медного купороса в дистиллированной воде и в электролите, далее на вращающиеся шейки наносят слой пастообразной смеси, состоящей из порошков антифрикционного материала 35-48%, порошков твердосплавных материалов 20-25% и паяльного жира 32-40%, затем шейки обматывают сверху кремнеземной стеклотканью, далее каждую шейку поочередно помещают в разъемный индуктор, закрепляемом в резцедержателе станка и подвергают прогреву для припаивания и спекания нанесенного слоя пастообразной смеси, при этом включение индуктора осуществляют по программе - сначала используют низкую частоту 50 гц для увеличения глубины прогрева, а потом частоту повышают до 5000 гц, после прогрева производят душевое охлаждение для возможности переустановки индуктора, в завершении - восстановление поверхности шеек выполняют путем шлифования при их вращении на токарном станке с помощью закрепляемого в резцедержателе приспособления для шлифования, содержащего электродвигатель, ременный привод и шлифовальные круги.

Новыми признаками являются то, что предварительно шейки вала подвергают меднению путем их натирания при вращении тампоном, смачиваемым раствором медного купороса в дистиллированной воде и в электролите, далее на вращающиеся шейки с помощью зафиксированного в резцедержателе станка цилиндрического шнекового смесителя, оснащенного электроприводом, горловиной, выходным патрубком и державкой, при перемещении резцедержателя наносят слой пастообразной смеси, состоящий из порошков антифрикционного материала 35-48%, порошков твердосплавных материалов 20-25% и буры с паяльным жиром 32-40%, затем для исключения растекания нанесенной смеси, шейки обматывают сверху кремнеземной стеклотканью, и каждую шейку по очереди размещают в разъемном индукторе, закрепляемом в резцедержателе станка, и подвергают некоторое время прогреву для припаивания и спекания нанесенного слоя пастообразной смеси, при этом включение индуктора осуществляют по программе - сначала используется низкая частота для увеличения глубины прогрева, а потом частота повышается, после прогрева производят душевое охлаждение для возможности переустановки индуктора, в завершении - восстановление поверхности шеек выполняют путем шлифования при их вращении на токарном станке с помощью закрепляемого в резцедержателе приспособления для шлифования, содержащего электродвигатель, ременный привод и шлифовальные круги.

Новые элементы известны в науке и практике, но в данной совокупности применяются впервые.

Сущность изобретения поясняется схематично чертежом, где на фиг. 1 представлен установленный на токарно-винторезном станке коленчатый вал с шейками, которые надо ремонтировать, на фиг. 2 - приспособление, устанавливаемое в резцедержателе, для меднения шеек тампоном в виде поролона смачиваемого раствором медного купороса в дистиллированной воде и в электролите; на фиг. 3 - процесс меднения шейки коленчатого вала; на фиг. 4 - процесс приготовления и нанесения слоя пастообразной смеси на шейку коленчатого вала; на фиг. 5 - сечение А-А; на фиг. 6 - устанавливаемый в резцедержателе разъемный индуктор; на фиг. 7 - частотный режим работы генератора ТВЧ; на фиг. 8 - приспособление для шлифования.

Способ восстановления шеек стальных коленчатых валов включает подготовку поверхности шеек 1 посредством зачистки от коррозии и дробеструйной обработки и установку упомянутого вала на токарно-винторезный станок 2, для обеспечения его вращения. Далее готовят раствор медного купороса в дистиллированной воде и электролите и заливают в приспособление для меднения, которое устанавливают в резцедержателе 3 станка 2. Приспособление для меднения имеет кронштейн 4 для крепления в резцедержателе, емкость 5 с каналом и с поролоновым тампоном 6. Далее каждую шейку 1 вала подвергают меднению, путем ее натирания при вращении вала тампоном 6. Убедившись в качественном без пропусков покрытии, шейку 1 сушат феном, а затем отключают вращение вала. Далее в резцедержателе 3 закрепляют с помощью державки 7 смеситель, имеющий цилиндрический корпус 8, горловину 9, электропривод 10 связанный со шнеком Пи выходной патрубок 12 для нанесения пастообразной смеси состоящей из порошков антифрикционного материала 35-48%, порошков твердосплавных материалов 20-25% и буры с паяльным жиром 32-40%. Такое количество компонентов, входящих в состав пастообразной смеси обеспечивает получение смеси способной лучше восстанавливать и выдерживать большую нагрузку на шейки коленчатого вала. В качестве антифрикционных материалов используют порошок латуни марки Л60-Л63. Далее на вращающиеся шейки коленвала 1 при перемещении смесителя с резцедержателем 3 наносят слой пастообразной смеси 13. Затем шейки обматывают сверху кремнеземной (кварцевой) стеклотканью 14. Далее в резцедержателе 3 устанавливается разъемный индуктор 15, содержащий неподвижные секции и отъемную часть, защелку 16, отверстия для выхода охлаждающей воды 17 и водоподводящие шланги, крепление 18. После чего каждую шейку 1 по очереди размещают в разъемном индукторе, и подвергают некоторое время прогреву для припаивания и спекания слоя 13 пастообразной смеси. Причем слой 14 покрытый кремнеземной (кварцевой) стеклотканью защищает от растекания слой 13 при расплавлении. При этом включение индуктора осуществляют по программе - сначала используется низкая частота для увеличения глубины прогрева, а потом частота повышается, после прогрева производят душевое охлаждение водой из отверстий 17 для возможности переустановки индуктора. В завершении - восстановление поверхности шеек 1 выполняют путем шлифования при их вращении на токарном станке с помощью закрепляемого в резцедержателе 13 приспособления для шлифования, содержащего раму 19, электродвигатель 20, ременный привод 21 и сменные шлифовальные круги 22.

Технологический процесс восстановления изношенных шеек коленчатых валов состоит из следующих последовательных операций, выполнение требований которых гарантирует качество и надежность ремонта коленчатых валов: подготовка шеек 1 коленчатого вала к восстановлению путем зачистки от коррозии и дробеструйной обработки; установки коленчатого вала на токарно-винторезный станок 2; приготовление раствора медного купороса в дистиллированной воде и электролите; меднение шеек 1 раствором путем натирания тампоном 6 с помощью, установленного в резцедержателе 3 приспособления для меднения; приготовления смесителем и нанесения на шейки слоя 13 пастообразной смеси; обматывание шеек со слоем 13 слоем 14 из кремнеземной (кварцевой) стеклоткани; размещение шеек 1 в разъемном индукторе, закрепленном в резцедержателе 13; разогрев для припаивания и спекания слоя 13 путем подключения индуктора к специальному генератору по программе - сначала низкая частота для увеличения глубины прогрева, а потом частота повышается; душевое охлаждение шеек 1 водой; снятие стеклоткани с шеек и их механическая обработка шлифованием до номинального размера.

После окончательной шлифовки на шейке 1 припаянный спеченный слой 13 имеет твердые включения твердосплавного порошка и мягкой основы сплава меди с цинком, которая будет оснащать медью ее поверхность весь эксплуатационный срок, обеспечивая снижение износа, устранение склонности к схватыванию поверхностей, уменьшение времени приработки, увеличение ресурса работы, экономию энергии в результате снижения механических потерь на трение.

Применение предложенного способа обеспечит повышение технико-экономических показателей, а именно: улучшение качества нанесенного покрытия, повышение ресурса работы и снижение стоимости восстановленных коленчатых валов в сравнении с новыми.

Изобретение относится к технологии ремонтного производства, в частности к технологии восстановления шеек стальных коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания. Вначале шейки вала подвергают меднению, далее на вращающиеся шейки с помощью цилиндрического шнекового, оснащенного электроприводом, горловиной, выходным патрубком и державкой, зафиксированной в резцедержателе станка. При перемещении резцедержателя, наносят слой пастообразной смеси, состоящей из порошков антифрикционного материала 35-48%, порошков твердосплавных материалов 20-25% и паяльного жира 32-40%. Затем шейки обматывают сверху кремнеземной стеклотканью, потом каждую шейку по очереди размещают в разъемном индукторе и подвергают некоторое время прогреву для припаивания и спекания нанесенного слоя пасты, при этом включение индуктора осуществляют по программе - сначала используется низкая частота 50 гц для увеличения глубины прогрева, а потом частота повышают до 5000 гц, после прогрева производят душевое охлаждение для возможности переустановки индуктора, в завершении - восстановление поверхности шеек выполняют путем шлифования. Изобретение позволяет улучшить качество нанесенного покрытия и повысить ресурс работы. 8 ил., 1 пр.

Способ восстановления шеек стальных коленчатых валов включающий подготовку поверхности шеек посредством зачистки от коррозии и дробеструйной обработки и установку упомянутого вала на токарно-винторезный станок, для обеспечения его вращения, отличающийся тем, что, предварительно каждую шейку вала подвергают меднению путем ее натирания при вращении тампоном, смачиваемым раствором медного купороса в дистиллированной воде и в электролите, далее на вращающиеся шейки наносят слой пастообразной смеси, состоящей из порошков антифрикционного материала 35-48%, порошков твердосплавных материалов 20-25% и паяльного жира 32-40%, затем шейки обматывают сверху кремнеземной стеклотканью, далее каждую шейку поочередно помещают в разъемный индуктор, закрепляемом в резцедержателе станка и подвергают прогреву для припаивания и спекания нанесенного слоя пастообразной смеси, при этом включение индуктора осуществляют по программе - сначала используют низкую частоту 50 гц для увеличения глубины прогрева, а потом частоту повышают до 5000 гц, после прогрева производят душевое охлаждение для возможности переустановки индуктора, в завершении - восстановление поверхности шеек выполняют путем шлифования при их вращении на токарном станке с помощью закрепляемого в резцедержателе приспособления для шлифования, содержащего электродвигатель, ременный привод и шлифовальные круги.