У статті розглянуто аналіз існуючих методів відновлення привалочной площині головок блоку циліндрів, що є базовою деталлю, яка забезпечує заданий конструкцією двигуна взаємне розташування деталей механізму газорозподілу.

Анотація наукової статті за технологіями матеріалів, автор наукової роботи - Степанов Михайло Вікторович, Трушина Лідія Миколаївна


Analysis of existing methods of restoration of the cylinder head stopping plane

The article deals with the analysis of existing methods of restoration of the cylinder head stopping plane, which is the basic part that provides a given design of the engine relative position of the parts of the gas distribution mechanism.


Область наук:
  • технології матеріалів
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал
    Наука без кордонів
    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ ВІДНОВЛЕННЯ привалочна площина ГОЛІВОК блоку циліндрів'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ ВІДНОВЛЕННЯ привалочна площина ГОЛІВОК блоку циліндрів»

    ?УДК 621.7

    АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ ВІДНОВЛЕННЯ привалочна площина ГОЛІВОК блоку циліндрів

    Степанов Михайло Вікторович, кандидат технічних наук, доцент Трушина Лідія Миколаївна, доцент Російський державний аграрний університет - МСХА імені К. А. Тімірязєва,

    Москва, РФ

    У статті розглянуто аналіз існуючих методів відновлення привалочной площині головок блоку циліндрів, що є базовою деталлю, яка забезпечує заданий конструкцією двигуна взаємне розташування деталей механізму газорозподілу. Ключові слова: головка блоку циліндрів; прівалочная площину; наплавка; композиційні матеріали; термообробка.

    ANALYSIS OF EXISTING METHODS OF RESTORATION OF THE CYLINDER HEAD STOPPING PLANE

    Stepanov Mikhail Viktorovich, PhD (Cand. Tech. Sci.), Associate professor; Trushina Lidiya Nikolaevna, associate professor, Russian Timiryazev State Agrarian University, Moscow, Russia

    The article deals with the analysis of existing methods of restoration of the cylinder head stopping plane, which is the basic part that provides a given design of the engine relative position of the parts of the gas distribution mechanism.

    Keywords: cylinder head; landing plane; surfacing; composite materials; heat treatment.

    Для цитування: Степанов М. В., Трушина Л. Н. Аналіз існуючих методів відновлення привалочной площині головок блоку циліндрів // Наука без кордонів. 2019. № 1 (29). С. 26-30.

    За своїм конструктивним призначенням головка блоку циліндрів відноситься до базової деталі, що забезпечує заданий конструкцією двигуна взаємне розташування деталей і складальних одиниць механізму газорозподілу. Головка блоку циліндрів являє собою деталь суцільний конфігурації з численними звуженнями і розширеннями стінок водяної сорочки, впускними і випускними каналами.

    Головка блоку циліндрів (ГБЦ), будучи частиною камери згоряння, відчуває значні зовнішні і внутрішні навантаження, а також впливу високої температури, корозійної і абразив-

    ної середовищ. Ці умови є причиною зношування клапанних гнізд, при-звалювальних площин роз'єму, вигоряння металу, появи тріщин на сорочці охолодження, зриву і зносу різьблення, ослаблення посадки сідел клапанів і інших дефектів [1].

    На сьогоднішній день в ремонтному виробництві застосовуються такі способи відновлення і ремонту головок блоку циліндрів з алюмінієвих сплавів: аргонодуговая наплавка, наплавка наморожуванням, відновлення полімерними композиціями, газодинамічне напилення, плазмова металізація, електродугова металізація [2, 3, 4].

    аргонодуговая наплавка

    Наплавлення - це процес нанесення шару металу плавленням за допомогою встановлення міжатомних зв'язків між відновлюваної поверхнею і наплавляються. Для відновлення алюмінієвих головок блоку пріменяютелектродуговую наплавку НЕ-плавиться (вольфрамовим) електродом в середовищі аргону. Як наплавляється використовують присадні дріт.

    Аргонодуговой наплавленні, застосовуваної головним чином для відновлення алюмінієвих головок блокав ремонтному виробництві, притаманний ряд недоліків, таких як значні термічні впливу на деталь, що сприяють утворенню розтягують внутрішніх напружень, які призводять згодом до деформації привалочной площині, а також низька продуктивність відновлення [5].

    Наплавлення наморожуванням

    Однією з різновидів наплавлення є наплавка наморожуванням. Головку блоку занурюють в кокіль з розплавом алюмінієвого сплаву і повідомляють коливання в горизонтальній площині одночасно з гойдаючими рухами. В результаті більш низької температури деталі розплаву поступово кристализуется ( «наморожують») на поверхні відновлюваної головки блоку. Недоліком способу є те, що, незважаючи на зовнішню простоту, цей спосіб має дуже вузькі інтервали зміни технологічних параметрів, при яких виходить якісний шар твердого сплаву заданої товщини.

    Відновлення композиційними матеріалами

    Сутність відновлення привалочной площині ДЦП композиційними матеріалами полягає в нанесенні

    на площину полімерних композицій з наступною термообробкою. Даний метод дозволяє відновлювати деталь багаторазово.

    Основним недоліком способу є низька корозійна стійкість покриття.

    газодинамічне напилення

    Газодинамічне напилення є процес нанесення покриттів, що включають в себе нагрів стисненого газу, подачу його в надзвукове сопло, іформірованіе в цьому соплі надзвукового повітряного потоку, подачу в цей потік порошкового матеріалу, прискорення цього матеріалу в соплі надзвуковим потоком повітря і напрямок його на поверхню оброблюваного матеріалу.

    Як порошкових матеріалів використовуються порошки металів, сплавів або їх металеві суміші з керамічними порошками [6, 7, 8].

    При цьому шляхом зміни режимів роботи обладнання можна наносити металеві покриття необхідних складів. Зміною режимів можна також змінювати пористість і товщину напилюваного покриття.

    Недоліком способу є невисока адгезія, низька продуктивність і висока вартість обладнання, що застосовується.

    плазмова металізація

    При плазмової металізації розплавлення присадочного матеріалу, дис-пергація і розгін частинок здійснюється тепловими динамічними властивостями плазмового струменя. У потік нагрітого газу вводиться присадний матеріал. Утворені розплавлені частинки матеріалу виносяться потоком гарячого газу з сопла і напилюється на поверхню деталі. Вкачестве плазмообразующего газу зазвичай використовується аргоно-азотна суміш, як транспортує -аргон.

    До переваг методу можна віднести високу адгезію напиляного шару з основною, яка забезпечується завдяки термічної активації поверхні основи, що призводить до утворення хімічних зв'язків.

    Недоліком способу є можливість нанесення покриття товщиною не менше 2,5 мм, з огляду на, що припуск намеханіческую обробку становить до 20% від товщини напиляного шару, після обробки товщина покриття становить до 2,0 мм. Таким чином, спосіб не забезпечує 100% -го відновлення прива-лочних площин головок циліндрів ДВС, так як максимальний знос досягає 3,3 мм. Також недоліком способу є складність і висока вартість обладнання, що застосовується [9].

    електродугова металлизация

    Найбільш прогресивним методом відновлення привалочних площин ГБК в даний час є електродугове металлізація.Она являє собою процес, при якому метал розплавляється електричною дугою і потім струменем стисненого повітря наноситься на поверхню відновлюваної головки блоку.

    Дугова металізація має ряд переваг, пов'язаних, в першу чергу, з можливістю підвищення продуктивності засчет використання великих сил струму. При використанні в якості електродів дротів з двох різних металів можна отримати покриття із сплавів. Відновлювана головка блоку з поверхні не проплавляется, і температура її підвищується не більше ніж на 100-150 ° С, тому не проіс-

    ходить викривлення і порушення термообробки. Для електродугової металізації зношених поверхонь деталей з алюмінієвих сплавів застосовується присадний дріт, підбір якої ведеться в залежності від хімічного сплаву, з якого виготовлена ​​деталь, експлуатаційного призначення робочих поверхонь, характеру і розмірів дефектів. При використанні високовуглецевого дроту напилювані покриття має високу твердість [10, 11].

    Електродугова металлизация має ряд істотних переваг перед іншими способами, що сприяє її широкому застосуванню: висока продуктивність нанесення покриття - до 20 кг / год; отримання покриттів товщиною від 0,1 до декількох міліметрів; висока зносостійкість в 1,5-1,8 рази вище загартованої Ст.45, обумовлена ​​хорошою масловпітиваемостью і утриманням масла в мікропорах покриття; при незначних температурах (температура нагріву деталі 100-150 ° С) відсутні деформації деталей, які неминучі при наплавленні; простота і технологічність процесу, можливість нанесення покриття на поверхні деталей з різного матеріалу; отримання металопокриття із заданими властивостями з різних матеріалів дроту; дозволяє отримати низьку питому собівартість нанесення покриття в 1,4-1,8 рази нижче наплавлення. Особливо ценнимсвойством є здатність металлізаціонних покриттів протягом тривалого часу продовжувати нормальну роботу без доступу мастила до моменту схоплювання.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Підготовка поверхонь деталей для нанесення зміцнюючих покриттів / І. Н. Кравченко, Ю. В. Катаєв, В. А. Сирота, Я. В. Тарлак // Сільський механізатор. 2017. № 8. С. 3638.

    2. Ресурсозберігаючі технології ремонту сільськогосподарської техніки: навчальний по-

    посібник / І. М. Кравченко, В. М. Корнєєв, Д. І. Петровський, Ю. В. Катаєв. - М.: ФГБНУ «Ро-сінформагротех». 2018. 184 с.

    3. Оцінка залишкових напруг і міцності покриттів підвищеної товщини при пошаровому їх формуванні / І. Н. Кравченко, О. В. Закарчевскій, Ю. В. Катаєв, А. А. Коломей-ченко // Праці ГОСНИТИ. 2017. Том 127. С. 171-175.

    4. Малиха Е. Ф. Проблема ресурсозбереження в машіноіспользованія // Вісник Федерального державного освітнього закладу вищої професійної освіти Московський державний агроінженерний університет ім. В. П. Горячкина. 2010. № 5 (44). С. 92-94.

    5. Застосування плазмово-напилених ферроокслов для поршневих кілець автотракторних двигунів / І. Н. Кравченко, А. А. Пузряков, Ю. В. Катаєв, І. Е. Пупавцев, Д. Г. Гречко // Праці ГОСНИТИ. 2016. Том 122. С. 188-193.

    6. Управління формою поршневих кілець ДВС при плазмовому напиленні / І. Н. Кравченко, А. Ф. Пузряков, Ю. В. Катаєв, Т. А. Чеха // Праці ГОСНИТИ. 2017. Том 126. С. 196-203.

    7. Малиха Е. Ф., Катаєв Ю. В. Сучасні форми організації технічного сервісу // Економіка сільського господарства Росії. 2018. № 3. С. 27-33.

    8. Методика обґрунтування структурних елементів обслуговування мобільного парку сільськогосподарських машин / І. Н. Кравченко, В. М. Корнєєв, Ю. В. Катаєв, М. С. Овчинникова // Праці ГОСНИТИ. 2017. Том 127. С. 41-46.

    9. Дорохов А.С., Краснящих К. А., Скороходов Д. М. Засоби контролю якості сільськогосподарської техніки // Сільський механізатор. 2015. № 10. С. 34-35.

    10. Семейкин В. А., Корнєєв В. М., Дорохов А. С. Предпродажное обслуговування техніки в сільському господарстві // Вісник ФГТУ ВПО МДАУ. 2005. № 1. С. 95.

    11. Катаєв Ю. В., Малиха Е. Ф. Роль інженерно-технічного забезпечення в сільськогосподарському виробництві // Наука без кордонів. 2018. №8 (25). С. 19-23.

    REFERENCES

    1. Kravchenko I. N., Kataev Yu. V., Sirotov V. A., Tarlakov Ja. V. Podgotovka poverhnostej detalej dlja nanesenija uprochnjajushhih pokrytij [Preparation of surfaces for deposition of hardening coatings]. Sel'skij mehanizator 2017, no. 8, pp. 36-38.

    2. Kravchenko I. N., Korneev V. M., Petrovskii D. I., Kataev Yu. V. Resursosberegayushchie tekhnologii remonta sel'skohozyaistvennoi tekhniki [Resource-saving technologies of agricultural machinery repair]. Moscow, Rosinformagrotekh, 2018, 184 p.

    3. Kravchenko I. N., Zakarchevskij O. V., Kataev Yu. V., Kolomejchenko A. A. Ocenka ostatochnyh naprjazhenij i prochnosti pokrytij povyshennoj tolshhiny pri poslojnom ih formirovanii [Evaluation of residual stresses and strength of coatings increased in thickness during layer-by-layer shaping]. Trudy GOSNITI 2017, vol. 127, pp. 171-175.

    4. Malyha E. F. Problema resursosberezheniya v mashinoispol'zovanii [The problem of resource saving in machine use]. Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya Moskovskij gosudarstvennyj agroinzhenernyj universitet im. V. P. Goryachkina 2010, no. 5 (44), pp. 92-94.

    5. Kravchenko I. N., Puzrjakov A. A., Kataev Yu. V., Pupavcev I. E., Grechko D. G. Primenenie plazmenno-napylennyh ferrookislov dlja porshnevyh kolec avtotraktornyh dvigatelej [The use of a plasma-sprayed ferrooxide piston rings for automotive engines]. Trudy GOSNITI, 2016, vol. 122, pp. 188-193.

    6. Kravchenko I. N., Puzrjakov A. F., Kataev Yu. V., Cheha T. A. Upravlenie formoj porshnevyh kolec DVS pri plazmennom napylenii [Control of the shape of the piston rings of internal combustion engines in plasma spraying]. Trudy GOSNITI 2017, vol. 126, pp. 196-203.

    7. Malyha E. F., Kataev Yu. V. Sovremennye formy organizatsii tekhnicheskogo servisa [Modern

    forms of technical service organization]. Ekonomika sel'skogo hozyaistva, 2018, no. 3, pp. 27-33.

    8. Kravchenko I. N., Korneev V. M., Kataev Yu. V., Ovchinnikova M. S. Metodika obosnovaniya strukturnyh elementov obsluzhivaniya mobil'nogo parka sel'skohozyajstvennyh mashin [Method of substantiation of structural elements of maintenance of mobile fleet of agricultural machines]. Trudy GOSNITI 2017, vol. 127, pp. 41-46.

    9. Dorohov A.S., Krasnyashchih K. A., Skorohodov D. M. Sredstva kontrolya kachestva sel'skohozyajstvennoj tekhniki [Means of quality control of agricultural machinery]. Sel'skij mekhanizator, 2015-го, no. 10, pp. 34-35.

    10. Semeikin V. A., Korneev V. M., Dorohov A. S. Predprodazhnoe obsluzhivanie tekhniki v sel'skom hozyaistve [Pre-sale maintenance of machinery in agriculture]. Vestnik FGOU VPO MGAU, 2005, no. 1, pp. 95.

    11. Kataev Yu. V., Malyha E. F. Rol 'inzhenerno-tekhnicheskogo obespecheniya v sel'skohozyajstvennom proizvodstve [The role of engineering in agricultural production]. Nauka bez granic, 2018, no. 8 (25), pp. 19-23.

    Матеріал надійшов до редакції 18.12.2018 © Степанов М. В., Трушина Л. Н., 2019


    Ключові слова: ГОЛОВКА БЛОКУ ЦИЛІНДРІВ / привалочна площина / наплавлення / кОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ / ТЕРМООБРОБКА / CYLINDER HEAD / LANDING PLANE / SURFACING / COMPOSITE MATERIALS / HEAT TREATMENT

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити