Regeneracja gniazd zaworowych. Gdy zużycie gniazd zaworów nie przekracza maksymalnego dopuszczalnego, przywrócenie ich działania sprowadza się do uformowania wymaganego kąta fazowania. Przed sfazowaniem gniazd zaworów należy wymienić zużyte tuleje prowadzące trzonków zaworów na nowe i obrobić je rozwiertakiem osadzonym w trzpieniu. Wywiercony otwór służy jako baza technologiczna do pogłębiania sfazowania gniazd zaworowych, co zapewnia niezbędne wyrównanie otworów tulei prowadzących i gniazd zaworowych. Gniazda zaworów są przetwarzane za pomocą pływającego wkładu. Jeśli gniazda zaworów są zużyte powyżej dopuszczalnego poziomu, można je przywrócić, instalując gniazda zaworów.

Podczas przywracania gniazd zaworów przez wciśnięcie gniazd, unieruchomienie połączenia jest zapewnione przez naprężenie. Wymaganą wytrzymałość uzyskuje się w tym przypadku dzięki naprężeniom powstającym w materiale gniazda i głowicy cylindrów. Przy dłuższej ekspozycji na ciepło naprężenia mogą się zmniejszyć, zmniejszając w ten sposób siłę dopasowania. Dlatego do produkcji gniazd zaworów konieczne jest stosowanie materiałów żaroodpornych o wysokiej wytrzymałości: żeliwa VCh50-1,5, żeliwa specjalnego nr 3 TM 33049. Ostatnio stop EP-616 na bazie chromu i niklu ma stać się powszechnym. Otwory na siodełka są obrabiane za pomocą specjalnego pogłębiacza, który jest instalowany w specjalnym trzpieniu. Średnicę pogłębiacza dobiera się w zależności od wielkości otworu, który ma być obrabiany pod wkładkę zaworową. Centrowanie narzędzia odbywa się za pomocą tulejek prowadzących montowanych w otworach pod tuleje zaworów. Zapewnia to wysoką koncentryczność obrabianych powierzchni pod wkładkami gniazda i powierzchnią centrującą. Dodatkowo zastosowanie sztywnych prowadnic umożliwia obróbkę otworów na wiertarce pionowej 2H135 oraz uzyskanie wymaganej dokładności wymiarowej i geometrycznej obrabianych powierzchni. Podczas wytaczania głowica jest instalowana w specjalnym uchwycie.

Najpierw wstępnie rozwiercane są gniazda zaworów, a następnie przy 100 obr./min wrzeciona maszyny posuw ręczny w jednym przejściu. Gniazda (Rys. 58 i 59) wciska się w tak przygotowane gniazda zaworów za pomocą trzpienia. W tym przypadku głowica cylindrów jest wstępnie podgrzewana do temperatury 80...90°C, a gniazda chłodzone w ciekłym azocie do -100 - ... 120°C. Głowice są podgrzewane w łaźni grzewczej OM-1600 i chłodzone za pomocą naczynia Dewara. Pierścienie muszą być wciśnięte w podcięcia głowicy do zniszczenia i bez zniekształceń (ryc. 60). Po sprasowaniu gniazda są doszczelniane równomiernie w czterech punktach na łuku o kącie 90°. Następnie głowica cylindrów jest montowana na stojaku OR-6685 do fazowania gniazd zaworów, wiercone są otwory w tulejach prowadzących i fazowania gniazd zaworów są pogłębiane. Otwory w tulejach rozwiercamy przy 50 obr/min i posuwie 0,57 mm/obr w jednym przejściu, pogłębianie wykonujemy przy 200 obr/min pogłębiacza, posuw 0,57 mm/obr w kilku przejściach.

W wyniku wielokrotnej obróbki płaszczyzny głowic cylindrów poprzez frezowanie lub szlifowanie dolna ścianka głowicy staje się cieńsza i mniej wytrzymała, dlatego dla tej grupy części renowacja gniazd zaworowych poprzez wciśnięcie gniazd nie jest wystarczająca niezawodny. W takim przypadku gniazda zaworów należy przywrócić za pomocą napawania gazowego. Jeśli głowica oprócz zużytych gniazd zaworów ma również pęknięcia, to najpierw trzeba przywrócić gniazda, a następnie zaspawać pęknięcia.

Podczas pracy na silniku, w wyniku obciążeń mechanicznych i termicznych, w dolnej płaszczyźnie głowicy cylindrów gromadzą się znaczne naprężenia wewnętrzne, których wartości i charakter rozkładu mogą być bardzo różne. Skumulowane naprężenia prowadzą do wypaczenia głowic, aw niektórych przypadkach do pojawienia się pęknięć. Jeśli stosowane jest spawanie łukiem zimnym, to powstające naprężenia spawalnicze, sumujące się w poszczególnych obszarach z resztkami, a także montażowymi (gdy głowica jest dokręcona) i pracownikami, spowodują pojawienie się nowych pęknięć. Dlatego do napawania gniazd konieczne jest zastosowanie metody, która zmniejszy naprężenia szczątkowe i nie doprowadzi do powstania nowych. Ta metoda to spawanie na gorąco, które zapewnia wysoką jakość spoin przy minimalnym naprężeniu części.

Podczas spawania na gorąco głowica jest podgrzewana do temperatury 600 ... 650 ° C i zgrzewana w temperaturze części nie niższej niż 500 ° C. Dolna granica ogrzewania jest ustalana na podstawie właściwości żeliwa, którego plastyczność gwałtownie spada poniżej tej temperatury, co prowadzi do pojawienia się naprężeń spawalniczych. Przed nagrzaniem gniazda zaworów głowic są dokładnie czyszczone.

Do ogrzewania głowicy stosuje się piec komorowy z ogrzewaniem elektrycznym lub innym. Wskazane jest zastosowanie elektrycznego pieca komorowego H-60, w którym jednocześnie można nagrzewać do pięciu głowic.

Duże znaczenie ma szybkość nagrzewania i chłodzenia części. Szybkie nagrzewanie głowicy cylindrów może powodować dodatkowe naprężenia.

Po zakończeniu nagrzewania ruchomy stół spawalniczy zostaje przesunięty do otworu pieca i umieszczona na nim głowica.

Spawanie wykonuje się palnikiem acetylenowo-tlenowym GS-53 lub GS-ZA („Moskwa”), stosując końcówki nr 4 lub 5, w zależności od wielkości pęknięcia. Aby zapewnić wysoką jakość spoiny należy stosować dobrze uformowany, ostro zarysowany płomień palnika, przy czym ustnik palnika spawalniczego musi być w dobrym stanie technicznym. Podczas spawania pęknięć i napawania gniazd zaworów stosuje się część redukcyjną płomienia, która zabezpiecza metal przed utlenianiem dzięki zawartości wodoru, dwutlenku węgla i tlenku węgla w płomieniu. Rdzeń płomienia w procesie napawania powinien znajdować się w odległości 2...3 mm od powierzchni części. Spawanie odbywa się przy równomiernym ciągłym ogrzewaniu jeziorka spawalniczego.

Jako pręt wypełniający stosuje się pręty żeliwne marki A (skład w%): 3 ... 3,6C; 3...2,5 Si; 0,5...0,8 MP; Р 0,5...0,8; S0.08; 0,05 kr; 0,3 Ni. Średnica pręta - 8...12mm (dobierz w zależności od szerokości rowka pęknięcia). Powierzchnię prętów należy dokładnie oczyścić i odtłuścić. Jako topnik stosuje się drobno zmielony kalcynowany boraks lub jego 50% mieszaninę z suszoną sodą kalcynowaną.

Dobre wyniki uzyskuje się również stosując topniki FSC-1, ANP-1 i ANP-2.

Po zakończeniu spawania głowica cylindra jest ponownie umieszczana w piecu, aby zmniejszyć naprężenia spawalnicze. Głowicę nagrzewa się do 680°C, a następnie chłodzi, najpierw powoli (piekarnikiem) do 400°C, a następnie w suchym piasku lub termosie zgodnie z harmonogramem. Całkowicie schłodzone głowice są oczyszczane z żużla i zgorzeliny i wysyłane do obróbki skrawaniem. Najpierw płaszczyzna łączenia jest frezowana na frezarce poziomej typu 6H82 z frezem cylindrycznym 180X X125 mm lub na frezarce pionowej 6M12P z frezami na płytki VK6 lub VK8.

Po obróbce płaszczyzny kontrolowana jest jakość spawania. Spawane miejsca muszą być czyste, bez skorup i wtrąceń żużla. Fazowanie gniazd zaworów odbywa się za pomocą pogłębiacza podobnego do fazowania gniazd opisanych powyżej.

Docieranie zaworów. Przed demontażem głowic cylindrów należy je oczyścić z osadów oleju i nagaru oraz zaznaczyć numery seryjne zaworów na końcach płyt w celu zamontowania ich na swoich miejscach podczas montażu.

W celu osuszenia zaworów należy zamontować głowicę cylindrów bez dysz, wahaczy, osi wahaczy i kołków mocujących oś wahacza z powierzchnią współpracującą na płycie tak, aby zapewnić ogranicznik dla zaworów. Suszenie odbywa się za pomocą urządzenia pokazanego na rys. 84. W tym celu wkręcić śrubę oporową 1 urządzenia w otwór na kołek mocujący oś wahacza, założyć płytkę dociskową 2 urządzenia na płytkę sprężyny odpowiedniego zaworu i naciskając uchwyt 3 dźwignię urządzenia, naciśnij sprężyny zaworu, usuń krakersy i zdejmij wszystkie części zespołu zaworu. W ten sam sposób kolejno poluzuj wszystkie pozostałe zawory i zdejmij sprężyny zaworów oraz powiązane części.

Obróć głowicę cylindrów i wyjmij zawory z tulei prowadzących. Dokładnie oczyść zawory i gniazda z brudu, osadów węglowych i olejowych, umyj naftą lub specjalnym roztworem detergentu, wysusz i sprawdź, aby określić stopień naprawy. Przywrócenie szczelności zaworu poprzez docieranie jest możliwe tylko wtedy, gdy na powierzchni roboczej występuje niewielkie zużycie i małe skorupy oraz tylko wtedy, gdy płyta i trzpień nie są wypaczone i nie ma miejscowych przepaleń na powierzchniach zaworu i gniazda .

W przypadku występowania takich wad docieranie należy poprzedzić szlifowaniem gniazd i zaworów lub wymianą wadliwych części na nowe.

Do docierania zaworów należy używać specjalnej pasty do docierania przygotowanej przez dokładne wymieszanie trzech części (objętościowych) mikroproszku zielonego węglika krzemu z dwiema częściami oleju silnikowego i jedną częścią oleju napędowego. Mieszankę do docierania dokładnie wymieszać przed użyciem, ponieważ przy braku mieszania mechanicznego mikroproszek może wytrącić się.

Zamontować głowicę cylindrów na płycie lub specjalnym narzędziu, tak aby powierzchnia styku była skierowana do góry. Nałożyć cienką, równą warstwę pasty docierającej na powierzchnię czołową zaworu, nasmarować trzpień zaworu czystym olejem silnikowym i zamontować go w głowicy cylindrów. Dopuszcza się nakładanie pasty na skos siodełka. Szlifowanie odbywa się poprzez posuwisto-zwrotne ruchy obrotowe zaworów za pomocą specjalnego narzędzia lub wiertarki z przyssawką. Naciskając zawór z siłą 20 ... 30 N (2 ... 3 kgf), obróć go o 1/3 obrotu w jednym kierunku, a następnie, poluzowując siłę, o 1/4 obrotu w przeciwnym kierunku. Nie trzeć okrężnymi ruchami.

Okresowo podnosząc zawór i dodając pastę do fazy, kontynuuj docieranie, jak wskazano powyżej, aż na fazach zaworu i gniazda pojawi się ciągły matowy pasek o szerokości co najmniej 1,5 mm. Pęknięcia matowego paska i obecność na nim poprzecznych zadrapań są niedozwolone. Przy prawidłowym docieraniu matowy pasek na powierzchni gniazda zaworu powinien zaczynać się od większej podstawy.

Po zeszlifowaniu dokładnie umyj zawory i głowicę cylindrów naftą lub specjalnym środkiem czyszczącym i wysusz.

Uwaga! Obecność nawet niewielkich pozostałości pasty docierającej na zaworze lub głowicy cylindrów może prowadzić do otarć i przyspieszonego zużycia tulei cylindrowych i pierścieni tłokowych.

Zamontować zawory, sprężyny i ich elementy montażowe na głowicy cylindrów i wysuszyć zawory za pomocą narzędzia (patrz rys. 84).

Sprawdź jakość szlifowania interfejsu gniazda zaworu pod kątem wycieków, wlewając naftę lub olej napędowy, wlewając go naprzemiennie do kanałów wlotowych i wylotowych. Dobrze docierane zawory nie powinny przepuszczać nafty lub oleju napędowego przez jedną minutę.

Dopuszczalne jest sprawdzenie jakości docierania ołówkiem. Aby to zrobić, nałóż 10-15 kresek w regularnych odstępach miękkim grafitowym ołówkiem na skos czystego doszlifowanego zaworu, następnie ostrożnie włóż zawór do gniazda i mocno dociskając do gniazda, obróć go o 1/4 obrotu . Przy dobrej jakości docierania wszystkie kreski na skosie roboczym zaworu powinny zostać usunięte. Jeżeli wyniki kontroli jakości docierania są niezadowalające, należy ją kontynuować.

Jest instalowany w otworach głowicy cylindrów, przeznaczony do instalowania zaworów i destylacji przez nie mieszanki paliwowo-powietrznej i spalin. Część jest wciskana w głowicę cylindrów w fabryce.

Wykonuje następujące funkcje:

• szczelność otworu;
• przenosi nadmiar ciepła do głowicy cylindrów;
• zapewnia niezbędny przepływ powietrza, gdy mechanizm jest otwarty.

Wymiana gniazda zaworu jest konieczna w przypadku braku możliwości przywrócenia szczelności poprzez obróbkę mechaniczną (liczne obróbki w przeszłości, przepalenie, duże zużycie). Możesz zrobić to samemu.

Części są naprawiane, gdy:

• wypalenie płyty;
• po wymianie tulei prowadzących;
• o umiarkowanym stopniu naturalnego zużycia;
• w przypadku naruszenia szczelności połączenia pierścienia z płytką.

Edycja zużytych i zniszczonych siodełek w domu odbywa się za pomocą frezów. Ponadto może być wymagana spawarka lub mocny palnik gazowy, standardowy zestaw kluczy potrzebnych do demontażu i demontażu głowicy cylindrów, pasta do docierania i wiertło.

Wymiana siedzenia

Procedura wymiany składa się z dwóch krytycznych procedur: usunięcia starych części i instalacji nowych.

Demontaż starych donic

Gniazda zaworów są wymieniane na zdemontowanej głowicy cylindrów ze zdemontowanym mechanizmem dystrybucji gazu. Możesz usunąć stary pierścień za pomocą spawarki, jeśli pozwala na to materiał, z którego jest wykonany.

Do wykonania zabiegu wykonuje się ściągacz do gniazd zaworów – pobiera się stary niepotrzebny zawór, którego płytkę należy obrobić na wymiar średnicy wewnętrznej gniazda.

Następnie powstałe narzędzie jest zatapiane w gnieździe, nie osiągając krawędzi 2-3 mm i „spinane” przez spawanie w 2-3 miejscach. Po wybiciu zaworu wraz z metalowym pierścieniem od tyłu młotkiem.

Ważny! Procedura z użyciem spawania może spowodować pewne odkształcenie siedziska. W takim przypadku standardowe siodełka będą miały słabe mocowanie, co może prowadzić do ich samoistnego demontażu podczas pracy silnika. Wymaga pierścieni o zwiększonej średnicy, które nie są sprzedawane w sklepach, ale są wykonywane na zamówienie.

Gniazdo zaworu wykonane z niespawalnych metali można zdjąć, wkręcając w nie kawałek rury, który posłuży jako ściągacz gniazda zaworu. Aby to zrobić, nić jest cięta na wewnętrznej powierzchni pierścienia. Podobny gwint nakłada się na zewnętrzną powierzchnię metalowej rury o odpowiedniej średnicy.

Bierze się stary zawór, który jest wstępnie przyspawany do końca rury w odwrotnej pozycji. W takim przypadku trzpień zaworu wkłada się do przeznaczonego do tego otworu, rurę wkręca się w gwint, po czym element usuwa się, stukając w trzpień.

Montaż nowych siodełek

Przed rozpoczęciem procedury instalacji nowych siodełek siedzenia dla nich są oczyszczane z brudu. Po głowicy cylindrów należy ją równomiernie podgrzać do temperatury przekraczającej 100°C. W takim przypadku metal rozszerza się, umożliwiając wciśnięcie pierścienia.

Montowana część jest chłodzona ciekłym azotem. W przypadku jego braku można zastosować połączenie lodu i acetonu, co pozwala obniżyć temperaturę metalu do -70°C. Wymiary części dobiera się w taki sposób, aby różnica między średnicą gniazda a pierścieniem nie przekraczała 0,05-0,09 mm na zimnych częściach.

Gniazdo zaworu wciska się za pomocą specjalnego trzpienia lub kawałka rury o odpowiedniej średnicy. Część powinna pasować do siedzenia przy niewielkim wysiłku. W takim przypadku ważne jest, aby pierścień stał bez przekrzywienia.

Po dociśnięciu i schłodzeniu głowicy należy sprawdzić czy element wisi na gnieździe. Jeśli nie ma szczeliny, a wymieniony element jest mocno osadzony, procedurę wymiany można uznać za zakończoną. Następnie wymagane jest docięcie gniazd zaworowych za pomocą nożyc.

Ważny! Przy standardowej procedurze wymiany płytek wszystkich zaworów są one sadzone dość wysoko. Jednak niektórzy eksperci zalecają obróbkę faz w taki sposób, aby zawory wydechowe znajdowały się nieco głębiej niż normalne położenie. Gniazdo zaworu wlotowego pozostaje w pierwotnym położeniu.

Naprawa siodła

Naprawa gniazd zaworowych odbywa się przy ich naturalnym zużyciu i luźnym pasowaniu płytki do gniazda.

W celu przywrócenia geometrii pierścieni stosuje się frezy do gniazd zaworów - komplet głowic frezujących, które umożliwiają wykonanie niezbędnych kątów.

Rolki mogą być używane w połączeniu ze specjalnym wyposażeniem. Jest to jednak kosztowne. Dlatego w domu stosuje się klucz grzechotkowy z przedłużaczem. Poprawnie obrobione miejsca mają kąty 30˚, 60˚ i 45˚. Obróbka gniazd zaworów w celu utworzenia każdego z nich odbywa się za pomocą odpowiedniego frezu.

Szlifowanie gniazd zaworów nie wymaga ogrzewania ani innej obróbki. Rowek jest „suchy”. W przyszłości podczas docierania konieczne będzie użycie specjalnej pasty docierającej. Aby uzyskać najlepsze wyniki, zaleca się docieranie nowych gniazd ręcznie, a nie za pomocą wiertarki.

Innym rodzajem naprawy jest rowek gniazd pod wkładki naprawcze. Aby to zrobić, zgodnie z algorytmem opisanym powyżej, siodełka są usuwane, po czym za pomocą specjalnego narzędzia skrawającego obrabiane są miejsca pod nimi. Rozmiar miejsca naprawy powinien być o 0,01-0,02 cm mniejszy niż wkładka. Montaż odbywa się po podgrzaniu głowicy cylindrów i schłodzeniu zamontowanych elementów.

Możesz spróbować porządnie się nudzić na własne ryzyko i ryzyko. Jednak biorąc pod uwagę złożoność procedury i wymaganą wysoką dokładność pracy, takie manipulacje najlepiej wykonywać w wykwalifikowanym warsztacie samochodowym lub warsztacie samochodowym.

Wynalazek może znaleźć zastosowanie w renowacji lub produkcji zaworów do silników spalinowych (ICE). Po oczyszczeniu powierzchni pod siodełkiem i wykryciu wad przeprowadzana jest obróbka skrawaniem. Gniazdo wykonane jest przez spawanie łukowe powierzchni zaworu pod gniazdem. Podwarstwę niklu napawa się łukiem zwarciowym prądem o bezpośredniej polaryzacji w środowisku gazu spawalniczego z kuciem osadzonego ściegu z prędkością nie pozwalającą na wystygnięcie metalu. Przeprowadzić obróbkę mechaniczną powierzchni naniesionej niklem. Warstwa robocza żaroodpornej stali austenitycznej jest spawana elektrodą topliwą z prądem o odwrotnej polaryzacji z kuciem każdego ściegu z prędkością, która nie pozwala na ochłodzenie metalu. Przeprowadzana jest ostateczna obróbka powierzchni roboczej siodełka. Metoda umożliwia całkowite wyeliminowanie możliwości wypadania gniazd z głowic cylindrów podczas pracy silnika spalinowego, zwiększenie wytrzymałości na zmęczenie cieplne głowic cylindrów, zwiększenie wytrzymałości i odporności na zużycie zgrzewanych gniazd zaworów. 4 chory.

Rysunki do patentu RF 2448825

TREŚĆ: wynalazek dotyczy silników spalinowych (ICE), a mianowicie gniazd zaworowych głowic cylindrów ICE.

Nowoczesne transportowe silniki spalinowe charakteryzują się dużą litrową mocą. Przyrost mocy w litrach uzyskuje się głównie poprzez zwiększenie średniego ciśnienia efektywnego poprzez zwiększenie cyklicznego podawania paliwa. To nieuchronnie zwiększa obciążenie termiczne części tworzących komorę spalania, zwłaszcza tłoków, głowic cylindrów i zaworów, i to ich wydajność ogranicza dalszy wzrost mocy.

Głowica cylindrów to najbardziej złożona konstrukcja i najbardziej obciążona termicznie część silnika. Złożoność konstrukcji prowadzi do dużej nierównomierności obciążeń termicznych poszczególnych jej elementów. Niekorzystne są też warunki pracy, bo głowica cylindrów nie ma możliwości swobodnej rozszerzalności cieplnej.

Najczęstszymi wadami eksploatacyjnymi głowic cylindrów są uszkodzenia gniazd zaworowych: pęknięcia na powierzchni wewnętrznej, katastrofalne zużycie powierzchni roboczej, zniszczenia i ubytki.

W nowoczesnych silnikach krajowych i zagranicznych gniazda zaworowe są wtykowe [str.249-250. Orlin, A.S. Projektowanie i obliczenia wytrzymałościowe silników tłokowych i kombinowanych. / A.S. Orlin, M.G. Kruglov, D.N. Vyrubov i inni - M.: Mashinostroenie, 1984. - 384 s.]. Siedzenia są albo wciskane w gniazda głowic cylindrów ze względnym pasowaniem ciasnym, albo wkładane po schłodzeniu. Najbardziej rozpowszechniona jest metoda wciskania gniazd zaworowych z pasowaniem ciasnym w głowicę cylindrów. W tym przypadku należy zwrócić uwagę na jedną istotną wadę - możliwość wypadnięcia siedziska z gniazda głowicy.

Jeżeli gniazdo zaworu wypadnie i zostanie wymienione podczas naprawy, należy zamontować gniazda o większej średnicy, aby zapewnić wymagany wcisk, w tym celu należy wywiercić średnice kanałów wlotowych i wylotowych głowicy cylindrów, aby większą średnicę, co doprowadzi do zmniejszenia rozmiaru zworki interwałowej, która jest najbardziej obciążonym obszarem cylindrów głowicy.

Należy również zauważyć, że tłoczenie pod wpływem znacznych naprężeń wiąże się z wykonaniem masywnego siedziska.

W okrętowych, lokomotywach i stacjonarnych silnikach wysokoprężnych o dużych wymiarach stosuje się żeliwne głowice cylindrów, w których otwory zaworów nie są wyposażone w gniazda wtykowe [Voznitsky, I.V. Okrętowe silniki spalinowe. / IV Voznitsky, NG Chernyavskaya, EG Mikheev. - M .: Transport, 1979. - 413 s.], [Rzhepetsky, K.L. Okrętowe silniki spalinowe. / KL Rzhepetsky, EA Sudareva. - L.: Przemysł stoczniowy, 1984. - 168 s.]. Dlatego po osiągnięciu granicy zużycia otworów należy albo wysłać głowicę na złom, albo wywiercić otwory i wcisnąć w nie siodełka. Obie te opcje nie są optymalne.

W pierwszym przypadku traci się jeszcze w pełni sprawną głowicę cylindrów i konieczny staje się zakup nowej, drogiej części.

W drugim przypadku wiercenie otworów w głowicy cylindrów do montażu siedzeń prowadzi do zmniejszenia jej przekrojów w najbardziej obciążonych termicznie i mechanicznie obszarach dna, a tym samym powoduje powstawanie pęknięć zmęczenia cieplnego wzdłuż żeber interwałowych i między otwory na zawory i dysze. Ponadto nie można wykluczyć możliwości wypadnięcia z wkładanych siedzeń podczas pracy silnika Diesla.

Zatem celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu uzyskiwania gniazd zaworowych dla żeliwnych głowic cylindrów silników spalinowych podczas ich wytwarzania lub renowacji przez spawanie łukowe. Zaproponowany sposób wykonania lub renowacji wyeliminuje powyższe wady występujące podczas wciskania gniazd zaworowych w głowicę oraz optymalnie rozwiąże problem renowacji głowicy. Dodatkowo przy zastosowaniu proponowanej metody całkowicie wykluczona jest możliwość wypadnięcia gniazda oraz zwiększona zostaje wytrzymałość cieplna głowicy cylindrów.

Zadanie to realizuje się przez to, że przy wytwarzaniu lub renowacji gniazd zaworowych żeliwnych głowic cylindrów silników spalinowych stosowana jest metoda napawania łukiem elektrycznym, która poprzez dobór inna stal do napawania. Ponadto głowica cylindrów stanie się łatwiejsza w utrzymaniu w przyszłości.

Sposób wytwarzania gniazd zaworowych żeliwnych głowic cylindrów silników spalinowych podczas ich wytwarzania lub renowacji, obejmujący czyszczenie powierzchni pod gniazdem, wykrywanie wad, jego obróbkę skrawaniem i wytwarzanie gniazda, polega na napawaniu tej powierzchni łukiem elektrycznym łukiem zwarciowym o bezpośredniej polaryzacji z napawaniem podwarstwy niklu, w gazowym środowisku spawalniczym, z kuciem ściegu spoiny z prędkością nie pozwalającą na wystygnięcie metalu, obróbką powierzchni napompowanej niklem, a następnie napawaniem warstwy roboczej żaroodporną stalą austenityczną prądem elektrody topliwej o odwrotnej polaryzacji z kuciem każdego ściegu spoiny z prędkością nie pozwalającą na wystygnięcie metalu oraz końcową obróbką powierzchni roboczej siodełka.

Na rysunkach 1, 2, 3, 4 przedstawiono schemat prac nad uzyskaniem gniazd zaworowych żeliwnych głowic cylindrów silnika spalinowego podczas ich wytwarzania lub renowacji.

Sposób uzyskiwania gniazd zaworowych żeliwnych głowic cylindrów silników spalinowych podczas ich wytwarzania lub renowacji polega na przygotowaniu głowicy 1 do napawania poprzez wyciśnięcie gniazd 2 (rysunek 1), oczyszczenie, wywiercenie powierzchni gniazd zaworowych 3 do napawania podwarstwy niklowej zgodnie z rysunkiem 2 i oczyszczenia powierzchni przylegających do gniazd zaworów metalową szczotką do uzyskania metalicznego połysku.

Zła spawalność technologiczna żeliwa szarego prowadzi do następującej wady: wybielenia, tj. pojawienie się obszarów z wydzielinami cementytu w takiej czy innej formie. Duża twardość miejsc schłodzonych praktycznie uniemożliwia obróbkę żeliwa narzędziem skrawającym. Napawanie podwarstwy niklu eliminuje powstawanie tych obszarów.

Napawanie podwarstwy odbywa się łukiem zwarciowym przy prądzie o bezpośredniej polaryzacji w środowisku gazu spawalniczego z kuciem każdego szwu ściegu z prędkością, która nie pozwala na schłodzenie metalu, przy lekkich uderzeniach metalowego młotka. Materiały eksploatacyjne - drut spawalniczy PANCH, który zawiera: Cu - 2,3-3%, Mn - 5-6%, Fe - do 2%, Ni - reszta. Zanieczyszczenia nie większe niż: Si - 0,3%, C - 0,3%, gaz spawalniczy (Ar 80%, CO 2 20%).

Po napawaniu nawiercić powierzchnie gniazd 4 gniazd zaworów zgodnie z Rys.3.

Następnie powierzchnię roboczą gniazda zaworu napawa się żaroodporną stalą austenityczną, elektrodą topliwą (wybór materiału napawania wynika z unikalnego połączenia właściwości: wysokiej plastyczności, wytrzymałości, odporności na korozję oraz zdolności do nitowania podczas działanie pod wpływem wstrząsów zaworów podczas siedzenia w gnieździe). Przed spawaniem należy wygrzewać elektrody w temperaturze 330-350°C przez godzinę. Napawanie warstwy roboczej odbywa się na prądzie o odwrotnej polaryzacji z kuciem każdego szwu ściegu z prędkością, która nie pozwala na ochłodzenie metalu. Następnie można wykonać obróbkę wykańczającą powierzchni gniazd 5 gniazd zaworów zgodnie z rys.4.

PRAWO

Sposób wytwarzania gniazda zaworowego do żeliwnych głowic cylindrów silników spalinowych podczas ich wytwarzania lub renowacji, obejmujący czyszczenie powierzchni pod gniazdem, wykrywanie wad, obróbkę skrawaniem i wytwarzanie gniazda, znamienny tym, że gniazdo jest wykonywane elektrycznie spawanie łukowe powierzchni zaworu pod gniazdem, natomiast spodnia warstwa niklu spawana jest krótkim prądem łuku o biegunowości stałej w środowisku gazu spawalniczego z kuciem osadzonego ściegu z prędkością nie pozwalającą na wystygnięcie metalu, obróbka skrawaniem powierzchni osadzonej niklem, następnie warstwa robocza żaroodpornej stali austenitycznej jest osadzana prądem elektrody topliwej o odwrotnej polaryzacji z kuciem każdego ściegu z prędkością nie pozwalającą na wystygnięcie metalu i przenoszenie końcową obróbkę powierzchni roboczej siodełka.

Wynalazek dotyczy metalurgii proszków, w szczególności stopów spiekanych na bazie żelaza. Może być stosowany do wykonywania wkładek gniazd zaworowych do silników spalinowych. Utwardzalny materiał proszkowy na wkładkę gniazda zaworu silnika spalinowego otrzymuje się z mieszaniny zawierającej 75-90% wag. proszku utwardzalnego na bazie żelaza wstępnie stopowanego z 2-5% wag. niklu, stali narzędziowej proszek i stały smar. Jednocześnie miedź jest wprowadzana do niej przez impregnację podczas spiekania. EFEKT: zwiększona odporność na zużycie termiczne, lepsza skrawalność. 4 przyp. i 24 zp. f-ly, 2 tab.

Stan techniki

[0001] Niniejszy wynalazek ogólnie dotyczy spiekanych kompozycji stopowych na bazie żelaza stosowanych do wytwarzania wkładek zaworowych do silników spalinowych. Wkładki gniazd zaworów (VSI) działają w ekstremalnie korozyjnych środowiskach. Stopy stosowane do produkcji wkładek gniazd zaworów wymagają odporności na ścieranie i/lub adhezję powodowaną przez powierzchnię współpracujących części gniazd zaworów, odporności na mięknięcie i pękanie pod wpływem wysokich temperatur pracy oraz odporności na degradację korozyjną powodowaną przez produkty spalania.

Wkładki gniazd zaworów są obrabiane po włożeniu do głowicy cylindrów. Koszt obróbki wkładek gniazd zaworów stanowi główną część wszystkich kosztów obróbki głowic cylindrów. Stanowi to duże wyzwanie przy opracowywaniu stopów wkładek gniazd zaworów, ponieważ twarde fazy materiału, które czynią stop odpornym na zużycie, powodują również znaczne zużycie narzędzi skrawających podczas obróbki.

Stopy spiekane zastąpiły stopy odlewane we wkładkach gniazd zaworów w większości silników samochodów osobowych. Metalurgia proszków (prasowanie i spiekanie) jest bardzo atrakcyjną metodą wytwarzania VSI ze względu na elastyczność tej metody w składzie stopów, co pozwala na współistnienie bardzo odmiennych faz, takich jak węgliki, fazy miękkiego ferrytu lub perlitu, twardy martenzyt, faza bogata w Cu itp. .d., a także możliwość uzyskania produktu zbliżonego do pożądanego kształtu, co zmniejsza koszty obróbki skrawaniem.

Stopy spiekane na wkładki gniazd zaworów powstały w wyniku zapotrzebowania na większą gęstość mocy w silnikach spalinowych, co wiąże się z większymi obciążeniami termicznymi i mechanicznymi, paliwami alternatywnymi w celu zmniejszenia emisji i wydłużenia żywotności silnika. Takie spiekane stopy występują głównie w czterech typach:

1) 100% stal narzędziowa,

2) osnowie z czystego żelaza lub żelaza niskostopowego z dodatkiem cząstek fazy stałej poprawiających odporność na zużycie,

3) stali wysokowęglowej o wysokiej zawartości chromu (>10% mas.), oraz

4) stopy na bazie Co i Ni.

Materiały te spełniają większość wymagań dotyczących trwałości (odporności). Jednak wszystkie są trudne w obróbce, pomimo zastosowania dużej ilości dodatków ułatwiających obróbkę.

Typy 1, 2 i 3 to materiały o wysokiej zawartości węglika. Zawory wydechowe z patentem US.

Zwiększenie ilości i wielkości cząstek węglików w stopie, przy jednoczesnej poprawie trwałości (twardości), jest niekorzystne dla obróbki (ściśliwości i wytrzymałości surowego piasku) oraz skrawalności gotowych wkładek gniazd zaworów. Ponadto wytrzymałość spiekanego produktu jest znacznie zmniejszona, gdy obecne są cząstki węglika lub duże cząstki twarde.

W patencie USA nr 6 139 598 opisano materiał na wkładkę gniazda zaworu o dobrej kombinacji ściśliwości, odporności na zużycie w wysokich temperaturach i skrawalności. Mieszanina stosowana do uzyskania takiego materiału jest złożoną mieszaniną proszku stalowego zawierającego Cr i Ni (>20% Cr i<10% Ni), порошка Ni, Cu, порошка ферросплава, порошка инструментальной стали и порошка твердой смазки. Несмотря на то что такой материал может обеспечить значительное улучшение прессуемости и износостойкости, большое количество легирующих элементов определяет высокую стоимость материала (Ni, инструментальная сталь, обогащеннный Cr стальной порошок, ферросплавы).

W patencie USA nr 6 082 317 opisano materiał wkładki gniazda zaworu, w którym cząstki stałe na bazie kobaltu są rozproszone w osnowie stopu na bazie żelaza. W porównaniu z tradycyjnymi ciałami stałymi (węgliki), ciała stałe na bazie kobaltu są uważane za mniej ścierne, co skutkuje mniejszym zużyciem współpracujących zaworów. Mówi się, że taki materiał jest odpowiedni do zastosowań, w których wymagany jest bezpośredni kontakt między metalowymi powierzchniami zaworu i gniazda zaworu, na przykład w silnikach spalinowych. Chociaż stopy kobaltu wykazują dobrą równowagę właściwości, cena Co sprawia, że ​​stopy te są niezwykle drogie w zastosowaniach motoryzacyjnych.

DOKŁADNY OPIS WYNALAZKU

Niniejszy wynalazek ma na celu przezwyciężenie wspomnianych powyżej wad przez dostarczenie sprasowanego i spiekanego stopu o doskonałej skrawalności oraz odporności na wysoką temperaturę i zużycie.

Niniejszy wynalazek rozwiązuje problem obróbki skrawaniem przez dostarczenie unikalnej kombinacji wysokowytrzymałej, niskowęglowej osnowy martenzytycznej, drobno rozdrobnionych węglików, środków wspomagających obróbkę i „sieci” bogatej w Cu fazy wypełniającej pory. Ilość twardych cząstek rozproszonych w twardej osnowie martenzytycznej jest stosunkowo niewielka, co obniża koszt stopu.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem spiekany stop utwardzalny ma osnowę zawierającą: 2-5% wagowych Cr; 0-3% wagowych Mo; 0-2% wag. Ni, reszta to Fe, które jest korzystnie całkowicie wstępnie stopione z tymi pierwiastkami. W celu polepszenia odporności na ścieranie i temperaturę dodaje się 5-25% wag. stali narzędziowej i co najmniej jeden środek wspomagający obróbkę wybraną z grupy MnS, CaF2 lub MoS2 w ilości 1-5% wag. W celu znacznej poprawy przewodności cieplnej pory wypełnione są stopem Cu w ilości 10-25% wag., dodawanym poprzez impregnację wypraski podczas spiekania. Impregnacja miedzią poprawia również skrawalność stopu.

Dla lepszego zrozumienia niniejszego wynalazku główne właściwości przedstawiono poniżej w porównaniu z właściwościami typowego materiału wkładki gniazda zaworu ze stanu techniki. Skład mieszanki proszkowej (skład) dla przykładowych materiałów przedstawiono w tabeli 1, a właściwości przedstawiono w tabeli 2.

W Tabeli 1 Fe jest podstawowym proszkiem stosowanym w mieszaninie, który jest albo czystym proszkiem żelaza, albo proszkiem stali stopowej. Drugim składnikiem mieszanki był proszek stali narzędziowej, który został wprowadzony do mieszaniny jako proszek stali narzędziowej typu M2 lub M3/2. Cu dodaje się poprzez impregnację wypraski podczas procesu spiekania; grafit i stały środek poślizgowy dodaje się do mieszanki w postaci sproszkowanych pierwiastków.

Wszystkie proszki są mieszane z odparowującym środkiem poślizgowym, prasowane do 6,8 g/cm3 i spiekane w temperaturze 1120°C (2050°F). Obróbkę cieplną przeprowadza się po spiekaniu przez odpuszczanie w powietrzu lub w atmosferze azotu w temperaturze 550°C.

Po obróbce określono właściwości krytyczne na typowych próbkach każdego stopu. Podatność na obróbkę skrawaniem została określona poprzez wykonanie nacięć czołowych oraz skrawania wgłębnego dla 2000 wkładek gniazd zaworowych wykonanych z przykładowych materiałów. Zużycie narzędzia mierzono po każdych pięćdziesięciu przejściach. Wykreślono wykres zużycia w zależności od liczby karbów i przeprowadzono analizę regresji liniowej. Nachylenie linii regresji wskazuje szybkość zużycia i zostało użyte jako miara skrawalności. Ponadto na końcu każdego testu skrawalności mierzono głębokość karbu w gnieździe wtykowym wzdłuż bocznych krawędzi karbu. Głębokość karbów posłużyła również jako wskaźnik skrawalności badanych materiałów.

Pomiar odporności na zużycie w wysokich temperaturach przeprowadzono w urządzeniu do badania zużycia w warunkach poślizgu wysokotemperaturowego. Polerowane prostokątne pręty wykonane z badanych materiałów były unieruchomione i zapewniały ślizg kulki z tlenku glinu w obu kierunkach po wypolerowanej płaskiej powierzchni próbek. Badane próbki utrzymywano podczas badania w temperaturze 450°C. Głębokość rys była wskaźnikiem odporności próbki na zużycie w tych warunkach.

Twardość wysokotemperaturową mierzono w różnych temperaturach próbek, rejestrując co najmniej pięć odczytów w tej samej temperaturze i uśredniając wyniki.

Wartości przewodności cieplnej obliczono mnożąc zmierzone wartości ciepła właściwego, dyfuzyjności cieplnej i gęstości w danej temperaturze.

Tabela 2 przedstawia wszystkie właściwości nowego materiału w porównaniu z istniejącymi materiałami wkładek gniazd zaworów, które zawierają pięciokrotnie więcej stali narzędziowej. Materiał według niniejszego wynalazku („nowy stop”) jest 2,5 do 3,7 razy lepiej obrabiany niż przykładowe materiały mające taką samą odporność na zużycie w wysokiej temperaturze i porównywalną twardość w wysokiej temperaturze.

Tabela 2: Właściwości przykładowych materiałów
Nieruchomość		Nowy stop	Materiał gniazda zaworu A	Materiał gniazda zaworu
Ściśliwość (gęstość przed spiekaniem pod ciśnieniem 50 ton / cal kwadratowy (tsi), g / cm 3		6,89	6,79	6,86
Skrawalność	Średnia szybkość zużycia (µm/karb)	8.31E-5	7.00E-4	4.19E-3
	Średnia głębokość karbu zużycia (µm)	38	95	142
Odporność na zużycie (średnia ilość karbów zużycia po teście zużycia w wysokiej temperaturze), mm 3		6,29	2,71	6,51
Przewodność cieplna	Wm-1 K-1 w temperaturze pokojowej	42	46	32
	W m -1 K -1 przy 300°С	41	46	27
	W m -1 K -1 przy 500°С	41	44	23
Twardość w wysokiej temperaturze	HR30N w tomografii komputerowej	55	66	49
	HR30N w temperaturze 300°C	50	62	47
	HR30N w temperaturze 500°C	39	58	41

Biorąc pod uwagę, że maksymalna oczekiwana temperatura pracy wkładek gniazd zaworów wynosi około 350°C, wyniki przedstawione w tabeli 2 wyraźnie pokazują, że nowy materiał będzie działał lepiej niż materiał B gniazd zaworów i prawie tak samo dobrze jak materiał A gniazd zaworów, wykazując jednocześnie znacznie lepsza skrawalność niż materiał A. Połączenie właściwości skrawalnych, kosztu, przewodności cieplnej i odporności na zużycie sprawia, że ​​materiał ten jest idealnym zamiennikiem drogich materiałów silnikowych, takich jak wkładki gniazd zaworów.

Jest oczywiste, że możliwe są różne modyfikacje i odmiany niniejszego wynalazku, biorąc pod uwagę powyższe wskazania. Dlatego należy rozumieć, że w zakresie załączonych zastrzeżeń, niniejszy wynalazek może być realizowany inaczej niż konkretnie opisano. Wynalazek jest zdefiniowany przez zastrzeżenia.

PRAWO

1. Utwardzalny spiekowo materiał proszkowy na wkładkę gniazda zaworu silnika spalinowego, otrzymany z mieszaniny zawierającej proszek na bazie żelaza, proszek stali narzędziowej, stały środek smarny i miedź, znamienny tym, że jest otrzymany z mieszaniny zawierającej 75-90% wag. utwardzalny podczas spiekania proszek na bazie żelaza, wstępnie stopowanych 2-5% wagowych chromu, do 3% wagowych molibdenu i do 2% wagowych niklu oraz miedzi wprowadzanych przez impregnację podczas spiekania.

2. Materiał według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że mieszanina zawiera od 5 do 25% wag. proszku stali narzędziowej.

3. Materiał według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że stal narzędziowa jest wybrana z grupy obejmującej stal narzędziową M2 i M3/2.

4. Materiał według zastrzeżenia 3, znamienny tym, że stalą narzędziową jest stal M2.

5. Materiał według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że miedź wprowadza się do niego w ilości 10-25% wag. masy mieszanki.

6. Materiał według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że zawiera 89% wagowych proszku na bazie żelaza.

7. Materiał według zastrzeżenia 2, znamienny tym, że zawiera 8% wag. sproszkowanej stali narzędziowej M2.

8. Materiał według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że zawiera 3% wag. stałego smaru.

9. Materiał według zastrzeżenia 5, znamienny tym, że miedź wprowadza się do niego w ilości 20% wag. masy mieszanki.

10. Materiał według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że otrzymuje się go z mieszaniny zawierającej w % wag.:

a miedź wprowadza się w ilości 20% wagowych mieszaniny.

11. Spiekany materiał proszkowy na wkładkę gniazda zaworowego silnika spalinowego o ulepszonej skrawalności, odporności na zużycie i wysokiej przewodności cieplnej, otrzymany z mieszaniny zawierającej proszek na bazie żelaza ze stopami chromu, proszek ze stali narzędziowej, smar stały i miedź, znamienny tym, że otrzymywany jest z mieszaniny zawierającej spiekany proszek na bazie żelaza wstępnie stopowany z 2-5% wag. chromu, do 3% wag. molibdenu i do 2% wag. .

12. Spiekany materiał według zastrzeżenia 11, znamienny tym, że po spiekaniu w piecu bez przyspieszonego chłodzenia ma mikrostrukturę martenzytyczną.

13. Spiekany korpus według zastrzeżenia 11, znamienny tym, że zawiera 5-25% wag. proszku stali narzędziowej.

14. Spiekany materiał według zastrz. 11, znamienny tym, że miedź wprowadza się do niego w ilości 10-25% wag. masy mieszanki.

15. Spiekana wkładka gniazda zaworowego do silnika spalinowego o polepszonej skrawalności, odporności na zużycie i wysokiej przewodności cieplnej, posiadająca osnowę otrzymaną przez spiekanie mieszaniny zawierającej proszek chromu na bazie żelaza, proszek stali narzędziowej, smar stały i zawierająca miedź, charakteryzująca się tym, że matryca jest otrzymywana przez spiekanie mieszaniny zawierającej utwardzalny spiekany proszek na bazie żelaza wstępnie zmieszany lub stopiony z 2-5% wag. chromu, do 3% wag. molibdenu i do 2% wag. nikiel i miedź wprowadzone przez impregnację podczas spiekania.

16. Spiekana wkładka gniazda zaworu według zastrzeżenia 15, znamienna tym, że po spiekaniu bez przyspieszonego chłodzenia ma mikrostrukturę w pełni martenzytyczną.

17. Spiekana wkładka gniazda zaworu według zastrzeżenia 15, znamienna tym, że zawiera osnowę otrzymaną z mieszaniny zawierającej 5-25% wag. proszku stali narzędziowej.

18. Spiekana wkładka gniazda zaworu według zastrzeżenia 17, znamienna tym, że mieszanka zawiera proszek stali narzędziowej M2 jako proszek stali narzędziowej.

19. Spiekana wkładka gniazda zaworu według zastrzeżenia 17, znamienna tym, że zawiera osnowę otrzymaną z mieszaniny zawierającej 8% wag. proszku stali narzędziowej.

20. Spiekana wkładka gniazda zaworu według zastrzeżenia 17, znamienna tym, że zawiera matrycę otrzymaną z mieszaniny zawierającej 1-5% wag. smaru stałego, reprezentującego co najmniej jedną substancję wybraną z grupy MnS, CaF2, MoS2.

21. Spiekana wkładka gniazda zaworu według zastrz. 20, znamienna tym, że matryca jest otrzymywana z mieszaniny zawierającej 3% wag. smaru stałego.

22. Gniazdo zaworu z wkładką spiekaną według zastrz. 15, znamienne tym, że matryca jest impregnowana miedzią w ilości 10-25% wag. masy mieszanki.

23. Gniazdo zaworu ze spiekanej wkładki według zastrz. 22, znamienne tym, że matryca jest impregnowana miedzią w ilości 20% wagowych mieszaniny.

24. Sposób wytwarzania wkładki gniazda zaworowego do silników spalinowych o podwyższonej skrawalności, odporności na zużycie i wysokiej przewodności cieplnej, obejmujący przygotowanie mieszaniny zawierającej spiekany i chromostopowy proszek na bazie żelaza, proszek ze stali narzędziowej i smar stały , prasowanie, spiekanie i impregnacja miedzią, znamienne tym, że do przygotowania mieszanki stosuje się utwardzany podczas spiekania proszek na bazie żelaza, wstępnie stopowany z 2-5% wag. chromu, do 3% wag. molibdenu i więcej do 2% wag. niklu, a impregnację miedzią przeprowadza się jednocześnie ze spiekaniem.

25. Sposób według zastrzeżenia 24, znamienny tym, że po spiekaniu przedmiot obrabiany chłodzi się bez hartowania, uzyskując w ten sposób strukturę całkowicie martenzytyczną.

26. Sposób według zastrzeżenia 24, znamienny tym, że przygotowuje się mieszaninę zawierającą 5-25% wag. proszku stali narzędziowej.

27. Sposób według zastrzeżenia 24, znamienny tym, że podczas spiekania wypraska jest impregnowana miedzią w ilości 10-25% wag. masy mieszanki.

28. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że przygotowuje się mieszaninę zawierającą w % wag.:

aw trakcie spiekania wypraska jest impregnowana miedzią w ilości 20% wagowych mieszaniny.

Płytki zaworowe ze spawanymi fazami. Proces technologiczny odtwarzania dysku zaworu.

Zawory. Zasoby zaworów silników autotraktorów są ograniczone głównie przez zużycie jego skosu, w wyniku czego w połączeniu gniazdo-faza zaworu zwiększa się głębokość zanurzenia jego płytki względem powierzchni głowicy cylindrów, co prowadzi do pogorszenia osiągów ekonomicznych silnika: spadek mocy, wzrost zużycia paliwa, oleju itp. Fazę zwykle przywraca się przez szlifowanie. W przypadku zużycia poniżej wartości nominalnej zawór należy wymienić na nowy lub zregenerować.

Szybkie zużycie skosów zaworów tłumaczy się tym, że podczas pracy są one narażone na działanie chemiczne i termiczne, a 3-5 razy więcej ciepła jest usuwane przez fazę niż przez pręt. Prawie wszystkie zawory silników zgłaszanych do naprawy mają przetarcia wzdłuż skosu płytki.

W zwiększaniu wytrzymałości skosów nowo produkowanych zaworów dobrze sprawdziła się opracowana przez PWI metoda napawania łukiem sprężonym działającym bezpośrednio na instalację U-151. EO Paton. Odlewany pierścień jest umieszczany na obrabianym przedmiocie, który jest następnie stapiany za pomocą ściśniętego łuku. Próba przeniesienia doświadczeń tej metody na napawanie zużytych zaworów nie dała pozytywnych rezultatów. Wynika to z faktu, że wysokość walcowego pasa grzybka zmniejsza się do 0,4-0,1 mm na skutek zużycia oraz napawania cienkiej krawędzi fazowania na skutek nierównomiernego nagrzewania grzybka zaworu i zastosowanej pierścień wypełniający jest trudny: następuje spalanie.

Skutecznym sposobem na przywrócenie zaworów jest metoda napawania plazmowego z dostarczaniem żaroodpornych proszkowych stopów twardych do zużytej fazy. Aby to zrobić, oddział Maloyaroslavets Państwowego Instytutu Naukowo-Technicznego, TsOKTB i VSKHIZO na podstawie maszyny U-151 według projektu PWI im. EO Paton opracował instalację OKS-1192. Instalacja składa się z półautomatycznej maszyny do napawania wraz z reostatem balastowym RB-300, palnikiem plazmowym zaprojektowanym przez VSKHIZO.

Charakterystyka techniczna instalacji OKS-1192

Rodzaje zaworów spawanych (średnica płyty), mm 30-70

Wydajność, szt./godz< 100

Zużycie gazu, l/min:

plazmotwórcze<3

ochronne i transportowe<12

Zużycie wody chłodzącej, l/min >4

Pojemność podajnika proszku, m 3 0,005

Moc, kW 6

Wymiary gabarytowe, mm:

instalacja 610X660X1980

szafa sterownicza 780X450X770

W przypadku braku instalacji przemysłowej, jeśli konieczne jest przywrócenie zaworów, przedsiębiorstwa naprawcze są w stanie zmontować instalację plazmową z oddzielnych gotowych jednostek opartych na tokarce zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 42. Zawór jest zamontowany na chłodzonej wodą miedzianej formie odpowiadającej wielkości jego płytki, która jest napędzana przez wrzeciono tokarki przez łożysko oporowe i parę kół zębatych stożkowych.

Ryż. 42. Schemat instalacji do spawania plazmowego zaworów:

1 - zasilacz; 2 - przepustnica; 3- elektroda wolframowa; 4 - dysza wewnętrzna; 5 - dysza ochronna; 6 - zawór; 7 - forma miedzi; 8, 16 - łożyska; 9 - korpus instalacyjny; 10 - rura doprowadzająca wodę; 11, 12 - okucia; 13 - podstawa; 14 - stojak; 15, 17 - uszczelki olejowe; 18 - śruba blokująca; 19, 20 - przekładnie stożkowe; 21 - cylinder

Zasada działania instalacji OKS-1192 i instalacji zmontowanej w warunkach przedsiębiorstwa naprawczego jest w przybliżeniu taka sama i polega na tym, co następuje. Po schłodzeniu woda (z sieci wodociągowej), gaz plazmotwórczy argon (z butli), energia elektryczna (ze źródła zasilania) jest dostarczana do palnika plazmowego, między wolframem jest wzbudzany sprężony pośredni łuk (strumień plazmy) elektrodę i wewnętrzną dyszę palnika plazmowego za pomocą oscylatora. Następnie proszek jest podawany z podajnika proszku wraz z gazem transportowym – argonem przez dyszę ochronną palnika do skosu zaworu obrotowego i jednocześnie przez opornik balastowy doprowadzany jest prąd do zaworu. Pomiędzy przewodzącym elektrycznie strumieniem plazmy a fazą zaworu powstaje ściśnięty łuk, który jednocześnie topi fazę zaworu i proszek spawalniczy, tworząc wysokiej jakości gęste warstwy (ryc. 43).

Ryż. 43. Spawane tarcze zaworów

Do napawania faz zaworów silników ciągników o dużej masie, oprócz zalecanych, można również stosować twarde stopy proszkowe na bazie żelaza PG-S1, PG-US25 z dodatkiem 6% Al.

Przy wyborze materiału na napawanie zaworów należy kierować się faktem, że stopy chromowo-niklowe mają wyższą żaroodporność i odporność na zużycie, ale są 8-10 razy droższe od twardych stopów na bazie żelaza i są mniej przetworzone.

Tryby spawania plazmowego skosów zaworów

Siła prądu, A 100-140

Napięcie, V 20-30

Zużycie gazu (argon), l/min:

plazmotwórcze 1,5-2

transportowe (ochronne) 5-7

Prędkość napawania, cm/s 0,65-0,70

Odległość od palnika plazmowego do fazy zaworu, mm 8-12

Szerokość warstwy, mm 6-7

Wysokość warstwy, mm 2-2,2

Głębokość penetracji, mm 0,08-0,34

Twardość HRC naniesionej warstwy ze stopem:

PG-SR2, PG-SR3 34-46

PG-S1, PG-US25 46-54

Proces technologiczny odbudowy dysku zaworowego obejmuje następujące główne operacje: mycie, wykrywanie wad, oczyszczanie czoła i fazy z nagarów, napawanie plazmowe, obróbka skrawaniem, kontrola. Obróbka zaworów odbywa się w następującej kolejności: oczyścić powierzchnię czołową dysku zaworu; oszlifować dysk zaworu wzdłuż średnicy zewnętrznej do rozmiaru nominalnego, wstępnie przetworzyć dysk fazujący; zeszlifować fazę do rozmiaru nominalnego. Pierwsze trzy operacje wykonuje się na tokarce z frezami z płytkami z węglików spiekanych. Zastosowanie plazmowej metody napawania umożliwiło zwiększenie odporności na zużycie powierzchni roboczej płytki zaworów samochodowych o 1,7-2,0 razy w porównaniu z odpornością na zużycie nowych.