Восстановление вкладыша подшипника MAN K6Z 57/80

2. Дефектация

2.1 Цели и задачи дефектации

Технологический процесс, который носит название дефектация, служит для оценки технического состояния деталей с последующей их сортировкой на группы годности. В ходе этого процесса производится проверка соответствия деталей техническим требованиям, изложенным в технических условиях на ремонт или в руководствах по ремонту, при этом применяется сплошной контроль, т. е. контроль каждой детали.

1. Для производства дефектации детали после разборки должны очищаться от грязи, масла и ржавчины, и протираться насухо.

Соответствующие полости в поверхности деталей очищаются от накипи, нагара и обезжириваются.

2. Прокладки бумажные, картонные, паранитовые и т.п., войлочные сальники, шплинты и стопорные шайбы при разборке дефектацию не проходят и, в дальнейшем, заменяются. Прокладки, толщина и форма которых определяют монтажные характеристики узлов двигателя (межосевые расстояния, величины камеры сжатия и т.п.), после демонтажа сохраняются как справочные до конца ремонта двигателя. Красномедные прокладки направляются на отжиг.

3. В процессе дефектации детали по своему техническому состоянию разделяются на три группы: I) годные; 2) требующие ремонта; 3) негодные.

Принадлежность к той или иной группе, определенная при дефектации, отмечается нанесением на детали меток краской (нитролаком) следующих цветов: красный - негодные детали;

Годные детали не окрашиваются.

При отнесении деталей к той или иной группе следует стремиться использовать срок службы деталей наиболее полно, для чего, рассматривая изношенный узел, следует компоновать отдельные малоизношенные детали с новыми, добиваясь получения соединений близких (по натягам и зазорам) к номинальным.

При ремонтах двигателя, выполняемых в заводских или судовых условиях, при определении годности деталей, следует руководствоваться рекомендациями, приведёнными во временных нормах зазоров и натягов в узлах двигателя.

Не следует компоновать узлы из новых и изношенных деталей, если наличие в узле изношенной детали ускорит износ новой (например, оставление в зубчатой передаче изношенных шестерён для работы с новыми шестернями и т.п.)

4. Способы дефектации деталей зависят от характера возможных, (ожидаемых) дефектов, от конструкции проверяемой детали и делятся на три основных вида:

І). Наружный осмотр контролируемой детали (визуальный метод) выявляет внешние дефекты: трещины, вмятины, задиры, обломы и т.д. При визуальном методе контроля применяются лупы различной кратности, обычно 5-10 кратного увеличения. Выявлению поверхностных дефектов способствует применение мело - керосиновой пробы. При осмотре, например, баббитовой заливки дополнительно применяется обстукивание детали медным молотком весом примерно 0,5 кг. Мелкие трещины на термообработанных поверхностях выявляются погружением деталей в нагретое до 50-50°С трансформаторное масло с выдержкой в течение 2-3 часов и последующей обмазкой меловым раствором. Для усиления видимости поверхностных дефектов применяется цветная проба. Более эффективна методом выявления поверхностных дефектов является люминесцентная дефектоскопия, основанная на световом излучений нанесённых на контролируемую деталь флюоресцирующих под действием ультрафиолетовых лучей составов (люминофоров). Принято считать, что глубина обнаруженной трещины примерно в десять раз меньше ширины флюоресцирующей полосы.

ІІ). Выявление скрытых дефектов (посторонние включения, внутренние раковины и т.п.) Скрытые дефекты выявляются:

а) гидравлическим испытанием. Обнаруженные таким методом дефекты в дальнейшем более точно определяются способами, указанными ниже. Величины давлений при гидравлическом испытании приведены в характеристике.

б) магнитной дефектоскопией, основанной на свойстве ферритового порошка концентрироваться в районах трещин или раковин, которые искажают магнитное поле, созданное в контролируемой детали. Этот метод применим прежде всего для обнаружения трещин в коленчатых валах, поршневых кольцах, пружинах, шатунах и т.п.

в) звуковой и ультразвуковой дефектоскопией. Определение дефектов по частоте издаваемого при ударах по изделию звука применимо для небольших деталей простой конфигурации и даёт большие погрешности. Наиболее эффективным является ультразвуковой контроль, дающий возможность выявлять внутренние трещины, в том числе и весьма малые по размерам рыхлоты и пористости, не выходящие на поверхность детали. К недостаткам ультразвуковой дефектоскопии относятся: ненадёжность при определении дефектов, расположенных близко к поверхности детали; трудность определения границ дефектов; высокие требования к чистоте поверхности контролируемой детали.

Поэтому, для более точной оценки результатов, полученных при ультразвуковом контроле, рекомендуется обнаруженные дефектные зоны контролировать рентгено- и гаммографированием. Дефекты, выходящие на поверхность изделия, следует определять люминесцентной или магнитной дефектоскопией. Выбор и применение способов контроля в каждом отдельном случае производится в соответствии с заводскими инструкциями.

ІІІ). Определение дефектов, связанных с изменением размеров детали или её геометрической формы, производится с помощью различных измерительных инструментов, приборов и оборудования. Данные по обмеру основных деталей заносятся в карты обмеров.

В настоящее время в промышленности и в ряде отраслей транспорта внедряется прогрессивный метод определения геометрических параметров деталей двигателя с помощью оптических приборов. Эти приборы позволяют повысить точность измерения до 0,01 мм на 1 м. длинны.

Дефектация резьб крепежа обычного назначения в альбоме не приведена. Оценка годности резьб производится осмотром на отсутствие трещин, погиба крепежа, снятия и срыва резьбы. При смятии и срыве резьбы до 2-х ниток, резьба калибруется и деталь допускается к монтажу. При срыве или смятии 2-х ниток и более, крепёж заменяется, а гнёзда подлежат ремонту по принятой на заводе технологии.

Специальные указания по контролю деталей даны в каждом отдельном случае в соответствующих разделах альбома.

5. Для дефектации и ремонта узлов системы смазки, топливоподачи, воздухораспределения и контрольно измерительных приборов, рекомендуется организация специализированных участков.

6. После окончания дефектации, детали, не подлежащие немедленному ремонту, следует консервировать и упаковывать.

Технические требования на дефектацию деталей разрабатываются заводами-изготовителями автомобилей (агрегатов) или научно-исследовательскими организациями, которые ликвидируют неясность и вопросность информации об автомобилях зарубежных производителей.

Из ее рабочего чертежа получают общие сведения о детали, они включают в себя:

· эскиз детали с указанием мест расположения дефектов;

· основные размеры детали;

· материал и твердость основных поверхностей.

При рекомендации способов устранения дефектов опираются на богатый опыт, накопленный отечественными и зарубежными ремонтными предприятиями, и на рекомендации по рациональному их выбору. На основе опыта эксплуатации и ремонта автомобилей (агрегатов), а также специальных научно-исследовательских работ выявляют возможные дефекты детали. Примечание. Все работы на двигателе, проводимые в судовых условиях, должны выполняться в соответствии с правилами по технике безопасности для экипажей судов морского флота. Методы химической очистки деталей должны быть согласованы с охраной труда и органами техники безопасности.

2.2 Технические требования на дефектацию и ремонт вкладыша подшипника

Таблица 2 - Размеры и допуски вкладыша подшипника согласно техническим условиям [см. прил.1(рис. 1)]

2.3 Дефекты вкладыша подшипника и причины их возникновения

При установлении неисправности подшипника следует иметь в виду, что при конструировании двигателя любая дизелестроительная фирма исходит из основного правила, по которому при возможном возникновении дефекта он должен быть устранен как можно быстрее и с наименьшими трудозатратами, а дефект должен проявляться на менее дорогостоящей детали. В отношении подшипников скольжения это означает, что из строя должен выходить вкладыш подшипника, как более дешевая деталь, а не корпус подшипника или коленчатый вал. И, следовательно, дефекты вкладыша подшипника в большинстве случаев указывают на наличие каких-либо неисправностей в двигателе или нарушении правил его технической эксплуатации, а не на плохое качество самого вкладыша, и задача эксплуатационника - выявить и устранить эту неисправность, основываясь на характере дефекта вкладыша.

С определенной степенью точности дефекты, возникающие на вкладышах подшипника, можно систематизировать, классифицировав их на группы. Разумеется, зачастую на вкладышах присутствуют признаки дефектов различных групп, особенно когда вкладыш проработал уже значительное время. Однако в начальной стадии развития дефекта он проявляется, как правило, в «чистом виде». Можно различить следующие группы:

- износ;

- царапины;

- усталостные повреждения;

- коррозионные повреждения;

- эрозионные повреждения и вымывание участков антифрикционного слоя; фреттинг-коррозия и питтинг посадочной поверхности;

- полное разрушение вкладыша (задир, расплавлении антифрикционного слоя).

Эти дефекты вызываются целым рядом причин, которые также можно классифицировать. Ниже приведены различные проявления дефектов и наиболее вероятные причины их возникновения. Однако следует иметь в виду, что эти причины у различных двигателей при различных условиях эксплуатации проявляются по разному и приведенный анализ является приблизительным.

Износ. Под износом понимается результат изнашивания поверхности трения в процессе эксплуатации (в результате механических воздействий), который можно оценить в единицах длины. Однако в данном случае под износом необходимо понимать только такой износ, при котором рабочие поверхности остаются гладкими и не происходит увеличение параметров их шероховатости.

Ранее указывалось, что 90 % заменяемых тонкостенных вкладышей рамовых и мотылевых подшипников СОД имеют износ антифрикционного слоя. У каждого подшипника двигателя имеются такие определенные участки рабочей поверхности, которые подвержены наиболее сильному изнашиванию, обусловленному разницей в толщине смазочной пленки. Такие участки считаются зоной основной нагрузки и расположены на верхнем (опорном) вкладыше подшипника шатуна и на нижнем (опорном) вкладыше рамового подшипника.

В соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации вкладыши подшипников с износом никелевого подслоя необходимо заменить. Однако на практике это требование часто не выполняется, и после износа антифрикционного слоя металла и никеля подшипники продолжают эксплуатироваться на среднем слое. При достаточной смазке и хорошей фильтрации и сепарации масла эксплуатация подшипников на среднем слое из алюминиевого сплава в общем случае не является опасной в отличие от среднего слоя из бронзы. Однако такое состояние вкладышей с гальваническими антифрикционными покрытиями является предельным, и требуется их незамедлительная замена.

Как уже указывалось, в подшипниках дизелей, у которых на установившихся режимах обеспечивается трение при гидродинамической смазке, ресурс деталей определяется, главным образом, абразивным изнашиванием шеек коленчатого вала и поверхности трения вкладышей.

Царапины являются одним из наиболее часто встречающихся повреждений поверхности трения вкладышей и располагаются в направлении враще- ния вала. В подавляющем большинстве случаев причиной их образования является загрязненное масло. В зависимости от размера и твердости частиц абразива их влияние на подшипник различно. Частицы с размерами, меньшими, чем расстояние между поверхностями трения, и твердостью, меньшей, чем твердость металла вкладыша, потоком масла проносятся через зазор и не оказывают заметного воздействия на вкладыш. В том случае, если размер абразивных частиц больше расстояния между поверхностями трения и твердость их равна или больше твердости подшипникового материала, эти частицы продвигаются по зазору в направлении вращения вала, попеременно закрепляясь то на одной, то на другой поверхности. В зависимости от глубины внедрения частицы происходит либо пластическое передеформирование поверхности с последующим отделением деформированного объема, либо микрорезание. В свою очередь, глубина внедрения зависит от расстояния между поверхностями трения. Для каждой точки поверхностей вала и вкладыша изменение расстояния между поверхностями различно и определяется характером движения вала в подшипнике.

Хрупкие частицы обычно не образуют царапин, а оставляют только следы внедрения.

Царапины могут образоваться также от воздействия шейки вала с повышенной величиной шероховатости. Так, например, при попадании воды в масло при длительной стоянке двигателя может возникнуть коррозионное повреждение шейки в виде язвин с острыми кромками, которые затем могут стать причиной образования царапин.

Усталостные разрушения. Под усталостным разрушением антифрикционного слоя вкладыша понимается возникновение в нем трещин под воздействием длительных механических циклически действующих нагрузок. Хотя природа возникновения трещин различна и разнообразны причины, их вызывающие, характер трещин, в общем, одинаков при всех причинах. Первоначально отдельные мелкие, хаотично расположенные трещины (рис. 1.9а) при сохранении условий, их вызывающих, увеличиваются в количестве и протяженности, образуя сетку на поверхности вкладыша. По этой ассоциации это повреждение в зарубежной литературе называют эффектом «булыжника» (рис. 1.96). При дальнейшем развитии происходит выкрашивание отдельных отставших кусочков металла (рис. 1.9в), эрозионное расширение трещин и на поверхности образуются каналы (рис. 1.9г), напоминающие следы жука- короеда на поверхности дерева (эффект «короеда»). Небольшое количество трещин в зоне нагрузки вкладыша не опасно и подшипник можно продолжать эксплуатировать. Если же образовался «булыжник» или тем более «короед», вкладыш необходимо заменить. Причинами возникновения усталостных повреждений следует считать циклическое изменение напряжений в антифрикционном слое в процессе работы двигателя. Развитие усталостных повреждений ускоряется вследствие Деформации деталей узла, наличия отклонений в его геометрии и других факторов. При анализе напряженного состояния антифрикционного слоя можно выделить три составляющие напряжений: сжимающие статические напряжения, возникающие при установке и затяжке вкладыша в корпус; статические термические напряжения от перепада температур вкладыша по толщине и разности коэффициентов линейного расширения материалов корпуса и вкладыша; динамические напряжения, определяемые переменными силами, действующими на подшипник.

в) г)

Рис. 1.9. Стадии усталостного разрушения подшипникового материала

Статическая составляющая напряжений зависит от параметров посадки сопряжения «вкладыш - корпус». Во время работы двигателя под действием переменных сил происходит изгиб корпуса и подшипника, приводящий к циклическому изменению напряжений сжатия на поверхности трения вкладыша. О величине и характере изменения напряжений во время работы дизеля можно судить по представленным результатам измерения напряжений на посадочной поверхности шестого рамового стале-алюминиевого вкладыша подшипника нижнего коленчатого вала дизеля 1 ОД 100 с помощью датчиков, измеряющих напряжения в окружном направлении и вдоль образующей вкладыша.

Страницы: 1, 2, 3, 4