ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСТЕЛИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА.

     После недолгого перерыва мы продолжаем рассуждения о технологиях позволяющие продлить эксплуатационный ресурс двигателя, и на очереди - восстановление постели коленчатого вала. Отвечая на вопросы клиентов, инженеры-приемщики компании «Механика» отмечают, что технология горизонтальной расточки часто вызывает некоторое количество споров как у специалистов, так и у людей, которые недостаточно знакомы с металлообработкой. В этой публикации мы постараемся ответить на наиболее частые из задаваемых вопросов.

О причинах, приводящих к ремонту.

     Блок цилиндров - базовая деталь двигателя внутреннего сгорания, сложной конструкции с большим количеством скрытых полостей.  В подавляющем большинстве случаев блок цилиндров производится методом литья под высоким давлением, что не допускает неоднородность и образование воздушных полостей в металле. После литья блок обрабатывается с высокой степенью точности.

     В процессе эксплуатации двигатель подвергается температурным воздействиям и испытывает механические и вибрационные нагрузки. Внутреннее напряжение литья в материале блока цилиндров часто приводит к его деформации, что прямо отражается на постели коленчатого вала. Это обусловлено тем, что постель обладает сложной геометрией требующей идеальной соосности коренных опор и строгого соблюдения их размеров, а коренные опоры распложены по всей длине блока цилиндров, даже незначительная деформация блока может привести к нарушению соосности и некорректной работе коленчатого вала. Деформация нарушает условия смазки, формирует предпосылки к масляному голоданию, создает изгибающие нагрузки на коленвале, ускоряет его износ и износ коренных подшипников, и, конечно же снижает общий ресурс работы двигателя.

     Местный перегрев, механические повреждения, износ коренных подшипников или их разрушение являются факторами, которые приводят к изменённую диаметра отверстий коренных опор, а следовательно, оказывают негативное влияние на работу коленчатого вала.

     Инженеры-приемщики компании «Механика» обладают знаниями, позволяющим выполнить точные измерения постели коленчатого вала и определить ее дефекты. При наличии критических отклонений в размерах и геометрии коренных опор от номинала для нормальной работы подшипников необходима расточка постели коленчатого вала, основной целью которой является восстановление размера и формы отверстий. Устранить большинство дефектов удается при помощи расточки, для этого потребуются: техническая информация производителя, рабочий высокой квалификации знающий технологический процесс, надежный расточной станок, и высокоточный мерительный инструмент.

О технологии и оборудовании.

     Любой участок механической обработки строится вокруг станка, участок горизонтальной расточки не исключение. От характеристик технологического оборудования зависят возможности производства, допустимые габариты восстанавливаемых блоков цилиндров, а от технического состояния точность обработки и качество работы.  Цеха нашей компании оснащены высокоточными горизонтально-расточными станками производства компании Berco, это оборудование позволяет выполнять механическую обработку с надлежащим качеством.

Рис.1. Блок цилиндров на установленный на горизонтально-расточной станок Berco ВС2600a

Ну что ж, пора приступать к выполнению работ, давайте посмотрим на технологический процесс вместе с вами.

     Восстанавливая постель коленчатого вала, мы должны быть уверенны, что двигатель после сборки прослужит клиенту еще немалое количество моточасов, эта уверенность достигается точным соблюдением технологической инструкции, на основных положениях которой мы и остановимся.

  Получив заказа-наряд на участке, рабочий производит приемку детали в работу: блок осматривается на предмет отсутствия задиров, сколов, трещин и узлов, препятствующих выполнению операции. Проверяется указаны ли в заказ-наряде важные для качественного выполнения работ критерии: крутящий момент силы затяжки, угол доворота, порядок затяжки болтов и окончательный размер постели.

     На следующем этапе выполняется ряд контрольных операций, осуществляется выбор подачи, типа и размера оснастки, устанавливается частота вращения шпинделя, и величина хода борштанги и определяем высоту установочных блоков, на которых разместится блок во время механической обработки.

     Блок на расточном станке крепится специальными прижимами: внешними или внутренними, способ крепления зависит от конструкции детали. Борштанга проводится в подшипники и обрабатываемые постели и c помощью центрирующих конусов соответствующего размера, выполняется грубое центрирование.

Рис.2. Борштанга горизонтально-расточного станка в постели коленчатого вала

     Борштанги горизонтально-расточных станков заслуживают отдельного внимания, они изготавливаются из высокопрочных сталей, подвергаются термической обработке, к ним предъявляются повышенные эксплуатационные требования. Борштанги с уставленной периодичностью проверяются на биение, геометрические параметры и должны храниться в строго вертикальном положении.

     Следующая технологическая операция направлена на крышки коренных опор коленчатого вала. Некоторые производители предусматривают ремонт постели коленчатого вала, для чего поставляют ремонтные коренные вкладыши с увеличенным внешним диаметром, при такой конструкции расточка постели выполняется, минуя операцию «занижение крышек коренных опор», если ремонтных вкладышей не существует, то выполняется расточка под номинальный размер. Для этого крышки демонтируются, перед демонтажом необходимо убедиться в наличии на них маркировки, при ее отсутствии выполнить маркировку самостоятельно. Недопустимо перепутать крышки коренных опор местами при установке.

     Далее очередь крышек коренных опор, они демонтируются и осматриваются на предмет отсутствия трещин, вмятин и задиров, при выявлении дефектов детали подлежат замене. Отметим, что собрать блок с новыми крышками без расточки постели не выйдет, он обязательно должен оказаться на горизонтально-расточном станке. Так же не лишним будет обратить внимание на болты, болты с повреждением резьбы более двух витков нельзя использовать в дальнейшем.

     Теперь крышки предстоит занизить, это необходимо для того, чтобы постель приобрела эллипсность и появилась возможность расточить ее в номинальный размер. Величина съема металла при занижении крышек зависит от конкретных обстоятельств и не должна превышать 0,5 мм.

     На сегодняшний день, мастерам известно несколько способов занижения крышек, их занижают на точильных станках, «мучают» при помощи наждачной бумаги, как же все-таки правильно? Правильным способом занижения крышек коренных опор является обработка их на плоскошлифовальном или фрезерном станках, что мы сейчас и сделаем – отправим крышки на участок плоской шлифовки и фрезеровки с указанием величины съема металла. После занижения крышки возвращаются на штатные места, согласно маркировке и затягиваются динамометрическим ключом с моментом затяжки и углом доворота которые указывает производитель.

     Если в крышках присутствуют боковые болты, то нам нужно убедиться в возможности их установки после занижения, в случае необходимости – рассверлить отверстия в корпусе блока цилиндров.

     Бесспорным преимуществом способа механической обработки постели с занижением крышек является возможность восстановления номинального размера и использование штатных вкладышей. Однако мы имеем ограничения, обусловленные тем, что ось коленвала смещается, и при большом смещении это может быть несовместимо с корректной работой мотора. Нельзя бесконечно занижать опоры, при большом износе требуются другие технологические решения. При данном виде ремонта особое внимание требуется уделить шестеренчатому газораспределительному механизму, смещение оси коленвал окажет влияние и на него, и на некоторых моторах потребует проведения работ по адаптации.

     Описанный выше способ не применим и в том случае, если в конструкции двигателя применяются «разрывные» крышки опор, которые изготовлены методом «отламывания» и имеют неровную поверхность соприкосновения, при занижении таких крышек мы нарушим геометрию двигателя. Для таких моторов в большинстве случаев изготовитель предусмотрел ремонтные вкладыши, и расточка производится в ремонтный размер.

     В случае если занизить крышки коренных опор невозможно, а ремонтные вкладыши отсутствуют применяется технология нанесения металла. Методом газодинамического (холодного) напыления, применяя установку «Димет – 405» мы можем нанести металл на поверхность коренных опор, получив при этом возможность обработки в номинальный размер.

Учитывая вышеизложенное, мы можем сделать достоверный вывод о том, что большинство блоков цилиндров подлежит восстановлению.

     После установки блока на станок необходимо настроить измерительный инструмент и выполнить окончательное центрирование борштанги. Для этого применяется приспособление для центрирования с центроискатели, устанавливаются на борштанге с двух сторон блока цилиндров, при их помощи ось борштанги совмещается с осями отверстий обрабатываемого блока. Центрирование – достаточно точная процедура эксцентричность осей шпинделя и растачиваемого отверстия не должна превышать 0,03 мм.

     От правильности выполнения следующей операции во многом зависит результат механической обработки - это регулировка вылета резца. Вылет резца рассчитывается исходя из величины снятия материала, а та в свою очередь прямо зависит от уже известного нам ремонтного размера. Резец регулируется при помощи измерительного прибора для регулирования вылета резца таким образом, чтобы он обеспечил размеры необходимые для выполнения поставленной задачи.

     При правильном выполнении всех предшествующих операций дальнейшая работа со станком сводиться к установке скорости резания, после включения вращения и подачи шпиндельной бабки, станок выполнит расточку восстанавливаемых коренных опор коленчатого вала самостоятельно. Возможно, потребуется выполнение более одного прохода, для этого нужно повторить операцию еще раз.  По завершению каждого прохода обязательно выполняется контрольная операция – проводятся измерения. В результате такой обработки получается идеально соосная постель коленчатого вала, с необходимыми размерами.

     По завершению расточки блок цилиндров можно выдавать клиенту, так как мы можем быть уверены в результате. Однако в компании «Механика» перед тем, как деталь покинет помещение цеха её ждет еще одна обязательная операция – технический контроль. Все детали в нашей компании подвергаются проверке метрологами высокой квалификации, которые в своей работе используют высокоточный мерительный инструмент.

О экономической целесообразности.

     В том, что постель коленчатого вала в случае необходимости можно подвергать промышленному восстановлению, мы разобрались. Остается еще один часто задаваемый вопрос, наши клиенты зачастую интересуются: «а не дешевле ли приобрести новый блок?» Несложные вычисления показывают, что средняя стоимость восстановления постели находится в пределах 3-10 % от стоимости нового блока цилиндров, так что экономическая эффективность в этом случае очевидна.

     Расточка постели коленчатого вала одна из многих операций из комплекса мероприятий по промышленному восстановлению деталей двигателей, выполняемых компанией «Механика», о других возможностях производства и технологиях обработки мы продолжим разговор в наших следующих публикациях. Наши инженеры будут признательны за обратную связь и интересующие Вас вопросы, на которые мы обязательно ответим.