При ремонті колінчастих валів необхідно забезпечити наступні основні вимоги:
Перші шість вимог є строго обов’язковими і визначають якість ремонту і ресурс колінчастого валу і всього двигуна в цілому. Шосте і сьоме вимоги є бажаними, і їх виконання додатково забезпечує плавність роботи двигуна із-за рівномірної роботи всіх циліндрів.
Основними способами ремонту валів є:
Нехтування хоча б одним із зазначених способів веде до прискореного зносу і виходу з ладу ,як самого валу, так і пов’язаних з ним деталей. Наприклад, збільшений зазор дає шум або стуки при роботі, зменшений призводить до пошкодження, і заклинювання, а також появи різних дефектів колінчастого вала. Викривлення осі опорних робочих поверхонь вала збільшує навантаження. З-за неспіввісності робочих і допоміжних поверхонь прискорюється знос елементів привода вала (ланцюги, ремені, натягувачі) а також порушується герметичність ущільнень вала. Низька якість відремонтованої поверхні велика шорсткість і знижена твердість, які прискорюють знос і вала та пов’язаних з ним деталей.
Проведемо порівняльний аналіз існуючих методів відновлення колінчатого валу їх гідність і недоліки. Визначимо, оптимальний і більш доцільний метод відновлення колінчатого валу. Розглянемо гідність і недоліки способів відновлення, з допомогою яких поверхня колінчастого вала відновлюється до номінального розміру. Наприклад, напилення зносостійкого покриття має низьку міцність зчеплення напилюваного шару з основою. Але при застосуванні цього способу не відбувається зміна структури матеріалу деталі, не виникає викривлення, не знижується втомна міцність. При відновленні поверхні колінчастого вала способом наплавлення змінюється структура матеріалу, виникає викривлення, знижується втомна міцність, що не відбувається при напиленні. Перевагою наплавлення є можливість легувати і покращувати властивість вихідного матеріалу, отримувати необхідну величину нанесеного шару. Суть наплавлення полягає в перенесенні металу дроту на відновлювану деталь при горінні електричної дуги. При відновленні валів можуть бути використані: дугова і вибродуговая наплавлення, а також наплавлення під шаром флюсу. Дугова наплавка проводиться порошковим дротом, що містить легуючі добавки, що забезпечують з одного боку, високі механічні властивості покриття (твердість і міцність зчеплення), а з іншого – захист окислення металу при зварюванні. Основним недоліком цього способу є сильний нагрів і деформація вала. В той же час-це один з найпростіших способів наплавлення. Наплавлення під шаром флюсу значно більш складна як з підготовки поверхні, так і по самій технології наплавлення. Шар флюсу, що утворюється на поверхні, перешкоджає окисленню металу та вигоряння легуючих елементів, тому тут можна застосовувати, наприклад, сталеву високовуглецеву леговану дріт, що забезпечує високі механічні властивості покриття. Однак сильний нагрів валу також є істотним недоліком даного способу, практично не дозволяє використовувати його для валів двигунів легкових автомобілів. Усунути перегрів валу дозволяє вибродуговая наплавлення. У цьому випадку зварювальне пристосування, що подає дріт, що має спеціальний механізм, що створює коливання зварювального дроту. Перенесення металу з дроту на деталь здійснюється за рахунок чергування електричної дуги (нагрівання) і короткого замикання. Даний спосіб дозволяє здійснити подачу охолоджуючої рідини в зону наплавлення. Охолодження суттєво знижує температуру і деформацію вала.
Практика відновлення різних валів двигунів легкових автомобілів показує, що чим тонше вал, тобто менше його діаметри шийок, тим більш суворі вимоги до його перегріву.
Спосіб гальванічного нарощування славиться своєю високою вартістю реактивів, високими вимогами до чистоти відновлюваної поверхні, шкідливості умов праці та забруднення навколишнього середовища, але має можливість отримувати покриття з різними властивостями(пористі, зносостійкі, декоративні).На відміну від гальванічного нарощування спосіб постановки додаткових ремонтних деталей відрізняється своєю дешевизною. При застосуванні цього способу виникає необхідність тонкої розмітки, провертання і відшаровування привариваемой стрічки, виготовлення спеціального оснащення. На відміну від перерахованих вище способів, спосіб металізація забезпечує високу твердість напилюваного шару. Однак, застосовуючи металізацію, необхідно враховувати, що нанесений шар не підвищує міцності деталі. З цього застосовувати металізацію для відновлення деталей з ослабленим перерізом не слід. Крім цього необхідно знати, що сцепляемость напилюваного шару з основним металом недостатньо. Важливу роль при відновленні колінчастого вала відіграють методи зміцнення. Як відомо методи зміцнення можна розділити на класи: 1 – з утворенням плівок на поверхні; 2 клас-із зміною хімічного складу поверхневого шару; 3 клас-із зміною структури поверхневого шару; 4 клас-з зміною енергетичного запасу поверхневого шару; 5 клас-із зміною шорсткості поверхневого шару; 6 клас-із зміною структури по всьому об’єму металу. При виготовленні колінчастих валів двигунів транспортної техніки широко використовуються способи зміцнення 2, 3, 6 класу. Недоліками способу другого класу є тривалість процесу, шкідливість виробництва, висока температура, повідка виробів і енергоємність. Недоліком третього класу є висока вартість і великі габарити устаткування, енергоємність, шкідливість виробництва, зниження втомної міцності виробу. Недоліком шостого класу є енергоємність ,шкідливість виробництва, повідка вироби. Далі розглянемо більш докладно способи відновлення колінчастих валів.
2
