Во время профилактического осмотра и малого периодического ремонта у дизелей типа Д100 проверяют надежность крепления блока к поддизельной раме, а последней — к раме тепловоза. У дизелей типа Д50 проверяют крепление блока к картеру и картера к раме тепловоза. У дизелей других типов проверяют крепление блока, картеров между собой и к раме тепловоза.
При М5 и М6 блоки и рамы очищают и осматривают, обращая внимание на места, где возможно образование трещин, обрыв болтов и шпилек. Ослабшие шпильки и болты крепят, а оборванные заменяют. Ремонты М4 и М5 предусматривают измерение диаметров гильз цилиндров индикаторным нутромером непосредственно в блоке. Гильзы цилиндров заменяют новыми во время заводского ремонта при износе более 0,15 мм (2Д100 и типа Д50) и при выпуске из М4 и М5 при увеличении внутреннего диаметра и овальности более нормы.. Гильзы цилиндров, вынимаемые при ремонте из блока, очищают и осматривают для выявления дефектов.
У блоков, крышек и картеров имеет место появление трещин как по сварочным швам, так и по целому месту. Трещины могут возникать из-за нарушения технологического процесса при изготовлении и ремонте, усталостных разрушений от действия сил инерции и газов, а также при ненормальной работе коленчатого вала. У некоторых блоков возникают разрушения от неправильной затяжки и от явления кавитации и коррозии (дизели типа Д50). У моноблоков дизелей М756 в процессе эксплуатации возможны кавитационные разрушения в зоне разъединительного пояска, а также трещины между отверстиями впускных и выпускных клапанов и между отверстиями клапанов и форсунки. Дефекты устраняют наплавкой и заваркой. Встречаются разрушения из-за неправильной сборки или ослабления гаек.
У гильз цилиндров часто наблюдается нарушение плотности у поясов в месте посадки гильз в блок и в местах установки резиновых колец; разрушение поверхности со стороны охлаждающей полости вследствие кавитационных и коррозионных явлений; на внутренней поверхности гильз возможно образование рисок и задиров.
Наибольший износ гильз встречается в месте изменения направления движения первого компрессионного кольца у дизеля типа Д100 (рис. 46). Интенсивней всего износ происходит в плоскости движения шатуна.
Рис. 47. Места, пораженные кавитационными разрушениями у блока и гильзы двигателя типа Д50:
Овальность 1—6 — места, подвергающиеся разрушениям; справа поврежденная поверхность
гильзы увеличивается в процессе работы, как следствие износа и деформации гильзы в блоке.
Основной дефект у цилиндровых гильз двигателей типа Д100 — трещины у адаптерного отверстия — появляется из-за повышенных напряжений в бонке, возникающих от натяга между рубашкой и гильзой, от резиновых колец уплотнения (статическая нагрузка) и от давления газов (циклическая нагрузка). Максимальные рабочие напряжения в адаптерной бонке серийной гильзы цилиндров достигают 1 520 кГ/см2, при амплитуде циклических напряжений 310 κΓ/см2. Такой порядок напряжений указывает на низкий запас прочности у отверстия гильзы, что в сочетании с технологическими отступлениями и создает возможность возникновения трещин. Гильзы последних выпусков имеют подкрепляющее кольцо в зоне адаптерного отверстия.
Кавитационные и коррозионные явления, способы их устранения.
Существуют различные взгляды на причины кавитации. Так считают, что кавитационные явления представляют собой процесс образования пузырьков, наполненных парами жидкости и газов, выделяющихся из охлаждающей воды. Находясь в области пониженного (критического) давления, пузырьки растут и затем, перемещаясь в область с более высоким давлением, разрушаются, создавая таким образом четко ограниченную кавитационную зону, заполненную движущимися пузырьками. Разрушение кавитационных пузырьков сопровождается гидравлическим ударом, размывающим поверхность деталей. Различают два типа кавитации: поверхностную и отрывную. Поверхностная кавитация возникает на поверхности или в непосредственной близости от нее. Отрывная кавитация возникает в результате турбулентного движения жидкости.
С изменением расхода жидкости и скорости ее протекания кавитационные явления могут ослабевать или усиливаться. При исчезновении кавитации обнаженная поверхность кристаллов металла подвергается коррозии, усугубляя таким образом процесс разрушения стенок блоков и гильз.
По данным других исследователей, кавитационные разрушения у гильз двигателей тронкового типа происходят вследствие колебаний, вызываемых ударами поршня при изменении направления действия силы на боковую поверхность гильзы (перекладке). Колебания гильзы в воде образуют кавитационные пузырьки, при разрыве которых происходит удар, разрушающий поверхность гильзы и блока.
Присадки химических реагентов к охлаждающей воде изменяют условия образования пузырьков и защищают от коррозии обнаженную поверхность после изменения режима протекания жидкости.
Коррозия наблюдается на стенках и у уплотняющих поясов гильз в виде отдельных точек и мелких каналов. Скорость развития этого вида разрушений небольшая. Места в блоке и гильзе дизеля типа Д50, подверженные разрушению, показаны на рис. 47.
В качестве присадок употребляют: каустическую соду, тринатрийфосфат и нитрат натрия. Эти присадки растворяются в воде, получаемой путем конденсации или химическим катионированием воды. Жесткость конденсата должна быть не более 0,2 мг-экв/л и содержание хлоридов не более 10 мг/л.
Блок дизелей типа Д50.
В случае появления свищей и трещин у посадочного пояса блока двигателей типа Д50 его ремонтируют на заводе. Посадочное место в блоке растачивают и впрессовывают сменное кольцо 1 (рис. 48), изготовленное из стали. Для предупреждения появления трещин у блока расточенное место подвергают дробеструйному наклепу. Для экономии металла допускается контактная сварка кольца встык. Возможна постановка сменного кольца на эластомере ГЭН-150 (В) или эпоксидной смоле. Поверхность А после запрессовки проверяют по краске. Отпечаток краски по кольцу должен быть непрерывным, шириной не менее 3 мм\ допускается подшабровка. Между кольцом и блоком в месте Б пластина щупа толщиной 0,03 мм входить не должна.
Отремонтированный блок при помощи специального приспособления опрессовывают водой под давлением 2,5 кГ/см2 в течение 25 мин. На месте перехода воды из блока в цилиндровые крышки ставят резиновые кольца.
Рис. 48. Вставка сменного кольца и уплотнения гильзы при ремонте блока двигателя типа Д50:
У дизелей 1Д12 на цилиндрах после вырезки поврежденных мест устанавливают стальную накладку с уплотняющей прокладкой и укрепляют их болтами.
Блок дизеля типа Д100.
Цилиндровый блок представляет собой сварную конструкцию, изготовленную из большого количества деталей. Длина сварных швов составляет 600 м, а вес электродов, израсходованных на сварку, —400 кг.
На заводе изношенные опоры наплавляют, трещины заваривают и блок обрабатывают, после чего проверяют. Все замеры и проверки геометрии блоков, заварка трещин и наплавка поверхностей, а также механическая обработка осуществляются с поставленными на место и закрепленными плитами жесткости.
Сомнительные места на сварных швах и околошовных зонах проверяют магнитным дефектоскопом или смачивают керосином, протирают насухо, обмазывают меловым раствором и после высыхания последнего обстукивают молотком. Выступающий на поверхность керосин укажет на места трещин.
Допускается оставлять без исправления износ опор вкладышей до диаметра 242,05 мм. При большем износе или при овальности и конусности более 0,03 мм, а также для устранения ступенчатости более допустимой постели наплавляют с последующей обработкой до чертежного (номинального) размера.
На тепловозоремонтных заводах наплавку постелей ведут в защитной среде углекислого газа.
Перед наплавкой поверхности зачищают шлифовальной машинкой Шр-06 с войлочным кругом до чистого металла и протирают авиационным бензином. Блок для наплавки монтируют на кантователе типа ТК431-61 или Д103-64. Сначала наплавляют опоры под верхний коленчатый вал, причем одну половину каждой опоры, начиная с третьей опоры, в последовательности 3, 1, 4, 2, 7, 5, 8, 6, 11, 9, 12 и 10. Опоры наплавляют, укладывая валики поперек опор, как это представлено на схеме I (рис. 49). Высота наплавленного слоя должна быть 1,5—2,5 мм. Затем продольными валиками в направлении только от середины опоры вниз к замку наплавляют кромки опор. Аналогичным порядком наплавляют половины опор под нижний коленчатый вал, причем первый валик наплавляют, отступив от кромки отверстия под масло на расстояние 5—7 мм (схема II, рис. 49).
После этого блок перекантовывают и наплавляют вторые половины опор под нижний коленчатый вал. Наплавку кромок под масляные отверстия начинают от наплавленных валиков и ведут по окружности, приближаясь по спирали к кромке отверстия. Наплавку заканчивают, не доходя на 1—2 мм до кромки отверстия.
Затем сварочную аппаратуру устанавливают со стороны опор блока под верхний коленчатый вал и наплавляют вторые половины этих опор (схема III, рис. 49). Наплавку выполняют сварочным полуавтоматом типа А-547У или А-547Р электродной проволокой 0,8—1 мм марок Св10ГС и Св10ГСМ по ГОСТ 2246—60. При сварке используют обратную полярность, а силу тока для проволоки диаметром 0,8 мм — 120—150 а, а для проволоки 1 мм — 160—220 а. Скорость наплавки 20—30 м/ч. Применяют «осушенную» и «сварочную» углекислоту.
На некоторых заводах сначала наплавляют 1 и 12 опоры, которые потом растачивают, принимая за базу постели средних опор. Затем наплавляют средние опоры вразбивку с таким расчетом, чтобы не было больших тепловложений во избежание коробления блока. Примерно может быть следующий порядок наплавки опор 4, 2, 7. 5, 3, 10, 8, 11, 9.
Рис. 49. Схемы наплавки опор блока двигателя типа Д100
Заварку трещин в сварных швах после разделки и удаления ранее наплавленного металла производят электродами УОНИ-13/45 или УОНИ-13/55. В доступных местах разделку под заварку ведут с обеих сторон или с вырубкой и подваркой корня шва при односторонней разделке.
Увеличение диаметров I и II поясов под цилиндровые гильзы более 0,2 мм и под вертикальную передачу более 0,4 мм устраняют наплавкой с последующей обработкой до чертежных размеров.
После наплавки опорных поверхностей и заварки трещин блок обрабатывают на расточных станках, соблюдая следующие нормы: ступенчатость в вертикальной плоскости на длине блока не более 0,06 мм, а между соседними опорами 0,03 мм, в горизонтальной плоскости на длине блока не более 0,1 мм, а между соседними опорами 0,03 мм. Неперпендикулярность и смещение осей отверстия под гильзу каждого цилиндра или вертикальную передачу относительно оси верхнего коленчатого вала допускают не более 0,2 мм в габаритах детали. Неперпендикулярность осей посадочных поясов под цилиндровые гильзы относительно обеих осей коленчатых валов допускается не более 0,15 мм и овализация не свыше 0,05 мм. Проверку ведут оптическим способом.
Блок дизелей типа М753 и М756.
У двигателей М753Б и М756 выпрессовку гильзы 2 с рубашкой 5 (рис. 50) в условиях депо производят после прогрева паром моноблока 1 при помощи винтового приспособления. Это создает при температуре пара 110—120° С ослабление натяга за счет различного расширения алюминиевого сплава и стали.
Устранение дефектов у блоков и моноблоков производят наплавкой и заваркой в защитной среде аргона. Для сварочных работ используют установку УДАР-300-2, дающую возможность регулировать сварочный ток в пределах 50—300 а. В качестве присадочного материала применяют проволоку марок АК-6 и АК-10 диаметром 4—5 мм. Перед употреблением проволоку очищают каустической содой 25-процентной концентрации, осветляют в 25-процентном растворе азотной кислоты, а затем промывают в холодной и горячей воде.
Аргон должен соответствовать по своему качеству ГОСТ 10157—62. С давлением 0,5—0,25 кГ/см2 аргон подается через головку, снабженную вольфрамовым электродом. Головка охлаждается водой. Моноблок устанавливают в кантователь и опрессовывают водой с температурой 80—90° С при давлении 4 кГ/см2. Опрессовкой устанавливают места появления течи. Места с трещинами разделывают V-образно. Перед наплавкой и сваркой места, подлежащие исправлению, зачищают щетками, фрезами, шаберами и другими инструментами. Дополнительно эти места с некоторым запасом по площади обезжиривают уайт-спиритом или ацетоном. Моноблок подогревают паром и местным подогревом электронагревателями до температуры около 120° С. В процессе подогрева перед сваркой свободные отверстия выпускных и впускных клапанов и форсунки закрывают асбестом, а внутрь цилиндра в случае наплавки гнезд, клапанов вставляется защитная гильза из негорючего материала. Силу тока регулируют в пределах 220—240 а. По окончании сварки моноблок устанавливают в ящик для медленного охлаждения. Затем вынув из ящика, моноблок опрессовывают; наплавленные места механически обрабатывают. Механическую обработку гнезд под сменные седла клапанов производят фрезой на сверлильно-радиальном станке с таким расчетом, чтобы запрессованное гнездо было вровень с днищем цилиндра. Для· удобства обзора при фрезеровании станок снабжают системой зеркал. Можно устранить течь и другим способом. Так, форсуночное отверстие разделывают с 24 мм до 30—32 мм. Изготовляют сменную втулку с натягом 0,12—0,15 мм. Блок нагревают до температуры 90—110° С, а втулку охлаждают в камере до — 70° С. Затем втулку вставляют и наконец обваривают. Температура — 70° С создается смесью гидролизного спирта с газообразной углекислотой. Гильзу вместе с рубашкой опрессовывают на специальном приспособлении с закрытыми отверстиями для прохода воды. Посадочную часть гильзы смазывают ГЭН-150 и охлаждают в камере до 70° С, затем вставляют в подогретый блок и набивают сальник из резиновых 4 и стальных колец 5 с использованием цилиндрической оправки. Сальник прижимают гайкой 6.
Замена шпилек и болтов.
Шпильки анкерные, сшивные и цилиндровые, а также болты и шпильки опор в случае трещин и повреждений резьбы заменяют на новые, изготовленные из стали в соответствии с чертежом, а перед постановкой на место их проверяют дефектоскопом. Шпильки по резьбе устанавливают с натягом, который обеспечивается подбором. Шпильки базовых деталей дизелей М753 и М756 изготовляют из стали 18ХНВА и термически обрабатывают до твердости НВ = 303-4-335. Резьбу шпилек накатывают.
Заварка трещин у чугунных картеров и блоков.
Трещины, образовавшиеся у стенок картера, заваривают медножелезными электродами 034-1.
Рис. 50. Поперечный разрез моноблока дизелей М753Б и М756
Рис. 51. Схемы проверки приспособлениями блока дизеля типа Д100:
а — соосности отверстий под толкатель и перпендикулярности их общей оси относительно плоскости фланца; б — расстояния между поверхностями платиков верхнего и нижнего валов вертикальной передачи; в — неперпендикулярности торцовых поверхностей постелей опорно-упорных подшипников к оси постелей коленчатых валов
Для заварки трещин могут быть использованы электроды МНЧ-.1 (монель- металл).
Концы трещин разделывают под углом 80°. Перед заваркой кромки «дегазируют», на скосы разделки ставят ввертыши диаметром 6—10 мм с шагом 20—35 мм. Вначале обваривают ввертыши, а затем и разделку с проковкой шва и подваркой корня.
Монтаж блока на картер или поддизельную раму.
У двигателя типа Д50 перед постановкой блока взамен сменяемого проверяют монтажные поверхности картера и блока при помощи контрольной линейки и щупа. Допускаются отдельные просветы до 0,15 мм. Затем блок устанавливают на картер с установкой анкерных и сшивных шпилек в соответствующие отверстия картера. Допускается ступенчатость не более 0,1 мм. Максимальный зазор допускается до 0,4 мм.
Поверхность соприкосновения блока с картером при окончательном монтаже смазывают герметиком и блок по ранее намеченным рискам прикрепляют сшивными и анкерными шпильками. Предварительно крепят шпильки усилием одного человека ключом с рукояткой длиной 400 мм или гайковертом; затем сшивные шпильки закрепляют до упора ключом, имеющим плечо 1000 мм, усилием одного человека (25 кГ), а анкерные шпильки — ключом с плечом 1 500 мм усилием двух человек (50 кГ). Как предварительные, так и окончательные крепления делают от четвертого подшипника к концам блока.
Блок двигателя типа Д100 устанавливают непосредственно на поддизельную раму и фиксируют контрольными штифтами. Смещение блока вдоль рамы регулируют прокладками со стороны генератора.