УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ КОРЕННЫХ ОПОР БЛОКОВ ЦИЛИНДРОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к устройствам для нанесения покрытий, в частности к устройствам для нанесения гальванических покрытий, и может быть использовано при восстановлении коренных опор блоков цилиндров автомобильных двигателей.
Известно устройство для вневанного электроосаждения покрытий (Патент РФ №1702721, МПК С25D 7/06, опубл. 30.11.94, Бюл. №22), содержащее платформу, на которой установлена деталь-катод с обрабатываемой поверхностью. К боковым поверхностям детали-катода с помощью винтов поджаты щечки из диэлектрического материала. Щечки имеют уступы, выступающие над обрабатываемой поверхностью. Сверху на щечках расположен анод, обернутый фильтрующей тканью. Вся конструкция стянута винтами, образуя при этом замкнутую в поперечном сечении герметичную полость, в которой осуществляется проток электролита.
Однако, данное устройство может быть использовано только для нанесения равномерного гальванического покрытия толщиной 0,52 мм на плоских поверхностях крупногабаритных деталей, и не может быть использовано для восстановления коренных опор в автотракторных двигателях.
Также известно устройство для гальваномеханического восстановления токопроводящих деталей (Патент РФ №2296823, МПК С25D 5/22, опубл. 10.09.2007, Бюл. №10), содержащее емкость для электролита, представляющую собой два соосных корпусных фланца. Совместно с подлежащей восстановлению поверхностью детали за счет эластичного уплотнения они образуют герметичную емкость. Фланцы между собой связаны стяжными элементами. На одном из фланцев закреплен вал, связанный с эксцентриситетом, предназначенный для удаления окислов, солей.
Данное устройство имеет сложную конструкцию за счет наличия эксцентриситета, при этом образуется неравномерный слой нанесенного покрытия, а именно интенсивность слоя над участком изношенной поверхности больше.
Наиболее близким является устройство для восстановления гнезд подшипников автотракторных двигателей (известно из авторского свидетельства СССР №145423, МПК С25D 5/08, С25D 17/00, С25D 5/34, С25F 1/06, опубл. 1982 «Бюл. изобр.» №5), содержащее электролитическую ячейку в виде втулки с крышками, закрепленную на обрабатываемой опоре и содержащую анодную штангу, расположенную внутри опоры, насос для подачи электролита из емкости в электролитическую ячейку по трубопроводу. Травильные растворы, воду и электролит для осталивания подают через штуцер, а выпускают через два штуцера, установленные в крышке.
Качество прочности сцепления наносимого покрытия с основой зависит от качества выполнения всех подготовительных операций, вследствие чего необходимо визуально контролировать каждый переход подготовительных операций, что невозможно сделать в указанной конструкции. Недостатком данного устройства является то, что необходимо одновременно восстанавливать все опоры блока цилиндров, хотя зачастую из строя выходят одна или две опоры. Кроме того, устройство сложно в изготовлении, монтировании и обеспечении герметичности соединений.
Задачей заявляемого устройства является создание упрощенного по конструкции устройства, позволяющего восстанавливать только наиболее изношенные коренные опоры.
Технический результат заключается в снижении себестоимости восстановления деталей и повышении ресурса двигателей за счет обеспечения требуемого качества покрытия.
Поставленная задача решается тем, что в устройство для нанесения электролитических железных покрытий при восстановлении коренных опор блоков цилиндров автомобильных двигателей, содержащее электролитическую ячейку, снабженную двумя трубопроводами с трехходовыми кранами и подключенную к электролитической ванне одним из двух отведений каждого трубопровода, два других отведения трубопроводов выполнены с возможностью откачивания отработанных жидкостей посредством насосов, при этом электролическая ячейка выполнена в виде втулки с крышками, закреплена на обрабатываемой опоре и содержит анодную штангу, расположенную внутри опоры, согласно заявляемому техническому решению дополнительно введен блок управления, подключенный к электролитической ячейке и насосам, кроме того электролитическая ячейка состоит из двух втулок герметично соединенных между собой, в которой установлен датчик контроля уровня электролита, подсоединенный к блоку управления.
Заявленное техническое решение поясняется чертежами фиг.1, 2. На фиг.1 изображена конструкция заявляемого устройства для нанесения электролитических железных покрытий при восстановлении коренных опор блоков цилиндров автомобильных двигателей; на фиг.2 -электролитическая ячейка.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - стол; 2 - блок управления; 3 - анодная крышка; 4 - датчик положения уровня электролита; 5 - анодная штанга; 6 - верхняя втулка; 7 - нижняя втулка; 8 - кольцо прижимное; 9 - трехходовой кран; 10 - трубопровод; 11 - перистальтический насос; 12 - ванна электролитическая с подогревом, 13 - электролитическая ячейка.
Устройство для нанесения электролитических железных покрытий (фиг.1) включает стол 1, служащий для установки на него обрабатываемой детали с размещенной в ней электролитической ячейкой 13, снабженной двумя трубопроводами 10 с трехходовыми кранами 9 и подключенную к электролитической ванне 13 одним из двух отведений каждого трубопровода 10, два других отведения трубопроводов 10 выполнены с возможностью откачивания отработанных жидкостей посредством двух насосов 11. При этом оба насоса 11 и электролитическая ячейка 13 подключены к блоку управления 2.
Электролитическая ячейка 13 (фиг.2) включает верхнюю 6 и нижнюю 7 втулки, герметично соединенные между собой с помощью двух прижимных колец 8 за счет распорки болтов. Анодная крышка 3 служит для закрепления анодной штанги 5 и датчика 4, которые подключены к блоку управления 2.
Датчик положения уровня электролита 4 может быть выполнен, например, в виде поплавка.
Отличием данного устройства является то, что имеем возможность контролировать качество поверхности в подготовительных переходах (обезжиривание, травление, очистка) в технологическом процессе восстановления.
Технологический процесс нанесения электролитических железных покрытий предусматривает получение на рабочих поверхностях деталей износостойких покрытий из водных растворов солей железа. Покрытия не требуют упрочняющей обработки и имеют высокую твердость.
Технологический процесс нанесения электролитических железных покрытий можно разделить на три этапа: предварительная подготовка, электрохимическая подготовка, нанесение покрытия и окончательная обработка.
Предварительная подготовка обрабатываемой опоры включает в себя очистку детали от масла, ржавчины и других загрязнений, изоляцию маслоподводящих каналов с помощью резиновых пробок. Механическая обработка необходима для удаления следов износа, дефектного поверхностного слоя. При недостаточной чистоте обработки слой электролитического металла повторит неровность покрытия.
Электрохимическая подготовка включает в себя анодное травление и анодную обработку в 30% - ном растворе серной кислоты.
Далее производят монтаж вневанного приспособления для коренной опоры блока цилиндров двигателя на столе 1 (фиг.1). Устанавливают электролитическую ячейку 13 с помощью двух металлических колец 8. К корпусу обрабатываемого блока цилиндров двигателя постоянно подведен «-», к анодной штанге 5 «+».
Нанесение электролитических железных покрытий осуществляют следующим образом.
2
Подвергают коренную опору блока анодному травлению при значении плотности тока 10-100 А/дм и длительности травления 1-5 мин в зависимости от состояния обрабатываемой поверхности.
Для этого верхний трехходовой кран 9 устанавливают в горизонтальное положение, и с помощью перистальтического насоса 11 по трубопроводу 10 осуществляют подачу 10% раствора НС1 при этом с помощью блока управления 2 необходимо изменить полярность:
- анод 5 «-»;
- блок цилиндров двигателя «+».
Остатки хлористого электролита нарушают технологический процесс анодной очистки, поэтому далее промывают электролитическую ячейку 13 холодной водой, которая способствует охлаждению поверхностного слоя коренной опоры блока цилиндров двигателя.
Слив хлористого электролита из электролитической ячейки 13 производят по трубопроводу 10 в дополнительную емкость (на фиг.1 не показано). Предварительно устанавливают нижний трехходовой кран 9 в вертикальное положение.
2
4
2
Далее проводят анодную очистку коренной опоры блока цилиндров двигателя в 30% растворе НSO в течении 2 минут, причем плотность тока должна быть в пределах 10-12 А/дм.
Далее промывают электролитическую ячейку 13 сначала холодной, затем горячей водой (55-60°С), слив происходит также как и в случае анодного травления. Время прогрева коренной опоры блока цилиндров не должно превышать 4 мин.
2
Процесс нанесения покрытия «железо-никель» проводят в электролите, состоящим из: 580-600 г/л хлористого железа; 1,8-2 г/л соляной кислоты при следующих режимах: плотность тока - 30 А/дм и температура электролита - 80°С.
2
Через электролитическую ячейку пропускают электролит в течении 5 мин не включая ток. Затем постепенно увеличивают плотность тока -«разгон» до 30 А/дм. После проведения технологического процесса проводят ряд окончательных операций:
- промывка;
- нейтрализация в щелочном растворе;
- промывка горячей водой;
- демонтаж вневанного приспособления;
- механическая обработка восстановленной коренной опоры.
Промывка коренной опоры двигателя происходит в горячей воде при температуре 80-90°С. Нейтрализация проводится также в горячей воде в 10%-ном растворе каустической соды с выдержкой в течении 20 мин. Необходимо ввести в технический, процесс промывку восстановленной коренной опоры в горячей воде после нейтрализации для удаления следов щелочи.
Производят демонтаж вневанного оборудования, предварительно продув коренную опору сжатым воздухом.
Последняя операция заключается в механической обработке восстановленной коренной опоры двигателя.
Заявленное устройство для нанесения электролитических железных покрытий обладает упрощенной конструкцией и позволяет восстанавливать только наиболее изношенные коренные опоры.