DIPLOM-Shishlenin (1210972), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В условиях деповского ремонта при восстановлении изношенных деталей наиболее часто используется наплавка. Это обусловлено сравнительной простотой и универсальностью оборудования, широкими возможностями по достижению требуемых эксплуатационных свойств. [1]
При компенсации износа масса металла, наносимого на деталь, обычно равна 2-6% массы ремонтируемой детали, а стоимость ремонта составляет, как правило, 10-30% стоимости новой детали. Таким образом, восстановление деталей транспортной техники обеспечивает экономию металла, энергетических и трудовых ресурсов, а также охрану окружающей среды.
Между тем существующие методики определения режимов восстановления наиболее ответственных деталей подвижного состава, выполненных из качественных сталей, подвергающихся высоким удельным нагрузкам, либо не достаточно точны, либо требуют значительных затрат машинного времени при расчетах на ЭВМ, индивидуального подхода при проектировании, дополнительных трудоемких экспериментов. Воздействие концентрированного источника энергии при плавлении металла существенно изменяет параметры нанесенного слоя и зоны термического влияния. Формируемые показатели, такие как: геометрия поверхности, химический состав слоя, механические свойства - наследуются на всех последующих операциях восстановления, определяют затраты при механической и термической обработке, а также работоспособность восстановленного изделия.
Вышеизложенное свидетельствует об совершенствовании методики прогнозирования свойств изделий во время ремонта для обоснованного выбора структуры и параметров технологического процесса восстановления деталей подвижного состава.
Один из методов восстановления деталей мы рассмотрим в дипломной работе. Данный метод необходим на железной дороге в соответствии с требованиями Нормативных документов МПС, ОАО РЖД и локальных нормативных актов.
В которых говорится что железнодорожный подвижной состав должен быть оборудован деталями повышенного ресурса. Цель которых заключается в снижении эксплуатационных расходов, увеличения межремонтного пробега подвижного состава, обеспечения уровня надежности технических средств, особенно наиболее ответственных узлов, отказы которых могут привести к нарушениям требований безопасности движения.
Метод который позволит нам восстанавливать и упрочнять детали повышенного износа называется индукционно-металлургическим.
Данный метод я попытаюсь изложить в дипломной работе и раскрыть его плюсы и минусы на примере ремонта выбранной мной детали. Также будет описана технология восстановления детали-представителя индукционно-металлургическим способом, который по ряду параметров превосходит традиционные методы сварочной наплавки.
1 МЕТОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ
ИНДУКЦИОННО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ НАПЛАВКОЙ
1.1 Общие сведения
Индукционно-металлургический способ является наиболее эффективным, сущность его заключается в нагреве детали токами высокой частоты и расплавлении на поверхности детали специальных присадок (порошков) , создающих после сплавления с основным металлом износостойкую поверхность. Такой метод применяется для изготовления автосцепок пассажирских вагонов и других деталей подвижного состава. [2]
Данный способ восстановления и упрочнения трущихся поверхностей деталей и узлов подвижного состава основан на использовании высокочастотного концентрированного поверхностного нагрева деталей под наплавку порошковыми материалами с заданными физическими свойствами. Температура нагрева 1200-1500 °С регулируется изменением мощности, отбираемой нагревателем (индуктором) от высокочастотной установки, и зависит от состава наплавочной шихты.
Все работы по наладке, настройке и установке режимов высокочастотной установки, а также по наплавке деталей проводит специально обученный и прошедший рабочий инструктаж персонал в составе бригады не менее 2 человек.
С помощью данного способа сокращаются эксплуатационные затраты на содержание подвижного состава, возможно исключить браковку деталей ударно-тяговых приборов при производстве плановых видов ремонта по причине сверхнормативного износа, что ведет к снижению потребности в закупке новых деталей, увеличить межремонтный ресурс пробега узлов ( автосцепок, тяговых хомутов и т.д.) железнодорожного подвижного состава до 1 миллиона вагоно-километров и более, снизить количество отцепок вагонов и локомотив во внеплановые виды ремонта, уменьшить время простоя подвижного состава в ремонте, сэкономить материально- технические ресурсы, необходимые для ремонта детали ввиду незначительного износа упрочненного слоя в процесс эксплуатации.
1.2 Основные требования к производству наплавочных работ
индукционно-металлургическим способом
Все наплавочные работы на ремонтных предприятиях должны выполняться с соблюдением требований настоящей инструкции ЦТ-ЦВ-ЦЛ-590 , инструкции по сварке и инструктивными указаниями. Наплавочные работы должны выполняться на рабочих местах в соответствии с санитарными и противопожарными нормами, действующими на железнодорожном транспорте и требованиями безопасности при восстановлении и упрочнении деталей ИМС. [17]
Наплавлять разрешается детали, имеющие износы не выше максимальных, обусловленных правилами ремонта. Восстанавливаемые наплавкой детали должны доводиться до альбомных размеров. Рабочая технологическая документация на наплавочные работы разрабатывается непосредственно на ремонтных предприятиях и утверждается их руководителями. Все наплавочные работы должны выполняться с применением специализированных, серийно выпускаемых промышленностью генераторов. Рекомендуется применять промышленные высокочастотные установки мощностью 60-160 кВт и частотой тока от 66 до 440 кГц: ВЧГ6 - 60/0.44; ВЧИ2 - 100/0.066; ВЧГ7 - 60/0.066; ВЧГ6 - 160/0.066; ВЧГ9 - 60/0.44 и другие. Все перечисленные марки генераторов могут иметь индекс “М”.
Состояние оборудования, оснастки, приспособлений, инструмента и других средств технологического оснащения наплавочного производства, а также соблюдение технологии наплавочных работ должны периодически, но не реже одного раза в год, проверяться комиссией. Состав комиссии утверждает руководитель ремонтного предприятия.
При наплавке должен быть обеспечен свободный доступ к месту производства работ. Запрещается допускать к выполнению наплавочных работ лиц, не имеющих удостоверение установленного образца, а также не аттестованных.
При индукционно-металлургическом способе ( далее - ИМС) наплавки подводимая к индуктору мощность от установки ТВЧ должна находиться в пределах 25-60 кВт.
Монтаж и эксплуатация высокочастотной установки должны осуществляться в строгом соответствии с технической документацией на высокочастотный (далее - ВЧ) генератор.
Процесс наплавки деталей ИМС необходимо производить с помощью манипуляторов, специальных установок, технологических комплексов различных типов .
1.3 Подготовка деталей к наплавке
Процесс подготовки деталей к наплавке состоит из ремонта, механической обработки, нарезки канавок на наплавленные поверхности или армирования мест наплавки (при необходимости), очистки и осмотра. [18]
Восстановительный ремонт изношенных деталей осуществляется в соответствии с технической документацией. Механическая обработка мест под наплавку ИМС может осуществляться на токарном, фрезерном, строгальном, заточном и других станках. Детали до наплавки должны быть сухими, очищенными от окалины, продуктов коррозии, краски, грязи, масла, шлака и тому подобное. Новые детали должны тщательно очищаться от пригарочных пленок и формовочных смесей. Очистка должна производиться механизированными способами с применением специального инструмента, армированных абразивных кругов, стальных проволочных щеток, устройств ударного типа и других инструментов.
Допускается газопламенная очистка мест наплавки. Остатки окислов и сгоревшей краски после газопламенной очистки должны быть удалены. Для уменьшения трещинообразования и повышения равномерности наплавленного слоя при наплавке больших поверхностей производится нарезка канавок на наплавляемых поверхностях или армирование наплавляемых поверхностей (подпятник надрессорной балки, пятник, тарель буферного стержня, торцевая поверхность хвостовика автосцепки и других поверхностей большой площади наплавки). При армировании в канавки укладывается низкоуглеродистая проволока и закрепляется с помощью прихваток, выполненных электросваркой.
1.4 Наплавочные материалы
Для ИМС наплавки применяется наплавочная шихта, представляющая собой механическую смесь износостойких сплавов и соответствующих флюсов в определенных соотношениях по массе.
Особенностью индукционно-металлургического способа [11] наплавки является взаимодействие флюса с покрытыми окислами поверхностями частиц сплава и основного металла с переводом окислов в легкоплавкие соединения и диффузия бора из флюса в очищенные поверхности основного металла и сплава, что значительно снижает температуру сплавления. Процесс наплавки с применением борсодержащих флюсов складывается из нескольких стадий:
- разложение окислов флюсами с образованием легкоплавких метаборатов металлов очисткой контактных поверхностей жидкой флюсовой ванной и образованием свободного бора;
- диффузия бора в поверхность основного металла и частицы наплав- ляемого сплава с образованием легкоплавких боридных эвтектик на поверхности;
- соединение жидких фаз на поверхности основного металла и поверхности частиц сплава с образованием жидкой металлической ванны;
- вывод неметаллических включений на поверхность металлической ванны и защита расплавленного сплава от окисления кислородом воздуха;
- кристаллизация наплавленного металла и самоотделение шлаковой корки по мере охлаждения детали.
Активность флюса должна быть в интервале 800-1350 °С. Температура плавления флюса должна быть не выше 800 °С. Расплавленный шлак должен обладать небольшой вязкостью при температуре 1100-1350 °С, чтобы обеспечить максимальное удаление образующихся в процессе плавления паров и газов, облегчить оседание частиц твердого сплава и получение поверхности наплавленного металла без местных углублений. Плотность флюса должна быть значительно меньше плотности сплава, чтобы обеспечить всплывание капель шлака на поверхность ванны. Флюс не должен образовывать и выделять токсичные соединения.
Составы флюсов должны соответствовать требованиям приведенным в таблице 1.1. [12] Материалы флюсов поставляются предприятиями-изготовителями, указанными в таблице 1.2. Рекомендации по использованию флюсов приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.1 - Состав флюсов для наплавки
| Наименование компонентов | Стандарт | Содержание, % | ||
| П-1.5 | НП | Д | ||
| Кислота борная Бура техническая Силикокальций СК-ЗО Сода кальцинированная Борат кальция Флюс сварочный АН-348А | ГОСТ 18704-78 ГОСТ 8428-77Е ГОСТ 4762-71Е ГОСТ 5100-85Е МРТУ 6-0.8-305-74 ГОСТ 9087-69 | 43 29 8 - - 20 | 50 - 10 6 14 .20 | 48 - 10 7 15 20 |
Таблица 1.2 - Предприятия, поставляющие исходные компоненты флюсов
| Наименование компонента | Предприятие-изготовитель | |
| Кислота борная Бура техническая Борат кальция | Приморское ПО “Бор”, 692430, пос. Дальнегорск Приморского края, пр. 50 лет Октября, 116 | |
| Сода кальцинированная | г. Донецк, Украина, Содовый завод | |
| Силикокальций СК-30 Флюс сварочный АН-348А | 454081,Челябинск,Электрометаллургический комбинат г. Донецк, Украина, Комбинат камнелитых керамических изделий | |
Таблица 1.3 - Рекомендации по применению флюсов
| Наименование флюса | Назначение |
| П-1.5 | Наплавка при автоматическом дозировании. Наплавка поверхностей, лежащих в одной плоскости. Наплавка при высоких требованиях по содержанию неметаллических включений и высокой чистоте наплав-ленной поверхности. |
| Д | |
| НП | Наплавка магнитными порошками с закреплением шихты предварительным спеканием. Наплавка криволинейных поверхностей с закреплением шихты предварительным спеканием. Снижение себестоимости работ по упрочнению за счет некоторого ухудшения качества наплавленного слоя |
1.4.1 Технология приготовления наплавочной шихты
Все работы по изготовлению наплавочной шихты следует выполнять на специальном участке. [12] Наплавочная шихта представляет собой механическую смесь износостойких сплавов по ГОСТ 21448-80, ТУ- 48- 4206-31-94, ТУ 48-19-493-90 и соответствующих флюсов в определенных соотношениях по массе. Количество флюса в шихте определяется заданной толщиной наплавляемого металла, длительностью процесса плавления, состоянием наплавляемой поверхности и грануляцией износостойкого сплава.
1.4.2 Технология приготовления шихты с плавленым флюсом П - 1.5 и Д
При высокой (более 5%) влажности порошка твердого сплава производить сушку в течение 1 часа при температуре 95-105° С. В зависимости от условий наплавки и технических условий к упрочненной детали отвесить 80-84% износостойкого сплава и 20-16% флюса П - 1.5 или Д и загрузить в смеситель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
