Лекция №4.1 (Лекция Иванов В.А.)

Лекция №4ТИПОВЫЕ МЕТОДЫ ИСПОСОБЫВОССТАНОВЛЕНИЯДЕТАЛЕЙ4.1. Экономическая целесообразностьвосстановления деталейВосстановление—производствовосстановительных работ, в результате которых детали,узлу или агрегату возвращаются первоначальные(номинальные)размеры,форма,свойства,мощность и точность (изменения возможны тольков сторону улучшения).Износ деталей часто приводит к нарушениюпосадки в сопряжении — увеличиваются зазоры иуменьшаются первоначальные натяги, нарушаетсяформаповерхностей,возникаютдругиенеисправности и дефекты.Такие детали при ремонте заменяют иливосстанавливают(стоимостьвосстановленияобычно составляет от 15 до 40 % стоимости новыхдеталей).

Восстановление деталей способствуетзначительной экономии дефицитных материалов ицветных металлов.Чтобы выбрать способ восстановления иупрочнения детали, необходимо знать свойства исроки службы новых и восстановленных деталей.Восстановленная деталь должна быть достаточнодолговечной и надежной в эксплуатации, а такжеобладать качествами новой.Применяя современные методы ремонта,можно восстановить некоторые детали так, что ихэксплуатационные свойства будут превышатьсоответствующие показатели новых деталей.Привыбореспособавосстановлениядеталей и сборочных единиц за основу принимаютэкономическуюцелесообразностьвосстановления, наличие на предприятии необходимогооборудования и материалов, технологические иконструктивные особенности деталей, величину ихарактер их износа и т.д. Целесообразностьспособа восстановления и упрочнения деталей вкаждом случае зависит от многих факторов:условий их работы; характера сопряжения(подвижная или неподвижная посадка);величины и характера действующих нагрузок;скорости взаимного перемещения деталей сподвижной посадкой; условий и характерасмазывания деталей с подвижной посадкой и пр.Основнымпоказателемэкономическойэффективностивосстановленияизношенныхдеталей и целесообразности того или иногоспособа восстановления и упрочнения служитотносительная себестоимость, т.е.

себестоимостьвосстановления детали, отнесенная к сроку ееслужбы после ремонта. Этот показатель являетсянаиболее комплексным и обобщающим, так какотражает не только все элементы затрат, но иизносостойкостьдеталейпослеихвосстановления.Однако наряду с относительной себестоимостьюнемаловажноезначениеимеюттакжепродолжительностьитрудоемкостьтехнологическогопроцессавосстановлениядеталей, степень дефицитности примененныхматериалов и др.Для восстановления изношенных деталейнаиболее широко используются следующиеспособы:механический(способремонтныхразмеров); сварка и наплавка с последующеймеханическойобработкой;восстановлениеполимернымиматериалами;гальваническоепокрытие;химическаяобработкаидр.Достоинства и недостатки каждого из способоврассматриваются в подразд.

4.2—4.9.4.2. Восстановление деталеймеханической обработкойЭтотспособширокоприменяюткаксамостоятельныйпривосстановлениинаправляющих станков, изношенных отверстийили шеек различных деталей, резьбы ходовыхвинтов и пр. Экономическая целесообразностьвосстановления деталей механической обработкойсостоит в том, что себестоимость восстановленияобычно ниже стоимости новых деталей, так как приэтомспособеневеликитрудоемкостьипродолжительность ремонта, а также затраты наматериалы.Сущность этого способа заключается в том,чтовосстанавливают(исправляют)геометрическуюформуремонтируемойсопрягаемой детали снятием минимального слояметалла с ее изношенных поверхностей доудаленияследовизносабезсохраненияпервоначальных размеров детали (рис.

1, б).Сопряжение деталей затем восстанавливаютвведением готовой или изготовленной зановодеталикомпенсатора,обеспечиваяпервоначальные(номинальные)посадки.Применение данного метода восстановленияизношенных деталей связано с понятиемремонтного размера.Ремонтным называют размер, до которогопроизводится обработка изношенной поверхностипри восстановлении детали. Различают свободныеи регламентированные ремонтные размеры.Свободным называют размер, величинакоторогонеустанавливаетсязаранее,аполучаетсянепосредственновпроцессеобработки, т.е. наибольший для вала инаименьший для отверстия размер, при котором врезультате обработки следы износа оказываютсяустраненными, а форма детали восстановленной.К полученному свободному ремонтному размеруподгоняют соответствующий размер сопряженнойдетали методом индивидуальной пригонки.Недостатком системы свободных ремонтныхразмеровявляетсяневозможностьзаранееизготовить в окончательно обработанном видезапасные детали, которые можно было бы быстропоставить в машину без пригоночных работ.Регламентированный ремонтный размер —это заранее установленный размер, до котороговедут обработку изношенной поверхности при ееисправлении.Системарегламентированныхремонтных размеров создает условия дляприменения метода взаимозаменяемости приремонте и обеспечивает ускорение ремонта.Запасные детали в условиях применения этойсистемы можно изготавливать заранее.Основными данными при расчете ремонтныхразмеров и составлении шкалы для каждой парысопрягаемыхдеталейслужатвеличинадопустимого износа за межремонтный период иприпуск на обработку.

Конечный ремонтныйразмер устанавливают исходя из условийпрочности, долговечности и конструктивныхособенностей сопрягаемых деталей.Изношенные направляющие станин станковвосстанавливают строганием, шлифованием идругими способами. При этом восстанавливают ихгеометрическую форму, соблюдая точность снятияслоя металла.Нарушенную размерную цепь с кареткойсуппорта и другими сборочными единицамивосстанавливают постановкой компенсационныхнаделок. Некоторые детали или их элементыневозможно восстановить до прежних размеров, аврядеслучаевпроцессвосстановленияэкономическинецелесообразен.Приэтихусловияхремонтосуществляютметодомремонтных размеров. Чаще всего этот метод применяют для сопрягаемых деталей типа вал—втулка. В этом случае из двух сопрягаемыхдеталей ремонтируют одну (дорогостоящую илиметаллоемкую), а другую изготавливают заново.Переводремонтируемойдеталинаремонтный размер в некоторых случаях можноосуществлять до четырех раз.

Ремонтныеразмеры для часто ремонтируемых деталейобычно рассчитывают заранее или в процессеремонта. При переводе деталей на следующийремонтный размер диаметр ремонтируемого валапостепенно уменьшается, а диаметр отверстияремонтируемой детали увеличивается (рис. 1).Очереднойремонтныйразмерdpn(мм)ремонтируемого вала определяют по формулеdpn =dn-2nв(δ'B + δ"B ),где dn — номинальный диаметр вала новойдетали, мм; nв— порядковый номер ремонтногоразмера вала;Рис. 1. Схема ремонтных размеров:1 — ремонтируемая деталь; 2 — изготавливаемая детальδ'B — допустимый износ вала (на однусторону) за межремонтный период, мм; δ"B —припуск на механическую обработку вала за одинремонт (на одну сторону), мм.Ремонтный интервал для диаметра валаγpn =2 δ'B + δ"B, γв =2 (δ'B + δ"B ).При расчете ремонтного размера отверстияследует учитывать, что при ремонте деталиотверстие увеличивается.

Поэтому формула дляопределения ремонтного размера отверстия будетиметь вид:Dpn =Dн+nо γо ,где Dн — номинальный диаметр отверстия новойдетали;nо — порядковый номер ремонтного размераотверстия; γо — ремонтный интервал длядиаметра отверстия, мм.Число ремонтных размеров устанавливаютисходя из предельно допустимого размерасопрягаемых элементов деталей, т. е.

минимального диаметра ремонтируемого вала dmin имаксимальногодиаметраремонтируемогоотверстия Dmax. Величины Dmaxи dmin находятаналитическим путем исходя из расчета напрочность и конструктивных особенностей детали.Чтобырассчитатьчислоремонтныхразмеров, используют формулы:Таблица 1Зависимости для определения промежуточныхремонтных размеровСпособ ремонтных размеров применяется нетолько для простых деталей типа вал—втулка,поршень—гильза, но и для деталей типашпиндель—подшипники, корпусных деталей сваламиидр.Например,приремонтешестеренчатогонасосавместоустановкикомпенсационных втулок можно расточить корпусподремонтныйразмер,изготовивновыеоткорректированные шестерни.

Этот способприемлем и для резьбовых соединений, в которыхпри износе увеличивают внутренний размеррезьбы (гайки), а винты заменяют новыми.В частности, этим способом ремонтируюткорпусные детали с резьбовыми отверстиями.4.3. Восстановление деталей сваркой инаплавкойСварка. Сварка применяется как способнеразъемного соединения деталей, а также длявосстановления изношенных деталей.Перед ее началом места сварки детали иприлегающие зоны очищают от масла и грязи.Замасленные детали вываривают в растворекаустической соды, после чего промывают теплойводой. Место под сварной шов зачищают стальнойщеткой,напильником,абразивнымкругом,пескоструйнымаппаратомилипромываютрастворителями.Кромки в месте шва разделывают (табл. 2).Таблица 2Подготовка кромок швов к сваркеДетали из стали сваривают в основномэлектродуговойсваркойметаллическимиэлектродами.

Электроды для ручной дуговойсваркипредставляютсобойметаллическиестержни диаметром 1,6…12 мм и длиной 225...400мм. Для сварки углеродистой стали электродыизготовляют из мягкой стальной проволоки,содержащей 0,08...0,12 % С (марки Св-0,8, Св0,8ГА). При сварке легированной стали электродыделают из низколегированной стальной проволоки,содержащей до 0,2 % С. Стальные электродыимеютметаллическийстержень,покрытыйспециальной обмазкой.Электроды с тонким стабилизирующимпокрытием (0,1...0,3 мм на сторону) применяют длясварки малоответственных конструкций.Электроды с толстыми обмазками (0,5...3 мм насторону) повышают устойчивость горения дуги изащищают расплавленный металл от окисления инасыщения азотом.Покрытия повышают устойчивость горениядуги, поэтому их называют ионизирующими.

Онисостоят из мела, поташа, калиевой селитры,углекислого бария, титанового концентрата,силиката калия, полевого шпата и др.Чугунныедеталисвариваютдвумяспособами: электро- и газовой сваркой. Различаютхолодную и горячую сварку. Холодной называетсясварка электрической дугой, при которой детальпредварительно не подогревается. Если процессосуществляется, когда деталь подогрета до600...650°С, то такая сварка называется горячей.Сварка чугунных деталей затруднена тем,что углерод частично выгорает и образуетуглекислый газ, растворяющийся в наплавленномметалле. Часть газа из-за низкой температурыплавления и быстрого перехода чугуна из жидкогосостояния в твердое остается в металле.

По этойпричине сварной шов получается пористым инестойким к воздействию нагрузки.Неравномерныйнагревибыстроеохлаждение чугуна вызывают в деталях большиенапряжения, что часто приводит к появлениютрещин. Поэтому при сварке ответственныхчугунных деталей выполняется предварительныйнагрев деталей до сварки, медленное охлаждениенаплавленного металла, а также используютсяэлектроды с низкой температурой плавления.Присваркечугунныхдеталейбезпредварительного нагрева применяют электродыиз монель-металла (медно-никелевый сплав),медно-железные и никелевые электроды. Для этихэлектродов применяется специальная обмазка.При заварке трещин в чугунных деталяхстальными электродами в ряде случаев прибегаютк установке шпилек в шахматном порядке,ввертываяихврезьбовыеотверстия,выполненные по длине трещин.