Способ обработки под ремонтный размер
В авторемонтном производстве широко применяется восстановление деталей под ремонтный размер. Этот способ прост в осуществлении и доступен не только для стационарных ремонтных предприятий, но и для подвижных ремонтных мастерских. Сущность способа восстановления деталей под ремонтный размер состоит в том, что с поверхности одной из деталей (более дорогостоящей, как правило,— базовой) снимается слой металла — припуска на устранение искажения геометрической формы, и получают новый ремонтный размер: меньшего диаметра для вала и большего для деталей класса «полые цилиндры» по отношению к номинальному размеру диаметра детали. Другая сопряженная деталь заменяется новой, имеющей тот же ремонтный размер. Для обеспечения посадки деталей в сопряжении (зазора или натяга) базовую восстанавливаемую деталь необходимо восстанавливать с учетом обеспечения зазора или натяга при сопряжении деталей. Ремонтный размер диаметра гильзы цилиндра больше ремонтного размера поршня того же ремонтного размера на величину зазора.
Ремонтные размеры подразделяются на стандартные, свободные (пригоночные) и регламентированные.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Рис. 15. Методы и виды механической обработки деталей
Стандартные (категорийные) ремонтные размеры — это такие отличные от номинальных размеры деталей, которые определяются ремонтными размерами сопряженных деталей, выпускаемых заводами-изготовителями машиностроительного производства. Так, выпускаемые заводами промышленности поршни и кольца определяют ремонтные размеры гильз цилиндров и цилиндров блоков ДВС и компрессоров; вкладыши коленчатого вала — ремонтные размеры шеек коленчатого вала. Стандартные (категорийные) ремонтные размеры указываются в «Технических условиях на контроль, сортировку и восстановление деталей».
Свободные ремонтные размеры, получаемые механической обработкой детали до получения правильной геометрической формы и требуемой шероховатости поверхности, по размерам строго не регламентируются, и их размеры ограничиваются только минимальной величиной. Посадка сопряженной детали (зазор) достигается путем выполнения регулировочных работ. Например, кулачки распределительного вала восстанавливаются шлифованием по копиру под свободный ремонтный размер. Компенсация увеличения зазора между клапанами и носками коромысел достигается за счет уменьшения его регулировочным болтом. Минимальный размер кулачка ограничивается величиной выступа тыльной части кулачка над поверхностью вала (0,05 мм). Под свободный ремонтный размер восстанавливаются изношенные поверхности фасок тарелок, седел и торцов клапанов, нажимные диски сцепления и другие детали.
Схема восстановления ремонтных размеров вала и гильзы цилиндра ДВС показана на рис. 16. Минимальный размер диаметра вала и максимальный размер диаметра отверстия цилиндра определяются прочностью вала или стенок цилиндра и минимальной толщиной слоя термической обработки поверхностного слоя детали. Восстановление деталей под ремонтный размер осуществляется в соответствии с разработанными рабочими технологическими процессами.
Для восстановления базовых деталей ДВС — гильз цилиндров и шеек коленчатых валов — механической обработкой под ремонтный размер расчет производят в следующей последовательности:
– определяют наибольший и наименьший размеры диаметров гильз цилиндров и шеек коленчатого вала; на основании ТУ на контроль, сортировку и восстановление деталей по наибольшему размеру диаметра цилиндра и наименьшему размеру диаметра шеек коленчатого вала определяют ближайший ремонтный размер;
– после выбора ремонтного размера определяют режимы обработки растачиванием, скорость резания, глубину резания, подачу, частоту вращения шпинделя, число проходов и основное машинное время.
Скорость резания ир определяется по табличным данным в зависимости от вида обрабатываемого материала и по графику в зависимости от необходимой шероховатости поверхности детали.
К режимам шлифования относятся окружная скорость вращения шлифовального круга, поперечная и продольная подачи. Поперечная подача (глубина шлифования) выбирается по справочникам и находится в пределах 0,05- 0,08 мм в зависимости от материала и размера детали. Продольная подача (путь перемещения шлифовального круга за один его оборот), скорость шлифования и частота вращения шлифовального круга определяются аналогично точению.
Рис. 16. Восстановление деталей под ремонтный размер
Перспективные направления совершенствования механической обработки и повышения качества восстанавливаемых деталей.
Совершенствование механической обработки осуществляется по трем направлениям:
– совершенствование технологических процессов восстановления деталей;
– применение в ремонтном производстве современного высокопроизводительного промышленного и специализированного оборудования;
-применение новых методов обработки деталей и новых видов инструмента.
Технологические процессы совершенствуются путем повышения точности обработки деталей, при оснащении оборудования подшипниками, не подлежащими износу (например, подшипниками с воздушной смазкой, гидравлической смазкой), повышения производительности технологических процессов (увеличение скоростей резания при обработке деталей резанием, сокращение вспомогательного времени) внедрения плазменно-механической обработки деталей.
В авторемонтном производстве в настоящее время применяется следующее высокопроизводительное оборудование с числовым программным, управлением: токарно-винторезные станки с ЧПУ типа 16К20Т в комплекте с роботами; фрезерные станки с ЧПУ; станки типа «обрабатывающий центр»; многошпиндельные алмазно-расточные станки с наладочным устройством и ЧПУ типа 1295 и 1296; специальные станки для шлифования коленчатых валов с гидропередачей шлифовальной бабки и гидроприжимом типа 3B423; специальные копировальные станки для восстановления кулачков распределительных валов типа 3M423 и гибкие автоматизированные линии ГАП.
Внедрение в авторемонтное производство новых методов механической обработки позволяет повысить эффективность процессов восстановления деталей. К этим методам относятся резание, совмещенное с пластическим деформированием и действием электроэрозии; резание, совмещенное с действием магнитного поля — магнитно-абразивное полирование; холодное пластическое деформирование — раскатывание, обкатывание, выглаживание, виброобкатывание и т. д.
Совершенствование механической обработки при применении новых видов инструмента достигается резцами, шлифовальными кругами, хонинговальными брусками, полировальными лентами, пастами из синтетических материалов (кубического нитрида бора— эльбора-3), алмазами, съемными твердосплавными пластинами из вольфрамовых ТН-20 и термита.
Источник
Как ремонтировать автомобиль
Обработка деталей под ремонтный размер
Обработка деталей под ремонтный размер. Обработка поверхностей детали под ремонтный размер эффективна в случае, если механическая обработка при изменении размера не приведет к ликвидации термически обработанного поверхностного слоя детали. Тогда у дорогостоящей детали соединения дефекты поверхности устраняются механической обработкой до заранее заданного ремонтного размера (например, шейки коленчатого вала), а другую (более простую и менее дорогостоящую деталь) заменяют новой соответствующего размера (вкладыши). В этом случае соединению будет возвращена первоначальная посадка (зазор или натяг), но поверхности детали, образующие посадку, будут иметь размеры, отличные от первоначальных. Применение вкладышей ремонтного размера (увеличенных на 0,5 мм) позволит снизить трудоемкость и стоимость ремонта при одновременном сохранении качества отремонтированных блоков цилиндров и шатунов.
Ремонтные размеры и допуски на них устанавливает завод-изготовитель. Восстановление деталей под ремонтные размеры характеризуется простотой и доступностью, низкой трудоемкостью (в 1,5. 2,0 раза меньше, чем при сварке и наплавке) и высокой экономической эффективностью, сохранением взаимозаменяемости деталей в пределах ремонтного размера. Недостатки способа — увеличение номенклатуры запасных частей и усложнение организации процессов хранения деталей на складе, комплектования и сборки. Очередной ремонтный размер для вала (знак «—») и отверстия (знак «+») определяют по формуле:
где Дi — i-й ремонтный размер, мм; Дн — номинальный размер, мм; i — номер ремонтного размера (i = 1. n); в — коэффициент неравномерности износа; Иmax — максимальный односторонний износ, мм; z — припуск на механическую обработку на сторону, мм.
Источник
Обработка под ремонтные размеры
При обработке деталей под ремонтные размеры восстанавливаются геометрическая форма и шероховатость поверхностей деталей, но при этом изменяются их первоначальные размеры. Новые размеры — ремонтные могут быть больше или меньше нормальных. Детали, сопрягаемые с восстанавливаемой деталью, также должны меть соответствующие ремонтные размеры.
При восстановлении деталей ремонтные размеры могут быть заранее установленными и не установленными.
Под заранее установленные ремонтные размеры обрабатывают следующие детали: коленчатые валы (коренные и шатунные шейки), распределительные валы (опорные шейки), поршневые пальцы, клапаны и их направляющие, толкатели клапанов, шкворни поворотных кулаков и др.
Этот способ широко применяют для восстановления резьбы, при этом старую резьбу срезают (рассверливают, зенкеруют или обтачивают) и нарезают новую — ремонтную, увеличенного (для отверстий) или уменьшенного (для валов) размера ближайшего номинального диаметра.
В ряде ответственных сопряжений ремонтный размер детали должен быть одинаковым в пределах одного агрегата. (Например, все цилиндры одного двигателя должны иметь одинаковый ремонтный размер). Это облегчает ремонт и обеспечивает нормальную работу двигателя. Шейки коленчатых валов также необходимо обрабатывать под один и тот же ремонтный размер; при этом ремонтные размеры шатунных и коренных шеек могут не совпадать.
Ремонтные размеры деталей приведены в технических условиях на капитальный ремонт автомобилей.
Выбор способа обработки под ремонтные размеры зависит от материала и поверхностной твердости детали, а также величины снимаемого припуска.
Обычно при такой обработке применяют те же режущие инструменты и режимы, что и при обычных чистовых операциях механической обработки в машиностроении. Стальные детали шлифуют корундовыми кругами, а детали из чугуна и цветных металлов — карборундовыми.
Обработку деталей под ремонтный размер необходимо предусматривать в конце технологического процесса, после термических, сварочных, слесарных и других операций (особенно когда деталь подвергается таким операциям, как правка, заварка трещин и т.п.). Невыполнение этого требования может привести к тому, что окончательно обработанные поверхности, например, полированные шейки коленчатого вала или шлифованные поверхности цилиндров будут деформированы или получат повреждения (риски, царапины…).
При неустановленных ремонтных размерах нельзя заранее изготовить детали с окончательными размерами, так как их следует подгонять по месту до получения требуемой посадки в сопряжении. Обработкой детали под неустановленный ремонтный размер восстанавливают, например, рабочие поверхности клапанных гнезд и головок клапанов двигателя. При эксплуатации двигателя в результате возд. горячих газов, коррозии, ударных нагрузок и отложения нагара герметичность закрытия клапанов нарушается и на рабочих поверхностях гнезда и головки клапана появляются раковины и риски. Для восстановления работоспособности сопряжения рабочую поверхность клапанного гнезда зенкуют под ремонтный размер до выведения следов износа, т.е. до получения правильной геометрической формы и требуемой шероховатости поверхности, а затем по ней притирают головку клапана или шлифуют (последующая притирка клапанов в этом случае не требуется).
Восстановление деталей под ремонтный размер является распространенным и общедоступным способом, имеющим, однако, существенные недостатки. При этом способе нельзя использовать запасные части нормального размера, в связи с чем возникает потребность в значительном запасе деталей различных ремонтных размеров.
Использование деталей с ремонтными размерами отрицательно сказывается и на технологическом процессе ремонта: удорожается и усложняется контроль и сортировка деталей, их восстановление, а также организация сборки узлов и агрегатов. Для контроля деталей необходим больший набор предельного мерительного инструмента, а при механической обработке — режущего инструмента. Появляется потребность в предварительном комплектовании сопряжений деталей для каждого ремонтного размера, что значительно увеличивает объем комплектовочных работ. Поэтому более прогрессивными следует считать способы восстановления деталей до начальных размеров, при которых обеспечивается их взаимозаменяемость
Источник
Тема: Восстановление деталей обработкой под ремонтный размер (стр. 1 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 |
Тема: Восстановление деталей обработкой под ремонтный размер
1. Классификация способов восстановления
2. Ремонт способами ремонтных размеров
3. Особенности технологического процесса ремонта способами ремонтных размеров
Вопрос 1. Классификация способов восстановления
 |
Около 85% деталей при восстановлении имеют износ не более 0,3 мм.
От 40 до 55% деталей можно восстановить.
Затраты на материалы при изготовлении составляют 38%, при восстановлении 6% от общей стоимости.
Количество операций при восстановлении в 5…8 раз меньше, чем при изготовлении.
Однако трудоемкость восстановления иногда выше, чем при изготовлении.
1. Мелкосерийный характер производства;
2. Использование универсального оборудования;
3. Частые переналадки оборудования;
4. Малые партии деталей.
Все способы можно разделить на две группы:
1. способы наращивания;
2. способы обработки.
Вопрос 2. Ремонт способами ремонтных размеров
Суть способа: наиболее сложная и дорогостоящая деталь (коленчатый вал) обрабатывается в ремонтный размер, а вторая (вкладыш) заменяется новой или восстанавливается под ремонтный размер.
Этим способом восстанавливают:
прочностные параметры изношенных поверхностей.
Ремонтные размеры делятся на регламентированные – размеры и допуски устанавливает изготовитель, детали с регламентными размерами выпускает промышленность (поршни, поршневые кольца и т. д.); ремонтные предприятия обрабатывают под эти размеры сопряженные детали (цилиндры блока, шейки коленвала и т. д.); нерегламентируемые – это размеры, установленные в учетом припуска на пригонку детали по месту.
Пример. Обработка фаски седла клапана в головке цилиндров лишь до выведения следов износа, которые затем по месту притирается клапан двигателя.
Определение величины и количества ремонтных размеров.
После механической обработки для придания правильной геометрической формы размеры поверхностей будут отличаться от первоначального на удвоенную величину максимального одностороннего износа и припуска на обработку.
При контроле деталей обычно определяют износ детали на размер U. Поэтому для упрощения расчетов по приведенным формулам используют коэффициент неравномерности износа
, 
1) при симметричном износе
2) при одностороннем износе
Для конкретных деталей β устанавливают опытным путем.
Подставляем β в приведенные формулы, получаем выражения для практического использования
— межремонтный интервал
Ремонтные размеры для вала
Ремонтные размеры для отверстия
Число ремонтных размеров
2) для отверстия
dmin и Dmax определяют по условиям прочности деталей из конструктивных соображений или исходя из минимального слоя химико-термической обработки.
1. Простота техпроцесса и оборудования
2. Высокая экономическая эффективность
3. Сохранение взаимозаменяемости деталей в пределах ремонтных размеров.
1. Увеличение номенклатуры запасных частей
2. Усложнение организации процессов комплектования деталей, сборки и хранения деталей на складе.
Вопрос 3. Особенности технологического процесса ремонта способами ремонтных размеров
Особенности рассмотрим на примере восстановления гильзы цилиндров.
Технологический процесс включает расточку и хонингование.
Расточка производится на вертикальных алмазно-расточных станках марки 278 или 2А78Н.
Перед растачиванием проводят центрирование оси шпинделя и цилиндра.
Эксцентриситет не более 0,03 мм.
При растачивании определяют припуск
DPP – ближайший ремонтный размер
DИ – диаметр изношенного цилиндра
Хонингование – доводочная операция, выполняется на доводочных или вертикально-сверлильных станках с подачей охлаждающей жидкости (керосин или смесь керосина 80…90% с машинным маслом).
На хонинговальной головке по окружности расположены 5…6 сменных абразивных бруска. Бруски разжимаются вручную, а также гидравлическим или пневматическим приводом.
Основные параметры при хонинговании
1. Скорость вращения головки
, м/мин
D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм
n – частота вращения хонинговальной головки, мин-1
2. Скорость возвратно-поступательного движения
, м/мин
n2 – число двойных ходов головки за 1 минуту
L – длина рабочего хода хонинговальной головки
lотв – длина цилиндра;
lпер – величина перебега брусков за край цилиндра, lпер = 0,2…0,3 от длины бруска;
lбр – длина абразивного бруска.
При хонинговании формируется микропрофиль с плоскими выступами и углублениями для размещения смазки.
При этом увеличивается маслоемкость и опорная площадь поверхности.
Для увеличения износостойкости цилиндров и ресурса двигателя используют хонингование алмазными брусками на эластичной каучукосодержащей связке.
Бруски при этом обладают локальной эластичностью. Алмазные зерна погружаются в связку и выступают из нее, когда зерно расположено над впадиной микропрофиля, это делает края рисок микропрофиля овальными без заусенец.
Хонингование антифрикционными брусками при этом риски на поверхности детали заполняются менее твердыми металлами и антифрикционными веществами, входящими в состав брусков.
1. Исключаются прихваты поршневых колец и задиры.
2. Снижаются механические потери, частота вращения коленвала повышается от 200 до 500 об/мин.
3. Увеличивается мощность.
4. Стабилизируется и снижается расход масла.
5. Снижается удельный расход топлива от 1,5 до 2 г/л. с.·час.
6. Увеличивается долговечность двигателя на 30…40%.
Тема: Восстановление деталей постановкой дополнительной ремонтной детали.
1. Характеристика метода
2. Способы крепления дополнительных ремонтных деталей
3. Особенности технологических процессов
Вопрос 1. Характеристика метода
Постановку дополнительной ремонтной детали применяют для компенсации износа рабочих поверхностей и при замене изношенной или поврежденной части детали.
Формы дополнительных ремонтных деталей: гильзы; кольца; шайбы; пластины; резьбовая втулка или спиральная резьбовая вставка.
Дополнительные ремонтные детали изготавливаются и того же материала, что и основная деталь.
Рабочая поверхность дополнительных ремонтных деталей должна соответствовать свойствам восстанавливаемой детали.
Крепление дополнительной ремонтной детали производят за счет посадок с натягом, приваркой, а также стопорными винтами или штифтами.
Сопрягаемые поверхности при запрессовке покрывают графитом в смеси с маслом.
После постановки и закрепления проводят окончательную механическую обработку дополнительной ремонтной детали до требуемых размеров.
простота технологических процессов и применяемого оборудования.
1. Не всегда оправдан экономически из-за больших расходов материала на изготовление дополнительной ремонтной детали.
2. Иногда снижается механическая прочность восстанавливаемой детали.
Разновидность способа ремонта дополнительных ремонтных деталей — пластинирование.
Виды пластинирования деталей.
По эксплуатационно-ремонтному признаку
— деталей ранее пластинированных
— деталей не пластинированных
— регулирование взаимного расположения
— компенсация износа деталей в сопряжениях
По технологическим признакам
— разомкнутых цилиндрических поверхностей
— деталей передающих крутящий момент
Пластинирование – это облицовка рабочих поверхностей тонкими износостойкими легкосъемными пластинами.
Напряженное – пластину перед установкой обжимают и устанавливают в напряженном состоянии, фиксация пластины происходит под действием сил трения.
Поясное – пластины устанавливают на внутреннюю поверхность в виде пояса, перпендикулярно к образующей отверстия.
Продольное – стыки пластин расположены вдоль оси отверстия.
Спиральное – пластину наворачивают на вал или отверстие.
Свободное – пластина устанавливается свободно и удерживается в результате конструкции детали.
Вопрос 2. Способы крепления дополнительных ремонтных деталей
Дополнительные ремонтные детали крепятся:
— приваркой по торцу;
— постановкой стопорных штифтов;
— посадкой с натягом.
При посадке с натягом поветхности детали и втулки (ДРД) обрабатывают по допускам H7/j6 при этом Ra = 1,25…0,32 мкм.
Усилие запрессовки дополнительной ремонтной детали
, Н
f – 0,08…0,1 – коэффициент трения при запрессовке;
d – диаметр контактируемых поверхностей;
L – длина запрессовки;
P – давление на поверхности контакта.
Диаметр контактирующих поверхностей
б – толщина втулки;
dн. о – низшее предельное отклонение;
dв. о – верхнее предельное отклонение.
n – запас прочности
Контактное давление между деталями:
∆ — минимальный расчетный натяг, мкм
С1 и С2 – коэффициенты охватываемой и охватывающей деталей;
Е1 и Е2 – модули упругости материала, Па.
При использовании теплового метода определяют температуру охватывающей детали
, мм/м·град
k = 1,15…1,3 – коэффициент, учитывающий охлаждение детали при сборке;
kα – коэффициент линейного расширения материала охватываемой детали;
d1 – диаметр отверстия охватывающей детали.
Температура охлаждения охватываемой детали
S – минимальный гарантированный зазор, мкм;
d2 – диаметр охватываемой детали, мм.
Конечная температура нагрева
Конечная температура охлаждения
Вопрос 3. Особенности технологических процессов
Рассмотрим особенности пластинирования гильз цилиндров.
1. Подготовка гильз под облицовку пластинами проводят растачиванием гильз эльборовыми резцами, обеспечивающими шероховатость от 0,16 до 0,32 мкм.
2. Изготовление пластин
Изготавливают из холоднокатанной ленты углеродистой стали У8А, У10А.
Максимальная толщина гильзы определяется исходя из обеспечения максимальной упругости.
Максимальная толщина пластины ограничена трудностью установки пластин.
Для двигателей КамАЗ пластины – 0,6 мм. Запрессовка производится прессом с усилием от 15 до 18 кН. Место стыка пластины не должно ощущаться пальцами. При простукивании звук должен быть звонким.
Особенности техпроцесса восстановления резьбовых отверстий.
Способы ремонта резьбовых отверстий:
— нарезание резьбы увеличенного диаметра;
— постановкой резьбовой втулки (ввертыша);
— установкой спиральной вставки;
— заваркой отверстия с изношенной резьбой и нарезание резьбы номинального диаметра;
— стабилизация резьбового соединения полимерной композицией.
Наружный диаметр ввертыша
d – наружный диаметр резьбы болта;
G1B – предел прочности материала болта;
G2B – предел прочности материала корпуса.
Ввертыш крепят стопорными шпильками или приклеивают.
1. Восстановление сильно изношенного отверстия
2. Не нарушается термообработка детали
3. Хорошее качество восстанавливаемого отверстия
1. Высокие трудоемкость и сложность
2. Невозможность применения при невозможности увеличения отверстия
Постановка резьбовой спиральной вставки, то есть пружины из ромбической проволоки, наружная поверхность которой образует резьбовое соединение с корпусом.
1. Повышенная прочность резьбового соединения
2. Восстановление тонкостенных деталей.
Технологический процесс восстановления спиральной вставкой
1. Очистить отверстие сверлом
2. Продуть отверстие воздухом
3. Рассверлить отверстие
4. Продуть отверстие воздухом
5. Нарезать резьбу в отверстии
6. Установить спиральную вставку.
Поводок (отогнутый край проволоки) служит для упора при вворачивании вставки.
Тема: Ремонт деталей способом пластической деформации
1. Классификация способов
2. Восстановление размеров изношенных поверхностей
3. Восстановление геометрической формы детали.
Вопрос 1. Классификация способов
Процесс пластической деформации основан на пластичности и способности металлов и сплавов изменять под действием нагрузки геометрическую форму без нарушения целостности.
Различают холодное и горячее пластическое деформирование.
Холодное – обработка давлением при температуре ниже температуры процесса рекристаллизации, вызывает упрочнение или наклеп.
Горячее – обработка давлением при температуре выше температуры рекристаллизации.
Вопрос 2. Восстановление размеров изношенных поверхностей
Восстановление размеров изношенных поверхностей происходит перемещением части материала.
Осадка – направление действия внешней силы перпендикулярно к направлению деформации. Применяют для восстановления наружного диаметра сплошных деталей и внутреннего диаметра полых деталей.
Усилие необходимое для осадки
GT – предел текучести при температуре осадки;
d – диаметр детали до осадки;
h – высота детали до осадки;
F – площадь поперечного сечения до осадки.
Уменьшение длины втулки 8…15% от номинального.
Раздача – увеличение наружных размеров полых деталей в результате увеличения их внутренних размеров.
Направление прикладываемой внешней силы совпадает с направлением деформации.
Давление, необходимое для раздачи
D – наружный диаметр;
d – внутренний диаметр.
Восстанавливают шипы крестовин карданного вала, поршневые пальцы.
Инструмент для раздачи: прошивки, дорны, шарики.
Производят в холодном и горячем состоянии.
При холодной раздаче детали имеющие химико-термическую обработку
Но это не дает увеличения длины шипов крестовины.
Поэтому применяют раздачу с локальным нагревом в результате действия сил трения.
Крестовина карданного вала.
Диаметр дорна, необходимый для раздачи шипа
— расчетный диаметр шипа крестовины после раздачи;
D0 – наружный изношенный диаметр шипа крестовины перед раздачей.
Шип нагревается при трении до 1000º С (дорн) и в результате осевой подачи раздает шип крестовины.
Линейные размеры шипа удлиняются на 0,3…0,5 мм.
d0 – диаметр исходного смазочного отверстия до раздачи.
k – коэффициент, учитывающий пластическое течение металла по смазочному каналу в процессе раздачи.
DН – диаметр номинальный.
Изношенный поршневой палец нагревают ТВЧ до 1110 К, затем быстро охлаждают, пропуская поток воды через внутреннюю полость. Происходит увеличение наружного диаметра от 0,1 до 0,3 мм.
Степень раздачи зависит от коэффициента относительной толщины стенки детали
(0,3…0,5)
Деформация наружного диаметра
d – коэффициент теплового расширения детали
∆Т – разность температур между наружной и охлажденной внутренней поверхностью деталей
γ – коэффициент остаточных деформаций (0…1).
Применяют для восстановления поршневых пальцев карбюраторного двигателя, у которых значения β невелики.
Схема электрогидравлической раздачи
Поршневой палец устанавливают в разовый полиэтиленовый патрон для направления электрического разряда по оси пальца исключая пробой на стенке пальца.
Для эффективности устанавливают специальный проводник – проволоку (Al диаметр 0,7 мм), в полость пальца подают рабочую жидкость – техническую воду.
Принцип работы: высоковольтный импульс от конденсаторной батареи проходит через проводник при этом в результате электрогидравлического взрыва возникает ударная волна, которая раздает поршневой палец.
Используемое напряжение 37 кВ.
Емкость конденсатора 6 мкФ.
Деформация пальца 0,15 мм для стали 15Х; 0,2 мм для стали 45.
Обжатие. Для восстановления внутренних размеров полых деталей в результате уменьшения наружных размеров.
Направление силы совпадает с направлением деформации.
Свободное обжатие втулки
Обжатие втулки в матрице
При вдавливании происходит осадка и раздача.
Восстановление шлицев вдавливанием
С – коэффициент, зависящий от угла 2γ.
Вдавливание производят инструментом клинообразной формы, материал выдавливается из средней части шлица в сторону изношенных боковых поверхностей. Увеличение до 1 мм на каждую сторону, инструмент перемещают вдоль шлица.
Термопластическое обжатие гильз цилиндров.
Гильзы помещают в водоохлаждаемую матрицу и нагревают до 880º С. Свободному расширению гильзы препятствуют стенки матрицы. При свободном охлаждении гильзы уменьшаются в осевом и радиальном направлении 0,75…1 мм.
Накатка: производят зубчатыми роликами или дисками для деталей с нагрузкой не более 7 МПа. Износостойкость при этом снижается на 20…25%.
При накатке образуется рифленая поверхность, что приводит к снижению площади опорной поверхности детали.
При накатке наружный или внутренний диаметр соответственно увеличивается или уменьшается в результате вытеснения металла из восстанавливаемой поверхности.
Вопрос 3. Восстановление геометрической формы детали.
Восстановление геометрических форм проводят правкой:
При статическом изгибе усталостная прочность снижается на 15…40%, стрела обратного прогиба должна быть в 10…15 раз больше, чем до правки или используют двойной прогиб:
1ый – на такую величину, чтобы вал остался прогнутым в обратную сторону на такую же величину как до правки;
2ой – таким образом, чтобы он выровнялся.
Замечание. В процессе эксплуатации может вновь возникнуть исправленная деформация. Для предотвращения этого производят отпуск детали при температуре 400…450º С в течение 0,5…1 час.
Правка ударом (выравнивание плоскостей кузовных деталей).
Выполняют молотками от 100 гр. до 500 гр.
— точность выправленной поверхности и устойчивое сохранение форм.
Замечание. При правке листа удары наносят не по выпуклым местам, а от края листа по направлению к выпуклости, при приближении к центру выпуклости удары наносят чаще и слабее. Если имеется несколько выпуклостей их сводят к одной, которую затем исправляют таким же методом.
Металл нагревают до 600…700º С в местах неровностей и при остывании под действием сил сжатия деталь выпрямляется.
Восстановление механических характеристик материала деталей.
Проводится для пружин, рессор, коленчатых валов, а также деталей после наплавки.
Наибольшее распространение получили: дробеструйная обработка, обкатка шариками или роликами.
При дробеструйной обработке пластическая деформация достигает 0,5…0,8 мм.
Используется чугунная или стальная дробь 0,8…2 мм, скорость дроби 30…90 м/сек.; время обработки 0,5…2 мин.
Тема: Восстановление деталей сваркой и наплавкой
1. Классификация способов сварки
2. Сварка и наплавка в среде активных газов
3. Сварка и наплавка под слоем флюса
4. Сварка чугунных изделий. Газовая наплавка
Вопрос 1. Классификация способов сварки
Различают три класса сварки в зависимости от используемой энергии.
1) электродуговая (нагрев электрической дугой)
2) газовая (нагрев пламенем газа)
3) электрошлаковая (нагрев током, проходящим через расплавленный электропроводный шлак)
4) индукционная (нагрев переменным электромагнитным полем)
5) электронно-лучевая (используется энергия сфокусированного потока электронов в электромагнитном поле высокой напряженности)
6) лазерная (используется энергия светового потока)
2 класс. Термомеханический: используется тепловая энергия и давление.
1) контактная (сварка давлением при нагреве током контактирующих деталей)
2) диффузионная (диффузия атомов при длительном воздействии температуры и незначительной пластической деформации). Может быть между поршневым кольцом и гильзой цилиндра; материалом гайки и шпилькой коллектора.
3 класс. Механический – используется механическая энергия и давление.
1) холодная сварка (это сварка давлением при незначительной пластической деформации без нагрева).
2) сварка взрывом (сварка в результате вызванного взрывом соударения быстро движущихся частей).
3) Магнитоимпульсная (это сварка давлением с использованием силы электрохимического взаимодействия между вихревыми токами в соединяемых частях).
4) ультразвуковая (сварка давлением, соединение частей деталей посредством ведения механических колебаний высокой частоты).
5) сварка трением (сварка давлением, когда нагрев осуществляется трением вызываемым вращением друг относительно друга свариваемых частей).
Вопрос 2. Сварка и наплавка в среде активных газов
Источник тепла – сварочная дуга, устойчивый электрический разряд в сильно ионизированной смеси газов и паров материала.
Температура дуги не равномерная: наиболее высокая – в центре газового столба – около 6000º С.
Различают: дуга прямого действия (между электродом и изделием); дуга косвенного действия (между двумя электродами, изделие не включено в цепь); трехфазная дуга (между двумя электродами, а также между каждым электродом и основным металлом.
При сварке постоянным током различают:
1) сварку при прямой полярности (положительный полюс на изделии, а отрицательный на электроде, положительный полюс разогревается сильнее);
2) сварку при обратной полярности (отрицательный полюс к изделию, а положительный к электроду. Применяется когда необходим меньший нагрев детали.
При сварке переменным током полярность тока многократно изменяется, в результате тепло распределяется равномерно. Эта сварка более экономична, чем постоянным током, расходуется от 3 до 4 кВт•ч на 1 кг расплавленного металла (для постоянного 6…8 кВт·ч).
Сварка в среде защитных газов.
В зону горения дуги под большим давлением подают газ, который вытесняет воздух из этой зоны и защищает сварочную ванну от кислорода и азота.
Активные газы (углекислый газ, азот); Инертные газы: аргон, гелий.
Сварка в среде углекислого газа.
Самый дешевый способ сварки углеродистых и низколегированных сталей.
Так как СО2 диссоциирует на СО + О2
необходимо уменьшить окислительный характер сварки. Для этого применяют электродную проволоку, в состав которой входят раскислители (Si: 0,6…1%; Mn: 1…2%).
Сварочные материалы: электродная проволока Св – 08ГС; углекислый газ СО2 в газообразном либо в твердом состоянии при температуре ниже -78,9º С.
Оборудование: наиболее распространен автомат А-547У, обеспечивает сварку металла от 0,8 до 4 мм, используется проволока диаметром 0,6…1,2 мм, скорость подачи 140…600 м/ч, номинальный сварочный ток 300 А.
Режимы сварки: сила сварочного тока; напряжение питания дуги; диаметр, вылет и скорость подачи электродной проволоки, скорость сварки, расход углекислого газа.
Аргон обеспечивает более надежную защиту расплавленного металла от воздействия кислорода и азота, чем углекислый газ. Это позволяет восстанавливать детали из трудно свариваемых материалов (чаще всего из Al и его сплавов) трудность заключается в наличии плотной, механически прочной, тугоплавкой пленки, температура плавления которой около 2000º С, в то время как температура плавления алюминия — 660º С.
Сварочные материалы: вольфрамовые электроды, присадочные материалы и газ аргон.
Вольфрамовые электроды не должны касаться поверхности детали и иметь высокую механическую прочность.
Температура плавления этих электродов 3300º С. Изготавливают из порошка прессованием, спеканием и проковкой.
Марка электродов ВТ-15. В них присутствует добавка двуокиси тория до 2%.
Присадочный материал может быть проволока, пруток или полоса из того же материала, что и свариваемый металл.
Аргон получают из воздуха в специальных разделительных колонках. В зависимости от чистоты газа различают три сорта:
А – газ для сварки химически активных металлов и для алюминиевых сплавов плавящимся электродом.
Б – для сварки неплавящимся электродом сплавов алюминия, магния и др.
В – для нержавеющих сталей.
Сварку лучше производить в нижнем положении, так как аргон тяжелее воздуха.
Аргон поставляется в баллонах под давлением 15 МПа.
Оборудование: специальная установка УДГ-301. В ней используются горелки с водяным и естественным охлаждением.
Режимы и техника сварки: диаметр электрода; сила сварочного тока; расход аргона; напряжение выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла.
Сварку выполняют наклонной горелкой углом вперед (70…80º).
Присадочная проволока подается под углом 10…30º.
Дуга возбуждается замыканием электрода и металла угольным стержнем или кратковременным разрядом высокой частоты. После окончания сварки дугу обрывают постепенно для заварки кратера растяжением дуги и при автоматической сварке плавным уменьшением силы тока.
Вопрос 3. Сварка и наплавка под слоем флюса.
Флюс обеспечивает защиту сварочной ванны от воздуха. Стабилизирует горение дуги. Обеспечивает раскисление, легирование и рафинирование расплавленного слоя.
Рафинирование: оболочка из флюса предохраняет металл от воздуха и замедляет процесс охлаждения, облегчает всплытие на поверхность шлаковых включений.
Флюс по ГОСТ 9087-81 (определение)
Флюс – неметаллический материал, расплав которого необходим для сварки и улучшения качества шва.
1) общего назначения (для углеродистых и низголегированных сталей);
2) специального назначения (для легированных сталей)
— по способу изготовления:
— по химическому составу:
1) оксидные (из окислов металла)
2) солевые (из фтористых и хлористых солей)
Наплавочная проволока делиться на три группы:
1) для наплавки деталей из углеродистых сталей Нп-30;
2) для легированной стали Нп-30Х5
3) для высоколегированной стали Нп-4Х13.
Кроме электродной проволоки могут использоваться сплошные или порошковые ленты толщиной 0,3…1 мм
1) сила сварочного тока
2) диаметр проволоки d
3) скорость наплавки
αн – коэффициент наплавки, г/А•ч;
М – масса 1 м металлонаплавки, г.
4) Скорость подачи электродной проволоки
γ – плотность наплавляемого металла.
5) Частота вращения наплавляемой детали
S – шаг наплавки
∆ — толщина слоя наплавки
D – диаметр восстанавливаемой детали
η – коэффициент наплавления.
Шаг наплавки выбирают 2…6 диаметров электродной проволоки.
Увеличивая вылет электродной проволоки увеличивается скорость сварки и толщина сплава, глубина проплавления уменьшается.
Оборудование: установка УД – 209 обеспечивает все виды наплавочных работ. Наплавляется деталь диаметром от 25 до 360 мм и длиной от 100 до 800 мм. Питается установка от универсального сварочного выпрямителя ВДУ – 506.
Вопрос 4. Сварка чугунных изделий. Газовая наплавка.
Чугун – трудносвариваемый материал. Причина – наличие большого количества свободного углерода и структура.
В процессе сварки свободный углерод выгорает с образованием углекислого газа, часть которого не успевает выделиться из шва, что приводит к образованию пористости. Кроме того, содержащиеся в порах масло (после эксплуатации) выгорает и образует поры.
Чугун быстро переходит из жидкой фазы в твердую, минуя пластическое состояние. При этом образуется цементит Fe3C, обладающий высокой твердостью и нулевой пластичностью.
Мероприятия для обеспечения качественной сварки:
1. предварительный нагрев детали;
2. охлаждение металла с заданной скоростью;
3. применение специальных электродов с низкой температурой плавления, меньшей, чем у основного металла.
Два способа сварки чугунных изделий.
1. Холодная сварка предусматривает сварку без подогрева детали, требуемая пластичность достигается подбором электродного металла с большим значением предела текучести по сравнению с основным металлом и благодаря уменьшению количества углерода в наплавленном слое (применением электродов из металлов и сплавов не образующих карбидов (медь, никель и т. д.)).
2. Горячая сварка: деталь предварительно нагревается до 650…680º С, присадочный материал чугунные прутки и специальный флюс ФСЧ-1.
Нельзя допускать остывания деталей ниже 500º С. Охлаждают деталь со скоростью 50…100º С/час для нормализации и снятия напряжения.
В качестве горючих газов используют ацетилен или пропанобутановую смесь.
Ацетиленовые баллоны заполняют пористой массой (активированным углем или пемзой), пропитанной ацетоном, хорошо растворяющим ацетилен. Такой ацетилен безопасен при хранении.
Источник
