Способы восстановления деталей с изношенными поверхностями это

Лекция № 5. Методы и способы восстановления изношенных деталей, повышения их прочности и служебных характеристик.

Большое количество деталей машин и механизмов выходит из строя в процессе эксплуатации вследствие истирания, удар­ных нагрузок, эрозии и т. д. Современная техника располагает различными методами восстановления и упрочнения деталей для повышения срока их службы.

Восстановление изношенных деталей – сложный организационно-технологический процесс, при котором, в отличие от производства новых деталей в качестве заготовки используют изношенную, но уже сформированную деталь. В этом случае затраты на выполнение таких операций, как литье, ковка, штамповка и т.п., отсутствуют. В то же время при восстановлении изношенных деталей появляется ряд дополнительных операций: мойка, разборка, дефектация, комплектация, затраты на которые следует учитывать при выборе способа восстановления.

Изношенные детали восстанавливают следующими способами:

а) сварка дуговая ручная и автоматическая под флюсом и в углекислом газе; сваркой восстанавливают станины и корпусные детали;

б) наплавка — процесс увеличения размеров изношенных деталей электродуговым способом с последующей обработкой детали на заданные размеры; наплавку используют для восстановления валов, червячных роторов, втулок и т.п.;

в) металлизация — процесс нанесения расплавленного металла с помощью сжатого воздуха; такое напыление осуществляется послойно до 10 мм;

г) электрохимическое покрытие — это процессы хромирования, никелирования, цинкования до 3 мм;

д) пластические деформации — правка, раздача, обжатие и т.п.

Правка применяется для устранения изгиба, коробления и т.п. Обжатие и раздача применяются для изменения размеров деталей (втулок, пальцев).

Электродуговая металлизация. Этот способ нанесения по­крытий очень распространен. Преимуществами электродуговой металлизации являются высокая производительность нанесения покрытий, получение покрытий в несколько миллиметров, высо­кая износостойкость (в 1,5-2 раза выше новой детали), простота и технологичность процесса, возможность нанесения покрытия на одну поверхность различных наплавочных материалов. Обла­стью рационального применения электродуговой металлизации является антикоррозионная защита алюминием и цинком трубо­проводов, цистерн, емкостей, металлоконструкций.

Плазменное напыление. Плазменное напыление является од­ним из эффективных способов нанесения защитных и упроч­няющих покрытий на поверхность деталей. Это — процесс, при котором наносимый материал в виде порошка или проволоки вводится в струю плазмы, нагревается до температур, превы­шающих температуру его плавления, и разгоняется в процессе нагрева до скоростей порядка нескольких сотен метров в секун­ду. Плазменное напыление является наиболее сложным процес­сом плазменной обработки.

Высокоскоростное напыление. В основе метода лежит на­грев порошковых частиц и их нанесение со скоростью 2000 м/с на поверхность детали. Частицы порошка посредством газовой струи переносятся на деталь, обладая высокой кинетической энергией, которая при ударе о подложку превращается в тепловую. В качестве напыляемых материалов используются различные металлические и металлокерамические порошки.

Метод позволяет наносить покрытия толщиной от 50 мкм до нескольких миллиметров. Оптимальную же толщину покрытия следует выбирать в каждом конкретном случае исходя из экс­плуатационных, технологических и экономических соображений. Так, например, при защите от коррозии оптимальная толщина покрытия варьируется в диапазоне от 150 до 350 мкм. При нане­сении износостойких покрытий их толщина выбирается в диа­пазоне от 300 до 600 мкм.

При восстановлении деталей толщина покрытия может быть значительно больше оптимальных значе­ний. Этим методом может быть нанесено покрытие на сталь, чу­гун и цветные металлы. Материал покрытия — металлы и сплавы. Кроме того, метод позволяет наносить высококачественные по­крытия из металлокерамики (карбид вольфрама, карбид хрома и др. с микротвердостью до 74 HRC), обладающей высокой твердостью. Такой ассортимент материалов позволяет обеспе­чить очень широкий спектр свойств покрытий. В подавляющем большинстве случаев путем подбора покрытия достигается мно­гократное увеличение ресурса новых деталей. Применение со­временных высококачественных газотермических покрытий по­зволяет эффективно решать ряд проблем — износ трущихся дета­лей, снижение коэффициента трения, гидроабразивный износ, коррозия и др.

Высокоскоростной метод напыления позволяет получить бо­лее плотное в 1,5-3 раза прилегание покрытия, меньшую в 5-12 раз пористость и большую твердость, повышает эксплуатацион­ные характеристики.

Газопламенное напыление полимеров. Напыление полиме­ров — метод получения тонкослойных покрытий и тонкостенных изделий путем нанесения порошкообразных полимерных компо­зиций на поверхность детали или формы. Сплошная защитная пленка (или стенка изделия) образуется при нагревании детали (или формы) с нанесенным слоем порошка выше температуры плавления полимера или при выдержке в парах растворителя, в котором полимер набухает. В промышленности применяют раз­личные способы напыления полимеров: газопламенное, вихре­ и коленчатые валы, клапаны, шкивы, маховики, ступицы колес и т. д. Наплавку можно производить почти всеми известными способами сварки плавлением. Каждый способ наплавки имеет свои достоинства и недостатки.

Для наплавки используют электроды диаметром 3-6 мм. При толщине наплавленного слоя до 1,5 мм применяются элек­троды диаметром 3 мм, а при большей толщине — диаметром 4- 6 мм. Для обеспечения минимального проплавления основного металла при достаточной устойчивости дуги плотность тока со­ставляет 11-12А/ММ 2 . Основными достоинствами ручной дуго­вой наплавки являются универсальность и возможность выпол­нения сложных наплавочных работ в труднодоступных местах. Для выполнения ручной дуговой наплавки используется обычное оборудование сварочного поста.

Для восстановления размеров изношенных деталей помимо электродов и присадочных прутков применяют наплавочные проволоки Нп-30; Нп-40; Нп-50 и т. д. Для наплавки штампов применяют легированные наплавочные проволоки Нп-45 Х 4ВЗФ, Нп-45 Х 2В8Т и др. (Нп — обозначает наплавочная).

Для износостойкой наплавки широкое применение находят порошковые проволоки в соответствии с ГОСТ 2601-84. Напри­мер, для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания с умеренными ударными нагрузками применяют порошковые проволоки марок ПП-Нп-200 х 12М; ПП-Нп- 200 х 12ВФ и т.д. (ПП обозначает «проволока порошковая»),

Микродуговое оксидирование. Метод используется для нане­сения покрытий на алюминиевые и магниевые сплавы и позволяет получать покрытия с высокими механическими, ди­электрическими и теплостойкими свойствами. Покрытия на алюминиевых и магниевых сплавах по износостойкости пре­вышают все существующие материалы, используемые в современной технике. Например, при одинаковой микротвер­дости с корундом износостойкость покрытий, полученных этим методом, может быть в несколько раз выше.

Основные области применения:

— создание коррозионностойких и износостойких покрытий для бурового, нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего оборудования;

пары трения, подшипники скольжения, зубчатые переда­чи, поршни, цилиндры, торцевые уплотнения.

Источник

Способы восстановления деталей

Любой механизм изнашивается как в процессе эксплуатации, так и без неё – примером служит коррозионный износ. Для восстановления его исправности и работоспособности проводят комплекс операций, называемый ремонтом. Сегодня существуют разные способы восстановления деталей. Металлообработка — один из способов решения.

Виды способов восстановления изношенных деталей

Выделяют две группы основных способов восстановления изношенных деталей:
1. Слесарно-механический (индивидуальной подгонки);
2. Восстановление первоначальных размеров или устранения дефектов без замены поврежденных деталей методами:

• наплавки и сварки;
• пластического деформирования;
• нанесения металлических и неметаллических покрытий;
• пайкой.

Слесарно-механический способ восстановления

Особенностью данного способа является восстановление формы и взаимного расположения поверхностей без воссоздания первоначальных размеров.
Поставленные цели достигаются двумя путями:

• обработкой обеих сопрягаемых деталей;
• обработкой одной (как правило, более дорогой и сложной) детали;
• взамен второй устанавливается серийно произведённая ремонтная или новая.

Например, при механическом способе восстановлении деталей автомобильного двигателя блок цилиндров и коленчатый вал обрабатываются до ближайшего ремонтного размера, а сопряженные – поршни, поршневые кольца, вкладыши – заменяются на новые. Ремонтные размеры устанавливает завод-изготовитель. Он же, как правило, выпускает сменные изделия.

При слесарно-механическом способе восстановления деталей выделяют такие операции:

• шлифовальные работы (машинное и ручное);
• шабровка по плите и калибрам;
• опиловка;
• притирка;
• доводка.

Восстановление способом наплавки и сваркой

Восстановление деталей сваркой и наплавкой относится к самым распространённым методам.

При наплавке последовательно выполняются следующие операции.
Обработка изношенной поверхности, целью которой является удаление пограничного слоя наплавленного металла из зоны обработки.
Наплавка поверхности с припуском, достаточным для дальнейшей обработки.
Обработка наплавленной поверхности в соответствии с требованием чертежа.

Виды наплавки цилиндрических поверхностей

В случаях, когда износ механизма превышает нормы, установленные заводом изготовителем, может использоваться другой вариант.
Удаление повреждённой части механическим путем.
Изготовление нового изделия и приваривание его на место удалённого.
Термическая обработка (при необходимости).
Окончательная механическая обработка.

Сварка широко используется при ремонте корпусных деталей, в которых образовались трещины. Технологический процесс включает в себя несколько операций:

• Определение направления трещины.
• Засверливание металла на расстоянии 6 – 10 мм от видимого конца трещины.
• Выборка трещины механическим путем с одновременной разделкой под сварку.
• Заварка трещины с небольшим превышением над поверхностью основного металла.
• Обработка поверхности наплавленного металла заподлицо с основным металлом.
• Проверка геометрических параметров.
• Обработка сопрягаемых поверхностей (при необходимости).

Подготовка трещины к заварке:

• зачистка трещины;
• засверливание концов.

Пластическое деформирование восстанавливаемых деталей

Восстановление деталей способом пластического деформирования заключается в воссоздании их формы и размеров за счёт перераспределения металла под воздействием нагрузки, приложенной в определенном месте и в определенном направлении.

Изделия из низкоуглеродистых сталей (менее 0,3% углерода) и цветные сплавы реставрируют без подогрева. Средне- и высокоуглеродистые стали подогревают до температуры, определяемой по формуле:
Тнагрева=(0,70,9)Тплавления

Основные виды пластического деформирования:

• осадка или осаживание – изменение диаметра цилиндрического изделия путем приложения к торцам осевой нагрузки;
• раздача и обжатие – воссоздание соответственно наружного и внутреннего рабочего диаметра полого тела вращения за счет увеличения (уменьшения) внутреннего нерабочего диаметра;
• вытяжка – увеличение длины изделия за счет местного сужения его поперечного сечения;
• накатка – обработка поверхностей с помощью зубчатого ролика;
• правка – воссоздание формы и устранение изгиба и скручивания (может производиться под прессом путем создания местного поверхностного наклепа и с помощью местного нагрева);
• электромеханический способ восстановления деталей, применяемый, как правило, для обработки тел вращения, включает две операции:
  создание на поверхности микрорельефа в виде спиральной линии;
  выглаживание до заданного размера посредством деформирующей пластины.

Электрохимические способы реставрации деталей

Для восстановления деталей путём нанесения металлических покрытий применяется гальванический способ, с помощью которого наносят:

Хромовые и никелевые покрытия имеют толщину 0,25 – 0,3 мм, железные 2 – 3 мм и более. Железнение по своим параметрам приближается к наплавке, однако, обеспечивает относительно невысокую твёрдость. Существуют гладкие или пористые покрытия, применяемые для подвижных и неподвижных соединений.

Покрытие неметаллами

Сущность данного способа состоит:

• в нанесении на предварительно очищенную и обезжиренную поверхность слоя двухкомпонентной полимерной композиции;
• в фиксации с помощью вспомогательных приспособлений (при необходимости).

По сравнение с гальванизацией, нанесение неметаллических покрытий имеет ряд преимуществ:

• простота, отсутствие необходимости в предварительной механической обработке ремонтируемой поверхности;
• возможность нанесения толстого (10 – 15 мм) слоя полимера.

Вместе с тем, подобные покрытия заметно уступают металлам в износостойкости и долговечности.

Пайка изношенных деталей

Используется в основном при восстановлении или ремонте тонкостенных изделий, изготовленных из разнородных материалов, для устранения дефектов сварных швов и сборке схем электрооборудования.
Порядок технологических операций при пайке:

• Зачистка поверхности.
• Обработка флюсом.
• Пайка.

При всём разнообразии способов восстановления деталей стоит учесть, какие металлические конструкции будут подвергаться восстановлению. Исходя из этого выбор варианта осуществляется на основании комплекса задач, которые необходимо решить в конкретном случае. Это экономические параметры, распространенность или уникальность восстанавливаемого изделия, наличие оборудования и материалов, и, в итоге, целесообразность проведения ремонта.

Мы надежная компания, в основе деятельности которой – правила честной конкуренции и жесткого контроля качества услуг.

Источник

Зил -130

Зил самосвал

Восстановление изношенных деталей

Восстановление изношенных деталей

Ремонт и восстановление изношенных деталей. На авторемонтных заводах и в автотранспортных предприятиях применяются многочисленные методы восстановления и ремонта деталей и агрегатов.

Виды восстановления изношенных деталей

1. Детали обрабатывают под ремонтные размеры;

2.Шейки коленчатых валов шлифованием;

3.обрабатывают под добавочные втулки;

4. Способом замены изношенной части детали;

5. Восстановление металлизацией;

6. Раздачей восстанавливают в основном полые детали:

7. Осадкой восстанавливают детали с изношенной внутренней поверхностью;

8 .Применяется также сварка кузнечная (горновая);

расточка блока цилиндров

Способы восстановления изношенных деталей

Имеется несколько способов восстановления изношенных деталей путем механической обработки.

1. Детали обрабатывают под ремонтные размеры; на изношенную поверхность ставят втулки, восстанавливающие ее номинальный размер; если позволяет конструкция, то от детали отрезают изношенную часто и заменяют ее новой, приваривая к оставшейся или ввертывая в нее.

Под ремонтный размер деталь можно обработать тогда, когда она имеет некоторый запас металла на ремонтируемой части, который можно удалить без ущерба для ее прочности и работоспособности. Таким методом восстанавливают цилиндры двигателей, подшипники распределительного вала, коренные подшипники, отверстия под толкатели блока цилиндров, шейки коленчатых и распределительных валов, Поршни, поршневые пальцы, клапаны и др.

Величины ремонтных размеров и допусков на них Для большинства деталей автомобилей каждой марки устанавливаются специально разработанными техническими условиями, которые обязаны соблюдать все ремонтные предприятия. В соответствии с этими техническими условиями заводы выпускают запасные части не только номинальных, но и различных ремонтных размеров, т. е. несколько увеличенных или уменьшенных.

Установление единых ремонтных размеров для деталей автомобилей каждой марки позволяет широко использовать взаимозаменяемость, устраняет излишний труд на подгонку деталей, улучшает качество ремонта и упрощает систему снабжения запасными частями.

Например, для двигателей легковых автомобилей ГАЗ-21 и ГАЗ-13, грузовых автомобилей ЗИЛ для цилиндров, поршней и поршневых колец установлены ремонтные размеры, увеличенные против номинального на 0,5, 1,0 и 1,5 мм. Для цилиндров двигателей ГАЗ-БЗА и ГАЗ-66 введен дополнительный ремонтный размер 2,0 мм. Для цилиндропоршневой группы автомобилей «Москвич» предусмотрены ремонтные размеры, превосходящие номинальный на 0,125, 0,5, 0,75, 1,0, 1,5 и 2,0 мм.

шлифование коленчатых валов

2.Шейки коленчатых валов при изнашивании из круглых превращаются в овальные. Их форму восстанавливают шлифованием, при котором снимается небольшой слой металла. Для коренных и шатунных шеек прошлифованных валов, а следовательно, и для вкладышей подшипников для них установлены ремонтные размеры, уменьшающие их номинальный размер: для двигателей грузовых автомобилей ЗИЛ-164 и ЗИЛ—157—на» 0,3, 0,6, 1,0, 1,5 и 2,0 мм; для автомобилей ЗИЛ-130—на 0,05, 0,3, 0,6, 1,0, 1,25 и 2,0 мм; для двигателей «МоСквич» — на 0,25, 0,50, 0,75, 1,0 и 1,25 мм; для двигателей ЗМЗ — на 0,25, 0,50, 0,75, 1,0 и 1,25 мм.

Аналогично разработаны ’ремонтные размеры для деталей других агрегатов.

завтуливание

3.При восстановлении способом дополнительных деталей изношенные рабочие поверхности обрабатывают под добавочные втулки. Втулки запрессовывают в расточенное отверстие и обрабатывают под номинальный или ремонтный размер. Таким же способом на изношенную плоскость детали устанавливают накладки.

Так восстанавливаются цилиндры блоков, прошедшие расточку под последний ремонтный размер (в расточенный цилиндр вставляют гильзу и обрабатывают ее под номинальный размер), отверстия под подшипники качения в картерах коробок передач и задних мостов, отверстия с изношенной резьбой и т. д.

сварка полуосей

4. Способом замены изношенной части детали ремонтируют, например, полуоси, имеющие износ шлицов или конуса и резьбы крепления ступицы. Изношенную часть полуоси обрезают, приваривают к ней новый «стержень из того же металла и механически и термически обрабатывают его под номинальные размеры. Этим же способом можно ремонтировать ступицы ведущих колес грузовых автомобилей‚ имеющие большие износы отверстия под посадку внешней обоймы наружного подшипника или срыв шпилек крепления полуоси.

Поврежденную часть ступицы отрезают и на ее место ставят новую из специально отлитой чугунной втулки. Новую часть ступицы обрабатывают под номинальные размеры. Способом замены части детали удается ремонтировать дорогостоящие детали.

металлизация

5. Восстановление металлизацией заключается в нанесении расплавленного и распыленного металла на предварительно подготовленную изношенную поверхность детали. Наносимый металл (в виде проволоки) расплавляется электрической дугой внутри особого аппарата металлизатора, а затем струей сжатого воздуха дробится на мелкие частицы и напыляется на деталь.

Слой металла напыляют с припуском на дальнейшую обработку. Способом напыления возможно восстанавливать детали на некоторых синтетических материалов. Восстановление способом гальванического наращивания производится хромированием, осталиванием и омеднением.

Способы восстановления деталей обработкой металлов давлением разделяются на правку, раздачу, осадку (вдавливание), вытяжку, накатку и прокатку.

Правку производят либо в холодном состоянии без последующей термообработки, либо (при большом прогибе) с местным подогревом, после которого чаще всего необходима термообработка ( нормализация или др.)

6. Раздачей восстанавливают в основном полые детали: трубы полуосей ведущих мостов изношенными местами посадки подшипников, поршневые пальцы при износе наружной поверхности; чашки дифференциалов при износе мест посадки подшипников и т. д.

7. Осадкой восстанавливают детали с изношенной внутренней поверхностью (например, бронзовые втулки верхней головки шатуна).

При других способах восстановления деталей давлением (вытяжкой, накаткой, -прокаткой) свободный метал детали перемещают к изношенным местами при ремонте деталей автомобилей широко применяют электродуговую и газовую (ацетилено- кислородную и бензино— кислородную) сварку.

осадка втулок

Из всех видов газовой сварки наибольшее распространение получила ацетилено- кислородная: ацетилен дает сварочное пламя высокой температуры, его удобно получать из карбида кальция.

Используют также электродуговую автоматическую сварку, где механизированы подача и передвижение электрода, и полуавтоматическую, где механизирована подача электрода.

сварка ацетиленом

8 .Применяется также сварка кузнечная (горновая) и термитная, при которой разогрев металла до высокой температуры происходит за счет тепла, выделяемого при нагреве термитного порошка (окисла железа).

С помощью местного нагрева детали указанными выше способами производят наплавку металла на ее из ношенную часть.

кузнечная сварка припой деталей

При восстановлении деталей пайкой используют все виды припоев. По прочности соединения пайка уступает сварке, однако пайка позволяет сохранить структуру металла, обеспечивает чистоту соединения, сохраняет размеры и форму деталей и обходится сравнительно недорого.

СМОТРИТЕ ВИДЕО

Источник