Способы восстановления деталей валов

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

Обзор способов восстановления деталей типа вал

Содержание

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Введение…………………………………………………………………….. Обзор способов восстановления деталей типа вал…………………….. Устройство и работа КПП ЗиЛ-130…………………………. Дефектация………………………………………………………………. Классификация способов восстановления деталей……………………… Выбор способа восстановления…………………………………………… Восстановление детали газотермическим напылением…………………. Подготовка поверхности к напылению………………………………… Технологическая часть………………………………………………… Расчет режимов резания…………………………………………………. Литература …………………………………………………………….

Введение

Большое количество деталей автомобилей и агрегатов, требующих капитального ремонта, в результате износа, усталости материала, механических и коррозионных повреждений утрачивает свою работоспособность. Следует заметить, что лишь некоторые из этих деталей — наиболее простые и недорогие в изготовлении — утрачивают работоспособность полностью и требуют замены. Большинство деталей имеет остаточный ресурс и может быть использовано повторно после проведения сравнительно небольшого объема работ по их восстановлению.

Восстановление деталей имеет большое значение. Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления.

Затраты на восстановление деталей, в зависимости от конструктивных особенностей и степени изношенности деталей составляют 10…50% от стоимости новых деталей.

Восстановление является одним из основных источников повышения экономической эффективности авторемонтного производства. Значение восстановления деталей состоит также в том, что оно позволяет уменьшить потребности в производстве запасных частей.

Эффективность и качество восстановления деталей в значительной степени зависят от применяемых технологических способов их обработки.

В зависимости от характера устраняемых дефектов все способы восстановления деталей подразделяются на три основные группы: восстановление деталей с изношенными поверхностями; восстановление деталей с механическими повреждениями; восстановление противокоррозионных покрытий.

Обзор способов восстановления деталей типа вал

Описания способов восстановления взяты из источников

Восстановление стальных деталей дуговой наплавкой

Электрической дугой можно наплавлять стальные детали вруч­ную покрытыми электродами, автоматическим или полуавтомати­ческим способом под флюсом, а также в среде углекислого газа.

Ручная электродуговая наплавка применяется при ремонте де­талей, имеющих местные дефекты: износ шпоночных канавок, из­нос сферической поверхности и торцов рычага нажимного диска сцепления, износ паза под рычаг выключения сцепления и др. Ти­пичным примером наплавки вручную является ремонт вилки пере­ключения первой передачи и заднего хода автомобиля ЗИЛ-130.

Вилка изготовляется из стали 10 и цементируется на глубину 0,3. 0,5 мм. Твердость поверхностного слоя НКСЭ 56. 62. Вилки, имеющие трещины любого характера, бракуются. Наплавкой вос­станавливаются вилки, имеющие износ пазов более допустимого под фланец каретки синхронизатора по глубине паза, износ рабо­чей поверхности щек и лапок вилки по торцам. Изношенные пазы наплавляют электродом УОНИ-13/55 и отжигают на высокочастот­ной установке с последующим фрезерованием до номинального размера на вертикально-фрезерном станке. После этого вилка под­вергается поверхностной закалке током высокой частоты. Анало­гичным способом восстанавливаются изготовленные вилки пере­ключения второй-третьей, четвертой-пятой передач. Режимы руч­ной электродуговой наплавки примерно такие же, как при сварке. Изношенные торцы вилок наплавляют твердым сплавом сормайт № 1 газовой горелкой.

Детали, изготовленные из среднеуглеродистых и низколегиро­ванных сталей, — скользящая вилка карданной передачи (сталь45), распределительный вал (сталь 45), крестовина заднего моста (18ХГТ) и др. — перед наплавкой подогреваются в печи или газо­вой горелкой до температуры 150. 200°С, затем производится на­плавка электродом УОНИ-13/55 при силе тока 200 А и напряже­нии дуги 30.. .35 В.

Механизированная наплавка под флюсом

При наплавке с использованием флюса сварочная дуга горит под флюсом между электродной проволокой и изделием, образуя газовый пузырь и плавя металл. При кристаллизации расплавлен­ного металла сварочной микрованны образуется сварной шов.

Достоинством наплавки под флюсом является высокое качество наплавленного металла, поскольку весь процесс плавления, кри­сталлизации и охлаждения происходит без доступа воздуха. Сам флюс, участвуя в металлургическом процессе сварки или наплав­ки, способствует получению металла шва заданного состава. Под слоем флюса жидкий металл кристаллизуется медленно, в резуль­тате чего из сварочной ванны успевают выделиться растворенные газы и шлаковые включения, что также способствует улучшению качества шва. Для наплавки под флюсом используется электродная проволока, причем электрический ток подводится к ней на неболь­шом расстоянии от дуги. Это позволяет при необходимости исполь­зовать повышенные сварочные токи, позволяющие увеличить ско­рость наплавки. Достоинством наплавки под флюсом является так­же отсутствие разбрызгивания металла благодаря статическому давлению флюса. Важным достоинством наплавки под флюсом яв­ляется и возможность автоматизации технологического процесса.

К недостаткам наплавки под флюсом относится возможность на­плавки только в нижнем положении шва (допускается наклон до 15°) и неприемлемость ее применения для изделий сложной конст­рукции. Вследствие этих причин в авторемонтном производстве на­шли широкое применение наплавочные работы под флюсом.

При наплавке деталь совершает вращательное движение, а наплавочная головка — поступательное. При этом электродная проволока подается с некоторым смещением от зенита наплавляе­мой поверхности в сторону, противоположную вращению детали. Это предотвращает стекание жидкого металла сварочной ванны.

Смещение электродной проволоки для деталей диаметром 40. 50 мм составляет 4. 6 мм, а для деталей диаметром 60. 80 мм — 8. 10 мм.

При наплавке плоской поверхности наплавочная головка или деталь совершает поступательное движение со смещением элект­родной проволоки на 3. 5 мм поперек движения после наложения шва заданной длины. Наплавку шлицев производят в продольном направлении путем заплавки впадин, устанавливая конец элект­родной проволоки на середине впадины между шлицами.

Электродная проволока при наплавке подбирается в зависимо­сти от материала восстанавливаемой детали и предъявляемых к ней требований в условиях эксплуатации. Для наплавки деталей, изготовленных из углеродистых сталей 30, 40, 45, используют про­волоку из углеродистых сталей Нп-30, Нп-40, Нп-50, Нп-65 или из низколегированной стали — Нп-ЗОХГСА. Наплавку деталей из сталей ЗОХ, 35Х, 40Х и других низколегированных сталей произ­водят проволокой Нп-ЗОХГСА или других марок. Для автоматиче­ской наплавки обычно применяют проволоку диаметром 1,6 мм для деталей диаметром до 70 мм и 2 мм диаметром 80. 100 мм.

Закаленные детали после наплавки и последующей механиче­ской обработки повторно закаливаются т. в. ч. для получения не­обходимой твердости поверхности.

Флюсы для автоматической наплавки должны способствовать устойчивому горению дуги, образованию плотного наплавленного металла и шлака, легко удаляемого с поверхности металла. Темпе­ратура плавления флюса должна быть на 200. 300 °С ниже темпе­ратуры плавления металла. Таким требованиям отвечают флюсы марок АН-348А, АНК-18 и др. В необходимых случаях во флюс вводят легирующие компоненты, например феррохром, графит. Ре­жимы наплавки устанавливаются в зависимости от диаметра обра­батываемой детали (табл. 6.1)? напряжение холостого хода берется 30. 36 В, рабочее — 23. 32 В.

Для наплавки деталей с большим износом рекомендуется при­менять автоматическую наплавку порошковой проволокой под флюсом или открытой дугой без дополнительной защиты (табл. 6.2). Для повышения твердости наплавленной поверхности послед­няя подвергается пластической деформации.

Для наплавки применяют следующее оборудование: наплавоч­ные головки АБС, А-384, А-409, А-580, ОКС-1252М; источники питания ВС-200, ВСУ-300, ВС-400, ПСГ-350, АЗД-7,5/30; подо­греватели газа; осушитель, заполненный силикагелем КСМ круп­ностью 2,8—7 мм; редукторы-расходомеры ДРЗ-1-5-7 или рота­метры РС-3, РС-ЗА, РКС-65, или кислородный редуктор РК-53Б.

При наплавке используют материалы: электродную проволо­ку Св-12ГС, Св-0,8ГС, Св-0,8Г2С, Св-12Х13, Св-06Х19Н9Т, Св-18ХМА, Нп-ЗОХГСА; порошковую проволоку ПП-Р18Т, ПП-Р19Т, ПП-4Х28Г и др.

Рис. 3.5.1. Схема наплавки в среде углекислого газа: 1 — мундштук; 2 — электродная проволока; 3 — горелка; 4 — на­конечник; 5 — сопло горелки; 6 — электрическая дуга; 7 — сва­рочная ванна; 8 — наплавленный металл; 9 — наплавляемая деталь.

Рис. 3.5.2. Схема установки для дуговой наплавки в уг­лекислом газе:

1 — кассета с проволокой; 2 — наплавочный аппарат; 3 — расходомер; 4 — редуктор; 5 — осушитель; б — подогрева­тель; 7 — баллон с углекислым газом; 8 — деталь.

Наплавку в среде углекислого газа производят на постоянном то­ке обратной полярности. Тип и марку электрода выбирают в зависи­мости от материала восстанавливаемой детали и требуемых физико-механических свойств наплавленного металла. Скорость подачи про­волоки зависит от силы тока, устанавливаемой с таким расчетом, чтобы в процессе наплавки не было коротких замыканий и обрывов дуги. Скорость наплавки зависит от толщины наплавляемого метал­ла и качества формирования наплавленного слоя. Наплавку валиков осуществляют с шагом 2,5. 3,5 мм. Каждый последующий валик дол­жен перекрывать предыдущий не менее чем на 1/3 его ширины.

Твердость наплавленного металла в зависимости от марки и типа электродной проволоки 200. 300 НВ.

Расход углекислого газа зависит от диаметра электродной про­волоки. На расход газа оказывают также влияние скорость наплав­ки, конфигурация изделия и наличие движения воздуха.

Механизированную сварку в углекислом газе применяют при ремонте кабин, кузовов и других деталей, изготовленных из лис­товой стали небольшой толщины, а также для устранения дефек­тов резьбы, осей, зубьев, пальцев, шеек валов и т.д.

Источник