Восстановлении деталей способом дополнительных ремонтных деталей

Восстановление деталей ремонтными размерами и дополнительными ремонтными деталями

Ухудшение функциональных показателей многих автомобильных узлов и агрегатов в основном обусловлено изменением первоначальной посадки сопряженных деталей. В большинстве случаев работоспособность посадки возобновляется способом восстановления под индивидуальный размер, при котором конструктивно сложную деталь сопряжения механически обрабатывают до выведения следов износа и получения правильной геометрической формы. Вторую (сопрягаемую с ней) деталь наращивают и при механической обработке подгоняют к размеру первой, позволяющему обеспечить необходимую посадку. Этот способ не обеспечивает взаимозаменяемости деталей и, как правило, используется в условиях единичного ремонта.

Более прогрессивным и дешевым является способ восстановления деталей ремонтными размерами. Сущность способа заключается в том, что одну из изношенных деталей, более сложную и дорогую, подвергают механической обработке до заранее установленного (ремонтного) размера, а другую заменяют изготовленной под этот же размер. Этот способ обеспечивает взаимозаменяемость деталей в пределах данного ремонтного размера.

Промышленность выпускает поршни, поршневые кольца, вкладыши шатунных и коренных подшипников коленчатого вала и другие детали нескольких ремонтных размеров. В авторемонтном производстве в соответствии с этими размерами восстанавливают сопряженные с ними детали. Количество ремонтных размеров устанавливается заводом-изготовителем в зависимости от глубины упрочненного слоя рабочих поверхностей деталей. При этом принимается во внимание снижение при ремонте жесткости и запаса прочности деталей.

В автомобильной промышленности упрочнение поверхностей деталей в основном проводится химико-термической обработкой. При этом поверхностный слой упрочняется в среднем на 1,2 мм. Это позволяет назначать 3…4 ремонтных размера. Величина ремонтного размера зависит от величины и характера износа деталей за межремонтный срок службы автомобиля, а также от припуска на механическую обработку. Технологический припуск с целью увеличения срока службы детали следует принимать минимальным. Для чистового точения и растачивания его принимают равным 0,05…0,1 мм, а при шлифовании – 0,03…0,05 мм. Следует отметить, что припуск меньше указанных значений назначать не рекомендуется, потому что при каждом виде обработки существует некоторая минимальная глубина резания, при которой создаются условия для нормального резания и, следовательно, для получения требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности. При обработке с глубиной резания меньше указанных пределов не создаются условия для нормального образования стружки. В результате получают «драную» поверхность обрабатываемой детали.

Увеличение количества ремонтных размеров и продление тем самым срока службы агрегатов возможны при увеличении глубины упрочненного слоя деталей. Однако это сопряжено с существенным усложнением и удорожанием технологии химико-термической обработки, что делает данное мероприятие экономически невыгодным. Хотя для двигателей автомобилей ЗИЛ ранних выпусков количество ремонтных размеров было равно 7. КамАЗ вообще отказался от ремонтных размеров цилиндропоршневой группы, считая, что замена изношенной съемной гильзы цилиндра и производство поршней и гильз с постоянными размерами экономически более выгодно, чем производство поршней и колец с разными ремонтными размерами.

Величину первого ремонтного размера можно определить по формулам:

для наружных цилиндрических поверхностей (валов)

D_P = D_H + 2(u_max + t), где d_P и D_P – ремонтные размеры вала и отверстия соответственно; d_H и D_H – номинальные размеры вала и отверстия по чертежу; umax – величина максимального износа детали на сторону; t – глубина резания при механической обработке.

Следует отметить, что при измерении детали после асимметричного изнашивания достаточно трудно определить величину максимального износа детали на сторону. Выходом из сложившегося положения является использование коэффициента неравномерности износа β, который определяется отношением максимального износа umax детали на сторону к величине общего износа u на диаметр детали. Зная величину коэффициента неравномерности износа, можно определить значение максимального износа детали на сторону:

где β = 0,5…1,0 – коэффициент неравномерности износа; u – общий износ детали на диаметр детали.

Величину у = 2 x (βu + t) называют межремонтным интервалом, по которому определяют количество ремонтных размеров для валов и отверстий соответственно: n_B = (d_H – d_min)/y; n₀ = (D_max – D_H)/y.

Восстановление деталей дополнительными ремонтными деталями

Дополнительные ремонтные детали (втулки, гильзы, кольца, диски, пластины, резьбовые вставки и др.) служат для компенсации износа и других повреждений рабочих поверхностей деталей. Например, при износе рабочей поверхности в корпусной детали отверстие рассверливают под больший размер и вставляют дополнительную ремонтную деталь – втулку или кольцо (рис. 69) с заданным номинальным размером внутренней поверхности. Толщина дополнительной ремонтной детали определяется из условия прочности и намного превышает величину износа восстанавливаемой поверхности. Соединение ремонтной детали с изделием можно производить путем запрессовки с соответствующим натягом. Для успешного выполнения запрессовки рекомендуется предварительно обеспечить соосность сопрягаемых деталей при помощи специальных приспособлений и осуществлять подогрев охватывающей и охлаждение охватываемой детали. При повышенных требованиях к точности сопряженных деталей после запрессовки требуется дополнительная механическая обработка внутренней поверхности дополнительной ремонтной втулки.

Необходимо отметить, что дополнительную ремонтную деталь, как правило, изготовляют из того же материала, что и основную. Однако если дополнительной детали требуется повышенная износостойкость, то материал выбирают более прочный, более высокого качества, чем материал основной детали.

С целью обеспечения надежности соединения дополнительной детали с основной в стыке по торцу засверливают отверстия и устанавливают в них штифты, резьбовые стопоры или проводят приварку соединенных деталей в нескольких точках. После этого штифты и точки сварки срезают заподлицо с плоскостью основной детали.

Рис. 69. Схемы восстановления деталей дополнительными ремонтными деталями (а – втулкой; б – кольцом): 1 – восстанавливаемая деталь; 2 – дополнительная ремонтная деталь

При срыве резьбы в корпусной детали применяют дополнительную деталь – ввертыш, который соединяют с основной деталью при помощи резьбы. Для этого отверстие основной детали рассверливают под увеличенный размер резьбы, нарезают резьбу и вкручивают ввертыш (рис. 70). В нем высверливают отверстие под номинальный размер резьбы шпильки, нарезают резьбу и вворачивают шпильку. Применение прогрессивных ремонтных технологий и массово изготовляемых дополнительных ремонтных деталей позволяет существенным образом увеличить долговечность восстановленных соединений. Например, в настоящее время все большее распространение получает ремонт резьбовых соединений при помощи винтовых спиралей «Хейли-Койл», которые изготовляют из легированной пружинной стали. Эти спирали вкручивают до упора за имеющийся у них «усик» в предварительно расширенное резьбовое отверстие. Выступающую часть спирали надпиливают и отламывают, после чего в восстановленное резьбовое отверстие вворачивают сопряженную деталь.

Способом восстановления дополнительными ремонтными деталями ремонтируют (в основном запрессовкой втулок в гнезда подшипников) коробки передач, задние мосты, гильзы блока цилиндров двигателей.

Для ремонта гильз блока цилиндров широко применяют способ восстановления сменным зеркалом (рис. 71). Этот способ достаточно прост в реализации при наличии пресса и металлорежущего станка.

Рис. 70. Примеры установки дополнительных ремонтных деталей: 1 – восстанавливаемая деталь; 2 – втулки; 3 – точки сварки; 4 – резьбовой штифт; 5 – спираль «Хейли-Койл»; 6 – ввертыш

Рис. 71. Схема запрессовки пластины в гильзу цилиндра: 1 – шток пресса; 2 – ступенчатый пуансон; 3 – свернутая пластина; 4 – матрица; 5 – восстанавливаемая деталь; 6 – первый пояс пластины

Сущность его в том, что в предварительно расточенное отверстие гильзы запрессовывается тонкая изогнутая пластина (сменное зеркало). Благодаря высоким упругим свойствам и небольшой толщине пластина плотно прилегает к стенке отверстия, принимая его форму. Являясь упругой оболочкой, пластина все силовые нагрузки передает стенкам гильзы и прочно в ней удерживается.

Толщина пластины выбирается несколько больше максимально допустимого износа отверстия гильзы.

При изготовлении пластин материалом служит стальная, холоднокатаная, термообработанная, полированная лента, резка которой на мерные фрагменты производится при помощи гильотинных ножниц. Отрезанная пластина вставляется в формирующую матрицу, которая придает ей цилиндрическую форму. Затем матрица с пластиной концентрично помещается над отверстием гильзы, установленной на прессе. Под пуансон ставится ступенчатая оправка, с помощью которой изогнутая пластина запрессовывается в отверстие. Далее за первым поясом запрессовываются следующие. Затем производится механическая обработка пластин в сборе.

Технология повторного восстановления отверстий в гильзах цилиндров также является достаточно простой. Сменное зеркало заостренной оправкой раскрывается по вертикальному стыку и удаляется. Вместо него устанавливается новое зеркало.

Источник

Глава 5 восстановление постановкой дополнительной ремонтной детали

5.1. Область применения способа

Дополнительные ремонтные дета­ли (ДРД) применяют для компенса­ции износа рабочих поверхностей де­талей, а также при замене изношен­ной или поврежденной части детали. В первом случае ДРД устанавливают непосредственно на изношенную по­верхность детали. Этим способом восстанавливают посадочные отвер­стия под подшипники качения в кар­терах коробок передач, задних мос­тов, ступицах колес, отверстия с изно­шенной резьбой и другие детали.

В зависимости от вида восстанав­ливаемой поверхности ДРД могут иметь форму гильзы, кольца, шайбы, пластины, резьбовой втулки или спи­рали (рис. 5.1).

Если на детали сложной формы из­ношены отдельные ее поверхности, то ее можно восстановить полным уда­лением поврежденной части и поста­новки вместо нее заранее изготовлен­ной дополнительной детали. Этот, способ применяют при восстановле­нии крышек коробок передач, блоков шестерен, ведущей шестерни короб­ки передач, кузовов и кабин автомо­билей и других деталей (рис. 5.2). До­полнительные ремонтные детали обычно изготавливают из того же ма­териала, что и восстанавливаемая деталь. При восстановлении посадочных повреждений в чугунных дета­лях втулки могут быть изготовлены также из стали.

Преимуществом восстановления деталей постановкой ДРД является простота технологического процесса и применяемого оборудования. Недо­статки — большой расход материала на изготовление дополнительной ре­монтной детали, а также снижение механической прочности восстанав­ливаемой детали.

Разновидностью способа ДРД яв­ляется пластинированне — способ облицовки рабочих поверхностей де­талей машин тонкими износостойки­ми легкосменяемыми пластинами. Областью его применения является производство и ремонт машин, имею­щих детали с интенсивно изнашивающимися поверхностями в виде глад­ких замкнутых и разомкнутых цилин­дрических и конических отверстий, а также плоских поверхностей.

Виды пластинирования деталей машин показаны на рис. 5.3.

Базой для объединения различных технологий пластинирования в виды по эксплуатационно-ремонтным при­знакам является цель, достигаемая при помощи пластинирования в про­цессе эксплуатации и ремонта маши­ны. По этим признакам различают износостойкое (ресурсоувеличивающее), восстановительное (ресурсовосстанавливающее) и регулировоч­ное пластинирование.

Износостойкое пластинирование применяют для увеличения ресурса деталей, повышения их ремонтопри­годности, для компенсации износов сопряженных деталей. Восстанови­тельное пластинирование позволяет неоднократно восстанавливать ре­сурс деталей, как не подвергавшихся ранее пластинированию, так и уже платинированных деталей. Регули­ровочное пластинирование применя­ется для получения требуемых зазо­ров и натягов в сопрягаемых деталях в результате подбора при сборке тол­щины регулировочных прокладок. Регулировочным пластинированием можно также компенсировать износ деталей.

Рнс. 5.1. Дополнительные ремонтные детали (дрд):

1 и 2 — втулки;3 — ввёртыш

Рис. 5.2. Применение ДРД при восстановлении блока шестерен

Рис. 5.3. Виды технологических методов пластинирования поверхностей деталей машин:

1 — внутренние цилиндрические и конические поверхности; 2 — внутренние и наружные цилиндрические и конические поверхности; 3 — постели под вкладыши коренных подшипников двигателей внутреннего сгорании (ДВС); 4 — направляющие станин металлорежущих станков, опорные плоскости шестерен и сателлитов; 5 — пакеты жестких пластин бортовых фрикционов гусеничных машин; 6 — внутренние поверхности ци­линдрических отверстий; 7 — гладкие валы; 8 — направляющие станин металлорежущих станков, упругие пластины в сцеплениях колесных машин

Технологические признаки учиты­вают сходство формы и процессов об­работки пластин, а также способы ус­тановки их на рабочую поверхность. По способам установки пластин на рабочую поверхность пластинирова­ние бывает напряженным, свобод­ным и связанным.

Напряженным пластинированием называется способ, при котором пла­стину перед установкой на поверх­ность детали обжимают и устанавли­вают на деталь в напряженном состо­янии. Фиксация пластины произво­дится в результате действия сил тре­ния. Напряженное пластинирование делится на поясное, продольное(осе­вое) и спиральное.

Поясное пластинирование предус­матривает установку на внутренние цилиндрические и конические повер­хности отверстий одной или несколь­ких пластин — поясов, расположен­ных перпендикулярно к образующей отверстия. В случае применения не­скольких поясов стыки их концов рас­полагаются вдоль образующей под углом: при двухпоясном пластинировании — 180 °С, при трехпоясном — 120 °С, при четырехпоясном — 90 °« Формы пластин, применяемых для поясного пластинирования, показа­ны на рис. 5.4, а. Поясным пластини­рованием можно восстанавливать гильзы цилиндров и цилиндры авто­мобильных двигателей, цилиндры автомобильных компрессоров, тормоз­ные цилиндры гидравлической тор­мозной системы автомобилей. Продольное или осевое пластини­рование применяется для восстанов­ления внутренних поверхностей длинных отверстий, в которых за­труднительно использовать поясное пластинирование из-за большого чис­ла поясов. При продольном пластинировании стыки пластин располага­ются только вдоль оси отверстия. Комплект пластин для сохранения продольной устойчивости вводят в от­верстие вместе с поддерживающей оправкой. Наружный диаметр свернутого комплекта пластин должен быть больше внутреннего диаметра отверстия детали на размер натяга. Формы пластин, применяемых для продольного пластинирования, пока­заны на рис. 5.4,б. Данным способом можно восстанавливать гидроцилин­дры опрокидывающих устройств автомобилей-самосвалов.

Рис. 5.4. Формы пластин при различных видах пластинирования деталей машин: 1, 2 и3 — разновидности поясов, изготовленных из пластин; 4 — пластины, подготовленные для продольного пластинирования внутренних ци­линдрических поверхностей; 5 и 6 — спирали, предназначенные для облицовки соответственно внутренних и наружных цилиндрических по­верхностей; 7 и 8 — пластины для пластинирования разомкнутых цилиндрических поверхностей; 9 и 10 — соответственно плоская пластина и деталь, подлежа­щая облицовке; 11 и 12 — облицовочная пластина и деталь, предназначенная для передачи крутящего мо­мента

Спиральное пластинирование за­ключается в том, что на внутреннюю или наружную поверхность детали устанавливают по винтовой линии тонкую стальную пластину, имею­щую форму удлиненного параллелог­рамма. При этом витки спирали рас­полагаются под углом к плоскости, перпендикулярной к оси цилиндра. Для удержания пластины требуется дополнительное крепление. Пластины для спирального пластинирова­ния показаны на рис. 5.4, в. Этот спо­соб целесообразно использовать для восстановления цилиндрических де­талей, длина которых более чем в 4 раза превышает их диаметр, напри­мер, для восстановления гидросило­вых цилиндров, а также валов с неог­раниченными размерами.

Свободным пластинированием на­зывается способ, при котором пластина устанавливается свободно и удерживается на ней в результате конструкции деталей формы пласти­ны. Формы пластин для свободного пластинирования показаны на рис, 5.4, г. Данным способом можно вос­станавливать постели под вкладыши коренных подшипников двигателей внутреннего сгорания, регулирую­щих прокладок в зацеплениях глав­ных передач ведущих мостов автомо­билей.

Связанное пластинирование пре­дусматривает применение дополни­тельных средств крепления пла­стин — приварки, приклеивания или установки механических стопоров. Пластины при этом можно устанав­ливать поясами, продольно или спи­рально.

Источник