Тема 4 Способи відновлення деталей

Питання:

4.1 Економічна доцільність відновлення деталей

4.2 Відновлення деталей механічною обробкою

4.3 Відновлення деталей зварюванням і наплавленням

4.4 Відновлення і зміцнення зношених деталей електролітичним методом та хіміко-термічними засобами

4.5 Відновлення деталей полімерними матеріалами

4.6 Відновлення деталей зміною конструкції

4.1 Економічна доцільність відновлення деталей

Економічна доцільність відновлення деталей механічною обробкою полягає в тому, що собівартість відновлення зазвичай нижче вартості нових деталей, якби їх довелося виготовляти. При відновленні деталей механічною обробкою заощаджуються матеріали, скорочується трудомісткість обробки і час на ремонт.

4.2 Відновлення деталей механічною обробкою

Даний метод широко застосовується для відновлення точності направляючих станин верстатів, зношених отворів, шийок різних деталей, різьби ходових гвинтів і ін.

Сутність методу полягає в тому, що відновлюють (виправляють) геометричну форму поверхонь і точність розмірів, більш складної і металоємкої деталі, зняттям мінімального шару металу зі зношених поверхонь до видалення слідів зносу, без збереження первісних розмірів.

Деталі, що з'єднуються, відновлюють введенням компенсаторів, або виготовляють нові, забезпечуючи первісні посадки.

Наприклад, відновлення зношених напрямних здійснюють струганням, шліфуванням і ін. способами, відновлюючи їх геометричну форму і точність зняттям шару металу, а порушений розмірний ланцюг з кареткою супорта та іншими складальними одиницями відновлюють встановленням компенсаційних накладок.

4.3 Відновлення деталей зварюванням і наплавленням

Зварювання і наплавлення широко застосовуються при ремонтних роботах.

Зварюванням виправляють (відновлюють) деталі зі зламами, тріщинами, відколами й ін.

Наплавлення є різновидом зварювання і полягає у тому, що цим способом не з'єднують деталі, або частини в одне ціле, а нарощують, наплавляючи на основний метал присадочний матеріал.

Так наплавленням відновлюють зношені поверхні деталей, посадочні розміри яких потім одержують механічною обробкою на верстатах – точінням, шліфуванням і ін. На рисунку 4.1 показані види наплавляємих поверхонь.

Рисунок 4.1 — Наплавлення спрацьованих зовнішніх циліндричних поверхонь (а), внутрішніх (б), зовнішніх конічних (в), шліців (г), плоских поверхонь (д)

Зварювання деталей здійснюється різними видами: електродуговим, газовим, електрошлаковим і ін. При ремонті обладнання частіше використовується електродугове і газове зварювання. Електродугове зварювання здійснюється металевими чи вугільними електродами, перемінним чи постійним струмом, електродами зі стабілізуючими обмазками.

Газовим зварюванням зварюють сталеві чи чавунні деталі, використовуючи при цьому газ – ацетилен у надлишковому середовищі кисню. Температура у місці зварювання досягає 3300°С и вище.

При відновленні деталей зварюванням і наплавленням необхідно враховувати недоліки – деформації металу при нагріванні і виникаючі внутрішні напруження. Для ліквідації цих недоліків потрібно робити термічну обробку – відпал.

Особливості зварювання і наплавлення сталевих деталей

Зварюваність сталі залежить від її хімічного складу, головним чином від вуглецю, а також від легуючих елементів – хрому, марганцю, нікелю й ін. Зі збільшенням кількості вуглецю і легуючих елементів у сталі, її зварюваність погіршується і приводить до утворення тріщин. Перед зварюванням таких деталей їх необхідно відпалити при температурі Т=600-650°С, а по закінченні зварювання піддати загартуванню і відпуску. Зварювання, як правило, роблять металевими електродами.

Наплавленням відновлюють багато деталей, у тому числі цапфи валів і осей, що обертаються в підшипниках ковзання. Перед наплавленням, поверхню деталей очищують до металевого блиску. Наплавлення ведуть шарами паралельно вісі цапфи. Після нанесення першого шару його зачищають сталевою щіткою, далі наносять другий шар і т.д. На рисунку 4.2 зображена схема віброелектродугової наплавки.

Рисунок 4.2 — Схема віброелектродугової наплавки (1 – електродний дріт, 2 – вібратор)

Особливості зварювання і наплавлення деталей з чавуна

При відновленні чавунних деталей застосовують головним чином газове зварювання. Для одержання зварювального шва використовують присадочний матеріал – пруток або дріт. Зварювання роблять киснево-ацетиленовим полум'ям. Для запобігання від окислювання шва розплавленого металу, застосовують флюси.

Деталі із сірого чавуна зварюють з попереднім загальним підігрівом, або місцевим підігрівом до температури Т=500-700°С.

У ремонтній практиці широко розповсюджений спосіб зварювання; корпусних деталей з чавуна латунним дротом чи прутками.

Цей спосіб не вимагає нагрівання кромок, що зварюються, до розплавлювання, а лише до температури плавлення припою.

Ковкий і високоякісний чавун погано піддається зварюванню, його зварювання здійснюється латунними електродами.

Після зварювання чавунних деталей необхідно повільне охолодження. Охолодження великих деталей роблять разом з піччю, у якій вони були нагріті, для охолодження дрібних деталей їх поміщають у гарячий пісок і повільно охолоджують. Швидке охолодження нагрітих чавунних деталей приводить до виникнення внутрішніх напружень і появи тріщин.

Наплавлення кольорових, металів

Зношені деталі, виготовлені з міді, бронзи, латуні, алюмінію і його сплавів відновлюють газовим наплавленням. У якості присадочних матеріалів застосовують стрижні, близькі за складом до основного металу.

Для відновлення деталей із бронзи присадочним матеріалом можуть служити латуні Л62, ЛК-62-03 і ін. Ці латуні дають щільний наплавлений метал, що добре спирається зношуванню.

При відновленні деталей великих розмірів і маси (понад 10кг) їх попередньо підігрівають газовим пальником або у спеціальних печах до температури Т=400-460°С. Після наплавлення рекомендується швидке охолодження на повітрі або у воді.

Наплавлення поверхонь твердими сплавами

Для відновлення деталей і підвищення їх зносостійкості застосовують наплавлення сормайтом, литими і порошковими твердими сплавами. Підвищення терміну служби деталей зростає в 2-6 разів і більше. Електроди використовують зі спеціальною обмазкою, що дозволяє одержати однорідний зносостійкий шар. Схему наплавлення поверхні деталі порошком твердого сплаву надано на рисунку 4.3.

Рисунок 4.3 — Наплавлення поверхні деталі порошком твердого сплаву при допомозі плазменої горілки

Після наплавлення деталь обробляють шліфуванням до необхідних розмірів.