5.5 Ремонт валів і шпинделів

Ремонт валів

У процесі експлуатації у валів зношуються посадкові шийки, шпонкові канавки, шліці, ушкоджується різьба і центрові отвори, вал отримує згин.

Спосіб ремонту зношеного вала вибирають після того, як відповідною перевіркою встановлюють характер і ступінь зносу. Шийки вала, що мають знос або ушкодження (подряпини, забоїни, риски і ін.) ремонтують шліфуванням. Попередньо виправляють ушкодження центрових отворів (забоїни, вм'ятини) і правлять вал, якщо він має згин.

Якщо посадкові шийки мають значний знос або ушкодження, тоді роблять спочатку обточування, а потім шліфування. Допускається зменшення діаметра шийок на 5-10 % у залежності від характеру сприймаємих валом навантажень. У тих випадках, коли потрібно відновити первісні розміри на шийки, після їх проточування напресовують втулки, які потім обробляють точінням чи шліфуванням. Іноді зношені поверхні піддають нарощуванню металом вібродуговим наплавленням, металізацією, хромуванням і ін., з наступною механічною обробкою на заданий розмір.

Погнуті вали виправляють холодним чи гарячим способом. Гарячому виправленню піддаються вали з діаметром більше 60 мм. Холодне виправлення валів може виконуватись вручну чи за допомогою гвинтових скоб або важелів, але частіше виправлення здійснюють на пресах – гвинтових чи гідравлічних.

При ручному виправленні застосовують молотки з міді, латуні, свинцю і дерева.

При холодному виправленні пресом або скобою вал розташовують на двох опорах – скобах вигнутою стороною до навантажувального пристрою – гвинту, і навантажують так, щоб вал зігнувся в протилежний бік. Результати виправлення перевіряють на биття за допомогою індикатора (рис. 5.11).

Рисунок 5.11 — Перевірка валів на згин: а – на плиті; б – за допомогою струни; в – металічною лінійкою; г – в центрах токарного верстата за допомогою індикатора

На рисунку 5.12 зображена схема виправлення зігнутості вала на гвинтовому пресі з встановленням вала на скоби.

Рисунок 5.12 — Правка гнутого вала гвинтовим пристроєм

При виправленні валів діаметром понад 60 мм нагрівання роблять газовим пальником по всій довжині або по окремим ділянкам. Після нагрівання вала до температури Т = 500...700° С прикладають навантаження і виправляють згин.

Ремонт шпінделів

До шпінделів верстатів висуваються особливо високі вимоги, тому що від точності їх обертання залежить точність обробки деталей.

Посадкові шийки шпинделя 1 і 2 (рис. 5.13, а) оброблюють шліфуванням. Співвісність повинна бути витримана до 0,01 мм, некруглість шийок – 0,01 мм, не циліндричність – 0,003-0,005 мм. Таким же вимогам повинна відповідати поверхня 3. Конічні поверхні 4 і 5 шпинделя повинні бути концентричні шийкам, биття допускається 0,01-0,02 мм на довжині 300 мм.

Рисунок 5.13 — Схеми ремонту шпинделів: а – токарного верстата; б – свердлильного верстата; в – конічної поверхні роликопідшипника

Шпинделі, у яких знос шийок по діаметру складає 0,01-0,02 ремонтують притиранням на токарному верстаті спеціальним інструментом-жимком.

Жимок складається з кільця – хомутка 1, болта 2, втулки – пригарки з розрізом і рукоятки – державки (на малюнку не показана). Втулку-притир виготовляють з чавуна, міді або бронзи, а отвір у ній виконують по розміру оброблюваної деталі (рис. 5.14).

Рисунок 5.14 — Жимок для притирання шийок шпинделів: а) 1 – кільце; 2 – затискний болт; 3 – розрізна втулка; 4 – шийки шпинделя; б) жимок металевий

При притиранні шийок на них накладають тонкий шар дрібнозернистого наждакового порошку з маслом, після чого надягають жимок і злегка загвинчують болт 2. Процес обробки: шпиндель обертається зі швидкістю 10-20 м/хв., а жимок одержує подачу уздовж оброблюваної шийки. Періодично на поверхню шийки наносять порошок з маслом. Усунувши знос, шийку шпинделя і притир промивають гасом, а потім на шийку наносять тонкий шар доводочної пасти з гасом і завершують обробку.

При зносі шийок шпинделя більш 0,02 мм їх ремонтують шліфуванням з наступним притиранням під ремонтний розмір. Цей спосіб прийнятний у тому випадку, коли є можливість змінити розміри посадочних отворів у підшипниках та під підшипники. Якщо такої можливості немає, шийки шпинделя нарощують хромуванням або вібродуговим наплавленням, а потім обточують і шліфують.

Шийки шпинделів під підшипники ковзання відновлюють встановленням на клеї тонкостінних компенсаційних накладок або вставок (втулок). При цьому поверхні шийок сточують до 10-15 % номінального розміру, потім встановлюють на клей накладки або втулки і механічною обробкою доводять посадковий розмір до потрібного. Компенсаційні накладки або втулки виготовляють з матеріалу, що відповідає матеріалу шпинделя.

Шийки шпинделя свердлильного верстата (рис. 5.13, б) відновлюють тонкостінними накладками 6 і 8, при цьому накладка 6 виконана з 2-х напів-втулок установлених на клей і по краях зафіксованих двома штіфтами 7.