4.2 Технологія відновлення деталі
Вали, що не мають дефектів які призводять до їх вибракування, а поверхні під підшипники яких спрацьовані так, що не мають припуску на шліфування, підлягають ремонтові наплавлюванням.
Поверхні наплавляються з припуском, що після шліфування забезпечує їх відновлення до номінального розміру.
Вали наплавляють різними методами, наприклад у середовищі вуглекислого чи інертних газів, вібродуговою наплавкою, порошковими дротам, під шаром флюсу, та ін.
Кожен спосіб наплавлення посадочних місць характеризується певними особливостями технології та техніки виконання операцій, має певні переваги та недоліки, а наплавлений шар металу відповідні властивості.
А тому вибір способу наплавлювання для конкретного ремонтного підприємства залежатиме у першу чергу від таких вимог, як механічні властивості наплавленого металу, а саме твердості, зносостійкості, ударної в’язкості, які щонайменше повинні відповідати властивостям основного металу.
Однак у ремонтних майстернях з порівняно незначною програмою відновлення деталей, а у тому числі й валів, процеси термообробки відлагоджені незадовільно, тому, проектуючи технологію наплавлювання вибирають такий спосіб, який би забезпечив належну якість без додаткових операцій термообробки.
Серед них значне місце займає спосіб наплавки деталей під шаром флюсу.
Переваги застосування цього процесу полягають у тому, що компонуючи ті чи інші марки флюсу з електродним дротом, властивості якого залежать від вмісту у металі дроту відповідних компонентів, отримують наплавлений шар, механічні властивості якого нічим не відрізняються від механічних властивостей основного металу деталі. Довговічність експлуатації вала у таких випадках рівна, а то й більша ніж нового.
Крім того, правильно підібрана марка флюсу, наявність у ньому відповідних компонентів, дозволяє застосувати електродний дріт, що самий по собі не забезпечує належних механічних властивостей наплавленого шару. Перевага застосування такого дроту полягає у тому, що знижується собівартість наплавлення.
Так, для наплавлення посадочних місць валів рекомендується декілька різновидів флюсів та електродного дроту.
Наприклад, для наплавлювання сталевих валів, застосовується флюс АН – 348А, додавши до 92 частин якого 2 частини ферохрому, 2,5 частини графіту та 3,5 – рідкого скла, при наплавлю ванні дротом Св – 08, отримуємо твердість наплавленого шару НRС – 50. достатня твердість НRС – 48...52 досягається при застосуванні керамічного флюсу АНК – 18 з електродним дротом Св – 08, Св – 08А чи НП – 30ХГСА забезпечує твердість НRС – 54 без додаткової термічної обробки. Недоліком цього флюсу є те, що його не можна застосовувати при наплавлю ванні змінним струмом.
Наплавлювання валів можна виконувати на переобладнаних токарно – гвинторізних верстатах чи на спеціальних установках, наприклад У – 651, У – 652, ОІ – 16 – 002 “КАСАХ” та інших.
4.3 Розрахунок режимів і складання технологічної документації
Якість на плавки шийок, поряд з належно вибраним флюсом та електродним дротом, залежить також від умов наплавлювання, тобто режимів виконання операцій.
Приступаючи до виконання роботи слід по – перше оглянути стан посадочних місць та, при наявності корозії чи іржі, зачистити їх до металічного блиску.
Далі, залежно від величини спрацювання, визначити припуск на наплавку до номінального розміру з рівняння:
; (4.1)
мм.
де: Д – номінальний діаметр деталі, мм.;
d – діаметр спрацьованої деталі після її підготовки до нарощення, мм.;
z – припуск на завершальну механічну обробку після наплавлювання, мм., який для наплавлення під шаром флюсу приймається у межах 0,8...1,5 мм. на сторону.
Отримавши величину припуску h, визначаємо швидкість наплавлювання з рівняння:
; (4.2)
55,31
де: αН – коефіцієнт наплавлювання, г/А. год. Приймаємо αН=11...14 г/А. год.;
І – сила зварювального струму, А.;
h – припуск на наплавлювання на сторону, мм.;
S – крок наплавки, мм/об.;
γ – маса електродного дроту, г/см3. для розрахунків приймаємо γ=7,85 г/см3.
Силу зварювального струму А вибирають залежно від діаметру деталі або товщини наплавлюваного шару, та діаметра електродного дроту, як вказано в таблиці, або ж розраховують.
Таблиця 4.1
Залежність сили струму від діаметра деталі та товщини наплавленого шару
Діаметр деталі, мм. |
Сила струму, А при діаметрі дроту, мм. |
Товщина наплавленого шару, мм. |
Діаметр електродного дроту, мм. |
Сила струму, А |
|
1,2-1,6 |
2,0-2,5 |
||||
50-60 |
120-140 |
140-160 |
1,0 |
1,2-1,6 |
200 |
61-80 |
150-170 |
180-220 |
2,0 |
1,6-2,0 |
260 |
81-100 |
180-200 |
230-280 |
3,0 |
2,0-2,5 |
340 |
Сила зварювального струму розраховуємо з рівняння:
I=Sел.ρ; А; (4.3)
I=2,26
80=180
А.
де: Sел. – площа перерізу електродного дроту, мм. Діаметр дроту заміряємо на робочому місці;
ρ – густина струму, А/мм2. Для розрахунку приймаємо ρ=80...90 А/мм2.
Результати розрахунку порівнюємо з рекомендованими табличними даними й коректуємо.
Визначаємо частоту обертання деталі з рівняння:
; (4.4)
5,87
де: d – діаметр вала, що підлягає наплавленню, мм.
Визначаємо швидкість подачі дроту з виразу:
; (4.5)
223,13
де: dЗР – діаметр електродного дроту, мм.
Визначаємо крок на плавки з виразу:
S=(2,0…2,5)dДР; (4.6)
S=2,0 1,2=2,4
Визначаємо виліт електроду, що дорівнює:
δ=(10...12) dДР; (4.7)
δ=10 1,2=12
Визначаємо зміщення електроду від зеніту, що приймається рівним:
l=(0,05...0,07)d; (4.8)
l=0,05 50=2,5
Визначаємо основний час на наплавлювання з рівняння:
; (4.9)
1,7
де: L – довжина наплавлюваної поверхні, мм., яку приймаємо рівною довжині наплавлюваної шийки.
Визначаємо додатковий час з рівняння:
; (4.10)
0,52
де: ТДОП – допоміжний час, хв. Приймаємо ТДОП =2...4 хв.;
к – коефіцієнт, що враховує частоту додаткового часу від основного та допоміжного, %. Приймаємо к =14.
За результатами розрахунків заповнюємо операційну карту на наплавлювання.