2. Технология ремонта типовых деталей и узлов основных видов технологического оборудования

Ремонт поврежденных деталей и узлов является очень ответст­венным процессом, так как в результате должны быть полностью вос­становлены все показатели, характеризующие надежность детали и узла.

В первую очередь должны быть восстановлены прочностные свой­ства изношенных деталей, их износо- и коррозионностойкость, а также размеры, обеспечивающие необходимые посадки сопряженных деталей в узлах.

Если восстановлением первоначальных (номинальных) размеров деталей не обеспечиваются требуемые посадки, размеры одной или обеих сопряженных деталей изменяют в пределах ближайших ремонт­ных размеров, указанных в руководстве по ремонту данного обо­рудования. Наибольшее отклонение ремонтных размеров от номи­нальных устанавливают из условия прочности детали.

Восстановление деталей путем ремонта должно быть оправдано производственной и экономической целесообразностью или отсутствием запасных деталей заводского изготовления.

Способы ремонта деталей зависят от характера и величины из­носа, а также от технической оснащенности ремонтной службы предприятия.

2.1. Ремонт валов и муфт соединения

В процессе эксплуатации валы передают крутящий момент М_кр и воспринимают изгибающие усилия, основными дефектами валов являются: прогиб, износ шеек вала, износ шпоночных канавок рис.2.1.

Погнутые валы исправляют холодным и горячим способом на рис.2.2.

Рис.2.1

1 - центры; 2 - вал; 3 - стойка индикаторная; S - величина прогиба.

Холодный способ рекомендуют для правки валов диаметром d_в < 60мм. Горячий способ применяют для выправления валов диаметром d_в > 60мм и пустотелых при нагреве до Т_ковки. Для этого вал устанавливают выпуклостью вверх, выпуклость обкладывают мокрым асбестом 5, оставляя открытым участок 40 - 70 мм. Открытое место нагревают горелкой 6 до Т = 500–550⁰С и быстро охлаждают сжатым воздухом. Операцию повторяют несколько раз.

Рис.2.2. Правка валов:

а) винтовым прессом; б) нагреванием; 1,2 – центры токарного станка; 3 – винтовой пресс; 4 - вал; 5 - асбест; 6 - горелка.

Износ шеек вала. Шейки вала при износе принимают форму вальности, онусности, бочкообразности рис.2.3.

Рис.2.3

Шейки ремонтируют шлифованием. При этом допускается умень­шение. При необходимости шейки. Восстанавливают при помощи ремонт­ных втулок. Втулка напрессовывается и обрабатывается до нужных размеров.

Шейку вала восстанавливают также наплавкой, металлизацией и хромированием.

Износ шпоночных канавок. Незначительные повреждения шпоноч­ных канавок можно устранить (до 5 % ширины) опиливанием и шабрением. До S<15%, но >5 % строганием с увеличением ширины S до 15% S_номин. В соответствие с новым размером изготавливается новая шпонка на рис.2.4.

Рис. 2.4.

При большом износе шпоночной канавки можно ее заварить и повернув вал на 120 % на новом месте сделать новую канавку.

Термомеханическая правка может состоять из двух этапов: 1) прогрев и нагружение вала; 2) выдержка в нагретом и нагруженном состоянии. Продолжительность выдержки в нагретом состоя­нии может составлять 1 - 3 часа.

Напряжения [] возникающие в материале при этом виде правки всегда ниже предела текучести []_т, поэтому опасных внутренних напряжений не возникает. Трещины на валах заваривают сваркой. Для этого участок, охваченный трещиной обрабатывают на всю глубину сварки (сни­мают фаски, зачищают поверхности. Сварку нужно проводить как можно быстрее, чтобы предотвратить закалку металла шва и околошовной зоны, иначе шов будет хрупким. Поломка валов восстанавливается сваркой (преимущественно электродуговой).

После подготовки сращиваемых концов (рис.2.5а) поломанных частей валов они устанавливаются и устанавливаются на чугунных призмах или специальных кондукторах так, чтобы сохранить первоначальную длину вала, и заваривают шов на рис.2.3*.

Рис.2.3* Кондуктор для сварки поломанных валов:

1 – поломанный вал; 2,3 – крепёжные планки; 4 – жесткая рама; 5 – центровочная линза.

Прочность восстановленного вала на участке сварки не превы­шает 60% прочности целого вала. Поэтому поломанные валы от­ветственных, сильно нагруженных машин не реставрируют, а заменяют новыми.

В некоторых случаях на рис.2.5 а,б поломанные или сильно изношенные валы наставляют с помощью сварки и механических соединений.

Рис.2.5. Способы сварки поломанных валов:

а – только с подготовкой шва; б – с центрирующим штифтом; в – с центрирующей шпилькой; г – со вставкой.

Ремонт муфт. Соединительные муфты

Муфты служат для соединения валов, а также для включения и выключения отдельных механизмов без выключения всей машины: соединительные (жесткие, упругие), сцепные (управляемые). Жесткие соединяют валы неподвижно. Они не компенсируют несоосности валов и не смягчают удары (толчки). Применяют для соосных валов в тех случаях, когда положение одного вала относительно другого можно регулировать.

К жестким муфтам относятся продольно-свертные на рис.2.6 и поперечно-свертные на рис.2.7. Продольно-свертная муфта состоит из двух половин 1 и 2, со­единяемых болтами 4, крутящий момент передается от одного вала 5 к другому 6 через шпоночное соединение 3. Соединительные болты устанавливают так, чтобы головки и гайки чередовались. Зазор между соединительными плоскостями должен быть в пределах 0,5 - 1,0 мм.

Рис. 2.6. Продольно-свертная муфта: 1,2 - полумуфты,

3 - болты, 4 - шпонка

Поперечно-свертная муфта (рис. 2.7 ) состоит из двух чугун­ных дисков 1 и 2, соединяемых болтами 3. Крутящий момент передается за счет сил трения возникающих между дисками стягиваемых болтов. Полумуфты центрируются при помощи выступа на од­ной из них. Плоскости фланцев должны быть перпендикулярны к оси валов, а центрирующий выступ должен входить в выточку с зазором 0,02 – 0,08 мм.

Рис. 2.7. 1, 2 - полумуфты; 3 - стяжные болты; 4, 5 - валы;

6, 7 - шпоночные соединения

Основным видом износа муфт (см.рис.2.6) является разра­ботка посадочного отверстия, шпоночного паза, шпонки. Муфты сильно изношенные заменяются.

Муфты (рис. 2.6.) имеют следующие дефекты: срез болтов, их изгиб, разработка посадочных отверстий, болтовых отверстий, шпонок, шпоночных канавок.

При ремонте производят развертку отверстий под болты, ста­вят новые болты большего диаметра или устанавливают переходные втулки. Полумуфты растачивают и запрессовывают новые втулки необходимых размеров.

Поперечно-свертная кольцевая упругая муфта (рис.2.8). Упругие муфты допускают смещение валов в продольном и поперечном направлениях и небольшой поворот их и смягчают толчки за счет упругих элементов.

Рис. 2.8. Поперечно - свертная кольцевая упругая муфта. 1, 2 - полумуфты;

3 - резиновые кольца; 4 - пальцы; 5 - гайки

Она состоит из полумуфт 1, 2, запрес­сованных на валы. Полумуфты соединяются при помощи пальцев 4 и резиновых колец 3. В одной полумуфте 1 гайками 5 крепятся пальцы. Во вторую полумуфту 2 свободно входят резиновые кольца 3. Поворот и перемещение валов осуществляется за счет деформации резиновых колец.

У кольцевой муфты изнашиваются отверстия, в которые входят резиновые кольца, а сами кольца начинают проворачиваться на пальцах. При ослаблении гайки происходит износ шейки пальцев и отверстия, при этом появляется стук.

Ремонт заключается в расточке отверстий под пальцы и кольца большего размера. При расточке необходимо обеспечить совпа­дение центров отверстий под пальцы в обеих полумуфтах.