1 Класифікація та основні методи відновлення деталей механічною обробкою та обробкою тиском

1.1 Класифікація способів відновлення зношених деталей

На ремонтних підприємствах нафтової і газової промисловості, загального та сільськогосподарського машинобудування широко застосовують різноманітні способи відновлення деталей працездатність яких порушена у спряженні, порушена механічна міцність, зносостійкість та корозійна стійкість.

Довговічність відновлених деталей залежить від того в якій мірі змінились початкові фізико–механічні властивості деталей, а особливо її робочі поверхні. При виборі методу відновлення слід керуватися тим, щоб у процесі відновлення не змінювалися основні фізико–механічні та експлуатаційні характеристики (втомна міцність), або змінювалися незначно.

Класифікація способів відновлення наведена на рисунку 1.1.

Відновлення початкових розмірів деталі в основному здійснюється двома шляхами:

– нарощування зношеної поверхні;

– пластичне деформування зношеної деталі.

Вибір технологічного методу відновлення базується на технічному, економічному і організаційному аналізах вимог до відновлених деталей з врахуванням умов їх експлуатації, виробничої програми, забезпеченості виробництва матеріалами, енергією, технічними засобами та іншим.

Рисунок 1.1 – Основні способи відновлення зношених деталей

1.2 Відновлення деталей механічною обробкою

1.2.1 Метод ремонтних розмірів

Суть цього методу полягає у тому, що одну із зношених деталей спряження, як правило більш трудомістку, механічно обробляють, відновлюючи при цьому її правильну геометричну форму з потрібним класом шорсткості поверхні, а другу деталь замінюють новою або відновленою до того ремонтного розміру, що забезпечує початкову посадку спряження.

Можлива механічна обробка деталей під регламентовані ремонтні розміри та вільні ремонтні розміри.

При системі регламентованих ремонтних розмірів спряжені деталі виготовляє промисловість у вигляді запасних частин різних ремонтних розмірів. Ця система для відновлення працездатності спряжених деталей застосовується частіше, оскільки регламентовані ремонтні розміри встановлюють раніше, визначаючи їх кількість та величину, і під них випускають комплекти запасних частин.

Для визначення величини ремонтних розмірів розглянемо найбільш поширену схему спряжених деталей вал–втулка (підшипник) при рівномірному зношуванні вала та при односторонньому зношуванні вала (рисунок 1.2).

При рівномірному зношуванні вал відновлюється механічною обробкою, якщо поверхневими дефектами є подряпини, риски, або простою заміною спряженої деталі з ремонтними розмірами при високій якості зношеної поверхні.

а) рівномірне зношування вала; б) нерівномірне зношування вала

Рисунок 1.2 – Схема визначення ремонтного розміру

Ремонтні розміри шийки вала визначають:

I – ремонтний розмір.

d_p1 = d_н – ( + 2x)=d_н – w, (1.1)

де d_н – початковий діаметр вала, мм;

 – максимальна величина зносу вала на діаметр, мм;

х – припуск на механічну обробку для отримання ремонтного розміру;

w – ремонтний інтервал.

w =  + 2x . (1.2)

II – ремонтний розмір.

d_p2 = d_p1 – w. (1.3)

IІI – ремонтний розмір.

d_p3 = d_p2 – w. (1.4)

При визначенні кількості ремонтних розмірів слід враховувати, що змінюючи розміри деталі ми зменшуємо її міцність.

Границя міцності:

 = P/F, МПа, (1.5) де Р – зусилля, Н; F –площа м.

Кількість ремонтних розмірів валу:

n = ( d_н – d_min)/w, (1.6)

де d_min – гранично допустимий найменший діаметр вала, мм.

При нерівномірному зношуванні вала механічна обробка проводиться для надання зношеній деталі правильної геометричної форми і зняття дефектного поверхневого шару. У цьому випадку ремонтні розміри валу визначають:

d_p1 = d_н – 2 ( + 2x) = d_н – w (1.7)

Для внутрішніх циліндричних поверхонь типу циліндр–поршень розрахункові формули ремонтних розмірів при рівномірному зношуванні

D_p1 = D_н + ( + 2x) = D_н+ w, II – ремонтний розмір (1.8)

D_p2 = D_p1 + w; D_p3 = D_p2 + w, IІI – ремонтний розмір (1.9)

де D_н – початковий внутрішній діаметр.

При нерівномірному зношуванні:

D_p1 = D_н + 2 (+ 2x) = D_н + w (1.10)

У таблицях 1.1, 1.2 в якості прикладу приведені ремонтні розміри деталей нафтового обладнання та автомобільних деталей.

Позитивними сторонами методу ремонтних розмірів є:

• підвищення строку служби і простота технології відновлення більш дорогої і трудомісткості деталі спряження;

• можливість організації виготовлення деталей спряження у вигляді запасних частин, що дозволяють значно скоротити час ремонту машини, вузла і знизити вартість ремонту.

Таблиця 1.1 – Ремонтні розміри деталей нафтогазопромислового обладнання

Поверхні для відновлення	Початкові розміри, мм	Ремонтні розміри, мм
		Р1	Р2	Р3	Р4
Шпонковий паз кривошипного вала	50+0,17	52	54	58	60,0
Отвір головки шатуна	Ø180	181	182	-	-
Внутрішня різьба ствола вертлюга	М130 3	М1353 3	-	-	-

Таблиця 1.2 – Ремонтні розміри автомобільних деталей

Поверхні для відновлення	Початкові розміри, мм	Ремонтні розміри, мм
		Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6
Гільза циліндрів автомобіля ЗІЛ-130	Ø100	100,5	101	101,5	-	-	-
Корінні шийки колінчастого вала двигуна автомобіля Газ 53	Ø70	69,75	69,5	69,25	69	68,75	68,5
Шатунні шийки колінчастого вала двигуна автомобіля Газ-53	Ø60	59,75	59,5	59,25	59	58,25	58,5