Технологія ремонту шпинделів, ходових валів та гайок
Одна з відповідальних деталей верстата — шпиндель. Від точності і жорсткості його залежить якість виконуваних на верстаті операцій.
Відхилення від форми і розмірів поверхонь шпинделів допускаються в дуже вузькому діапазоні, цим визначається і специфіка їхнього ремонту.
Кінці шпинделів мають конічні отвори з різьбленням, посадкові шийки або конуси для базування оснащення.
Якщо при ремонті змінити розміри поверхонь кінців шпинделя, то прийдеться змінювати або переробляти прикладене до верстата технологічне оснащення. Тому при ремонті прагнуть відновити шпиндель у його початкових розмірах, особливо це стосується поверхонь його кінців.
Технологічна послідовність ремонту шпинделя.
На мал. показаний ремонтний кресленик шпинделя токарного верстата.
Биття поверхні (2) [50k6] складає 0,04 мм,
поверхні (6) 70k6 — 0,06 мм,
буртику поверхні (6) — 0,06 мм.
Знос поверхні (1) М48х1,5 — 0,4 мм на сторону.
Поверхня (2) —49,96 мм [50k6];
поверхня (3) — 59,95 мм [60k6].
На поверхні (4) М64х6 — різьблення зам'яте по 0,3 мм на сторону.
Поверхня (5) — 74,97 мм [75k6];
поверхня (6) — 69,87 мм [70k6].
На поверхні (7) М68х2 — різьблення зам'яте на 0,35 мм на сторону;
на поверхні (8) — надири і забоїни до 0,8 мм.
Поверхні (10) і (11) — 6,07 мм [6js6].
Для ремонту шпинделя необхідні токарно-гвинторізні, вертикально-фрезерний і кругло шліфувальний верстати, верстат зі слюсарними тисками і гальванічна ванна.
Технологічне оснащення для ремонту шпинделя:
чотирьох кулачковий патрон 7103—0049 (ДСТ 3890—72),
повідковий патрон 7108—0055 (ДСТ 2572—72),
люнет нерухомий,
верстатні гвинтові само-центрувальні важільні тиски 7200-0154 (МН 5790—65),
внутрішньо-шліфувальне пристосування,
пристосування для установки шпинделя,
прохідний відігнутий різець 2102-0055-Т15ДО6-IV (МН 575—64),
розточувальний різець 2140-0010-T15K6-I,
різьбовий різець 6 = 60° 2131-0506-Т15ДО6,
центри (ДСТ 13214—67),
гайковий двосторонній ключ (ДСТ 2839— 62),
мідні підкладки,
хомутик (ДСТ 2578—74),
фреза кінцева 2200-0007-Р18 (ДСТ 17025—71),
шліфувальне круг ПП400Х40Х 127-Э5-ДО (ДСТ 2424—75),
пробка шпонкова 6,5/s6 MH2978-61,
штангенциркуль ШЦ-11 (ДСТ 166—73),
мікрометр важільний МР 50-75 (ДСТ 4381—68),
індикатор (ДСТ 9695—75),
конусний калібр Морзе 5.
Рис. Шпиндель токарного верстата
До шпинделів пред'являються досить високі вимоги.
Тому шийки 2 і 4 обробляють шліфуванням і поліруванням.
Співвісність їх повинна бути витримана з точністю 0,01 мм; припустима конусність шийок 0,01 мм, овальність 0,003—0,005 мм.
Таким же вимогам повинна відповідати поверхня 5.
Конічний отвір 6 шпинделя повинний бути концентричний шийкам; допускається биття 0,01—0,02 мм на довжині 300 мм. Перевірка отвору здійснюється спеціальним калібром і пристосуванням.
У шпинделя в першу чергу зношуються його шийки 2 і 4; на них з'являються подряпини і задири, що легко виявляються зовнішнім оглядом.
На поверхні отвору 6 теж виникають задири, а також забоїни і вм'ятини.
Зношується різьблення шпинделя, ушкоджується шпонковий паз на поверхні 3.
Шпинделі можна ремонтувати кілька разів, що, зрозуміло, вигідно: виготовлення нового шпинделя — справа складне і дороге.
Однак у тих випадках, коли ремонт шпинделя спричиняє ремонт і деталей, що зєднуються з ним, може виявитися більш вигідної заміна зношеного шпинделя новим. Це питання вирішують порівнянням вартості ремонтних робіт і вартості нового шпинделя.
Шпинделі, у яких знос шийок по діаметрі складає 0,01—0,02 мм, ремонтують доведенням на токарному верстаті, виконуваної спеціальним інструментом — притиром.
Притир складається з кільця-хомутика, гвинта, втулки-притирання з розрізом і рукоятки-державки. Втулку-притира виготовляють з чавуна, міді або бронзи, її отвір виконують по розмірі оброблюваної шийки.
Приступаючи до доведення шийки, накладають на неї тонким шаром суміш дрібного наждакового порошку й оливи, після чого надягають хомутик і злегка загвинчують гвинт.
Пускають верстат, настроївши його на швидкість обертання шпинделя 10—20 м/хв. На ходу станка рівномірно водять притиром уздовж оброблюваної шийки. Час від часу обновляють шар порошку з оливою і підгвинчують гвинт.
Усунувши знос, промивають шийки шпинделя і протирають гасом, потім наносять на шийку тонкий шар доводочної пасти з гасом і завершують її обробку.
При зносі шийок шпинделя, трохи більшому 0,02 мм, їх ремонтують шліфуванням з наступним доведенням.
Однак цей спосіб ремонту прийнятний, лише коли мається можливість трохи змінити розміри отворів у підшипниках або інших деталях, що з’єднуються зі шпинделем.
Якщо ж такої можливості ні, або зміна розмірів отворів недоцільно через велику трудомісткість операцій, відновлюють шийки шпинделя зі зносом до 0,1 мм нарощуванням хрому, а зі зносом більше 0,1 мм металізацією й іншими способами, що дозволяють створювати нарощуванням шар металу належної товщини.
Варто враховувати, що при зносах у 0,03— 0,05 мм допускається ремонтувати шийки шпинделів з деяким відступом від номінальних розмірів, але тільки у випадках, коли шпиндель встановлюється в підшипниках ковзання.
Шийки шпинделів з нарощеним на них хромовим шаром, обробляють тільки шліфуванням.
Якщо ж на шийки наносяться інші метали відповідно великими шарами, чим при хромуванні, шийки спочатку обточують, а потім шліфують.
При цьому їм додають у напрямку до заднього кінця конусність до 0,01 мм, для того щоб при шабруванні підшипників шар фарби, нанесений на шийки, цілком використовувався для зафарбовування поверхні підшипників.
Тертьові шийки шпинделів верстатів підвищеної точності після шліфування доводять.
При обробці ремонтуємих поверхонь точінням у них також виправляють зовнішнє різьблення, якщо в цьому є необхідність.
Для виконання зазначених операцій проводиться наступна підготовка.
Виточують сталеві пробки і щільно вставляють них в отвори 1 і 6 шпинделя, спочатку зачистивши місця посадки пробок.
Після цього закріплюють шпиндель одним кінцем у патроні токарного верстата, а другий кінець установлюють незношеним місцем у люнеті і вивіряють шпиндель на биття, що не повинне перевищувати 0,01 мм; потім роблять у пробці центрове заглиблення.
Після цього шпиндель переставляють, затискають його другий кінець у патроні, а перший у люнеті і виготовляють друге центрове заглиблення.
Тепер шпиндель встановлюють у центрах і перевіряють правильність центрування; биття його незношених місць, визначене по індикатору, повинне бути не вище 0,01 мм.
Виконавши з гарною якістю всю описану підготовку, приступають до обробки шпинделя точінням і шліфуванням.
Зношений конічний отвір шпинделів ремонтують по-різному, у залежності від величини зносу.
При сильному зносі отвір розточують і потім у нього уставляють втулку, що компенсує. При невеликому зносі отвору (неглибокі риски, незначні забоїни) зручно його усувати за допомогою спеціального пристосування в процесі складання ремонтуємого верстата.
Там, де описаного пристосування немає, отвір у шпинделі можна обробити різцем, знімаючи мінімальний шар металу.
Точність конічного отвору шпинделя перевіряють стандартним конусним калібром.
Контрольна риска на калібрі не повинна входити в отвір, між нею і торцем шпинделя повинний залишатися відстань у 1—2 мм.
Якщо ж контрольна риску входить в отвір, то підрізають торець шпинделя настільки, щоб одержати нормальну посадку калібру — з розташуванням контрольної риски на необхідній відстані від торця шпинделя.
Вісь конічного отвору шпинделя перевіряють на биття індикатором по контрольному пристосуванню, вставленому в отвір.
Допускається відхилення від осі величиною 0,01 мм у торця шпинделя і величиною 0,02 мм на довжині 300 мм по пристосуванню.
Поверхня 5 шпинделя також не повинна мати биття; гранично припустиме биття 0,01 мм.
Установлено, що шпинделі з хромованими шийками добре працюють тільки при відмінному пригоні до них підшипника, коли забезпечений належний зазор для змащення шийок.
Нормальна величина цього зазору 0,006—0,02 мм, у залежності від точності верстата, числа обертів і діаметра шпинделя. При недбалому пригоні відбувається під час роботи верстата посилене місцеве нагрівання. Через це на хромованій поверхні утворяться дрібні тріщини, хром починає відшаровуватися й усе більше ушкоджує шийкиі шпинделя.
Шийки шпинделів, що працюють у підшипниках кочення, ремонтуються нарощуванням металу з наступною обробкою на верстаті. Однак до такого ремонту шпинделів прибігають порівняно рідко, тому що шийки, про які йде мова, майже не зношуються.