4.11.3. Восстановление путем постановки добавочной детали

Сущность способа — вместо изношенной поверхности (вала или отверстия) ставят дополнительную (добавочную) деталь, компенсирующую износ. Этот способ применяется для восстановления деталей как под ремонтный, так и под номинальный размер.

Порядок восстановлении:

• производят обточку изношенного слоя с учетом толщины до­бавочной детали;

• изготовляют добавочную деталь в виде втулки из материала, ко­торый должен соответствовать материалу восстанавливаемой детали.

Допускается и отверстие чугунных деталей и деталей, изготов­ленных и {легких сплавов, ставить добавочные детали из стали 20; посадочная поверхность добавочной детали должна иметь натяг от­носительно восстанавливаемой поверхности 0,05—0,07 мм (напри­мер, при восстановлении корпуса вертикальной передачи ставится втулка толщиной 3 мм с натягом 0,1—0,15 мм);

• производят монтаж добавочной детали на основную, что мож­но выполнить двумя способами: с использованием давления или нагрева.

Для предупреждения сопрягаемых поверхностей от задиров их покрывают машинным маслом или графитом. В тех случаях, когда детали сопряжения работают с большими нагрузками или изготов­лены из материалов, имеющих различные коэффициенты линей­ного расширения или сопряжения, работают в условиях высоких температур или посадка должна быть с большим натягом, монтаж добавочной детали производят с нагревом охватывающей детали или с охлаждением — охватываемой.

Прочность посадки с нагревом в 3 раза больше, чем прочность посадки в холодном состоянии. Нагрев деталей производят в мас­ляных ваннах при температуре 60—80 °С или индукционными на­гревателями при температуре 100—120 °С, время нагрева 1—2 мину­ты. Охлаждение деталей производят в твердой углекислоте, кисло­роде или азоте. При восстановлении износа внутренних отверстий добавочную деталь крепят винтами или штифтами, число которых зависит от ее диаметра. При диаметре 30 мм — ставят один, при диаметре 30—50 мм — два, при диаметре более 50 мм — три, под углом 120° один относительно другого.

Данным методом восстанавливают валы якорей тяговых элект­родвигателей, тяговых генераторов, вспомогательных электричес­ких машин, гнездо роликового подшипника в корпусе вертикаль­ной передачи дизеля, резьбовые отверстия и т.п.

Преимущество способа: вполне надежный и общедоступный, позволяет восстановить деталь под номинальный размер. Недостат­

ки: требует дополнительных затрат, связанных с обработкой повер­хности изношенной детали и изготовлением добавочной детали.

4. Восстановление деталей полимерными материалами

Полимерные покрытия широко используются для создания на­тяга или повышения износостойкости сопряжений. Применяемые в ремонте пластмассы делятся на термореактивные (не плавятся и не растворяются) и термопластические (плавятся). В композици­ях на основе различных смол они используются для восстановле­ния деталей.

Эпоксидные смолы применяются для склеивания металличес­ких деталей, устранения износа, раковин, больших выработок. По­рядок выполнения склеивания:

• эпоксидную смолу нагревают до температуры 120—160 °С и выдерживают некоторое время, чтобы удалить влагу;

• вводят пластификатор и массу тщательно перемешивают;

• вводят наполнители для увеличения механической прочнос­ти и температуростойкости, придания полимерному составу диэ­лектрических и антифрикционных свойств используют стальной и чугунный порошок, коллоидный графит или алюминиевую пудру;

• в течение 10—15 мин поддерживают температуру 80—100 °С и только после этого массу охлаждают до температуры 20 °С;

• непосредственно, перед применением смолы, за 30 мин до затвердения, вводят отвердитель;

• отверждение пасты происходит при температуре 80—100 °С в течение 1—5 часов, а при температуре 20 °С — в течение 24—70 ча­сов. Подогревать массу открытым огнем нельзя.

Порядок нанесения смолы: подготовка детали (разделка трещин, зачистка, обезжиривание); нанесение смолы (ее наносят аккурат­но и быстро, пока она не загустеет) металлическим шпателем, уп­лотняя ее и тщательно втирая в поры поверхности. Накладывают пасту с избытком, так как после высыхания она дает усадку; про­изводят термическую обработку (выдержка в комнатной темпера­туре в течение 24 часов с последующей сушкой в печи при тем­пературе 80—100 °С в течение 2—4 часов); производят механичес­кую обработку.

Эпоксидной смолой восстанавливают: трещины и выработку корпуса водяного насоса, изношенную поверхность корпуса мас­ляного насоса, ротора воздуходувки (забоины, задиры, несквозные трещины), блок дизеля 1ИДГ4-Д (свищи и раковины в результате коррозии), секции холодильника и калорифер (поверхность уси­лительной доски) и г.д.

Технологический процесс восстановления деталей эпоксидными пастами сводится к подготовке поверхности, нанесению пасты, пос­тановке заплат при необходимости и к зачистке после отвердения.

Подготовка деталей к ремонту состоит в определении границ де­фекта (трещины, пробоины, облома). Участок детали, где имеет­ся трещина, очищают от грязи и тщательно промывают уайт-спи­ритом. На концах трещины сверлят отверстия диаметром 4—6 мм для предотвращения дальнейшего распространения трещин. Для лучшего сцепления пасты с деталью в отверстиях нарезают резьбу. Кромки трещин разделывают под углом 60—80° на глубину 3/4 тол­щины стенки детали. При длине трещины более 50 мм сверлят от­верстия не только по ее концам, но и по всей длине через каждые 30—40 мм и затем нарезают резьбу. Поверхность детали вдоль тре­щины зачищают по обе стороны на расстоянии 20—25 мм. Пос­ле этого трещину и зачищенную поверхность детали обезжирива­ют ацетоном или четыреххлористым углеродом и просушивают в течение 20—25 мин до полного удаления растворителя.

После обезжиривания деталь подогревают до 70—80 °С в су­шильной камере или электропечи, а при их отсутствии участок де­тали вокруг трещины нагревают паяльной лампой.

Затем подготовленную к ремонту трещину заполняют эпоксид­ной пастой и уплотняют шпателем или лопаткой. Ширина слоя должна быть 25—30 мм, а высота над плоскостью детали 2—3 мм.

Отвердение пасты производят в сушильном шкафу при темпе­ратуре 100 °С в течение 1—2 ч или при комнатной температуре в течение 20—24 часов. При необходимости деталь испытывают на герметичность.

Отвердевшую поверхность обрабатывают слесарным инструмен­том или на металлорежущем станке. Для предотвращения нагрева деталей их обрабатывают при скоростях резания 1,3—1,7 м/с при сверлении и 0,4—0,6 мм/с при обточке с подачей 0,05—0,10 мм/об.

В ремонтном производстве находят широкое применение син­тетические клеи БФ-2, БФ-4 и ВС-10Т. Клеи БФ-2 и БФ-4 при­меняют для склеивания различных материалов (металлов, полиме-

ров, стекла и др.). Поверхности, подлежащие склеиванию, обезжи­ривают и просушивают, после чего на них наносят первый слой клея. Спустя один час наносится второй слой, который выдержи­вают 2—3 минуты. Затем детали соединяют в приспособлении, на­гревают до температуры 140—160 °С и выдерживают при этой тем­пературе в течение 1,5—2 часов.

Поверхностям деталей, подлежащим склеиванию, придают ше­роховатость, обезжиривают бензином или ацетоном и просушива­ют в течение 10—15 минут. Затем кисточкой наносят слой клея, который выдерживают в течение одного часа при температуре 18— 20 °С. Второй слой клея также наносят кисточкой и выдерживают при температуре 18—20 °С в течение одного часа.

Затем детали склеивают и помешают под пресс с удельным дав­лением 0,8—5 кгс/см², нагревают до температуры 180 °С и вы­держивают в течение двух часов. Охлаждение приклеенных де­талей производят до температуры 18—20 °С, после чего снимают давление.

Для снижения образования задиров в паре поршень—гильза ди­зеля в России и за рубежом проводятся работы по применению противозадирочных износостойких покрытий типа ВАП-2. На дизелях 10 Д100 покрытие применялось на тронковых поверхностях порш­ней по следующей технологии: подготовка поверхности — зачистка, обезжиривание, обработка дробью; напыление покрытия, толщина пленки 15—25 мкм; термообработка путем нагрева до температуры 200 °С. Пробег опытных тепловозов составил 140—240 тыс. км. На 1,4 % поршней были задиры. Износ гильз нормальный. Широкое использование ВАП-2 позволит сэкономить 250 т полуды в год.