книги из ГПНТБ / Боженов, Н. Б. Ремонт и монтаж оборудования заводов переработки пластмасс и резины учебное пособие для химико-механических техникумов

Холодная сварка чугуна стальными электродами не позволяет получать сварное соединение без твердых закалочных структур. Для устранения этого недостатка при сварке тяжелых и громоздких чугунных деталей применяют стальные шпильки, ввертываемые в деталь. Шпильки усиливают связь между основным и наплавлен­ ным металлом. Обычно ставят шпильки диаметром 6—12 мм на глубину 1,5—2 диаметра, число шпилек составляет 3—10 на каждые 100 мм шва, в зависимости от качества чугуна и условий эксплуа­ тации.

Сварка электродами из цветных металлов. Электроды из цветных металлов (в основном из меди, никеля или из их композиций) при­ меняют при дуговой сварке с целью получения сварного соединения, обрабатываемого нормальным режущим инструментом. Эти элек­ троды обеспечивают прочность сварного соединения, равную 80— 90% прочности основного металла.

Сварка электродами из медно-железных сплавов. Металл, напла­ вленный медно-железными электродами, обладает большой вяз­ костью, хорошо поддается проковке и легко обрабатывается. Наи­ лучшей для сплава является композиция из 80—90% меди и 10— 20% железа.

Существует несколько видов медно-железных электродов: мед­ ный стержень в железной трубке с покрытием, электрод из биметал­ лической проволоки, пучок электродов из медных и стальных стерж­ ней, медный стержень с покрытием, содержащим железный порошок.

Следует учитывать, что сварка медно-железными электродами дает хороший результат при тщательной проковке и чеканке швов, поэтому там, где проковка невозможна или затруднена, применять эти электроды нецелесообразно.

Сварка чугуна электродами марки ЦЧ-4. Этот способ сварки дает в наплавленном слое сплав, содержащий до 7% ванадия. Электроды ЦЧ-4 могут быть широко использованы для различных ремонтных работ. Они обеспечивают высокую прочность шва и почти полностью исключают образование закалочных структур в металле шва и в переходных зонах.

Наплавка деталей из стали и чугуна

Наплавка является одним из основных методов восстановления деталей, особенно в тех случаях, когда требуется повысить износо­ стойкость трущихся поверхностей. Качество наплавки в значитель­ ной степени зависит от состояния восстанавливаемой поверхности. Поэтому поверхности чугунных и стальных деталей перед наплавкой обжигают в нагревательных печах, газовой горелкой или паяльной лампой. Это делается с целью удаления масла из пор и трещин. После обжига поверхность очищают и обрабатывают стальными щет­ ками и абразивными кругами.

Наплавка выполняется теми же способами, что и сварка, и отли­ чается от сварки долей основного материала в металле наплавля­

70

емого слоя. В большинстве случаев при сварке стремятся увеличить количество расплавляемого основного металла и глубину его про­ плавления. Наплавка же требует минимальной доли расплавля­

приводится в действие электродвигателем 7 через редуктор. Вибра­ ция мундштука производится электромагнитным вибратором 4 через рычаг 3. Пружина 8 обеспечивает устойчивость колебаний рычага.

П о сто ян н ы й ток вырабатывается генератором 10 и подается к электроду через дроссель 9, с помощью которого регулируется ток. Охлаждающая эмульсия подается в зону наплавки насосом 1.

71

Режим наплавки характеризуется следующими величинами: на­ пряжение дуги 4—32 В, частота колебаний 25—100 Гц, диаметр сварочной проволоки 1—3 мм, величина сварочного тока 110—210 А.

Наплавленный металл представляет собой мелкопористую метал­

в 1—2 мм на поверхность цапф валов и осей.

Недостатками этого способа являются низкая прочность напла­ вленного слоя, возможность местной закалки основного металла, значительные потери металла на угар и разбрызгивание (10—30%).

Наплавляемый металл должен обладать повышенной износостой­ костью, жаростойкостью или коррозионной устойчивостью. Глубина расплавления основного металла 2—3 мм.

Присадочные материалы при электрошлаковой наплавке приме­ няют в виде проволоки, стержней, пластин и лент. Наплавку ведут под теми же флюсами, которые применяют при сварке. Для углеро­ дистых и низколегированных сталей применяют флюсы АН-8, АН-8М; для высоколегированных — АН-22, 48-08-6.

Наплавляемая плоскость должна находиться в вертикальном положении.

Наплавка газовым пламенем. Для наплавки применяют ацети­ лено-кислородное пламя. Оборудование применяют то же, что и для газовой сварки. Этот способ наплавки находит широкое применение при восстановлении различных мелких деталей из чугуна, стали и цветных металлов и сплавов (меди, латуни, бронзы, алюминия и его сплавов).

§ 4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ

Металлизацией называется процесс нанесения расплавленного металла на поверхность детали. Различают два вида металлизации: электрометаллизацию, при которой металл расплавляется электри­ ческой дугой, и газовую — при расплавлении металла ацетилено­ кислородным пламенем.

Расплавленный металл распыляется струей сжатого воздуха (давлением 0,6—0,65 мН/м2) на мельчайшие частицы размером 15— 20 мкм. Эти частицы с большой скоростью (100—250 м/с) ударяются о металлизируемую поверхность и, сцепляясь с ней, образуют сплош­ ное покрытие. Последующие слои сцепляются с предыдущими. Таким наслаиванием распыленного металла можно получить покры­ тие толщиной от нескольких микрон до 10 мм и более.

Частицы металла, наносимые на поверхность, имеют ничтожную массу и малый запас тепла, поэтому металлизация почти не вызы­ вает нагрева детали и ее деформации.

Металлизацией можно наносить слой любого металла. Для этого применяют проволоку диаметром 1—6 мм. Для восстановления

72

стальных деталей берут проволоку из простых углеродистых сталей; для получения антифрикционных покрытий одновременно распыляют два металла (алюминий и сталь, медь и сталь, медь и свинец); анти­ коррозионные покрытия выполняют цинковой проволокой; напра­ вляющие металлизируются молибденовой проволокой и т. д.

При металлизации не происходит сплавления или сваривания частиц с поверхностью детали, сцепление носит чисто адгезионный характер (исключение составляет молибден и некоторые его сплавы). Слой нанесенного металла имеет множество мелких пор, поэтому плотность его на 8—12% ниже, чем основного металла. Благодаря пористости металлизированный слой хорошо впитывает масло (до 10% объема слоя) и имеет высокую износостойкость, на 40—50% превосходящую стойкость металла до металлизации.

Металлизированное покрытие не обладает пластичностью, по­ этому данный способ восстановления непригоден для деталей, рабо­ тающих в условиях динамических нагрузок (зубьев шестерен, мат­ риц, штампов). Он применим при восстановлении изношенных шеек валов, плунжеров и других наружных поверхностей тел вращения, а также для покрытия несложных пресс-форм. В последнем случае используют молибден.

Технологический процесс металлизации состоит из операций подготовки поверхности, нанесения металлического покрытия и его последующей обработки.

Поверхность очищают от масла и загрязнений, обтирая ее ве­ тошью и промывая растворителем (керосином, бензином, дихлор­ этаном). С поверхности чугунных деталей, работавших в условиях смазки, масло удаляют нагревом до 250—300 °С пламенной горелкой или в печи.

Металлизируемая поверхность должна быть шероховатой, что обеспечивается пескоструйной обработкой металлическим (чугунным или стальным) песком. Шероховатость поверхности тел вращения придается нарезкой рваной резьбы на токарно-винторезном станке. Для этого резьбовой резец устанавливают ниже центра на 3—4 мм, что создает дрожание, и нарезают резьбу глубиной около 1 мм и шагом 1—1,5 мм. Для устранения неравномерностей износа тел вра­ щения (эллипсности, задиров) детали обтачивают на токарном станке.

Цилиндрические детали восстанавливают металлизатором, закре­ пленным на суппорте токарного станка. Аппарат располагают так, чтобы ось распылительной головки была перпендикулярна к вос­ станавливаемой поверхности. Для газовой металлизации применяют металлизатор ГИМ-1.

На рис. III-2, а показана схема электрометаллизации. Про­ волока 2 с катушек 1 подается через направляющие трубки 3 тяго­ выми роликами 4 в приемные трубки 5. При выходе из приемных трубок на концах проволоки образуется электрическая дуга. Рас­ плавленный металл струей сжатого воздуха распыливается через сопло 8. Струя мелких частиц металла 6 с большой скоростью попа­ дает на поверхность детали 7.

73

На рис. Ill 2, б показана схема электрометаллизационной уста­ новки. Электродная проволока с катушек 2 подается в головку металлизатора 1. Ток поступает из сети 3 через трансформатор 4 (напря­ жение тока 24 В). Сжатый воздух подается к соплу головки металлизатора компрессором в через воздухосборник 5.

Рис. Ш -2. Металлизация распылением:

а — схема электрометаллизации: 1 — катушка с проволокой; 2 — проволока; 3 — направля­ ющая труОка; 4 — тяговый ролик; 5 — приемная трубка; в — поток частиц металла; 7 — поверхность детали; 8 — сопло для сжатого воздуха; 9 — провода электросети; б — схема

влектрометаллизационяой установки: 1 —головка металлизатора; 2 —катушка для проволоки; 3 — провода электросети; 4 — трансформатор напряжения; 5 — воздухосборник; в — ком­

прессор; в — общий вид металлизационной головки ЭМЗА: 1 — ниппель для подвода сжатого воздуха; 2 — кран воздушный; 3 — колодка для подключения токоподводящих проводов; 4 — защитный экран; 5 — крышка роликового механизма; 6 — воздушная турбинка; 7 — регулятор оборотов турбинки.

Общий вид металлизационной головки ЭМЗА для восстановления небольших деталей показан на рис. Ш -2, в.

§ 5. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМИ СПОСОБАМИ

Электролитический способ восстановления деталей состоит в оса­ ждении на поверхности деталей металлов при электролизе водных растворов соответствующих солей (электролитов).

Из электролитических способов наибольшее применение для вос­ становления имеют хромирование, отсталивание и электронатирание поверхностей деталей цинком или медью.

Хромирование позволяет не только восстанавливать размеры изношенных поверхностей, но и повышать их износостойкость.

74

электролитом. Деталь соединяется с отрицательным полюсом источ­ ника постоянного тока, электрод — с положительным. При пропу­ скании тока в месте контакта электрода и детали происходит процесс электролиза и на деталь наносится металл.

На рис. Ш -3 показана схема электронатирания детали 1, враща­ ющейся в центрах токарного станка. Сосуд 4 с электролитом имеет трубку 2 с краном 3 для равномерной подачи электролита на ткане­ вый тампон 6, помещенный между деталью и электродом 5. В ван­ ночку 7 стекает электролит, который затем используется повторно.

Процесс электронатирания валов и осей заключается в следую­ щем. Восстанавливаемую деталь шлифуют для придания ей правиль­ ной цилиндрической формы и закрепляют в центрах токарного станка. Поверхность обезжиривают, протирая ее венской известью с помощью ватного тампона или волосяной кисти, промывают горя­ чей водой, а затем протравливают водным раствором серной кислоты (1500 г/л) и сернокислого натрия (50 г/л). После промывки поверх­ ности холодной водой производят электронатирание.

Для получения цинкового покрытия применяют электролит, содержащий 280—300 г/л сернокислого цинка и 20—40 г/л борной кислоты. Плотность тока 200 А/дм2, скорость перемещения восста­ навливаемой поверхности 10 м/мин. После нанесения покрытия де­ таль тщательно промывают водой. Цинкование электронатиранием рекомендуется для восстановления посадок неподвижных соедине­ ний деталей, имеющих износ до 0,1 мм.

Меднение электронатиранием применяют для восстановления наружных поверхностей бронзовых втулок. При меднении можно получать покрытия значительной толщины. В этом случае электро­ лит состоит из 550—600 г/л сернокислой меди и 75—100 г/л серной

РАЗБОРКА ОБОРУДОВАНИЯ

В технологический процесс ремонта оборудования входят следу­ ющие работы:

1)разборка машины на узлы и детали, очистка и промывка их;

2)определение характера и степени износа деталей, их дефек-

товка;

3)восстановление изношенных деталей;

4)подбор и изготовление новых деталей для замены непригод­

ных к дальнейшей эксплуатации; 5) сборка узлов и механизмов с пригонкой деталей и регулиров­

кой узла (механизма);

6)общая сборка машины;

7)проверка и регулировка машины;

8)испытание и сдача отремонтированной машины.

76

§ 1. ПРАВИЛА РАЗБОРКИ ОБОРУДОВАНИЯ

До начала ремонта оборудование должно быть очищено от пыли, грязи и масла. Площадку около машины следует подготовить для организации рабочего места слесарей-ремонтников; необходимо оста­ вить свободные проходы для рабочих и для проезда тележек, что обеспечит безопасность и удобство работы. Рабочее место может быть оборудовано передвижным верстаком, передвижной моечной маши­ ной, тележкой с подъемным механизмом, переносным ящиком для инструмента и другими принадлежностями.

На месте ремонта вывешивается табличка «Не включать — ремонт!»

До начала ремонта должны быть заготовлены все сменные детали, необходимый инструмент, материалы и приспособления. Перед разборкой машины необходимо ознакомиться с ее паспортом, ки­ нематической схемой, чертежами основных узлов и наметить после­ довательность разборки. Оборудование и отдельные узлы следует разбирать в соответствии с руководством по ремонту, которое со­ держит описание порядка пооперационной разборки его на узлы и детали.

Разборку начинают обычно со снятия кожухов, крышек, предо­ хранительных щитков, чтобы открыть доступ к разбираемым узлам. Разборку производят по узлам. Их снимают с машины по возмож­ ности нерасчлененными.

При снятии с оборудования тяжелых узлов и деталей применяют подъемно-транспортные механизмы, имеющиеся в цехе (мостовые краны, кран-балки, тельферы), или специально монтируемые устройства (козлы, треноги, лебедки, тали, домкраты).

Разбирать следует лишь тот узел или механизм, который подле­ жит ремонту. Полная разборка оборудования производится только при капитальном ремонте. Детали каждого разбираемого узла не­ обходимо маркировать и складывать в отдельные ящики. Для фик­ сации определенного положения сопрягаемых деталей на них ставят метки. В системах гидравлических приводов следует маркировать все трубопроводы и места их присоединения.

Маркировка деталей может выполняться любым способом — краской, клеймом (для незакаленных деталей), кислотой, электро­ графом или бирками.

При разборке оборудования следует соблюдать следующие общие правила:

1)применять соответствующий инструмент и приспособления, исключающие порчу деталей;

2)узлы и детали снимать аккуратно, без перекосов и поврежде­

ний;

77

3)для снятия с валов шкивов, зубчатых колес, муфт, подшипни­ ков пользоваться съемниками, прессами или винтовыми приспособ­ лениями;

4)если невозможно применить для разборки съемники, следует пользоваться молотками или кувалдами; при этом удары наносят

через выколотку или подставку из дерева или мягкого ме­ талла;

5)к трудно снимающимся деталям нельзя прилагать больших усилий, нужно выяснить причину заедания и устранить ее;

6)для облегчения разъема детали можно подогреть охватыва­ ющие детали горячим маслом, паром или огнем;

7)разборку длинных валов производить с применением несколь­ ких опор;

8)болты, гайки, шайбы и другие крепежные детали при полной разборке узла укладывать в отдельный ящик, при частичной раз­ борке крепежные детали целесообразно вставлять или завертывать

впредназначенные для них отверстия.

В процессе разборки производится дефектовка деталей и уточ­ няется ранее составленная дефектная (ремонтная) ведомость.

§2. РАЗБОРКА ОСНОВНЫХ ВИДОВ СОЕДИНЕНИИ

Косновным разъемным соединениям относятся резьбовые, шпо­ ночные и шлицевые.

Разборка резьбовых соединений. Деталями резьбовых соединений являются болты, гайки, шайбы, шпильки, шплинты и винты. Для

отворачивания гаек и болтов необходимо применять ключи соответ­ ствующей формы и размеров, установленных ГОСТом. Недопустимо применение зубил, крейцмесселей, бородков и других подобных инструментов. Не следует также пользоваться насадками на ключи, так как это может привести к разрыву стержня болта.

Для отвинчивания гаек в труднодоступных местах применяют специальные нестандартные ключи. Отвертки для вывинчивания винтов должны соответствовать размеру шлица в головке. Шпильки вывертываются специальными ключами-шпильковертами. Шплинты удаляют шплинтодером или срубают головку зубилом, а остатки извлекают плоскогубцами или выталкивают выколоткой.

Если резьбовое соединение покрыто ржавчиной и не поддается разборке, следует смочить его керосином и оставить на 8—10 ч для растворения окислов железа; после этого можно начать раз­ борку. Забитые концы болтов и винтов запиливают трехгранным напильником.

Для ускорения процесса разборки резьбовых соединений целе­ сообразно применять механизированные инструменты: электриче­ ские и пневматические гайковерты, шпильковерты, механические отвертки.

Остатки сломанного болта, винта или шпильки удаляют следу­ ющими способами.

78

1.Если резьбовая часть болта или часть шпильки выступает над плоскостью детали, то на выступающую часть навертывают гайку

иконтргайку и вращают гайку.

2.Если выступающий резьбовой конец короток, то к шпильке

приваривают гайку.

3. Если место обрыва находится на уровне плоскости детали или ниже ее, используют один из следующих приемов:

на торце сломанной шпильки или болта вырубают шлиц и шпильку (болт) удаляют отверткой;

в

Рис. IV-1. Методы извлечения клиновой шпонки:

а — молотком; б — рычагом; в — специальным приспособлением: 1 — стержень с захватом; 2 — груз; 3 — упорная шайба.

на торец излома приваривают изнутри гайку или стержень ше­ стигранного либо квадратного сечения;

в теле сломанной шпильки сверлят отверстие диаметром, равным примерно половине ее диаметра; в отверстии нарезают резьбу, об­ ратную по направлению основной резьбе; в нарезанное отверстие ввертывают болт и ключом вывертывают сломанный конец шпильки;

высверливают сломанную часть шпильки или болта; удаляют оставшуюся часть шпильки (болта) электроискровой

обработкой; в качестве электрода используют медную или латунную трубку диаметром на 1—2 мм меньше диаметра резьбы.

Разборка шпоночных соединений. Шпонки применяют для соеди­ нения маховиков, шкивов, муфт и других деталей с валом. Для этого на валу и в отверстии насаживаемой на вал детали выполняется паз. Шпонка входит одновременно в оба паза, обеспечивая фиксацию деталей.

Шпонки могут быть клиновыми, призматическими и сегмент­ ными. Клиновые шпонки при сборке заклинивают ударами молотка по широкой торцовой части или головке.

79