книги из ГПНТБ / Архангородский, Л. А. Ремонт и монтаж оборудования учеб. пособие

По второму методу посадка сопряженных деталей возобнов­ ляется путем восстановления первоначальных, номинальных раз­ меров.

Восстановленные детали как по первому, так и по второму ме­ тоду должны быть достаточно долговечны и надежны в эксплуа­ тации.

При первом методе восстановления геометрические формы из­ ношенных деталей исправляют механической обработкой и одно­ временно изменяют первоначальные размеры в пределах допусков ремонтных размеров. Достоинством данного метода является про­ стота и доступность его применения в условиях любой мастерской,

сы с последующей слесарно-механической обработкой. Восстановление изношенных деталей до номинальных размеров

является более прогрессивным, чем восстановление до ремонтных размеров. Таким образом можно восстанавливать детали неогра­ ниченное число раз. Наращивание деталей износостойкими метал­ лами и сплавами позволяет удлинить срок их службы, а специаль­ ные виды обработки способствуют их упрочнению.

В ремонтной практике применяют следующие основные способы восстановления и упрочнения деталей: механическую и слесарную обработки, сварку, наплавку, металлизацию, гальваническое по­ крытие, электроискровую и термическую обработки, напыливанне пластмассами, склеивание, упрочнение поверхности детали и вос­ становление их формы под давлением (пластическим деформиро­ ванием) .

Сломанные детали восстанавливают газовой и электродуговой сваркой, а также механическим способом (наложением заплат, на­ кладок и т. п.).

Механическую обработку широко применяют как самостоя­ тельный способ восстановления различных деталей.

§ 2. Восстановление деталей механической обработкой

Механическую обработку деталей применяют при восстановле­ нии сопряжений способами ремонтных размеров или добавочных ремонтных деталей.

Способ ремонтных размеров. В этом случае одну из изношен­ ных деталей подвергают обработке до заранее установленного размера. Другую деталь, более дешевую, заменяют новой, имею­ щей размер, соответствующий измененному размеру основной де­ тали, но с сохранением первоначального допуска.

Такой ремонт можно проводить последовательно несколько раз. При этом диаметр ремонтируемого отверстия увеличивают, а диа­

40

метр вала уменьшают и соответственно этому изменяют размеры сопрягаемых де­ талей. Новые, заранее установленные раз­ меры детали соединения называют ремонт­ ными. Определение величины и количества ремонтных размеров можно проследить на примере соединения, в котором ремонтиру­ ют вал, а подшипник заменяют (рис. 13).

Первый ремонтный размер вала d\ (мм) можно определить по формуле

d i= d a- 2 ( i a+ f ) ,

/— припуск на обработку для получения ближайшего раз­ мера, мм.

прочности детали. Величина и во всех последующих ремонтах не изменяется. Поэтому число ремонтных размеров пр может быть определено по формуле

„.__. d a — C?min

Зная возможное число ремонтных размеров пр и величину и, можно найти абсолютное значение ремонтных размеров после­ дующих ремонтов, т. е.

^2 —•dH 2 и , dniin~ dft /?.рй.

Аналогичным путем могут быть найдены ремонтные размеры подшипника. Способ ремонтных размеров применяют при восста­ новлении таких сопряжений, как шейка коленчатого вала — под­ шипник, цилиндр — поршень и др.

Преимущества восстановления соединения способом ремонтных размеров состоят в простоте и доступности ремонта, возможности взаимозаменяемости деталей одного ремонтного размера, обеспе­ чении зазора в соединении, равного номинальному, и сокращении простоя оборудования в ремонте. К недостаткам этого способа можно отнести снижение прочности деталей, увеличение номенкла­ туры запасных деталей и соответственно усложнение их учета.

Разновидностью способа-ремонтных размеров является такой 'способ ремонта, при котором одной из деталей изношенного сое­ динения придают ремонтные размеры, а другую деталь реконст­ руируют путем постановки добавочной детали — компенсатора из­ носа.

41

Ремонт способом добавочных ремонт­ ных деталей. Применяют для восстанов­

гунной 5—6 мм. Втулки можно изготавливать из того же материа­ ла, из которого изготовлена деталь.

При значительном износе резьбового отверстия в теле чугунных деталей применяют для восстановления втулки-ввертыши (рис. 14,6), в которых после установки на место нарезают резьбу с учетом установки болта увеличенного размера. Например, при размере изношенной резьбы М8Х1.25 размер новой резьбы при­ нимают М10Х 1,5.

Изношенные участки плоских поверхностей ремонтируют уста­ новкой накладок и планок. Для этого изношенные участки детали прострагивают или фрезеруют, а затем к ним крепят планки (свар­ кой, склейкой или винтами), которые обрабатывают в уровень с неизношенными поверхностями детали.

Способ добавочных ремонтных деталей экономичен, так как он позволяет использовать неизношенную часть детали. Механиче­ скую обработку деталей осуществляют на металлорежущих стан­ ках, на которых слой металла снимается специальными резцами.

В зависимости от вида инструмента и характера его движе­ ний, а также движения обрабатываемых деталей различают сле­ дующие основные процессы холодной обработки металлов реза­ нием: точение, фрезерование, строгание, сверление и шлифование. Соответственно металлорежущие станки распределены на токар­ ные, фрезерные, строгальные, сверлильные, шлифовальные и др.

Для механической обработки деталей способом ремонтных раз­ меров наиболее широко используют токарно-винторезные и шли­ фовальные станки разных конструкций.

42

§ 3. Восстановление деталей слесарно­ механической обработкой

Слесарно-механическая обработка дает возможность восстано­ вить первоначальные (до износа) размеры, форму и чистоту рабо­ чих поверхностей, изношенных деталей или только форму и чисто-, ту восстанавливаемой детали. К слесарно-механическим работам относят рубку, резку, сверление, зенкерование, развертывание, на­ резание резьбы, опиливание, точение, шабрение, шлифование, при­ тирку, заделку трещин.

Рубка. Операция обработки металла, при которой инструмен­ том (зубилом, крейцмейселем и молотком) удаляют излишний слой металла. При черновой рубке снимают слой металла толщи­ ной 1,5—2,0 мм, а при чистовой 0,5—1,0 мм. К рубке прибегают в тех случаях, если заготовки или детали нерационально обраба­ тывать на станках. Для механизации рубки применяют пневмати­ ческие и рубильные молотки.

Резание металла. Слесарная операция, при которой целый ку­ сок металла разделяется на части различными ножовками и ме­ ханизированным инструментом (электромеханической ножовкой, электровиброножницами).

Металл режут с образованием стружки и без нее. В первом случае металл разрезают ножовками, резцами, огневой резкой, анодно-механическим и электроискровым методами, а при втором способе — ножницами и кусачками. Из ручного инструмента наи­ большее распространение имеют ножовки, на которых крепят но­ жовочные полотна. Для резки листового металла используют нож­ ницы трех типов: ручные, стуловые и рычажные. Для механизации резки применяют механизированные ножовки, электровибрационные ножницы и специальные станки.

Сверление. Операция по выполнению отверстий в сплошном металле режущим инструментом (сверлом). Отверстия сверлят ручными, электрическими или пневматическими сверлилками или же на стационарных сверлильных станках, оснащенных преимуще­ ственно сверлами спирального типа.

Зенкование. Операция по обработке входной или выходной части просверленного отверстия с целью снятия фасок и заусенцев, а также образования углублений под головки" болтов. Инструмент для выполнения этой операции называют зенковкой.

Зенкерование. Обработка готовых отверстий, полученных свер­ лением, с целью придания им более точной цилиндрической фор­ мы. Инструмент — зенкер устанавливают на сверлильном станке. Зенкерование обеспечивает получение отверстий 4—5-го класса точности. Рекомендуемые припуски на обработку отверстий ко­ леблются от 0,3 до 4,0 мм (для отверстий диаметром от 10 до

100 мм).

Развертывание. Операция по обработке готовых отверстий, по­ лученных сверлением или зенкерованием с целью придания им

43

большей точности (2—3-го класса) и чистоты (до 7—9-го класса). Инструментами служат цилиндрические и конические развертки. Для развертки отверстий в стали используют минеральное масло, а в чугуне и бронзе работают без смазки. Развертывать отверстия можно ручным и машинным способом. Рекомендуемый припуск по диаметру при обработке цилиндрических отверстий развертыва­ нием колеблется в пределах 0,1—0,5 мм при черновой и 0,05— 0,25 мм при чистовой обработке (для диаметров отверстий от 1 до

100 мм).

Нарезание резьбы. Для нарезания внутренней резьбы в гайке или другом изделии используют метчики. Резьбу нарезают вруч­ ную обычно комплектом из трех метчиков (обдирочным, получистым и чистым). При нарезании резьбы в стали метчик смазывают вареным льняным маслом или мыльной водой, а при нарезании резьбы в чугуне — керосином. Наружную резьбу на болтах и дру­ гих деталях нарезают вручную плашками, вставленными в плашкодержатель. Для механизации работ по нарезанию резьбы в гай­ ках и в других изделиях применяют специальные машины, сде­ ланные по типу электросверлилок. В них вместо сверл используют самоустанавливающиеся патроны.

Опиливание. Слесарная операция, при которой снимают слой металла с поверхности обрабатываемой детали при помощи на­ пильника. Цель этой обработки — придать детали более точные размеры и необходимую чистоту. В ремонтной практике опилива- < ние применяют при подгонке сопряженных деталей в процессе сборки узлов оборудования.

Опиловку считают грубой (черновой), когда снимают слой ме­ талла более 0,5—1,0 мм, и тонкой (чистовой), когда слой снимае­ мого металла не превышает 0,1 мм.

Механизация опиловочных работ осуществляется при помощи опиловочно-зачистных станков (ОЗС), механических напильников с приводом от гибкого вала и бормашины (электрической или пнев­ матической) .

Точение. Механическая обработка деталей при помощи режу­ щих инструментов на станках токарной группы. Сочетание движе- * ний детали и резца позволяет получить разнообразные по форме поверхности (цилиндрические, конические, фасонные, сферические, нарезные и др.).

Токарные станки в большинстве случаев являются токарно­ винторезными, т. е. станками, на которых, кроме обработки пере­ численных видов поверхностей, можно также обрабатывать винто­ вые поверхности — резьбы.

Шабрение. Отделочная операция, при которой на обрабатывае­ мой детали снимают (соскабливают) неровности с поверхности специальным режущим инструментом — шабером. За один проход инструмента снимают слой металла толщиной 0,005—0,07 мм. Шаб­ рению подвергают незакаленные изделия, которые требуют более точной обработки поверхностей.

44

Шабрению подвергают поверхности подшипников скольжения, втулок, крышек и корпуса насосов и т. п. При этом шабрение про­ водят с подготовкой обрабатываемых поверхностей по сопрягае­ мым деталям, шабровочным плитам и эталонам. Точность поверх­ ности при шабрении может быть достигнута в пределах 0,003— 0,01 мм. Припуск на пришабривание плоскостей в зависимости от площади обрабатываемой поверхности равен 0,1—0,5 мм, а на при­ шабривание отверстий — от 0,05 до 0,35 мм, в зависимости от дли­ ны и диаметра отверстия.

• Качество шабрения вначале проверяют внешним осмотром. Пришабренная поверхность не должна иметь глубоких следов ша­ бера и царапин. Достигаемая шабрением точность определяется количеством окрашенных пятен, приходящихся на площадь квад­ рата со стороной 25 мм. Количество пятен для данной пришабрен­ ной поверхности определяют как среднее арифметическое из не­ скольких проверок на различных ее участках. Так, например, точ­ ность шабрения подшипников определяется числом пятен для внутренней рабочей поверхности при диаметре до 120 мм не менее 16 и свыше 120 мм не менее 10.

При проверке качества шабрения по краске применяют бер­ линскую лазурь, ламповую сажу. Для шабрения применяют пло­ ские, трехгранные и фасонные шаберы, изготовленные из стали У12А и У12. Механизируют процесс шабрения пневматическими или электрифицированными инструментами с возвратно-поступа­ тельным движением ползуна, удерживающего шабер.

Шабрение — трудоемкий и малопроизводительный процесс, по­ этому там, где это можно, его надо заменять более производитель­ ными видами механической обработки (шлифованием, точным фре­ зерованием, притиркой и др.). *

Шлифование. Этот процесс заключается в срезании абразив­ ным инструментом мельчайших частиц материала.

На шлифовальных станках (разных конструкций) обрабатыва­ ют плоские, цилиндрические и конические поверхности деталей (на­ ружные и внутренние), а также поверхности фасонные, например

абразивными порошками и пастами с целью получения плотных, герметичных, разъемных и подвижных соединений. Поверхность под притирку тщательно подготавливают, применяя'чистое строга­ ние или грубое шабрение. Поверхность перед притиркой при про­ верке на краску должна иметь не менее 4—5 пятен на площади 25X25 мм. Притиркой за один проход снимают слой металла тол­ щиной 0,002 мм.

Существуют два вида притирки: притирка одной из сопрягае­ мых деталей по другой (клапаны двигателей, краны и др.) и при­ тирка обеих сопрягаемых деталей третьей, заранее проверенной. При этом плоские поверхности притирают плитами, цилиндриче­ ские — кольцевыми притирками.

4 5

Притиры изготавливают из мягкого мелко­ зернистого чугуна, меди, латуни, бронзы и др. В рабочую поверхность притира вдавливают притирочный материал. Круглый притир ка­ тают по стальной закаленной плите, на кото­ рую нанесен притирочный материал (абра­ зив). Плоские притиры посыпают слоем аб­ разива и вдавливают его зерна тонким зака­ ленным катком. Материалами для притирки служат кварцевый песок, наждак, корунд и алмаз или искусственный корунд и пасты ГОИ.

В зависимости от материала, для которого сделан притир, применяют различные смазки:

которую затем равномерно и без нажима пе­ редвигают по сопряженной с ней поверхности. Процесс притирки может быть механизирован при помощи ручных машинок и спе­ циальных доводочных станков.

Заделка трещин. Возникающие в деталях трещины в результа­ те-действии внутренних напряжений или механических поврежде­ ний заделывают штифтами или заплатами.

В неответственных частях деталей для заделки трещин неболь­ шой длины применяют штифты. Эту работу выполняют следую­ щим образом. Поверхность в зоне трещины зачищают, а концы ее засверливают под резьбу диаметром 4—5 мм для предупреждения развития трещины (рис. 15). Затем размечают и накернивают от­ верстие 3 с таким расчетом, чтобы следующее отверстие 2 пере­ крывало отверстия 1 и 3 на '/з диаметра, отверстие 3 сверлят под резьбу диаметром 4—5 мм. В отверстиях 1 я 3 нарезают резьбу и завертывают медные штифты, концы которых срезают. Далее сверлят отверстие 2, нарезают в нем резьбу и завертывают штифт. В таком же порядке ставят штифты по всей трещине.

Концы штифтов расчеканивают и запиливают. Для заделки больших трещин и пробоин применяют заплаты, которые крепят на стальных деталях заклепками или винтами, а на чугунных — винтами.

§ 4. Восстановление деталей сваркой и наплавкой

Сваркой исправляют детали с изломом, трещинами и откола­ ми, а наплавкой восстанавливают изношенные поверхности деталей. Широкое использование сварки при ремонте деталей объясня­

46

ется тем, что сварочные работы молено быстро выполнить в раз­ личных условиях и с высокой производительностью. Вместе с тем сварка' имеет недостатки, например нарушается термическая об­ работка и структура металла, появляются местные напряжения, вызывающие коробление деталей и другие дефекты.

При ремонте и восстановлении стальных и чугунных деталей машин применяют электродуговую сварку и газовую сварку аце­ тилено-кислородным пламенем.

Электродуговая сварка стальных деталей. При электродуговой сварке места стыка деталей расплавляются теплом электрической дуги, образующейся между свариваемой деталью и металлическим стержнем-электродом диаметром от 1 до 12 мм. Сварку молено вести на переменном и постоянном токе. При сварке постоянным током дуга более устойчива, а шов получается более однородным. Образующийся в результате сгорания электродов шлак предохра­ няет наплавленный металл от воздействия азота и кислорода воз­ духа, а также улучшает формирование шва.

При ремонте и монтаже на предприятиях по хранению и пере­ работке зерна применяют сварочные трансформаторы ТС-300, ТС-500, ПСО-ЗОО, ПСО-500 и покрытые электроды Э-42, Э-42А,

Э-46, Э-46А и др.

Перед сваркой необходимо кромки или поверхности деталей очистить стальными щетками или наждаком от грязи, ржавчины, масляных пятен и влаги. Для очистки применяют ручные пневма­ тические и электрические машинки с гибким валом и сменной го­ ловкой. После очистки проверяют кромки на отсутствие зазоров глубиной более 1,5 мм. Используют различные виды подготовки Кромок в зависимости от вида соединений и толщины свариваемых элементов.

Технология подготовительных работ зависит от характера ре­ монта, т. е. от того,' заваривают ли трещины и раковины, прива­ ривают ли обломанные части или вваривают заплаты. Режим руч­ ной дуговой сварки определяется диаметром и типом электрода, числом проходов для полного заполнения и разделки кромок, ве­ личиной сварочного тока, напряжением в дуге, скоростью сварки, родом тока (постоянный или переменный) и полярностью (под­ соединением детали к отрицательному или положительному полю.

В настоящее время используют полуавтоматическую и автома­ тическую электродуговую сварки в среде защитного газа (углекис­ лого газа, аргона и др.). При полуавтоматической сварке подача электрода в зону сварки механизирована, а дугу вдоль шва свар­ щик перемещает вручную. При автоматической сварке механизи­ рованы подача электрода и передвижение дуги вдоль шва.

Сущность сварки (наплавки) в среде углекислого газа состоит в том, что при выходе из сопла горелки углекислый газ оттесняет воздух из зоны сварки и тем самым защищает расплавленный металл от вредного действия азота и кислорода воздуха.

47

Сварка в углекислом газе проводится электродной проволокой 0 0,8—2 мм марки СВ-08ГС, СВ-12ГС и др. Проволоку в зону сварочной дуги направляет подающий механизм сварочного аппа­ рата. Схема установки для полуавтоматической сварки в углекис­ лом газе приведена на рисунке 16. Для сварки в среде углекисло­ го газа используют полуавтоматы А-547, А-547Р, А-825 и др. В ка­ честве источника питания применяют селеновые выпрямители ВС-300, ВСК-500 и др.-

Углекислый газ для сварки получают из углекислоты, транс­ портируемой в стальных баллонах в жидком состоянии под давле­ нием 5—6 МН/м2. При испарений 1 кг жидкой кислоты образуется 500 л газа. Во время испарения углекислота поглощает тепло и температура газа значительно снижается. Поэтому углекислый газ до его поступления в редуктор подогревают в электрическом подо­ гревателе.

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа имеет следующие преимущества: в 1,5—2 раза выше производительность, чем при ручной дуговой сварке, высокая концентрация тепла дуги, малое коробление изделий, низкая чувствительность к ржавчине, высокая стабильность процесса, хороший внешний вид шва и от­ сутствие шлака.

К полуавтоматической сварке деталей из малоуглеродистых и низколегированных сталей без применения защитного газа отно-

8

48

о

сят также сварку с применением порошковой проволоки ПП-АН1 и ПП-АНЗ. Ее изготавливают из ленты холодного проката. При сворачивании ленту заполняют смесью порошкообразных мате­ риалов, аналогичных по составу покрытию электрода. Расплавлен­ ный электродный материал защищается материалом сердечника. Для проведения этого вида сварки (наплавки) применяют полуав­ томат А-765, А-1035 и др.

Основные преимущества сварки порошковой проволокой сле­ дующие: высокая производительность сварки, улучшенные меха­ нические свойства металла шва и малая токсичность выделяющих­ ся при сварке пыли и газов.

Автоматическую сварку (наплавку) под слоем флюса прово­ дят электродуговым способом — плавящимся металлическим элек­ тродом (электродной проволокой без обмазки). Электрическая ду­ га горит между деталью и электродом, к которому подведен ток. Дуга расплавляет проволоку и металл изделия. Для защиты рас­ плавленного металла от вредного действия воздуха, а также для сохранения тепла дуги и предупреждения разбрызгивания метал­