книги из ГПНТБ / Петров И.В. Ремонт строительных машин и механизмов учеб. пособие

Детали второй группы обрабатывают до получения правильной фор­ мы, а сопрягаемую с ней деталь обрабатывают с учетом замера посадоч­ ных размеров первой детали.

Ближайший ремонтный размер, а также общее допускаемое коли­ чество ремонтных размеров определяют (на примере вала) следующим образом (рис. 41).

Если через гв обозначена величина радиального износа, принимае­ мого равным предельному, а через / — припуск на обработку, необхо­

где dmln — минимально допустимый диаметр вала, обычно принимае­ мый равным dmin ^ 0,9dH, a dma); — максимально допустимый диаметр отверстия г£Д,Ш„.

Этот вид ремонта применяют для восстановления деталей сопряже­ ний типа цилиндр — поршень — кольцо, шатуны — вкладыши — коленчатый вал, вал —втулка, причем некоторые заводы поставляют их в виде полуфабрикатов с припуском на обработку, снимаемым при назначении конкретного ремонтного размера. В этом случае детали обозначают, прибавляя к номеру основной детали буквы Р или РП (ре­ монтная полуобработка) и цифру, показывающую порядковый номер ремонтного размера.

Дефекты, относящиеся ко второй группе, ремонтируют с помощью слесарных способов, пластического деформирования, с помощью сварки и наплавки, способом металлизации и электролитического наращива­ ния.

§ 26. РЕМОНТ СЛЕСАРНОЙ ОБРАБОТКОЙ

Припиловка и шабрение. Эти операции применяют для зачистки и правки изношенных поверхностей, покрытых царапинами, вырывами, задирами и тому подобными дефектами. При этом можно снимать слой металла толщиной 0,25—1,00 мм с точностью в пределах от 0,05 мм для шабрения до 0,2 мм для припиловки.

90

верхность вокруг трещины зачищают до металлического блеска на ши­ рину в 20 мм и по концам трещины высверливают отверстия 1 и 2 (рис. 42) диаметром 4—6 мм с последующей нарезкой в них резьбы. После этого между ними просверливают отверстия 3,5,7 с учетом того, чтобы расстояние между ними было порядка 0,33 от их диаметра, и так­ же нарезают в.них резьбу. В отверстия /, 2, 3 и 7 завертывают медные штифты, концы которых должны высту­ пать над поверхностью примерно на вы­ соту 2 мм. Затем просверливают и на­ резают отверстия 4, 6, 8, 10, в которые также ввертывают медные штифты. В результате вся трещина оказывается заполненной перекрывающими друг дру­ га медными штифтами. Для большей плотности медные штифты расчеканива­ ют, опиливают и пропаивают мягким припоем. Заделанная таким образом трещина обеспечивает герметичность при давлении 3—4 кгсісм2.

Замазка трещин. При необходимости проведения ремонта в сжатые сроки и отсутствии совершенных технических средств, трещины можно заделывать

с помощью замазок. Трещину разделывают таким образом, чтобы можно было вводить в нее замазку вдавливанием или втиранием.

Для ремонта трещин в чугунных деталях, работающих с нагревом до 300° С, рекомендуется применять замазку, состоящую из 60 массо­ вых частей мелких стальных опилок, 1 части порошкового нашатыря и 1 части порошкообразной серы. Смесь замешивают на воде, нагре­ вают до сплавления и в горячем состоянии вводят в трещину.

Постановка заплат. Трещины и пробоины больших размеров заде­ лывают с помощью заплат. Так же как и при ремонте методом штифтования, трещины и пробоины должны быть зачищены, а их острые концы засверлены.

Заплату изготовляют по форме закрываемого отверстия, но с при­ пуском в 25—30 мм по всему периметру. Толщина заплаты выбирает­ ся в зависимости от размеров и назначения ремонтируемой емкости в пределах от 2 до 5 мм.

Для изготовления заплат используют медь, латунь, алюминий, реже мягкую низкоуглеродистую сталь. По всему периметру заплаты, от­ ступя на 10 мм от ее бортиков, просверливают и раззенковывают от­ верстия диаметром 4—8 мм. После этого заплату подгоняют по поверх­ ности детали, обжимают или простукивают и закрепляют на ней с по­ мощью струбцин или бандажей. Через отверстия в заплате сверлят и нарезают отверстия в детали, а затем прикрепляют заплату винтами.

91

Для герметичности между заплатой и деталью устанавливают проклад­ ку или промазывают суриком. Прокладки изготовляют из свинца, пластика, картона, материи (прокладки из материи проваривают в оли­ фе и пропитывают суриком или белилами). После высыхания краски, на что требуется 1—2 суток, подтягивают винты и контролируют де­ таль на герметичность.

Помимо винтовых креплений, допускается крепление на заклепках, которые изготовляют из низкоуглеродистой стали, меди или алюминия. Ставить заплаты на детали из чугуна с креплением заклепками не рекомендуется.

При постановке заплат или накладок на рамные конструкции их толщина должна быть на 10% больше толщины поврежденной детали.

§ 27. РЕМОНТ СКЛЕИВАНИЕМ И ПАЙКОЙ

Ремонт склеиванием. С разработкой и внедрением в промышленное производство новых высокоэффективных клеев открылись широкие перспективы перед ремонтом деталей с помощью склеивания.

В настоящее время ремонт путем склеивания применяют для вос­ становления работоспособности различных разрушенных деталей, для накладки заплат, для восстановления неподвижных посадок, для замазки трещин.

Современные клеи позволяют соединять между собой в любом со­ четании самые различные материалы: пластмассу, металл, дерево, стек­ ло, кожу, резину.

Карбинольные клеи в готовом виде представляют собой вязкую однородную жидкость цвета наполнителя с гарантийным сроком хране­ ния не менее 6 месяцев. Карбинольный клей дает высокую прочность при склеивании стали с чугуном, хорошую при соединении меди и спла­ вов на ее основе, удовлетворительную при работе с неметаллическими соединениями. Клей хорошо сопротивляется воздействию жидких нефтепродуктов и вибрации, однако, его сопротивление воздействию воды, щелочей, кислот, высоким и низким температурам (вне диапазо­ на ±60° С) недостаточно.

Предел прочности при сдвиге у клея при 20э С равен 180—200 кгс/см2, а при снижении температуры до —60° С — до 100 кгс/см2. Максималь­ ный предел прочности при разрыве достигает 160 кгс/см2, а при сжатии— до 1000 кгс/см2. Твердость застывшего клея равна 20—22 НВ.

Время схватывания колеблется в пределах от 3 до 5 ч до 1—2 су­ ток. Необходимое количество клея берется из расчета 0,1 г на 1 см2 склеиваемой поверхности.

Эпоксидные клеи отличаются высокой адгезией (прочностью сцеп­ ления) с металлами и полимерами и хорошей термостойкостью: они легко выдерживают температуру в диапазоне о т —60э до +150° С. Сопротивление сдвигу у этих клеев достигает 270 кгс/см2.

При склеивании сильно нагруженных соединений рекомендуется применять стеклянные ткани, пропитанные эпоксидными смолами и от­ вердителями.

92

Для ускорения сушки металлические детали перед наложением на них клея-и стеклоткани рекомендуется предварительно нагреть.

Технологический процесс склеивания состоит из подготовки склеи­ ваемых поверхностей, которая заключается в их зачистке с сохране­ нием повышенной шероховатости (например, с помощью обдувки дро­ бью), проверки прилегания поверхностей, обезжиривания авиационным бензином и сушки. На подготовленную таким образом поверхность наносят тонкий равномерный слой клея с помощью стеклянной пла­ стинки, шпателя или кисти. Клей следует наносить в одну сторону не­ прерывным движением, что исключает образование в слое клея пузырь­ ков воздуха.

Правильно нанесенный клей при сдавливании деталей выступает по всему периметру клеевого шва. Выдавленный клей удаляют с кро­ мок шва кистью или шпателем. Склеиваемые детали сжимают с по­ мощью струбцин или грузов и выдерживают до полного затвердевания клея.

При ремонте небольших деталей клей наносят на подготовленную поверхность и выдерживают в течение 20—30 мин до его перехода в слегка липкое состояние, после чего детали соединяют и выдержи­ вают в течение 30—45 мин. Выдержанные таким образом детали сжи­ мают и выдерживают 5—6 ч, а затем на 1,5—2,0 ч помещают в тер­ мошкаф для сушки при температуре 50—60° С. Если деталь нельзя нагревать, то ее выдерживают в сжатом состоянии до суток.

На прочность клеевого шва влияет его толщина. Так, при измене­ нии толщины шва с 0,1 до 1 мм прочность склейки уменьшается втрое. При толщине шва свыше 0,5 мм в клей обязательно следует вводить на­ полнитель.

На основе эпоксидных смол изготовляют клеевые композиции для заделки трещин и восстановления пробоин в корпусных деталях из чу­ гуна, стали, алюминия и пластиков.

Предел прочности при сдвиге у данных композиций — от ПО до 180 кгсісм2 при теплостойкости от 50 до 128° С. Если необходимо заде­ лывать трещины в деталях, работающих при температуре до 120° С, в клеевые композиции можно вводить до 30—60 массовых частей стек­ лянной пудры или молотой слюды.

Клеи-эпоксиды ПР и П, предназначенные для склеивания металлов с неметаллическими материалами, устойчивы к воздействию жидких нефтепродуктов, разбавленных кислот и щелочей. Предел прочности при сдвиге— 123 кгсісм2.

Клеи БФ-2 и БФ-4 универсальны — они хорошо склеивают самые различные материалы в любых комбинациях. Эти клеи обладают хо­ рошей стойкостью к воздействию жидких нефтепродуктов, действию вибрации, к кислотам (до 20%-ной концентрации), к низким темпера­ турам (до —60° С). Рекомендуется склеивать этими клеями прямоли­ нейные поверхности. При этом достигается высокое сопротивление ударным (предел прочности при сдвиге до 500 кгсісм2) и вибрационным нагрузкам, эластичность, электроизоляция, а также упрочнение и гер­ метизация прессовых, напряженных и плотных посадок; фиксируются резьбовые соединения.

93

Детали склеивают следующим образом: подготовленные поверхности очищают, обезжиривают и просушивают, после чего наносят первый слой клея. Через 60 мин наносят второй слой клея, который выдержи­ вают 2—3 мин, а затем поверхности соединяют, сжимают, нагревают до температуры порядка 140—160° С и выдерживают 1,5—2 ч.

Клей БФ-6 отличается высокой эластичностью шва и применяется для склеивания резины, фетра, тканей и тому подобных материалов. Клеи этой группы (КБ-3, ВИАМ-В-3, НИМОД-1, КР-4) применяются для склеивания пластика и дерева и обладают хорошей сопротивляе­ мостью воздействию воды, жидких нефтепродуктов и кислот. Предел прочности при сдвиге колеблется в пределах 100—130 кгс/см2. Эти клеи плохо переносят вибрационные нагрузки, высокие и низкие темпера­ туры.

Клей ВС-10 Т предназначен для склеивания металлов и пластиков. Клей отличается высокой теплостойкостью; его предел прочности при сдвиге — 190 кгс/см2 при 20° С и 60 кгс/см2 при 300° С.

Склеиваемые поверхности после зачистки и придания им шерохо­ ватости обезжиривают бензином или ацетоном и через 10—15 мин на них наносят первый слой клея. Спустя час, наносят второй слой клея, а через час детали сжимают с силой до 5 кгс/см2, нагревают до 180° С и выдерживают 2 ч.

Расход клея составляет 1,5—2,0 г на 1 дмг склеиваемой поверхности. Клеевые соединения сохраняют свои свойства при температуре 200° С в течение 200 ч и при 300° С — 5 ч.

Клей ВК-1 применяют для соединения деталей из алюминиевых сплавов.

Клей ВК-2 используют для соединения металлов с неметалличе­ скими материалами, работающими при температуре 350° С до 1000 ч

и при 400° С — 250 ч.

Клеи ВК-3 и ВК-4 применяют для соединения металлов и неметал­ лических материалов, работающих при температуре в диапазоне от —60° С до 80° С в течение 500 ч и при температуре 300° С — 50 ч.

Клей ВС-350 применяют для склеивания стали, меди, алюминие­ вых сплавов и теплостойких пластиков. Он хорошо сопротивляется вибрации, а также воздействию жидких нефтепродуктов и органиче­ ских растворителей. Предел прочности клея — 200 кгс/см2.

Клей Г1У-2 предназначен для соединения металлов с неметалли­ ческими материалами, если необходимо обеспечить высокую механи­ ческую прочность, сопротивление ударам и вибрации, воздействию воды, а также высоким и низким температурам.

Клей ТП-4, отличающийся пластичной консистенцией, применяют при ремонте деталей, контактирующих с жидкими нефтепродуктами, в основном для заделки пробоин. Клей эластичен и хорошо переносит низкие температуры. Предел прочности при 140° С равен 50 кгс/см2,

при 20° С — 15 кгс/см2.

Поверхность металла вокруг пробоины зачищают и обезжиривают ацетоном. После сушки на поверхность наносится тонкий слой 10— 20%-ного раствора клея в ацетоне. Помимо этого, на пробоину накла­ дывают смоченную в ацетоне заплату, вырезанную из листа клея тол-

94

щиной 4—7 мм. Заплату проглаживают деревянной обжимкой и соеди­ нение оставляют под давлением в течение 1 ч.

Прочность заплаты может быть повышена, если предварительно наложить на пробоину текстильную или стеклотканевую накладку, пропитанную раствором клея в ацетоне. Дополнительную прочность соединению можно придать, нагревая его в течение 1 ч до температуры 170° С и используя металлическую накладку.

Клей ПФН-12 предназначен для соединения плохо подогнанных металлических деталей, он ограниченно водо- и теплостоек, но отли­ чается высокой сопротивляемостью действию жидких нефтепродуктов, низким температурам и вибрации. Предел прочности клеевых соеди­ нений — 190 кгс/см2. Для склеивания на подготовленные, обезжирен­ ные ацетоном и нагретые до 120—150° С поверхности наносят слой клея, после чего их сжимают с силой порядка 5 кгс/см2 и выдерживают при температуре 160—170° С в течение 1 ч с последующей суточной выдерж­ кой при комнатной температуре.

Клей ВК-32-200 служит для склеивания черных и цветных метал­ лов, пластиков и стеклопластиков. Он устойчив к воздействию жидких нефтепродуктов, органических растворителей и вибрации, может рабо­ тать в интервале температур от —60 до 200° С. Предел прочности при сдвиге составляет 135—150 кгс/см2.

Клей МПФ-1 используют для соединения дюралюминия, стали, маг­ ниевых сплавов, пенопластов, стеклоткани в различных комбина­ циях. Клей обеспечивает сохранность соединения при температуре

вдиапазоне от —60 до +80° С. Предел прочности при сдвиге состав­ ляет 150—195 кгс/см2.

Ремонт пайкой. С помощью этого вида ремонта устраняют дефекты

втрубопроводах, радиаторах, баках, электросоединениях.

Если не требуется высокая прочность, например, при ремонте со­ судов, работающих под небольшим давлением и невысокой темпера­ туре, применяют мягкие припои. Величина зазоров при пайке мягкими припоями не должна превышать 25—1Ъ мкм. В противном случае необ­ ходимо использовать твердые припои.

Твердые, т. е. серебряные и медно-никелевые, припои применяют для ремонта электротехнических систем, а медно-цинковые для ремонта деталей, подверженных ударным и знакопеременным нагрузкам: чу­ гунных картеров, смазочных и топливных трубопроводов. При ремонте строительных машин применение серебряных и медно-никелевых при­ поев ограничено из-за их дороговизны.

Следует отметить, что алюминий и его сплавы плохо поддаются пайке в связи с тем, что на их поверхности образуется тугоплавкая пленка окислов алюминия, препятствующая соединению припоя с де­ талью. Окисную пленку лучше всего удалять с помощью скребков или ультразвуковым паяльником.

Для пайки алюминия рекомендуется специальный припой 34А (со­ стоящий из 25—30% меди, 4—7% кремния и алюминия, остальное цинк) с применением флюса, составленного из 25—35% хлористого лития, 8—12% фтористого калия, 8—15% хлористого цинка и 40— 50% хлористого калия.

95

Ввиду мелкосерийности производства и неравномерности загрузки оборудования на ремонтных предприятиях преимущественно исполь­ зуют универсальное оборудование. По мере специализации ремонтных предприятий и связанного с этим повышения серийности станочный парк все более пополняется специализированным оборудованием.

На выбор оборудования также влияют следующие факторы. Неравномерный износ обрабатываемой поверхности, что приводит

к снятию неравномерной стружки. Это ухудшает условия работы режу­ щего инструмента и может снизить качество обработки поверхности деталей. В связи с этим обработку резанием выполняют минимум за два прохода. При обработке шлифованием рекомендуется для гашения возникающей вибрации применять широкие круги и шлифовальные станки с массивной станиной.

Потребность в использовании различных методов механической обработки для восстановления заданных размеров одних и тех же дета­ лей, но наращенных различными способами (электролитическим, на­ плавкой, металлизацией).

Необходимость обработки деталей со значительным наклепом, что приводит к съему стружек большой толщины с металлов повышенной твердости.

Эти положения обусловливают необходимость оснащения ремонт­ ного производства твердосплавными и алмазными инструментами, при­ менения инструментов соответствующей геометрии, а также исполь­ зования обоснованных режимов резания.

Стремление снизить толщину снимаемого слоя металла приводит к широкому применению в ремонтном производстве абразивов, позво­ ляющих обрабатывать с высокой точностью детали любой твер­ дости.

Выбор приспособлений. Приспособления применяют для повышения универсальности станков, облегчения установки и закрепления дета­ лей, более точного направления инструментов.

В ремонтном производстве применяют все три группы приспособле­ ний, однако более всего распространена первая.

На ремонтных предприятиях, кроме того, часто применяют стенды, представляющие собой самостоятельные установки, позволяющие вы­ полнять какую-либо специфическую операцию.

Для упрощения подготовки технологических процессов на обработ­ ку разноименных деталей рекомендуется применение группового ме­ тода обработки деталей. Это позволяет резко уменьшить разнообразие действующих технологических процессов и тем самым повысить серийность производства.

Основным признаком для разбивки деталей на группы является воз­ можность их обработки на одном и том же оборудовании с использо­ ванием одинаковой оснастки станка и общей его настройки.

За базу группы принимается так называемая комплексная (услов­ ная) деталь, в которую входят все обрабатываемые элементы всех вхо­ дящих в данную группу деталей.

При этом надо учитывать следующие требования: необходимо, чтобы у всех деталей характер дефектов был одинаковым; следует ис-

пользовать одинаковые методы восстановления и одно и то же обору­

дование.

Технологический процесс ремонта каждой группы разрабатывают так, чтобы добиваться высококачественного восстановления входящих в группу деталей. Необходимо стремиться к использованию одной и той же оснастки. Это позволяет снизить себестоимость ремонта. Для ремонта конкретной детали разрешается при неизменной последова­ тельности технологических операций изменять их количество, виды, производимых работ, приспособления и инструменты.

1$ £

W -

W/7ZL

Рис. 43. Схема построения комплексной детали (накладывае­ мые детали отмечены различной штриховкой):

/ — 77 — детали, составляющие комплексную деталь 12

На рис. 43 дана схема создания комплексной детали, содержащей в себе 11 различных деталей. Технологический процесс, составленный на данную деталь, пригоден для обработки каждой входящей в нее детали и требует крайне незначительных подналадок станка при пере­ ходе от обработки одной детали к другой.

§ 29. РЕМОНТ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

Один из наиболее распространенных методов ремонта — это метод, основанный на пластическом деформировании изношенных деталей с последующей (в случае необходимости) механической обработкой.

При воздействии внешней силы на деталь она деформируется, т. е. изменяются ее форма и размеры. После снятия внешней силы деталь частично приобретает прежнюю форму и размеры. Та часть деформа­ ции, которая восстанавливается, называется упругой, та часть, которая не восстанавливается, — остаточной, или пластической.

Этот метод используют для ремонта дефектов формы (вмятин, по­ гнутости, скручивания), для изменения посадочных размеров изно­ шенных мест деталей (увеличение диаметра изношенных шеек вала, уменьшение диаметра изношенных отверстий втулок), для повышения

98

прочности детали (дробеструйный наклеп рессор) и увеличения чистоты механической обработки (накатка роликами шеек валов вместо их шли­ фования).

Метод основан на принудительном местном перераспределении ме­ талла самой детали, в результате чего на ее ремонт не требуется до­ полнительного металла.

В основе метода лежит способность металла к необратимому изме­ нению формы при приложении к нему нагрузок, превышающих 50— 80 кгсімм2. Величина прикладываемой силы зависит от структуры ме­ талла, определяемой химическим составом и термообработкой, влияю­ щей на величину и форму зерен.

Для облегчения пластического деформирования детали предвари­ тельно нагревают, что резко повышает пластичность металла. Так, например, при нагреве деталей до температуры 900° С прилагаемое усилие можно снизить до 5—6 кгс/мм2. Рекомендуемая величина на­ грева — 0,85—0,9 от температуры плавления.

При нагреве изменяются структура и механические свойства метал­ ла. После проведения пластического деформирования детали следует подвергнуть необходимой термоили термохимической обработке.

Как правило, нагревают детали, изготовленные из легированных и средне- и высокоуглеродистых сталей.

Оптимальная температура нагрева, при котором на деталях не об­ разуются трещины, — от 1100 до 850° С.

В табл. 9 приведены температурные интервалы, рекомендуемые при горячей обработке деталей давлением.

Т а б л и ц а 9

Пластичность металла зависит также от способа, продолжитель­ ности нагрева и скорости деформирования, с увеличением которой пластичность увеличивается. Однако при этом возрастает сопротивле­

ние.

К преимуществам метода пластической деформации относятся про­ стота технологического процесса и оборудования; высокая производи-

99