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

тельиость и низкая квалификация рабочих, небольшая себестоимость; сохранение форм тех участков детали, которые не подвергались пла­ стической деформации; широкая номенклатура деталей, ремонтируемых

этим способом.

К недостаткам метода можно отнести частичное изменение струк­ туры и механических свойств передеформированного металла, возник­ новение в металле детали остаточных напряжений.

Метод пластической деформации включает следующие основные про­

нагреве напряжения растяжения вызывают выпрямление детали. Детали правят с помощью прессов, домкратов. Хорошие резуль­ таты дает правка деталей (коленчатых валов, рессор) путем местного наклепа, который создает напряжения сжатия, деформирующие деталь в направлении, совпадающем с направлением наносимого удара

(рис. 45, а).

Для нанесения удара применяют как пневматические, так и ручные молотки. Масса ручного молотка — 1—2 кг. На бойке пневматиче­ ского молотка закрепляют закаленный шарик. Точность правки на­ клепом достигает 0,02 мм на 1 м длины вала.

Осадкой увеличивают диаметр деталей типа пальцев и втулок из цветных металов за счет некоторого уменьшения их длины.

Этим способом можно уменьшать длину деталей до 15%, однако, ответственные детали не следует уменьшать больше чем на 4—8%. При осадке направление действия внешней силы РА, как правило, перпен­ дикулярно направлению деформации а (рис. 45, б).

В смазочные канавки и каналы втулок перед осадкой закладывают стальные вставки.

Раздачей увеличивают наружный диаметр деталей типа пусто­

телых валов и втулок при незначительном изменении их длины

(рис. 45,в ).

100

В отверстие детали проталкивается шарик или пуансон с большим, чем у отверстия детали, диаметром. Твердость пуансонов из стали ХВГ должна лежать в пределах HRC 62—64.

Обжатием уменьшают внутренние размеры деталей типа втулок, изготовленных из цветных металлов. Втулку проталкивают пуансо-

Рис. 45. Схемы восстановления деталей давлением:

иом через установленную в подставке матрицу (рис. 45, г). Входное отверстие матрицы сужается под углом 7—8°, далее идет калибрующая часть, которая заканчивается выходным отверстием, расширяющимся под углом 18—20°. После обжатия наружную поверхность втулок омед­ няют и протачивают, а внутреннюю развертывают.

101

Вытяжкой увеличивают длину деталей за счет местного уменьше­ ния их поперечного сечения, например удлиняют на небольшую вели­

чину тяги.

При вытяжке направление деформации перпендикулярно направ­ лению действия внешней силы, как это показано на рис. 45, д.

Вдавливанием увеличивают наружные размеры детали за счет ее деформации на ограниченном участке (рис. 45, е). Этим способом вре­

,15

(Ж - -ф- - а д Л

валах. Шлицы прокатывают по направлению их продольной оси за­ остренным роликом, который внедряется в металл и как бы разводит шлиц на 1,5—2,0 мм в стороны.

Инструментом служат ролики диаметром 60 мм с радиусом заостре­

ния около 0,4 мм. Сила давления на подобный ролик составляет 200— 250 кгс.

Накатка основана на вытеснении рабочим инструментом (шарика­ ми или роликами) материала с отдельных участков изношенной по­ верхности детали и позволяет увеличивать диаметр накатываемых дета­

лей на 0,3—0,4 мм. Накатке подвергают детали без термической обра­ ботки.

Для накатки применяют установленные в суппорте токарного станка вместо резца на специальной державке рифленые ролики из стали

102

У12А с углом заострения 60—70°, диаметром 70—90 мм, твердостью 55HRC и шагом нарезки 1,5—1,8 мм (рис. 45, ж). При накатке детали / роликом 2 его зубцы вдаливаются в тело детали и вытесняют металл,

катанную поверхность шлифуют под заданный размер. Твердость роли­ ка должна быть в 2—3 раза больше твердости детали.

Обработанная таким образом поверхность пригодна для посадок. Ее износостойкость составляет 80% от новой, а усталостная прочность

за счет деформации микронеровностей, уплотнений и наклепа поверх­ ностного слоя детали.

Накатывать можно как внутреннюю поверхность полых деталей (раскатка отверстий), так и наружную.

Инструментом служат ролики или шарики. Величина прижатия колеблется в пределах от 10 до 150 кгс/см2 в зависимости от твердости материала детали, ее назначения и требуемой чистоты поверхности. Максимально возможная чистота поверхности, получаемая накаткой, равняется 8—10 классу и получается при продольной подаче суппорта

0,06—0,12 мм/об.

При накатке скорость вращения детали равна 1000—1200 об/мин, припуск на накатку составляет 0,03—0,06 мм, количество проходов— 2—3. Накатанные поверхности отличаются повышенной усталостной прочностью, износостойкостью и коррозионной стойкостью.

Величина уменьшения диаметра в зависимости от режима накатки приведена в табл. 10.

Разновидность накатки — электромеханический способ пластиче­ ского деформирования, при котором поверхность детали и заостренный

103

Т а б л и ц а 10

Величина уменьшения диаметра детали в зависимости от режима накатки

способом проволокой ОВС

ролик нагревают до температуры 800—900® С, подводя к ним электро­ ток силой 300—800 а и напряжением 1—5 в. Образующаяся от воздей­ ствия ролика на поверхности детали винтовая канавка с выпуклыми краями сглаживается, как это показано на рис. 47, с диаметра D, до D0 с помощью твердосплавной пластины 2. Быстрым последующим охлаж­ дением детали закаляют ее поверхность.

Применение данного способа для восстановления неподвижных сопряжений возможно только в том случае, если величина зазора не превышает 0,12 мм. При больших зазорах канавки заполняют какимлибо вяжущим материалом: полудой, жидким стеклом, клеем БФ-2.

§ 30. РЕМОНТ СВАРКОЙ

Ремонт методом сварки является одним из наиболее распростра­

ненных — им восстанавливают около 50% деталей строительных ма­ шин.

Широко распространена электросварка, как наиболее простая и требующая меньшей квалификации со стороны рабочих, чем газовая.

104

Кузнечную сварку применяют крайне редко и для неответственных деталей.

Кпреимуществам ремонта электросваркой относятся следующие: широкая номенклатура восстанавливаемых деталей; надежность свар­ ных швов, достаточная даже для ответственных соединений; простая организация работы; простота и низкая стоимость оборудования; высо­ кая производительность и универсальность, обеспечивающая возмож­ ность восстановления самых разнообразных дефектов.

Кнедостаткам ремонта электросваркой можно отнести следующие: изменения структуры металла в зоне термического влияния, приводя­ щие к снижению усталостной прочности

инарушению качества первоначальной

термообработки; возникновение местных напряжений в сварном шве и, как след­ ствие, появление трещин и коробления деталей; затруднения в соединении вы­ соколегированных и высокоуглеродис­ тых сталей; выгорание легирующих составляющих стали и присадочного металла.

Процесс ремонта сваркой подразде­ ляется на три этапа: подготовка детали под сварку, собственно сварка и зачист­ ка шва.

Подготовка деталей под сварку за­ ключается в их тщательной очистке до появления металлического блеска в зоне сварки. После этого необходимо обезжи­ рить детали с помощью горячих щелоч­ ных растворов.

Нефтепродукты удаляют из пор и тре­ щин, нагревая детали до температуры 250—300° С и выдерживая в течение часа.

По концам трещин сверлят отверстия диаметром 4—5 мм. Края тре­ щины разделывают У-образной подготовкой под углом 90—120° при толщине металла от 5 до 12 мм (рис. 48) и Х-образной — при тол­ щине металла свыше 12 мм.

Ниже приводится описание основных видов ремонтной сварки. Ремонт деталей ручной электродуговой сваркой применяют для

заварки всевозможных трещин в металлоконструкциях, корпусных деталях, валах, зубчатых колесах, ободах и т. п.; ремонта поврежден­ ных сварных швов в рамах и корпусных деталях; неподвижного соеди­ нения сломанных частей деталей; соединения неразъемных деталей.

Материал электродов должен соответствовать материалу сваривае­ мого металла. При выборе диаметра электрода следует учитывать тол­ щину свариваемого металла.

Хорошие результаты дает в ремонтной практике контактно-стыко­ вая сварка, позволяющая заменять отдельные изношенные части машин новыми (валы, оси, рессоры, трубы).

105

Этот метод (рис. 49) заключается в том, что в местах соприкоснове­ ния деталей из-за большого сопротивления, электротоком нагреваются их торцы до температуры плавления. После этого детали с силой сжи­ мают, а затем охлаждают.

Ремонт выполняют на установках, которые дают возможность сва­ ривать детали с площадью сечения от 100 до 6000 мм2.

Газовую ручную сварку в основном применяют для соединения

Применение этих электродов дает достаточно высокое качество сварного соединения и возможность дальнейшей механической обра­ ботки сварного шва. Однако полученные с помощью этих электродов швы не обладают водонепроницаемостью и не пригодны для деталей, работающих в агрессивных средах. Марки электродов, относящихся к этой группе, — Ц, 4-4, МИЧ-1, УКЧ-1 и ОЗЧ-1.

^Медно-стальные электроды изготовляют, обертывая жестяной лен­ той толщиной 0,3 мм и шириной 5—7 мм сердечники из красной меди M l-44 диаметром от 3 до 6 мм. Если сварку ведут на постоянном токе, то принимают обратную полярность, при которой электроток течет от детали к электроду. Это снижает температуру нагрева шва. Электрод покрывают меловой обмазкой, замешанной на жидком стекле. При сварке на переменном токе электрод может быть без обмазки.

106

Пучки электродов составляют из электродов УОНИ-13 для постоян­ ного тока или ОММ-5 для переменного и из медных прутков, которые связывают между собой тонкой мягкой проволокой и обертывают 3—4 слоями бумаги, пропитанной жидким стеклом.

Применение пучков электрода дает достаточно прочный и плотный шов, используемый для заварки несквозных трещин и наложения швов, не подвергающихся в дальнейшем механической обработке.

Сварку ведут «на себя» при возможно более короткой дуге с накло­ ном пучка на 35—45° к поверхности детали. Медный пруток должен быть впереди электрода.

Для повышения прочности сварных

матном порядке вдоль шва и заплавленные металлом электродов марок Э-34 и Э-42, значительно повышают прочность сварного соединения.

Рекомендуемый диаметр ввертышей — 0,3—0,4 от толщины листа, по не больше 16 мм, а глубина их ввертывания не должна превышать 1— 1,5 их диаметра. Высота выступающей части ввертыша рекомендует­ ся в пределах 0,75 от диаметра.

Иногда вместо ввертышей практикуется постановка скрепляющих скоб или полускоб, как это показано на рис. 51.

водстве применяют редко, так как для ее выполнения требуются свар­ щики высокой квалификации.

Распространен широко комбинированный газопламенный электро­ дуговой способ полугорячей сварки чугуна, при котором место,сварки предварительно нагревается газовым пламенем. Сварку ведут корот­ кими валиками. После окончания заварки весь шов равномерно нагре­ вается газовой горелкой и потом медленно остывает под слоем асбеста, что предотвращает возникновение трещин. •

Г о р я ч у ю с в а р к у ч у г у н а производят, как правило, при восстановлении ответственных и сложных деталей. При этом выпол­ няют следующие операции: подогрев, сварку, охлаждение.

107

Небольшие чугунные детали нагревают в печах. Для нагрева боль­ ших деталей сооружают временные печи, в которых вначале нагрев ведут со скоростью до 500—600° С в час до температуры 200—250° С, а затем со скоростью 1500—1600° С в час до 600—650° С. Детали сва­ ривают в интервале температур 350—650° С. Чтобы замедлить охлаж­ дение детали, ее укрывают теплоизоляционными материалами.

Газовую сварку ведут нейтральным пламенем. При этом применяют чугунные присадочные прутки диаметром от 4 до 12 мм типа А и В, а также флюс, состоящий из буры или смеси из 50% буры, 47% дву­ углекислого натрия и 3% окиси кремния.

Заваренную деталь нагревают до 600—650° С и выдерживают при этой температуре 10—12 мин для снятия внутренних напряжений.

песком, золой или же деталь оставляют охлаждаться вместе с нагрева­ тельной печью.

Помимо ручной электро- и газосварки, в ремонтном производстве гфименяют и механизированную сварку под слоем флюса, в среде за­ щитного газа, а также сварку трением.

Однако применение механизированных видов сварки в ремонтной практике весьма ограничено в связи с тем, что они рентабельны только при крупносерийном и массовом производстве.

Сварку трением широко применяют при восстановлении методом дополнительной ремонтной детали, а также при изготовлении и ре­ монте инструментов типа сверл, метчиков, разверток, фрез.

Преимущество способа заключается в том, что, помимо специальных станков-полуавтоматов, здесь достаточно обычного токарного станка'. В этом случае одну деталь закрепляют в патроне, а другую на задней бабке, с помощью которой и поджимают детали.

Сварка деталей из алюминия отличается некоторыми особенностя­ ми. Расплавленный алюминий обладает высокой жидкотекучестью, поэтому, чтобы предотвратить протекание жидкого металла, устанавли­ вают под завариваемыми трещинами стальные или графитовые под­ кладки, глиняные подушки. Так как алюминий может попасть во внут­ реннюю часть завариваемых полых деталей, то последние заполняют сухим песком, как это показано на рис. 53.

108

Если толщина ремонтируемых стенок менее 10 мм, то их завари­ вают без разделки. При толщине стенок более 10 мм засверливают кон­ цы, а кромки разделывают У-образным швом с углом 90° на глубину

S мм.

Если необходимо отремонтировать деталь с большой пробоиной, то ее предварительно заливают расплавленным металлом, после чего остывшую пластину приваривают к кромкам пробоины.

§31. РЕМОНТ НАРАЩИВАНИЕМ СЛОЕВ

Всвязи с изнашиванием изменяется первоначальная форма боль­ шого класса деталей. К ним относятся все детали с посадочными места­ ми (вал-подшипник, поршень-цилиндр), а также контактирующие между собой (кулачковые муфты, звездочка-цепь, зубчатые зацепления)

ис абразивом поверхности (зубья ковшей экскаваторов, ножи скре­ перов).

Один из основных методов их ремонта — наращивание слоя метал­ ла на изношенной поверхности с последующей механической или абра­ зивной ее обработкой под номинальный, реже ремонтный размер.

Кпреимуществу этого метода относятся практически полное вос­ становление работоспособности деталей и сравнительно невысокая себестоимость, так как количество наращиваемого металла, как пра­ вило, не превышает 5—10% от массы самой детали. При этом исполь­ зуют электролитические и химические процессы, металлизацию, на­ плавку, электроискровое и плазменное напыление.

Электролитические методы наращивания слоя металла. К преиму­ ществу электролитического процесса относится то, что при нем не изменяется структура металла ремонтируемой детали.

Хромирование, т. е. нанесение на деталь слоя хрома, помимо вос­ становления слоя изношенного металла, повышает качество отремон­ тированной детали, так как снижается коэффициент трения и повы­ шается износостойкость в 5—6 раз по сравнению со сталями. Напри­ мер, коэффициент трения закаленной стали по серому чугуну, бронзе, баббиту и хрому составляет соответственно 0,22; 0,11; 0,19; 0,16, а для

хромированной поверхности он равен 0,06; 0,05; 0,08; 0,12. В свя­ зи с тем что температура плавления хрома равна 1600° С, хромирован­ ные поверхности приобретают повышенную термостойкость. Нельзя хромировать детали, изготовленные из стали с высоким содержанием вольфрама, кобальта, а также из кремнистых чугунов.

Хромированные поверхности шлифуют при следующем режиме; окружная скорость крута — 35 м/сек, детали — 10 м/сек, величина поперечной подачи — 5—15 мкм/об, продольной — 2—10 мм/об. Реко­ мендуется применять электрокорундовые круги на керамической связ­ ке, зернистость которых составляет 60—80, твердость М, СМ или С. При обработке гильз цилиндров целесообразно использовать хонинговальные бруски марок: для чернового— КЗ 1 ОСТ1К и для чистового — КЗМ 20СМ1 К, а также бруски с синтетическими алмаза­ ми. Долговечность этих брусков в 150 раз больше, чем обычных.

109