книги из ГПНТБ / Чудаков К.П. Ремонт строительных машин учебное пособие для технических и ремесленных училищ

ный слой металла может быть обработан обычным режущим инструментом только в том случае, если величина наплавленного слоя более 6 мм. Если толщина свариваемых частей чугунной детали превышает 80 мм, то не рекомендуется производить хо­ лодную сварку с постановкой ввертышей, так как при больших толщинах необходимо увеличивать количество ввертышей, а это вызывает увеличение ширины сварных швов, количества наплав­ ляемого металла, а поэтому и усадочных напряжений. При недо­ статочном же количестве ввертышей может произойти отслаива­ ние наплавляемого металла или образование трещин в наплав­ ляемом металле. Соединения, осуществленные холодной сваркой, при повышении температуры могут разрушаться, так как коэффи­ циенты линейного расширения наплавляемого металла и чугуна различны. Такое сварное соединение подвергать в работе дейст­ вию температур, превышающих 100°, не рекомендуется.

Достоинство рассматриваемого метода ремонта чугунных деталей заключается в том, что свариваемая деталь подвергается только местному нагреву, вследствие чего размеры всей детали не 'испытывают значительного искажения.

Сварку стальными электродами можно производить как на постоянном, так и на переменном токе. При сварке на постоян­ ном токе применяется обратная полярность.

Холодная сварка электродами из монель-металла применяется в тех случаях, когда требуется обеспечить последующую механи­ ческую обработку сварного соединения нормальным режущим инструментом. Состав электродов: 32—35% меди, 65% никеля, 1% марганца, 2% железа, 0,75% кремния. Электроды покрыва­ ются составом, в который входит 60% графита, 32% мыла и 2% поташа.

Для повышения плотности и улучшения структуры наплав­ ляемого слоя рекомендуется каждый наплавляемый валик про­ ковывать в нагретом состоянии легкими ударами молотка.

Так как электроды из монель-металла дефицитны и дороги, то вместо них часто применяют медно-железистые электроды. Сердечник медно-железистого электрода берется из красной меди, которая снаружи покрывается лентой из жести толщиной 0,3 мм и шириной 5—7 мм. Неплотное прилегание ленты служит причиной возникновения воздушных мешков, приводящих к раз­ брызгиванию металла и образованию пористости.

Возможно изготовление и других медно-железистых электро­ дов. В медную трубку можно вставлять стальной электрод или же стальной электрод наращивать на необходимую толщину медью в гальванической ванне. В случае применения медно-же­ лезистых электродов лучшие результаты достигаются при сварке на постоянном токе с обратной полярностью.

Электроды из красной меди успешно применяются при завар­ ке трещин на водяных рубашках блока и при ремонте различных чугунных деталей двигателей, а также шкивов, станин, кранов

181

и т. п. Сварные соединения в этом случае обрабатываются рез­

В связи с этим перед сваркой применяют облегченную формов­ ку, удерживающую металл от растекания. С этой целью вокруг свариваемого участка располагают форму из графитовых пла­ стин, соединенных между собой и плотно прилегающих к поверх­ ности детали.

Полугорячая сварка применяется: а) при заварке дефектов на

щегося механической обработке нормальным режущим инстру­ ментом.

Этот способ сварки применяется для восстановления деталей ответственного назначения и обеспечивает получение сварного соединения, равноценного по составу и механическим свойствам основному металлу детали.

На рис. 138 показан пример наплавки чугуна на обод зубча­ того колеса для последующего нарезания зубьев.

П р о ц е с с н а п л а в к и и з н о ш е н н ы х п о в е р х н о с т е й имеет особое значение в практике восстановления строительных машин. Это прежде всего относится к деталям и рабочим орга­ нам строительных машин, работающим в условиях абразивного изнашивания: к зубьям экскаваторов, ножам бульдозеров и грейдеров, щекам камнедробилок, шнекам и ковшам погрузчи­ ков, лопаткам смесителей, звеньям гусениц.

Ремонт деталей наплавкой, особенно твердыми сплавами, дает экономию металла, так как устраняет необходимость .изго-

182

товления новых деталей; кроме того, наплавленные детали-имеют более высокую износостойкость, чем ранее изготовленные новые детали. В качестве износостойких наплавок часто применяют на­ плавки сталинитом, который выпускается в виде порошкообраз­ ных или зернообразных механических смесей различных метал­ лов.

В процессе наплавки смесь превращается в сплав следующе­ го состава: 1—8% углерода, 16—20% хрома, 13—17% марганца, около 3% кремния, 50—60% железа. Толщина наплавленного сталинита обычно не превышает 2—3 мм, так как при большей толщине наплавленный слой ввиду его хрупкости становится малопригодным. Основной способ наплавки сталинита осущест­ вляется дугой постоянного тока с графитовым или угольным электродом.

Составной

Рис. 139. Первый способ восстановления проушины звена гусеничной цепи наплавкой:

а — проушина с изношенным отверстием, б — проушина со срезанной верхней частью, в —последовательность наложе­

ния швов

Широкое распространение при ремонте строительных машин находит наплавка высокомарганцовистой сталью с помощью трубчатых электродов, изготовляемых по способу инж. П. Н. Львова.

Трубчатый электрод представляет собой стальную трубку диаметром 8—12 мм, заполненную легирующей шихтой (напри­ мер ферромарганцем) и покрытую снаружи обмазкой. Трубка вы­ полняется из низкоуглеродистой листовой стали. Обмазка тол­ щиной 0,5—1 мм состоит из гематита (33%), гранита (32%), де­ кстрина (5%) и жидкого отекла (30%). После наплавки трубча­ тыми электродами получается слой стали с содержанием 18—22% марганца.

Рассмотрим пример восстановления изношенных деталей на­ плавкой стали трубчатыми электродами. В звеньях гусеничной цепи трактора ДТ-54 больше все-го изнашиваются отверстия про­ ушин. Восстановление этих отверстий может производиться

двумя способами.

По первому способу изношенные стенки проушин звена гусе­ ницы отрезаются механическим способом или газовой резкой так, как показано на рис. 139. В подготовленное под сварку отвер­

183

стие вставляется стержень, нижняя часть которого стальная, а верхняя (прилегающая к швам) медная. Такая конструкция по­ зволяет легко вынуть стержень после наплавки металла. В це­ лях уменьшения напряжений, возникающих в процессе сварки, наплавку ведут с двух сторон: вначале по одной кромке, затем по другой, в порядке номеров на рис. 139, в; средний шов соеди­ няет обе половины наплавки.

Второй способ восстановления звеньев гусениц ДТ-54 состоит из следующих операций (рис. 140). Изношенная часть про­ ушины отрезается от звена газовой резкой, а кромки зачищают­ ся до металлического блеска. После этого укладывается медный

Рис. 140. Второй способ восстановления звеньев гусениц:

а — проушина со срезанной верхней частью, б — приварка крышки к проушине

той из сплава такого же химического состава, что и сплав, по­ лучаемый при наплавке трубчатыми электродами. Крышку при­ варивают с двух сторон к звену гусеничной цепи, после чего стержень вынимают.

П р а в к а д е т а л е й е помощью сварки широко применяется для случаев тяжелых и жестких деталей строительных машин, получивших деформацию при неправильной работе или при ава­ рии. Так, например, при повороте стрелы экскаватора с заглуб­ ленным ковшом возможен изгиб рукояти. В этом случае правка рукояти возможна в условиях эксплуатации, если имеется дей­ ствующий сварочный аппарат. На выпуклую поверхность изо­ гнутой балки наплавляется шов, а противоположная сторона охлаждается мокрыми концами; при остывании происходит уко­ рачивание как шва, так и волокон металла на выпуклой стороне балки, благодаря чему наблюдается деформация всей балки в сторону, противоположную первоначальному изгибу. В процессе наплавки таких ложных швов производится измерение и конт­ роль величины оставшейся деформации до тех пор, пока балка не оказывается выправленной полностью.

184

Деформация от сварки тем больше, чем меньше жесткость балки, больше сечение сварочного шва, интенсивнее процесс на­ плавки металла и охлаждения балки с противоположной сторо­ ны. Этот прием правки общедоступен, не требует больших затрат времени и сохраняет прочность выправляемых балок.

П о в е р х н о с т н а я з а к а л к а ацетилено-кислородным пламенем производится в применении к крупногабаритным дета­ лям, а также в тех случаях, когда желательно получить высокуютвердость поверхности и прочную вязкую сердцевину основного-

дельно. Сначала поверхность нагревают до закалочной темпера­ туры, затем горелка убирается, а вращающийся вал поливают охлаждающей жидкостью.

Поверхностная закалка описанными способами дает значи­ тельно большую твердость, чем при обычной закалке. Деформа­

очень широкое распространение при резке листового материала значительной толщины, а также профильного проката. Газовая (ацетилено-кислородная) резка основана на способности железа сгорать в -струе кислорода. Процесс газовой резки схематически представлен на рис. 141.

185

Г л а в а I V

РЕМОНТ ВАЛОВ и подшипников

§25. РЕМОНТ ВАЛОВ И ОСЕЙ

Ва л о м называется стержень, передающий вращающий мо­

костью, имеют шлицевые или шпоночные канавки, гладкие или резьбовые отверстия. Они могут быть выполнены в форме пря­ молинейных цилиндрических тел или иметь более сложную фор­ му. Например, для преобразования поступательного движения во вращательное (или наоборот) применяются коленчатые валы.

При ремонте валов и осей чаще всего встречаются следующие неисправности: 1) поломки, 2) трещины, 3) погнутость, 4) скру­ чивание, 5) износ шпоночных пазов и шлицев, 6) износ, смятие и забоины резьбы, 7) повреждение центров, 8) износ и задиры по-

187

верхностей посадочных шеек, 9) нарушение правильного поло­ жения валов и осей в узлах машин.

П о л о м к и о с е й и в а л о в в м а ш и н а х имеют место при нарушениях травил технической эксплуатации, в результате которых з-деталях появляются разрушающие напряжения. Раз­ рушение валов и осей может произойти также из-за -неправиль­ ного их изготовления или недоброкачественности металла. Если сломанный вал нельзя заменить новым (вследствие отсутствия его на складе), то его восстанавливают слесарно-механическими приемами или сваркой. Так, например, если произошел излом концевой шейки по линии АВ (рис. 143,а), можно изготовить ее отдельно и соединить с валом с помощью резьбы и сварки. При изломе вала в средней части возможно восстановление с по­ мощью шпильки и сварки, как это показано на рис. 143,6. Нако­ нец, если конструкция вала допускает соединение изломанных частей с помощью муфты (рис. 143, в), присоединение муфты к частям вала осуществляется резьбой, горячей посадкой или при­

ставляющий в большинстве случаев заменять валы и оси. Тре­ щины можно обнаружить непосредственным осмотром вала или путем его остукивания: деталь, имеющая трещины, издает более глухой, дребезжащий звук, чем сплошная деталь. На современ­ ных крупных ремонтных заводах трещины обнаруживают при помощи специальных приборов — магнитоскопов или рентгенов­ ских установок.

Если трещина имеет продольное направление, возможно вос­ становление вала путем заварки. С этой целью трещина разде­ лывается по ширине и по длине таким образом, чтобы металл, находящийся в непосредственной близости от трещины, был изъят на всю ее глубину. После разделки трещину заваривают с применением всех необходимых мер, предупреждающих дефор­ мацию вала. Ответственные валы с трещинами не восстанавли­ вают вовсе, а заменяют новыми.

При составлении дефектных ведомостей учитывают вероят­ ность трещин в валах около поперечных отверстий, в местах сты-

188

ка частей вала разного диаметра (особенно там, где переходная галтель имеет небольшой радиус), а также в шпоночных пазах.

П о г н у т о с т ь в а л о в можно обнаружить по биению тор­ цовых поверхностей зубчатых колес, шкивов или дисков, сидя­ щих на валу, а также непосредственным измерением непрямолинейности оси вала, которое может быть выполнено в центрах токарного станка или на разметочной плите с помощью индика­ тора. Валы, имеющие прогибы от 0,15 до 0,4 мм, можно считать пригодными для эксплуатации, если их число оборотов в минуту не превышает 500. При больших прогибах валы необходимо вы­ правлять. Правка валов возможна с помощью внешних усилий (вхолодную и с подогревом) и с помощью местного наклепа. Го­ рячая правка валов применяется крайне редко. Наиболее широ­ ко применяется холодная правка валов и осей с помощью внеш­ них сил.

ПоВерхностный наклеп

Правку ведут на прессе, установив вал выпуклостью вверх и выгибая его в противоположную сторону на величину примерно в два раза большую, чем величина деформации а (рис. 144).Ход правки непрерывно контролируется с помощью индикатора. Та­ ким способом вал может быть выправлен с точностью 0,02— 0,03 мм. Тонкие и длинные валы можно править на токарном станке. В этом случае их закрепляют в центрах токарного станка и выгибают в сторону, противоположную выпуклости, с помощью оправки, зажатой в резцедержатель поперечного суппорта.

Холодная правка валов внешними усилиями имеет весьма су­ щественный дефект: результаты правки получаются неустойчи­ выми, т. е. с течением времени прогибы в какой-то мере восста­ навливаются. Для повышения устойчивости правки валы нагре­ вают до температуры 450°, что снижает остаточные напряжения.

Правка валов местным поверхностным наклепом применяет­ ся в тех случаях, когда величина прогиба не превышает 0,02— 0,04% длины вала. На рис. 145 показана схема такой правки. При наклепе одной стороны вала возникает упругая деформация

189

поверхности при рассредоточенных местных пластических дефор­ мациях металла, вследствие чего наклепанная поверхность удли­ няется и ось вала становится прямолинейной.

Таким же способом возможна правка коленчатых валов; в этом случае наклепывается не шейка, а щека коленчатого вала. На рис. 146 показана схема правки коленчатого вала наклепыва­ нием щек. Если вал погнут так, что выпуклость обращена на­ ружу, наклепываются внутренние поверхности щек; при обрат­ ной деформации наклепу подвергаются наружные поверхности.

1

Рис. 146. Правка коленчатого вала наклепом:

/ — место наклепа

Усталостная прочность валов после правки наклепом почти не изменяется, а приданная правкой форма детали получается устойчивой во времени.

После правки детали в холодном или горячем состоянии пу­ тем приложения внешних нагрузок необходимо проверить с по­ мощью магнитных приборов отсутствие трещин в местах правки. При обнаружении трещин деталь должна быть выбракована.

С к р у ч е н н о с т ь в а л а определяют на проверочной плите. При проверке пользуются призмами и индикаторными прибора­ ми, с помощью которых определяют угловое смещение шпоноч­ ных канавок, лысок или деталей, сидящих на валу (муфт, зуб­ чатых колес и т. д.). Восстановление тонких валов возможно при незначительном скручивании. Один конец вала зажимают в тис­ ках, а другой поворачивают с помощью воротка, надетого на вал. Чтобы не повредить поверхность вала, под винты и на губки тис-

190