книги из ГПНТБ / Гельберг Б.Т. Вопросы технологии и организации ремонта оборудования

Глава V

РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

ИВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

1.РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ поршневой группы

Поршневая группа деталей состоит из цилиндра / (рис. 70),

который в современных конструкциях встречается в виде рубашки и внутренней втулки или гильзы, поршня 2, поршневых колец 3. Поршень соединен с шатуном 5

посредством поршневого паль­ ца 4, второй конец'шатуна име­

ет подшипник 7, которым ша­ тун соединяется с коленчатым

валом 6.

Поршневая группа деталей применяется в механизмах пре­

образования вращательного движения в поступательное и

наоборот, например в кузнеч­ но-прессовых механизмах, на­ сосах, компрессорах, двигате­

лях внутреннего сгорания и др.

При эксплуатации происхо­

дит неравномерный износ этих

деталей, которые заменяют

или ремонтируют.

Ремонт цилиндров. Цилинд­

ры являются ответственной

частью машины или двигателя. Состояние цилиндров в значи-

тельной мере определяет мощ­

9*

13»

верстия цилиндра (конусность, эллипсность, образование нади­

ров и т. д.).

Наибольший износ наблюдается в верхней части цилиндров

двигателей внутреннего сгорания, где имеют место самые высо­

кие давления и температуры. В кузнечно-прессовом оборудова­

нии наблюдается наибольший износ в нижней части цилиндра, т. е. в положении поршня при ударе.

Эти обстоятельства еще раз подтверждают, что основные при­ чины износа цилиндров — это действие высокого давления газов и высокая их температура, интенсивное трение скольжения с со­ пряженными деталями (поршнями), а также неудовлетворитель­ ные условия смазки.

Ремонт изношенных цилиндров целесообразно производить по системе ремонтных размеров. Под ремонтным размером пони­ мается тот размер диаметра цилиндра, до которого снимается де­ фектный слой металла с изношенной рабочей поверхности цилинд­ ра. Это необходимо для того, чтобы восстановить правильную

геометрическую форму и надлежащую чистоту обработанной, поверхности.

. К полученному ремонтному размеру отверстия подгоняют раз­ меры сопряженней детали (поршня).

Ремонтные размеры цилиндров большинства механизмов (дви­ гателей внутреннего сгорания, компрессоров и др.) заранее уста­ новлены заводами-изготовителями, которые по этим ремонтным

размерам выпускают запасные части.

Ремонтные размеры цилиндров двигателей идут с переходом 0,5—1,0 мм (в зависимости от диаметра цилиндра). Если, напри­ мер, первоначальный (номинальный) диаметр цилиндра равен

101,57+°’°6 мм, то первый ремонтный размер его установлен

102,07+0'06 мм, второй— 102,57 +0,06 мм и т. д. до последнего пя­ того размера 103,07+0'08л.и.

Нельзя превышать при ремонте установленный последний ре­ монтный размер отверстия цилиндра, так как этим будет наруше­ на требуемая прочность стенок цилиндра. При износе рабочей по­ верхности отверстия (наличие задиров, выбоин, следов коррозии и т. п.) цилиндр растачивают до ближайшего ремонтного размера.

Для восстановления рабочей поверхности цилиндров по ре­ монтным размерам имеются следующие возможности:

1)многократное использование корпусов цилиндра (или бло­ ка цилиндров), изготовление которого вновь стоит дорого, тре­ бует больших затрат труда, а часто и недоступно ремонтному

хозяйству завода;

2)замена изношенного цилиндра запасным с новыми ремонт­

ными размерами, получаемым от завода-изготовителя, что значи­

тельно ускоряет ремонт.

Цилиндры, износ которых больше последнего ремонтного раз­ мера, могут быть восстановлены в отдельных случаях растачива-

■132

нием с последующей вставкой гильз. Изготовленную гильзу за­

прессовывают в расточенный корпус с натягом, а затем ведут

окончательную обработку отверстия гильзы до номинального

размера отверстия цилиндра.

Если в цилиндре имеется гильза, то ее при износе растачивают

до ближайшего ремонтного размера на расточном или токарном станке с помощью специального приспособления (рис. 71).

Ремонт гильзы растачиванием производят с помощью штан­

ги 1 приспособления с закрепленным резцом 2, установленной в центрах 5 станка. Корпус 3 цилиндра 4 с запрессованной в нем гильзой закреплен на суппорте станка.

Рис. 71. Расточка цилиндра на токарном станке

Для повышения износоустойчивости цилиндров гильзы часто подвергают термообработке и калят.

Обработку гильз после термообработки ведут шлифованием на

специальных станках, а при отсутствии их — на токарных стан­ ках с применением приспособлений.

Отремонтированные гильзы или цилиндры (рис. 72) должны удовлетворять техническим условиям для каждого типа машин и

двигателей. Одним из таких усло­

вий является требование к внут­

кольца, износ поверхности направляющей части (юбки) и отвер­ стий под поршневой палец. Износ поршня выражается в виде исти­

133

рания и надиров на юбке 4, изломов перемычек между канав­ ками. При наличии увеличенного зазора между поршневыми кольцами и канавками <? поршни заменяют.

Ремонт поршней обычно заключается в том, что восстанавли­

вают изношенное отверстие 1 под поршневой палец 5, протачива­ ют торцы канавок для поршневых колец, запиливают и полируют

небольшие надиры на поверхности поршня. В некоторых случа­ ях допускают заварку трещины на днище 2.

Изношенные отверстия под поршневой палец развертыва­

ют вручную специальной раз­ движной разверткой в неболь­ ших поршнях и растачивают на

расточном станке в поршнях

больших размеров.

Расточку отверстий можно производить и на токарном станке с применением специ­ альных приспособлений.

Поверхность отверстий под поршневые пальцы должна

быть чисто обработанной (ри­

ски и надиры не допускаются).

Торцы изношенных канавок для поршневых колец протачива­

ют на токарном станке до определенных ремонтных размеров.

Торцы канавок должны быть чисто обработаны, взаимно парал­

лельны и перпендикулярны образующей юбки в пределах 0,01—

0,03 лш.

134

Места имеющихся надиров или наплавов на цилиндрической

поверхности поршня запиливают личным напильником, зачищают и полируют мелкозернистой наждачной бумагой.

Величина зазора между стенками цилиндра и поршня при ре­ монте его должна быть обеспечена в тех же пределах, что и для новых деталей.

Увеличенный зазор вызывает стук от ударов поршня о стенку цилиндра при работе. Это вынуждает заменять поршень новым при растачивании цилиндра (гильзы) до ремонтного размера. При этом добиваются получения наименьшего зазора между цилинд­ ром и юбкой поршня, обе­ спечивающего образова­

ние слоя смазки и жидко­

стного трения в этом мес­

те и предотвращающего

заклинивание поршня при

его нагревании. Величина

этого зазора определяет­

ряют щупом при положении поршня в верхней части цилиндра.

Толщина щупа должна соответствовать величине необходимого зазора между стенкой цилиндра и стенкой поршня, а ширина —

10—15 мм.

Поверхность отремонтированного или вновь изготовленного поршня должна быть чисто обработанной, а овальность и конус­ ность оси отверстий под поршневой палец — не выходить из поля допусков для каждого вида машины.

Поршневые пальцы. У поршневых пальцев 5 (см. рис. 73) из­ нашивается наружная поверхность, сопрягаемая со втулкой 7

шатуна 6 и бобышкой 8 поршня. Изношенные поршневые пальцы,

как менее трудоемкие для изготовления, при ремонте часто заме­

няются новыми и пригоняют их по восстановленным отверстиям поршня и втулки шатуна.

Если же поршень заменяют новым, с нормальным отверстием для поршневого пальца, то пальцы, имеющие большие размеры,

подвергают ремонту шлифованием на нормальные или уменьшен­

ные размеры с последующей доводкой их.

Поршневые кольца. Изношенные поршневые кольца заменя­

ют новыми, обладающими определенной упругостью (3,5—7 кг). Кольца малой упругости не обеспечивают достаточно плотного прилегания к стенкам цилиндра и не создают необходимого уплот­ нения газов или воздуха в цилиндре.

Чрезмерно упругие кольца создают слишком большое давление

на стенки цилиндра, вызывая быстрый износ их и колец. Поэтому

упругость поршневых колец в каждом отдельном случае ограни-

135

чивается определенными пределами в зависимости от их размера

и конструкции.

Упругость поршневых колец определяется различными прибо­

рами, основанными на принципе сжатия кольца силой, действую­

щей по диаметру.

Поршневые кольца изготовляют обычно из чугунного пустоте­ лого цилиндра, который обтачивают, а затем разрезают на отдель­

ные кольца с припуском на последующую обработку по наружно­

му и внутреннему диаметрам, а также по высоте. Затем из кольца вырезают

небольшой участок так, чтобы кольцо могло сжиматься и об­ разовать замок, то есть место стыка кольца.

Замки колец бывают с ко­

сым разрезом под углом 45° (рис. 75, а) и с прямым разре­

зом внакладку (рис. 75, б),

которые имеют более длинный

путь прохождения газов. Место стыка колец малого диаметра не изготовляют внакладку, так как тонкие части замка у них часто

обламываются.

Разрезанные кольца диаметром 300 мм и более сжимают поч­

ти до краев выреза и спаивают их, а затем уже окончательно про­ тачивают по наружному и внутреннему диаметрам.

Отдельные поршневые кольца удобно обтачивать на специаль­ ных оправках, после того как в кольце сделан вырез, образован

136

диаметр. Кольца на поршне, введенном в цилиндр, разжимаются

и делают соединение непроницаемым.

Кольца должны быть так пригнаны, чтобы их можно было пе­ ремещать по канавкам поршня легким нажатием от руки, т. е. они не должны иметь слабины в канавках поршня, но и не входить

туда слишком туго, ибо это может привести к заеданиям. Порш­

невые кольца больших разме­ ров пригоняют к канавкам ша­ брением с последующей при­ тиркой по плите.

Зазор в замке при рабочем

положении кольца определяют

щупом, после того как кольцо вставлено в восстановленный цилиндр (см. рис. 4). Замок пригоняют и зачищают личным напильником или оселком.

Плотность прилегания коль­

ца к стенкам цилиндра может

быть проверена на просвет.

Затем при постановке колец на поршень их замки распола­ гают в разных местах, чтобы

предупредить прорыв находя­

щихся в цилиндре газов или

пара.

Ремонт шатунов. Различ­ ные виды шатунов применяют­

ся в двигателях, компрессорах

и паровых машинах, однако

условия их работы и предъяв­ ляемые к ним требования в

основном одинаковы.

Шатун (рис. 77) состоит из ряда деталей, дефекты которых

возникают в процессе эксплуа­

тации и заключаются в сле­ Рис. 77. Комплект деталей шатуна

дующем.

Стержень 1 изгибается или скручивается — наблюдается износ и повреждение поверхностей

разъема шатуна и крышки 2, возможен износ вкладышей 3 или

втулки 4, изнашивается посадочное отверстие 5 под втулки внут­ ренней поверхности нижней головки шатуна. Шатуны со значи­

тельными повреждениями, которые нельзя устранить зачисткой или расточкой на станке, заменяют.

137

Шатун при незначительном изгибе и скручивании можно вы­

править при помощи специальных приспособлений. Править шату­

ны в сборе не разрешается.

Шатуны, имеющие небольшой износ внутренних поверхностей головки шатуна и крышки, ремонтируют следующим образом.

Производят опиливание или фрезерование поверхностей разъ­

ема на величину, обеспечивающую необходимый припуск на ра­

стачивание.

При износе баббитовой заливки производят перезаливку ее с

контрольной плите при помощи индикатора и точных контроль­

ных оправок, плотно поставленных в подшипники шатуна

(рис. 78).

Параллельность осей в вертикальной плоскости при незначи­

тельных отклонениях восстанавливают шабрением подшипника,

сопрягающегося с коленчатым валом.

Параллельность осей головок шатунов можно восстанавливать

и без проверки индикатором. Для этого надо поршень с шатуном предварительно установить в цилиндр, коленчатый вал уложить в свои опоры и покрыть тонким равномерным слоем краски, а за­

тем соединить его с шатуном.

Проворачивая вал, производят закрашивание подшипника и по отпечаткам краски ведут шабрение.

Перекос считают устраненным, когда вся поверхность подшип­

ника равномерно закрашивается, а вал, соединенный с шатуном,

при полностью затянутых шатунных болтах, проворачивается рав­ номерно, без заеданий.

138

2. РЕМОНТ ХОДОВЫХ ВИНТОВ И ГАЕК

Ходовой винт и гайка служат для перемещения деталей и уз­

лов по направляющим. Ходовые винты в промышленном оборудо­

вании применяются разных размеров и различной точности.

Ходовые винты имеют трапецеидальную и прямоугольную

резьбу. При эксплуатации винта и гайки изнашивается их резьба и нитки ее становятся тоньше. Износ резьбы винтов, как прави­ ло, происходит неравномерно, причем чаще изнашивается та часть винта, которая больше участвует при работе, ибо подавляющая

часть деталей, обрабатываемых на станке, имеет длину, меньшую длины винтов.

Ходовой винт, как более дорогую деталь, ремонтируют, а гайку винта изготовляют вновь..

Ходовые винты с незначительно изношенной трапецеидальной резьбой ремонтируют углублением канавки резьбы до устране­

ния износа. Прорезание резьбы начинают после того, как произ­

ведена проверка его на биение по индикатору. Если винт прогнут, его следует выправить. Посадочные шейки винта протачивают или шлифуют, если они изношены. Наружный диаметр резьбы винта протачивают или шлифуют так, чтобы ширина нитки была нор­

мальной после углубления канавки резьбы.

Отремонтированные таким образом винты работают, как но­

вые. Этот способ ремонта прост, поэтому он находит широкое применение.

Изношенный профиль прямоугольной резьбы, как правило, вос­ становить не удается, поэтому такие винты при износе заменяют новыми.

Если сильно изношена небольшая часть резьбы ходового винта, то ее вырезают при ремонте, а взамен изготовляют новую часть винта и соединяют с оставшейся частью втулочной муфтой или

другим способом.

Гайки ходовых винтов быстро изнашиваются, так как условия

работы их неблагоприятны: 1) резьба плохо защищена от загряз­

нения; 2) ее неудобно очищать от пыли и грязи; 3) гайка не име­ ет удовлетворительной смазки в ряде случаев; 4) все витки резьбы гайки при сопряжении ее с винтом всегда участвуют в работе,

тогда как у винта единовременно участвует в работе лишь неболь­

шая часть его витков. Все это вынуждает заменять изношенные гайки винтов вновь изготовленными.

Если гайка винта столь массивна, что возможно произвести ее расточку под резьбовую втулку, то таковую производят по размет­

ке, а затем в расточенном отверстии закрепляют резьбовую втул­

ку (гайку).

Разметка гаек необходима для нахождения оси резьбы гайки

относительно отверстий, в которых вращается винт.

Разметка отверстия гайки может быть произведена путем накернирования (керн 1) центра на ее торце 2 через отверстие карет-

139