2. Пояснения к принятой схеме разборки
Болт 1 откручиваем с помощью рожкового ключа, убираем плоскую шайбу 2, выпрессовываем дебаланс 3 и шпонку 4. Откручиваем с помощью гаечного ключа стопорный болт 5, далее вынимаем втулку 6, выбиваем с вала дебаланс 7 и шпонку 8. Придерживая, по очереди, болты 10 накидной головкой с трещоткой, откручиваем с помощью гаечного ключа гайки 9 в количестве 8 штук и вручную вынимаем болты 10. Снимаем подшипниковый узел с валом в сборе. С помощью головки с трещоткой откручиваем болты 11 и 12, снимаем сальник 18 и 19, далее снимаем защитные крышки 13,14 и съемником выпрессовываем подшипник 15. Остается с вала 20, с помощью съемника, извлечь втулку 16 и шпонку 17.
3. Описание возможных способов устранения дефекта
Дебалансный механизм имеет дефекты, приобретенные в процессе эксплуатации. Изношены посадочные места вала дебалансного механизма под стальную втулку 16. Величина износа посадочного места вала диаметром 90 мм составила 0,2 мм. Изношены шпоночные пазы. Величина износа составила 0,25 мм. Срыв резьбы под винт стопорной шайбы. Вал выполнен из стали 45, твердостью HRC 40.
Дебалансные механизмы, пригодные для работы, должны отвечать следующим основным параметрам технического состояния. Овальность и конусность посадочных мест вала не более 0,05 мм. Осевой и радиальные зазоры роликовых подшипников не более 0,10 мм. Допуск биения вала не более 0,03 мм, прогиб вала не более 0,02 мм. Зазор между корпусом подшипника задней крышкой 0,25…0,50 мм. При несоответствии указанным параметрам дебалансные механизмы ремонтируют.
Устранить дефект износа посадочных мест вала под стальную втулку можно: электроимпульсным наращиванием, электромеханической обработкой, железнением, вибродуговой наплавкой, электроконтактной приваркой ленты, напеканием металлических порошков узким роликом, индукционной наплавкой и наплавкой в среде защитных газов [3]. На ремонтном предприятии имеются установки: для вибродуговой наплавки, для наплавки под слоем флюса и для электроконтактной приварки ленты. Поэтому делаем выбор в пользу тех способов устранения дефекта, для которых уже имеется оборудование на предприятии.
3.1. Вибродуговая наплавка
Наплавка вибродуговым способом является разновидностью автоматической и отличается от нее тем, что электрод во время наплавки постоянно вибрирует. Вибрация электрода облегчает зажигание дуги и делает процесс наплавки более устойчивым. В процессе наплавки деталь нагревается незначительно, поэтому деформации ее малы и, следовательно, не нарушается термическая обработка на участках детали вблизи места наплавки. После наплавки не требуется термическая обработка детали, так как в процессе наплавки под действием охлаждающей жидкости происходит закалка наплавленного слоя. Толщину слоя наплавки можно регулировать в пределах от 0,5 до 2 мм на сторону. Для повышения износостойкости наплавленного слоя используют легирующие флюсы. Основное преимущество вибродуговой наплавки заключается в возможности надежного наплавления тонких слоев на изношенные места. При значительных износах лучше использовать обычные способы наплавки.
Вибродуговая наплавка отличается от других сварочных процессов наличием колебаний электродной проволоки с частотой 50-100 Гц и низким напряжением источника сварочного тока. Цикл наплавки состоит из переноса металла электродной проволоки на деталь за счет чередования электрических разрядов и коротких замыканий цепи. Введение индуктивности в цепь дуги обеспечивает накопление электрической энергии в индуктивности во время разомкнутого состояния цепи, сдвиг фаз тока и напряжения, поэтому переход тока через нуль происходит при наличии напряжения источника питания и возникновении электродвижущей силы самоиндукции, которая совпадает по направлению с напряжением источника питания. Это обеспечивает повторное возникновение дугового разряда после разрыва сварочной цепи и устойчивое горение дуги.
Электрод и деталь оплавляются во время дугового разряда, при этом на конце электрода образуется капля металла. Мелкокапельный перенос металла на деталь происходит преимущественно во время короткого замыкания. Длительность существования дуги составляет 20 % времени цикла, поэтому провар основного металла неглубокий, с небольшой зоной термического влияния [6].
Принципиальная схема вибродуговой наплавки показана на рисунке 3.1.
Для ремонта деталей наплавкой предназначены наплавочные установки разного типа. Одним из широкоуниверсальных типов оборудования является установка УД-209, позволяющая производить наплавку под слоем флюса или в среде защитных газов деталей диаметром от 10 до 400 мм. Пределы регулирования сварочного тока – от 60 до 500 А. Общий вид УД-209 показан на рис. 3.2. Установка даёт возможность наплавлять гладкие цилиндрические поверхности, заваривать шлицы, шпоночные канавки, винтовую резьбу. При наплавке применяется наплавочная проволока диаметром от 0,8 до 2 мм со скоростью подачи до 350 м/ч [7].
Рисунок 3.1 – Вибродуговая наплавка: 1 – электродная проволока, 2 – деталь, 3 – источник постоянного тока, 4 – электромагнитный вибратор, 5 – механизм подачи проволоки, 6 – охлаждающая жидкость, 7 – насос, 8 – катушка самоиндукции.
Каретка 5 установлена на станине станка и служит основанием для механизма подачи проволоки 6 через мундштук 4 в зону наплавки. Смещение мундштука с «зенита» выполняется суппортом, винтовой парой винт-гайка. Механизм подачи проволоки состоит из электродвигателя и червячного редуктора, соединённых между собой изоляционной муфтой и изолирующей прокладкой. Механизм подачи проволоки выполнен совместно с колебателем мундштука и обеспечивает одновременную подачу и колебание электрода. Для регулировки скорости подачи проволоки имеются сменные шестерни.
Поступательное перемещение каретки 5, параллельное оси вращения ремонтируемой детали, осуществляется с помощью винтовой передачи гайка – ходовой винт. Это движение подачи каретки кинематически увязывается с вращением шпинделя: определённое перемещение каретки на один оборот шпинделя. На рассматриваемой установке привод шпинделя имеет бесступенчатое регулирование частоты вращения с помощью электродвигателя с тирристорным преобразователем. Высокая степень редукции привода шпинделя обеспечивается с помощью ременной передачи и стандартного червячного редуктора.
Рисунок 3.2 – Схема установки УД-209 для вибродуговой наплавки: 1 – станина, 2 – передняя бабка, 3 – пульт управления, 4 – мундштук, 5 – каретка, 6 – механизм подачи проволоки, 7 – газоотсос, 8 – задняя бабка с выдвижной пинолью для установки в её отверстии вращающегося центра – опоры ремонтируемой детали.
На боковой стенке передней бабки закреплена таблица для настройки режимов наплавки. Наплавочный агрегат имеет также систему отвода газов, образующихся при наплавке. Система отвода газов смонтирована совместно с защитным кожухом 7 [7].
Наплавка производится электродной проволокой диаметром 1,2…2 мм на постоянном токе обратной полярности. Марка проволоки выбирается в зависимости от марки стали, из которой изготовлена деталь, и необходимой твердости наплавленного металла. При наплавке используется электродная проволока марки: СВ-0,8, 10Г2, ЭП-681, 30ХГСА и др. и флюс АН-26 или ОСЦ-46 [7].
Толщина наращиваемого слоя 0,6…1 мм при твердости 40 HRC.
Таблица 3.1 – Режимы вибродуговой наплавки
Диаметр |
Режим наплавки |
||||||
Напла-вляе-мой детали, мм |
Электрод-ной проволо-ки, мм |
Сила тока, А |
Напряжение, В |
Скорость |
Смеще-ние электро-дов, мм |
||
Подачи проволоки, м/ч |
Наплавки, м/ч |
||||||
40-50 |
1,6-2,0 |
110-130 |
25-28 |
70-100 |
14-18 |
4-5 |
|
60-70 |
1,6-2,0 |
170-180 |
26-28 |
70-120 |
20-24 |
5-6 |
|
80-90 |
2,0 |
170-200 |
26-29 |
120-150 |
20-24 |
6-7 |
|
100 |
2,0 |
170-200 |
25-28 |
120-150 |
20-24 |
7-8 |
|
Преимущества вибродуговой наплавки:
- простое оборудование;
- доступность материалов;
- малый нагрев детали, а вследствие этого и малая деформация ее;
- возможность получения достаточно твердой поверхности без ее термообработки;
- большая производительность;
- не требуется особой квалификации от работника.
Недостатки вибродуговой наплавки:
- снижение усталостной прочности до 60 % из-за образования закалочных структур в материале, вызывающих растягивающие напряжения и неоднородность твердости;
- наличие пор в покрытии по причине быстрого перехода металла из жидкого состояния в твердое [7].