Ремонт машин. Учебно-методическое пособие к лабораторным работам

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Российский университет транспорта (МИИТ)»

Кафедра «Путевые, строительные машины и робототехнические комплексы»

В.И.ФОМИН, И.В.ТРОШКО

РЕМОНТ МАШИН

Учебно-методическое пособие для студентов специальности 23.05.01 "Наземные

транспортно-технологические средства"

Москва – 2017

1

УДК 625.08 Ф-76

Фомин В.И., Трошко И.В. Ремонт машин: Учебнометодическое пособие к лабораторным работам. - М.: РУТ

(МИИТ), 2017. – 56 с.

Настоящий цикл лабораторных работ посвящен рассмотрению методов дефектации таких распространенных деталей как пружин, подшипников качения, зубчатых колес, освоению методики определения ремонтных размеров на примере гильз цилиндров ДВС.

Данные работы входят в блок тем самостоятельного изучения теоретического материала дисциплины "Ремонт и утилизация подъемно-транспортных, строительных, дорожных средств и оборудования" специальности 23.05.01 "Наземные транспортно-технологические средства".

Список лит. 5 наим., (рис. 16, табл. 18).

Рецензент - доцент кафедры "Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава" РУТ (МИИТ) к.т.н., доцент Скляров В.М.

© РУТ (МИИТ), 2017

2

Работа 1. Дефектоскопия ответственных деталей машин при ремонте

Цель работы. Ознакомление студентов с видами дефектов, встречающихся в материалах и деталях машин, с методами контроля без их разрушения, изучение конструкции и принципа действия различных типов дефектоскопов и практическое обнаружение дефектов в ответственных деталях машин.

Теоретические предпосылки

В ремонтном деле применяют неразрушающие способы дефектации. К неразрушающим способам обнаружения дефек-

Эти методы, основанные на различных физических принципах, не универсальны и имеют различные области применения. Каждый метод может быть использован для обнаружения определенных дефектов при соблюдении некоторых ограничивающих условий.

Дефекты деталей, обнаружение которых является целью контроля, могут быть разбиты на следующие три группы:

а) первичные, т.е. возникшие в процессе производства базового или сырьевого материала;

б) дефекты обработки, возникшие в процессе обработки материала или изготовления детали;

в) эксплуатационные, т.е. возникшие в процессе работы машины.

Основные виды дефектов или структурных изменений, которые входят в эти три группы: трещины поверхностные и внутренние, разрывы, расслоения, посторонние включения, непровары в сварных швах, усадочные раковины.

Для выявления скрытых и явных дефектов в ремонтных предприятиях получили наибольшее распространение магнитно-

3

порошковый, люминисцентный и ультразвуковой методы [1], [2].

Метод магнитно-порошковой дефектоскопии.

Через контролируемую деталь пропускают магнитный поток. Деталь должна обладать достаточной магнитной проницаемостью, т.е. обладать магнитными свойствами. Если в детали имеются дефекты, то вследствие неодинаковой магнитной проницаемости детали и вещества, заполняющего дефект, магнитные силовые линии искажаются, образуется поток рассеивания. Изменение величины и направления магнитных силовых линий наиболее просто регистрируется ферромагнитным порошком (прокаленной окисью железа, мелкими стальными опилками - в сухом виде или в виде суспензии с минеральным маслом, керосином), нанесенным на поверхность детали. Под действием магнитного поля частицы магнитного порошка концентрируются вдоль дефекта, что фиксируется визуально. В ремонтной практике нашло применение снятие визуальной дефектограммы с поверхности детали с помощь липкого скотча.

Возможно применение схем продольного, циркуляционного и комбинированного намагничивания детали. Схемы способов намагничивания деталей представлены на рис. 1. Выбор способа намагничивания определяется конфигурацией, размерами, магнитной характеристикой материала детали и ожидаемым расположением дефектов.

При продольном намагничивании (рис. 1, поз.1) деталь размещают между полюсными наконечниками электромагнита или внутри соленоида (рис. 1, поз.2) , силовые линии проходят вдоль продольной оси детали, это позволяет выявить поперечные дефекты.

При циркуляционном способе намагничивания ток пропускают непосредственно через деталь (рис. 1, поз.3) или через проводник, размещенный внутри полой детали (рис. 1, поз.4). Круговое магнитное поле реагирует на продольные дефекты.

Более совершенен комбинированный способ (рис. 1, поз.5 и поз.6), при котором деталь подвергается как продольному, так циркуляционному намагничиванию. Это позволяет

4

обнаруживать дефекты любого расположения благодаря винтовой форме магнитного поля.

Технология магнитно-порошковой дефектоскопии предусматривает следующие операции: очистку поверхности детали, намагничивание детали, нанесение на поверхность детали магнитного порошка или суспензии, осмотр детали, размагничивание детали.

Рис. 1. Способы намагничивания детали a:

1 – продольное между полюсами; 2 – продольное в соленоиде; 3 – циркуляционное при пропускании тока через деталь; 4 – циркуляционное при пропускании тока через проводник (для полой детали); 5, 6 – комбинированное.

В практике нашли применение универсальные дефектоскопы МДВ, М-217 и дефектоскопы ДГС и ДГН. Исследуемая деталь может охватываться намагничивающей катушкой полностью (ДГН) или частично (ДГС).

Достаточно надежно магнитно-порошковым методом выявляются дефекты, выходящие на поверхность или расположенные вблизи поверхности детали, но не глубже 5-6 мм. Ми-

5

нимальная ширина раскрытия поверхностных обнаруживаемых трещин -до 0,001 мм, протяженность - от 0,3 мм.

Общий вид дефектоскопа МДВ показан на рис. 2.

Рис. 2. Общий вид дефектоскопа МДВ:

1 – ручка зажимного механизма детали; 2 – маховик вращения детали; 3 – опорные призмы; 4 – наконечник полюсной; 5 – ручка перемещения полюсных наконечников.

Контролируемая деталь устанавливается на призмы дефектоскопа и поднимается механизмом до уровня полюсных наконечников и прижимается к ним. При дефектоскопии для лучшей обзорности деталь можно поворачивать, а рабочее место освещается специальной лампой.

Общий вид дефектоскопа ДГС приведен на рис. 3. Дефектоскоп ДГС (седлообразный) предназначен для проверки крупногабаритных деталей, таких как оси колесных пар подвижного состава.

Общий вид дефектоскопа ДГН - на рис. 4. Дефектоскоп ДГН (настольный) служит для контроля деталей диаметром до 80 мм, а зона его действия 125-150 мм.

Для намагничивания детали магнитным дефектоскопом М-217 (рис. 5) соленоид 5 устанавливают между контактами 6 с зазором 3—5 мм. Затем включают рабочий ток рукояткой 8 и нажатием педали 9 замыкают контакты через соленоид.

6

На деталь наносится суспензия (ферромагнитный порошок с минеральным маслом или керосином). Продольная ось детали и ось соленоида должны совпадать. В местах трещин магнитный порошок концентрируется и видимые образует тонкие линии.

Дефектоскоп М-217 - универсальный, им можно определить наличие трещин, пропуская ток через деталь. С этой целью деталь ставят на нижний контакт 6, включают рукоятку 8, ножной педалью 9 деталь зажимают и через нее пропускают электрический ток. При обнаружении трещины на детали зажигается контрольная лампа и звенит звуковой сигнал.

Для намагничивания части крупногабаритной детали, например шейки коленчатого вала, используют выносные контакты 3. В этом случае включают провод микровыключателя выносных контактов в розетку дефектоскопа 2. Выносные контакты плотно прижимают к щекам вала, располагая их по оси шейки.

Для обнаружении поперечных трещин включают микровыключатель, и шейка намагничивается в течение 20—30 сек. Для местного освещения детали используют дополнительную лампу, которую подключают к розетке 1

Рис. 5. Универсальный магнитный дефектоскоп М-217:

8

1, 2 — розетки включения дополнительного освещения в микровыключателя переносных контактов; 3 — выносные контакты; 4 — амперметр; 5 — соленоид; 6 — токоподводящие контакты; 7 и 8 — рукоятки автотрансформатора и пакетного выключателя; 9 — педаль нижнего токоподводящего контакта.

Люминесцентный метод. Этот метод применим ис-

ключительно для выявления поверхностных дефектов деталей из различных, в том числе и немагнитных металлов и пластмасс. Метод основан на свойстве некоторых жидкостей светиться (флуоресцировать) при облучении их ультрафиолетовыми лучами.

Технология люминесцентной дефектоскопии предусматривает следующие операции: очистку поверхности детали, нанесение на деталь индикаторной жидкости, поверхностное удаление индикаторной жидкости с детали, нанесение на поверхность детали проявителя, осмотр детали, удаление проявителя с детали.

В качестве индикаторной жидкости применяют смеси разного состава, например, такого: керосин - 50%, бензин - 25%, трансформаторное масло - 25%; к такой смеси добавляют краситель (зелено-золотистый дефекталь) в объеме 0,25 г/л смеси. После механической очистки деталь обезжиривают ацетоном и не менее 3 раз погружают в индикаторную жидкость с выдержкой на воздухе не менее 1 минуты после каждого погружения. На поверхности крупных деталей индикаторную жидкость наносят кистью. Благодаря хорошей смачиваемости она проникает в капиллярные трещины и задерживается в них при последующей очистке детали. Индикаторную жидкость удаляют с поверхности детали струей подогретой воды с мыльной суспензией с последующим обдувом сжатым воздухом. Далее на поверхность детали наносят порошок - проявитель (окись магния - МgO или силикагеля - SiO2), который задерживается на остатках индикаторной жидкости в дефектах. Облучение детали ультрафиолетовым светом в затемненной комнате вызывает яркое желто-зеленое свечение флуоресцента в зоне трещин.

Минимальная ширина раскрытия поверхностных обнаруживаемых трещин -до 0,001 мм. Люминесцентный метод при-

9

меняется только для обнаружения поверхностных дефектов, обладает относительно высокой трудоемкостью, но применим для любых материалов деталей.

В практике нашли применение люминесцентные дефектоскопы: стационарный - марки ЛДА-2 и переносной - ЛД-2. Стационарный люминесцентный дефектоскоп ЛДА-2 состоит из 4 камер: пропитки, очитки от индикаторной жидкости, сушки, нанесения порошка - проявителя. Принципиальная схема основного блока дефектоскопа ЛДА-2 показан на рис. 6.

Рис.6. Принципиальная схема основного блока дефектоскопа ЛДА-2: 1 – светоотражатель; 2 – светофильтр; 3 – ртутно-кварцевая лампа; 4 – высоковольтный трансформатор; 5 – силовой трансформатор; 6 – деталь.

Максимальные габариты контролируемых деталей на дефектоскопе ЛДА-2 - 500*500*300 мм.

Переносной люминесцентный дефектоскоп ЛД-2 предназначен для контроля крупногабаритных деталей по отдельным участкам, имеет приспособления для пропитки, очитки от индикаторной жидкости, сушки и нанесения порошка - проявителя. Оснащен переносным источником ультрафиолетового облучения с ртутно-кварцевой лампой.

Метод ультразвуковой дефектоскопии. Ультразв у-

ковой метод основан на законо мерностях распростране-

10