Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Организация ремонтных и сервисных работ газоперекачивающих агрегатов. Учебное пособие.pdf
6. Организация ремонтных работ повышенной опасности для ГПА
Оформление нарядов-допусков для проведения ремонтных работ
(огневые и газоопасные работы)
Работы по ремонту ГПА, связанные либо со вскрытием газовых
полостей, трубопроводов, сосудов, либо с применением открытого
огня и искрообразованием, в обязательном порядке должны
проводиться с оформлением нарядов-допусков на газоопасные или
огневые работы.
Члены бригады, ответственный руководитель в обязательном
порядке действуют в строгом соответствии с планом работ и схемой
передвижения и применения разрешенного оборудования.
Контроль соответствия фактического состояния работ постоянно
проверяется начальником подразделения, представителями служб
охраны труда и промышленной безопасности.
Оформление нарядов-допусков производится предварительно до
начала производства работ. Место производства, персонал,
оборудование, сроки выполнения согласовываются в службе ОТ и ПБ,
службе пожарной безопасности и утверждаются начальником
подразделения, либо лицом его замещающим.
В случае если предусмотренные работы не выполнены в
запланированный срок, то наряд-допуск продляется до его
завершения.
В процессе проведения газоопасных и огневых работ
производится постоянный контроль состояния воздушной среды на
загазованность (с периодичностью не реже, чем через каждые
тридцать минут).
Типовая форма наряда-допуска приведена в прил. 6.
7. Основные методы проведения ремонтных работ
Особенности ремонтной обработки деталей на
металлообрабатывающих станках.
На металлообрабатывающих станках изменяют первоначальный
размер детали, восстанавливают правильность формы и необходимую
шероховатость изношенных поверхностей, изготовляют ремонтные
детали. Качество выполнения ремонтной обработки существенно
зависит от правильного выбора технологических баз и сохранения
первоначальных допусков всех звеньев размерной цепи узла.
61
7.1. Технологические базы
Технологическими базами называют такие поверхности детали
(заготовки), которые в результате ее установки на станке или в
приспособлении занимают определенное положение относительно
режущего инструмента. Для сохранения первоначальных осей детали
ее выверку при закреплении в станке для ремонтной обработки
производят по базовым поверхностям.
Различают основные и вспомогательные технологические базы.
Основные базы – это поверхности, являющиеся неотъемлемым
элементом конструкции детали и выполняющие определенную роль
при ее работе в изделии. Поверхность отверстия ступицы зубчатого
колеса является основной базой.
Вспомогательные базы – это поверхности, которые не
выполняют определенной роли при работе детали, но необходимы для
облегчения установки детали при ее обработке. Центровые отверстия
валов, центрующий поясок на внутренней поверхности юбки и торец
юбки поршня являются вспомогательными базами. Деталь может
иметь одну или несколько базовых поверхностей.
При выборе технологических баз учитывают следующие
основные факторы:
• обработку детали начинают с той поверхности, которая
используется в качестве базы при последующей обработке;
• при обработке детали на нескольких станках стремятся
использовать в качестве технологической базы одни и те же
поверхности;
• базовые поверхности выбирают с таким расчетом, чтобы
деформации детали от усилий зажима и резания при обработке были
минимальными.
Если базовые поверхности в процессе эксплуатации
повреждены, ремонт детали начинают с их восстановления. Выверку
деталей для восстановления баз производят по наименее изношенным
поверхностям.
62
7.2. Размерные цепей и оптимальные зазоры в сопряжениях
деталей
Ремонтная обработка деталей должна обеспечивать сохранение
первоначальных допусков всех звеньев размерной цепи узла.
Размерная цепь - это совокупность размеров, образующих
замкнутый контур и связывающих детали, взаимное положение
которых необходимо определить. Размеры деталей, составляющие
размерную цепь, называют звеньями. Звено размерной цепи,
получающееся при ее построении последним, называется
замыкающим. Замыкающим звеном чаще всего является зазор или
натяг в соединении деталей.
Для подвижных сопряжений узлов трения максимальный
монтажный зазор должен быть равен минимальному зазору,
обеспечивающему нормальные условия работы пары трения плюс
сумма допусков. Сумма допусков деталей обычно значительно
превышает величину минимального зазора.
Наибольший ресурс узлов достигается при минимальных
начальных зазорах в сопряжениях. При ремонте эти зазоры могут быть
достигнуты за счет уменьшения допусков, т. е. повышением точности
изготовления деталей, а также применением метода селективной
сборки.
Уменьшение допуска на обработку усложняет и удорожает
изготовление деталей и сборку узлов, а следовательно, и стоимость
машин.
Сущность метода селективной сборки заключается в том, что
детали изготавливают с расширенными полями допусков, а перед
сборкой сопрягаемые детали сортируют по размерным группам для
обеспечения допуска посадки (зазора), предусмотренного
конструктором.
Например, для посадки H7/f7 с диаметром отверстия
6ОН7(+0,03) и вала 60f7 (0,03 – 0,06) наибольший зазор равен 90 мкм,
а допуск посадки – 60 мкм. После изготовления деталей сортировкой
их можно разделить по размерам на две группы: первая группа –
детали с размером отверстия от 60,015 до 60,03 мм, вала – от 59,955 до
59,97 мм; вторая группа – детали с размером отверстия от 60 до 60,015
мм, вала – от 59,940 до 59,955 мм.
При соединении деталей одной группы величина наибольшего
зазора составит 75 мкм, допуска посадки – 30 мкм.
63
Недостатками селективной сборки являются: повышенные
требования к правильности геометрических форм сопрягаемых
поверхностей, ограниченная взаимозаменяемость, необходимость
сортировки изготовленных деталей на группы.
Преимущества селективной сборки заключаются в высокой
точности соединений, большой производительности труда при
обработке деталей и снижении себестоимости изделий. Селективная
сборка находит широкое применение при ремонте малых и средних
компрессоров.
7.3. Слесарно-механические способы ремонта деталей
Слесарную обработку при ремонте применяют в качестве
основных операций (опиливание, шабрение, притирка) или
окончательных операций (развертывание, доводка).
Механическую обработку применяют в качестве
подготовительных и заключительных операций при восстановлении
деталей наплавкой, металлизацией напылением, электролитическими
покрытиями и другими методами, а также в качестве самостоятельных
способов ремонта, к которым относятся: обработка деталей под
ремонтные размеры, постановка дополнительной ремонтной детали,
замена части детали.
7.4. Способы ремонта поверхностей слесарной обработкой
К таким способам относятся опиливание, шабрение, притирка,
развертывание и др.
Обработка напильником обеспечивает шероховатость
поверхности Rа=80 – 20 мкм и применяется при работах, не
требующих высокой точности.
Шабрением достигается шероховатость поверхности Rа=1,25 –
0,32мкм
Шабрение применяют при ремонте подшипников скольжения и
некоторых других деталей компрессоров.
Притирка пастами обеспечивает шероховатость поверхности
Rа=0,63 – 0,02 мкм и точность 5 – 7 квалитетов. Притирка находит
широкое применение при ремонте деталей рабочих клапанов,
сальников, запорной арматуры.
64
Развертывание применяют для чистовой обработки отверстий,
например отверстий в бобышках поршня. Развертывание обеспечивает
точность 7 – 9 квалитетов и шероховатость поверхностей Rа=1,25 –
0,16 мкм.
7.5. Способ стандартных ремонтных размеров
Способ применяют при ремонте сопряжении цилиндр –
поршень, шейка вала - подшипник скольжения, поршневой палец –
бобышка поршня, а также при ремонте резьбовых соединений.
В сопряжении шейка вала – подшипник скольжения
изношенную шейку обрабатывают до заранее установленного
ремонтного размера, а подшипник скольжения (втулку или вкладыши)
заменяют новым, заранее изготовленным до начала под этот же
размер.
При этом полностью восстанавливается работоспособность
сопряжения, так как обработка под ремонтный размер осуществляется
с теми же допусками, с которыми изготовляют новые детали.
Вкладыши (втулки) ремонтных размеров отличаются от вкладышей
номинального размера только толщиной.
Для ремонтируемого сопряжения может быть установлено
несколько ремонтных размеров.
Припуск на сторону при чистовой обточке или расточке
ориентировочно составляет 0,05 – 0,1 мм, при шлифовании
0,03 – 0,05 мм.
Предельно допустимый размер, до которого обрабатывают
деталь под ремонтные размеры, зависит от условий прочности и
условия сохранения термически обработанного поверхностного слоя.
Способ ремонтных размеров относительно дешев и доступен в
условиях ремонтных мастерских, поэтому получил широкое
распространение.
7.6. Способ постановки ремонтной детали
Этот способ применяют при ремонте посадочных поверхностей
отверстий корпусов машин, зубчатых колес, муфт сцепления, шкивов,
резьбовых отверстий в корпусных деталях, а также при значительном
износе деталей, когда их из соображений прочности нельзя
обрабатывать под следующий ремонтный размер.
65
Размеры изношенных цилиндрических поверхностей
восстанавливают установкой ремонтной втулки, а в резьбовые
отверстия устанавливают резьбовые ввертыши. Например,
номинальный диаметр цилиндра компрессора при его износе после
обработки под предельно допустимый ремонтный размер может быть
восстановлен расточкой цилиндра и запрессовкой в него ремонтной
детали – гильзы.
Технологический процесс установки ремонтной втулки
включает следующие операции:
• механическую обработка изношенной поверхности по 7 – 8
квалитету с шероховатостью Rа=1,25 – 0,32 мкм;
• запрессовка (напрессовка) ремонтной втулки;
• фиксация при необходимости ремонтной детали, с помощью
резьбового штифта, винта, сваркой;
• механическая обработка рабочей поверхности втулки до
требуемого размера.
Для восстановления резьбовых отверстий их рассверливают и
нарезают новую резьбу под ввертыш, в котором выполняют
внутреннюю резьбу номинального размера.
7.7. Способ замены части детали
Этот способ применяют при ремонте неответственных или
малонагруженных деталей. Обломанную или изношенную часть
детали вырезают, а на ее место укрепляют новую, специально
изготовленную. Новую часть соединяют с основной деталью винтами,
шипами с резьбой, сваркой. Шероховатость сопрягаемых
поверхностей Ra=2,5 мкм.
7.8. Ремонт деталей методом пластической деформации
Восстановление методом пластической деформации основано на
способности детали изменять свою форму, размеры и механические
свойства материала без разрушения под действием внешних сил.
Восстановление размеров деталей осуществляют перемещением
металла под давлением к изношенным поверхностям детали.
Ремонт деталей методом пластической деформации требует
специальных приспособлений (матриц, пуансонов, штампов, оправок,
66
роликов), поэтому экономически оправдан только при восстановлении
большого количества однотипных деталей.
Детали восстанавливают в холодном или горячем состоянии.
При обработке давлением в холодном состоянии деформация
происходит из-за сдвига частиц внутри кристаллов металла, что
приводит к изменению его физико-механических свойств (повышению
твердости, снижению вязкости и др.). Обработка деталей давлением в
горячем состоянии происходит вследствие деформации (сдвига) зерен
металлов Нагрев деталей сопровождается изменением физикомеханических свойств и структуры металла, поэтому после обработки
в горячем состоянии детали необходимо подвергнуть повторной
термической обработке.
При ремонте деталей оборудования применяют следующие
способы ремонта деформацией: осадку, обжатие, раздачу, правку,
обкатку роликом.
Осадку применяют для увеличения наружного диаметра
сплошных деталей или уменьшения внутреннего диаметра полых
деталей путем уменьшения их длины.
Этим способом восстанавливают различные втулки, зубчатые
колеса и другие детали при износе не более 1 % их диаметра.
Втулку верхней головки шатуна осаживают без распрессовки с
помощью двух оправок, опирающихся на торцы втулок. Путем
изменения длины втулки диаметр отверстия уменьшают на
0,15 – 0,25 мм, после чего отверстие развертывают под номинальный
размер. Осадку втулок проводят в холодном состоянии.
Для осадки цилиндрических колес небольшой ширины
используют специальные штампы, позволяющие получить утолщение
зубьев и уменьшение диаметра отверстия ступицы.
Осадку колес проводят в нагретом состоянии.
Ремонт с помощью обжатия применяют для уменьшения
внутреннего диаметра изношенных полых деталей путем изменения
наружного диаметра. Бронзовые втулки обжимают под прессом путем
проталкивания их через отверстие матрицы с помощью пуансона.
Так как наружный диаметр втулки после обжатия уменьшается,
его восстанавливают нанесением электролитического покрытия
(омеднением) или металлизацией. После запрессовки втулки в шатун
или корпусную деталь ее отверстие развертывают до номинального
размера.
67
Раздачей увеличивают наружный диаметр изношенных
поршневых пальцев и втулок путем изменения их внутреннего
диаметра. Перед раздачей для повышения пластичности металла
производят отпуск пальцев при 650 – 680 °С. Нагретый палец
устанавливают в матрицу и под усилием пресса проталкивают через
него пуансон. После раздачи пальцы закаливают (или цементируют и
закаливают) и подвергают шлифованию, суперфинишированию и
полированию. Бронзовые втулки раздают в холодном состоянии
(суперфиниширование – обработка с мелкоабразивными брусками).
Правкой устраняют изгибы и скручивания шатунов и валов,
коробления тонкостенных деталей. Для правки используют прессы,
домкраты, специальные приспособления. Правка может быть
холодной, горячей, с местным нагревом и местным наклепом.
При холодной правке в стальных деталях возникают
значительные остаточные напряжения, для снятия которых
рекомендуется подвергнуть детали стабилизирующему нагреву. Если
при термической обработке новой детали температура отпуска была
выше 500°С, деталь после правки нагревают до 400 – 450 °С и
выдерживают при этой температуре в течение 0,5 – 1 ч; при
температуре отпуска ниже 500 °С деталь нагревают до 200 – 260 °С с
выдержкой в течение 2 – 3 ч. Нагрев ответственных деталей допустим
только в том случае, если в результате его воздействия не возникают
нарушения соосности конструктивных элементов.
Значительные деформации деталей устраняют горячей правкой,
нагревая детали до 600 – 800 °С. После такой правки необходима
повторная термическая обработка детали.
При правке местным нагревом деталь нагревают до 800 – 900 °С
в месте наибольшего прогиба с выпуклой стороны.
Для правки местным наклепом вогнутый участок поверхности
детали наклепывают пневматическим молотком, оснащенным
специальным инструментом.
Обкатка роликом применяется для упрочнения поверхностного
слоя деталей. Усталостное разрушение коленчатых валов в
большинстве случаев начинается в районе галтелей шеек. Упрочнение
галтелей проводят роликом с качающимся профилем. Обкатка
галтелей роликом повышает усталостную прочность на 50 100 %.
Одновременно обеспечивается шероховатость поверхности Ra=0,32 мкм.
Твердость поверхностей после обкатки повышается на 15–25 %.
68
7.9. Ремонт деталей наплавкой
Наплавкой восстанавливают изношенные поверхности деталей.
Качество наплавленного слоя зависит от выбора метода и материалов,
соблюдения технологического режима сварки и наплавки.
Из механизированных способов наплавки при восстановлении
деталей оборудования получила распространение вибродуговая
наплавка. Ее применяют при восстановлении разора изношенных шеек
валов, резьбовых участков деталей, шлицев и т. п.
Низкое напряжение, при котором идет наплавка, и ее
прерывистый характер позволяют вести процесс при малой глубине
нагрева детали, практически без ее деформации. Это особенно важно
при восстановлении ответственных деталей типа коленчатых валов.
Для вибродуговой наплавки используют наплавочные головки,
устанавливаемые на суппорт токарного станка. Наплавляемая деталь
медленно вращается и периодически (100 раз в секунду) входит в
соприкосновение с электродом, который подается роликовым
механизмом из кассеты в вибрирующий мундштук наплавочной
головки. Мундштук с электродом приводится в колебательное
движение электромагнитным или механическим вибратором.
Вибродуговая наплавка представляет собой чередование
циклов, состоящих из короткого замыкания, разрыва цепи и холостого
хода. При коротком замыкании в момент соприкосновения электрода с
поверхностью детали сила тока возрастает до максимального значения
и происходит контактная сварка. Различие в массах детали и электрода
приводит к тому, что зона наиболее высокой температуры образуется
на электроде на расстоянии 1 – 3 мм от места контакта. При отводе
мундштука от поверхности детали электрод в этом месте обрывается и
в образовавшемся промежутке возникает кратковременный дуговой
разряд с выделением основного количества теплоты. Дуга оплавляет
оставшийся на поверхности детали металл, капли металла
расплавленной кромки электрода также переходят в наплавленный
шов. При дальнейшем отводе мундштука дуга гаснет, наступает
период холостого хода, затем цикл повторяется.
Для уменьшения потерь металла на разбрызгивание и
улучшения устойчивости процесса в сварочную цепь включают
индуктивное сопротивление. Изменяя индуктивную емкость цепи,
можно изменить характер и продолжительность дугового разряда.
69
Вибродуговую наплавку выполняют под флюсом, в среде
защитных газов, но наиболее часто с применением охлаждающей
жидкости (3 - 5 % раствор кальцинированной соды). Подача жидкости
непосредственно в зону наплавки позволяет повысить твердость и
износостойкость наплавленного слоя, но при этом снижается
усталостная прочность детали вследствие образования трещин и
пористости слоя. Подвод жидкости на некотором расстоянии от зоны
наплавки повышает усталостную прочность, но снижает твердость и
износостойкость наплавленного слоя.
Наплавку ведут при постоянном токе обратной полярности
напряжением 12 – 24В, используя в качестве источников тока
сварочные преобразователи, выпрямители и низковольтные
генераторы. Сила тока зависит от диаметра электродной проволоки
(1,5 – 2,5 мм) и скорости ее подачи (0,6 – 1,5 м/мин) и составляет
120 – 210 А. Твердость наплавленного слоя в зависимости от
напряжения и материала электрода HRC 30 – 60.
Достоинствами вибродуговой наплавки являются:
незначительная зона термического воздействия и отсутствие
деформации детали, высокая производительность процесса;
недостатком – снижение усталостной прочности детали после
наплавки на 30 – 40 %.
7.10. Металлизация напылением
Процесс металлизации заключается в нанесении на
восстанавливаемую поверхность детали расплавленного металла
струёй воздуха, плазмы или смеси газов. При ремонте холодильного
оборудования применяют газопламенную металлизацию для
восстановления поверхности шейки под сальник, шатунных и
коренных шеек коленчатых валов.
Напыление изношенных поверхностей производят
металлизатором МГИ-4А. Присадочная проволока с помощью
направляющих роликов подается в зону ацетилено - кислородного
пламени. Расплавленный металл в виде мелких частиц распыляется
сжатым воздухом и переносится на восстанавливаемую поверхность,
образуя на ней покрытие.
Процесс напыления состоит из подготовки изношенной
поверхности детали к металлизации, нанесения подслоя и основного
70