Способы очистки деталей и узлов
Различают три основных вида очистки — механическую, химическую и комбинированную. В свою очередь, механическая очистка подразделяется на очистку пневматическим, гидравлическим и абразивным способом, а также на очистку с помощью механического инструмента. Пневматическую очистку применяют для сдувания сухого слоя пыли специально оборудованным обдувочным рукавом струей воздуха давлением до 0,5 МПа. Такую очистку проводят в продувочных камерах и шкафах с мощной вытяжной вентиляцией или на открытых площадках. Гидравлическая очистка подразделяется на гидродушевую и гидроциркуляционную. Гидродушевая очистка в сочетании с набором моющих щеток широко используется для наружной мойки экипажной части и кузовов локомотивов и МВПС. Гидроциркуляционная очистка обычно применяется в моечных (выварочных) ваннах и баках с принудительной циркуляцией воды, подаваемой насосом. Механизированная очистка и мойка загрязненных конструкций проводится в струйных моечных машинах, в которых обмывка ведется раствором каустической или кальцинированной
Упрочнение деталей и восстановление изношенных поверхностей
Восстановление деталей (по сравнению с изготовлением новых запасных частей) позволяет значительно сократить расход материалов, так как заготовкой при ремонте является сама деталь. Применяемые при ремонтах сварка и наплавка поврежденных мест деталей позволяют не только придать им первоначальные размеры, но и увеличить их прочность. Однако эти виды работ довольно энергоемки и требуют больших трудовых затрат.
Ручная дуговая наплавка снижает производительность, создает вредные условия труда, наплавленная поверхность отличается значительной высотой неровностей, что требует увеличения припуска на последующую механическую обработку. Поэтому в ремонтных депо и на заводах применяют автоматический или полуавтоматический способ наплавки. При полуавтоматической наплавке в зону дуги подается электродная проволока с барабана, который через редуктор имеет привод от электродвигателя. Автоматическая наплавка предусматривает передвижение вдоль шва и дуги электродной проволоки.
Наиболее эффективна автоматическая вибродуговая наплавка под слоем флюса, которую используют для восстановления цилиндрических поверхностей. Вибрация электрода позволяет значительно увеличить стабильность зажигания дуги и плавления электродной проволоки, что особенно важно при низких напряжениях и малых токах. На определенном расстоянии (до 40 мм) от электрода на наплавляемую поверхность подается охлаждающая жидкость, представляющая собой водный раствор кальцинированной соды или технического глицерина. В результате этого происходит закалка наплавленного слоя, т. е. процесс сопровождается термической обработкой, упрочняющей поверхность детали. Толщину слоя наплавки можно регулировать в пределах от 0,5 до 2 мм, а для повышения износостойкости детали наплавку ведут под слоем флюса с легирующими добавками. Данный способ удобен при обработке деталей среднего и большого диаметра.
Для восстановления деталей малого диаметра применяют наплавку в среде защитных газов ручным, автоматическим и полуавтоматическим способами. В зону дуги подается защитный газ (аргон или углекислый), струя которого, обтекая дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия воздуха. В качестве электродов применяют проволоку с повышенным содержанием марганца и кремния.
Электроискровая обработка выполняется на специальной установке с вибрирующим электродом (анодом), с которого при приближении к обрабатываемой детали (катоду) в момент разряда мощного конденсатора, подключенного между анодом и катодом, отделяются мелкие частички металла и переносятся на деталь. При введении в состав электрода легирующих элементов получают легированные поверхности. В зависимости от разрядного тока увеличивается и толщина наращиваемого слоя, которая варьируется в пределах от 0,05 до 0,5 мм; при обработке в среде защитных газов эту толщину можно увеличить.
Для компенсации сильного износа поверхностей малоответственных деталей ставят сменные накладки или втулки, которые приваривают сплошным швом по контуру или прихватывают в нескольких точках (точечный метод). Сваренные и наплавленные поверхности обрабатывают на токарных или фрезерных станках до чертежных размеров и при необходимости шлифуют. Кроме наварки и сварки, для восстановления деталей электровозов и МВПС применяют металлизацию, методы гальванизации и покрытие полимерными материалами.
Металлизацию проводят для придания поверхности детали более прочных свойств методом нанесения (напыления) мельчайших расплавленных частиц проволоки с помощью воздушной струи. Данный метод осуществляют в специальных установках — металлизаторах, позволяющих наносить слой металла толщиной от 0,03 до 1,5 мм на любой материал. Образовывающееся при этом пористое покрытие хорошо удерживает смазку, что повышает износостойкость детали. К недостатку метода относится слабая прочность соединения покрытия с основным материалом детали.
В гальванических мастерских депо или завода с целью упрочнения и нанесения декоративно-защитного покрытия осуществляют процессы осталивания, меднения, хромирования, цинкования, никелирования и др. Все эти процессы требуют тщательной подготовки изношенных поверхностей, которая заключается в сложной технологии обезжиривания и травления.
Электролитические покрытия подразделяют на твердые и мягкие, а также гладкие и пористые. К твердым покрытиям относятся хромовые, никелевые и стальные, к мягким — покрытия цинком, медью, оловом и др. Процесс нанесения электролитического покрытия основан на электролизе, т.е. способности металла осаждаться на катоде при прохождении постоянного тока через электролиты. Хромирование применяют для восстановления поверхностей, подверженных усиленному трению, не нарушая структуры основного металла. Хромирование обеспечивает высокую твердость покрытия, хорошую сопротивляемость действию кислот и повышает износоустойчивость.
Никелирование используют в защитно-декоративных целях для получения покрытия из никеля толщиной от 6 до 15 мкм. Перед никелированием детали полируют. Самым экономичным способом является осталивание, позволяющее нарастить слой железа толщиной до 3 мм.
Цинкование проводят для защиты деталей от коррозии с толщиной покрытия до 0,5 мм.
Меднение дает возможность восстановить изношенные детали из меди и ее сплавов (подшипники МОП, щеткодержатели).
Покрытие полимерными материалами во время ремонта используют для восстановления изношенных поверхностей или для повышения износостойкости в сопряженных деталях. С их помощью прочно склеивают детали, заделывают трещины, защищают стальные поверхности от коррозии и наносят декоративные покрытия. К наиболее распространенным полимерным материалам относятся герметик 6Ф ТУ6-06-203-91, клеевые составы БФ многих видов и различные эпоксидные смолы. Самотвердеющую пластмассу АСТ-Т используют для заливки фарфоровых изоляторов, а с помощью капронового литья, специального оборудования и приспособления изготавливают новые детали взамен изношенных. В зависимости от условий работы капроновые детали после изготовления подвергают термообработке.
Термическому упрочнению подвергают также и металлические детали путем поверхностной и объемной закалки. Различными методами обрабатывают валики тормозной рычажной передачи, детали рессорного подвешивания, зубья шестерен и т.д.
Термохимическое упрочнение выполняют методами цементации, азотирования и цианирования, добиваясь при этом высокой прочности путем изменения химического состава металла. Эти методы применяют для повышения износостойкости поверхностей особо напряженных узлов и деталей.