Техническое обслуживание и ремонт передач винт—гайка качения (вгк)

Передача ВГК (часто ее называют шариковая винтовая пара ШВП), как правило, является прецизионным элементом и исполь­зуется для передачи поступательного движения сборочным едини­цам металлорежущих станков, в том числе станков с ЧПУ. Она при­меняется как исполнительный механизм приводов подвижных сто­лов, суппортов, консолей, шпиндельных головок и других элемен­тов оборудования.

По сравнению с передачами винт — гайка скольжения передача ВГК обладает высокой точностью, жесткостью, долговечностью, малыми потерями на трение и обеспечивает плавность перемещений даже на самых малых скоростях. Конструкция этой передачи поз­воляет создавать предварительный натяг между элементами качения и полностью устранять зазор в резьбе. Однако передачи ВГК имеют и недостатки, заключающиеся в сложности изготовления и техни­ческого обслуживания, высокой стоимости и неремонтопригодности.

Типовая винтовая пара качения содержит винт — гайку, комп­лект шариков и канал, соединяющий витки гайки. При относительном вращении винта и гайки, шарики перекатываются вдоль впадин резьбы. Так как скорость перемещения шариков отличается от ско­рости ведущего и ведомого звеньев, в гайках выполнены каналы возврата в виде трубок, канавок, вкладышей, соединяющие от двух и более витков, и обеспечивают постоянную циркуляцию шариков.

Шариковинтовая пара работает преимущественно в условиях трения качения и если их контактирующие поверхности защищены, износ в них почти отсутствует, но при попадании посторонних час­тиц износ многократно увеличивается. Этот износ особенно опасен и потому, что погрешности изготовления и величина предварительного натяга измеряются микронами. Также опасна утрата предваритель­ного натяга вследствие износа дорожек и тел качения, что ведет к снижению точности обработки.

Анализ причин выхода из строя передач ВГК показал, что 65 % отказов произошли из-за плохого технического обслуживания, что подтверждается наличием в сопряжении тел качения стружки, грязи, абразивной пыли, химических активных веществ. По при­чинам неграмотной регулировки зарегистрировано 32 % отказов и 3 % — по другим причинам, например из-за отказов в системе уп­равления при отсутствии предохранительных механизмов (пере­тяжки), перегрузках при эксплуатации и др.

Типовая конструкция передачи двух предприятий состоит из винта 1 (рис. 10.11), двух гаек 2 и 4 и шариков. При движении каж­дый комплект шариков циркулирует в пределах одного витка по каналу возврата, выполненному в специальном вкладыше 3, соединяющем два соседних витка резьбы. Число вкладышей при стан­дартном исполнении равно трем. Гайки 2 и 4 помещены в общем кор­пусе 5 и жестко связаны с ним зубчатыми венцами (вид А). Коли­чество зубьев одной из гаек на единицу больше, чем у другой. Это дает возможность очень тонко регулировать малые перемещения (в пределах долей мкм) их относительно друг друга и тем самым с высокой точностью изме­нять усилие предвари­тельного натяга в пере­даче.

Наряду с рассмотрен­ной передачей на станках применяются ВГК других конструкций, у которых устранение осевого зазора и создание натяга регули­руют смещением гаек в осевом направлении при неизменном угловом их расположении с помощью дистанционных колец и полуколец и др.

Конструкция ВГК (рис. 10.12) отличается тем, что гайки 1 и 3 жестко закреплены в корпусе 4 посредством шпонки 7, а канал возврата 2 шари­ков выполнен на наруж­ном диаметре гайки, сое­диняющей несколько вит­ков резьбы, а при движе­нии шарики направля­ются в канал возврата отражателем 10 и отсекателем 6.

Рис. 10.11. Конструкция передач ВГК Одесско­го завода прецизионных станков

Для механизмов, работающих с односторонним нагружением, используют передачи с одной гайкой. Конструкция таких ВГК не предусматривает регулировку зазоров и работает без предваритель­ного натяга. Регулировка предварительного натяга осуществляется за счет изменения толщины дистанционной прокладки 8, закреп­ленной винтами через фланец 11, который стягивает в осевом направлении гайки 1 и 3 в корпусе 4, сжимая витки резьбы винта с заданным натягом.

Опыт эксплуатации показал, что решающее влияние на долго­вечность эксплуатации ВГК оказывает правильная организация их технического обслуживания (ТО). Потеря работоспособности шарико-винтовой пары происходит главным образом из-за плохого ухода и несвоевременной регулировки.

Регламентированное техническое обслуживание (РТО) передач ВГК предусматривает первый комплекс работ по ТО: 1) через 335 ч работы станка для передачи с недостаточной защищенностью от попадания грязи, пыли, СОЖ и др.; 2) через 1000 ч работы, когда указанные передачи хорошо защищены от попадания инородных тел. При этом проверяют исправность крепления и герметичность защитных устройств (кожухи, щиты, гармошки, обтиратели): коли­чество и качество смазывания, работу и состояние системы смазки; плавность перемещения исполнительных органов станка и устра­няют выявленные неисправности.

Рис. 10.12. Конструкция передач ВГК произ­водства Ижевского завода

Второй комплекс работ выполняют после наработки 1000 ч - в первом примере и 4000 ч - во втором примере. При этом осуществ­ляют диагностирование передачи, выполняют первый комплекс ра­бот и устраняют выявленные неисправности.

Для рационального решения вопроса технического обслужива­ния и ремонта передачи ВГК важно установить безошибочный диаг­ноз ее состояния. Это сокращает трудоемкость регулировки, сни­жает простой станка из-за ремонта и обеспечивает высокое качество исполнения операции.

Диагностирование начинают до снятия винтовой пары со станка, проверяя зазоры, жесткость, крутящие моменты и плавность дви­жения. При этом руководствуются сведениями, указанными в ру­ководствах по эксплуатации конкретных станков. Затем контролируют передачу винт — гайка по техническим условиям.

Соблюдение и обеспечение норм жесткости, моментов холостого и рабочего ходов и других параметров затруднено, если при этом нет необходимого оснащения.

На ряде предприятий применяют метод диагностирования пе­редачи ВГК на собранном станке по числу холостых импульсов, поданных с пульта программного управления. Однако это не отра­жает точного состояния шариковой винтовой передачи, потому что при этом получают мертвый ход (суммарные люфты), зависящий от винтовой пары, цепи привода к ней, а также от качества регули­ровки прижимных планок и клиньев, соединений с электродви­гателем, гидроусилителем и др., которые необходимо учитывать раздельно. Качественно мертвый ход представляет собой угол по­ворота ведущего звена, в пределах которого при реверсе ведомое звено остается неподвижным по причине износа или разрегулировки. Определение мертвого хода в механических цепях необходимо для выявления наибольших ошибок и определения максимальных сум­марных погрешностей при обработке деталей.

Результаты определения суммарного зазора в кинематической цепи используются и при анализе работы следящей системы станков с ЧПУ. Зная величину реального зазора и допустимые отклонения, можно судить о качестве механической передачи, принимать рацио­нальное решение о времени исполнения и способе устранения де­фекта.

Определение мертвых ходов и их устранение производится по всей кинематической цепи, соединяющей источник движения с ра­бочим органом станка.

Для диагностирования применяют различные приспособления и устройства для контроля зазоров, жесткости, моментов рабочих ходов и зазоров шариковых винтовых пар. Диагностирование ша­риковых винтовых пар в процессе технического обслуживания и ремонта станка начинают с выявления суммарного зазора (мерт­вого хода) привода подач стола, каретки, суппорта, шпиндельной бабки и т. п. Мертвый ход определяют подачей одиночных импуль­сов с пульта программного управления, сообщая движение меха­низму в противоположные направления.

Одновременно по индикатору и числу холостых импульсов уста­навливают величину мертвого хода. Суммарный мертвый ход дол­жен соответствовать указанному в руководстве по эксплуатации акту технической приемки или другой технической документации на станок. При увеличенном суммарном мертвом ходе необходимо проводить автономную проверку отдельных элементов цепи при­вода подач и устранять отклонения.

Рис. 10.13. Нагрузочное устройство для определения зазора и сопряжения ВГК

Проверять зазор (люфт) в сопряжении винта и гайки на собран­ном станке удобно с помощью нагрузочного устройства (рис. 10.13), которое состоит из цилиндра 1, манометра 2, трубки (удлинителя) 3, рычага 4, шарнирно соединенного с поршнем 5, кронштейна 6. Полость цилиндра запол­нена минеральным маслом — индустриальное 30 (ГОСТ 20799—75). Площадь торца поршня равна 20 см².

До автономной проверки зазора в шариковой винто­вой паре важно убедиться, что неподвижная часть пе­редачи (винт—гайка) закре­плена надежно. Затем ме­тодом регламентированного осевого нагружения и по индикатору 8 определяют зазоры в винто­вой паре.

Нагружение на передачу собранного станка слагается из силы трения направляющих (скольжения), массы частей, перемещающихся в горизонтальной или вертикальной плоскости и момента осевого торможения винтовой передачи. В результате выполнения научно-исследовательских работ авторами определена средняя сила нагру­жения частей, перемещающихся в горизонтальной плоскости, рав­ная 1/4 осевой жесткости проверяемой передачи.

Для проверки зазора устройство располагают между жесткими поверхностями станка, например столом и кареткой посредством специального установленного упора 7. К противоположному торцу стола или специально прикрепленной опоре подводят индикатор 5 и совмещают ноль его шкалы со стрелкой. Далее посредством уд­линителя 3 нагружают стол до заданной нагрузки, которую конт­ролируют по манометру, а величину перемещения определяют по индикатору и принимают решения о регулировке или ремонте.

Если нагрузку увеличить, возникает момент, когда поступатель­ное движение, например стола, преобразуется во вращательное движение механизма ВГК и выборку суммарных люфтов по всей передаче.

Сборка и регулировка передач ВГК. Основными рабочими ха­рактеристиками передач ВГК являются: точность винта, жесткость и момент холостого хода (способ проверки жесткости показан на рис. 10.14).

Жесткость передачи определяется отношением величины силы осевого нагружения к величине относительного осевого перемеще­ния винта и гайки при неизменном радиальном положении.

На регламентированную жесткость ремонтируемой передачи влияет равноразмерность диаметров шариков в комплекте и опти­мальный предварительный натяг тел качения.

В целях равномерного распределения нагрузки на шарики их подбирают и сортируют так, чтобы разность диаметров не превы­шала 1 мкм. Это важно потому, что шарики нормального класса точ­ности изготавливают со значительно большим полем допуска (50 мкм).

При сборке такой винтовой пары на резьбу гайки накладывают небольшой слой консистентной смазки и затем в соединенные ка­налом возврата витки помещают точно подобранные шарики. При этом смазка должна удержать шарик от вываливания. Затем посредст­вом переходной втулки, помещенной в гайку, ее аккуратно навин­чивают на винт.

Регулировкой предварительного натяга создают рациональную жесткость и соответствующий ей крутящий момент М_кр.

Недостаточный натяг приводит к появлению недопустимых за­зоров. При этом нарушается плавность движения и точность пози­ционирования исполнительных органов станка, ускоряется процесс изнашивания и повреждения тел качения передачи.

Чрезмерный натяг приводит к защемлению тел качения, в ре­зультате чего появляются излишние напряжения в передаче, уве­личивается усилие на перемещение механизмов, повышается нагрев, не обеспечивается заданная скорость подачи, станки «захлебыва­ются» — возможна остановка.

Как правило, в передаче, эксплуатируемой с чрезмерным на­тягом, появляются сколы и шелушение, поэтому она быстро выхо­дит из строя и подлежит замене новой. В целях оптимизации ука­занных выше очень важных выходных параметров пары регули­ровку производят после ее демонтажа, вне станка.

Приступая к процессу регулировки, необходимо определить наружный диаметр и шаг резьбы винта, важно знать количество зубьев венцов каждой из гаек и иметь оправку (втулку) с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру резьбы винта. Внутрен­ний диаметр оправки должен соответствовать диаметру хвостовика винта и иметь подвижную посадку. Длина оправки должна быть не меньше длины гайки ВГК.

Для удобства регулировки передачу укладывают на призмы, устанавливают устройство для контроля жесткости и определяют величину возникшего зазора. Затем осуществляют расчет и опре­деляют число зубьев Z, на которое необходимо повернуть обе гайки в одну сторону:

Z = 10^-3(₀/P)Z₁(Z + 1),

где ₀ — измеренный осевой зазор, мкм; Р — шаг резьбы, мм; Z₁(Z + 1) — число зубьев венцов

Для регулировки на хвостовик винта насаживают приготов­ленную оправку так, чтобы ее торец упирался вплотную к резьбе, и свинчивают гайку в сторону оправки, оставляя на ней гайку. Затем на гайках и корпусе помечают по одному зубу, от которых будет проводиться отсчет и выводят их из зацепления с корпусом. Далее каждую гайку поворачивают на заданное число зубьев, вво­дят в зацепление с зубьями в корпусе и навинчивают гайку на винт. При этом гайки 2 и 4(см. рис.10.11) должны плотно стягиваться резь­бой винта и сопрягаться с внутренним буртом корпуса. Затем про­веряют на жесткость устройством (рис. 10.14).

Если для устранения зазора и создания необходимого натяга потребуется повернуть гайки на большее количество зубьев, чем число Z на одном венце, тогда одну из гаек опередить относительно другой на один зуб и лишь после этого осуществлять поворот обеих в одну сторону.

Контроль качества регулировки осуществляют специальным устройством (рис. 10.14).

Завершают сборку шариковой пары монтажом защитных уст­ройств, предотвращающих попадание на контактные рабочие по­верхности грязи, стружки, абразивной пыли или химически актив­ных веществ. В качестве защиты применяются различные устройства.

Рис. 10.14. Устройство технического обслуживания и ремонта передач ВГК

Наиболее простым устройством для уплотнения и очистки пред­ставляются фетровые или войлочные кольца или втулки, жестко связанные с гайкой. Ширина втулки должна быть равной двум или трем шагам резьбы и плотно охватывать винт по всему профилю. Такие втулки обеспечивают хорошую очистку сторон профиля резьбы в течение некоторого периода. Однако такие устройства быстро шар­жируются продуктами износа и другими частицами, что изнаши­вает винт. Поэтому настоящие устройства следует периодически заменять новыми или тщательно промывать.

Устройство для измерения осевой жесткости передач ВГК (рис. 10.14) применяется в процессе технического обслуживания и ре­монта передач ВГК разных типов и размеров. Этим устройством устанавливают величину износа резьбы винта и измеряют осевую жесткость передачи в процессе регулировки.

Устройство состоит из двух опорных стоек 1 с роликами 17; упорного разрезного кольца 4; раздвижного в радикальном направ­лении хомута 5; гидравлического динамометра, представляющего собой корпус 8 с полым поршнем 9 и манометром 7; насадки 11 со стержнем 22; подпружиненного упора, в который входит цилиндр 12 с пружинами 13 и вкладыши-полукольца 21.

Устройство оснащено разъемным индикатородержателем 14 с тремя индикаторами 15, 18 (третий на рисунке не виден), фикса­тором 20 с наконечником 16 и комплектом сменных переходных раз­резных втулок, в том числе втулки 19, 25 и 26, изготовленные из пластмасс или мягких сплавов.

Кольцо 4 выполнено с выпуклым конусным торцом, надрезами, прорезью и винтами 3, обеспечивающими плотный охват наружного диаметра резьбы винта 2. Разделенный хомут 5 представляет собой два полукольца, торцы которых сделаны с внутренним конусом, оснащен винтами 6. Корпус 8 динамометра полый с выпуклым торцом. Поршень 9 облегченной конструкции соединен с цилиндром, уплотнен манжетами на поверхностях 23 и 24.

Устройство универсальное; применяют его трех размеров. Один из них с динамометром усилием 20 кН используют для контроля передач ВГК с номинальными диаметрами винтов 25—40 мм. Вто­рой размер оснащен динамометром 36 кН и предназначен для из­мерения осевой жесткости передач с винтами диаметром 50—63 мм, третий — с динамометром 60 кН для винтов диаметром 80—100 мм. Универсальность устройства обеспечивается сменными разрезными втулками, отличающимися разными размерами внутренних диа­метров, выполненные' по размерам наружных диаметров винтов разных ВГК.

Динамометры заправляют минеральным маслом (ГОСТ 20799—75) при снятом манометре и выдвинутом поршне. Регулировку винто­вой пары производят после ее демонтажа со станка и укладки на стойки 1 с роликами 17 и монтажа устройства на винте.

Динамометр располагают плоским торцом поршня 9 до упора в гайку 10 винтовой передачи и устанавливают кольцо 4 выпуклым конусным торцом к динамометру; с противоположной стороны на корпусе гайки помещают насадку со стержнем 22; устанавливают подпружиненный упор торцом цилиндра 12 к гайке и закрепляют индикатородержатель через втулку 19; поворотом гайки 10 нагру­жают пружины 13, которые через вкладыши упирают в индикато­родержатель, совмещают уступ вкладыша 21 с торцом цилиндра 12. При этом образуется усилие, обеспечивающее выборку зазора между телами качения ВГК. Затем по направлению резьбы пере­дачи соприкасают стержень 22 с фиксатором 20 и закрепляют на­садку 11 на гайке. Это выполняют в целях предохранения гайки 10 от радиального смещения относительно винта 2 при нагружении передачи. Затем между динамометром и кольцом 4 помещают хо­мут 5 в раздвинутом состоянии, поджимают кольцом 4 с переход­ной втулкой 26 в сторону гайки передачи и закрепляют винтами 3, обеспечивая последующее осевое нагружение передачи хомутом. При наличии на гайке передачи базовых плоскостей и резьбовых отверстий, вместо насадки 11 со стержнем 22 используют планку (на рисунке не показана), которую закрепляют на гайке винтами, используя для этой цели существующие отверстия.

После монтажа устройства устанавливают индикаторы с ценой деления 1 мкм и регулируют натяг их измерительных стержней в пределах 0,2 мм, при этом поворотом шкал устанавливают стрелки на нулевые отметки. Далее осуществляют регламентированное осе­вое нагружение гайки. Для этого винтами 6 равномерно заклинивают полукольца хомута 5 между опорным кольцом и динамометром. Последний, смещаясь в осевом направ­лении заполненную маслом емкость, давит на поршень 9 и сдвигает в осевом направлении гайку 10 относительно винта. Нагружения (кН) контролируют по манометру; величину относительного сме­щения и упругого отжатия гайки определяют по среднему значению показаний трех индикаторов. В соответствии с результатами из­мерения решают вопрос о дальнейшей регулировке передачи.

Отрегулированную передачу проверяют на М_кр, который дол­жен соответствовать данным таблицы с допуском ±5 %. Проверку производят после демонтажа контрольного устройства. Для конт­роля М_кр передачу располагают на стойках устройства. Соединяют моментомер с хвостовиком винта через переходник и посредством моментомера вращают винт (вручную). Одновременно вручную удер­живают гайку 10 передачи от вращения. При этом следят за пока­заниями моментомера, которые должны соответствовать данным таблицы. Проверку осуществляют по всей длине резьбы винта.

Величину износа резьбы винта определяют по разности (мм) относительного смещения гайки и винта, полученного при замерах на различных участках резьбы.

Ремонт передач ВГК. В руководствах по эксплуатации ВГК имеются указания, что эти передачи отрегулированы на заводе-из­готовителе и ремонту не подлежат. В технической литературе также имеются указания, что если М_кр передачи неравномерный по всей длине винта (в пределах более допустимого), то такую шариковую пару необходимо заменить на новую. Однако передачи ВГК очень дороги по стоимости, сложны в изготовлении и весьма дефицитны. Поэтому перед работниками ремонтных служб заводов встает во­прос о ремонте таких передач и продлении срока их эксплуатации.

На основании длительных наблюдений, исследования эксплуа­тации и технического обслуживания передач «винт — гайка каче­ния» авторами установлено, что при своевременном профилакти­ческом обслуживании и грамотном регулировании предваритель­ного натяга такая передача служит значительно дольше ремонт­ного цикла, т. е. периода между двумя капитальными ремонтами станка, а естественный износ резьбы незначителен (по сравнению с передачей «винт — гайка скольжения»).

Износ резьбы в передаче происходит в зонах контакта шариков 4 (рис. 10.15) с резьбой винта 1 и гаек 2 и 3 (показан штриховыми линиями), приводит к изменению формы профиля (полукруглый становится полуовальным). При этом износ в гайках проявляется на одной стороне профиля резьбы, а на винте — с двух сторон. Вновь образованный профиль резьбы слу­жит долговременно, как и номинальный, когда износ равномер­ный — по всей длине резьбы.

Рис. 10.15. Схема износа винта

Нормальный износ резьбы в гайках проявляется в виде легкого смятия (без рифлений) профиля резьбы равномерно по всей длине, сохраняя точность шага. Гайки с таким износом ремонта не тре­буют потому, что неограниченная возможность регулирования на­тяга обеспечивает долговременную эксплуатацию передачи.

Резьба винта, как правило, изнашивается неравномерно по всей длине. Такие винты подлежат ремонту. Винты и гайки, резьба ко­торых повреждена коррозией, профиль резьбы с рифлениями, винты с азотированной резьбой — ремонту не подлежат. Резьбу винта с объемной закалкой и неравномерным износом по шагу (до 0,04 мм) ремонтируют специальным приспособлением. Если износ превы­шает 0,04 мм, профиль резьбы выравнивают по всей длине шлифо­ванием, а в ряде случаев и с последующей доводкой притиром. Восстановление точности шага изношенной резьбы передачи ВГК заключается в следующем.

1. Восстанавливают точность шага по всей длине, при этом не­зависимо от способа ремонта (шлифованием или притиранием) рас­ширяют канавку резьбы и придают резьбе форму профиля, образо­ванного на наиболее изношенном участке. Глубину канавки (внут­ренний диаметр существующей резьбы) при этом не изменяют

2. Гайки ВГК, резьба которых с равномерным износом и без повреждений, не ремонтируют. Однако, если рабочая часть про­филя с заметными следами износа, их переустанавливают в кор­пусе гаек, разворачивая на 180° с тем, чтобы использовать неизношенную сторону профиля.

3. Заменяют комплекты шариков новыми, причем сохраняют их количество и диаметры по номинальному размеру.

4. Собирают и регулируют ВГК в соответствии с техническими условиями и стандартом предприятия.

Приспособления для восстановления резьбы винтов ВГК (рис. 10.16). Приспособление представляет собой устройство для ремонта притиранием наружной резьбы точных ходовых винтов с неравномерным износом по шагу резьбы (до 0,04—0,05 мм) и до­водки точности шага винтов, отремонтированных на станках с недо­статочной точностью.

Для ремонта всех типоразмеров винтов передач ВГК исполь­зуются три приспособления, одинаковые по конструкции и разные по размерам. Каждое из таких приспособлений определенным раз­мером может быть использовано при ремонте и доводке винтов разной длины с разным шагом резьбы и близкие по диаметрам и разницей — 20—25 мм. Точ­ность шага и профиля резьбы обеспечивается приспособле­нием и не зависит от точ­ности станка, на котором вы­полняют эту операцию.

Рис. 10.16. Схема конструкции притира

Приспособление содержит корпус 4 с гайками прити­рами 3 и 7, армированные пластмассой 1. Притир 7 имеет тонкую осевую регу­лировку посредством диф­ференциальной гайки 6, оснащенной наружной и вну­тренней резьбой с разным шагом, а притир 3 закреплен зажимной гайкой 2. Корпус 4 вмонтирован в обойму 5 и фикси­руется подпружиненными шариками 15 (рис. 10.17), образует пре­дохранительную шариковую муфту 1, которую соединяют с вилкой 6 поводками 4 и 14. Вилка имеет гидросистему, оснащенную че­тырьмя цилиндрами с поршнями 2, 5, 12 и 13, манометрами 7 и 10 и подпружиненным упором 3. Гидросистема предназначена для урав­новешивания сил резания и контроля крутящих моментов как при настройке приспособления, так и в процессе обработки винта. Это же позволяет проводить исследования по выбору наиболее рацио­нальных моментов и режимов обработки при восстановлении точ­ных винтов и выполнять операции по заданным режимам.

Подпружиненный упор предназначен для предохранения ре­монтируемого винта от воздействия на него массы приспособления. Ось 8 с насадкой 9 используется для крепления приспособления в резцедержателе токарно-винторезного станка.

Формование резьбы и подготовка притиров. Гайки притиры представляют собой металлическую обойму с пазами для накидного ключа и отверстиями для армирования раствором акрилопласта.

Для ремонта формуют резьбу притиров по неизношенной части резьбы винта. Для этого винт укладывают на призмы и покрывают выбранный участок резьбы равномерным тонким антиадгезион­ным слоем масла или мыла. Например, смачивают тампон из белой ткани в индустриальном масле и выжимают, затем этим тампоном аккуратно натирают выбранный участок. У обоймы притиров обезжиривают поверхности внутренних диаметров, монтируют на винте и центруют посредством колец, внутренний диаметр которых вы­полнен точно по наружному диаметру резьбы винта, а наружный — по базовым поверхностям обойм. Далее герметизируют пластили­ном места возможной протечки раствора между винтом и притиром и выполняют по две воронки (литники) на каждом из притиров. Приготавливают раствор и заливают в одну из воронок до появления соответствующего уровня в противоположной во­ронке.

Рис. 10.17. Приспособление для восстановления наружной резьбы винта

После отверждения пластика удаляют пластилин и литники, посредством накидного ключа свинчивают притиры и снимают ус­тановочные центрирующие кольца. На токарном станке очищают торцы притиров от приливов пластика и углубляют перемычку между витками резьбы на 0,5—1 мм. После этого притиры навин­чивают на ремонтируемый винт и наносят на его поверхность мел­кий наждачный порошок или пасту, прогоняют (на станке) по всей длине резьбы винта. При этом абразив внедряется в резьбу плас­тика и шаржируют участки резьбы винта, добиваясь легкого вра­щения притира с М_кр = 23 Нм.

Технологический процесс восстановления. После подготовки притиров их монтируют в приспособление, навинчивают на винт и регулируют притир дифференциальной гайкой на неизношенной части винта, достигая М_кр = 11,5 Нм.

При эксплуатации приспособление с ввинченным винтом (под­лежащее ремонту) устанавливают на токарно-винторезном станке, а вилку 6 укрепляют в суппорте станка через насадку 9, обеспе­чивая зазор ее торцам и зазор между сферической поверхностью поводка 14 и стенками вилки (на рисунке не видно). Регулируют также подпружиненный упор 3, который через поводок 4 разгружает винт от воздействия массы предохранительной муфты с при­тиром. Завершают наладку приспособления регулировкой задан­ного момента сил трения, осуществляют точные осевые переме­щения притира 7 (см. рис. 10.16) с помощью дифференциальной гайки и контролируют величину момента по манометрам (измери­телям) при медленном вращении винта, установленного на станке.

При вращении винта, вследствие создания определенной плот­ности сопряжения между профилями резьб винта и притиров, по­следние через муфту с поводками нагружают поршни, например 2 и 12, которые через жидкость в каналах вилки 11 уравновешивают приложенную на поводках силу и воздействуют на манометр 10, изменяя направление момента сил, поводки нагружают поршни 5 и 13, которые через жидкость в канале (на рисунке не видно) воздействуют на манометр 7. На этом завершается настройка при­способления и начинается обработка резьбы винта. Процесс восста­новления шага резьбы происходит на ходу станка при окружной скорости винта 15—20 м/мин.

Реверсирование хода осуществляется автоматически, упорами и выключателями, установленными на станке.

Обработку ведут посредством порошков и паст, наносимых на резьбу винта, при этом винт вращается, а притир осуществляет возвратно-поступательное движение в осевом направлении.

Сущность процесса притирки — снятие тончайших слоев ме­талла посредством мелкозернистых абразивных порошков в среде смазки. Применением этого процесса достигается высокая точность размеров и форм и наивысшая чистота поверхности. Притирка винта производится шаржирующимся (внедряющимся в поверхности при­тира) абразивом.

Зернистость микропорошков выбирается в зависимости от назначения операции: грубая, предварительная, окончательная; для грубой притирки — крупнозернистые, для окончательной — мелкозернистые порошки и пасты

Смазочной средой при свободной подаче абразива служит ке­росин, масло. Ускорение процесса достигается добавкой к керосину стеариновой кислоты.

В процессе обработки наблюдают за показаниями манометров, оценивают состояние сопряжения по М_кр на разных участках резьбы винта и определяют момент подналадки приспособления, т. е. время, когда необходимо подрегулировать натяг резьбы, что периодически осуществляют дифференциальной гайкой. При регулировке до­пускают максимальный М_кр =1,5Нм — в начальной стадии об­работки и М_кр = 0,40,6 Нм — при окончательной доводке. Од­новременно следят, чтобы при обработке винт не нагревался. Если наблюдается нагрев, следует снизить частоту вращения винта или уменьшить натяг в резьбе. Если при обработке образуется повы­шенный местный нагрев винта, что приводит к М_кр сверх допус­каемого, срабатывает предохранительная шариковая муфта приспо­собления, которая через выключатель (на рисунке не показан) отключит станок.

Процесс восстановления завершают после достижения равно­мерного момента сил резания по всей длине резьбы, допуская от­клонения меньше 0,5 Нм — для винта  40 мм. Задиры, риски и вмятины не допускаются.

Р

Рис. 10.18. Схема регулировки гайки

емонт гаек ВГК. Выборка зазора и регулировка натяга в ВГК поперечного перемещения токарно-винторезного станка модели 16К20ФЗ производится поворотом гайки 4 относительно гайки 10 с помощью шестерни 5 (рис. 10.18). Поворот шестерни на один зуб относительно гайки 4 приводит к осевому смещению на 1 мкм. Гайка защищена уплотнениями 2 и 6, поддерживаемыми крышкой 1 и шестерней 5. В случае разборки станка при ремонтах регулировку натяга следует производить в следующем порядке.

Отвернуть винты и снять крышку 7, вывести шестерню 5 из зацепления с гайкой 4 и корпусом 3, повернуть шестерню относи­тельно корпуса 3 и гайки 4 на необходимое число зубьев, их ввести в зацепление только с гайкой 4, довернуть шестерню, а с ней и гайку 4 до того мо­мента, пока наружный венец шестерни не будет иметь воз­можность войти в зацепление с венцом корпуса 3, после окончательной регулировки на­тяга надеть крышку 7 и при­тянуть винтами (на рисунке не показаны), проверить мо­мент холостого хода моментомером (см. рис. 2.29). Однако при эксплуатации случаются аварийные ситуации, при которых возникает необходимость в боль­шом объеме ремонта.

На практике иногда случается, что из-за жесткого упора отла­мывается заплечик 11 гайки 10, появляется износ одной стороны профиля витка резьбы в гайках.

Выше упоминалось, что срок службы ВГК можно удлинить раз­воротом гаек по оси в корпусе на 180°, например гайки 4 и 10 в кор­пусе 3. Для этого необходимо сточить или сошлифовать венец 9 до места, показанного штрихами, а на противоположном конце гайки нарезать резьбу, насадить новый венец на резьбе с клеем и затем приточить его и нарезать зубья. Вторую гайку 10 также раз­ворачивают, для чего заплечик стачивают и устанавливают новый на противоположном конце также на резьбе с клеем. При этом за­плечик будет несколько перекрывать вкладыш с каналом возврата шариков.

После отвердения клея обрабатывают заплечик, обеспечивая перпендикулярность к оси гайки и параллельность торцов заплечика в пределах 0,01 мм. Венец и заплечик изготовляют из стали 50 без закалки. В случае отломанного заплечика 11 шлифуют то­рец гайки 10, устраняя следы излома, растачивают корпус 3 и уста­навливают переходную втулку 12 с заплечиками, изготовляют кольцо 13 и притягивают винтами через крышку 1.