2.5 Выбор рационального способа восстановления изношенных поверхностей детали

При решении вопроса о выборе рационального способа восстановления изношенной детали нужно рекомендовать такой способ, который обеспечи­вает максимальный срок службы детали, т. е. эксплуатационную надежность, при наименьшей стоимости восстановления, а также учитывать производст­венные возможности ремонтного предприятия.

Из существующих методик выбора рационального способа восстановле­ния деталей наиболее приемлемой является методика, предложенная профес­сором В.А.Шадричевым и доктором технических наук М.А.Масино.

Согласно этой методике при выборе способа восстановления деталей ру­ководствуются тремя критериями: применимости, долговечности и технико-экономическим.

Критерий применимости является технологическим критерием и опреде­ляет принципиальную возможность применения различных способов восста­новления по отношению к конкретным деталям.

По этому критерию предварительно выбирают один или несколько спосо­бов восстановления. При этом учитывают условия работы детали, получае­мую твердость поверхности, конфигурацию деталей, материал, характер на­грузки, вид трения, величину износа. Этот критерий численной величины не имеет. Области применения способов ремонта деталей по этому критерию приведены в таблицах 1 и 2.

Расшифровка способов восстановления (таблица 2; 3):

РР - обработка под ремонтный размер; ВДН - вибродуговая наплавка; Х -

электролитическое хромирование; Ж - электролитическое железнение (осталивание); ПД - пластическое деформирование; КП - контактная наплавка (приварка металлического слоя); НФ - наплавка под слоем флюса; НУГ - на­плавка в среде углекислого газа; ДМ - дуговая металлизация; ГН - газопла­менное напыление; ДР - установка дополнительной ремонтной детали; АДН - аргонно-дуговая наплавка; РН - ручная наплавка; КК - нанесение клеевых композиций; ЭМО - электромеханическая обработка (высадка и сглажива­ние).

На основании технологических характеристик способов восстановления устанавливаются возможные способы восстановления различных поверхно­стей детали по технологическому критерию. Так, для приведенного выше примера предварительно устанавливаем, что поверхности оси могут быть восстановлены следующими способами:

поверхность А - контактной приваркой ленты; электромеханической об­работкой, вибродуговой наплавкой проволоки; наплавкой в среде углеки­слого газа,

поверхность Б - контактной приваркой ленты; электромеханической об­работкой, вибродуговой наплавкой проволоки; наплавкой в среде углеки­слого газа;

поверхность В - наплавкой проволоки в среде углекислого газа; виброду­говой наплавкой проволоки.

Следующим критерием, который выражается в зависимости от способа восстановления определенным числом, является критерий долговечности. Критерий оценивает каждый способ (выбранный по критерию применяемо­сти) устранения дефектов детали с точки зрения восстановления свойств

Таблица 1- Области применения способов ремонта деталей

Способ восстановления

Область применения

Хромирование Железнение (осталивание) Химическое никелирова­ние Наплавка под слоем флюса без термообработки Наплавка под слоем флюса с последующей термооб­работкой Наплавка в среде водяного пара Наплавка в среде углеки­слого газа Вибродуговая наплавка Ручная электродуговая сварка и наплавка Пластическое деформиро­вание Восстановление полимер­ными материалами

Ремонт деталей с износом до 0,1 -0,3мм и твер­достью выше HRC55, требующих повышенной износостойкости (предезионные детали топлив­ных насосов и гидроусилители, валы, оси и т. д.) Ремонт деталей с износом 0,8мм и твердостью доНКС50...55 Ремонт мелких деталей сложной конфигурации с равномерным износом 0,05мм (распылители форсунок и др.) Ремонг деталей с износом более 0,5...0,8мм и диаметром более 50мм. Для получения высокой твердости применяется высокоуглеродистая или легированная проволока (или малоуглеродистая проволока в сочетании с керамическими флю­сами) Ремонт деталей твердостью более HRC50 с из­носом более 0,5...0,8мм и диаметром более 50мм. Целесообразно применять на крупных специализированных предприятиях Ремонт деталей с износом более 0,5... 0,8мм и диаметром более 40мм Ремонт деталей с износом более 0,5мм и диа­метром более 10мм, а также тонкостенных дета­лей и внутренних поверхностей, когда невоз­можно применять наплавку под слоем флюса Ремонт деталей с износом более 0,8мм и диа­метром более 15мм. Не рекомендуется приме­нять для деталей, испытывающих при работе большие знакопеременные нагрузки (коленча­тые валы и др.) Заварка трещин и пробоин. Наплавка быстроиз­нашивающихся поверхностей деталей с высокой твердостью (тарелки толкателей, кулачки рас­пределительных валов и др.) электродами Т-590, Т-620 и др. Ремонт наружных размеров пустотелых деталей раздачей (поршневые пальцы и др.), внутренних размеров обжатием детали (корпуса насосов гидросистем, гладкие и шлицевые втулки и др.), внутренних и наружных размеров осадкой де­тали (втулка верхней головки шатуна и др.), вос­становление ширины шлицев путем раздачи их Заделка трещин и восстановление сопряжений корпусных деталей с подшипниками качения. Склеивание деталей (приклейка фрикционных накладок тормозов, муфт сцепления и др.)

поверхностей, т.е. обеспечения работоспособности за счет достаточной твер­дости, износостойкости и сцепляемости покрытия восстановленной детали. Этот критерий дает комплексную качественную оценку, выражающуюся ко­эффициентом долговечности Кд, который определяется по формуле

К_д=К_и ∙К_в ∙К_с (9)

где К_и- коэффициент износостойкости;

К_в- коэффициент выносливости;

К_с- коэффициент сцепляемости.

Численные значения этих коэффициентов представлены в таблице 3.

По физическому смыслу коэффициент долговечности пропорционален сроку службы деталей в эксплуатации, и, следовательно, рациональным по этому критерию будет способ, у которого Кд max.

Так как ресурс восстановленной детали должен обеспечивать норматив­ный пробег того агрегата, в конструкцию которого входит деталь (не менее 80% от нормы для новых автомобилей и агрегатов), численные значения Кд не должны быть ниже 0,8. Если установлено, что требуемому значению ко­эффициента долговечности для данной поверхности детали удовлетворяют два или несколько способов восстановления, окончательное решение о целе­сообразности способа восстановления принимают по технико-экономиче­скому критерию, который связывает стоимость восстановления детали с ее долговечностью после устранения дефектов. Окончательному выбору под­лежит тот способ, у которого коэффициент технико-экономической эффек­тивности будет иметь минимальное значение

Ктэ = min

где Св - себестоимость восстановления соответствующей поверхности, руб.

При обосновании способов восстановления поверхностей значение себе­стоимости восстановления Св определяется из выражения

Св=Су*S, (10)

где Су - удельная себестоимость восстановления, руб/ Д м ² ;

S - площадь восстанавливаемой поверхности, ДМ² ,

Таблица 2 - Признаки применимости способов восстановления деталей

Характеристика параметров детали	Условные обозначения способов восстановления
	РР	ВДН	Х	Ж	ПД	КП	НФ	НУГ	ДМ	ГН	ДР	АДН	РН	КК	ЭМО
Материалы, по отношению к которым применим способ	сталь,чугунСЧ,чугун КЧ	сталь,чугун СЧ,чугун КЧ КЧ	сталь	сталь,чугун СЧ	сталь, цветные сплавы	все материалы	сталь	сталь	сталь,чугун СЧ и др.	все материалы	сталь,чугун и др.	алюминевые сплавы	сталь,чугун, цветные сплавы	сталь,чугун, сплав АЛ-4	сталь
Виды поверхностей, по отношению к которым применим способ	наружные и внутренние цилиндрические						наружные цилиндрические, плоские				наружные, внутренние цилиндрические, плоские				наружные цилиндр
Минимальный наружный диаметр поверхности, мм	10	15	5	12	-	10	35	15	30	30	6,0	5,0	10	не ограничено	15
Минимальный внутренний диаметр поверхности, мм	10	55	40	40	не ограничено	60	-	-	-	-	12	100	40	10	-
Минимальная толщина покрытия, мм	-	0,5	0,15	0,1	-	0,1	1,5	0,5	0,3	0,3	-	0,3	1,0	-	0,05
Максимальная толщина покрытия, мм	-	3,5	0,4	2,0	-	1,5	5,0	3,5	7,0	1,5	-	5,0	6,0	3,0	0,15

Значения Су для наиболее распространенных способов восстановления, при ведены в таблице 3.

Предварительно отобранные способы восстановления для каждой изна­шиваемой поверхности ранжируются по значению коэффициента технико-экономической эффективности и сводятся в таблицу 4.

Для примера в эту таблицу сведены расчеты по технико-экономическому обоснованию восстановления изнашиваемых поверхностей оси колодок руч­ного тормоза.

Из таблицы видно, что оптимальными способами восстановления изнаши ваемых поверхностей являются следующие:

для поверхности А - электромеханическая обработка;

для поверхности Б - электромеханическая обработка;

для поверхности В - наплавка в среде углекислого газа.