Основные узлы ремонта станков

Ремонт токарного станка 16К20

Токарно-винторезный станок 16К20 и его аналоги — один из самых распространенных видов металлорежущего оборудования на постсоветском пространстве. Он начал выпускаться почти пятьдесят лет назад (в 1971 году) и до сих пор применяется на разных производствах: от небольших мастерских до крупных промышленных предприятий. 16К20 имеет множество модификаций и аналогов, которые выпускаются не только в бывших союзных республиках, но и на нескольких станкостроительных заводах Китая и Болгарии.

Ремонт этих токарных станков хорошо освоен на многих предприятиях, поскольку за многие годы компоновка и состав механизмов у 16К20 практически не изменились. Также остались неизменными порядок и состав ремонтных работ, хотя сейчас это оборудование ремонтируют не только традиционными методами, но и с применением современных технологий и материалов.

Возможные неисправности

При длительной эксплуатации токарного оборудования детали его механизмов теряют свои первоначальные качества, что приводит к изменению их формы, увеличению зазоров в местах сопряжений и ухудшению состояния поверхностей трения. Одна из главных причин возникновения таких неисправностей — это износ поверхностей трения отдельных деталей, который происходит в результате:

• воздействия силы трения;
• пластической деформации (смятия металла);
• усталости поверхностного слоя;
• химической коррозии.

Возможные неисправности основных элементов токарного станка:

1. Корпусные детали. Трещины, сколы, износы отверстий, повреждение резьб, отклонение от прямолинейности плоскостей.
2. Валы. Износ шеек, шпоночных пазов, центровых отверстий.
3. Фланцы. Трещины и сколы в крепежных отверстиях. Износ поверхностей сопряжения.
4. Шестерни и валы-шестерни. Износ зуба и радиальное биение зубчатого венца.
5. Шпиндель. Износ шеек, переднего внутреннего конуса и шлицевого соединения.
6. Ходовой винт. Износ резьбы и шеек.
7. Валик ходовой. Износ шпоночного паза и шеек.

Устройство станка 16К20

На основании осмотра и контрольных замеров этих компонентов 16К20 определяется необходимость ремонта и проводится подготовка к ремонтно-восстановительным работам. Осмотр станка на предмет ремонта начинается со шкива, который на токарном станке 16К20 передает движение от главного двигателя к шпинделю. Перечень основных проблем, возникающих вследствие нарушений правил эксплуатации оборудования, приводится в разделе 16 «Руководства по эксплуатации. Здесь же указаны возможные причины и методы их устранения.

Виды ремонта

Ремонтные работы выполняются с целью поддержание эксплуатационных характеристик токарного оборудования и бывают двух видов: плановые и неплановые. Первые выполняются только на основании графиков планово-предупредительных ремонтов. Для 16К25 предусматривается четыре вида работ, включающие осмотр и три вида ремонтов:

Согласно п. 17.2 «Руководства по эксплуатации» токарного станка 16К20, его межремонтный период (время работы до первого капремонта) при условии соблюдения эксплуатационных требований производителя составляет 10 лет при двухсменной работе. За этот период должно быть выполнено шесть плановых осмотров 16К20, четыре малых ремонта, один средний (в середине периода) и один капитальный (в конце периода).

Потребность в неплановых ремонтных работах обычно возникает при внезапном снижение допустимых параметров оборудования или выходе его строя. Такое обычно происходит при несоблюдении паспортных требований производителя по эксплуатации и обслуживанию токарного оборудования. На производственных предприятиях все виды работ проводят по графикам ППР квалифицированным персоналом специализированных ремонтных подразделений. На малых предприятиях ремонт токарного станка выполняют своими руками по мере возникновения проблем с его точностью и работоспособностью.

Малый ремонт

Этот вид ремонтных работ выполняется как по утвержденной номенклатуре, так и по результатам наблюдений за токарным оборудованием во время ежесменного и периодического технического обслуживания. Его цель — обеспечить работу токарного оборудования до следующего планового ремонта.

Согласно п. 17.3.3 «Руководства по эксплуатации» токарного станка 16К20 при малом ремонте обязательными для выполнения являются следующие виды работ:

• выявление неисправностей для устранения при последующих плановых ремонтных работах;
• замеры геометрии оборудования на паспортную точность;
• испытания на холостом ходу;
• испытания на шумность и температурные режимы;
• проверка точности и чистоты обработки.

Выполнение остальных работы из приведенного в Руководстве перечня выполняют только при необходимости в зависимости от состояния оборудования. По результатам малого ремонта составляется ведомость состояния деталей механизмов для включения в состав следующих по графику ППР работ.

Средний ремонт

В состав этого вида ремонтных мероприятий входят работы по списку рекомендаций малого ремонта, а также неполная разборка токарного 16К20, при которой выполняется восстановление работоспособности основных механизмов и агрегатов. Такой ремонт для токарно-винторезного станка 16К20 выполняют по перечню, который приводится в п. 17.3.4 «Руководства по эксплуатации».

При среднем ремонте обязательно проверяется точность до и после разборки токарного оборудования, проводится контроль жесткости шпинделя, а также делаются замеры износа поверхностей трения до и после их восстановления. Средний ремонт токарного станка выполняют в середине межремонтного периода. Его цель — восстановление ресурса токарного оборудования до такого уровня, чтобы станок смог проработать до капитального ремонта.

Капитальный ремонт

Согласно п. 17.3.2. «Руководства по эксплуатации» капитальный ремонт токарного станка 16К20 предваряется осмотром состояния станочного оборудования. Во время осмотра проверяют данные осмотров при предшествующих ремонтных работах, определяют перечни деталей на восстановления и замену, а также производят изготовление рабочих чертежей для заказа заменяемых деталей.

Капитальный ремонт станка 16К20

При капремонте перед полной разборкой выполнятся проверка точности 16К20 и степень изношенности поверхностей трения.

После полного демонтажа всех механизмов, выполняется очистка каждой деталей, после чего производится их осмотр и сверка с дефектной ведомостью. Капремонт предусматривает восстановление всех паспортных характеристик 16К20. Поэтому токарные станки после качественного капитального ремонта имеют такие же параметры, как и новое токарное оборудование, а их межремонтный период также составляет десять лет.

Скачать паспорт (инструкцию по эксплуатации) токарного станка 16К20

Ремонт основных узлов

Станина

Станина 16К20 — это литая конструкция с ребрами жесткости, на которой монтируются все остальные оборудование токарного станка. На верхней части станины расположены четыре продольные направляющие токарного станка: две плоские и две призматические. От состояния их поверхностей зависит точность позиционирования задней бабки и каретки суппорта, а также соосность передней и задней бабок. Состав и порядок выполнения работ регламентируется разделом 6.1 технического руководства «Ремонт токарно-винторезного станка 16К20».

Существует четыре способа механообработки, с помощью которых выполняют ремонт направляющих токарного станка:

• ручная шабровка;
• шлифовка с применением переносного шлифовального оборудования;
• шлифовка на плоскошлифовальном оборудовании;
• строгание на продольно-строгальном станке;

В общем случае, если износ составляет менее 15 мкм на 1000 мм, геометрию поверхности восстанавливают методом ручной шабровки. Если больше — с применением станочного оборудования или методом напыления.

Шабровка выполняется ручным слесарным инструментом, поэтому ее трудоемкость в несколько раз выше, чем при механизированной обработке.

Кроме того, этим способом можно обрабатывать только незакаленные поверхности. Шабрить станину токарного станка можно без демонтажа станины, поэтому наряду с ручной шлифовкой — это самый распространенный метод восстановления поверхностей направляющих.

Шлифовка направляющих с применением переносного шлифовального оборудования, устанавливаемого на станине, применяется в двух случаях: при невозможности доставки станины в ремонтный цех и в случае, если длина станины больше длины стола шлифовального оборудования. Самый эффективный способ восстановления направляющих станины — это обработка на шлифовальных и продольно-строгальных станках в ремонтных цехах или на специализированных предприятиях. Он обеспечивает самую высокую точность и гарантирует качество.

Станина для станка 16К20

Восстановление глубоких повреждений станины токарного станка производится путем напыления латуни или цинка, а также заливкой баббитом. После заполнения металлом вмятин и выбоин поверхность направляющей обрабатывают шлифовкой или шабровкой.

Каретка

В соответствии с разделом 6.2 Технического руководства ремонт каретки суппорта токарно-винторезного станка 16К20 включает две технологические операции:

• восстановление нижних направляющих, сопряженных с направляющими станины;
• восстановление поперечных направляющих, примыкающих к направляющим нижней части суппорта.

Перед началом работ каретку устанавливают на выставленную станину вместе с рейкой и коробкой подач. После этого на каретку монтируют прижимные планки, фартук, ходовой винт и ходовой вал, выставляют ее на точность, делают замеры и проверяют зацепление шестерни фартука с рейкой.

Каретка для станка 16К20

По результатам контрольных замеров определяют степень износа поверхностей направляющих и обрабатывают их ручным и механическими способами до достижения нормативных прямолинейности, плоскостности и параллельности. На финальной стадии точность прилегания к станине токарного станка обеспечивается обработкой шабером и шлифовальными устройствами.

Задняя бабка

Согласно разделу 6.7 Руководства в номенклатуру работ по ремонту задней бабки токарного станка 16К20 входят технологические операции, по восстановлению параметров следующих компонентов:

• поверхности корпуса, сопряженные с поверхностями плиты;
• поверхности плиты, примыкающие к корпусу и станине;
• отверстие под пиноль.

При восстановлении плоских поверхностей применяют шабровку и шлифовку, а при обработке пиноли — расточку.

Шлифовку плоских поверхностей направляющих выполняют на продольно-шлифовальном станке. Призматические поверхности доводятся до нормативного качества шабровкой. Расточка отверстия под пиноль производится двумя способами: на самом станке с помощью борштанги и с демонтажом на расточном станке.

Источник

Ремонт станков с ЧПУ

Продолжаем знакомиться с работами, связанными с эксплуатацией станков с ЧПУ с помощью материалов из учебника А.М. Гаврилина, В.И. Сотникова, А.Г. Схиртладзе и Г.А. Харламова «Металлорежущие станки» . В данной публикации рассмотрим ремонт станочного оборудования.

Ремонт станочного оборудования

Практически любой процесс машиностроительного производства связан с использованием основных производственных фондов (здания, сооружения, оборудование различного назначения и т.д.), являющихся материально-технической базой любого производства. Основные фонды подвержены физическому и моральному старению. Износ основных фондов представляет собой процесс их потребления. Без систематического возмещения потребляемых основных фондов невозможны не только расширение, но и простое воспроизводство, т. е. поддержание на достигнутом уровне материально-технической базы предприятия.

Возмещение основных фондов производится в двух направлениях:

• путем замены пришедших в негодность новыми (реновация);
• путем частичного возмещения основных фондов в процессе эксплуатации посредством ремонта.

Возмещение основных фондов проводится за счет средств от амортизации (одна часть амортизационных отчислений идет на восстановление первоначальной стоимости станка, вторая часть — на проведение ремонтов).

Рассматривая вопросы возмещения основных фондов, различают два вида ремонтных работ: ремонтные работы, необходимость в которых возникает в результате нормального износа, обусловленного временем использования оборудования, — капитальные работы; мелкие работы, связанные с устранением повреждений носящих случайный характер, — текущие ремонты.

Амортизационные отчисления составляют обязательную статью издержек производства и относятся на себестоимость продукции равными долями. В этом случае предприятие имеет возможность производить крупные ремонтные работы, требующие единовременной затраты значительных средств, без резкого возрастания в период выполнения этих работ стоимости основной продукции.

Кроме того, обеспечивается заинтересованность предприятий в освоении средств, предназначенных для таких работ, и в систематическом выполнении планов капитального ремонта оборудования, так как амортизационные отчисления на капитальные работы имеют целевое назначение и их расходование не вызывает увеличение себестоимости выпускаемой предприятием продукции.

Основные принципы, которые закладывались в организацию рационального ремонта:

• ремонт должен непрерывно поддерживать оборудование в работоспособном состоянии;
• в ремонтном деле должны применяться методы предупредительного и принудительного ведения ремонта;
• ремонтное производство должно планироваться.

Суть этого предложения заключается в том, чтобы в результате проведения ряда технических мероприятий (определение сроков службы деталей, составление их чертежей, размещение заказов и т.д.) изготавливались запасные детали и проводился своевременно необходимый ремонт. Своевременность замены деталей гарантируется планируемыми осмотрами. В результате этого потребность в капитальном ремонте уменьшается, он может проводиться реже.

Основные принципы организации системы планово-предупредительных ремонтов:

• ремонты проводятся через определенные промежутки времени, ремонты для одного вида оборудования имеют практически одинаковый объем.
• планирование ремонтов (трудозатраты, запчасти) основывается на нормальном объеме ремонтных работ.
• нормальный объем ремонтных работ определяют исходя из установленных оптимальных периодов между плановыми ремонтами, порядка их чередования в ремонтном цикле путем оценки ремонтосложности объектов ремонта;
• между планово-предупредительными ремонтами (ППР) оборудование подвергается осмотрам и проверкам — средствам организованной профилактики.

На машиностроительных предприятиях используются три основные системы плановых ремонтов для станков, имеющих специфику в эксплуатации:

• система послеосмотровых ремонтов, которая использовалась для планирования ремонта станков, не имеющих постоянной загрузки (например, станки ремонтных мастерских, котельных и других вспомогательных служб предприятия). Система предусматривала планирование осмотров. При осмотре, сопровождающемся частичной разборкой станка, устанавливают характер требуемого ремонта, объем и сроки его выполнения, необходимые запасные детали и узлы. Если состояние станка позволяет его нормальную эксплуатацию до следующего осмотра — ремонт не планируется;
• система стандартных ремонтов, которая использовалась в проведении ремонтных работ станков, режим работы которых строго регламентирован. Система предусматривала выполнение ремонтов в определенные сроки (праздники, выходные и т.д.) с принудительной заменой определенных деталей станка. В прошлом эта работа выполнялась в ноябрьский и майский праздники;
• система периодических ремонтов, которая применялась для оборудования, длительность работы которого можно установить (например, станки используемых в основных производственных цехах, особенно если это крупносерийное производство). Система предусматривала выполнение различных видов ремонта через определенные сроки работы оборудования.

Кроме того, в реальных условиях производства существует восстановительный ремонт, производящийся после пожара, наводнения, землетрясения и других чрезвычайных происшествий. К плановым ремонтам также не относятся аварийный ремонт, когда станок теряет свою работоспособность в результате неправильных действий оператора или в результате какой-то сложившейся аварийной ситуации.

Основная цель ППР — оптимизировать ремонтные работы технологического оборудования (работоспособное состояние оборудования при минимуме ремонтных работ). Поэтому, чтобы достичь высокой эффективности от применения ППР, он должен базироваться на существующих закономерностях, определяющих величину потребностей оборудования в ремонте, объемы плановых ремонтов, их характер. Причины, от которых зависит величина потребности оборудования в ремонте, т.е. общий объем всех ремонтных работ, которые необходимо выполнить для восстановления технических качеств парка оборудования, в основном зависит от следующих факторов:

• условия работы оборудования (режимы обработки, размеры деталей, материалы, конфигурация, твердость, точность обработки, требуемая от станков, квалификация станочников, качество ухода за оборудованием, состояние окружающей среды ит.п.);
• степень использования оборудования (сменность и коэффициент загрузки), определяющая время, отработанное оборудованием без ремонта;
• ремонтные особенности оборудования (сложность оборудования, его класс точности, особенности сборки — разборки, размеры и масса деталей станка, компоновка, общая площадь обрабатываемых поверхностей направляющих и т.п.);
• уровень качества выполнения ремонтов и технического обслуживания (качество запчастей, уровень технологии ремонта, оснащенность ремонтной службы, квалификация ремонтного персонала, организация технического обслуживания и т.п.);
• уровень производительности труда ремонтных рабочих (уровень механизации, прогрессивная технология ремонта, оснащенность ремонтного цеха, организация ремонта, парка запасных частей, уровень технологическо-конструкторской подготовки ремонтных работ и т.п.).

Основываясь на этом, можно считать, что для любого парка оборудования объем ремонтных работ в целях ликвидации износа, возникающего в результате эксплуатации, определяется перечисленными ранее пятью группами факторов. Эти соображения являются основным положением, на котором базируется система периодических ремонтов оборудования. Являясь функцией указанных факторов, объем ремонтных работ изменяется вместе с изменением этих факторов. Однако наибольшее влияние здесь оказывает число часов, отработанных оборудованием без ремонтов (длительная работа оборудования без плановых ремонтов ведет к резкому возрастанию объема ремонтных работ). Если выполнять плановые ремонты до наступления катастрофического износа, объем ремонтных работ будет минимальным.

Таким образом, в условиях периодического выполнения плановых ремонтов через определенное правильно установленное число отработанных часов объем работ по ремонту снижается до некоторого минимума, представляющего собой нормальный объем ремонтных работ, требующийся для поддержания технического состояния оборудования на нормальном работоспособном уровне, обеспечивается выполнением периодических ремонтов, составляющих повторяющиеся циклы.

Система ППР предусматривает последовательность выполнения разных видов ремонта, величину периодов времени между ними, их нормальные объемы.

Нормативы системы периодических ремонтов регламентируются положениями о применении системы, изложенными в руководстве «Единая система планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий», и предусматривают следующие ремонтные работы.

Малый ремонт — вид планового ремонта, при котором заменой или восстановлением изношенных деталей и регулированием механизмов обеспечивается нормальная эксплуатация агрегата до очередного планового ремонта.

Средний ремонт — вид планового ремонта, при котором производится частичная разборка агрегата, капитальный ремонт отдельных узлов, замена и восстановление основных изношенных деталей, сборка, регулирование и испытание под нагрузкой

Капитальный ремонт — комплекс работ, включающий в себя полную разборку агрегата, замену всех изношенных деталей и узлов, ремонт базовых и других деталей и узлов, сборку, регулирование и испытание агрегата под нагрузкой.

При среднем и капитальном ремонтах восстанавливают предусмотренные соответствующими ГОСТами или техническими условиями геометрическую точность и производительность агрегата на срок до очередного планового ремонта (среднего или капитального).

Степень сложности ремонта станка, его ремонтные особенности оцениваются категориями сложности. За единицу сложности ремонта механической части взят станок модели 1К62 (16К20), которому присвоена 11-я категория сложности ремонта (11 ремонтных единиц). По электрической части за одну ремонтную единицу принят объем ремонта асинхронного электродвигателя в алюминиевом корпусе мощностью 0,6 кВт.

Основой проведения ремонтов станков является плановое выполнение ремонтов. Осмотр проводится с целью проверки состояния оборудования, устранения мелких неисправностей и выявления объема подготовительных работ, подлежащих выполнению при очередном плановом ремонте. Календарное планирование проведения осмотров и плановых ремонтов базируется на межремонтном цикле, длительность которого определяется временем от капитального ремонта до следующего капитального ремонта или с момента пуска нового станка в эксплуатацию до капитального ремонта. Продолжительность межремонтных циклов учитывается по количеству отработанных оборудованием часов и устанавливается в зависимости от типа оборудования, условий и характера работы.

Для металлорежущих станков межремонтный цикл составляет

где А — базовое время цикла, ч (для станков до 10 лет — 24 000, свыше 10 лет до 20 лет — 23 000, для станков старше 20 лет — 20 000); — коэффициент, учитывающий занятость оборудования в течение смены (при массовом производстве = 1, серийном — = 1,3, мелкосерийном и единичном — = 1,5); — коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал (конструкционные материалы = 1,0, чугун, бронза — = 0,8, высоколегированные стали с > 1 000 Н/мм 2 — = 0,7; алюминий — = 0,75); — коэффициент, учитывающий особенности эксплуатации станков различных классов точности в условиях нормальной эксплуатации (класс точности Н — = 1,1, П — = 1,2; В и А — = 1,3, для станков работающих абразивом Н — , = 1,0, П — = 1,1); — весовая характеристика станков (легкие и средние = 1, крупные и тяжелые — = 1,35, уникальные — = 1,7).

Так, в серийном производстве при эксплуатации средних по массе станков нормального класса точности межремонтный цикл составляет: при односменной работе — 13,5 лет, двухсменной — 7 лет, трехсменной — 3,5 года. Учитывая разброс условий эксплуатации, разрешается в пределах +10 % изменять длительность межремонтного цикла.

Структура межремонтного цикла представляет собой перечень и последовательность выполнения осмотров и плановых ремонтов за период межремонтного цикла. Структура межремонтного цикла для легких и средних станков (весом до 10 т) включает в себя 1 средний ремонт, 4 малых, 6 осмотров; для крупных и тяжелых (весом 10. 100 т) — 2 средних ремонта, 6 малых, 27 осмотров; для станков тяжелых и уникальных (весом свыше 100 т): 2 средних ремонта, 9 малых, 36 осмотров. Например, структура межремонтного цикла легких и средних металлорежущих станков:

Период между ближайшими плановыми ремонтами называется межремонтный период , который будет составлять для приведенной ранее структуры межремонтного цикла 1/6 часть. Межосмотровым периодом называется период времени между ближайшими осмотром и плановым ремонтом или между осмотрами, когда в промежутке между ними плановые ремонты отсутствуют. Для той же приведенной структуры межосмотровый период составляет 1/12 часть времени межремонтного цикла.

Источник