Ремонт деталей методом механической обработки

Восстановление деталей слесарно-механической обработкой

Слесарно-механическая обработка подразделяется на слесарную и механическую. Слесарные работы обычно дополняют или завершают механическую обработку восстанавливаемых деталей. Их применяют также при подготовке деталей к восстановлению другими способами, например сварке, пайке, склеиванию и т. д. К слесарным работам относятся опиловка, развертывание, зенкерование отверстий, сверление, прогонка и нарезание резьбы, шабрение, притирка, доводка до более полного прилегания.

Способы ремонта поверхностей слесарной обработкой

К таким способам относятся опиливание, шабрение, притирка, развертывание и др. Обработка напильником обеспечивает шероховатость поверхности 20 мкм и применяется при работах, не требующих высокой точности.

Шабрением достигается шероховатость поверхности 0,32 мкм. Шабрение применяют при ремонте подшипников скольжения и некоторых других деталей компрессоров. Это технология высокоточного выравнивания поверхности детали из металла с помощью специального режущего инструмента – шабера.

Притирка пастами обеспечивает шероховатость поверхности 0,02 мкм и точность 5…7 квалитетов. Притирка находит широкое применение при ремонте деталей рабочих клапанов, сальников, запорной арматуры.

Развертывание применяют для чистовой обработки отверстий, например отверстий в бобышках поршня. Развертывание обеспечивает точность 7…9 квалитетов и шероховатость поверхностей 0,16 мкм. Это чистовая обработка поверхностей, когда достигается высокая точность. Развертывание осуществляется с помощью развертки (рис. 1).Высокое качество обработки обеспечивается тем, что развертка имеет большое число режущих кромок и снимает малый припуск.

Рис. 1. Развертка – режущий инструмент, который нужен для окончательной обработки отверстий после сверления, зенкерования или растачивания

Механическая обработка применяется как самостоятельный способ восстановления деталей, а также в качестве операций, связанных с подготовкой или окончательной обработкой при восстановлении другими способами. Механическая обработка связана с выбором инструмента и режима обработки. При механической обработке восстанавливаемых деталей необходимо обеспечивать требуемую шероховатость, точность размеров формы и взаимного расположения рабочих поверхностей. Точность взаимного расположения поверхностей на детали зависит от правильного выбора технологической базы при её обработке. Технологическая (обработочная) база – это поверхности на детали, которые определяют положение детали в приспособлении относительно режущего инструмента. В качестве технологической базы рекомендуются поверхности, которые использовались при изготовлении этой детали.

Сущность слесарно-механической обработки заключается в восстановлении правильной геометрической формы и поверхностных свойств деталей, а также обеспечении их первоначальной посадки.

Слесарно-механическую обработку как способ восстановления деталей можно разделить на следующие виды:

• штифтовка;
• постановка заплат;
• шлифование и притирка;
• восстановление деталей под ремонтный размер;
• постановка дополнительной детали.

Штифтовка применяется для заделки трещин длиной менее 30 мм. Ремонт деталей штифтовкой заключается в заделке трещин в неответственных местах путем постановки на всей длине трещины штифтов из красной меди или латуни с последующей их расчеканкой и поверхностным лужением.

1. определить границы трещины (мел и керосин);
2. засверлить концы трещины, нарезать резьбу и ввернуть штифты из красной меди или латуни;
3. просверлить отверстие на расстоянии 9…10 мм от оси первого отверстия, просверленного в конце трещины, и ввернуть штифт;
4. просверлить отверстие между штифтами так, чтобы оно захватило 1/3 части одного и другого штифта, и поставить штифты вдоль всей трещины. Штифты должны выступать над поверхностью металла на 0,1…0,2 мм;
5. расчеканить выступающие концы штифтов и пропаять мягким припоем.

Постановкой заплат восстанавливаются картеры агрегатов автомобилей, имеющих пробоины и трещины. Заплаты устанавливаются следующими способами:

• на винтах;
• на заклепках;
• приваркой;
• приклеиванием.

Шлифование и притирка. Шлифование – обработка поверхности материала с помощью режущего инструмента или абразивного материала. Этот способ наиболее часто применяется при ремонте сопряжения седло – клапан. Для седел выпускного клапана применяют конусные абразивы под углом 30° (относительно горизонтальной оси), для выпускного клапана – 45°. Ремонт рабочих фасок седел клапанов производят шлифованием специальными абразивными камнями. Притирка является завершающей операцией при восстановлении герметичности клапанов.

• перед исправлением седла клапана следует проверить состояние направляющей клапана;
• ширина рабочей фаски клапана не менее 2,5…3,0 мм.

Восстановление изделий способом дополнительных деталей применяется в том случае, когда необходимо восстановить и характер посадки, и первоначальные размеры деталей. Сущность состоит в том, что изношенная поверхность обрабатывается под больший или меньший размер и в основную деталь устанавливается дополнительная деталь (ввертыш, втулка и т. д.). Этим способом восстанавливаются как круглые, так и плоские детали. Для восстановления плоских поверхностей применяются пластины, диски, кольца. Для восстановления резьбовых отверстий используются ввертыши. Например, если износилась резьба в отверстии для свечи на головке блока цилиндров, то это отверстие рассверливают под больший размер, нарезают в нем резьбу, а затем вворачивают специально подготовленную втулку с внутренней резьбой, соответствующей резьбе свечи зажигания.

Источник

Восстановление деталей механической обработкой

Восстановление деталей механической обработкой включает в себя способы: ремонтных размеров, добавочных деталей и замены части детали. Сущность способа ремонтных размеров заключается в том, что одну из изношенных деталей сопряжения, обычно более трудоемкую, подвергают меха­нической обработке до заранее установленного ремонтного размера с целью придания ей правильной геометрической формы и получения требуемой шеро­ховатости поверхности, а другую деталь заменяют новой или заранее отремон­тированной до этого же ремонтного размера, что обеспечивает первоначальную посадку в сопряжении. В паре вал — подшипник ремонтные размеры сопрягаемых поверхностей будут меньше, а в паре цилиндр — поршень больше первоначальных размеров.

Применяют свободные и стандартные ремонтные размеры.

В качестве свободного ремонтного размера принимается ближайший размер ремонтируемой детали, позволяющий получить требуемую геометриче­скую форму и шероховатость поверхности.

Преимуществами свободных ремонтных размеров являются минимальная трудоемкость механической обработки и максимальное количество ремонтных размеров.

Недостатки этого способа: 1) нельзя изготовить другую деталь сопряже­ния, пока не отремонтирована более трудоемкая; 2) исключается взаимозаме­няемость деталей.

Вал с равномерным износом ремонтируется механической обработкой при наличии на изношенной поверхности царапин, рисок и т. п, либо (при хорошем качестве изношенной поверхности) простой заменой сопряженной детали деталью с ремонтными размерами.

Ремонтные размеры шейки вала определяются из следующих соотношений: трудоемкой детали сопряжения; возможность заранее организовать изготовление заменяемых деталей сопряжения, что позволяет сократить сроки ремонта и снизить его стоимость.

К отрицательным сторонам этого способа следует отнести необходимость в замене сопряженной детали; наличие нескольких ремонтных размеров деталей, помимо эксплуатационных неудобств вызывает необходимость иметь лишний резерв запасных частей. Способ ремонтных размеров применяют при ремонте цилиндров компрес­соров и двигателей внутреннего сгорания, цилиндровых втулок поршневых насосов, шеек коленчатых валов, зубчатого венца стола ротора и других де­талей.

Способ дополнительных ремонтных деталей.

Этот способ заключается в использовании дополнительных ремонтных деталей, которые закрепляют непосредственно на изношенной поверхности.

Толщина дополнительных ремонтных деталей обычно значительно пре­вышает величину износа ремонтируемой детали, в связи с чем перед установкой дополнительной детали необходимо удалить с изношенной поверхности слой металла.

Пользуясь этим способом при восстановлении концевой шейки вала, обра­батывают шейку до меньшего размера, если позволяет механическая прочность, и напрессовывают дополнительную втулку, а затем производят ее механическую обработку до первоначального размера и требуемой шероховатости поверх­ности. Возможно дополнительное крепление втулки на валу штифтами, резь­бовыми стопорами или электросваркой.

При восстановлении шейки в средней части вала используют две полу­втулки,

которые устанавливают на предварительно обработанную шейку, крепят штифтами или сваркой, а затем производят их механическую обработку по наружной поверхности.

Изношенные отверстия растачивают под больший размер и запрессовы­вают ремонтную втулку, которую обрабатывают до номинального размера отверстия детали. Толщина стенок ремонтных втулок из стали должна быть не менее 2—2,5 мм, из чугуна 4—4,5 мм.

Недостаток рассматриваемого способа ремонта заключается в уменьшении механической прочности основной детали, вследствие механической обработки.

Способ замены части детали.

Этот способ заключается в удалении изношенной части детали и присоеди­нении вместо нее дополнительной детали. Заменяемая часть детали соединяется с основной при помощи сварки, резьбы, клея или других способов, после чего производится ее окончательная механическая обработка для получения тре­буемой точности и шероховатости поверхности. К недостаткам способа следует отнести сложность подобного ремонта для термически обработанных деталей.

Источник

Ремонт деталей механической обработкой.

a) Способ ремонтных размеров. Сущность способа заключается в том, что одну из изношенных деталей сопряжения, обычно наиболее трудоемкую, подвергают механической обработкой до заранее установленного размера с целью придания ей правильной геометрической формы и получения требуемой шероховатости поверхности, а другую деталь заменяют новой или заранее отремонтированной до этого же ремонтного размера, что обеспечивает первоначальную посадку в сопряжении.

Применяют свободные и стандартные ремонтные размеры. В качестве свободного ремонтного размера принимается ближайший размер ремонтируемой детали, позволяющий получить требуемую геометрическую форму и шероховатость поверхности. Преимуществами свободных ремонтных размеров являются минимальная трудоемкость механической обработки и максимальное количество ремонтных размеров. Недостатки этого способа:

§ Нельзя изготовить другую деталь сопряжения, пока не отремонтирована более трудоемкая.

§ Исключается взаимозаменяемость деталей.

Стандартные ремонтные размеры устанавливают заблаговременно, определяют их количество и численные значения. Под эти размеры выпускаются комплекты запасных частей. Положительными сторонами способа ремонтных размеров являются: увеличение срока службы и простота технологии ремонта более дорогой и трудоемкой детали сопряжения; возможность заранее изготовить заменяемую деталь сопряжения. К отрицательным сторонам способа относятся необходимость в замене сопряженной детали; наличие нескольких ремонтных размеров деталей, что вызывает эксплуатационные неудобства и необходимость иметь лишний резерв запасных частей. Этот способ широко применяют при ремонтах компрессоров, ДВС, цилиндровых втулок насосов, коленчатых валов, зубчатого венца стола ротора и т.д.

b) Способ дополнительных ремонтных деталей. Этот способ заключается в использовании дополнительных ремонтных деталей, которые закрепляют непосредственно на изношенной поверхности. Толщина дополнительных ремонтных деталей обычно значительно превышает величину износа ремонтируемых деталей, в связи с чем перед установкой дополнительной детали необходимо удалить с изношенной поверхности слой металла. При восстановлении концевой шейки вала, обрабатывают её до меньшего размера и напрессовывают втулку, а затем производят механическую обработку до первоначального размера и шероховатости поверхности. Изношенные отверстия растачивают под больший размер и запрессовывают ремонтную втулку, которую обрабатывают до номинального размера отверстия детали. Недостаток рассматриваемого способа ремонта заключается в уменьшении механической прочности основной детали, вследствие механической обработки.

c) Способ замены части детали. Этот способ заключается в удалении изношенной части детали и присоединении вместо неё дополнительной части детали. Заменяемая часть детали соединяется с основной при помощи сварки, резьбы, клея и других способов, после чего производится её механическая обработка. К недостаткам этого способа следует отнести сложность подобного ремонта для термически обработанных деталей.

d) Ремонт деталей давлением. Ремонт деталей давлением заключатся в восстановлении первоначальных размеров рабочих поверхностей пластическим деформированием за счет перераспределения материала детали. В процессе деформирования материал детали вытесняется с рабочих участков на изношенные поверхности, в результате чего восстанавливается форма и размеры этих поверхностей. При ремонте деталей давлением необходимо, чтобы выполнялись следующие основные требования:

§ Наличие запаса материала на нерабочих участках ремонтируемой детали.

§ Достаточная пластичность материала.

§ Механические свойства отремонтированной детали должны быть не ниже, чем у новой.

§ Объемы механической и термической обработки должны быть минимальными.

§ При ремонте этим способом закаленных или поверхностно упрочненных деталей необходимо предварительно произвести отпуск или отжиг детали.

Детали из непластичных материалов (чугун), а также детали с малыми запасами прочности и сложной конфигурации ремонтировать давлением невозможно. На процесс пластического деформирования детали большое влияние оказывает химический состав металла, характер структуры, содержание примесей и размер зерна. Наибольшей пластичностью обладают химически чистые металлы. Температура нагрева детали в значительной мере влияет на сопротивление деформированию. Применяют следующие методы ремонта давлением деталей:

1) Осадка применяется для увеличения нагруженных размеров сплошных и полых деталей за счет снижения их высоты. При осадке направление внешней силы действующей по вертикальной оси, не совпадает с направлением деформации.

2) Обжатие используется для уменьшения размера внутренней поверхности полой детали за счет уменьшения размера её наружной поверхности. При обжатии направление действующей силы совпадает с направлением требуемой деформации, происходит перемещении материала от периферии к центру.

3) Раздача применяется для увеличения наружных размеров детали при сохранении или незначительном изменении её высоты. При этом направление действующей силы совпадает с направлением требуемой деформации, и металл перемещается от центра к периферии.

4) Вытяжка применяется для увеличения длины детали за счет местного сужения её поперечного сечения на небольшом участке. При вытяжке направление действующей силы не совпадает с направлением требуемой деформации.

5) Накатка применяется для увеличения наружных или уменьшения внутренних размеров детали за счет выдавливания металла на отдельных участках поверхностей. При накатке направление действующей силы противоположно направлению требуемой деформации.

6) Правка применяется для восстановления формы деформированных деталей. При правке направление действующей силы совпадает с направлением деформации. Применяется правка статическим нагружением и наклёпом. Правку статическим нагружением осуществляют на прессах. Её недостатком является трудоемкость получения стабильной формы из-за обратного последействия, снижения усталостной прочности и уменьшения несущей способности детали. Для стабилизации правки статическим нагружением применяют нагрев или двойную правку, т.е. деталь перегибают в противоположную сторону, а затем повторной правкой её выпрямляют. Правка деталей наклепом позволяет вести процесс в требуемом направлении и на любом участке детали. Она осуществляется молотами. Преимуществами ремонта деталей давлением является высокое качество восстановления, использование стандартного оборудования, отсутствие потребности в наращивании металла, т.е. экономичность. Недостатками способа являются: ограниченная номенклатура деталей, необходимость в некоторых случаях в повторной термической обработке и необходимость в специальной оснастке для ремонтируемых деталей каждого типоразмера. На ремпредприятиях нефтяной и газовой промышленности указанный способ используют для ремонта изношенных бронзовых втулок подшипников скольжения, шестерен, различных полых деталей, шеек валов под подшипниками качения, для правки изогнутых труб и штанг, скрученных валов.

Ремонт деталей пайкой.

Пайкой называется процесс образования неразъемного соединения нагретых поверхностей металла, находящихся в твердом состоянии, при помощи расплавленных сплавов (припоев), имеющих меньшую температуру плавления по сравнению с температурой плавления основного металла. Расплавленный припой заливается в зазор между поверхностями и прочно соединяет их после охлаждения. В качестве припоя используются металлы и сплавы, обладающие способностью хорошо смачивать соединяемые поверхности. Пайка делится на низкотемпературную, при которой нагрев в месте контакта соединяемых материалов и припоя не превышает 450 0 С и высокотемпературную. Для низкотемпературной пайки применяются оловянно — свинцовистые припои ПСО-30,40, 50, 60 и другие с температурой плавления 220-280 0 С. Эти припои используются для соединения в неответственных местах. Предел прочности на растяжение равен 2,8-3,2 кгс/мм 2 . для высокотемпературной пайки в качестве припоев используют медь, серебро, никель и сплавы на их основе. Чаще используют медно-цинковые припои марок ПМЦ-36, 40, 54 с температурой плавления 800-900 0 С. Указанные припои позволяют получать швы с пределом прочности на растяжение 30-35 кгс/мм 2 . для получения высокопрочных соединений изделий из чугуна, стали или меди, работающих при динамических нагрузках, в качестве припоя часто применяют латунь марки Л62 или Л68. предел прочности этих соединений на растяжение составляет 30-32 кгс/мм 2 . процесс пайки включает в себя подготовку соединяемых поверхностей, их прогрев до температуры плавления припоя и заполнения им рабочего шва. Перед пайкой соединяемые поверхности тщательно очищаются от загрязнений и окислов. Для этого применяют механическую обработку, обезжиривание в щелочах и травление в кислотах. Для защиты соединяемых поверхностей и удаления окислов в процессе пайки применяют порошкообразные и жидкие флюсы – при низкотемпературной пайке применяют хлористый цинк; при высокотемпературной – бура 30% и 20% борной кислоты. Для расплавления припоя и нагрева поверхностей применяют газовые горелки, паяльные лампы или ТВЧ и электропаяльники (низкотемпературная пайка). Пайку применяют для ремонта деталей, имеющих механические повреждения чаще всего для устранения трещин.

Ремонт деталей перезаливкой антифрикционными сплавами.

Антифрикционные сплавы широко используются для заливки подшипников скольжения, с целью снижения трения и уменьшения износа шеек вала. Для этих целей применяют высокооловянистый баббит, свинцово-оловянистые, никелевый и теллуровый баббиты БН и БТ, свинцовистую бронзу и др. процесс ремонта подшипников перезаливкой антифрикционным составом состоит из подготовке подшипника к заливке, плавки баббита, заливки подшипника баббитом и механической обработки подшипника с последующим контролем. Обезжиривание подшипников производится в растворе каустической соды при температуре 80-90 0 С в течении 10 минут. Для защиты от окисления поверхность подшипника покрывают флюсом, в качестве которого используют раствор хлористого цинка в воде. Затем производят лужение или натирание поверхности подшипника припоем ПОС 30-40. после лужения сразу начинают заливку баббитом расплавленным в электротиглях. Заливку баббитом производят в формы или центробежным способом. К недостаткам заливки в формы следует отнести низкую производительность и повышенный расход баббита. Более совершенной является центробежная заливка, осуществляемая в специальном приспособлении. После заливки подшипники растачивают и контролируют.

Ремонт деталей полимерными покрытиями.

Способ ремонта заключается в нанесении слоя полимерного материала на изношенную поверхность детали. Существуют различные методы нанесения и выбор определяется природой полимера, его физическим состоянием при нанесении, толщиной покрытия, габаритными размерами и формой детали. При нанесении покрытий из расплавов полимеров применяют метод прессования и литье под давлением.

Прессование осуществляется на гидравлических или механических прессах. Для прессования используют поршни из термореактивных полимеров. Основные параметры процесса прессования – температура, давление и время выдержки.

Литье под давлением применяется для нанесения покрытий из термопластичных материалов, которые при нагревании переходят сначала в пластическое, а затем в вязко-текучее состояние, а при охлаждении вновь в твердое. Ремонтируемую деталь очищают, обезжиривают, устанавливают в пресс-форму. Собранную пресс-форму вместе с деталью устанавливают на литьевой машине, а гранулы полимерного материала засыпают в бункер литьевой машины.

При формировании покрытий из растворов полимеров материал наносят распылением, окунанием, шпателем или центробежным способом.

При использовании парниковых полимерных материалов применяют электростатический, струйный и вихревой способы нанесения. При электростатическом распылении на головку распылителя подается постоянный ток высокого напряжения (положительного знака). Частицы полимера при прохождении через неё приобретают заряд и под действием электрического поля движутся к детали, заряженной отрицательным знаком и оседают на ней. Этот способ позволяет управлять процессом нанесения покрытия, что обеспечивает его автоматизацию.

Сущность струйного напыления заключается в нанесении порошка на предварительно нагретую деталь из пневматического распылителя. Способ простой, производительный и позволяющий получать покрытие хорошего качества.

При вихревом нанесении деталь, нагретая выше температуры плавления полимера погружается в ванну, в которой порошок полимера находится во взвешенном состоянии. Частицы, соприкасаясь с горячей деталью, оседают на ней, прилипают к поверхности. После удаления из ванны и дополнительного нагрева детали, прилипшие частицы полимера расплавляются и растекаются по поверхности, образуя ровное покрытие.

Преимущества ремонта деталей полимерными покрытиями:

§ Простота технологического процесса.

§ Высокая химическая стойкость покрытия.

§ Достаточно высокая износостойкость покрытия.

§ Невысокая теплостойкость (не более 200-250 0 С)

Источник