Ремонт деталей типа дисков

Ремонт деталей класса «Валы», «Втулки», «Диски». Восстановление шлицевых и шпоночных пазов

В процессе эксплуатации у валов и осей изнашиваются посадочные шейки, шпоночные канавки и шлицы, повреждаются резьбы, поверхности валов, центрирующие отверстия, а также происходит изгиб валов.

Способ ремонта выбирают после того, как соответствующей проверкой установят характер и степень износа.

Характерные дефекты валов:

1) износ пов-ти трения в опорах;

2) износ сопрягаемых пов-тей с подшипниками качения;

3) разруш-е или смятие шпоночных пазов;

4) изгиб оси вала;

5) повреждение или износ резьбовых соединений;

6) продольный изгиб вала.

Валы и оси выбраковываются, если в них есть трещины и изношены посадочные места сверх предельных размеров. Особое внимание при дефектовке уделяют контролю коленчатых валов. Трещины выявляют наружным осмотром или одним из методов дефектоскопии.Предельные размеры посадочных мест, шлицев, шпоночных канавок оценивают при помощи скоб, шаблонов, колец и др.

Выбор метода восстановления обусловливается технико-экономическими соображениями, сроками службы отремонтированных деталей и наличием необходимого оборудования.

Изношенные шпоночные пазы могут быть восстановлены следующими методами:

1) вводят ремонтный размер, увеличивая ширину паза, но не более чем на 15%, что при сборке с сопрягаемой деталью потребует применения ступенчатой шпонки;

2) фрезеруют новый паз под некоторым углом к старому, если это позволяет прочность вала или конструкция узла;

3) наплавляют стенки паза или заваривают его полностью, а затем фрезеруют по заданным размерам.

РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛОК

К деталям типа втулок относятся вкладыши подшипников, направляющие втулки, детали сальниковых уплотнений, гильзы цилиндров компрессоров, цилиндровые втулки насосов и др.

Подшипники скольжения, широко используемые в компрессорах, двигателях внутреннего сгорания, насосах и в других машинах, выполнены в виде вкладышей, покрытых антифрикционным материалом, а также в виде втулок из цветных сплавов или биметалла.

Для малогабаритных втулок — гильз используют вертикальные расточные станки, а окончательную обработку выполняют на специальных хонинговальных станках.

При восстановлении изношенных посадочных поверхностей в горловине способом дополнительных ремонтных деталей растачивают эти поверхности на больший диаметр с последующей запрессовкой втулок и расточкой их под посадочный размер стаканов подшипников Восстановление деталей класса «диски с гладким периметром».

К классу диски относятся детали с соотношением их высоты к наибольшему диаметру менее 0,5. К ним относятся маховики, диски сцепления, тормозные барабаны и т.п.Для их изготовления применяют в основном чугун или листовую сталь. Форма и конструкция данных деталей очень разнообразна. В зависимости от назначения они могут иметь торцевые, наружные и внутренние цилиндрические поверхности, гладкие и резьбовые цилиндрические отверстия. Установочными базами при механической обработке служат, как правило, наружные и внутренние цилиндрические поверхности и торец.

Типовой технологический процесс восстановления.

Последовательность типового технологического процесса восстановления следующая:

1. Подготовка поверхности под сварку и наплавку;

2. Подготовка поверхности под постановку ДРД;

3. Постановка ДРД и их фиксация;

4. Заварка отверстий ДРД и наплавка обломов;

5. Механическая обработка наплавленных поверхностей и установленных ДРД;

6. Обработка отверстий под ремонтный размер;

7. Точение и шлифование цилиндрических и торцевых рабочих поверхностей;

Источник

Лекция №14. Ремонт типовых деталей машин Ремонт корпусных деталей. Ремонт деталей типа валов. Ремонт деталей типа втулок. Ремонт деталей типа дисков.

Ремонт деталей типа валов. Большинство деталей этого типа в процессе работы воспринимают значительные крутящие моменты (валы, шпиндели) или знакопеременные осевые нагрузки (штоки, плунжеры и т. п.).

На валах, воспринимающих большие нагрузки, которые направлены пер­пендикулярно оси, наблюдаются прогибы. Последние приводят к эксцентричному вращению вала и, как следствие этого, к быстрому изнашиванию опорных поверхностей. В местах посадки шестерен, шкивов или кулачковых муфт про­исходит разрушение или смятие шпоночного паза. Наиболее характерными дефектами валов являются:

1) износ поверхностей трения в опорах;

2) износ поверхностей, сопрягаемых с подшипниками качения;

3) разрушение или смятие шпоночных пазов;

4) изгиб оси вала;

5) повреждение или износ резьбовых поверхностей.

У деталей, передающих нагрузки вдоль оси и работающих в направля­ющих втулках или сальниковых устройствах, основными дефектами являются:

1) износ трущихся поверхностей;

2) продольный изгиб вала;

3) повреждение или износ резьбовых поверхностей.

В соответствии с систематизацией дефектов, встречающихся в деталях данного типа, можно обобщить и способы ремонта этих деталей. Восстановление размеров изношенных шеек вала ведется двумя путями — восстановлением, первоначальных и введением ремонтных размеров. Так как в последнем слу­чае может произойти ослабление вала, то наиболее правильным следует счи­тать восстановление первоначальных размеров. Для этого применяют следу­ющие способы ремонта: электродуговую наплавку, металлизацию, вибродуго­вую наплавку, хромирование, осталивание и полимерные покрытия.

Изношенные шпоночные пазы на валах восстанавливают несколькими спо­собами. Если шпоночное соединение не должно фиксировать положение сопря­гаемой детали относительно вала, то под некоторым углом к старому пазу размечают и фрезеруют новый паз по первоначальным размерам. Если шпоночное соединение строго фиксируется, необходимо восстанавливать изношенный паз. Обычно наплавляют смятые кромки или шпоночный паз полностью, и фрезе­руют новый паз на месте наплавки.

Вал с изношенной поверхностью или с наращенным слоем подвергают меха­нической обработке для получения требуемой формы, размеров и шерохова­тости поверхности.

Рисунок 15.1. Схема установки коленчатого вала при обработке шатунных

шеек: 1 — противовес; 2 — центросместитель; 3 — распорные домкраты

Установочными базами при механической обработке в большинстве случаев служат центровые отверстия и реже наружная цилиндрическая поверхность.

Наиболее сложно ремонтировать коленчатые валы. При обработке коренных шеек, вал устанавливают в центрах токарного или шлифовального станка. Для придания жесткости валу щеки его распирают параллельно шатунным шейкам распорками или специальными дом­кратами.

Установка вала на станке более усложнена при обработке шатунных шеек. Прежде чем установить вал на станке на первую и последнюю коренные шейки надевают специальные приспособления — центросместители, которые определяют новую линию центров, а затем вал с центросместителями устанавли­вают в центрах станка.

На патроне передней бабки и на центросместителе со стороны задней бабки станка крепят контргрузы, масса которых уравновешивает часть вала, вращающуюся эксцентрично. Для повышения жесткости вал специаль­ными винтовыми распорками распирается: в патрон и центросместитель (рис. 7.1). После установки и выверки вала производят механическую обработку.

Правка изогнутого коленчатого вала является ответственной операцией. Она обычно состоит из двух последовательных правок. При прогибе вала более 0,3 мм вначале его правят под прессом. Для этого вал уста­навливают на призмы и при помощи индикатора опреде­ляют место максимального прогиба. Если на участках вала имеются стрелы прогиба, направленные в разные сто­роны, то правку производят в два приема. Вначале устра­няют один

ри поломке или трещинах в шатунных шейках вала ремонт его значи­тельно усложняется. В этом случае дефектную шейку полностью удаляют, обра­батывая ее на токарном станке, затем в щеках по тщательной разметке делают расточку под напряженную посадку новой шейки, изготовленной с припуском под последующую обработку. Далее производят разметку шеек вала, чтобы определить общие горизонтальную и вертикальную оси, после чего щеки вала поочередно нагревают до температуры 250—270°С и в расточенные отверстия вставляют шейку вала. При посадке следят за совпадением разметочных линий, определяющих оси вала. Затем валу дают остыть и производят токарную обра­ботку. При токарной обработке новую шейку вала обрабатывают на ремонтный размер, а также выверяют и доводят до необходимого ремонтного размера и остальные шейки вала.

Рисунок 15.2. Схема правки наклепом щек коленчатого

вала: аЪ и cd — оси шеек вала до правки; а’Ь’ и

Вначале устра­няют один прогиб, затем второй. При этом следят за пра­вильным расположением опор и местом приложения усилия пресса.

Отремонтированный вал должен быть проверен магнитной дефектоскопией или другим методом на отсутствие внутренних трещин.

Ремонт деталей типа втулок. К деталям типа втулок относятся вкладыши подшипников, направляющие втулки, детали сальниковых уплотнений, гильзы цилиндров компрессоров, цилиндровые втулки насосов и др. Основные дефекты деталей этого типа износ наружных, внутренних цилиндрических и торцовых поверхностей, износ резьб, задиры и риски на трущихся поверхностях, трещины.

При ремонте подобных деталей вначале устраняют трещины, а затем нара­щивают изношенные рабочие поверхности способами наплавки, металлизации, гальваническими и пластмассовыми покрытиями или заливкой антифрикцион­ными сплавами.

В отдельных случаях, например, при ремонте гильз двигателей внутрен­него сгорания, цилиндровых втулок насосов и компрессоров применяют способ ремонтных размеров или дополнительных ремонтных деталей.

Подшипники скольжения, широко используемые в компрессорах, двига­телях внутреннего сгорания, насосах и в других машинах, выполнены в виде вкладышей, покрытых антифрикционным материалом, а также в виде втулок из цветных сплавов или биметалла.

Антифрикционные сплавы, применяемые в подшипниках скольжения, делятся на следующие группы:

1) сплавы на оловянной основе марок Б93, Б93А, Б91, Б89, Б83;

2) сплавы на свинцовой основе марок БС6, БС2, Б6, БТ, БН, Б16, БС;

3) сплавы на цинковой основе марок ЦАМ10-5, ЦАМ9-1,5, ЦОСЗ-3;

4) сплавы на алюминиевой основе марок АМК-2, АНЗ, АЖ6, АСМ;

5) сплавы на медной основе марок БрОЦС-6-6-3, БрОФ-10-1, БрО14, БрОС5-25; БрАЖ9-4; БрБ2, ЛК80-ЗЛ, ЛМцС58-2-2 и др.

Сплавы, относящиеся к первым двум группам, называют баббитами, а к пя­той группе — бронзами и латунями.

Подшипники скольжения часто работают при значительных удельных нагрузках и высоких скоростях, что приводит к их изнашиванию, увеличению зазоров в сопряжении вала с опорой и, как следствие этого, к появлению бие­ния и вибраций вала.

В результате на рабочей поверхности подшипника образуются задиры и трещины, а также происходит отслаивание антифрикционного сплава от вкла­дыша подшипника. Ремонт вкладыша предусматривает выполнение следующих операций: подготовка вкладыша к заливке, подготовка антифрикционного сплина, заливка подшипника и последующая механическая обработка.

Рисунок 15.4. Приспособление для заливки двух вкладышей подшипника одновременно

Рисунок 15.3 — Приспособление для заливки вкладыша подшипника: 1 — плита; S — хомут; 3 — литниковая воронка; 4 — сердечник

На рис. 15.3 и 15.4 показаны приспособления для заливки вкладышей под­шипников. Перед заливкой антифрикционного сплава проверяют размеры вкладышей. Очищенные и обезжиренные вкладыши устанавливают на контроль­ной плите торцами по разъему и проверяют высоту. Если высота не соответст­вует размеру по чертежу, торцы наращивают наплавкой и обрабатывают до требуемого размера.

Сменные цилиндровые втулки обычно применяют в машинах поршневого типа — компрессорах, насосах, двигателях внутреннего сгорания, штанговых глубинных насосах и др. Характерными дефектами этих деталей является из­нос внутренней рабочей поверхности, что приводит к увеличению зазора между трущимися поверхностями поршня и втулки и, следовательно, к нарушению плотности сопряжения. Несмотря на то, что цилиндровые втулки различных машин могут отличаться формой и размерами, процесс их ремонта аналогичен.

Цилиндровую втулку обычно ремонтируют способом ремонтных размеров. В зависимости от размера втулки выбирают станочное оборудование. Для малогабаритных втулок — гильз используют вертикальные расточные станки, а окончательную обработку выполняют на специальных хонинговальных станках.

Крупногабаритные втулки обычно растачивают на горизонтальных расточ­ных станках многорезцовыми головками, закрепленными на бортштанге. После расточки поверхность подвергают шлифованию и хонингованию.

При коррозионном износе наружных уплотнительных поясков или буртов рекомендуется перед растачиванием внутренней поверхности втулки предварительно нарастить пояски и бурты наплавкой. Следует иметь в виду, что высокая температура при наплавке может вызвать коробление, а иногда и образование трещин. Поэтому лучше применять металлизацию или газовую наплавку с ис­пользованием медных электродов и в качестве флюса — буру. После наплавки уплотнительные бурты и пояски следует обточить на токарном станке и, приняв обточенные пояски за базовую поверхность, предварительно расточить, а за­тем прошлифовать отверстие на заданный ремонтный размер.

Ремонт деталей типа дисков. К этой группе ремонтируемых деталей относятся зубчатые колеса редукторов и коробок скоростей, цепные колеса лебедок, шкивы и др.

Характерными дефектами этих деталей являются износ, задиры и риски на рабочих поверхностях, смятие шпоночных канавок, коробление или погнутость. Эти детали ремонтируют преимущественно способами механической обработки, в частности, способом ремонтных размеров или дополнительных ремонтных деталей.

В процессе работы зубчатых передач происходит износ зубьев и посадочного отверстия, смятие шпоночных пазов. В отдельных случаях на рабочих поверхностях цементированных зубьев можно наблюдать «шелушение» и выкрашивание цементированного слоя. При износе более 80% толщины цементированного слоя зубчатые колеса заменяют новыми.

Процесс ремонта зубчатых колес в значительной степени определяется характером повреждения и размерами детали. Изношенное отверстие ступицы зубчатого колеса восстанавливают наплавкой, способом ремонтных размеров или дополнительных ремонтных деталей.

Выбор способа ремонта определяется величиной диаметра отверстия и длиной ступицы.

При диаметре отверстия свыше 100 мм и длине ступицы в пределах размера диаметра изношенную поверхность отверстия ступицы наращивают наплавкой а затем отверстие растачивают до первоначального размера.

При меньших размерах диаметра изношенного отверстия и длинной сту­пице отверстие растачивают до нового ремонтного размера из-за трудности наплавки. Однако в этом случае необходимо наращивать до нового ремонтного размера посадочную шейку вала, что усложняет процесс восстановления сопря­жения вала с зубчатым колесом. Поэтому, когда в отверстии зубчатого колеса отсутствуют шпоночные или шлицевые канавки и толщина стенки ступицы позволяет произвести обработку на больший диаметр, изношенное отверстие зубчатого колеса растачивают и в него запрессовывают стальную втулку, т.е. применяют способ дополнительных ремонтных деталей. После этого колесо вторично устанавливают на станке и отверстие во втулке растачивают до перво­начального размера.

При смятии или разрушении кромок шпоночной канавки в отверстии зуб­чатого колеса обрабатывается на долбежном станке новая канавка под углом 120—180° к оси старой канавки. Продольная ось новой шпоночной канавки должна быть параллельна оси отверстия.

В отдельных случаях необходимо восстанавливать изношенные поверхно­сти зубьев или поломанные зубья. Изношенные поверхности зубьев ремонти­руют наплавкой, способом дополнительных ремонтных деталей, давлением и др. Наплавку ведут электродами, специально подобранными по составу основ­ного металла. После наплавки производят разметку и фрезерование зубьев.

Разрушенные отдельные зубья могут быть восстановлены способами, пока­занными на рис. 15.5 и 15.6.

—

Рисунок 15.5 — Установка ввертыша с последующей наплавкой на

месте сломанного зуба.

Рисунок 15.6 — Установка нового зуба шестерни в «ласточкин

Рисунок 15.7 — Ремонт цепного колеса способом замены части детали:

1— цепное колесо; 2 — зубчатый венец.

При изломе или выкрашивании большого числа зубьев рекомендуется зубчатое колесо отжечь и обработать по наружной поверхности до полного удаления зубчатого вооружения. На оставшуюся часть зубчатого колеса следует установить по горячей посадке кольцо-венец, на котором нарезать новые зубья и затем их термически обработать. Термическую обработку рекомендует­ся проводить токами высокой частоты, чтобы не нарушить натяг, полученный при горячей посадке венца. Отремонтированное зубчатое колесо должно быть обкатано на стенде в даре с зубчатым колесом, с которым оно будет работать.

Обкатку ведут с применением абразивного порошка, смешанного с маслом или керосином. Для более ответственных и быстроходных зубчатых передач применяют пасту ГОИ. Пасту или абразивный материал наносят тонким слоем на зубья, а зубчатым колесам сообщают небольшие обороты. По мере увели­чения площади прилегания зубьев число оборотов постепенно увеличивают с таким расчетом, чтобы окружная скорость на поверхности зубьев была не более 3 м/с.

Основными дефектами цепных колес являются износ посадочной внутрен­ней поверхности втулки из антифрикционного материала, запрессованной в сту­пицу колеса, изменение размеров профиля зубьев и диаметров впадин, смятие или разрушение кромок шпоночных канавок в ступице цепного колеса.

Изношенную антифрикционную втулку выпрессовывают из ступицы и вместо нее запрессовывают новую, имеющую припуск по внутреннему диаметру. Затем цепное колесо вместе с втулкой устанавливают на карусельный или то­карный станок и расстачивают втулку, на заданный размер.

Цепные колеса, имеющие износ по профилю зуба и диаметру впадин, чаще всего ремонтируют способом замены части детали. Для этого на ремонтируемом колесе газовой горелкой срезают изношенные зубья, и колесо обтачивают по наружной поверхности под горячую посадку. Отдельно изготовляют кольцо-венец, имеющий припуск на наружной поверхности.

Литература: 2 осн. 110, 3 осн. 204, 5 осн. 401, 7 доп. 56.

1. Как ремонтируется корпусные детали?

2. Какие дефекты, характерные для валов Вы знаете?

3. Каким способом ремонтируются втулки цилиндров?

4. Какие методы применяются при ремонте шестерен?

Источник