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
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.
РЕМОНТ СМЕННЫХ ЦИЛИНДРОВЫХ ВТУЛОК
Сменные цилиндровые втулки обычно применяют в машинах поршневого типа — компрессорах, насосах, двигателях внутреннего сгорания, скважинных штанговых насосах и др. Характерным дефектом 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 коррозионно-механическом разрушении 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.
11.3. РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ДИСКОВ
К этой группе ремонтируемых деталей оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи 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.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
13. Ремонт деталей типа втулок.
К деталям типа втулок относятся вкладыши подшипников, направляющие втулки, детали сальниковых уплотнений, гильзы цилиндров компрессоров, цилиндровые втулки насосов. Основные дефекты- износ наружных, внутренних цилиндрических и торцовых поверхностей, износ резьб, задиры и риски на трущихся поверхностях, трещины. При ремонте сначала устраняют трещины, а затем наращивают изношенные рабочие поверхности способами наплавки, металлизации, гальваническими и пластмассовыми покрытиями или заливкой антифрикционными сплавами.
1)Ремонт подшипников скольжения. Подш-ки 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 вибрации вала. В результате на рабочей поверхности подшипника образуются задиры и трещины, а также происходит отслаивание антифрикционного сплава от вкладыша подшипника. Ремонт вкладыша состоит из след. операций: подготовка вкладыша к заливке, подготовка антифрикционного сплава, заливка подшипника и последующая механическая обработка. Биметаллические втулки обычно не ремонтируют, а заменяют новыми. В отдельных случаях биметаллические втулки изготовляют путем запрессовки бронзовой втулки в стальной стакан с последующей мех.обработкой до первоначального размера.
2)Ремонт сменных цилиндрических втулок. Их обычно применяют в машинах поршневого типа- компрессорах, насосах, ДВС, ШГН. Дефектами являются: износ внутренней рабочей поверхности, что приводит к увеличению зазора между трущимися поверхностями поршня и втулки и, следовательно, к нарушению плотности сопряжения. Цилиндровую втулку обычно ремонтируют способом ремонтных размеров. Для малогабаритных втулок- гильз используют вертикальные расточные станки, а окончательную обработку выполняют на специальных хонинговальных станках. Крупногабаритные втулки растачивают на горизонтальных расточных станках многорезцовыми головками, закрепленными на бортштанге. После расточки поверхность подвергают шлифованию и хонингованию.
14. Особенности сварки и наплавки деталей из чугуна и цветных металлов.
Сваркой называется процесс образования неразъемного соединения деталей или их отдельных частей вследствие межатомарного взаимодействия или действия сил молекулярного сцепления. Сваркой соединяют металлы и неметаллические материалы, например, стекло, пластмассы и др. При сварке металлов, за исключением холодной сварки, производят местный нагрев соединяемых частей до перехода их в пластическое (сварка давлением) или в расплавленное состояние (сварка плавлением). Стремятся, чтобы металл шва обладал одинаковыми — свойствами с основным металлом — Это определяет подбор присадочного материала и режима сварки.
Наплавка — процесс нанесения расплавленного металла необходимого состава на поверхность детали, нагретую до температуры плавлении. При наплавке нанесенный слой металла прочно соединяется с основным металлом вследствие образования металлической связи.
Наплавку применяют для восст-я размеров детали и придании заданных свойств ее поверхности путем правильного выбора хим-го сос-ва и стр-ры наплавленного металла.
Наплавка является разновидностью сварки. Однако наплавочные процессы отличаются от сварочных. При наплавке сварочный процесс используется для наращивания на основной металл слоя металла или сплава со свойствами, иногда отличающимися от свойств основного металла.
Сварка деталей из чугуна связана с определенными технологическими трудностями. Стр-ра чугуна существенно изменятся при нагреве, и после быстрого охлаждения в зоне сварного шва обр-ся белый чугун, отличающийся повыш-ой твердостью и хрупкостью.
Холодная сварка, т.е. без предварительного нагрева, применяется при ремонте неответственных деталей простой формы, с малым объемом наплавки и не требующих последующей механической обработки. Детали можно сваривать стальными электродами с защитно-легирующими покрытиями, чугунными, медными или медно-никелевыми (из монель-металла) электродами со специальными покрытиями. Для уменьшения зоны прогрева материала сварка ведется короткими участками длиной 100-120 мм. Сварка каждого следующего участка начинается после остывания предыдущего до температуры 60-80 °С. Для холодной сварки чугуна применяют стальные электроды с соответствующими покрытиями. Сварку можно вести переменным или постоянным током. Сварной шов можно усилить предварительной установкой шпилек из малоуглеродистой стали. При этом кромки деталей обрабатываются под угол 45° каждая.
Полугорячая сварка чугуна ведется с подогревом детали до 300-400 °С в печах или ацетиленокислородным пламенем. Электродуговая сварка может выполняться низкоуглеродистыми стальными электродами с обмазкой. Газовая сварка ведется чугунными прутками марки Б, стальной сварочной проволокой, латунью и другими цветными сплавами. Сварка латунью обеспечивает плотный шов, хорошо поддающийся механической обработке. Флюсом может служить смесь, составленная из буры (56 %), поваренной соли (22 %) и углекислого калия (22 %).
Горячая сварка чугуна выполняется с предварительным нагревом детали до 600-800°С в печах, горнах или индукционными нагревателями. Вначале рекомендуется медленный нагрев со скоростью примерно 60 °С в час. При достижении температуры 200-250 °С скорость нагрева детали можно увеличивать. Сварка ведется непрерывно электродами из чугуна А или Б с покрытием. При снижении температуры детали до 400 °С сварка прекращается. Для предупреждения остывания в процессе сварки деталь непрерывно подогревается или надежно укрывается термоизоляционным материалом (песком, золой, асбестом и т.п.). Если к концу сварки температура детали оказывается меньше 600 °С, то ее вновь подогревают до 600-650 °С и затем медленно охлаждают вместе с печью или под слоем мелкого древесного угля.
Сварка алюминия и его сплавов усложняется химической активностью алюминия, который, соединяясь с кислородом, образует окись алюминия — тугоплавкое (2050 °С), неэлектропроводное соединение. Частицы окиси алюминия осаждаются в расплавленном металле, существенно ухудшая качество шва. Предупреждение образования окиси достигается защитой расплавленного металла инертными газами, например, аргоном или применением растворяющих флюсов. Используется электродуговая или газовая сварка. Независимо от способа сварки деталь предварительно прогревается до температуры 250-300 °С. Для устранения внутренних напряжений и получения мелкозернистой структуры шва необходимо обеспечивать медленное охлаждение детали после сварки.
Сварка меди и медных сплавов выполняется теми же способами, что и алюминиевых сплавов, но технологически значительно проще. При газовой или дуговой сварке угольными электродами в качестве присадочных материалов для медных деталей применяют пруток из фосфористой меди или меди для латунных и бронзовых деталей — прутки из этих же или близких по составу материалов. В качестве флюса можно применять смесь буры и борной кислоты в соотношении 1:1. Основными технологическими операциями сварки являются подготовка деталей к сварке, сборка их в приспособлениях для сварки, сварка, термообработка сварного шва, и контроль сварного соединения.
Источник
Ремонт деталей типа «вал» и «втулка»
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 к 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) 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) 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.
Шейки валов буровых лебедок, насосов и трансмиссий силовых приводов, а также изношенные поверхности ствола вертлюга рекомендуется наращивать металлизацией, так как их изготовляют из сталей, чувствительных к перегреву.
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, то 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.
Установочными базами при механической обработке в большинстве случаев служат центровые отверстия и реже наружная цилиндрическая поверхность.
Наиболее сложно ремонтировать коленчатые валы. У большинства машин поршневого типа (насосы, компрессоры, двигатели внутреннего сгорания) это одна из наиболее ответственных и дорогостоящих деталей. Основными видами разрушения коленчатых валов являются износ рабочих поверхностей коренных и мотылевых шеек, а также изгиб вала и расхождение щек. Механическую обработку восстанавливаемых шеек коленчатых валов быстроходных двигателей осуществляют на специализированных шлифовальных станках. Коленчатые валы тихоходных двигателей, компрессоров, насосов с относительно большими габаритами обрабатывают, как правило, на токарных станках.
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. 11.1). После установки и выверки вала производят механическую обработку.
После заварки следует провести отпуск для снятия внутренних напряжений. Если это сложно для всего вала, то производят местный отпуск в зоне заварки трещины. Для этого газовой горелкой нагревают сварной шов и прилегающую к нему зону до температуры 150-200°С, а затем нагретые места быстро закрывают асбестом и медленно охлаждают. При глубоких трещинах в щеке вала, но без его поломки, на дефектную щеку устанавливают стальной бандаж, предварительно нагретый до 260°С. Бандаж, остывая, надежно стягивает и усиливает щеку вала. Перед установкой бандажа щеку стягивают при помощи фасонной шпонки.
Одна из часто встречающихся операций при ремонте валов оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи — правка. В зависимости от диаметра и прогиба валы можно править в холодном и нагретом состояниях. Обычно длинные валы диаметром 10-100 мм при местном прогибе до 0,008 от длины вала правят в холодном состояний. При большей величине стрелы прогиба и больших диаметрах править валы рекомендуется с нагревом.
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.
РЕМОНТ СМЕННЫХ ЦИЛИНДРОВЫХ ВТУЛОК
Сменные цилиндровые втулки обычно применяют в машинах поршневого типа — компрессорах, насосах, двигателях внутреннего сгорания, скважинных штанговых насосах и др. Характерным дефектом 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 коррозионно-механическом разрушении 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
Источник