Ремонт посадочных отверстий под подшипники

Восстановление с помощью металлополимеров посадочных мест под подшипники методом вклейки

Восстановление с помощью металлополимеров посадочных мест под подшипники методом вклейки.

Сущность этого метода заключается в том, что процесс восстановления посадочного места совмещается со сборочной операцией узла подшипника. В результате чего образуется неподвижное соединение подшипника и вала (корпуса подшипника), во много раз превосходящее по своим прочностным характеристикам рекомендуемые в таких случаях посадки с натягом, что более надежно предохраняет кольца подшипника от проворота, исключая появление износа и обеспечивая более надежную работу узла. При этом вклейка, в отличие от посадки с натягом, не приводит к появлению напряжений и деформаций колец подшипника, что также способствует более комфортной его работе.

Для разборки восстановленного таким способом подшипникового узла необходимо нагреть образовавшийся в месте вклейки слой металлополимера до температуры свыше 300 0С или выжечь его, например, с помощью газовой горелки.

Основные этапы процесса восстановления посадочных мест с помощью вклейки.

I. Восстановление посадочных мест с незначительным (до 0,25 ÷ 0,3 мм по диаметру), равномерным износом (без предварительной механической обработки восстанавливаемой поверхности).

1. Подготовить восстанавливаемую поверхность в соответствии с общими рекомендациями (очистить от грязи, масла и т. п., придать шероховатость наждачно бумагой, обезжирить).

2. Протереть и обезжирить посадочную поверхность подшипника.

3. Провести контрольную сборку: подшипник должен устанавливаться на посадочное место достаточно легко, без значительных усилий.

4. Защитить сепаратор подшипника липкой лентой или изолентой от возможного попадания в него металлополимера при вклейке.

5. Подготовить необходимую дозу металлополимера.

6. Нанести на посадочное место вала (корпуса) необходимый слой или слои металлополимера, тщательно смачивая восстанавливаемую поверхность.

7. Промазать, буквально смачивая, тонким слоем металлополимера посадочное место подшипника.

8. Установить подшипник на вал (в корпус), тщательно поджимая его к ограничительным буртам, втулкам, стопорным кольцам.

9. Удалить выдавленные излишки металлополимера, очистить ацетоном незащищенные места на валу (в корпусе) при случайном попадании на них металлополимера, снять защиту с сепаратора.

10. После полимеризации металлополимера узел готов к дальнейшей эксплуатации.

При указанных величинах износа центрирование подшипника относительно вала (корпуса) в процессе вклейки обеспечивается как частицами наполнителя металлополимера, попадающими в зазор, так и дополнительными способами, например: предварительным кернением восстанавливаемой поверхности (обычно достаточно накернить поверхность являющуюся опорной при вклейке), центрированием относительно других деталей и т. д.

2. Восстановление посадочных мест с незначительным (до 0,1 ÷ 0,15 мм по диаметру) износом.

При восстановлении вклейкой посадочных мест валов (корпусов) с величиной износа меньше 0,1 ÷ 0,15 мм по диаметру (величина зазора соизмерима с размером частиц наполнителя) необходимо произвести предварительную расточку посадочного места на величину 0,5 ÷ 1,0 мм, с нарезанием «рваной резьбы» или канавок. Для обеспечения при вклейке центрирования подшипника расточку ведут с оставлением поясков по краям посадочного места и по его длине (общая ширина поясков не должна превышать 50 % всей поверхности склейки) – смотри рисунок 1.

Рис. 1. Восстановление с помощью металлополимеров посадочного места на валу методом вклейки подшипника:

— d ном. – d 1 = 0,1 ÷ 0,15 мм;

— d 1 – d 2 = 0,5 ÷ 1,0 мм;

I – места нарезания «рваной резьбы» или кольцевых канавок.

Остальные этапы восстановления аналогичны операциям по пункту 1.

3. Восстановление посадочных мест со значительным (свыше 0,5 ÷ 1,0 мм по диаметру) и неравномерным износом.

При восстановлении методом вклейки посадочных мест со значительным и неравномерным износом особое значение имеют вопросы центрирования и обеспечения соосности подшипника и вала (корпуса подшипника). Эти проблемы могут быть решены следующими способами.

1. На изношенной поверхности вдоль образующих линий устанавливаются металлические прокладки различной толщины (примерно на 0,05 ÷ 0,08 мм тоньше износа в этом месте) в виде узких металлических полосок, превосходящих по длине место износа. Свободные концы этих полос закрепляются липкой лентой, нитью и т. п. рядом с местом вклейки (желательно на участке вала с меньшим диаметром). Производится контрольная установка подшипника (подшипник должен устанавливаться на посадочное место достаточно легко, без значительных усилий). После этого на место износа наносится металлополимер (места под прокладками также промазываютя). Устанавливается подшипник. После полимеризации металлополимера вступающие концы прокладок срезаются.

2. На места износа по диаметру с помощью сварки наносятся небольшие точечные (для избежания перегрева вала) наплывы в виде колец. После этого производится их проточка до номинального посадочного диаметра подшипника. Производится контрольная установка подшипника. После этого вклейка производится по описанным выше схемам.

3. На изношенных поверхностях производится проточка для установки двух или более центрирующих колец. Кольца (разрезные) закрепляются в подготовленных канавках сваркой или вклейкой с помощью металлополимера. Установленные кольца протачиваются до посадочного номинального диаметра подшипника. Далее вклейка производится по описанным выше схемам.

Могут быть использованы и другие способы центрирования подшипника в процессе восстановления посадочного места методом вклейки с помощью металлополимеров.

При восстановлении вклейкой посадочных мест под подшипники перед нанесением металлополимера необходимо защитить имеющиеся масляные каналы липкой лентой, скотчем.

Источник

Ремонт посадочных поверхностей в чугунных корпусах и подшип­никовых щитах.

Задиры и вмятины исправляют зашлифовкой, если общая площадь повреждений не превышает 4 % от посадочной поверхности под подшипник и 15% от посадочной поверхности замков. Зашлифовку производят бархатным напильником или шли­фовальной шкуркой, слегка смоченной в машинном масле. При сильных повреждениях ремонт производят наплавкой металла, зап­рессовкой втулки, нанесением герметика и другими методами.

Перед наплавкой детали нагревают в печи до 300. 400 °С. На­плавку производят чугунным электродом марки Б и газовой го­релкой, используя в качестве флюса буру или одну из трех сме­сей, процентное содержание которых указано ниже.

Углекислый натрии, %. 22 27 50

Углекислый калии, %. 22 — —

Азотнокислый натрии, %. — 50 —

Двууглекислый натрий, %. — — 50

После наплавки детали подвергают отжигу в печи при темпе­ратуре 300. 400°С в течение 4. 6 ч и медленному охлаждению в выключенной печи в течение 12. 16 ч.

Большое значение имеют правильная установка и крепление деталей на стан ке при механической обработке наплавленных мест. При обработке замков корпуса его устанавливают на внутреннюю поверхность или на один из замков, который не подвергался на­плавке, а при обработке щитов — либо на одну посадочную по­верхность, не имеющую наплавки, либо на технологические при­ливы (при обработке двух наплавленных поверхностей).

В щите посадочную поверхность под подшипник восстанавли­вают запрессовывай нем втулки. Предварительно протачивают гнез­до под подшипник и используют втулку толщиной 6. 10 мм. При этом толщина стенки на щите должна быть не менее 10 мм. Про­точку щита и изготовление втулки производят по размерам и до­пускам, обеспечивающим посадку с натягом. Прессование произ­водят с подогревом. Втулку 1 (рис. 9.3) закрепляют в щите двумя диаметрально расположенными стопорами 2. Глубина сверления под стопор должна быть не менее двух диаметров стопора.

При износе посадочных поверхностей не более 0,2 мм в щитах и на валах его устраняют нанесением герметика 6Ф, который выпускается в виде листов желтого цвета толщиной до 5 мм. Этот материал стоек к воздействию воды, щелочей и масел, но раство­ряется в ацетоне, толуоле, бензоле и этилбутилацетате. Он обла­дает хорошей адгезией к стали, чугуну, алюминиевым и медным сплавам. Для приготовления раствора герметик нарезают мелкими кусочками и помещают в посуду с растворителем на 24 ч. Посуду плотно закрывают и периодически взбалтывают. Вязкость приго­товленного раствора должна быть в пределах 33. 34 с по вискози­метру ВЗ-4. Срок хранения раствора в плотно закрытой посуде и в затененном месте составляет 2. 3 года.

Для нанесения герметика необходимо зачистить поверхность и обезжирить ее ацетоном. Герметик наносят кисточкой и сушат на воздухе не менее 20 мин. При необходимости увеличить слой гер­метика его наносят несколько раз после высыхания каждого пре­дыдущего слоя. Окончательную сушку производят при температу­ре 140°С в течение 2 ч. Герметик обладает хорошими виброгасящими свойствами.

Герметик не токсичен, но при сушке возможно выделение в небольших количествах замещенного фенола и аммиака, поэтому при работе необходимо пользоваться резиновыми перчатками и спецодеждой. Раствор герметика относится к легко воспламеняю­щимся жидкостям.

Заварку трещиндопускается применять только в тех случаях, когда она не вызовет изменений формы посадочных поверхнос­тей. Предварительно засверливают отверстия на расстоянии 8. 10 мм от концов трещины сверлом диаметром 6. 8 мм на глу­бину трещины. Затем трещину разделывают под заварку с углом не менее 70 ° и притупляют кромки. Поверхности, прилегающие к месту заварки, зачищают до металлического блеска абразивным кругом или металлической щеткой. Заварку производят электро­сваркой постоянным током обратной полярности силой 45. 60 А на 1 мм диаметра в зависимости от электрода.

В качестве присадочного материала используют медные стер­жни диаметром 3 . 6 мм с оболочкой из листовой жести толщи­ной 0,3 мм с тонкой меловой обмазкой. При сварке используют флюс (бура — 50%, железные опилки — 25%, железная окали­на — 25 %). Сварку ведут корот­кими участками не более 40 мм, не допуская перегрева ос­новного материала. Для отвода тепла применяют медные про­кладки. Каждый участок сразу после сварки простукивают молотком массой 500 г. Швы зачищают от шлака металлической щеткой.

Рис. 9.3. Эскиз отремонтированной посадочной поверхности подшипни- кового шита

Восстановление отломанных лап корпуса.Кромки сопрягаемых деталей разделывают под углом 30° с обеих сторон на глубину не менее 1/4 толщины. Изготовляют 2 — 3 ввертыша 2 из стального прутка диаметром не менее 1/2 толщины детали. Размечают и засверливают отломанную 1 и основную 3 детали (рис. 9.4) и нареза­ют резьбу в основной детали. Завертыва­ют ввертыши 2 в основную деталь 3 и надевают на них отломанную часть.

Проваривают газовой сваркой отломанную часть 1 по разделке, придерживаясь технологии, рассмотренной в начале этого параграфа. Швы зачищают стальной щет­кой. Размечают и просверливают отверстия в лапе.

Рис. 9.4. Эскиз восстанов­ленной лапы корпуса

Восстановление резьбовых отверстий. Износ и срыв резьбы в крепежных отверстиях происходит при многократных сборках и раз­борках резьбовых соединений или чрезмерно больших моментах затяжки. В стальных корпусах гнезда с изношенной резьбой заваривают электродуговой сваркой, просверливают отверстия и на­резают резьбу того же диаметра. В чугунных и алюминиевых корпусах неисправное резьбовое отверстие рассверливают под пробку и нарезают резьбу большего диаметра. Заготавливают футорку, завертывают ее в отверстие и проваривают соединение электросваркой. Сварной шов зачищают, в футорке просверливают отверстие и нарезают резьбу того же диаметра.

В алюминиевых деталях целесообразна замена болтов на шпильку и гайку. Сначала в корпусе устанавливают на клей шпильку, на которую будет надеваться деталь и крепиться гайкой. В этом слу­чае износ соединения при сборке и разборке значительно умень­шится, так как происходит свинчивание двух стальных деталей. Если позволяет конструкция, допускается восстанавливать резь­бовое отверстие рассверливанием до ближайшего большего диа­метра размерного ряда резьбы.

Ремонт валов

К основным повреждениям вала относятся риски и задиры на посадочных поверхностях, задиры в шпоночных пазах, изменение их формы и размеров, уменьшение диаметров посадочных поверх­ностей под подшипник и сердечник, овальность и конусность по­садочных поверхностей, поломка, забитые центральные отверстия.

Риски и задиры устраняются зашлифовкой, если их общая пло­щадь не превышает от общей посадочной поверхности 4% под подшипник и 10 % под муфту, шкив, шестерню или шпонку. Заш­лифовка производится бархатным напильником или шлифоваль­ной шкуркой, слегка смоченной маслом. Если размеры посадочных поверхностей выходят за размеры допусков, указанных на чертежах, или зона дефектов превышает приведенные выше до­пуски, то дефекты устраняются одним из следующих методов: электродуговой или вибродуговой наплавкой, газоплазменным на­пылением, электромеханическим методом.

Ремонт с использованием электродуговой наплавки. Перед наплавкой уступы высотой 4 мм и более протачивают на конус под углом 15 . 20°. Вал или ротор устанавливают сердечником на вращающиеся ролики и производят наплавку, накладывая швы в очередности, обозначенной цифрами на торце вала (рис. 9.5, а), которая обеспечивает минимальные деформации. При этом шов предыдущего слоя обстукивают молотком и зачищают проволоч­ной щеткой. Полосы наплавленного метала должны выходить за пределы восстанавливаемой поверхности на 0,5. 0,7 и 1,0..1,5 диаметра вала d, чередуясь через один. При наличии шпоночного паза на восстанавливаемой поверхности наплавку следует начинать с него. После наплавки проводят механическую обработку поверхности. Наплавку обычно производят электродами Э42 или ОММ-5.

Центральные отверстия на торце вала восстанавливают следу­ющим образом. Наплавку торца вала ведут от центра к периферии по спирали (рис. 9.5, б). Затем на токарном станке обрабатывают торец, выдерживая общую длину вала, и засверливают централь­ные отверстия. При восстановлении центральных отверстий базой служит наружная поверхность сердечника ротора.

Разработанный шпоночный паз восстанавливают электродуговой наплавкой с последующей механической обработкой. Если шпоночные пазы повреждены в валу и в сердечнике, то следует сделать шпоночные пазы большего размера и поставить новую шпонку. Если поврежден один шпоночный паз, то его фрезеруют на больший размер и устанавливают ступенчатую шпонку или фрезеруют новый шпоночный паз со смещением его относительно старого на четверть окружности. Выбор способа ремонта зависит от возможностей ремонтного цеха.

Рис 9.5. Эскизы валов, у которых электродуговой наплавкой восстановлены посадочная поверхность (а) и торец (б)

Ремонт с использованием вибродуговой наплавки.Автоматическую и полуавтоматическую вибродуговую наплавку открытой ду­гой в среде защитного газа применяют для восстановления цилиндрических деталей диаметром 8. 200 мм. Эта наплавка не требует сложного оборудования, обеспечивает высокую производительность и получение твердой поверхности без ее термообработки. Вибродуговая наплавка является разновидностью электродуговой сварки и осуществляется электродом, вибрирующим с частотой 20. 100 Гц. Толщина наплавляемого слоя равна 3 . 5 мм.

Перед наплавкой поверхность вала должна быть очищена от загрязнений и масла, а шпоночные пазы — заделаны медными или графитовыми вставками, чтобы последние выступали над чистовой высотой наплавленного металла на 1 мм.

Деталь зажимается в патроне или центрах станка и вращается со скоростью 0,7. 4,0 об/мин, а сварочная (вибродуговая) головка перемещается вдоль этой детали со скоростью %,. Перенос металла происходит небольшими каплями, что обеспечивает формирование плотных слоев наплавленного металла. Напряжение ис­точника тока равно 14. 24 В, диаметр dэ , электродной проволоки — 1,6. 2,5 мм, сварочный ток— 100 . 250 А. К месту наплавки подают охлаждающую жидкость, через которую в дугу вводят иони­зирующие соли, поддерживающие стабильность ее горения.

Выбор режимов наплавки зависит от типа применяемой головки, а режим наплавки должен удовлетворять следующим соотношениям:

Uпр/Uп = 1,0. 1,2; В= (1,2. 1,7)dэ,

где Uп — скорость наплавки (до 1,5 м/мин); В — шаг наплавки.

Ремонт с использованием газоплазменного напыления используется при восстановлении цилиндрических поверхностей, имею­щих сплошную выработку на глубину до 3 мм. При восстановле­нии поверхность предварительно подвергают механической обра­ботке, обезжиривают, напыляют подслой (обеспечивает прочную связь основного металла с рабочим слоем покрытия и защиту основного металла от окисления), напыляют рабочий слой и под­вергают его механической обработке. Для этого была разработана отечественная установка (рис. 9.6) для нанесения покрытий на валы диаметром до 25 мм. Ремонтируемый ротор 7 одним концом вала зажимается в патрон 2, а другим опирается на регулируемую роликовую опору 8. Распылительная головка 3 газового металлизатора МГИ-4П располагается на суппорте станка. Проволока по­дается с катушки 4, а питание осуществляется от баллонов 1 с пропан-бутаном и кислородом. Для отсоса аэрозолей металла и ток­сичных продуктов сгорания газов предусмотрена вытяжная венти­ляция (зонт 6, установленный в зоне горелки и воздуховод 5). Частота вращения вала при напылении равна 0,1. 0,6 об/мин.

Предварительной механической обработкой вала удаляют слой металла, пораженный коррозией, и добиваются устранения его эксцентричности, конусности и овальности в местах напыления. Для улучшения сцепления между напыляемым подслоем и поверхностью вала ее затем обрабатывают резцом с углом при вершине 55. 60° и передним углом, равным нулю. Резец устанавливается ниже оси детали с вылетом 100. 150 мм благодаря чему в процессе работы он вибрирует, образуя рваную поверхность вала (рис. 9.7). Подготовку поверхности к напылению можно проводить и накаткой сетчатыми роликами. На концах шеек вала прота­чивают кольцевые канавки для выхода резца.

Рис. 9.6. Установка газоплазменного напыления.

После этой подготовки напыляют подслой из условия перекрытия вершин обрабатываемой поверхности на 0,15. 0,25 мм, а по оконча­нии напыления накрывают напыленную поверхность и прилегающие к ней поверхности ротора асбестом и выдерживают до полного ох­лаждения. Перерывы между технологическими операциями процесса напыления должны быть минимальны.

Электромеханический способ ремонта.Обрабатываемую деталь устанавливают на токарный станок и в зону контакта детали и инструмента пода­ют переменный ток силой 350. I500A при напряжении 2. 6В. Один провод подводится к электроконтактному приспособлению проводящему ток к вращающейся детали, другой к изолированному от корпуса стан­ка инструменту.

Рис. 9.7. Профиль поверхности ­вала, подготовленной к напылению (глубина h = 0,7..0,8 мм; шаг t = 1,6. 2,0 мм)

Электрическое сопротивление контакта «деталь—инструмент» велико из-за малой его площади, поэтому в месте контакта выделя­ется значительное количество теп­лоты. Вследствие этого зона кон­такта практически мгновенно на­гревается до высокой температуры. Поверхность детали под действи­ем этой температуры и радиально­го усилия инструмента сглажива­ется или высаживается (в зависи­мости от профиля инструмента). Объем нагреваемой детали мал по сравнению с массой детали, по­этому охлаждение поверхностного

слоя происходит быстро за счет отвода теплоты внутрь детали. При этом происходит закалка поверхностного слоя.

Рис. 9.8. Эскизы валов после вы­садки (а) и сглаживания (б)

Этот метод применяют для чистовой обработки поверхностей взамен шлифовки (шероховатость поверхности Ra = 0,63. 0,32 мкм), для упрочнения поверхностного слоя на глубину 0,2. 0,3 мм и для восстановления изношенной поверхности до 0,4 мм без добавления металла и свыше 0,4 мм с добавлением металла.

Рис. 9.9. Приспособление для снятия сердечника с вала:

1- массивные шайбы; 2-сердечник; 3-сталной калибр.

Ремонт состоит из двух операций: высадка поверхностного слоя изношенной детали (рис. 9.8, а) и сглаживание (рис. 9.8, б). Вы­садкой получают винтовой выступ на поверхности детали диа­метром D2, при этом вместо срезания стружки происходит плас­тическая деформация поверхностного слоя. Сглаживание производят радиусной пластиной диа­метром Do, при котором на глу­бину 0,15 мм повышается твер­дость поверхности.

При износе свыше 0,4 мм пос­ле высадки приваривают металл в винтовую канавку роликовым инструментом и подвергают восстановленную поверхность механической обработке.

Рис. 9.10. Схема исправления кривизны вала:

1 — призматические опоры; 2 — индикатор; 3 — ротор; 4 — пресс

Восстановление посадочной поверхности вала под сердечник ротора производят после снятия сердечника и определения необ­ходимого диаметра вала после ремонта. При величине зазора между сердечником и валом до 0,12 мм производят продольную на­катку посадочной поверхности, при большем зазоре — добавляют металл одним из рассмотренных способов.

Съем сердечника с короткозамкнутой обмоткой на роторе труд­ностей не представляет. Для снятия сердечников фазных роторов после удаления из них обмотки в два диаметрально расположенных паза устанавливают стальные калибры 3, имеющие форму пазов (рис. 9.9), для предотвращения смещения листов сердечника 2, за­жимают его между массивными шайбами I и выпрессовывают вал.

Исправление кривизны вала осуществляют следующим образом (рис. 9.10). Медленно поворачивая ротор 3 в центрах или призмах по стрелочному индикатору 2 определяют кривизну вала. Правку производят при кривизне более 0,02 сто длины без демонтажа сер­дечника и контактных колец.

Для этого ротор 3 устанавливают на призматические опоры 1 и в месте максимального выгиба воздействуют прессом 4. Если это место находится вне сердечника, то опору с противополож­ной стороны располагают максимально близко к сердечнику, а со стороны изогнутой части — максимально близко к торцу вала. Рас­четом определить усилие нажатия пресса затруднительно, поэтому правку проводят в несколько приемов, измеряя каждый раз вели­чину прогиба индикатором 2 и подбирая усилие для следующего приема. Правку прекращают при значениях выгиба менее 0,04. 0,05 мм.

Источник