Технологический процесс ремонта корпусных деталей

Ремонт корпусных деталей

Ресурс отремонтированных деталей, узлов и агрегатов в значительной мере зависит от уровня технологии и качества восстановления корпусных деталей.

К корпусным деталям относятся станины, рамы, корпуса, каркасы, являющиеся базовыми цементами любой машины, механизма, агрегата. Корпусные детали служат для сборки, объединения всех остальных деталей конструкций (неподвижных и подвижных), обеспечения точности их заданного взаимного положения, а также заданного относительного положения сборочных единиц и всего изделия. Нередко корпусные детали одновременно выполняют роль резервуара (картера) для рабочей среды, которой может быть технологическая жидкость, масло, вода и т.п. Корпусные детали воспринимают статические и динамические нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации, поэтому их конструкция должна быть прочной и жесткой. Корпуса сложной конфигурации с внутренними камерами и каналами получают только литьем (стальным и чугунным), в других случаях применяют сварные конструкции (штампосварные, штамполитые, из профильного проката, комбинированные).

По конструктивному исполнению корпусные детали весьма различаются и их можно подразделить на следующие группы:

1) коробчатого типа (корпуса редукторов, коробок передач, коробок отбора мощности и др.);

2) конструкции с системой внутренних разносных поверхностей (гидравлические коробки

3) поршневых насосов, блок-картер компрессоров);

4) сложной пространственной формы (корпуса центробежных насосов, задвижек, вертлюгов);

5) трубчатого типа (корпуса турбобуров, скважинных насосов и др.);

6) станины (станины лебедок, рамы кабеленаматывателей и др.).

Корпусные детали относятся обычно к крупногабаритному оборудованию и требуют для своей обработки соответственно крупного станочного оборудования и специальной оснастки. Обычно корпусные детали подвергаются ремонту реже остальных, а сам ремонт приурочивается к капитальному ремонту машины. С учетом большой стоимости корпусных деталей их бракуют лишь при серьезных дефектах, когда ремонт экономически нецелесообразен или не может быть выполнен по техническим причинам.

Характерные дефекты корпусных деталей: трещины, пробоины, обломы, раковины, износ посадочных отверстий под стаканы и подшипники, поломка шпилек, срыв и износ резьб, коробление привалочных поверхностей.

Ремонт корпусных деталей обычно начинают с устранения механических повреждений и удаления поломанных шпилек. Различными способами устраняются трещины, пробоины, сколы, свищи, раковины, имеющиеся или образовавшиеся в конструкции в процессе эксплуатации. Сломанные детали или их части привариваются. Разрушившиеся сварные швы срубаются, срезаются, удаляются абразивными кругами или пламенем горелки с последующим восстановлением соединения сваркой. Несущие элементы корпусов (станин, рам) могут заменяться новыми, а скрученные и погнутые правят в холодном или горячем состоянии. После проведения всех сварочных, наплавочных и других работ устраняют коробление присоединительных плоскостей путем шлифования, шабрения и, в отдельных случаях, фрезерования.

Трещины могут быть устранены следующими способами:

1. с помощью стяжек — по обе стороны трещины на некотором расстоянии от нее сверлят и развертывают два отверстия; в них запрессовывают штифты с выступающими концами; изготовляют стальную пластину с двумя отверстиями диаметром под штифты, расстояние между которы­ми несколько меньше расстояния между штифтами; если трещина поддается, ее стягивают струбциной и надевают на штифты пластину, в других случаях пластину нагревают и надевают на штифты, а при охлаждении она стягивает трещину;

2. с помощью штифтов — концы трещины засверливают диаметром 4-5 мм и такие же отверстия сверлят по длине трещины через 6-7 мм; во всех отверстиях нарезают резьбу и ввинчива-1 ют в них штифты из мягкой стали или меди, которые должны выступать над поверхностью на 1-2 мм; затем сверлят новые отверстия между штифтами, нарезают в них резьбу и ввинчивают в них другие штифты, которые затем обрубаются заподлицо; наконец, концы выступающих штифтов расчеканиваются и опиливаются, закрывая трещину полностью;

3. с помощью накладок — концы трещины засверливают диаметром 4-5 мм; из мягкой стали вырезают накладку толщиной 4-5 мм, размеры которой должны перекрывать границы трещины не менее, чем на 15 мм; из листового свинца или картона по размерам накладки вырезают прокладку; на расстоянии 10 мм от края и 10-15 мм друг от друга по периметру в накладке и прокладке сверлят сквозные отверстия под винты с потайной головкой; по накладке размечают в корпусе и сверлят отверстия и нарезают резьбу; накладку и прокладку смазывают суриком или клеем (БФ-2, карбинольный и др.) и прикрепляют винтами к корпусу; края накладки расчеканивают и опиливают;

4. заваркой и при необходимости последующей механической обработкой.

Пробоины и сколы можно устранить также несколькими способами:

1) установкой ввертыша — поврежденное место рассверливают, нарезают в нем резьбу и ввертывают в отверстие ввертывают, предварительно смазанный суриком, который затем стопорят раскерниванием;

2) установкой пробки — сколы рассверливают и запрессовывают в отверстие пробку, опиленную по форме ремонтируемой поверхности;

3) установкой вставки — сколотое место фрезеруют или запиливают; изготовляют вставку по форме паза и запрессовывают ее; при необходимости вставку дополнительно крепят винтами;

4) заваркой пробоин и наплавкой сколов с последующей механической обработкой.

Восстановление сломанной выступающей части (кронштейна, ушка и т.п.) осуществляют:

1) установкой вставки или пробки — оставшуюся часть выступающего элемента удаляют фрезерованием, строганием или срубают, запиливают, высверливают; затем фрезеруют или выпиливают паз под вставку или сверлят гладкое отверстие под пробку, либо резьбовое под штифт; вставку запрессовывают в паз и крепят к корпусу винтами, пробку запрессовывают, а штифт ввертывают, предварительно обмазав резьбу суриком; если сломанная деталь имела отверстие (например, ушко), то его развертывают или растачивают после установки вставки;

2) приваркой отломанной части к корпусу.

Корпусные детали, как правило, имеют большое число отверстий, которое можно разделить ни две группы: 1) основные, наиболее ответственные, в которые устанавливаются валы и оси; 2) второстепенные, к которым относятся крепежные отверстия, отверстия под пробки, маслоуказатели, сливные отверстия и пр., отличающиеся невысокими требованиями к точности их изготовления и восстановления

Наибольшая повторяемость дефектов характерна для посадочных отверстий под подшипники, стаканы, втулки. Устранение таких дефектов представляет основную сложность технологического процесса восстановления корпусных деталей В результате износов, старения и деформации корпусов нарушаются не только размеры отверстий, но и их взаимное расположение, параллельность и перпендикулярность отверстий, но и их взаимное расположение, параллельность и перпендикулярность отверстий между собой и относительно установочных баз. Восстановление изношенных отверстий также может привести к нарушению межосевых расстояний, параллельности осей, является причиной низкого ресурса отремонтированного оборудования. Поэтому в процессе восстановления корпусов наряду с доведением размеров до номинальных значений необходимо восстанавливать их пространственное расположение, выдерживая точные размеры. Так, рекомендуемые отклонения (в мм) не должны превышать: межосевых расстояний — 0.070-0.105, от соосности отверстий — 0.03-0.05, параллельности осей — 0.05-0.17 на длине до 350 мм, от перпендикулярности отверстий базовым плоскостям — 0.05-0.08 на длине 100 мм.

Одна из основных задач при ремонте корпусных деталей состоит в правильном выборе схемы базирования. В большинстве случаев детали базируются на поверхностях, принятых за исходные в процессе их изготовления на заводах-изготовителях. Обычно это плоскость и два отверстия, расположенные на ней. Однако так не всегда получается, т.к. базовые отверстия изнашиваются и, соответственно, изменяются межосевые расстояния. В результате эксплуатации на базовой поверхности возможны забоины, возникающие при разборке агрегатов. Поэтому приходится искать другие приемлемые базы.

Установочные отверстия, использовавшиеся на заводе-изготовителе, в случае их износа должны развертываться и зенкероваться на ремонтный размер с помощью кондуктора. Если установочные отверстия не используются в качестве сборочных баз, то их ремонтные размеры не должны превышать номинальные размеры более, чем на 0.2 мм.

При восстановлении посадочных отверстий необходимо применять такие способы, при которых наносится слой материала толщиной не менее 1 мм, чтобы можно было осуществить механическую обработку. Этим требованиям отвечают, например, способ ремонтных деталей, металлизация, нанесение порошковых материалов.

При возможности значительного увеличения изношенного отверстия оно растачивается под последующую запрессовку втулки или стакана. От осевого смещения или проворачивания втулку (стакан) стопорят винтом, установленным в разъем с корпусом. Затем во втулке растачивают или к ввертывают отверстие необходимого размера.

При растачивании отверстий желательно все отверстия, связанные между собой допусками, растачивать с одной установки, независимо от того, все отверстия изношены или только некоторые. Этот метод, помимо экономии на установке детали, обеспечивает наилучшую точность, т.к. погрешности размеров в отличие от последовательного (цепного) метода здесь меньше.

Источник

Лекция 13 Технологические процессы ремонта типовых деталей (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4

Лекция 13 Технологические процессы ремонта типовых деталей

Лекция 13 Технологические процессы ремонта типовых деталей

13.1 Ремонт корпусных деталей

К корпусным деталям относятся блок цилиндров, головка блока ци­линдров и различные картеры — сцепления, коробки передач, разда­точной коробки, ведущих мостов, рулевых механизмов, масляных на­сосов и другие детали. В большин­стве случаев эти детали изготавли­ваются отливкой из серого чугуна СЧ21-40, ковкого чугуна КЧ35-10 или из алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ9. Характерным для этих дета­лей является наличие на них конст­рукторских, технологических и изме­рительных баз, привалочных плоскостей, отверстий в соответствии с точным расположением их осей под подшипники валов, плоскостей разъемов, резьбовых отверстий.

При эксплуатации машин в кор­пусных деталях возможно появле­ние следующих дефектов: износ или повреждение баз, несоосность от­верстий, трещины на стенках и плос­костях разъемов, поверхностях 1тод подшипники и на опорных поверх­ностях; обломы частей картера, об­ломы шпилек; забитость, срыв или износ резьбы, коробление, забоины или деформация обработанных уста­новочных, привалочных или стыко­вых поверхностей; кавитационный износ отверстий, через которые про­ходит охлаждающая жидкость; вы­падание заглушек водяной рубашки блоков цилиндров. Для выявления дефектов для каждой детали раз­работаны технические условия на контроль и рекомендации для устра­нения их.

Ремонт корпусных деталей (блок цилиндров и т. п.) следует начинать с восстановления технологических баз, удаления обломанных шпилек и болтов, повреждений резьбовых от­верстий, а также устранения тре­щин и других повреждений, требу­ющих применения сварочных опера­ций, так как сварка может повлечь за собой коробление обработанных плоскостей деталей.

Дефект коробления плоскостей устраняется, как правило, шлифова­нием, до устранения неплоскостно­сти, так как оно соизмеримо с при­пуском на шлифование. При значи­тельных короблениях плоскости фре­зеруют, при этом используют для установки деталей базовые поверх­ности, созданные на деталях заво­дом-изготовителем, восстановлен­ные поверхности или, что реже, из­готовленные ремонтным заводом. Износ внутренних цилиндрических поверхностей в блоке цилиндров устраняется разными «способами:

— посадочные пояски в блоке под гильзы цилиндров растачиваются под ремонтный размер (табл.1);

— поверхности отверстий под тол­катели клапанов развертываются под ремонтный размер;

— поверхности под вкладыши и втулки ремонтируются механической обработкой под ремонтный размер или методом наплавки, напыления металла, электроискровой обработкой, гальваническим наращиванием металла, полимерными покрытиями, дополнительными ремонтными деталями с последующей механической обработкой до размера по рабочему чертежу. Ремонт с применением до­полнительных ремонтных деталей является процессом трудоемким, так как требуется предварительная рас­точка отверстий (соосных — с одной установки), запрессовка или вклеи­вание втулок, однако простота способа и надежность отремонтирован­ных отверстий позволяют широко использовать его в практике ремонт­ных предприятий.

Резьбовые поверхности на картерных деталях ремонтируют, как правило, под чертежный размер завода-изготовителя. Технология вос­становления поврежденной резьбы производится в следующей последо­вательности: прогонка, срез повреж­денной наружной резьбы или рас­сверливание отверстия до большого диаметра под заварку, заварка от­верстия, удаление наплывов, сверле­ние и нарезание новой резьбы. Воз­можен ремонт поврежденных резь­бовых отверстий применением спи­ральных вставок или установкой резьбовых втулок. В случае ослабле­ния резьбы при установке шпилек возможно применение полимерных уплотняющих материалов — герметиков на основе эпоксидных смол.

Трещины в картерных деталях устраняют заваркой (пайкой) или применением полимерных клеевых композиций (паст). Трещины предварительно ограничивают засверливанием по концам, а затем разделы­вают под углом 45 и 60° по всей дли­не, тщательно очищают от загряз­нений, масла и следов коррозии и заваривают (пропаивают). При при­менении для заделки трещин поли­мерных клеевых композиций (паст) разделанная трещина должна быть хорошо обезжирена. После заделки трещины корпусная деталь испытывается на герметичность.

Как показывает практика ремон­та деталей, не все возможные дефекты образуются одновременно на каж­дой детали. Как правило, они нахо­дятся в определенных сочетаниях. С учетом всех возможных дефек­тов корпусной детали устраняются они в последовательности, указанной в табл. 2. При восстановлении деталей определенного наименова­ния необходимо выбрать способ устранения каждого из имеющихся на ней дефектов, а затем уже, руко­водствуясь приведенной последова­тельностью устранения дефектов, проектировать технологический процесс ремонта детали.

13.2 — Ремонт деталей класса «Круглые стержни»

К таким деталям относятся ко­ленчатый и распределительный ва­лы, валы коробок передач и редук­торов, карданный вал, полуось ве­дущего моста, поворотная цапфа, рулевой вал и другие подобные детали. Валы изготавливаются из кон­струкционных среднеуглеродистых и легированных сталей, высокопроч­ного чугуна и в зависимости от на­значения и условий работы могут иметь шейки, отверстия, резьбу, шпоночные канавки, шлицы, выточ­ки, галтели, зубья, кулачки, торцо­вые поверхности, фланцы и другие поверхности, работающие при раз­личных видах трения и нагрузках. При нормальных условиях рабо­ты одним из основных дефектов ва­лов является износ. Перегрузка и усталость металла, нарушение смаз­ки трущихся поверхностей вызывают нагрев и деформацию детали, износ, задиры и схватывание на поверхно­стях трения. Усталость материала детали, как правило, влечет за со­бой поломку деталей. Под действием многих факторов условия работы детали изменяются, поэтому изменя­ется скорость изнашивания их по­верхностей, а сочетания дефектов случайны.

Характерными дефектами валов являются износ шеек, повреждение или износ резьбовых поверхностей, неплоскостность, биение привалочных поверхностей фланцев, износ гнезд под подшипники, износ экс­центриков и кулачков, износ шлицов, повреждения установочных поверх­ностей, износ зубьев. Валы с трещи­нами, выкрашиваниями, с цветами побежалости (пониженной твердо­стью шеек), большими задирами вы­браковываются.

Износ устраняется различными способами — обработкой под ре­монтный размер, пластической де­формацией, установкой дополнитель­ной ремонтной детали,- накаткой, наплавкой, напылением металлов и полимеров, гальванопокрытиями и др. Выбор способа ремонта валов обусловливается в основном усло­виями работы детали, качеством ее поверхности, производственной программой, экономическими факто­рами. Устранение дефектов на валах при реализации типового техноло­гического процесса производится в последовательности, указанной в табл. 3.

Рассмотрим для примера процесс ремонта коленчатого вала двигателя КамАЗ-740, изготовленного из стали 42ХМФА-Ш. Вал имеет четыре ша­тунных и пять коренных шеек, на носке вала установлена шестерня масляного насоса, на хвостовике — распределительная шестерня. От осевых смещений вал фиксируется четырьмя сталеалюминиевыми полу­кольцами, установленными в выточ­ке задней коренной опоры. В поло­стях шатунных шеек установлены бронзовые втулки для центробежной очистки масла, полости закрыты за­глушками.

Для контроля технического со­стояния ремонтируемых коленчатых валов разработаны технические ус­ловия на контроль и рекомендации по устранению выявленных дефек­тов. Устранение радиального биения вала производится при биении более 0,05 мм. Правят вал на прессе, для чего устанавливают его на призмах крайними коренными шейками. Уси­лие штока пресса передается на среднюю коренную шейку.

Износ, риски и задиры шеек вала устраняются шлифованием под ре­монтный размер на круглошлифовальных станках, для чего преду­смотрены 10 ремонтных размеров через 0,5 мм.

Последовательность шлифования шеек: сначала шлифуют коренные шейки при установке коленчатого вала в центрах станка, затем шлифу­ют шатунные шейки, для чего вал устанавливается в центросместителях. После шлифования шейки поли­руют пастой ГОИ № 10 или полиро­вальной лентой ЭБ220 (белый элек­трокорунд зернистостью 220).

13.3 Ремонт деталей класса « Полые стержни»

К этому классу можно отнести гильзы цилиндров, втулки, ступицы колес и другие детали. Принято к этому классу относить детали, у ко­торых отношение высоты к наиболь­шему диаметру одной из поверхно­стей не менее 0,5. Как правило, детали этого класса изготавливают­ся из чугуна СЧ21-40, СЧ24-44, СЧ36, специального высокопрочного легированного чугуна. Иногда в гильзах используются вставки из высоколегированного чугуна или стали.

При механической обработке в качестве базовых поверхностей ис­пользуются внутренние и наружные поверхности, а также торцовые по­верхности деталей. Рассмотрим ре­монт деталей класса «полые стерж­ни» на примере гильз цилиндров двигателей. Основными дефектами гильз двигателей, поступающих в ремонт, являются износ, конусообразность, некруглость, задиры, риски на внутренней рабочей поверхности, износ посадочных поясков и опор­ных буртов, кавитационные разру­шения на наружной поверхности, коррозия, накипь и трещины.

Рабочая (внутренняя) поверх­ность гильзы изнашивается наибо­лее интенсивно, так как на эту по­верхность попадают абразивные ча­стицы из топливно-воздушной смеси, из масла. Детали сопряжения гиль­за—поршень—поршневые кольца работают при высоких температурах, затрудненной смазке, повышенном давлении, в агрессивной среде, что также является причиной интенсив­ного износа внутренней поверхности гильз. Коррозионные и кавитацион­ные разрушения бывают весьма зна­чительными.

Обычно гильзы при определении технического состояния выбраковы­вают в случае наличия трещин, глубоких задиров и рисок на вну­тренней поверхности, сколов, износе внутренней рабочей поверхности бо­лее 0,4 мм и опорного бурта по вы­соте более 0,3 мм.

Источник