Валы оси их ремонт
Основные дефекты валов и осей — изнашивание посадочных шеек, повреждение шпоночных канавок и шлицев, резьбы, скручивание, погнутость, трещины, изломы.
Валы и оси восстанавливают в такой последовательности: детали моют, очищают и дефектуют. Детали со скручиванием более 0,25° на 1 м выбраковывают и не восстанавливают. Погнутость валов исправляют способами холодной и горячей правки, описанными выше. Холодной правке подвергают валы, стрела прогиба которых не превышает 0,3 мм на всю длину при частоте их вращения до 500 мин-1 и 0,2 мм — при большей частоте. Если стрела прогиба больше, то правка сопровождается местным нагревом до температуры 500…600°С ацетилено-кислородным пламенем или пламенем паяльной лампы. При незначительном прогибе погнутость устраняют путем проточки или прошлифовки вала или оси.
Перед началом восстановления валов и осей у них очищают центровые отверстия с помощью шаберов или на сверлильном либо токарном станке.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Вал, предназначенный для правки, укладывают на установочные призмы вогнутым местом вверх, после чего с помощью нажимного устройства через мягкую прокладку вал изгибают в обратную сторону на величину, в несколько раз превышающую стрелу прогиба, и отпускают. Подобную операцию повторяют до тех пор, пока вал не будет выправлен. Погрешность правки валов изгибом достигает 20…30 мкм.
Тонкие и длинные валы правят на токарных станках: валы устанавливают в центрах и выгибают с помощью упора, закрепляемого в суппорте станка.
Форму вала исправляют наклепом. Для этого вал укладывают на поверочную плиту прогибом вниз и наносят по нему легкие удары бойком. В результате в наклепанном слое возникают остаточные напряжения, выправляющие форму вала и обеспечивающие его устойчивое состояние.
Правке наклепом подвергают детали с прогибом не более 0,02…0,4 % от их длины.
В процессе деформирования валов и осей могли возникнуть трещины. Поэтому места правки проверяют дефектоскопами. Для снятия образовавшихся в результате правки внутренних напряжений, которые с течением времени могут частично восстановить изгиб, рекомендуется производить термическую обработку путем выдерживания детали в течение 0,5… 1 ч при температуре 400…450 °С.
Выправленные валы термически обрабатывают также и для достижения хорошей соосности посадочных шеек, затем протачивают и шлифуют.
Деформацию вала исправляют путем нагрева следующим образом. Вал укладывают прогибом вверх и наиболее изогнутый его участок термоизолируют (например, с помощью закрепленных проволокой листов асбеста). В месте максимального прогиба оставляют незащищенными участок размером 0,1…0,12D вала вдоль его оси и 0,33 D по окружности. Этот участок быстро (за 3…5 мин), но равномерно нагревают до температуры 500…550°С с помощью газового пламени. Деформацию вала контролируют индикатором. Закалку предотвращают наложением на незащищенный участок листов асбеста. После 10…15 мин асбест снимают и участок охлаждают сжатым воздухом.
Посадочные шейки на цапфах ремонтируют как путем восстановления их до номинального размера, так и обработкой под ремонтный размер.
Мелкие трещины, задиры и риски на шейках устраняют доводкой пастами ГОИ или маслом с тонким наждачным порошком и притирами. С этой целью деталь закрепляют в токарном станке, на нее надевают жимки и деталь приводят во вращение.
При восстановлении шеек валов и осей до номинального размера в условиях ремонтных мастерских слои металла наращивают наплавкой, металлизацией и накаткой. Также возможна пластическая деформация посадочных мест для увеличения их диаметров за счет незначительного уменьшения длины.
При наплавке шеек следят за тем, чтобы валики перекрывались по ширине на 1/3. Марку электродов выбирают в зависимости от материала детали и метода ее обработки.
Наплавленную поверхность для снятия внутренних напряжений отжигают при температуре 800…850°С и обрабатывают резцами с пластинками Т5К.10 для черновой и Т15К.6 для чистовой обработки. Обработанные поверхности шлифуют кругами твердостью СМ1 и СМ2 с последующей полировкой тонким наждачным полотном с маслом или кожей с пастами ГОИ.
При осадке участок посадочного места вала нагревают до температуры 900…950°С, после чего торец вала охлаждают в воде на глубину 5…7 мм. По охлажденному торцу наносят удары, и вал увеличивается в диаметре на 0,2…0,4 мм. Для раздачи конца вала в его торце сверлят отверстие на длину посадочного места. После нагрева стенок отверстия до температуры 850….900 °С в него запрессовывают палец.
При некоторых методах ремонта цапф применяют втулки- компенсаторы. В этом случае цапфу протачивают на меньший размер, на нее напрессовывают стальную втулку, торцы которой приваривают к торцу цапфы. После закрепления втулки ее наружную поверхность обрабатывают под заданный размер.
Валы и оси восстанавливают под ремонтный размер путем механической обработки на токарных и шлифовальных станках.
Шпоночную канавку ремонтируют как под номинальный, так и под ремонтный размер. В первом случае ее заплавляют и снова нарезают под номинальный размер, во втором (при износе менее чем на 15% от ширины паза) —расширяют до ремонтного размера путем шабрения и опиливания или фрезерования и строгания. Если положение шпоночной канавки не фиксировано по отношению к оси детали, то канавку переносят, смещая на 120° относительно первого положения. Старую канавку заплавляют и запиливают. Новую шпоночную канавку нарезают на фрезерных и строгальных станках (в этом случае в конце канавки высверливают отверстие), а также с помощью слесарных методов. Высверливают металл по контуру шпонки и снимают его зубилом и шабером.
При ремонте больших шпоночных канавок допускается односторонняя наплавка с последующей механической обработкой под номинальный размер. Наплавляют сторону канавки, противоположную изношенной, так как наплавленный металл отличается несколько худшими, чем у основного металла детали, про- тивоизносными свойствами. Наплавка же износостойкого металла затрудняет механическую обработку канавки под заданный размер.
Рис. 88. Ремонт шлицев на токарном станке:
1 — шлицевой валик, 2 — накаточный ролик, 3 — оправка, 4 — суппорт, 5 — патрон
Шлицевые части валов и осей при незначительном износе восстанавливают раздачей тупым зубилом или остроконечным роликом на 0,1… 1 мм с последующей механической обработкой под номинальный размер (рис. 88).
Перед раздачей шлицы отжигают, после раздачи образовавшиеся вдоль шлицев канавки заваривают дуговой электросваркой и зачищают. При большом износе шлицев их наплавляют как частично по боковым граням, так и сплошь, затем заново нарезают под номинальный размер на фрезерных и шлице- нарезных станках методом копирования или обкатки. После этого шлицы шлифуют.
Шлицевые втулки ремонтируют путем наплавки или обжатия с последующей механической обработкой на долбежных, протяжных и шлифовальных станках.
Иногда старые шлицевые концы отрезают и приваривают новые как с помощью сварки трением, так и (для больших диаметров) электрошлаковой сварки. Концы нарезают, после чего деталь правится и проходит термическую и механическую обработку.
Поврежденную резьбу восстанавливают при незначительных неисправностях путем ее прогонки на токарных и фрезерных станках или с помощью слесарных инструментов. При сорванной или сильно изношенной резьбе ее восстанавливают путем сплошной наплавки с последующим нарезанием вручную или на токарных станках.
В отдельных случаях перерезают резьбу на меньший диаметр, что требует соответствующего изменения резьбы и у сопрягаемой детали. В результате этого метод применяют исключительно при ремонте сложных и дорогих валов и осей, сопрягаемых с простыми деталями.
В неответственных деталях можно разделывать трещины на всю глубину с последующей заваркой путем дуговой сварки. Допускаемая глубина трещины на валах—10% от диаметра, при больших глубинах вал бракуют. После заварки трещин валы правят.
Сломанные неответственные валы и оси ремонтируют путем электрошлаковой сварки, а т.акже кольцевой дуговой сварки с постановкой соединительных пальцев и упрочняющих втулок (рис. 89).
Рис. 89. Ремонт вала: а — при изломе концевой шейки, б — шпилькой при изломе по середине вала, в — соединительной муфтой при изломе по середине вала; 1 — глубина ввертывания соединительного пальца
Галтели ремонтируют путем их слесарной опиловки и проточки на станках с последующим шлифованием.
Шпоночные и шлице- вые соединения можно ремонтировать постановкой конических зажимных колец. Ремонт этим способом сводится к расточке отверстия ступицы до размеров, позволяющих вставлять конические зажимные кольца, к изготовлению самих колец и их постановке. Комплект зажимных колец состоит из двух колец: внутреннего с цилиндрической внутренней поверхностью и конической наружной и внешнего с цилиндрической наружной и конической внутренней поверхностями.
После постановки одной или нескольких пар (кольца монтируют в пазу между валом и втулкой на подвижных посадках) в соединение их опрессовывают силой Р. При этом происходит пластическое деформирование в радиальном направлении, в результате чего наружные кольца прижимаются к отверстию втулки, а внутренние — к поверхности вала.
Данный способ не требует специальных приспособлений и пригоночных работ, технологически прост, обеспечивает герметичность и хорошее центрирование деталей, а его стоимость на 30…50 % ниже стоимости других способов ремонта. С помощью этого способа можно надежно соединить тонкостенные ступицы и полые валы, в которых нельзя применять шпоночные и шли- цевые соединения.
Источник
Валы оси их ремонт
Валы и оси изготавливают из углеродистых и легированных сталей. Большинство валов и осей подвергается улучшению, т. е. закалке с высоким отпуском, поверхностной закалке рабочих поверхностей.
Валы и оси имеют гладкие цилиндрические или конические поверхности (шейки), шлицы, шпоночные пазы, бурты, лыски и резьбовые поверхности.
В процессе эксплуатации машин и механизмов на этих поверхностях могут появляться различные дефекты: изгиб и скручивание, износ и смятие опорных и посадочных шеек и буртов; износ шпоночных пазов и шлицев; износ и повреждение резьбы и центровых отверстий; трещины и поломки в различных местах.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
При ремонте валов и осей вначале выполняют сварочные и слесарные работы, так как при их осуществлении возможны деформации детали и могут быть повреждены чисто обработанные поверхности. После сварочных и наплавочных работ валы и оси подвергают правке и предварительной механической обработке. Чистовая обработка рабочих поверхностей вала должна производиться в последнюю очередь.
Ремонт изогнутых валов и осей. Незначительные прогибы валов (менее 0,5 мм) устраняют проточкой или шлифованием. Валы диаметром до 50 мм, прогиб которых не превышает 0,01 длины вала, правят в холодном состоянии с помощью пресса или винтовыми скобами. В выпрямленном без нагрева валу с течением времени частично восстанавливается стрела прогиба.
Для обеспечения неизменяемости формы вала и снятия внутренних напряжений после правки производят термическую обработку, состоящую в выдержке вала при температуре 400—500 °С в течение 0,5—1 ч.
Значительные прогибы валов устраняют горячей правкой под прессом, для чего место изгиба вала нагревают до 600 °С в горне или пламенем газовой горелки. После правки необходимо повторно проверить вал на биение и, если изгиб полностью не устранен, повторить операцию правки.
Ремонт посадочных мест под подшипники и другие детали производят различными способами. Незначительные повреждения трущихся поверхностей в виде износов устраняют доводкой специальными пастами или шлифованием.
При больших износах, а также при наличии конусности и овальности восстанавление посадочных мест производят обработкой под ремонтный размер, а при отсутствии такой возможности—наплавкой, металлизацией или гальваническим способом.
Наиболее простым способом восстановления является обработка посадочных мест под ремонтный размер. Однако ремонтные размеры установлены на ограниченное число деталей машин. Поэтому часто обработку ведут под наибольший возможный размер, а сопряженные с валом подшипники скольжения изготовляют заново.
При износах более 2 мм восстановление валов и осей дорожных машин производят наплавкой.
Наращивание шеек валов хромированием, осталиванием и металлизацией при ремонте дорожных машин применяют на специализированных ремонтных предприятиях, так как это связано с применением специального оборудования. После наращивания одним из указанных способов посадочные места протачивают, шлифуют, а для получения особо чистых и гладких поверхностей полируют.
Ремонт шпоночных пазов и шлицев. Неисправности шпоночных пазов и шлицев могут проявляться в виде износа и смятия их поверхностей, выкрашивания металла на рабочих поверхностях.
При ремонте изношенных шпоночных соединений поврежденную шпонку заменяют новой нормального или увеличенного размера. В связи с этим ремонт шпоночных пазов на валу рекомендуется производить: расширением изношенного шпоночного паза (на 10— 15%) под шпонку увеличенного размера; фрезерованием шпоночного паза под шпонку нормального размера в другом месте, смещенном на 90 или 120° к поврежденному пазу; наплавкой стенок изношенных пазов с последующим фрезерованием их под нормальный размер.
Изношенные шлицы вала можно рекомендовать восстанавливать: раздачей шлицев; наплавкой изношенных боковых поверхностей шлицевых выступов; сплошной наплавкой шлицевых впадин и поверхностей выступов.
Независимо от способа ремонта окончательный размер шлицев получают механической обработкой под номинальный или увеличенный размер, позволяющий компенсировать износ шлицев в сопрягаемом отверстии.
При ремонте шлицев раздачей их отжигают, после чего раздают с помощью ролика, изготовленного из стали У6 или У7. В результате этого ширина шлицев увеличивается на 0,5—1 мм. В зависимости от величины износа раздачу шлицев производят по краю изношенной поверхности или по обоим краям выступа. Пазы, получившиеся на шлицах, заплавляют электросваркой и зачищают, а сами шлицы подгоняют по сопряженной детали механической обработкой.
Наплавку целесообразно производить электродами ЦН-250 или ЦН-300, обеспечивающими высокую износостойкость шлицев без последующей термической обработки. После наплавки вал протачивают до заданного размера, подрезают наплывы с торца и снимают фаску. Обрабатывают шлицы на зубофрезерных станках червячными фрезами или на горизонтально-фрезерных станках дисковыми или фасонными фрезами.
В небольших ремонтных мастерских шлицы обрабатывают на токарных станках с помощью специального зуборезно-шлиценарез-ного приспособления.
Ремонт резьбы на поверхности валов. Незначительно поврежденные резьбы исправляют на токарном станке или слесарной обработкой. Резьбу, потерявшую свой профиль вследствие износа или срыва, восстанавливают наплавкой. При этом старую резьбу удаляют проточкой на токарном станке, после чего полученную поверхность наплавляют, обтачивают и вновь нарезают резьбу требуемого размера.
Таблица 10
Если позволяет конструкция детали, изношенную резьбу удаляют и нарезают резьбу ремонтного размера. В отдельных случаях ту часть детали, которая имеет дефектную резьбу, удаляют, а на ее место ставят ввертыш, который затем приваривают к детали.
Рассмотрим в качестве примера групповой технологический процесс ремонта коленчатых валов двигателей различных марок (вариант одного маршрута). Коленчатые валы по размерам отнесены к группе крупных деталей, и в этот вариант маршрута входит следующее сочетание дефектов: прогиб, износы коренных и шатунных шеек (допускающие обработку под ремонтные размеры), износ шпоночных пазов и срыв резьбы в отверстиях.
Групповой технологический процесс ремонта валов для этого маршрута будет состоять из операций, указанных в табл. 10.
Источник