АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Основные дефекты деталей и классификация способов их восстановления

Читайте также:
  1. B. Основные принципы исследования истории этических учений
  2. Data Mining и Business Intelligence. Многомерные представления Data Mining. Data Mining: общая классификация. Функциональные возможности Data Mining.
  3. I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ (ТЕРМИНЫ) ЭКОЛОГИИ. ЕЕ СИСТЕМНОСТЬ
  4. I.3. Основные этапы исторического развития римского права
  5. II Съезд Советов, его основные решения. Первые шаги новой государственной власти в России (октябрь 1917 - первая половина 1918 гг.)
  6. II. Классификация документов
  7. II. Основные задачи и функции
  8. II. Основные задачи и функции
  9. II. Основные показатели деятельности лечебно-профилактических учреждений
  10. II. Основные проблемы, вызовы и риски. SWOT-анализ Республики Карелия
  11. IV. Механизмы и основные меры реализации государственной политики в области развития инновационной системы
  12. IX.4. Классификация наук

Учебная дисциплина «Организация и ремонт машин»

Лекция 3

Тема лекции: Технологические процессы восстановления деталей

План лекции 3:

1. Основные дефекты деталей и классификация способов их восстановления

2. Восстановление и упрочнение деталей пластической деформацией

3. Ручная сварка и наплавка

4. Механизированная сварка и наплавка

5. Восстановление деталей напылением

6. Восстановление деталей электролитическим осаждением металлов

7. Применение полимерных материалов при ремонте машин

8. Другие способы восстановления и упрочнения деталей

9. Особенности восстановления размеров деталей при обработке

 

Основные дефекты деталей и классификация способов их восстановления

 

1.1 В условиях всех видов трения происходит разрушение трущихся поверхностей, то есть, иначе говоря, поверхности изнашиваются.

Изнашивание - это процесс постепенного изменения размеров деталей вследствие работы трения, проявляющийся в отделении с поверхностей трения материала и (или) его остаточной деформации.

Износ - результат изнашивания деталей, то есть результат работы трения.

Механическое изнашивание разделяют на абразивное, гидроабразивное, газоабразивное, эрозионное, усталостное и кавитационное.

Молекулярно-механическое изнашивание вызывается одновременным воздействием механических и молекулярных или атомарных сил. В результате схватывания поверхностей в месте контакта происходит глубинное вырывание материала, поэтому его называют изнашиванием при заедании.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении поверхностей, непрерывно вступающих в химическое взаимодействие с окружающей средой. Это изнашивание разделяют на окислительное и изнашивание при фреттинг-коррозии.

 

1.2 Ремонт машин и их составных частей часто сводится к восстановлению работоспособности изношенных сопряжений. В первую очередь восстанавливают посадки (зазоры и натяги) в сопряжениях путем восстановления геометрической формы и физико-механических свойств поверхностей деталей.

Первоначальную посадку в сопряжении можно восстановить различными методами (см. рисунок 1):

- без изменения размеров деталей;

- с изменением их начальных размеров;

- восстановлением начальных размеров деталей.

Метод восстановления посадки без изменения размеров деталей сопряжения может быть осуществлен регулировкой зазора (натяга), заменой изношенных деталей или перестановкой изношенных деталей в другую рабочую позицию.

Регулировку зазора (натяга) обычно применяют для легкодоступных сопряжений. Она сводится к перемещению одной или нескольких деталей с помощью специальных устройств, в результате чего сопряжение становится работоспособным, но при этом сохраняется искаженная геометрическая форма деталей.

В зависимости от конструкции сопряжения регулировку зазора (натяга) выполняют путем перемещения деталей при резьбовых соединениях, удалением или постановкой прокладок, автоматической регулировкой.

Рисунок 1 – Методы восстановления посадок в сопряжении

 

Замена изношенных деталей или перестановка ее в другую рабочую позицию в сопряжении, как и регулировка, не полностью восстанавливают работоспособность сопряжения, так как новая деталь или изношенная поверхность старой детали в этом случае работают в сопряжении с изношенной деталью. Такое (частичное) восстановление посадки целесообразно в том случае, если ресурс восстановленного сопряжения достаточен для его работы до очередного ремонта.

Посадки с изменением начальных размеров восстанавливают путем увеличения размеров посадочных мест сопряженных деталей или путем их уменьшения.

В первом случае исправляют геометрическую форму и шероховатость поверхности изношенного отверстия (растачиванием, шлифованием), что приводит к увеличению диаметра, а посадочное место вала наращивают и обрабатывают под размер отверстия или устанавливают новый вал увеличенного ремонтного размера. Например, изношенную поверхность цилиндра двигателя растачивают, хонингуют и устанавливают поршень ремонтного размера. При этом уменьшаются удельные давления в сопряжении, приводящие в процессе работы к уменьшению износа. Однако прочность охватываемой детали снижается.

Во втором случае исправляют геометрическую форму и шероховатость поверхности вала (обтачиванием, шлифованием), а сопрягаемое отверстие наращивают и обрабатывают под размер вала или деталь заменяют новой с уменьшенным отверстием. Например, шейки коленчатого вала шлифуют и устанавливают вкладыши ремонтного размера. Это увеличивает удельные давления в сопряжении, приводящие в работе к его ускоренному износу.

Вопрос о том, какую из сопряженных деталей восстанавливать, а какую деталь подогнать по ней или заменить, решают с учетом экономической целесообразности. Как правило, восстанавливают наиболее сложную и дорогую деталь. Этот метод восстановления посадок в сопряжениях не обеспечивает взаимозаменяемости деталей, поэтому получил название восстановления под индивидуальный размер. Он находит применение в условиях единичного производства.

Восстановление детали под ремонтный размер – наиболее прогрессивный и широко применяемый метод восстановления посадок в сопряжении. Сущность его заключается в том, что основную наиболее сложную деталь обрабатывают до заранее установленного размера. Сопрягаемую с ней деталь изготавливают под этот же размер с сохранением допусков новой детали. В связи с тем, что ремонтные размеры заранее установлены и известны, вторую деталь можно изготовить независимо от первой и даже на другом предприятии. В этом случае на ремонтных чертежах деталей указывают категории ремонтных размеров.

Посадка с изменением начальных размеров деталей может восстанавливаться также с применением дополнительных деталей. Сущность этого метода состоит в том, что изношенные или поврежденные части деталей удаляют, а на их место устанавливают вновь изготовленные и обрабатывают деталь под ремонтный размер. Этот метод осуществляют с применением специфических приемов: отверстия и валы восстанавливают постановкой втулок, гильз или колец, например, изношенные отверстия под коренные подшипники блоков двигателей растачивают и устанавливают в них пластины; детали сложной конфигурации ремонтируют удалением дефектного и установкой нового элемента детали (зубчатого венца, шлицевой втулки, шлицевого конца вала и др.); плоские поверхности восстанавливают постановкой планок или накладок.

Восстановление посадок с восстановлением начальных размеров состоит в том, что размеры отверстия и вала восстанавливают наращиванием металла или другим методом с последующей обработкой их под номинальный размер. При этом восстанавливаются физико-механические свойства и шероховатость поверхности. Изношенная поверхность детали может наращиваться наплавкой, пластическим деформированием, гальваническими и химическими покрытиями, напылением, нанесением синтетических материалов. Этот метод не требует запаса деталей ремонтных размеров, упрощает организацию ремонтного производства, но восстановление размеров обеих сопряженных деталей экономически не всегда выгодно.

 

1.3 Значение и число регламентиро­ванных ремонтных размеров зависят от износа деталей за межремонтный период, от припуска на механиче­скую обработку и от запаса прочно­сти детали или глубины термической обработки ее поверхностного слоя.

Износ устанавливают обмером де­тали соответствующим инструмен­том. Припуск на обработку назнача­ют с учетом характера обработки, ти­па оборудования, размера и матери­ала детали. Задавая припуск на об­работку, следует иметь в виду иска­жения геометрической формы дета­ли, ее овальность и конусность. При­пуск должен способствовать получе­нию правильной геометрической формы изношенной поверхности де­тали после механической обработки, без наличия следов износа на ее рабо­чей поверхности.

Метод определения значения и ко­личества ремонтных размеров для вала и отверстия был впервые разра­ботан проф. В. В. Ефремовым. Если обозначить через dн и Dн со­ответственно размеры вала и отвер­стия по рабочему чертежу, dр1, и Dр2, - первые ремонтные размеры вала и отверстия, Итin и Иmах - минималь­ный и максимальный износ поверхно­сти детали на сторону, а через г - припуск на механическую обработку на сторону, то первый ремонтный размер может быть определен по следующим формулам:

- для наружных цилиндрических по­верхностей (валов)

(1)

- для внутренних цилиндрических поверхностей (отверстий)

(2)

Припуск на механическую обра­ботку зависит от вида обработки: при чистовой обточке и расточке он со­ставляет 0,05 - 0,1 мм, при шлифо­вании 0,03 - 0,05 мм на сторону.

Определить неравномерный одно­сторонний износ можно только одно­контактным измерительным прибо­ром (индикатор и т. п.). В связи с тем, что на производстве валы и втулки обычно измеряют двухконтактным инструментом (микрометром, инди­катором-нутромером), для упроще­ния пользования формулами (1) и (2) в них вводят коэффициент нерав­номерности износа b, который равен отношению максимального односто­роннего износа к износу на диаметр:

(3)

При симметричном износе детали, когда Иmax = Иmin = И/ 2, коэффициент неравномерности износа β = Иmax = 0,5. При одностороннем износе, когда Иmin = 0, а Иmax = И, ко­эффициент неравномерности износа β = Иmax = 1.

Таким образом, значения коэффи­циента неравномерности износа могут изменяться в пределах от 0,5 до 1.

Для конкретных деталей значения этого коэффициента устанавливают опытным путем.

Найдя из уравнения (3) значения Иmax и подставив его в выражения (1) и (2), получим:

В последней формуле член 2(βИ+z) на­зывается межремонтным интерва­лом.

Следовательно, расчетные форму­лы для определения ремонтных раз­меров можно представить оконча­тельно в следующем виде:

- для наружных цилиндрических по­верхностей (валов):

- для внутренних цилиндрических поверхностей (отверстий):

где n - число ремонтных размеров.

Число ремонтных размеров может быть найдено по следующим формулам:

- для валов

- для отверстий

где - минимально допустимый диаметр вала, мм; - максимально допустимый диаметр отверстия, мм.

Предельные значения диаметров и определяют по условиям прочности детали, из конструктив­ных соображений или исходя из мини­мально допустимой толщины слоя хи­мико-термической обработки поверх­ности детали.

 

1.4 Ремонт детали предусматривает восстановление ее работоспособности, первоначальной посадки, размеров, геометрической формы и взаиморасположения осей, прочности, твердости, герметичности и др.

Восстановление и повторное использование изношенных деталей является главным резервом снижения себестои­мости ремонта машин, так как себестоимость восстановления большинства дета­лей, как правило, не превышает 20...60 % цены новой детали. Кроме того, восстановление деталей - один из основных путей экономии материально-сырьевых и энергетических ресурсов, ре­шение экологических проблем, так как затраты энергии, металлов и других материалов в 25...30 раз меньше, чем затраты при изготовле­нии новых деталей. При переплавке изношенных деталей также безвозвратно теряется до 30 % металла. В процессе восстановления детали можно не только снизить се­бестоимость ремонта машин, но и во многих случаях повысить его качество, так как многие из приведенных далее способов восстановления деталей значи­тельно упрочняют восстанавливаемые поверхности, повышают их износостойкость.

Устранить одни и те же дефекты возможно различными способами, например, изношенные места могут быть отремонтированы хромированием, металлизацией, наплавкой, механической обработкой и другими способами, и наоборот, - один и тот же способ ремонта может быть применен для устранения разных дефектов. Например, сварка применима для восстановления изношенных участков детали, заварки трещин, наплавки резьбы и др.

Вследствие этого целесообразно дать общую классификацию способов ремонта, не связывая их с характером дефектов (см. рисунок 2).

 

Рисунок 2 - Классификация способов восстановления деталей

 

Для понимания таблицы 2 рассмотрим некоторые основные понятия.

Восстановление детали - комплекс технологичес­ких операций по устранению дефектов детали, обеспечивающих возобновление ее работоспособности и геометрических парамет­ров, установленных нормативно-технической документацией.

Де­фект - каждое отдельное несоответствие продукции установлен­ным требованиям.

Дефектная деталь - деталь, показатели качества которой имеют недопустимые отклонения от требований норма­тивно-технической документации по ремонту.

Деталь, подлежащая восстановлению, - дефектная деталь, устранение дефектов кото­рой технически возможно и экономически целесообразно.

Способ восстановления детали - совокупность операций, характеризующая технологический процесс (наплавку, напыление и т.д.).

Технологическая операция восстановления - за­конченная часть технологического процесса, выполненная на од­ном рабочем месте.


1 | 2 | 3 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.009 сек.)