Ремонтные работы

Восстановление деталей (ремонт) гидронасосов

Ремонт деталей шестеренного насоса

Ремонт деталей шестеренного насоса (рис. 4.1), об изнашивании которых судят, в большинстве случаев, по снижению его производительности, вызываемой утечками гидравлической жидкости, осуществляется шлифованием на плоско- (шестерни, изготовленные отдельно от вала, вкладыши, корпус) или круглошлифовальном (шестерни изготовлены как единое целое с валом) станках. Далее

Восстановление деталей (ремонт) передач винт—гайка скольжения и качения

Ремонт передач винт-гайка

В процессе эксплуатации винтовых передач как скольжения, так и качения наиболее интенсивному изнашиванию подвергаются опоры винта и контактирующие поверхности винта и гайки, а также тел качения, располагаемых между винтом и гайкой в винтовых передачах качения.

Восстановление ходовых винтов передач осуществляется только в случае использования в них винтов с трапецеидальной или упорной резьбой, а также ходовых винтов передач качения, имеющих круглый профиль винтовой канавки. Далее

Восстановление деталей (ремонт) газораспределительного механизма

В процессе эксплуатации газораспределительного механизма наибольшему изнашиванию подвергаются шейки распределительного вала и рабочие профили кулачков, клапаны и их седла, а также пружины.

Ремонт газораспределительного механизма

Восстановление опорных шеек и кулачков распределительного вала

осуществляют механической обработкой, предварительно создавая на их поверхности ремонтный припуск, обеспечивающий восстановление первоначальных размеров и формы элементов распределительного вала. Далее

Восстановление деталей кривошипно-шатунного механизма

При эксплуатации кривошипно-шатунного механизма наибольшему изнашиванию подвергаются детали поршневой группы, испытывающие экстремальные нагрузки вследствие сгорания рабочей смеси. Износ этих деталей приводит к нарушению нормальной работы механизма в результате снижения компрессии из-за просачивания газов между стенками поршня и цилиндра. Далее

 Восстановление деталей соединительных муфт

Соединительные муфты, предназначенные для соединения в промышленном оборудовании соосно расположенных валов, насчитывают большое количество конструктивных решений, которые имеют свои тенденции как в характере изнашивания деталей этих муфт, так и в технологических процессах их восстановления.

Жесткие муфты, предназначенные для соединения строго соосных валов, состоят из втулок, штифтов или шпонок, обеспечивающих соединение втулок с валами передачи (рис. 2.16). Далее

Восстановление зубчатых колес и реек

При эксплуатации зубчатых колес происходит их изнашивание главным образом по боковым и торцевым поверхностям зубьев и посадочным местам. Возможна также поломка зубьев в результате возникновения в процессе эксплуатации чрезвычайно больших нагрузок.

Наиболее частым дефектом при эксплуатации зубчатых колес являются изнашивание рабочего профиля зуба, скол части зуба, трещины в зубчатом венце или ступице зубчатого колеса, изнашивание посадочного отверстия, сопряженное со смятием шпонки или шлицов, вмятины на торцах зубьев. Далее

Восстановление деталей подшипниковых узлов

Восстановление подшипниковых узлов с подшипниками скольжения

зависит от условий их эксплуатации, связанных с повышенным трением в паре вал — вкладыш. По характеру данный вид износа трущихся поверхностей проявляется в нарушении их геометрических размеров и формы, наличии рисок и задиров. В подшипниках с баббитовой заливкой кроме этого наблюдается расслаивание слоя баббита и его выкрошивание. Далее

Восстановление валов осей и шпинделей

Гладкие и шлицевые валы и оси составляют основную номенклатуру восстанавливаемых деталей промышленного оборудования. Длина восстанавливаемых валов может колебаться в значительных пределах (100… 4 ООО мм), но основная доля восстанавливаемых деталей (более 90 %) приходится на валы длиной не более 1 ООО мм. Далее

Напыление металлического слоя (металлов)

При напылении покрытий не наблюдается расплавления материала восстанавливаемой поверхности, что существенно снижает деформацию детали в процессе нанесения покрытия.

Для обеспечения формирования качественного покрытия при напылении металлического слоя необходимо выполнять следующие правила:

■        термическое воздействие на материал восстанавливаемой детали не должно вызывать фазовых и структурных превращений;

■        материал покрытия и основной материал не должны перемещаться в процессе напыления, т. е. следует предупреждать диффузию материала покрытия в материал детали;
■        при нанесении покрытий не должно происходить реакций, способных изменить химический состав наносимого покрытия по сравнению с исходным материалом.

Для выполнения приведенных правил необходимо использовать такие способы нанесения покрытий, которые обеспечивают сохранение твердого состояния наносимого материала в процессе напыления. Наиболее рациональным является способ газотермического напыления порошковых покрытий.

В общем случае процесс напыления складывается из следующих этапов: нагрев напыляемого материала, его дробление, перенос на восстанавливаемую поверхность с большой скоростью, удар об эту поверхность, деформирование и закрепление наносимого материала.

Нагрев напыляемого материала осуществляется газовым пламенем, электрической дугой, плазмой и т. п.

В качестве материала для нанесения покрытий используется проволока или порошки разного состава.

В зависимости от источника нагрева и способа дробления напыляемого материала различают несколько способов напыления: электродуговое, газопламенное, детонационное и плазменное (индукционное или плазменно-дуговое). Напыление может производиться без защиты зоны напыления от окружающей среды, с местной защитой или в герметичной камере.

Подготовка наносимого покрытия заключается в очистке материала, предназначенного для напыления, от загрязнений, например удаление антикоррозионной смазки с проволоки в растворах технических моющих средств с последующим ее отжигом, обработкой в растворе серной кислоты, промывкой в проточной воде и просушиванием.

Механическая обработка восстанавливаемой поверхности обеспечивает придание ей правильной геометрической формы и равномерность толщины наносимого покрытия. Предварительная механическая обработка сводится к протачиванию, растачиванию, подрезанию торцов и обдирочному (черновому) шлифованию.

 

Подготовка восстанавливаемой поверхности к напылению может осуществляться несколькими способами.

Механические способы заключаются в обработке поверхности, подлежащей восстановлению, струей газа (обдув сжатым воздухом) или жидкости либо твердыми материалами с использованием в качестве инструмента резцов, металлических проволочных щеток или зерен свободного абразива. Механическая обработка также включает в себя нарезание «рваной резьбы» на цилиндрических поверхностях восстанавливаемых деталей.

На конических поверхностях восстанавливаемых деталей прорезают кольцевые канавки шириной 1,2… 1,4 мм на глубину 0,7… 0,8 мм. Шаг нарезаемых канавок должен составлять 1,6… 2,0 мм.

На плоских поверхностях прорезают канавки по Архимедовой спирали, используя токарные или карусельные станки. Спиральные канавки после их нарезания подвергают дробеструйной обработке, обеспечивающей притупление острых кромок и создание дополнительной шероховатости восстанавливаемой поверхности с целью повышения прочности сцепления наносимого слоя с материалом восстанавливаемой детали.

При твердости восстанавливаемой поверхности меньше 35 HRC механическую обработку ведут без снятия стружки. В этом случае выполняется сетчатая накатка поверхности, которая практически не оказывает влияния на усталостную прочность материала восстанавливаемой детали, обеспечивая надежное соединение покрытия с основным металлом.

Термически обработанные поверхности, обладающие высокой твердостью, обрабатывают зернами корунда, перемещаемого в струе сжатого воздуха; термически не обработанные поверхности подвергают дробеструйной обработке стальной или чугунной дробью.

Химические способы осуществляются путем травления восстанавливаемых поверхностей разными растворами. Выбор раствора для травления зависит от материала восстанавливаемой поверхности. Для выбора раствора пользуются справочными таблицами. Интервал времени между процессами травления и нанесения покрытий не должен превышать 3 ч.

Термические способы предусматривают использование разогретого (неподвижного или движущегося) или ионизированного газа, инфракрасного, ультрафиолетового или лазерного излучения.

Выбор способа подготовки восстанавливаемых поверхностей для нанесения покрытий методом напыления зависит от физико-механических требований, предъявляемых к этим поверхностям в процессе эксплуатации. Для выбора используют справочные таблицы.

Очистка и обезжиривание восстанавливаемых поверхностей выполняется механическим и химическим способами с применением моющих технических средств и растворителей. Такая обработка позволяет увеличить прочность соединения наносимого покрытия с материалом восстанавливаемой поверхности.

Нагрев восстанавливаемых поверхностей деталей перед напылением

обеспечивает повышение прочности соединения наносимого подслоя с основным материалом, а наносимого покрытия с подслоем.

Нанесение подслоя перед нанесением основного покрытия необходимо для обеспечения более прочного соединения покрытия с основным материалом восстанавливаемой поверхности.

Процесс нанесения напыляемых покрытий может производиться без их оплавления, с одновременным нанесением и оплавлением и с оплавлением после нанесения напыляемого покрытия.

Нанесение порошковых покрытий на восстанавливаемую поверхность в зависимости от степени износа, назначения деталей и материала, из которого они изготовлены, осуществляется следующими способами:

■       газопламенным напылением без последующего оплавления при износе, не превышающем 2 мм, и отсутствии деформаций, искажающих структуру материала, например смятия, если детали в процессе эксплуатации не подвергаются знакопеременным и ударным нагрузкам и значительному температурному воздействию;

■       газопламенному напылению с одновременным оплавлением при износе восстанавливаемой поверхности до 5 мм, если детали изготовлены из чугуна, конструкционных углеродистых и легированных коррозионно-стойких сталей и испытывают в процессе эксплуатации знакопеременные и ударные нагрузки;

■       газопламенным напылением с последующим оплавлением при износе деталей типа валов, не превышающем 2,5 мм, если детали подвержены в процессе эксплуатации коррозионному воздействию, абразивному изнашиванию или действию высоких температур.

Газопламенное напыление осуществляется при нагревании напыляемого материала газовым пламенем горелок, работающих на газовых смесях ацетилен-кислород или пропан-бутан, до его расплавления и последующего напыления на восстанавливаемую поверхность струей сжатого воздуха. В качестве материала для газопламенного напыления применяют порошки, проволоку и шнуры.

Газопламенное напыление порошковыми материалами осуществляется при подаче порошка, как правило, вдоль оси факела в его внутреннюю часть под действием собственного веса частиц распыляемого материала или с помощью транспортирующего газа (рис., 1.4). При использовании для напыления проволоки и шнуров их подачу осуществляют в восстановительную часть пламени. Газопламенное напыление может производиться без оплавления (для не испытывающих деформаций деталей, работающих при температуре ниже 350 °С в условиях нагружения без знакопеременных нагрузок) при восстановлении наружных и внутренних цилиндрических поверхностей подвижных и неподвижных соединений с предусмотренным последующим оплавлением газокислородным пламенем или токами высокой частоты. Данный способ восстановления деталей используют в случаях повышенных требований к износостойкости и прочности сцепления покрытия с основным металлом детали, а также при необходимости одновременного оплавления при восстановлении деталей из чугуна или стали, если толщина наносимого покрытия составляет 1,3… 1,8 мм на сторону.

Схема газопламенного напыления порошкового материала с помощью транспортирующего газа

Рис. 1.4 Схема газопламенного напыления порошкового материала с помощью транспортирующего газа:

1 — сопло; 2 — факел; 3 — покрытие; 4 — подложка

 

 

Процесс нанесения порошковых покрытий осуществляется на специальных аппаратах, выполненных на базе горелок для ручной газовой сварки, но отличающихся от них наличием специального питателя (бункера) с порошковым материалом.

При нанесении порошковых покрытий этим способом необходимо выполнять следующие операции:

■        подготовить деталь, подлежащую восстановлению, к нанесению порошкового покрытия, подвергнув ее пескоструйной или дробеструйной обработке с целью удаления загрязнений и следов коррозии и создания необходимой шероховатости восстанавливаемой поверхности для обеспечения более надежного сцепления наносимого покрытия с основным металлом;

■        выбрать и подготовить к внесению в бункер газовой горелки порошковый материал для напыления;

■        установить деталь, подлежащую восстановлению, в центрах токарного или на столе фрезерного станка;

■        подсоединить горелку к баллонам с кислородом и ацетиленом и компрессору подачи транспортирующего воздуха;

■        заполнить бункер горелки порошком для напыления;

■        включить привод станка, обеспечивая перемещение детали, подлежащей восстановлению;

■        открыть вентили подачи кислорода и ацетилена (именно в такой последовательности);

■        разжечь горелку;

■        включить компрессор подачи транспортирующего воздуха;

■        открыть вентиль подачи транспортирующего воздуха;

■        произвести напыление предварительного слоя;

■        перекрыть подачу транспортирующего воздуха;

■        перекрыть подачу ацетилена и кислорода;

■        выключить привод станка, остановив движение детали;

■        проверить качество нанесения предварительного слоя;

■        заполнить бункер горелки порошком, далее в указанной последовательности включить привод станка, открыть вентили подачи кислорода и ацетилена, разжечь горелку, включить компрессор подачи транспортирующего воздуха;

■        нанести порошковое покрытие на поверхности детали, подлежащей восстановлению, обеспечив необходимую его толщину (контроль толщины покрытия осуществляется периодически при прерывании процесса напыления);

■        перекрыть в указанной последовательности подачу транспортирующего воздуха, ацетилена и кислорода, выключить привод станка, остановив движение детали, проверить качество нанесенного покрытия.

Плазменное напыление основано на применении плазменной струи в качестве источника тепловой энергии и переносчика расплавленного металла на восстанавливаемую поверхность. Получается плазменная струя при продувании плазмообразующего газа через электрическую дугу посредствам сопла 3 (рис. 1.5) с медными, охлаждаемыми водой стенками.

 

Схема установки детонационного напыления

Рис. 1.5. Схема плазменной горелки для напыления порошкового материала:

1 — электрод-катод; 2 — устройство подвода металлического порошка; 3 — сопло-анод; 4 — патрубок подвода охлаждающей воды; 5 — стальной корпус; б — устройство подвода плазмообразующего газа

 

Плазмообразующий газ по устройству 6 подвода подается к соплу 3, которое, являясь анодом, охлаждается водой, поступающей по патрубку 4. При подаче напряжения на электрод-катод 1 и сопло-анод 3 между ними возникает электрическая дуга. В поступающем по устройству 6 плазмообразующем газе появляется струя плазмы, в которую из устройства 2 подводится металлический порошок в струе транспортирующего газа. Порошок расплавляется в струе плазмы и в виде капель переносится на восстанавливаемую поверхность.

В качестве плазмообразующих газов при выполнении покрытий способом плазменного напыления используют аргон, гелий, азот, водород или смеси этих газов. Применяют плазменное напыление для восстановления таких деталей, как коренные опоры подшипников блоков цилиндров, а также для восстановления поверхностей отверстий в корпусных деталях из алюминиевых сплавов, поршней и коленчатых валов.

Детонационное напыление осуществляется за счет передачи энергии сгорания и перемещения, например ацетиленокислородной смеси частицам металла, предназначенным к нанесению на восстанавливаемую поверхность, в стволе специального устройства — пушки. Детонация возникает в начальный период горения газовой смеси и распространяется в стволе пушки с очень высокой скоростью, достигающей 2 000 м/с. Температура горения смеси при этом может составлять 5 500 °С.

В используемой для нанесения порошковых материалов установке (рис. 1.6) детонационного напыления процесс происходит следующим образом. Во взрывную камеру 3 подается транспортирующим газом (азотом или воздухом) через порошковый питатель 1 порция порошка (50… 200 мг) и горючая смесь (ацетилен-кислород или пропан-бутан). В запальном устройстве 2 между электродами инициируется запальная искра, вызывающая возгорание и последующее взрывное (детонационное) горение горючей смеси. В результате такого горения возникает взрывная волна, которая, отражаясь от дна взрывной камеры, увлекает за собой расплавленный порошок, перемещая его наружу вдоль оси ствола 5, охлаждаемого водой. Таким образом напыляются мелкодисперсные (крупностью около 1 мкм) порошки.

 

 

Схема плазменной горелки для напыления порошкового материала

Рис, 1.6. Схема установки детонационного напыления:

1 — порошковый питатель; 2 — запальное устройство; 3 — взрывная камера; 4 — смесительная камера; 5 — ствол; б — покрытие; 7 — восстанавливаемая деталь; а и б — базовый и усовершенствованный вариант подачи газов соответственно

 

 Наплавка деталей

Наплавка — процесс нанесения на поверхность ремонтной заготовки слоя металла, который может сопровождаться образованием трещин в материале восстанавливаемой детали, прилегающем к наплавленному слою. Далее