книги / Ремонт подъемных кранов

Сварка и наплавка являются самыми распространённы­ ми способами восстановления детали. Сварку применяют при устранении механических повреждений на детали (трещин, пробоин и т.п.), а наплавку — для нанесения покрытий с целью компенсации износа рабочих поверхностей. На ремон­ тных предприятиях применяют как ручные, так механизи­ рованные способы сварки и наплавки. Среди механизирован­ ных способов наплавки наибольшее применение нашли: ав­ томатическая электродуговая наплавка под слоем флюса и в среде защитных газов, вибродуговая и электроконтактная наплавка. В настоящее время нашли применение плазмен­ ная сварка и наплавка, сварка трением, эВектроферромагнитная наплавка и др.

Напыление как способ восстановления деталей основан на нанесении распыленного металла на изношенной поверхнос­ ти детали. В зависимости от способа расплавления металла различают следующие виды напыления: электродуговое га­ зопламенное высоко частотное и плазменное.

Восстановление деталей нанесением гальванических и хи­ мических покрытий основано на осаждении металла на по­ верхности детали из растворов солей гальваническим или химическим методом.

Гальванические и химические процессы применяют при восстановлении изношенных поверхностей детали, а также для защиты их от коррозии. В целях компенсации износа детали наиболее часто применяют хромирование, осталивание (железнение) и химическое никелирование. Для защиты деталей от коррозии применяют гальванические процессы: хромирование, никелирование, цинкование, а также хими­ ческие процессы: оксидирование и фосфатирование.

Синтетические материалы (пластмасса) применяют для компенсации износа деталей работающих в условиях непод­ вижных посадок, а также при устранении механических по­ вреждений (трещин, пробоин) в корпусных деталях.

Электрофизические методы применяют в основном при обработке детали, восстановленных нанесением покрытий с

высокой твёрдостью, когда применение механической обра­ ботки не целесообразна. К ним относятся следующие виды обработки: электроискровая, анодно-механическая и элект- роэрозионно-химическая.

Электроискровая обработка применяется также при нара­ щивании поверхностей детали с небольшим износом и для их упрочнения.

Перечисленные способы восстановления деталей нашли применения в общемашиностроительном и ремонтном про­ изводстве и обеспечивают требуемый уровень качества и на­ дёжную работу деталей в течение установленных межремон­ тных сроков службы изделий. Необходимый уровень каче­ ства восстановленных деталей достигается за счёт правиль­ ного выбора технологического способа, а также путём управ­ ления процессами нанесения покрытий и последующей обра­ ботки детали. Основными управляющими факторами влия­ ющими на качество восстановленных деталей, являются свой­ ства исходных материалов, применяемых при нанесении по­ крытия, и режимы обработки.

3.3 Ремонт деталей методом механической обработки

Механическую обработку применяют в качестве подгото­ вительных и заключительных операций при восстановлении деталей наплавкой, электролитическими покрытиями, метал­ лизацией напылением и другими методами, а также в каче­ стве самостоятельного ремонта, к которому относятся: обра­ ботка деталей под ремонтные размеры, восстановление их постановкой дополнительных ремонтных деталей и заменой элемента детали.

3.3.1 Обработка деталей под ремонтные размеры

Обработка деталей под ремонтные размеры преследует цель восстановить качество сопряжения в кинематических парах типа вал-втулка, поршень-цилиндр и др. У более дорогостоя­

Величина w характеризует ремонтный интервал для вала. На рисунке 3.2, б показан первый ремонтный размер Dpl при восстановлении размера втулки; Da— номинальный раз­ мер втулки; ia — наибольший односторонний износ отвер­ стия; Za — снимаемый слой металла при обработке отвер­

Таким образом, расчётные формулы для определения ре­ монтных размеров будут иметь вид:

-°р2 = A.-2C0 цилиндрических

>поверхностей

(отверстий)

D pn = D „ - па

где п — число ремонтных размеров, которое определяют по формулам:

максимально допустимый диаметр отверстия, мм. Предельно допустимый размер, до которого можно обра­

батывать деталь под ремонтные размеры, зависит от условий прочности и конструктивных особенностей детали, в том числе от условия сохранения термически обработанного поверхно­ стного слоя.

Детали обрабатывают под ремонтные размеры обычно ме­ тодом шлифования, так как припуски на обработку состав­ ляют 0,1-0,4 мм. Учитывая неравномерность износа обра­ батываемых поверхностей, а, следовательно, и неравномер­ ность припуска, глубину резания и подачу следует несколь­ ко уменьшить по сравнению с нормативами шлифования новых деталей.

Значения ремонтных размеров устанавливают на основе изучения интенсивности изнашивания поверхностей трения и допустимых предельных износов сопрягаемых деталей.

Способом ремонтных размеров восстанавливают и резьбо­ вые соединения. В этом случае изношенную резьбу в более дорогой детали резьбовой пары удаляют и заново нарезают резьбу уменьшенного размера на валу или увеличенного — на втулке.

Способ ремонтных размеров получил значительное распро­ странение, так как он общедоступен и относительно дёшев. Однако этот способ имеет и существенные недостатки: нару­ шение взаимозаменяемости деталей, которая сохраняется в пределах данного ремонтного размера и то лишь для регла­ ментированных ремонтных размеров; усложнение дефектации и механической обработки деталей, так как необходимо иметь комплект предельных калибров под соответствующие ремонт­ ные размеры; усложнение процесса комплектования деталей перед сборкой и увеличение складских запасов деталей.

3.3.2 Восстановление деталей постановкой дополнительных ремонтных деталей

Этот способ применяют для восстановления посадочный отверстий в корпусах под подшипники качения запрессов­ кой ремонтных втулок, резьбовых отверстий в корпусных деталях постановкой резьбовых ввёртышей, компенсации износа в сопряжении установкой шайб и др.

Например, технологический процесс ремонта изношенно­ го отверстия в корпусе включает следующие операции:

3.4 Ремонт сваркой и наплавкой

3.4.1 Общие сведения

На ремонтных предприятиях сваркой и наплавкой восста­ навливают свыше 50 % деталей строительных и дорожных машин. Сварку применяют для заделки трещин, пробоин, от­ колов и устранения других механических повреждений дета­ лей, наплавку — для восстановления размеров изношенных поверхностей деталей и увеличения их износостойкости.

Широкое распространение при ремонте машин сварки и наплавки объясняется быстротой выполнения операций, от­ носительной несложностью технологического оборудования и экономичностью процессов. Однако сварка и наплавка име­ ют ряд недостатков: изменение структуры основного метал­ ла в зоне термического влияния и появление местных напря­ жений, приводящее к короблению деталей, снижению уста­ лостной прочности и даже появлению трещин; затруднения при сварке и наплавке деталей из высокоуглеродистых и ле­ гированных сталей и изготовленных из чугуна.

При ремонте строительных и дорожных машин наиболь­ шее распространение получили дуговая и газовая сварка и наплавка деталей.

Дуговая сварка и наплавка. Сущность дуговой сварки со­ стоит в том, что кромки деталей и конец электрода разогре­ ваются мощным источником тепла — электрической дугой, возникающей между электродом и свариваемыми деталями. В резулЫ'а'ге этбго образуется ванна из жидкого металла* образованного свариваемым металлом и материалом элект­ рода. Ж и д к и й металл, перемешиваясь, заполняет стык в сва­ риваемых деталях и после остывания образует шов. Для за­ щиты жидкого металла от вредного воздействия окружаю­ щей атмосферы электроды покрывают специальными обмаз­ ками или процесс выполняют в защитных средах (углекис­ лый газ, аргон, азот или их комбинации). Когда защитной

где U — напряжение дуги, В; 1св— сила сварочного тока, А; т)а— эффективный КПД процесса наплавки.

Величина т]апредставляет собой отношение эффективной тепловой мощности к полной тепловой мощности дуги. Она зависит от способа сварки и составляет: при наплавке от­ крытой дугой угольным электродом 0,5-0,6, при наплавке электродами с качественными покрытиями 0,6-0,8, при ду­ говой наплавке под флюсом 0,8-0,9.

Количество расплавленного электрода (в г) определяется по формуле

(3.7) где а — коэффициент расплавления, г/А •с; 1св— сварочный ток, А; г — длительность горения электрической дуги, с.

Масса наплавленного металла (в г) рассчитывается по фор­ муле

G H ®н7Св^ (3.8)

где ан — коэффициент наплавки, г/А ■с.

Во время наплавки наблюдаются потери электродного ме­ талла на угар и разбрызгивание, которые оцениваются в про­

Расплавленный металл всегда переносится с электрода на основной металл, а не наоборот, что объясняется воздействи­ ем на расплавленный металл электромагнитных сил, направ­ ленного движения газов и поверхностного натяжения, а при сварке в нижнем положении —■наличием определённой мас­ сы расплавленного металла. Расплавленный металл перено­ сится с электрода в виде капель с частотой от 30 до 60 в 1 с.

Расплавление основного металла и перемешивание его с расплавленным электродным металлом происходит в пере­ дней части сварочной ванны, а в тыльной её части, удалён­ ной от источника тепла, происходит процесс кристаллиза­ ции с образованием сварочного шва. Форма сварочной ван­