Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВРАЩЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА МЕХАНИЗИРОВАННОЙ НАПЛАВКИ ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА

Автоматическая дуговая наплавка под флюсом - механизированный способ наплавки - была разработана известным русским ученым E. О. Патоном. Как видно из рис.1, дуга горит под расплавленным флюсом, эластичная оболочка которого защищает расплавленный металл электрода и детали от вредного воздействия кислорода и азота воздуха, предотвращает выгорание легирующих элементов, не позволяет разбрызгиваться расплавленному металлу. Шлаковая корка замедляет охлаждение расплавленного металла и улучшает условия для необходимых структурных превращений.

Рис. 1 Схема наплавки под флюсом деталей вращением: 1 - деталь; 2 - электрод; 3-расплавленный флюс; 4 - патрубок подачи флюса; 5 - затвердевший шлак; 6 - наплавленный метал; 7 - нерасплавленный металл

Для того, чтобы расплавленный металл и флюс не стекали при наплавке деталей круглого сечения, электрод смещается на 4 - 6 мм от оси в сторону, противоположную направлению вращения деталей. Температура в центре дуги достигает 6500°С. По мере удаления от зоны горения дуги расплавленный металл охлаждается и затвердевает, а жидкий флюс превращается в шлаковую корку. Наплавленный металл, благодаря защите флюсом, приобретает однородную структуру, в нем отсутствуют раковины и поры.

Химический состав, внутренние напряжения, твердость износостойкость, усталостная прочность, сцепляемость, обрабатываемость и другие физике - механические и технологические свойства наплавленных слоев и восстановленных наплавкой деталей определяются выбранными материалами, режимами наплавки, а также последующей термической обработкой.

При наплавке под флюсом применяется не обмазанная (голая) или порошковая электродная проволока. Наплавка, как правило, ведется на постоянном токе обратной полярности (деталь присоединяется к отрицательному полюсу источника тока, электродная проволока - к положительному), при этом достигается лучшее формирование наплавляемого металла на поверхности заготовки.

Под флюсом наплавляются детали типа тел вращения диаметром не менее, так как в противном случае расплавленные металл и флюс из-за сильного разогрева детали не затвердевают на ней и стекают, кроме того, с деталей малого диаметра ссыпается флюс.

Под флюсом можно наплавлять также внутренние цилиндрические поверхности диаметром более 50 мм, различные плоские и сложные поверхности деталей.

Поскольку при наплавке под флюсом наращиваются толстые слои металла, рекомендуется этим способом восстанавливать детали, имеющие сравнительно большие износы.

Эксплуатационные свойства наплавленного металла в большой степени зависят от материала электродной проволоки и состава флюса, а также от режимов наплавки.

Электродная проволока. Изношенные поверхности деталей машин и механизмов наплавляют углеродистой или легированной наплавочной проволокой. Могут быть использованы также стандартная сварочная и пружинная проволока из углеродистой стали с низким содержанием серы и фосфора. При необходимости получения специальных свойств наплавленного металла - жаростойкости, стойкости против коррозии и т. д.- применяют проволоку, изготовленную из соответствующих сталей.

1.1 Флюс

Состав флюса выбирается одновременно с выбором электродной проволоки, поскольку флюс также позволяет производить частичное легирование наплавленного металла.

При автоматической наплавке применяют два вида флюсов: плавленые и керамические. Флюсы плавленые получают сплавлением компонентов шихты в электрических печах. Высокомарганцовистые, высококремнистые флюсы марок АН-348А, АН-60, ОСЦ-45, 0СЦ-45М и др. применяют при наплавке углеродистых и низколегированных сталей. Низко-кремнистые флюсы марок АН-20, АН-30, АН-10, АН-10А и другие применяют при наплавке средне- и высоколегированных сталей. Плавленые флюсы лишь незначительно легируют наплавленный металл марганцем и кремнием. Поэтому для получения износостойкого наплавленного слоя их следует применять в сочетании с легированной электродной проволокой.

Керамические флюсы включают легирующие компоненты в виде феррохрома, ферроникеля, ферромарганца, ферротитана и др. К ним относятся флюсы марок: AHK-I8, АНК-19, АНЛ-1, АНЛ-2. В сочетании с керамическими флюсами для получения износостойкого наплавленного слоя можно применять малоуглеродистую электродную проволоку (например Св-08). При различных сочетаниях марок флюса и электродной проволоки можно получать разную твердость наплавленного слоя.

Режим автоматической наплавки под флюсом оказывает большое влияние на производительность процесса и физико-механические свойства наплавленного металла. Выбранные параметры режима (род и полярность тока, сила тока и напряжение дуги, вылет и расположение электрода, скорость наплавки подачи проволоки, ее диаметр и т. д.) должны обеспечивать:

- качественное формирование каждого наплавленного слоя;

- минимальную глубину проплавления основного металла, обеспечивающую надежное его сплавление с наплавленным металлом;

- минимальный припуск на механическую обработку.

При увеличении силы тока увеличивается количество тепла, выделяемого дугой, к, следовательно, повышается производительность процесса. Но одновременно увеличивается глубина проплавления и объем ванны, что может привести к отеканию металла. При увеличении напряжения глубина проплавления уменьшается, увеличивается ширина и уменьшается высота валика. Чрезмерно высокое напряжение, приводит к выгоранию легирующих элементов и снижению твердости, чрезмерно низкое - к непроварам. Обычно наплавку под флюсом ведут при напряжении дуги от 25 до 40В.

Вылет электродной проволоки из мундштука влияет на формирование. валика: чем больше вылет, тем больше она будет нагреваться из-за увеличения электрического сопротивления и быстрее плавиться. Сила тока, а следовательно, и глубина проплавления уменьшаются, что может привести к непровариванию.

Рекомендуется для проволоки диаметром до 2-3 мм устанавливать вылет, равный, а для проволоки диаметром 4-5 мм вылет.

Скорость наплавки также сильно влияет на форму валика и глубину проплавления. При малой скорости (м/час) расплавленный металл, растекаясь по холодному металлу детали, образует валик большой ширины при малой глубине проплавления. При увеличении скорости наплавки от 25 до 40 м/час, расплавленный металл не успевает растекаться в стороны, а концентрируется вблизи от электродной проволоки. Глубина проплавления и высота валика увеличиваются, а ширина валика уменьшается. При скорости более 60 м/час из-за сильного отклонения дуги назад на наплавленный металл; уменьшается энергия дуги, что влечет за собой уменьшение глубины проплавления, высоты и ширины валика. Наплавку обычно ведут на скорости от 15 до 30 м/час. Шаг наплавки зависит от диаметра восстанавливаемой детали, диаметра проволоки и скорости ее подачи. Для проволоки диаметром от 1 до 2 мм и скорости подачи 1,3 - 2,6 м/мин рекомендуется принимать шаг наплавки соответственно от 2,5 до 7 мм/об. Для ремонта автотракторных деталей наплавкой (таких как: коленчатые валы, крестовины, детали ходовой части, шестерни, опорные катки и детали трансмиссии тракторов) применяются в основном электродные проволоки марок: НП-65Г, НП-30ХГСА, Нп-40х13, НП-40Х2Г2М.

Оборудование рабочего места.

Рис. 2 Установка для наплавки детали под флюсом

Установка для наплавки под флюсом деталей тина тел вращения показана на рис. 2. При автоматической дуговой наплавке под флюсом деталь 5 устанавливают в патроне или центрах специально переоборудованного токарного станка, а наплавочный аппарат 1 типа А-58ОМ - на его суппорте. Электродная проволока подается из кассеты и роликами подающего механизма наплавочного аппарата в зону горения электрической дуги. Движение электрода вдоль сварочного шва обеспечивается вращением детали, а по длине наплавленной поверхности продольным движением суппорта станка. Наплавка производится винтовыми валиками со взаимным их перекрытием примерно на 1/8. Флюс в зону горения дуги поступает из бункера 3.



2. ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ДО НОМИНАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО МЕТОДА (ОСТАЛИВАНИЕ)

Процесс осталивания осуществляется в водных растворах хлорида или сульфата железа. В ванну, наполненную раствором хлорида железа, опускают два электрода, соединяют их с источником тока и пропускают через электролит электрический ток. Под действием электрического тока ионы железа (Fe), находящиеся в растворе, передвигаются к электроду, соединенному с катодом, где они разряжаются, покрывая катод слоем электролитического железа. Одновременно с осаждением железа на катод растворяется металл анода, посылая свои ионы в раствор взамен израсходованных на образование осадка. Растворимые аноды изготовляют из малоуглеродистой стали.

Процесс осталивания по сравнению с хромированием имеет более высокую производительность. Он дает возможность получать осадки толщиной до 1,5 мм, не требует дефицитных химических реактивов. Выход по току в этом процессе равен 85--95 %, скорость осаждения 0,3--0,6 мм/ч, расход электроэнергии -- 1,5 кВт - ч/дм2.

Все детали, восстанавливаемые осталиванием, можно разбить на четыре группы: детали с посадочными поверхностями под неподвижные сопряжения; детали с поверхностями, работающими в условиях трения со смазкой; детали сложной формы с ограниченными поверхностями износа; корпусные детали с внутренними и наружными изношенными поверхностями.

Первые две группы деталей восстанавливаются в ваннах, а последующие -- безванными способами.

В зависимости от состава электролита, режимов осаждения и анодной обработки можно получать гладкие и пористые осадки железа с твердостью 300--7000 кгс/мм2.

Твердость осадков при осталивании увеличивается при снижении концентрации солей в электролите, росте плотности тока, понижении температуры, введении в электролиты различных органических и минеральных добавок.

2.1 Ремонт деталей осталиванием

Электролитическое осталивание является таким процессом электролиза, при котором при пропускании постоянного тока через водный раствор соли железа на катоде (детали) в результате разряда ионов железа осаждается слой железа. Одновременно с этим растворяется металл анодов, посылая свои ионы в раствор взамеН израсходованных на образование осадка.

Растворимые аноды изготавливают из малоуглеродистой стал» марок 10 и 20 и покрывают чехлами из стеклянной или капроновой ткани.

Для электролитического осталивания применяют преимущественно растворы хлористого железа, подогретые до 60--80°.

Процесс осталивания является более экономичным по сравнению с хромированием. При этом покрытия получаются более толстыми (2--3 мм и более), что весьма важно при восстановлении деталей с большими износами.

Исходные материалы для электролита осталивания (соляная кислота, стальная стружка, поваренная соль) и анодов являются недорогими и недефицитными.

Для компенсации испаряемости электролита и соблюдения постоянства его состава необходимо непрерывно фильтровать электролит вследствие засоряемости его анодным шламом.

Кроме того, требуется применение специальных кислотостойких материалов и покрытий для ванны и аппаратуры и введение двойного подогрева (паром и электричеством) с мощной бортовой вентиляцией.

Технологический процесс осталивания состоит из следующих операций:

1) механической обработки и очистки детали;

2) промывки в бензине;

3) зачистки наращиваемой поверхности абразивной бумагой;

4) установки детали в подвесное приспособление и изоляции мест, не подлежащих осталиванию;

5) обезжиривания венской, известью;

6) промывки в проточной воде;

7) анодного травления;

8) промывки горячей водой;

9) осталивания;

10) промывки горячей водой;

11) промывки в растворе соды;

12) промывки горячей водой;

13) разборки подвесок и снятия изоляции;

14) сушки деталей;

15) старения;

16) механической обработки.

В случае наличия ржавчины на деталях их перед механической обработкой следует травить в растворе серной или соляной кислоты с последующей промывкой и сушкой.

Если после осталивания детали производится хромирование ее поверхности для повышения износостойкости, то работа продолжается по технологическому процессу хромирования. Когда после осталивания предполагается произвести цементацию детали, то» технологический процесс термической обработки начинается с отжига детали.

Механической обработкой с поверхности детали устраняют следы износа и придают ей правильную геометрическую форму. Механическая обработка производится точением или шлифованием. Качество предварительной обработки поверхности должно быть высоким. Покрытие толщиной более 0,5 мм требует шлифованной поверхности. В процессе электролиза на грубо обработанных поверхностях появляются наросты в результате неодинаковой плотности* тока в углублениях и на выступающих участках этих поверхностей.

Необходимо обращать внимание на правильность выбора баз и установки детали при механической обработке.

Для лучшей сцепляемости осадка детали, загрязненнные маслами, следует перед механической обработкой 15--20 мин кипятить в 10%-ном растворе каустической соды.

Осадки железа имеют пониженную прочность сцепления с чугунными деталями, так как в чугуне имеется свободный графит, который резко снижает площадь ферритной составляющей сплава.

Изоляцию мест, не подлежащих покрытию, производят прорези-.ненной лентой с покрытием ее 3--4 слоями эмалита и просушкой каждого слоя. Изоляция может быть произведена также тонкой листовой резиной или коррозион- ностойкими лаками: королаком, перхлорвиниловым, бакелитовым.

Анодное травление производят в электролите из 30%-ного раствора серной кислоты и железного купороса (10--15 г/л). Удельный вес электролита должен быть 1,23. Деталь погружают в электролит в качестве анода; катодом служат пластины из свинца. Обрабатывают детали в электролите 0,5--3,0 мин, при плотности тока Z)K= 10--60 а/дм2. Плотность тока увеличивается с увеличением в стали углерода и поверхностной твердости.

В технологический процесс подготовки деталей к осталиванию включается также операция «выдержка без тока». При осуществлении этой операции деталь постепенно прогревается и принимает температуру, близкую температуре электролита. Чем массивнее деталь, тем длительнее должен быть ее прогрев в ванне.

После включения тока производится постепенное повышение его плотности. Обе эти операции «выдержка без тока в ванн$ осталива- ния» и «постепенное повышение плотности тока» способствуют разрушению пассивной пленки, полученной на поверхности детали после анодной обработки. Это делается для того, чтобы первые атомы железа прочно осаждались на совершенно чистую поверхность детали и прочно с ней сцеплялись.

Наиболее пригодным для получения твердых покрытий и в то же время простым по составу и надежным в работе является малоконцентрированный электролит (III тип), выдержавший длительную проверку на ряде заводов. При плотности тока 20 а/дм2 он. обеспечивает получение плотных мелкозернистых осадков с высокими механическими свойствами. Скорость осаждения железа при. этом достигает 0,4--0,5 мм на сторону в час, что в 15--20 раз превышает скорость осаждения хрома. Микротвердость покрытий составляет 450--650 кГ/мм2 при толщине 0,8--1,2.

Твердые покрытия (до 600 кГ/мм2) могут быть получены и в. электролите высокой концентрации (типа I), но при этом покрытия получаются более шероховатые, чем из электролитов с меньшей концентрацией железа. Кроме того, при длительном использовании указанного электролита возникает расслоение его по: удельному весу. Поэтому хлористые электролиты высокой концентрации рекомендуется применять для получения мягких и толстых покрытий.

Электролиты средней концентрации (типа II) по своим показателям являются промежуточными между электролитами типов III и I и дают осадки с микротвердостью до 500--550 кГ/мм2.

В процессе электролиза можно допускать значительное колебание кислотности (от 0,5 до 1,5 г/л), что почти не отражается на механических свойствах покрытий. При добавлении в электролит хлористого кальция повышается его электропроводность и уменьшается испарение. Твердость покрытий при этом увеличивается и особенно сильно при понижении температуры до 60°. Высокая концентрация NaCl в электролите отрицательно сказывается на внешнем виде покрытий, увеличивая их шероховатость (при содержании NaCl более 100 г/л).

Введение хлористого марганца в количестве 100 г/л в электролит типа III уменьшает шероховатость покрытий и позволяет получать гладкие покрытия толщиной 1,5--2,0 мм. При этом выход по току не снижается, а твердость покрытий увеличивается на 60-- 80 ед.

Температура электролита является основной причиной, влияющей на микротвердость осадков. Это влияние противоположно плотности тока; с увеличением плотности тока микротвердость осадков снижается.

Из сопоставлений диаграмм микротвердости для электролитов типов III и I следует, что при увеличении плотности электролита область осадков железа предельно высокой микротвердости уменьшается и граница ее перемещается в сторону более низких температур и более высоких плотностей тока.

Твердое электролитическое железо, применяемое в качестве покрытия при нагрузке образцов растягивающими усилиями, работает как одно целое с металлом образца в пределах упругих и пластических деформаций.

Установлена зависимость усталостной прочности осталенных деталей от режима электролиза. Меньшее снижение усталостной прочности может быть достигнуто при повышении плотности тока (40--60 а/дм2) или при пониженной температуре электролита (70--60°).

Колебание температуры электролита на 2--3° вызывает значительное изменение свойств покрытия (твердость изменяется на 10--15 ед. НВ).

Состав электролита проверяют химическим анализом и по удельному весу.

При электролизе осаждение железа на катоде затрудняется присутствием в водных растворах ионов водорода, способных разряжаться. Выделение водорода на катоде является отрицательным явлением, так как он поглощается железным осадком, придавая ему хрупкость и снижая сцепляемость.

Совместное выделение железа и водорода на катоде является как бы конкурирующим процессом. Ион водорода, возникающий при диссоциации воды, разряжается и выделяется из раствора в виде газа, а ион гидроксила (ОН) остается в растворе и если не происходит его нейтрализация, то в растворе образуется гидроокись железа, которая, включаясь в осадок железа, ухудшает его качество. Поэтому в электролите следует поддерживать минимум кислотности для предупреждения гидролиза соли железа.

Влияние осталивания на усталостную прочность детали такое же, как и при хромировании, т. е. прочность снижается на 10--12% вследствие появления растягивающих напряжений в железном электролитическом покрытии.

Материалом ванн является сталь и чугун. Наиболее стойким металлом является железо-кремне-молибденовый сплав МФ-15. К недостатку этих ванн относится засорение электролита анодным шламом в результате растворения металла ванн. Для уменьшения разъедания стенок ванны снижают до минимума кислотность и усиливают фильтрацию электролита. Однако во время работы ванн состав электролита все же часто нарушается, и поэтому качество получаемых покрытий бывает непостоянным.

Металлические ванны являются высокотеплопроводными, поэтому сравнительно просто производят подогрев их с электролитом от электрических спиралей, установленных под ванной.

К нетеплопроводным материалам ванн относятся фаолит, дерево, керамиковые плитки, асбовинил и другие, из которых изготавливают или облицовывают внутренние стенки ванны.

Наиболее надежными в эксплуатации являются ванны, облицованные углеграфитовыми плитками, эмалированные, гуммированные и покрытые разными лаками, а также фаолитовые ванны осталивания с бортовой вентиляцией.

Для подогрева электролита в фаолитовых ваннах применяют кварцевые трубчатые нагреватели или кислотостойкие паровые змеевики, погружаемые в электролит. В первом случае внутри кварцевых трубо,размещают нихромовые спирали, намотанные на асбестовые стержни или фарфорвые трубки 15. Во втором случае по змеевикам, покрытым кислотоупорной эмалью, пропускают пар.

Рис. 3 Фаолитовая ванна осталивания: 1 -- каркас; 2 -- кожух; 3-- змеевик; 4 -- подставка; 5 -- ванна; 6 -- спускное отверстие; 7 -- изолятор'-стойка; 8 -- передвижной изолятор; 9 -- отверстие для подвода электролита к насосу; 10 -- вентиляционный кожух; 11 -- штанга для завески деталей и анодов; 12 -- стержневые электроды нагрева; 13 -- штанги для электродов нагрева

Рис. 4 Кварцевый трубчатый электронагреватель:
1 и 7 -- гайки: 2 -- контактные шпильки; 3 -- прокладки; 4 -- крышка; 5 -- набор слюдяных прокладок; 6 -- шайбы; 8 -- контактные втулки; 9 -- колпак: 10 -- накладная гайка; 11-- кварцевая трубка: 12 -- нихромовая спираль; 13 -- хомут; 14 -- винт; 15 -- фарфоровая трубка

Рис. 5. Нагрев электролита от трансформатора с автоматически регулируемой температурой: 1-- ванна; 2-- штанга крепления электродов; 3-- электроды; 4 -- контактный термометр; 5 -- вспомогательное реле; 6 -- контактор; 7 --вольтметр; 8-- амперметр; 9 -- понижающий трансформатор; 10 -- регулятор тока; 11 -- конденсатор; 12 -- сопротивление; 13 -- рубильник датчика

Нагрев ванны можно производить от трансформатора; для этого в ванну опускают четыре электрода 3, к которым подводят ток напряжением 55 в от трансформатора (СТЭ-34). Одна цепь работает непрерывно, а вторая включается периодически от датчика -- контактного термометра (ТК-Ю2), контактора с втягивающейся катушкой и реле, предназначенного для включения контактора. Датчик устанавливается в электролите, а контактная игла термометра -- на заданную температуру. При достижении, заданной температуры электролита контактор реле отключает цепь двух электродов.

Рис. 6 Центробежный насос: 1 -- крышка; 2 -- крыльчатка; 3 и 5 -- стальные фланцы; 4 -- улитка; 6 -- вал; 7 -- сальниковая набивка; 8 -- втулка; 9 -- гайка сальника; 10 -- чугунный корпус; 11 -- соединительная муфта; 12 -- электродвигатель

Во время работы ванны электролит быстро загрязняется продуктами окисления, анодным шламом и другими примесями, ухудшающими качество покрытия. Поэтому ванны осталивания оборудуют периодической (отстаиванием) или непрерывной фильтрацией.

Отстаивание электролита производится в отстойном баке, который установлен над ванной. Бак изнутри покрыт кислотостойким материалом и имеет центробежный насос. Загрязненный электролит насосом перекачивается из ванны в отстойный бак, где отстаивается в течение 12--48 ч, после чего самотеком сливается в ванну, проходя по пути через полотняный фильтр.

Устройство для непрерывной фильтрации состоит из центробежного насоса (рис. 170), детали которого изготовлены из фаолита и пресс-фильтра (рис. 171), включенных последовательно. Насос прокачивает электролит через секции фильтра, очищая его от загрязнений. Секции фильтра (рис. 172) изготовлены из стеклянной ткани, которая охватывает наружный и внутренний цилиндры. Набивка -- из стеклянной ваты.

Рис. 7 Ванна осталивания с пресс-фильтром: 1 -- пресс-фильтр; 2 -- электродвигатель; 3 --насос; 4 -- ванна

Рис. 8 Фильтр: 1 -- фильтрующая набивка; 2 -- наружный цилиндр; 3 -- корпус; 4 -- входной патрубок; 5 и 6 -- гайка; 7 --шпилька; 8 --крышка; 9 -- верхний диск; 10-- резиновая прокладка; 11-- внутренний цилиндр; 12 -- трубка; 13 -- опорный диск; 14 -- юдставка; 15 -- выходной патрубок

Так как во время осталивания электролит усиленно испаряется и содержание в нем соляной кислоты непрерывно уменыпается, ванна имеет устройство для поддержания постоянного уровня электролита и его кислотности.

Для пополнения ванны водой применяют конденсат пара из паровой магистрали цеха, а для кислоты установлен дозирующий бачок с резиновым шлангом и краником.

Ванны осталивания могут иметь механические смесители для перемешивания электролита и обязательно мощную бортовую вентиляцию от центробежного вентилятора № 3 среднего давления.

Механическая обработка после осталивания производится на металлорежущих или шлифовальных станках в зависимости от припуска на обработку, требуемой точности и чистоты поверхности.

Вследствие повышенной вязкости осажденного слоя рекомендуется применять резцы высокой твердости, алун- довые или электрокорундовые камни зернистостью 46--60, СМ2 --CMj с бакелитовой связкой. Толщина осажденного слоя железа после окончательной обработки должна быть не менее 0,2--0,3 мм.

Для тонких покрытий скорость резания рекомендуется не выше 20--25 м/мин при обтачивании и 15--25 м/сек при шлифовании. Фрезерование покрытия рекомендуют производить так, чтобы фреза при обработке не создавала отрывающих усилий.

При выборе деталей, восстанавливаемых осталиванием, необходимо учитывать условия их работы, а также материал, термическую обработку и твердость поверхности.

При осталивании деталей необходимо выбирать электролит и режимы такие, которые обеспечивали бы получение покрытий с твердостью, заданной чертежом детали.

Для деталей несложной конфигурации плотность тока может быть значительно повышена, так как для них легче решается вопрос защиты острых кромок от образования дендритов.

Мягкие покрытия с твердостью до НВ 200 применяются для наращивания неответственных деталей с невысокой поверхностной твердостью, для наращивания наружных и внутренних поверхностей (при ремонте обжатием) бронзовых втулок, а также для наращивания деталей с высокой поверхностной твердостью и большими износами при ремонте их осталиванием с последующей химико- термической обработкой.

Твердые покрытия применяются для наращивания до номинальных и ремонтных размеров поверхностей шеек валов и гнезд подшипников, конусных поверхностей валов, наружной и внутренней обойм подшипников качения.

При ремонте тракторов и дорожных машин осталиванием могут быть восстановлены стержни клапанов, толкатели, валики привода (масляного, водяного и других насосов), валы и оси трансмиссий (сцеплений, коробок передач, главных передач, бортовых фрикционов), чугунные втулки (распределительного вала, толкателей), шкивы, кронштейны и ступицы.

В последние годы для восстановления отверстий базисных деталей нашло применение проточное вневанное осталивание. Этим способом могут быть восстановлены одновременно все внутренние отверстия (под подшипники) таких крупногабаритных стальных или чугунных деталей, как корпус коробки передач, корпус главной передачи и др.

Сущность проточного вневанного осталивания заключается в том, что покрываемая поверхность отверстий при помощи дополнительных устройств превращается в замкнутую электролитическую ячейку, через которую насосом прокачивается электролит из основной ванны.

Корпус агрегата, подготовленный к осталиванию, устанавливают на специальную установку и через нее поочередно (в соответствии с технологическим процессом) пропускают 30%-ный раствор серной кислоты для анодного травления, воду для промывки и раствор хлористого железа для осталивания.

Исследования показали, что электрическое осаждение железа из проточного хлористого электролита проходит при более низкой катодной поляризации, чем в неподвижном электролите. Это создает возможность интенсификации процесса получения железных покрытий за счет возрастания скорости циркуляции электролита.

Механические свойства покрытий, полученных в проточном электролите, не отличаются от покрытий, полученных в обычных стационарных ваннах.

Оптимальная концентрация хлористого железа в проточных электролитах составляет 650 г/л, соляной кислоты 2,0--2,5 г/л, температура электролита 80°, скорость протекания его до 15 см/сек при плотности тока до 60 а/дм2. Твердость железных покрытий отверстий корпусов составляет 400--450 кГ/мм2, что обеспечивает их большую износостойкость, чем отверстий новых корпусов.



3. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСАДОК: -МЕТОДОМ «ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ РЕМОНТНЫХ ДЕТАЛЕЙ» -МЕТОДОМ ОБРАБОТКИ ПОД РЕМОНТНЫЙ РАЗМЕР

3.1 Метод «дополнительных ремонтных деталей»

При ремонте методом ремонтных размеров одну из износившихся деталей соединения обрабатывают до исчезновения следов износа или до получения определенного заранее установленного размера, а вторую, чаще всего более дешевую, заменяют новой. Например, изношенную шейку вала обрабатывают до исчезновения следов износа и комплектуют ее с новой втулкой, обеспечивающей с полученным размером шейки вала требуемую посадку. Такой ремонт может производиться последовательно несколько раз, причем диаметр вала постепенно будет уменьшаться, а диаметр отверстия ремонтируемой детали -- увеличиваться. Таким образом, детали сопряжения будут иметь размеры, отличающиеся от первоначальных. Эти новые, заранее установленные размеры деталей соединения принято называть ремонтными.

Различают три вида ремонтных размеров: стандартные, регламентированные, свободные.

Стандартные ремонтные размеры, изготовляемые промышленностью, применяют при ремонте поршней, поршневых пальцев, толкателей, вкладышей, поршневых колец.

Регламентированные ремонтные размеры устанавливаются техническими условиями на восстановление деталей. При этом механическую обработку производят до достижения заданной величины.

Свободные ремонтные размеры предусматривают обработку до получения правильной геометрической формы и чистоты рабочей поверхности деталей. Сопряженную деталь подгоняют к восстановленной до свободного ее размера, оставляя припуск для окончательной подгонки по месту.

Основными особенностями метода ремонтных размеров являются: простота и доступность его применения в условиях ремонтных мастерских, а также возможность обеспечения взаимозаменяемости деталей одного ремонтного размера и обеспечение зазора в соединении, равного номинальному.

Число ремонтных размеров и их величины должны быть определенными, так как только в этих случаях возможно изготовление взаимозаменяемых ремонтных деталей, используемых в качестве запасных частей.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 9 Схемы обработки вала и отверстия под ремонтный размер

Несмотря на некоторые недостатки, например ослабление сечения детали и увеличение номенклатуры деталей, усложняющие их учет, метод ремонтных размеров находит широкое применение при ремонте таких групп деталей, как цилиндр--поршень -- кольцо, шатуны -- вкладыши -- коленчатый вал и др.

На рис. 1 показаны схемы одностороннего износа вала и подшипника, согласно которым можно определить диаметры ближайших ремонтных размеров. Рассмотрим методику определения величины и числа ремонтных размеров на примере соединения, в котором вал подвергается ремонту, а подшипник заменяется.

Величина отклонений в размере ремонтных деталей указывается на них в виде ремонтных увеличений или уменьшений от номинального размера. Ремонтное уменьшение (разность между номинальным и ремонтным размерами) указывается со знаком минус, а ремонтное увеличение (разность между ремонтным и номинальным размерами) со знаком плюс. Например, при ремонтном интервале, равном 0,25 мм, увеличение для первого ремонтного размера равно +0,25, для второго --1-0,5, для третьего -- +0,75 мм и т.д.

Некоторые запасные детали изготовляются заводами-изготовителями в виде полуфабрикатов в неокончательно обработанном виде или полуобработанными.

Эти детали обозначают добавлением к номеру основной детали буквы Р или РП (ремонтная полуобработка) и цифры, соответствующей порядковому номеру ремонтного размера.

Техническими условиями на ремонт строительных машин допускается уменьшение диаметра вала не более чем на 10 % первоначального его размера. При условии проверки на прочность допустимы и большие уменьшения диаметра вала. Минимальная толщина стенок отверстий (гильз, втулок) определяется из условий их прочности.

Метод дополнительных деталей, являющийся разновидностью метода ремонтных размеров, широко распространен при восстановлении под ремонтный размер цилиндров блоков, прошедших последний ремонтный размер, гнезд клапанов, посадочных отверстий под подшипники коробок передач, задних мостов. Метод предусматривает замену изношенной части детали дополнительной, специально для этой цели изготовленной. Наиболее часто таким образом ремонтируют отверстия деталей. В ступицу шкива, шестерни или другой детали, предварительно расточенную до некоторого размера, запрессовывают ремонтную втулку или гильзу.

Если в ступице имеется отверстие для смазки, то запрессованную деталь по торцу прихватывают сваркой в нескольких точках или фиксируют резьбовыми штифтами. После этого втулку растачивают под требуемый размер, сверлят отверстие для смазки и прорубают смазочные канавки.

Для восстановления резьбовых отверстий применяют резьбовые втулки (ввертыши), в которых после установки на место нарезают резьбу номинального шага.

Изношенные участки плоских поверхностей деталей ремонтируют установкой накладок и планок. При этом дефектные участки строгают или фрезеруют, затем из полосовой стали изготовляют и тщательно подгоняют накладки. Их закрепляют винтами или сваркой и обрабатывают вровень с неизношенными поверхностями детали. Способ дополнительных деталей прост и экономичен, так как позволяет сохранить и использовать оставшуюся неизношенной работоспособную часть детали.

3.2 Метод обработки под ремонтные размеры

Данный метод довольно распространен при ремонте автомобилей. У изношенных поверхностей сложных и дорогих деталей восстанавливают правильную геометрическую форму и шероховатость поверхности. Номинальные размеры поверхностей при этом изменяются на ремонтные размеры. Различают стандартные и свободные ремонтные размеры.

Стандартнее ремонтные размеры определены техническими условиями на ремонт и в этих размерах промышленно изготовляются запасные части. В стандартные ремонтные размеры обрабатываются шейки подшипников коленчатого и распределительного валов, цилиндры, гильзы, отверстия под поршневые пальцы, клапаны, толкатели и др.

Одноименные поверхности деталей агрегата должны обрабатываться под один и тот же размер. Это обеспечивает разумное использование выпускаемых комплектами запасных частей, а иногда оказывает влияние на работу агрегата. Например, поршни одного двигателя должны быть одинакового размера, иначе в разных цилиндрах возникали бы разные давления газов. Одноименные шейки коленчатого вала шлифуют под одинаковый размер, так как вкладыши поступают в запасные части комплектными.

Свободные ремонтные размеры получают в ходе обработки поверхностей для получения их правильной геометрической формы. Так, изношенные и обгоревшие рабочие поверхности головки клапана или изношенные кулачки распределительного вала шлифуют, пока поверхности не становятся чистыми и правильной формы. Прогоревшая или деформированная плоскость разъема головки двигателя восстанавливается фрезерованием или шлифованием этой поверхности. Но в указанных примерах существует допустимый размер. Высота цилиндрической части головки клапана должна быть не менее 0,3 мм, иначе из-за острой кромки может наступить калильное зажигание. Затылок кулачка распределительного вала должен быть выше вала, чтобы подошва толкателя не опиралась на вал. Объем камеры сгорания в головке блока можно уменьшить только до определенного предела, чтобы избежать детонации.

Обработка деталей под ремонтный размер упрощает и удешевляет ремонт. Но у метода есть и существенные недостатки: исчезает полная взаимозаменяемость, увеличивается номенклатура запасных частей и в ходе ремонта возникает много новых размеров, которые требуют различных измерительных и рабочих инструментов. В некоторых случаях уменьшается прочность и твердость поверхности деталей. У шеек коленчатого вала, прошлифованных под последний ремонтный размер, до 10 % увеличивается удельное давление, а твердость поверхности уменьшается на 5...ТО %. Массы поршней ремонтного размера больше и вследствие этого возникают большие инерционные силы. Из-за этих причин долговечность подшипников может сократиться.

деталь восстановление флюс технология



Список литературы

1. С. И. Румянцев, Техническое обслуживание и ремонт; автомобилей. А. Ф. Синельников, Ю. Л. Штоль/ М.; Машиностроение, 1989. 232 с.

2. Ремонт автомобилей /под ред. С. И. Румянцева. М.: Транспорт. 1988. 327 с.

3. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Ю. И. Боровских и др. М.: Высш. школа 1985. 128 с.

Размещено на Allbest.ru

...