НГПО. Ремонт и мотаж НПО. А. А. Раабен п. Е. Шевалдин н. Х. Максутов ремонт и монтаж
 Скачать 2.04 Mb.
|
|
§ 2. РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ КЛАССА «ВТУЛКИ» Ответственными деталями валов и осей являются подшипники скольжения и качения, а также защитные и распорные втулки. При бурении и эксплуатации нефтяных месторождений используют поршневые машины (компрессоры, насосы и двигатели внутреннего сгорания). Поршень, совершая возвратно-поступательные движения, трется уплотняющими элементами о стенку втулки, изнашивая ее поверхность. Особенно интенсивный износ отмечается в поршневых насосах, перекачивающих абразивные жидкости, такие как глинистый и цементный растворы. Рабочие поверхности втулок обычно изнашиваются неравномерно. Поэтому при контроле их внутренних поверхностей замеры проводят в трех местах по длине в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Такой способ измерения позволяет установить абсолютный износ, а также конусность и овальность поверхности. Для замеров используют индикаторы, микрометрические нутромеры, гладкие калибры и штихмассы. Изношенные гильзы двигателей внутреннего сгорания, сменные втулки насосов и цилиндры поршневых машин растачивают под увеличенный ремонтный размер, а затем хонингуют. Ремонтный размер назначают с таким расчетом, чтобы после хонинго- вания зеркало цилиндра не имело пятен износа. Цилиндровые втулки буровых насосов растачивают на следующий больший диаметр, установленный для данного насоса, и закаляют токами высокой частоты, а затем шлифуют или хонингуют. На некоторых ремонтных предприятиях вместо хонингования применяют обкатку роликами. Блоки цилиндров двигателей и компрессоров после последнего ремонтного размера восстанавливают запрессовкой гильз из титаномеднистого или серого чугуна с последующей расточкой и хонингованном. Отремонтированный таким образом блок подвергают гидравлическому испытанию. Подшипники скольжения применяют в двигателях внутреннего сгорания, газомоторных и приводных компрессорах, крупных центробежных насосах и станках-качалках. Изготовляют подшипники скольжения в виде вкладышей и втулок, покрытых антифрикционными сплавами, и в виде втулок из цветных металлов. Подшипники скольжения подвергаются перезаливке при износе сверх допустимой нормы, в случае выплавления баббита из-за недостаточной смазки, а также при выкрошивании и отслаивании антифрикционного слоя от вкладышей, вызванных перегрузками или плохим качеством заливки. Перезаливку производят непосредственно в ремонтных мастерских, так как она не требует сложного оборудования. Восстановление деталей пе- резаливкой антифрикционных сплавов включает следующие операции: удаление изношенного слоя; проверку, обезжиривание, травление и лужение подшипников (вкладышей); плавление и заливку антифрикционного сплава; механическую обработку подшипника. Изношенный слой баббита удаляют выплавлением его паяльными лампами, газопламенными горелками или погружением подшипника в расплавленный баббит. Пламенем горелки или лампы нагревают тыльную сторону вкладыша, что приводит в первую очередь к расплавлению полуды, а нерасплавленный баббит легко отстает от тела подшипника. Расплавленный баббит используют повторно. Остатки полуды удаляют металлической щеткой. Контроль вкладыша заключается в замере высоты, наружного и внутреннего диаметров и т. п. После контроля подшипник обезжиривают в горячем 10%-ном растворе каустической соды в течение 2—5 мин, промывают и сушат. Процесс лужения, заключающийся в покрытии поверхности тонким слоем припоя, необходим для лучшего сцепления баббита с вкладышем. Перед лужением поверхность протравливают 5 %-ным раствором соляной кислоты или 15 %-ным раствором серной кислоты. Для этого вкладыш погружают в кислотный раствор на 4—5 мин, затем нейтрализуют в растворе едкого натра или калия и промывают горячей водой. Вкладыши небольших размеров лудят погруженными в ванну с оловом или третником. Подшипники больших диаметров лудят, нагревая паяльной лампой до 300—320 °С с тыльной стороны и натирая с внутренней стороны прутком третника. Нанесенный слой должен быть серебристого цвета. Заливка должна следовать за лужением с минимальным разрывом во времени. Обе половины луженых вкладышей стягивают хомутом, а чтобы они не соединились друг с другом, между ними устанавливают прокладки из латуни или листового железа. Стационарную заливку осуществляют на цилиндрическом поддоне, к которому крепят собранные вкладыши. По центру поддона располагают сердечник из трубы. Наружный диаметр сердечника определяет внутренний диаметр заливки. Перед заливкой все приспособления нагревают до 200—300 °С. При плавке в тигле баббит засыпают слоем сухого хлористого цинка и древесного угля, что ограничивает доступ воздуха к нему и уменьшает окисление. Расплавленный баббит заливают в форму подогретым черпаком. Струя должна быть непрерывной и короткой, чтобы не остыть. Немедленно после заливки в сердечник устройства заливают воду для охлаждения. При высокой скорости охлаждения цветной металл имеет мелкозернистую структуру. Качество заливки контролируют внешним осмотром и легкими ударами молотка: хорошо залитый подшипник издает чистый металлический звук. Широко применяется центробежный способ заливки, обеспечивающий более высокое качество ремонта, так как баббит под действием центробежной силы хорошо соединяется с полудой, не имеет пузырей и раковин, чистота поверхности залитого слоя выше, а отсутствие литников и прибылей сокращает расход цветного металла. Баббит заливают во вращающуюся вокруг горизонтальной оси заготовку через специальный лоток, причем, как и при стационарной заливке, деталь должна быть нагрета до необходимой температуры. Последняя операция процесса восстановления подшипника — механическая обработка в целях получения необходимого внутреннего диаметра. Вкладыши собирают в специальное приспособление с набором прокладок при установленном усилии стяжных болтов и растачивают в два прохода (черновая и чистовая обработка). Минимальная толщина слоя баббита после обработки должна быть не менее 0,6 мм. При ремонте подшипников скольжения особое внимание уделяется обработке смазочных канавок на рабочей поверхности подшипника. Эти канавки обрабатывают на станках точением, фрезерованием, долблением, протягиванием, а также прорубают вручную по разметке согласно чертежу. Края смазочных канавок, выходящие на поверхность вкладыша, необходимо сглаживать и скруглять, иначе кромки будут действовать как скребки, снимающие слой смазки с шейки вращающегося вала. Не рекомендуется располагать канавки на нагруженном участке подшипника, так как они снижают несущую способность смазочного слоя, причем не следует доводить канавки до торцов подшипника, чтобы не было утечки масла. Сверление смазочных отверстий, обеспечивающих необходимый доступ масла к смазочным канавкам, выполняют по размерам, указанным в чертеже, или размерам образца. При ремонте машины втулки, изготовленные целиком из цветных металлов, не ремонтируют, а заменяют биметаллическими, что снижает расход дефицитных материалов, не ухудшая эксплуатационных качеств оборудования. На ремонтных предприятиях биметаллические детали обычно изготовляют заливкой заготовок из стали и чугуна цветным металлом или сплавом. Электродуговая и индукционная наплавка применяется редко из-за сложности необходимого оборудования. Стальные заготовки делают из низкоуглеродистой стали (сталь 10, сталь 20), так как высокое содержание углерода замедляет диффузию цветного металла. Подготовка заготовки к заливке заключается в ее травлении 70—75 %-ным раствором соляной кислоты до матово-серого цвета, нейтрализации в 5 %-ном растворе каустической или кальцинированной соды при 80—90 °С, промывке в горячей воде, погружении заготовки в 3 %-ный раствор буры с температурой 70—80 °С для предохранения очищенной заготовки от окисления во время сушки. После подготовительных операций внутреннюю поверхность втулки покрывают ровным слоем концентрированного раствора буры при помощи кисти. Заливка может производиться стационарным методом — литьем в формы, но более прогрессивна центробежная заливка — литье во вращающуюся заготовку, как было описано выше, а также расплавление шихты внутри заготовки с последующим вращением ее. В последнем случае к заготовке приваривают дно из листового железа, засыпают внутрь бронзовую стружку или куски бронзы и приваривают крышку из жести с отверстием для выхода газов. Заготовку нагревают в любой нагревательной печи, обеспечивающей температуру 1200 °С. После расплавления бронзы заготовку устанавливают на центробежную машину и вращают до затвердевания бронзового слоя. Недостатками этого метода являются низкая производительность из-за большого объема подготовительных операций и неизбежные потери металла при срезании приваренных крышек. Таким образом, наиболее производительным и универсальным следует считать метод заливки металла в горизонтально вращаемую заготовку с использованием специальных установок. Минимальная толщина бронзового слоя после чистовой обработки должна быть не менее 0,5 мм. В связи с тем, что сцепление чугуна и цветного металла ниже, чем стали, чугунные заготовки выполняют с резьбой внутри. Биметаллические подшипники скольжения хорошо работают в чистых жидкостях. При наличии абразивных частиц цветные металлы быстро изнашиваются, поэтому в таких случаях применяют резинометаллические опоры скольжения. Такие подшипники используют в турбобурах, водяных и нефтяных центробежных насосах. Резинометаллическая опора представляет собой стальную втулку с внутренней резьбой, обрезиненную в пресс-форме. Резьба необходима для более прочного сцепления резины с металлом. Биметаллические втулки после заливки растачивают, резинометаллическая втулка должна быть отлита точно по размеру с заданной чистотой поверхности, так как резина не обрабатывается резцом. Поэтому полированный хромированный стержень пресс-формы имеет точные размеры с учетом усадки резины. Для улучшения смазки и охлаждения перекачиваемой жидкости рабочая поверхность резинометаллической опоры имеет продольные цилиндрические канавки. Подшипники качения при правильной эксплуатации работают длительное время, не требуя ремонта или замены. Основными причинами выхода их из строя являются дефекты монтажа, нарушение нормальных условий смазки и перегрузки подшипника. В условиях ремонтных мастерских подшипники не ремонтируют, а заменяют новыми. Подшипник отбраковывается при увеличенных сверх нормы радиальных и осевых люфтах, когда на поверхностях беговых дорожек, шариках или роликах наблюдается шелушение металла, появляются мелкие углубления или цвета побежалости, а также при обнаружении трещин на кольцах или элементах качения. Особенность буровых машин — использование крупногабаритных радиальноупорных шариковых и роликовых подшипников, которые могут быть восстановлены шлифовкой изношенных беговых дорожек, сортировкой элементов качения в группы для дальнейшего использования и ремонтом сепараторов. Собранный и восстановленный подшипник контролируют на параллельность торцов колец. Отклонение от параллельности не должно превышать 0,1 мм. Проверку осуществляют на контрольной плите с помощью индикатора. Отклонение от прямолинейности установочного (базового) торца проверяют щупом. Максимальное отклонение— 0,05 мм, а площадь касания не менее 75%. При ремонте подшипниковых узлов необходимо тщательно контролировать исправность смазочных и уплотнительных устройств. Недостаток смазки приводит к быстрому выходу подшипника из строя. Загрязненные фетровые уплотнения, служащие для защиты подшипника от внешней среды, промывают в керосине, а изношенные заменяют. Войлочные и фетровые кольца должны умеренно плотно прилегать к валу, что проверяется щупом 0,1 мм, который не должен проходить. Очень плотная установка кольца вызывает повышенное трение, что приводит к перегреву подшипника. В лабиринтных уплотнениях кольцевые канавки должны быть без выбоин и вмятин с зазорами нормальной величины: радиальным 0,3—0,6 мм, осевым 1,5—3 мм. Резиновые уплотнения манжетного типа должны плотно охватывать вал, так как они не только защищают подшипники от загрязнения, но и препятствуют вытеканию из них смазки. Изношенные манжеты и сломанные кольцевые пружины заменяют новыми. § 3. РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ КЛАССА «ДИСКИ» Под термином «диски» подразумевают детали цилиндрической формы, вращающиеся на валах или осях. Это шестерни коробок скоростей, цепные колеса, шкивы клиноременных передач и талевых канатов. Все эти детали изнашиваются по наружной рабочей поверхности, будь это зубья шестерен, ручьи шкивов клиноременных передач или тормозные шкивы. Изнашиваются и опорные поверхности этих деталей при посадке на вал или ось. Аналогично валам у этих деталей деформируются шпоночные и шлицевые пазы. Шпоночные пазы могут быть восстановлены так же, как на валах: увеличивают размеры паза до ближайшего по ГОСТу размера шпонки, когда это допускает прочность и жесткость детали; при возможности предохранить детали от поводки стенки изношенных пазов наваривают и механической обработкой доводят до первоначальных размеров; обрабатывают новые шпоночные пазы под углом 120—180 °С к оси старой канавки,если позволяет конструкция детали. Геометрию шпоночного паза в ступице следует тщательно проверять и выдерживать в пределах допусков. Необходимо обращать внимание на выполнение оговорен- чертежом закруглений в местах сопряжений вертикальных стенок с дном шпоночного паза. Отсутствие плавного перехода ведет к концентрации напряжений и появлению быстроразвивающихся трещин.| Плохо выполненное шпоночное соединение нередко является причиной аварийного выхода из строя машины и требует большого объема разборочно-сборочных работ. Изношенные отверстия в ступице приводят к уменьшению натяга сборки узла или чрезмерно большому зазору. (Метод восстановления зависит от диаметра отверстия и длины ступицы. При диаметрах свыше 100 мм и длине в пределах диаметра внутренняя поверхность ступицы может быть наплавлена элекродуговой сваркой, а затем расточена до заданного размера. Длинные ступицы меньших диаметров могут быть восстановлены: 1) методом ремонтных размеров, что ведет к необходимости увеличения диаметра вала и объема ремонтных работ; методом добавочной детали, т. е. расточкой отверстия на больший диаметр с последующей запрессовкой втулки, если наружный диаметр ступицы достаточно велик. После надежного стопорения втулку растачивают до номинального размера и долбят шпоночный паз. Посадку втулки в шкиве можно осуществить и с помощью клея. Для этого втулку пригоняют по шкиву, создавая зазор 0,02—0,025 мм на радиусе, что необходимо для получения оптимальной клеевой пленки. Долбление шпоночного паза во втулке производят до склеивания. хТормозные шкивы изнашиваются по наружному диаметру. Рабочая поверхность становится неровной с глубокими рисками и задирами, что уменьшает эффективную поверхность трения. Ремонт тормозных шкивов состоит в проточке изношенной поверхности. Обточку ведут резцами с пластинками из твердых сплавов. Чистота обработанной поверхности должна соответствовать шестому классу. " Шкивы для плоских ремней изнашиваются по наружному диаметру вследствие проскальзывания ремня. У шкивов клиноременных передач наблюдается прежде всего износ поверхностей канавок, который иногда бывает настолько большим, что ремень опускается на дно канавки. Отмечаются также надлом обода, трещины на ступицах, износ посадочного отверстия и шпоночного паза. К шкивам предъявляют следующие требования: поверхности, сопрягаемые с ремнями, должны быть обработаны по пя- тому-шестому классу чистоты; наружный диаметр шкива должен обеспечивать требуемое передаточное отношение, не допускаются надломы и трещины; шкивы должны быть отбалансированЫ. Шкивы клиноременных передач, имеющие износ ручьев, протачивают на карусельных станках для получения заданных размеров канавок. Контроль износа и качества восстановления контролируют шаблонами. Восстановленный таким образом шкив не должен изменять частоту вращения передачи более чем на 5%. Для сохранения передаточного отношения допускается обточка второго шкива передачи, не нуждающегося в ремонте, до соответствующего диаметра. Изломы и трещины заваривают после соответствующей слесарной подготовки. Перед заваркой шкив равномерно нагревают, а затем погружают в нагретый песок для медленного охлаждения. Канатные блоки талевых систем изнашиваются по Желобу из-за проскальзывания стального каната. Аналогично шкивам клиноременных передач профиль желоба восстанавливают протачиванием, при этом возможно уменьшение номинального диаметра до 10 мм. После обработки профиль контролируют шаблоном, отклонение не должно превышать ±0,5 мм. Биение оси дна желоба относительно оси вращения должно быть не более 1 мм, при этом ось профиля желоба относительно средней плоскости блока может быть смещена не более чем на 1,5 мм. Посадочные поверхности ступицы при износе растачивают на больший диаметр, и в них запрессовывают стальные втулки. Чтобы предотвратить проворачивание, ступицу вместе с втулкой засверливают в торец, нарезают резьбу и устанавливают два-три штифта. После этого запрессованную втулку растачивают с допуском глухой посадки наружного кольца подшипника. После ремонта шкивы и блоки подвергают статической балансировке. Величина дисбаланса зависит от окружной скорости и не должна превышать допустимую. Соединительные муфты могут быть отнесены к классу дисков, так как аналогично шкивам при частом демонтаже полумуфт их посадочные отверстия под вал увеличиваются, а передаваемый крутящий момент деформирует шлицевые и шпоночные пазы. Все эти элементы муфты восстанавливают рассмотренными выше способами, в остальном ремонт зависит от типа муфты. В упругих пальцевых муфтах изнашиваются упругие кольца, изгибаются пальцы и разрабатываются отверстия под пальцы. Эти отверстия в стальных муфтах полностью заваривают и просверливают новые, располагая их по разметке между старыми. В чугунных муфтах разработанные отверстия растачивают на больший размер, заменив соответственно и пальцы. В зубчатых муфтах изнашиваются или выкрошиваются зубья. Такие муфты, обычно заменяют новыми. В буровых установках кулачковые муфты применяют для привода гидротормоза.Рабочие поверхности кулачков в процессе работы сминаются. Кулачковая муфта может быть отремонтирована наплавкой электросваркой с последующей обработкой на вертикально-фрезерном или строгальном станке. По методу ремонтных размеров впадины наружных частей кулачковой муфты, прострагивают на больший размер, а среднюю крестовую часть заменяют новой с размерами, соответствующими новым размерам наружных частей. При эксплуатации дисковых фрикционных муфт их периодически приходится регулировать, добиваясь плотного сопряжения дисков при включении муфты и свободного вращения дисков при выключении. Через определенный период износ дисков оказывается настолько большим, что его уже нельзя компенсировать регулировкой. Изношенные фрикционные накладки, сломанные кулачки и пружины заменяют новыми. Изношенные кулачки восстанавливают наплавкой. Ведущие диски со следами износа шлифуют, при этом нужно учитывать, что они имеют цементационный слой не более 0,8 мм. Отклонение от плоскостности шлифованного диска не должно превышать 0,02—0,03 мм. Для удаления фрикционных накладок ведомых дисков, тормозных колодок и лент заклепки срубают зубилом и затем выбивают специальными бородками. Приклеенные накладки удаляют протачиванием на токарных станках или нагревом в печах до температуры 300—350 °С. Приклепывание производят на специальных станках или с помощью простейших приспособлений. Крепление накладок заклепками уменьшает их рабочую поверхность на 7—15 % и вызывает интенсивный износ сопрягаемых поверхностей от трения по выступающим заклепкам. Более прогрессивный метод—приклеивание фрикционных накладок с использованием полимерных композиций, бакелитового лака и клеев. Наиболее подходящим является клей ВС-ЮТ, так как он выдерживает температуру до 300 °С. Склеиваемые поверхности очищают, обезжиривают и наносят клей в три слоя, выдерживая первые два слоя по 15 мин при комнатной температуре, а третий — 5 мин. После этого склеиваемые детали стягивают в специальных приспособлениях с удельным давлением 0,3—0,5 МН/м2, нагревают в сушильном шкафу до 180±5 °С и выдерживают при этой температуре в течение ч. Затем их медленно охлаждают и зачищают наплывы клея. После приклепывания или приклеивания поверхности накладок проверяют на параллельность с поверхностью дисков, отклонение не должно превышать 0,3 мм. Головки заклепок должны утопать на 1,0—1,5 мм. Эта операция является заключительной. Шинно-пневматические муфты наиболее распространены в буровых установках. При ремонте контролируют состояние резинового баллона, который не должен иметь проколов и прорезов. Дефектные баллоны заменяют. При наличии внутри баллона грязи и сора его промывают горячей водой и продувают , сухим чистым воздухом. В шинно-пневматических муфтах изнашиваются в основном колодки (табл. 2). Нельзя допускать полного износа фрикционного материала, так как это приведет к трению металла по металлу и вызовет интенсивный износ шкива и резкое снижение передаваемого крутящего момента. Износившиеся колодки необходимо заменять только комплектно Боковой зазор между колодками должен быть не менее |