лекции. 3 Лекции НСХТ. Лекции по дисциплине Надежность сельскохозяйственной техники Тема 1. Введение. Цель и задачи курса. Цель Изучение теории надежности транспортной техники План
 Скачать 2.82 Mb.
|
|
Тема №15 Ремонтные мероприятия повышения надежности. Цель: Изучение теории надежности технологических машин. План: 1. Обеспечение сохраняемости ремонтного фонда. 2. Контроль размеров и геометрии поверхности базовых деталей. 3. Стендовые испытания и обкатка. 4. Мероприятия по повышению долговечности деталей. 15.1 Обеспечение сохраняемости ремонтного фонда. Достигается организацией складов и площадок, применением различных подставок и прокладок, антикоррозионных смазок. Особое внимание следует уделить защите от коррозии ремонтного фонда деталей машин, поступающих для восстановления, которые при неудовлетворительном хранении могут быть превращены в металлолом. Выполнение разборочных работ при условиях, исключающих повреждение деталей и разукомплектовку пар. Главное внимание необходимо уделять исключению повреждения деталей (особенно подшипников качения), применение средств механизации (гидравлических станций, прессов и др.). Внедрение на ремонтных предприятиях эффективной мойки и очистки деталей от различных загрязнений – одно из решающих условий обеспечения высокого послеремонтного ресурса машин. Контроль и дефектация изношенных деталей машин в значительной мере определяет сроки их службы. На ремонтных предприятиях необходимо расширять номенклатуру деталей, подвергаемых сплошному контролю, применение предельных (пробки, калибры, скобы), универсальных (индикаторы, микрометры, миниметры) измерительных инструментов и средств пневматического контроля, обеспечивающих повышение точности измерений размеров (геометрии) до 0,01…0,001 мм. Такие детали машин, как коленчатые валы, шатуны, коленчатые оси и поворотные цапфы, блоки и гильзы цилиндров и другие, в целях повышения надежности отремонтированных машин должны быть проверены на отсутствие скрытых дефектов (особенно трещин) методами, широко используемыми в машиностроении на передовых ремонтных предприятиях (магнитная, люминесцентная, ультразвуковая и рентгеновская дефектоскопия, гидравлическая опрессовка и др.). 15.2 Контроль размеров и геометрии рабочих поверхностей базовых деталей машин. Высокую работоспособность базовых деталей и агрегатов обеспечивает устранение изменения размеров, геометрии и взаимного расположения деталей, происходящие за время эксплуатации машин в результате старения материала, износов, а также воздействия различных нагрузок и перераспределения внутренних напряжений. Восстановлением и стабилизацией размеров базовой детали ремонтные предприятия имеют возможность повышать ресурс отремонтированных машин даже по сравнению с новыми, детали которых не подвергались искусственному старению. Внедрение на ремонтных предприятиях входного контроля, особенно новых деталей, диктуется необходимостью в связи с тем, что многочисленными проверками установлены значительные отклонения их размеров и геометрии от заданных значений по рабочим чертежам. Тщательный весовой и размерный подбор деталей цилиндро-поршневой группы. В связи с форсированием современных двигателей по оборотам и нагрузке необходим тщательный подбор по массе деталей цилиндро-поршневой группы. Особенно это важно для ремонтных предприятий, т.к. в результате износа ослабляется прочность и жесткость ряда деталей, наблюдается их разукомплектовка и замена. Обеспечение регламентированных посадок, усилий затяжки и сборки резьбовых соединений и других требований при сборке агрегатов машин, особенно двигателей, которые для каждой машины определяется типовой технологией сборки. 15.3 Стендовая обкатка и испытания. В процессе обкатки контролируется появлении шумов и стуков, повышенного нагрева и течей. После обкатки проводится контрольный осмотр двигателей и агрегатов замена смазки и промывка агрегатов. Повышение качества окраски ремонтируемых машин, а следовательно, их сопротивляемости коррозии в условиях ремонтных предприятий выполняется следующими приемами: снятием старой краски в горячих щелочных ваннах, применением эффективных грунтов и эмалей, применением новых методов окраски (в электростатическом поле, гидродинамическим напылением и др.). 15.4 Мероприятия по повышению долговечности деталей. Подготовка и выполнение восстановительных процессов, используемых для «возрождения» изношенных деталей машин, оказывает решающее влияние на их послеремонтный ресурс в целом. Это происходит потому, что восстановлению подвергают быстро изнашивающие детали, и работоспособность машины в первую очередь зависит от качества деталей , установленных в нее при ремонте. Качество и долговечность деталей зависит от способа восстановления, применения упрочняющей технологии и получения нужного качества поверхности. При этом можно не только восстановить, но и повысить служебные свойства. Рекомендуется применять следующие способы восстановления деталей. Восстановление и повышение долговечности деталей наплавкой. Наиболее перспективные виды механизированной налавки – это наплавка в газовых средах (СО2, смеси CO2 + O2 , CO2 + Ar), порошковыми проволоками (особенно с внутренней защитой), под легированными керамическими флюсами, плазменной дугой, с помощью т.в.ч. , электрошлаковым способом. Наплавка в газовых средах рекомендуется для восстановления деталей трансмиссии и ходовой части тракторов, особенно с упрочняющей технологией. Наплавка в среде углекислого газа в сочетании с упрочнениемиспользуется л\для восстановления с высокой надежностью таких деталей: стальных коленчатых валов, коленчатых осей, цапф балансиров, валов муфт сцепления и коробок передач, шкивов тормозов, балансиров подвесок, осей опорных катков и поддерживающих роликов и других деталей. В качестве электродной проволоки рекомендуется Нп – 30ХГСА диаметром 1,6 и 1,2 мм. После наплавки получается твердость НВ 300…350, а после упрочнения с закалкой с нагревом т.в.ч. или электромеханической обработки ее значения повышаются до НВ 560…570. Механизированная наплавка в газовых средах на основе аргона применяется для восстановления ответственных автотракторных деталей, к механическим и эксплуатационным свойствам поверхности которых предъявляются повышенные требования надежности. Сюда входят коленчатые и кулачковые валы двигателей, коленчатые оси поворотных цапф, крестовин дифференциалов и карданов, шлицевых валов и других автотракторных деталей. Наплавка порошковыми проволоками с внутренней защитой позволяет в широких пределах легировать наплавляемый металли устраняет неудобства, связанные с применением специальных защитных сред (флюсов, газов, жидкостей и т.п.).Кроме того, этот вид наплавки дает возможность получать сравнительно небольшую глубину проплавления основного металла и отличается другими преимуществами. Плазменная наплавка характеризуется высокой температурой дуги (104 + 2*104К и более), небольшой глубиной проплавления, возможностью нанесения на изношенные поверхности высоколегированных металлопокрытий различной толщины (0,1…1,0мм и более), отличающихся значительной износостойкостью. Процесс протекает в защитной среде инертного газа с использованием специальных наплавочных порошков на основе никеля, кобальта, хрома, железа и других элементов, а также с применением в качестве наплавочного материала легированной проволоки. Индукционная наплавкас т.в.ч.эффективно используетсядля нанесения износостойких слоев толщиной 0,3...0,5мм на плоские детали: лемехи, лапы культиваторов, ножи бульдозеров и др. В качестве наплавочных порошков используются сормайт №1, смесь ФБХ – 6-2 и псевдосплавы ПС-4. Наплавку выполняют с использованием плавленых флюсов. Индукционная наплавка лемехов и лап культиваторов твердыми сплавами повышает их срок службы в 2-3 раза и обеспечивает самозатачивание режущих поверхностей непосредственно в процессе работы. Восстановление деталей и повышение их долговечности сваркой При ремонте сельскохозяйственной техники широко применяются различные виды сварки: ручная электродуговая, ручная газовая, полуавтоматическая газоэлектрическая в среде углекислого газа, контактная (точечная и шовная). Наибольшие трудности представляет сварка дефективных и изношенных деталей из чугуна и сплавов алюминия. Упрочнение деталей,восстановленных наплавкой и сваркой. У деталей, восстановленных наплавкой, как правило, снижены значения динамической и циклической прочности. В наплавленном металле, особенно легированном, возможно появление трещин. Повышение эксплуатационных свойств, безотказности и долговечности деталей, восстановленных наплавкой и сваркой, может быть достигнуто следующими приемами: 1) поверхностной закалкой с нагревом т.в.ч., газовым пламенем или плазменной дугой; 2) поверхностным пластическим деформированием; 3) электромеханической обработкой; 4) химико-термической обработкой; 5) термомеханической обработкой, проводимой в процессе наплавки. Поверхностная закалка (особенно с нагревом т.в.ч.)и термомеханическая обработка – наиболее эффективные методы, значительно повышающие твердость, износостойкость и усталостную прочность , восстановленных наплавкой. Твердость и износостойкость наплавленных деталей в этом случае повышается в среднем в два раза. Упрочнение деталей, восстановленных наплавкой с поверхностным пластическим деформированием значительно увеличивает сопротивляемость наплавленного металла усталости, а также износу благодаря повышению твердости (на 15…30%), улучшению качества поверхности (на два - -три класса чистоты) и и созданию благоприятных сжимающих напряжений. Электромеханическое упрочнение на 50 – 70% повышает усталостную прочность наплавленных деталей. Глубина упрочнения составляет 0,1…0,3мм и действие его подобно обработке т.в.ч. Оптимальный режим электромеханического упрочнения: постоянный, прямой полярности ток силой 500 А, напряжение 2 В, усилие 300 Н, скорость вращения детали 10м/мин, продольная подача 0,2 мм/об, рабочая часть инструмента – пластина из сплава Т30К4 с горизонтальным радиусом 10 мм и вертикальным 5 мм. Химико-термическая обработка (цементация, нитроцементация, азотирование и др.) – весьма эффективный метод упрочнения поверхностных слоев наплавленного металла. Применение химико-термической обработки (цементации) деталей, наплавленных проволокой Св – 08Г2С в углекислом газе, значительно повышает их контактную и усталостную прочность, значения которых достигают уровня новых деталей, изготовляемых из легированных сталей. Термомеханическое упрочнение восстанавливаемых деталей в процессе наплавки не менее эффективный технологический прием улучшения структуры наплавленного металла, уменьшения количества дефектов в нем, повышения его прочности, снижения припусков на последующую обработку. При сочетании наплавки вибрирующим электродом с термомеханическим упрочнением статистическая прочность металлопокрытия повышается в 3..5 раз, а усталостная прочность – на 16…52%. Значительное повышение качества металла, наплавляемого легированными проволоками в среде углекислого газа, достигается комплексным применением высокотемпературного и низкотемпературного упрочнения. При ТМУ покрытия производительность восстановления деталей увеличивается на 14…40%, уменьшается расход проволоки на 25%, повышается долговечность деталей на 30% и более. Восстановление и упрочнение деталей гальваническими покрытиями. Ремонтные предприятия сельского хозяйства успешно применяют износостойкое хромирование для восстановления и упрочнения деталей топливной аппаратуры и гидросистем, толкателей, поршневых пальцев автотракторных двигателей, крестовин карданных валов и дифферециалов, а также железнение (осталивание) и другие способы. Разработан ряд разновидностей этих процессов: хромирование в саморегулирующихся электродах, холодное хромирование в тетрахроматном электролите, хромирование в ультразвуковом поле, железнение на ассиметричном токе, нанесение гальваническим путем различных сплавов. Восстановление деталей полимерными материалами используют для: 1) заделки трещин и пробоин применением мастики следующего состава: 100 весовых частей (в.ч.) эпоксидной смолы ЭД – 6, 15 , 15 в.ч. дибутилфталата, 7 в.ч. полиэтиленполиамина, (отвердитель), 150 в.ч. наполнителя (чугунная или алюминиевая стружка, смола, цемент, асбест, стеклоткань и др.); 2) приклеивания фрикционных накладок с помощью клея ВС – 10Т при 180оС и давлении 0,1…0,3 МПа в течение 45 мин; 3) газопламенного напыления поверхностей кабин и оперения машин на установках УПН- 6 (УПН-7) полимерными порошками ПНФ-12 и ПТФ-37; 4) восстановления отверстий в корпусных деталях с помощью композиций состава: 100 в.ч. смолы ЭД – 6, 120 в.ч. железного порошка, 50…60 в.ч. цемента, 30 в.ч. низкомолекулярного полиамида (олигоамид Л – 19). Другие способы восстановления и упрочнения деталей, из которых наиболее распространены следующие: Электроконтактная наплавка может осуществляться путем приварки на изношенные поверхности деталей лент или проволок, а также напекания на них металлических порошков. Способ отличается высокой производительностью и универсальностью, так как позволяет приваривать к поверхностям стальных и чугунных деталей различной формы ленты из высокоуглеродистых и легированных сталей толщиной 0,1…0,3 мм и более. При этом основной металл почти не нагревается. Разновидностями контактных способов являются электроимпульсное и электроискровое наращивание. Они позволяют наращивать тонкие покрытия на рабочие поверхности различных валов и осей, которые работают в неподвижных сопряжениях. Электроимпульсное наращивание. Процесс протекает в струе воды (расход 0,2…0,5 л/мин) при напряжении холостого хода 8…9,5 В и периодическом контактировании электрода (сталь ХВГ) с деталью. Возможно нанесение слоя с высокой твердостью (HRC 45…50) и износостойкостью толщиной до 0,7….1,0 мм, при этом производительность достигает 60 см2/мин при сплошном покрытии до 85%. Этим методом успешно восстанавливают оси катков и опорных роликов тракторов и других деталей на установках УМН – 5. Электроискровое наращивание (например, твердых сплавов может быть использовано для восстановления изношенных деталей по поверхностям неподвижных сопряжений (мест под подшипники качения на валах и осях). Процесс ведется переносом материала электрода (анода) на деталь (катод) при электроискровом разряде в газовой среде. Производительность установки ЭФИ – 46 и ЭФИ – 25М составляет 2…3 см2/мин, толщина наносимого покрытия достигает 0,07…3 мм. Армирование твердыми сплавами позволяет создавать сверхизносостойкие поверхности на изношенных и новых деталях. Их износостойкость в 20…30 раз выше, чем у закаленной стали. Заливка жидким металлом используется для восстановления и повышения долговечности крупногабаритных деталей с большими износами. Список рекомендуемой литературы 1. Ермолов Л.С., Кряжков В.М., Черкун В.Е. - Основы надежности сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1982. 2. Артемьев Ю.Н. Качество ремонта и надежность машин в сельском хозяйстве. М, Колос, 1981. 3. Авдеев М.В., Воловик Е.Л., Ульман И.Е. – Технология ремонта машин и оборудования. М.: Агропромиздат, 1986. Контрольные вопросы: 1. С какой целью проводится сплошной контроль размеров и геометрии поверхности базовых деталей? 2. Каким образом проводится упрочнение деталей, восстановленных наплавкой и сваркой? 3. Каким образом проводится восстановление деталей наплавкой? 4. Какие детали восстанавливают и упрочняют гальваническими покрытиями? 5. Какие полимерные материалы применяются для восстановления деталей? |