Востановление деталей. План урока тема урока Ремонт и восстановление деталей. Цели урока обучающая. Образовательная
 Скачать 66.27 Kb.
|
|
Основными материалами при паянии являются припои и флюсы. В зависимости от температуры плавления припои разделяют на особо легкоплавкие (до 145 °С), легкоплавкие (145...450 °С), среднеплавкие (450... 1100°С), высокоплавкие (1100... 1850°С) и тугоплавкие (более 1850 °С). При ремонте машин и оборудования используют обычно легкоплавкие и среднеплавкие припои, которые называют соответственно мягкими и твердыми, а пайку — мягкой и твердой. Мягкие припои обеспечивают небольшую механическую прочность (30...60 МПа) и имеют низкую температуру плавления (до 450 °С). Они применяются в тех случаях, когда соединение работает при небольшой нагрузке и требуется лишь герметичность или плотность места спая. Твердые припои имеют высокую температуру плавления (более 550 °С) и обеспечивают не только герметичность соединения, но и достаточно высокую их прочность. Из всего многообразия припоев в ремонтном производстве наибольшее применение получили мягкие оловянно-свинцовые припои и твердые медно-цинковые припои и латунь. Первые состоят из олова и свинца с небольшим количеством сурьмы, вторые — из меди и цинка. Обозначаются они соответственно буквами ПОС или ПМЦ и числом, указывающим среднее содержание олова или меди в процентах. Например, ПОС-ЗО — припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 30 %, а остальное — свинец; ПМЦ-48 — припой медно-цинковый с содержанием меди 48 %, остальное — цинк. Флюсы служат для защиты мест паяния и припоя от окисления и удаления оксидных пленок, а также для улучшения растекания (смачиваемости) припоя и заполнения им зазоров в соединении. При пайке оловянно-свинцовыми припоями в качестве флюсов чаще всего используют водные растворы хлористого цинка (ZnCl2), нашатыря (NH4C1) и их смесей, а также канифоль, а при пайке медно-цинковыми припоями — буру или ее смесь с борной кислотой (Н2В02), борным ангидридом (В203) и др. Нужно помнить, что остатки флюсов на основе хлористого цинка, нашатыря, борной кислоты и других кислотных флюсов вызывают коррозию металлов, поэтому после паяния спай необходимо тщательно промыть водой. Осуществляют паяние мягкими припоями в следующей последовательности. Места деталей, подлежащие паянию, очищают и подгоняют друг к другу напильником. Зазор между соединяемыми деталями в большинстве случаев равен 0,05...0,15 мм. Подготовленные поверхности деталей покрывают флюсом. Затем зачищают напильником клин паяльника, нагревают его до температуры 400 °С и опускают в флюс. После этого набирают им несколько капель припоя и медленно передвигают его вдоль шва, подогревая детали и покрывая их тонким слоем припоя. Затем наносят и разравнивают последний слой припоя. Припой можно также укладывать кусочками в шов заранее. Готовый шов зачищают, промывают и насухо вытирают. При паянии твердым припоем подготовленное место спая покрывают флюсом и накладывают на него припой, смешанный с бурой, а затем разогревают детали паяльной лампой или газовой горелкой до плавления припоя. Детали устанавливают так, чтобы расплавленный припой затекал в шов. Наиболее распространенными дефектами паяния являются несоединение припоя с металлом, прерывистость или пористость шва. Причинами этих дефектов могут быть плохая зачистка и очистка детали от жира и влаги, недостаточный прогрев детали, недостаток или отсутствие флюса в месте дефекта и др. Восстановление резьбовых соединений Незначительные повреждения резьбы (смятие, деформации отдельных витков) устраняют калибровкой ее метчиков или плашкой. При срыве более двух ниток и других серьезных повреждениях применяют различные методы восстановления резьбы, в зависимости от конструкции детали, типа резьбы (наружная или внутренняя) и т.д. Наружную резьбу (на валах, осях и т.д.) восстанавливают следующими способами: нарезание резьбы ремонтного размера; наплавка и нарезание резьбы номинального размера; замена изношенной резьбовой части детали. В первом случае старую резьбу срезают на токарном станке и нарезают новую резьбу меньшего размера (например, вместо М16 нарезают Ml4). Это простой, доступный и дешевый способ. Однако он имеет серьезные недостатки и не всегда применим. Во втором случае широко применяется механизированная наплавка, чаще вибродуговая и в среде С02, реже под флюсом. Перед наплавкой старую резьбу срезают. После наплавки деталь протачивают и нарезают резьбу номинального размера. Припуск на обтачивание должен составлять 2...3 мм на сторону. При большом диаметре резьбы иногда ее не отрезают, а обтачивают, затем напрессовывают кольцо и нарезают резьбу нормального размера. Этот способ трудоемкий, поэтому он применяется для восстановления резьбы на крупных дорогих валах, когда другие способы нельзя применять. Внутреннюю резьбу восстанавливают чаще всего в корпусных и других базисных деталях, изготовленных из чугуна и алюминиевых сплавов. При этом независимо от материала, характер износа отверстий одинаков: наибольший износ и срывы имеют первые два-три витка резьбы, остальные витки изнашиваются значительно меньше. Это объясняется различной нагрузкой на витки резьбового соединения: первый виток нагружен в пять-шесть раз больше последнего. Внутреннюю резьбу восстанавливают следующими способами: нарезание резьбы ремонтного размера; нарезание резьбы номинального размера на новом месте; заварка отверстия и последующее сверление и нарезание резьбы номинального размера; применение полимерных композиций; постановка резьбовой пробки (ввертыша); установка резьбовой спиральной вставки. Первые четыре способа особых пояснений не требуют. При нарезании резьбы ремонтного размера часто приходится изготовлять ступенчатую шпильку. Нарезание резьбы номинального размера на новом месте возможно в том случае, если конструкция деталей соединения позволяет изменить расположение резьбового отверстия без нарушения взаимозаменяемости (ступицы, фланцы и др.). При заварке резьбовых отверстий в алюминиевых и чугунных деталях необходимо помнить о трудностях и особенностях сварки этих материалов (см. подразд. 11.5), которые приводят к резкому снижению прочности резьбы. Перед заваркой обязательно удаляют старую резьбу. В качестве полимерных композиций при восстановлении резьбовых соединений обычно используют составы на основе эпоксидной смолы (см. подразд. 11.4). Восстанавливаемые резьбовые поверхности соединения (отверстия и шпильку или болт) зачищают до металлического блеска, дважды обезжиривают ацетоном, сушат и наносят на них полимерный состав. Затем завинчивают шпильку или болт в резьбовое отверстие и удаляют вытесненные излишки состава. Сущность постановки резьбовой пробки заключается в том, что изношенное резьбовое отверстие рассверливают или растачивают, нарезают в нем резьбу и ввертывают в него резьбовую пробку (ввертыш). Затем в пробке сверлят отверстие и нарезают резьбу номинального размера. Часто резьбовые пробки дополнительно закрепляют постановкой их на клеевые композиции или стопорными шпильками, ввернутыми на границе пробки с деталью. Пробки изготовляют из мало- и среднеуглеродистых независимо от материала ремонтируемой детали. изготовляют из проволоки коррозионно-стойкой стали Х18М10Т ромбического сечения с острым углом 60° (рис. 11.10). Наружная и внутренняя поверхности вставки представляют собой метрическую резьбу разных размеров (М10 и М8, М12 и М10 и т.д.). На одном конце вставки имеется технологический поводок, с помощью которого специальным ключом вставку ввертывают в отверстие. Затем этот поводок удаляют специальным бородком. Технология данного способа восстановления внутренней резьбы заключается в рассверливании изношенного отверстия и нарезании в нем резьбы с тем же шагом следующего размера (М8 на М10, М10 на М12 и т.д.), в завертывании спиральной вставки и удалении технологического поводка. Для восстановления резьбовых отверстий серийно выпускается комплект ОР-5526, в который входят необходимые инструменты и спиральные вставки. Этот способ прост и доступен в любых условиях; позволяет восстанавливать резьбовые отверстия до номинального размера в любых деталях, в том числе тонкостенных; обладает высокой производительностью и низкой себестоимостью. Высокая износостойкость вставки и значительное улучшение за счет нее равномерности распределения нагрузки по виткам резьбы повышают срок службы восстановленных отверстий в два и более раз по сравнению с новыми отверстиями. Способ повышает прочность и стабильность резьбовых соединений. 11.11. Устранение трещин в корпусных деталях Трещины в корпусных деталях устраняют: стягивающими фигурными и уплотняющими вставками; сваркой; Сущность способа устранения трещин стягивающими фигурными и уплотняющими вставками заключается в стягивании трещин путем запрессовки вставки в предварительно подготовленный в детали паз. Вставки изготовляют прокаткой из малоуглеродистой стали. Трещины длиной до 50 мм (в перемычках между гильзами цилиндров, клапанными гнездами и т.д.) устраняют стягивающими. . А — фигурная вставка; Б — фигурный паз. 1- трещина; 2 — отверстие; 3 — канавка между отверстиями фигурными вставками. Разработан и выпускается переносной комплект ОР-11362 в состав которого входят фигурные вставки, необходимая технологическая оснастка и инструмент. Данный способ отличается низкой трудоемкостью, простотой и доступностью в условиях любого ремонтного предприятия и мастерской хозяйства. Короткие трещины стягивающими фигурными вставками устраняют следующим образом (рис. 11.11). Поперек трещины с помощью специального кондуктора сверлят шесть отверстий 2 (по три с каждой стороны трещины) диаметром 3,5 мм с шагом 4,2 мм на глубину 10 мм. Перемычки между отверстиями удаляют специальным пробойником, создавая канавку 3 шириной 1,8 мм. Паз продувают воздухом. Поверхности паза Б и вставки А обезжиривают, смазывают эпоксидным компаундом, запрессовывают вставку в паз, расклепывают ее и зачищают. Трещина стягивается за счет разности шага (0,2 мм) между отверстиями паза и цилиндрами вставки. Клеесварной способ заделки трещин применяют в двух вариантах. В первом варианте трещину подготавливают к сварке и заваривают. Затем сварной шов и околошовную поверхность шириной 40...50 мм по обе стороны очищают от шлака, брызг, зачищают до металлического блеска, обезжиривают ацетоном и наносят тонкий слой (до 2 мм) состава на основе эпоксидной смолы с наполнителем. После отверждения проверяют герметичность заделки трещин. Полимерный состав, кроме герметизации, повышает усталостную прочность шва и защищает его от коррозии. Данный способ отличается низкой трудоемкостью, простотой и доступностью в условиях любого ремонтного предприятия и мастерской хозяйства. Короткие трещины стягивающими фигурными вставками устраняют следующим образом (рис. 11.11). Поперек трещины с помощью специального кондуктора сверлят шесть отверстий 2 (по три с каждой стороны трещины) диаметром 3,5 мм с шагом 4,2 мм на глубину 10 мм. Перемычки между отверстиями удаляют специальным пробойником, создавая канавку 3 шириной 1,8 мм. Паз продувают воздухом. Поверхности паза Б и вставки А обезжиривают, смазывают эпоксидным компаундом, запрессовывают вставку в паз, расклепывают ее и зачищают. Трещина стягивается за счет разности шага (0,2 мм) между отверстиями паза и цилиндрами вставки. Клеесварной способ заделки трещин применяют в двух вариантах. В первом варианте трещину подготавливают к сварке и заваривают. Затем сварной шов и околсцловную поверхность шириной 40...50 мм по обе стороны очищают от шлака, брызг, зачищают до металлического блеска, обезжиривают ацетоном и наносят тонкий слой (до 2 мм) состава на основе эпоксидной смолы с наполнителем. После отверждения проверяют герметичность заделки трещин. Полимерный состав, кроме герметизации, повышает усталостную прочность шва и защищает его от коррозии. Рис. 11.12. Схема устранения трещин клеесварным способом: 1 — сварочные клещи; 2 — сварочные точки; 3 — трещина; 4 — стальная накладка; 5 — клеевая прослойка; 6 — деталь ВНИИТУВИД «Ремдеталь» разработан новый вариант клеесварного способа заделки трещин в чугунных деталях, основанный на использовании двух разнородных технологических процессов: контактной точечной сварки и склеивания. При этом способе поверхность вокруг трещины на 40... 45 мм зачищают шлифовальным кругом или металлической щеткой на глубину 0,3... 0,6 мм, концы трещины засверливают сверлом диаметром 2... 4 мм. Поверхность обдувают сжатым воздухом, обезжиривают ацетоном и наносят на нее тонкий слой (0,3...0,6 мм) клеевой композиции. Затем на клеевой слой накладывают заранее изготовленную и обезжиренную стальную накладку и приваривают ее контактным точечным способом (рис. 11.12), в результате чего образуется клеесварное соединение. Накладку изготовляют из малоуглеродистой стали (Ст10 или Ст20) с таким расчетом, чтобы она перекрыла трещину на 15...20 мм по длине и на 30...40 мм по ширине. Толщину накладки выбирают в зависимости от марки чугуна и толщины стенки детали исходя из условия обеспечения равнопрочное™ соединения и основного металла; обычно она равна 0,6...2 мм при толщине стенок соответственно 5... 20 мм. В качестве клея используют специальные композиции на основе эпоксидной смолы, например такую: смола ЭД-20 — 100 частей; полиэтиленполиамин — 12 частей; растворитель тиокол — 20 частей; пластификатор винилокс — 20 частей; чугунный порошок — 50 частей. Существующие клеевые композиции, применяемые для заделки трещин, не пригодны для приварки стальной накладки к чугуну по жидкому слою. Сварной шов делают не сплошным, а сварочными точками, расположенными в шахматном порядке по два ряда по обе стороны трещины. Расстояние между рядами — 20...25 мм, шаг между точками — 25... 35 мм. Сварка точками позволяет формировать соединение без значительного термического влияния на металл детали. Клеевая прослойка воспринимает часть нагрузки, приложенной к соединению, разгружая сварочные точки, обеспечивает герметичность соединения. Все это обеспечивает высокую прочность соединения (169... 178 МПа), равную прочности чугуна. По сравнению с дуговой или газовой сваркой рассмотренный способ улучшает условия труда и в 2...3 раза повышает его производительность, обеспечивает возможность заделки трещин как в тонкостенных, так и в толстостенных деталях без разделки трещин. Трудоемкость восстановления деталей уменьшается более чем в 5 раз по сравнению с креплением стальной накладки болтами или винтами, себестоимость заделки трещин в 4,7 раза меньше, чем при сварке проволокой ПАНЧ-11. 1. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ Восстановление деталей имеет большое народнохозяйственное значение. Стоимость восстановления деталей в 2—3 раза ниже стоимости их изготовления. Это объясняется тем, что при восстановлении деталей значительно сокращаются расходы материалов, электроэнергии и трудовых ресурсов. Эффективность и качество восстановления деталей зависят от принятого способа. Наиболее широкое применение получили следующие способы восстановления деталей: механическая обработка; сварка и наплавка; напыление; гальваническая и химическая обработка; обработка давлением; применение синтетических материалов. Механическую обработку применяют в качестве подготовительной или завершающей операции при нанесении покрытий на изношенные поверхности, а также при восстановлении деталей обработкой под ремонтный размер или постановкой дополнительных ремонтных деталей. Обработкой деталей под ремонтный размер восстанавливают геометрическую форму их рабочих поверхностей, а установкой дополнительной ремонтной детали обеспечивают соответствие размеров детали размерам новой детали. Сварка и наплавка — самые распространенные способы восстановления деталей. Сварку применяют при устранении механических повреждений деталей (трещин, пробоин и т.п.), а наплавку — для нанесения покрытий с целью компенсации износа рабочих поверхностей. На ремонтных предприятиях применяют как ручные, так и механизированные способы сварки и наплавки. Среди механизированных способов наплавки наибольшее применение нашли автоматическая дуговая наплавка под флюсом и в среде защитных газов и вибродуговая наплавка. В настоящее время при восстановлении деталей применяют такие перспективные способы сварки, как лазерная и плазменная. Напыление как способ восстановления деталей основан на нанесении распыленного, расплавленного металла на изношенные поверхности деталей. В зависимости от способа расплавления металла различают следующие виды напыления: дуговое, газопламенное, высокочастотное, детонационное и плазменное. Гальваническая и химическая обработка основаны на осаждении металла на поверхности деталей из растворов солей гальваническим или химическим методом. Изношенную деталь восстанавливают под номинальный или ремонтный размер, придают ей правильную геометрическую форму и соответствующие поверхностные свойства, а также устраняют различные механические повреждения. Для этого используют восстановление: - с применением деталей ремонтных размеров; - с использованием дополнительных ремонтных деталей; - с получением начальных (номинальных) размеров. Для компенсации износа деталей наиболее часто применяют хромирование, железнение и химическое никелирование. Нанесение на поверхности деталей защитных покрытий осуществляют с помощью гальванических процессов (хромирование, никелирование, цинкование, омеднение), а также химических (оксидирование и фосфатирование). Обработкой давлением восстанавливают не только размеры деталей, но и форму и физико-механические свойства. В зависимости от конструкции деталей используют такие виды обработки давлением, как осадку, раздачу, обжатие, вытяжку, накатку, правку и др. Синтетические материалы (пластмассы) применяют для компенсации износа деталей, работающих в условиях неподвижных посадок, а также при устранении механических повреждений (трещин, пробоин) в корпусных деталях. Перечисленные способы восстановления деталей обеспечивают требуемый уровень качества и надежную работу деталей в течение |