Востановление деталей. План урока тема урока Ремонт и восстановление деталей. Цели урока обучающая. Образовательная
 Скачать 66.27 Kb.
|
|
Тонкостенные поршневые пальцы некоторых автомобильных двигателей раздают без термообработки (отпуска), но проверять их на отсутствие трещин обязательно. Обжатие, так же как и раздача, характеризуется тем, что направление действующей силы Р совпадает с направлением требуемой деформации ё (рис. 4, г). В отличие от раздачи при обжатии происходит уменьшение размеров детали. Этот вид обработки применяют для восстановления деталей с изношенными внутренними поверхностями, уменьшение наружных размеров которых не имеет большого значения. Вытяжка. По направлению действующей силы Р и направлению требуемой деформации вытяжка (рис. 4, д) напоминает осадку и вдавливание. Рис. 7. Схема восстановления поршневого пальца раздачей: а — пуансоном; б — разрезной втулкой с конусным стержнем; 1 — основание; 2 — матрица; 3 — поршневой палец; 4 — пуансон; 5 — разрезная втулка; 6 — конусный стержень. Этот вид обработки применяют для удлинения тяг, стержней, штанг и других деталей в горячем состоянии за счет уменьшения их поперечного сечения. Правка применяется для деталей, в которых во время работы возникли остаточные деформации: изгиб, скручивание или коробление. Эти деформации происходят в результате механических повреждений при работе, неправильной разборки, сборки или хранения деталей, коробления при сварке и других причин. Направление действующей силы Р или крутящего момента при правке совпадает с направлением требуемой деформации (рис. 4, е). Правкой восстанавливают валы, оси, тяги, рычаги, шатуны, рамы и другие детали. В зависимости от размера и конструкции детали правят вхолодную и с нагревом. Х о л о д н а я п р а в к а, как правило, не дает устойчивых результатов, особенно для деталей сложной конфигурации. Например, деформации, устраненные в шатунах правкой вхолодную, под действием рабочей нагрузки быстро восстанавливаются до прежних размеров. Причина этого — сложение рабочих и остаточных напряжений, возникающих после правки. Чтобы получить более устойчивые результаты холодной правки, рекомендуется для устранения изгиба деталь выгибать под прессом в другую сторону на размер, в несколько раз больший, чем прогиб, и выдерживать в данном состоянии 1,5...2,0 мин. Правка дает хорошие результаты, но значительно снижает усталостную прочность детали из-за больших остаточных напряжений, возникающих в местах перехода от одного сечения к другому. Поэтому применять такую правку для ответственных деталей сложной конфигурации (шатуны, коленчатые валы и др.) нельзя. Подобные детали сразу после холодной правки нагревают до температуры 400...450°С и выдерживают 0,5...1,5 ч. Чем больше деталь, тем больше выдержка. Стабилизирующий нагрев почти полностью снимает остаточные напряжения. Если деталь подвергалась отпуску (при последней термической обработке) при температуре ниже 500°С, то после правки ее нагревают до температуры 200.. .250°С и увеличивают продолжительность выдержки. Правка с подогревом применяется для устранения больших деформаций коротких деталей (рычагов, кронштейнов и др.). Места прогиба детали нагревают до температуры 600...800°С и в последующем термически обрабатывают. Правят детали под прессом, укладывая их на призмы или подставки так, чтобы наибольший прогиб находился посредине и был обращен к штоку пресса. для защиты рабочих поверхностей от повреждения на призмы и под шток пресса кладут прокладки из мягкого материала. Детали сложной конфигурации и рамы правят в специальных приспособлениях, а также при помощи цепных схваток, прокладок и переносных гидравлических, винтовых и рычажных прессов. Нагревают детали паяльными лампами, газосварочными горелками и др. Поверхностный наклеп. Некоторые детали, например листы рессор, коленчатые валы и ряд других, правят поверхностным наклепом. Сущность этого способа заключается в том, что молотком с закругленной головкой наносят удары один за другим по одной линии на вогнутой стороне детали (рис. 8, а). В процессе наклепа поверхностные слои металла вытягиваются и вызывают обратный прогиб (рис. 8, б). Рис. 8. Схема правки поверхностным наклепом: а - направление нанесения ударов при наклепе; б — деталь после наклепа. Рис. 9. Схема зон и направления ударов наклепа в зависимости от прогиба коленчатого вала. Для правки коленчатых валов наклепом применяют специальный пневматический молоток. Коленчатый вал устанавливают в призмы на плите. Угловым бойком, передающим усилие от молотка, наносят удары по соответствующей щеке коленчатого вала в зависимости от направления прогиба (рис. 9.). Исправление прогиба контролируют индикатором, установленным у средней шейки вала. Правка поверхностным наклепом упрощает процесс, повышает производительность и обеспечивает высокое качество. Поверхностная обработка обкаткой (раскаткой) шариком или роликом применяется как финишная операция для получения высокого класса шероховатости поверхности. Сущность ее состоит в том, что под давлением деформирующего элемента выступы шероховатости (микронеровности) пластически деформируются (сминаются), заполняя впадины обрабатываемой поверхности. Методом обкатки можно получить шероховатость обрабатываемой поверхности до 12-го класса, при этом повышаются твердость и износостойкость верхнего слоя металла. В качестве рабочих элементов используют стандартные шарики и ролики выпускаемых подшипников качения в специально изготовленных оправках. Обкатку и раскатку применяют при ремонте для окончательной обработки цилиндров, валов, отверстий шатунных втулок, отверстий корпусных деталей, фасок клапанов и клапанных гнезд и других деталей. 2.5. БАЛАНСИРОВКА ДЕТАЛЕЙ И СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ При вращении многих неуравновешенных деталей и сборочных единиц возникают значительные центробежные усилия, которые дополнительно создают увеличенные нагрузки на опоры этих элементов. Кроме того, при вращении неуравновешенная нагрузка создает дополнительные вибрации сборочной единицы, агрегата или всей машины, в результате чего увеличивается изнашивание и разрушение деталей, нарушаются крепления, снижаются надежность и долговечность машины. Поэтому многие детали перед сборкой проверяют на уравновешенность, то есть балансируют. Причиной неуравновешенности (дисбаланса) детали и сборочной единицы служит смещение центра тяжести вращающихся масс относительно оси их вращения из-за неравномерной плотности материала детали, смещения соосности при обработке, неравномерности износа, неточности сборки и из-за других причин. Различают статическую и динамическую балансировки. Статическая балансировка детали выполняется на специальных стендах и приспособлениях с горизонтальными призмами или вращающимися роликами. Деталь маховик 2 (рис. 11.) закрепляют в специальной оправке 1 и устанавливают на призмы 3 (рис. 11, а) или на диски 4 (рис. 11, б) стенда (приспособления). Деталь не уравновешена, если при повороте несколько раз на любой угол она самопроизвольно возвращается и занимает одно и то же положение (крайнее нижнее). Для уравновешивания (балансировки) детали необходимо прибавить такой же груз напайкой, наплавкой, постановкой шайб с противоположной стороны или опиловкой и высверливанием снять часть металла с утяжеленной (нижней) стороны. Деталь хорошо статически сбалансирована, если при повороте на любой угол она останавливается всегда в разных положениях. Статическая балансировка на вращающихся роликах точнее, чем на призмах. Динамическая балансировка. Сущность динамической балансировки заключается в следующем. Если длинную деталь с неуравновешенной массой m (рис. 12.) статически отбалансировать грузом G. то при вращении ее вокруг оси возникнут две центробежные силы F. Эти силы, равные по значению и действующие в противоположные стороны на расстоянии (плече) j одна от другой, образуют момент пары сил Fj, стремящийся повернуть деталь — вал. В результате этого опоры вала испытывают дополнительную нагрузку, которая вызывает вибрацию узла и машины в целом. Нагрузки на опоры и вибрация возрастают с увеличением частоты вращения детали. Чтобы уравновесить возникающий момент пары сил Fj, необходимо приложить к детали равный ему, но противоположно направленный момент пары сил F1j1,. Таким образом, динамическая балансировка заключается в уравновешивании возникающего момента пары сил при помощи уравновешивающих грузов или в снятии масс, возмущающих этот момент. Выполняют динамическую балансировку на балансировочных машинах. деталь помещают на специальные опоры машины, которые при вращении детали колеблются под действием неуравновешенных сил: Амплитуда колебания опор указывает на значение возникающих центробежных сил инерции и их моментов. Если деталь динамически сбалансирована, колебания опор прекращаются. Уравновешивают деталь так же, как и при статической балансировке, снятием металла, сверлением или постановкой пластин, шайб, наваркой и т: п. Обычно короткие детали, диаметр которых превышает длину (маховики, шкивы, диски, крыльчатки и др.), подвергают статической балансировке, а длинные детали, длина которых значительно больше диаметра (коленчатые и карданные валы и др.), — динамической балансировке. Рис. 10. Схема механического балансировочного станка: 1 и 2 — подшипники: 3 — индикатор; 4 — пружина; 5 станина станка; 6 — рама. Рис. 11. Схема статической балансировки деталей: а — на призмах; б - на дисках; 1 - оправка: 2 — балансируемая деталь; 3 — призма; 4 — диски. Рис. 12. Схема динамического уравновешивания детали. 3. СВАРКА И НАПЛАВКА Сварка и наплавка являются наиболее распространенными способами восстановления деталей. Свыше 40 % деталей восстанавливают этими способами. Широкое применение сварки и наплавки обусловлено простотой технологического процесса, высокой прочностью соединения наплавленного металла с деталью, возможностью восстановления деталей из любых металлов и сплавов, высокой производительностью процесса. Однако при сварке и наплавке вследствие высокого нагрева деталей нарушаются механические свойства их материала, полученные термообработкой. Сварку применяют при устранении механических повреждений деталей (трещин, отколов, пробоин и т. п.), а наплавку для нанесения металлических покрытий на поверхности деталей с целью компенсации их износа. При устранении механических повреждений деталей применяют дуговую, газовую, аргонодуговую, лазерную и другой вид сварки. Металлические покрытия на изношенные поверхности деталей наносят следующими видами наплавок: * автоматической дуговой под флюсом; * в углекислом газе; * вибродуговой, плазменной и лазерной. Технологический процесс восстановления деталей сваркой и наплавкой включает операции: подготовку деталей к сварке (наплавке); выполнение сварочных (наплавочных) работ; обработку деталей после сварки и наплавки. Объем и характер работ, выполняемых при подготовке деталей к сварке, зависят от вида Восстановление деталей сваркой, наплавкой и другими способами Многие дефекты и повреждения, в том числе различные трещины, отколы, пробоины, срыв или износ резьбы и т. п., устраняют сваркой. Автомобильные детали, изготовленные из малоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей, хорошо свариваются газовой сваркой. Труднее сваривать газовым пламенем стали с содержанием углеродов более 0,4%, термически обработанные и легированные стали. Это связано с тем, что с повышением содержания углерода температура плавления углеродистой стали понижается и пламенем газовой горелки легко ее пережечь. При сварке легированных сталей образуются тугоплавкие оксиды, которые остаются в сварных швах и придают им хрупкость. Поэтому для деталей, изготовленных из высокоуглеродистых, термически обработанных и легированных сталей, рекомендуется применять сварку электрической дугой, так как температура сварочной зоны у нее ниже, чем у газовой сварки. Сварка ч у г у н н ы х д е т а л е й имеет определенные трудности, так как серый чугун из твердого состояния сразу переходит в жидкое. При местном нагреве возникают большие внутренние напряжения, которые могут привести к появлению трещин в основном металле. Быстрое охлаждение деталей, особенно тонкостенных, ведет к отбеливанию чугуна в зоне сварки. Это придает чугуну высокую твердость и хрупкость, а деталь становится непригодной для механической обработки. Сварку чугуна можно выполнять двумя способами: холодным, т. е. без предварительного нагрева детали, и горячим, при котором деталь предварительно подогревают в печи. Предварительный нагрев осуществляют при сварке и заварке трещин в ответственных деталях и деталях сложной конфигурации. Деталь медленно нагревают до температуры 600—6500С в специальных печах. Чем больше содержание углерода в чугуне, тем медленнее должна быть скорость нагрева. После подогрева деталь помещают в термоизоляционный кожух со специальными задвижками или закрывают листовым асбестом, оставляя открытым только место сварки. В процессе сварки допускается охлаждение детали до 350— 4000С. Если за это время сварка не закончена, то необходимо деталь вновь нагреть и продолжать сварку. После сварки деталь следует медленно охлаждать. Рекомендуется предусмотреть отпуск для деталей сложной конфигурации и разной толщины стенок. Для этого их нагревают до 600—6500С и медленно охлаждают. Сварку можно вести электрической дугой или газовым пламенем. При газовой сварке применяют нейтральное пламя или пламя с небольшим избытком ацетилена. В качестве присадочного материала используют чугунные прутики диаметром 6—4 мм или малоуглеродистую сварочную проволоку. При сварке чугунными прутиками применяют флюсы, включающую буру; смесь, состоящую из 50% буры, 47% двууглекислого натрия и 3% оксида кремния; смесь, состоящую из 56% буры, 22% углекислого натрия и 22% углекислого калия. Флюс вносят в сварочную ванну погружением в него нагретого конца присадочного прутка. Латунные детали сваривают газовой сваркой. Применяют окислительное пламя с небольшим избытком кислорода. В качестве присадочного материала используют латунные прутки, содержащие кремний и алюминий, снижающие выгорание цинка из сварочной ванны. Бронзовые детали также сваривают газовой сваркой. Сварочное пламя должно быть нейтральным. В качестве присадочного материала применяют бронзовые прутки с содержанием фосфора до 0,4%. Последний хорошо раскисляет металл шва и затрудняет выгорание олова и других примесей. После сварки деталь нагревают до 450—5000С, а затем быстро охлаждают. Детали из алюминия и его сплавов лучше сваривать ацетилено-кислородным пламенем. При плавлении на поверхности сварочной ванны образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия, которая препятствует процессу сварки. Температура плавления пленки оксида алюминия составляет 20500С, что значительно превышает температуру плавления сплава или алюминия, равную 6600С. Для растворения оксидов и удаления их из сварочного шва применяют специальные флюсы. В качестве присадочного материала используют прутки или кусочки такого же материала, из которого изготовлена деталь. Перед сваркой рекомендуется деталь медленно нагреть до 250—3000С. Сварку следует вести быстро нормальным пламенем и держать мундштук сварочной горелки под углом наклона не более 30 к поверхности свариваемой детали. Для удаления остатков флюса и предотвращения коррозии шва осуществляют промывку его слабым раствором азотной кислоты с добавлением в раствор 2% хромпика. Для улучшения механических свойств сварного шва ответственные детали отжигают с нагревом до 300—3500С и последующим медленным охлаждением. Наплавку широко применяют при восстановлении опорных поверхностей деталей вращения, различных ползунов и их направляющих, шлицевых поверхностей, изношенных зубьев шестерен и т. д. При использовании высококачественного наплавочного материала значительно увеличивается срок службы восстанавливаемых деталей. Используя литые твердые сплавы, получают твердую, износостойкую и не требующую термической обработки наплавленную поверхность. Наплавку можно производить под слоем флюса, под расплавленной обмазкой электрода в вакууме, в среде защитного газа и другими способами. Наплавку осуществляют вручную или автоматически электрической дугой. Разновидностью дуговой наплавки является вибродуговая наплавка (Рис.13.). Наплавка при этом способе осуществляется вибрирующим электродом с помощью автоматической головки с применением охлаждающей жидкости. Процесс протекает при слабом нагреве восстанавливаемой детали, отсутствии деформации, незначительной величине зоны термического влияния, в результате чего химический состав и физико-механические свойства детали почти не изменяются. В авторемонтном производстве применяют наплавочные головки различных конструкций, например головку УАНЖ- 6 конструкции НИИАТ. Рис. 13. Схема установки для вибродуговой наплавки: 1—насос, 2— емкость охлаждающей жидкости; 3 – деталь;4—мундштук наплавочной горелки, 5—механизм подачи проволоки; 6—кассета с проволокой, 7— электромагнитный вибратор. 8 —резистор, 9—индуктивный резистор Металлизация — процесс распыления покрытий на поверхность детали жидкого металла струей сжатого воздуха или инертного газа с помощью специальных аппаратов – металлизаторов. В зависимости от способа расплавления металла различают газовую и электрическую металлизацию. Последнюю подразделяют на дуговую, высокочастотную и плазменно-дуговую металлизацию. На авторемонтных предприятиях наиболее распространена э л е к т р и ч е с к а я металлизация, когда распыление металла осуществляется при плавлении проволоки или металлического порошка. Широко применяют проволочные металлизаторы ЛК-6а, ЛК-12, ЭМ-3, ЭМ-6, МВЧ-2, МВЧ-З. С помощью металлизации можно восстановить изношенные плоские, наружные и внутренние цилиндрические поверхности, заделывать трещины на корпусных деталях, покрывать алюминием поверхность детали с целью повышения жаростойкости, получать псевдосплавы, обладающие высокими антифрикционными свойствами, выполнять декоративные покрытия и т. д. |