Файл: EOM-Lek.doc

Крім цього, наявність у деталях тріщин можна виявити із застосуванням методів магнітної дефектоскопії. Деталь намагнічують і далі змочують магнітною суспензією (порошок окису заліза, розмішаний у маслі, гасі або водно-мильному розчині). У місцях тріщин утворяться скупчення порошку (рис. 11.3, а). Поздовжні тріщини виявляють при проходженні магнітних ліній навколо деталі (рис. 11.3, б), а поперечні тріщини – при поздовжньому намагнічуванні, коли магнітні лінії проходять уздовж осі деталі (рис. 11.3, в).

Д
ефекти, розташовані усередині матеріалу деталі, виявляють за допомогою рентгеноскопічного методу. При цьому рентгенівські промені, що проходять через контрольовану деталь, потрапляють на чутливу плівку, на якій бездефектні об’єми відображуються як темніші плями, а щільні сторонні включення – як світліші плями.

У наш час певне розповсюдження одержав також ультразвуковий метод виявлення тріщин та інших прихованих дефектів. При його реалізації до досліджуваної деталі прикладають ультразвуковий зонд, основною частиною якого є кристалічний генератор механічних коливань високої частоти (0,5 – 10 МГц). Дані коливання, проходячи через матеріал деталі, відбиваються від її внутрішніх вільних поверхонь (тріщин, поверхонь розриву, раковин і т.д.) і потрапляють назад у зонд. Прилад реєструє час запізнювання відбитих хвиль відносно випромінених. Чим більший даний час, тим більшою є глибина, на якій розташований дефект. Для кращої передачі коливань до досліджуваної деталі останню звичайно поміщають у рідину (воду, масло і т.п.).

Багаторазове використання зношених деталей машин може бути забезпечено при реалізації таких методів, як відновлення первісних розмірів, переведення їх у іншу розмірну групу, а також методу компенсаторів.

11.2.2. Методи відновлення деталей та механізмів машин

Відновлення деталей та механізмів обладнання здійснюють за допомогою кількох основних методів.

Обробку різанням або метод ремонтних розмірів застосовують для відновлення точності напрямних верстатів, зношених отворів або шийок валів, різьби ходових гвинтів та в інших аналогічних випадках. Як правило, з двох з’єднуваних деталей ремонтують більш дорогу, трудомістку у виготовленні та металоємну деталь, а замінюють – більш дешеву. У випадку значного зносу виконавчих поверхонь деталі її після необхідного відновлення (токарної, стругальної або шліфувальної обробки) переводять залежно від величини ремонтних розмірів у наступну групу.

Ремонтним називають розмір, до якого обробляють зношену поверхню при відновленні деталі. Розрізняють вільні та регламентовані ремонтні розміри. Вільними називають розміри, величина яких не установлюється заздалегідь, а визначається та забезпечується безпосередньо в процесі обробки, після усунення ознак зношування та відновлення вихідної форми деталі. Згідно зі значеннями отриманого розміру, заданого зазору або натягу у з’єднанні та з використанням методу індивідуальної пригонки, здійснюють обробку парної деталі. При цьому до початку відповідної ремонтної приганяльної операції виконати остаточну обробку запасних частин неможливо, що є недоліком системи вільних ремонтних розмірів. Регламентований ремонтний розмір – це заздалегідь установлений розмір, до якого ведуть обробку зношеної поверхні при її відновленні. При цьому запасні частини можна виготовляти заздалегідь, з'являються умови для застосування при ремонті методу взаємозамінності, а також для прискорення процесу відновлення. Основними вихідними даними при розрахунку регламентованих ремонтних розмірів є величина зносу за міжремонтний період, а також припуск на обробку. Остаточне значення ремонтного розміру установлюють, виходячи з умов міцності, довговічності, а також з врахуванням конструктивних особливостей з’єднуваних деталей.

При ремонті напрямних верстатів порушений розмірний ланцюг, що з’єднує їх поверхні з поверхнями кареток супорта або інших складальних одиниць, відновлюють шляхом закріплення на напрямних деталей-компенсаторів [6].

З використанням методу зварювання відновлюють деталі зі зламами, тріщинами, відколами. Спосіб наплавлення є різновидом зварювання, який полягає у тому, що на зношену ділянку наплавляють присадковий матеріал. Застосування для наплавлення металів більш зносостійких, ніж основний матеріал відновлюваної деталі, а також твердих сплавів дає можливість багаторазово проводити її ремонт та значно збільшити термін служби. Однак при відновленні елементів машин зварюванням та наплавленням необхідно враховувати ймовірність виникнення в них деформацій (короблення), а також внутрішніх напруг, обумовлених нерівномірністю нагрівання.

При ремонті сталевих деталей досить часто застосовують дугове зварювання металевими електродами. Зварюваність сталі залежить від її хімічного складу, тобто вмісту вуглецю та легуючих елементів, таких, як хром, марганець, нікель та інших. Зі збільшенням числа та питомої маси останніх зварюваність погіршується. Сталі з меншим вмістом вуглецю та легуючих елементів можна наплавляти або зварювати у звичайних виробничих умовах без попереднього нагрівання та без подальшої термічної обробки. Деталі зі сталі, що має обмежену або погану зварюваність, можуть давати тріщини в зоні зварювання, у зв’язку із чим їх рекомендується попередньо відпалювати при температурі 500 – 600 °С, а після завершення зварювання піддавати загартуванню та відпуску.

При відновленні деталей з чавуну, а також з вуглецевих сталей товщиною до 3 мм, використовують в основному газове зварювання у киснево-ацетиленовому полум'ї з певним надлишком ацетилену (так зване, відновлювальне полум'я). При цьому застосовується також чавунний присадковий матеріал у вигляді прутків з підвищеним вмістом вуглецю та кремнію (вказані елементи у процесі зварювання частково вигоряють). Для запобігання окислюванню розплавленого матеріалу використовують флюси, крім цього, при наявності відповідних умов, процес зварювання здійснюють у середовищі інертного газу.

Деталі із сірого чавуну можна зварювати з попереднім загальним нагріванням, з місцевим підігріванням або без них. Зварювання з попереднім підігріванням до 500 – 700 °С умовно називають гарячим, з нагріванням до 250 – 450 °С – напівгарячим, а без підігрівання – холодним. Кращі результати дає гаряче зварювання. Достатнє поширення одержав також спосіб відновлення деталей з чавуну з використанням зварювання та паяння латунним дротом і прутками з мідно-цинкових олов'яних сплавів. При реалізації даного способу зварювані кромки нагріваються тільки до температури плавлення припою.

Ковкий чавун погано піддається зварюванню звичайними методами, тому деталі з нього відновлюють із застосуванням латунних електродів або електродів з монель-металу, тобто сплаву нікелю з міддю, залізом і марганцем. Монель-метал має високі корозійну стійкість і механічну міцність.

Д
ля здійснення високоякісного зварювання необхідна відповідна підготовка поверхонь, що зварюються, а також реалізація заданого режиму їх охолодження. Великі деталі охолоджують разом з піччю, дрібні поміщають у сухий гарячий пісок або золу, оскільки швидке охолодження призводить до утворення твердого та ламкого вибіленого чавуну. Нерівномірне охолодження сприяє виникненню у зварених деталях внутрішніх напруг та появі тріщин.

Суть методу металізації, який також використовується для відновлення деталей машин, полягає у розплавлюванні металу та розпиленні його струменем стисненого повітря на дрібні частинки, що впроваджуються у нерівності зношеної поверхні та зчіплюються з нею. Металізації можуть піддаватись деталі з різних матеріалів, що працюють при рівномірному і відносно невеликому навантаженні. Оскільки нагрівання металізованої деталі відсутнє ймовірність виникнення у ній будь-яких внутрішніх напруг та короблень повністю усувається. З використанням методу металізації може бути нарощений шар металу товщиною від 0,03 до 10 мм і більше.

Металізаційні установки можуть бути газовими (метал в них плавиться у полум'ї газового пальника) та дуговими. Схема дугового металізатора показана на рис. 11.4. В його корпусі установлені дві котушки з дротами 3, що подаються за допомогою двох пар роликів 5, які повільно обертаються. Електричний струм підводиться до дротів по проводах 6. У зоні зближення дротів виникає електрична дуга, при нагріванні від якої метал дротів плавиться і під впливом струменя стисненого повітря, що надходить по трубі 4, викидається на деталь 1.

Поверхню, яка буде піддаватись металізації необхідно, попередньо знежирити; вона повинна бути достатньо шорсткуватою, що забезпечується шляхом її піскоструминної обробки, насіченням на ній за допомогою зубила забоїн, нарізанням дрібної різьби (на деталях круглого поперечного перерізу) та при використанні інших способів. Нарощений шар 2 є пористим, міцність зчеплення його з металом основи є достатньою для здійснення обробки різанням, але недостатньою для протидії динамічним та ударним навантаженням. Забезпечення достатньо високої пористості нарощеного шару сприяє підвищенню зносостійкості металізованої поверхні за рахунок кращого утримання на ній мастильного матеріалу та зниження коефіцієнта тертя.

Хромування – це ще один метод відновлення зношених поверхонь деталей, при реалізації якого на даних поверхнях електролітичним шляхом здійснюється осадження хрому. Хромовані поверхні мають підвищені твердість та зносостійкість, але погано протидіють впливу динамічних навантажень. Хромування є менш універсальним методом, ніж металізація, оскільки при його використанні нарощений шар хрому має відносно невелику (до 0,1 мм) товщину (при збільшенні товщини шару якість його погіршується), крім цього не забезпечується достатньої рівномірності та якості покриття поверхонь деталей складної конфігурації. Разом з тим, розглядуваний метод має й ряд безперечних переваг перед іншими методами відновлення деталей.

Так, нарощений шар хрому після часткового зношування може бути легко вилучений гальванічним шляхом (дехромуванням), і, таким чином, забезпечується можливість багаторазового відновлення деталей без зміни їх розмірів. Далі, застосування розмірного хромування дозволяє спростити весь процес обробки за рахунок скорочення операції остаточного шліфування. І, нарешті, процес хромування відбувається при низьких температурах, у зв’язку із чим структура основного металу не порушується.

Хромування успішно застосовують і при відновленні великогабаритних деталей, що не можуть бути поміщені в хромувальні ванни або містять поверхні настільки значної площі, що для нанесення на них покриття потрібно забезпечити електричний струм надвеликої сили. Використання у подібних випадках переносних ванн, що безпосередньо охоплюють хромовані поверхні деталі (рис. 11.5), або реалізація послідовного хромування поверхонь окремими поясами великих площ дозволяють успішно розв'язати вищеописані проблеми.

11.3. Методи ремонту машин

П еред розбиранням ремонтованої машини необхідно перевірити її на геометричну точність і записати всі виявлені відхилення. Розбирання здійснюють по вузлах. Якщо немає кінематичної схеми обладнання, її розробляють у процесі розбирання, крім цього, паралельно складають відомість виявлених дефектів [6].

Д еталі, положення яких у вузлі повинне бути строго визначеним (кулачки, муфти, гідророзподільники тощо), необхідно маркірувати. Для цього застосовують електрограф, ударне або кислотне клеймо.

В
идалення штифтів з різьбовим кінцем здійснюють після накручення на них гайок, штифти з різьбовим отвором вибивають за допомогою спеціального ударного пристосування (рис. 11.6, а). Посадки з натягом розбирають за допомогою преса або знімача. Крім цього, для розбирання застосовують молотки з мідними бойками або мідні стержні. Для полегшення демонтажу іноді здійснюють підігрівання насаджуваної деталі, наприклад у гарячому маслі [6]. З цією ж метою з'єднані деталі доцільно занурити на 8 – 10 годин у гас. При демонтажі підшипника знімальну силу прикладають безпосередньо до його посадженого з натягом кільця або до деталі, розташованої за підшипником (рис. 11.6, б).

Після завершення розбирання деталі промивають у гасі або бензині, а потім насухо витирають. Для економії гасу ним заповнюють тільки верхню частину ванни для промивання (нижня частина заповнюється водою). Бруд, що залишається у ванні після промивання, видаляється разом з водою і гас забруднюється менше. Ефективнішим та пожежобезпечнішим є гаряче промивання деталей машин у ваннах з паровим антикорозійним розчином.

Розглянемо деякі основні методи ремонту деталей машин.

Зламаний вал (рис. 11.7, а) можна відновити шляхом напресовування нової частини на стару з установленням у поперечному наскрізному отворі, що проходить через обидві частини штифта (рис. 11.7, б), або методом зварювання з подальшим обточуванням зварного шва (рис. 11.7, в).

З
ношену різьбу у корпусній деталі (рис. 11.7, г) розсвердлюють і розвертають, а в отриманий отвір запресовують втулку з новою внутрішньою попередньо нарізаною різьбою. Запресовану втулку при необхідності додатково фіксують стопором-гвинтом (рис. 11.7, д). Із застосуванням описаного методу ремонтують також і деталі з гладкими отворами.

Т

а) б) в)

Внутрішній діаметр бронзової втулки (рис. 11.7, ж) можна зменшити від d₁, до d₂ шляхом осаджування її на пресі. При цьому висота втулки не змінюється.

У загальному випадку застосування того чи іншого методу ремонту диктується технічними вимогами на деталь та економічною доцільністю, залежить від конкретних умов на виробництві, наявності необхідного обладнання та установлених термінів ремонту.