Класс деталей «круглые стержни»

К классу деталей «круглые стержни» относятся детали, кото­рые имеют цилиндрическую форму, и когда их длина значительно превышает диаметр. К таким деталям относятся поршневые паль­цы, оси привода сцепления, валики водяного насоса, шкворни, оси блока шестерен заднего хода, толкатели, валы коробок пере­дач, карданные валы и крестовины карданов, валы и полуоси зад­них мостов, поворотные цапфы, валы рулевого управления, впус­кные и выпускные клапаны, коленчатые и распределительные валы и др. Они изготавливаются из конструкционных среднеуглеродистых и легированных сталей, высокопрочного чугуна. В зависимости от назначения и условий работы детали данного класса могут иметь шейки, отверстия, резьбу, шпоночные канавки, шлицы, выточ­ки, галтели, зубья, кулачки, торцовые поверхности, фланцы и другие поверхности, работающие при различных видах трения и нагрузках. Рабочие поверхности в большинстве случаев подверга­ют закалке токами высокой частоты или цементации с последую­щей закалкой и низкотемпературным отпуском. В зависимости от отношения длины к диаметру различают жесткие (не более 12) и нежесткие (больше 12) стержни.

Таблица 21.3

Устранение дефектов резьбовых отверстий. Технологические рекомендации. Размеры

Нарезание резьбы увеличенного размера

Рассверлить резьбовое отверстие. Нарезать резьбу увеличенного размера

Нормальная резьба дефектного отверстия

Резьба увеличенного размера

Требуемый диаметр сверла, мм

при обработке чугуна, бронзы

при обработке стали, алюминия, латуни

М8 М10 М12 х 1,25 М14х 1,5 М16 х 1,5 М20 х 1,5

М10 М12 х 1,25 М14х 1,5 М16 х 1,5 М18 х 1,5 М22 х 1,5

8,2 10,2 12,3 14,3 16,3 20,3

8,2 10,2 12,4 14,4 16,4 20,4

Установка ввертыша и нарезание в нем резьбы нормального размера

Рассверлить резьбовое отверстие. Нарезать резьбу в соответствии с размерами, указанными в табл. Обезжирить внутреннюю поверхность резьбового отверстия и поверхность резьбы ввертыша. Нанести тонкий слой состава на основе эпоксидной смолы на внутреннюю поверхность резьбового отверстия и поверхность ввертыша. Завернуть ввертыш в отверстие. Удалить вытесненные излишки состава тампоном, смоченным в ацетоне. Произвести отверждение состава. Просверлить отверстие в ввертыше. Скорость резания до 30м/мин, подача 0,05...0,2мм/об. Нарезать резьбу в ввертыше. Скорость резания 4...5м/мин, частота вращения 60...90мин-1

Нормальная резьба дефектного отверстия

Диаметр сверла для обработки отверстия под ввертыш, мм

Нормальный диаметр резьбы ввертыша

Диаметр сверла для сверления отверстия во ввертыше под резьбу, мм

М8 М10 М12 х 1,25 М14х 1,5 М16 х 1,5 М20 х 1,5

12,5 14,5 16,5 18,5 20,5 25,0

М14 х 1,5 М16 х 1,5 М18 х 1,5 М20 х 1,5 М22 х 1,5 М27 х 2,0

6,7 8,5 10,7 12,5 14,5 18,5

Зачистить и обезжирить внутреннюю поверхность резьбового отверстия и поверхность сопрягаемой шпильки (болта). Просушить в течение 10 мин. Нанести тонкий слой состава на основе эпоксидной смолы ЭД-16. Завернуть шпильку в отверстие. Удалить вытесненные излишки состава с помощью тампона, смоченного в ацетоне. Произвести отверждение состава.

Установка резьбовых спиральных вставок

Рассверлить изношенные резьбовые отверстия до размеров, указанных в таблице. Скорость резания до 30 м/мин, подача 0,05...0,2 мм/об. Далее согласно разд. 11.4

Нормальная резьба отверстия

Допустимый диаметр отверстия, мм

Диаметр сверла, мм

Диаметр рассверленного отверстия, мм

Размер метчика

Наружный диаметр спиральной вставки

М8 М10 М12 М12 х 1,25 М14 М14х 1,5 М16 М16 х 1,5 М18 М18 х 1,5 М20

8,86 10,62 12,38 12,38 14,13 14,62 16,40 16,62 18,13 18,40 20,40

8,7 10,5 12,2 12,7 14,0 14,5 16,2 16,5 18,0 18,0 20,0

8,70...8,86 10,45... 10,62 12,18...12,38 12,70... 12,86 13,90... 14,13 14,45... 14,62 16,20... 16,40 16,45... 16,62 18,10... 18,40 18,90...19,13 20,10...20,40

М10 х 1,25 М12 х 1,5 М14х 1,75 М14х 1,25 М16 х 2,0 М16 х 1,5 М18 х 2,0 М18 х 1,5 М20 х 2,5 М20 х 1,25 М22 х 2,5

10,1+0,15 12,2+0,15 14,2+0,20 14,7+0,20 16,3+0,25 17,0+0,25 18,4+0,25 18,7+0,25 20,4+0,25 21,1+0,25 22,+0,30

В процессе эксплуатации детали подвергаются: периодическим нагрузкам от сил давления газов и инерции движущихся масс, которые вызывают переменные напряжения в ее элементах; тре­нию шеек о вкладыши подшипников; трению при высоких удель­ных давлениях и нагрузках при наличии абразива; динамическим нагрузкам; изгибу и скручиванию и т.д. Для них характерны следую­щие виды износа — окислительный и нарушение усталостной проч­ности, молекулярно-механический, коррозионно-механический и абразивный. Они характеризуются следующими явлениями — об­разованием продуктов химического взаимодействия металла со средой и разрушением отдельных микрорайонов поверхностного слоя с отделением материала; молекулярным схватываним, пере­носом материала, разрушением возникающих связей, вырывани­ем частиц и др.

При нормальных условиях эксплуатации основной дефект дета­лей этого класса — износ. Перегрузка и усталость металла, наруше­ние смазки трущихся поверхностей вызывают нагрев и деформа­цию детали, интенсивный износ, задиры и схватывание на поверх­ностях трения. Следствием усталости материала детали может быть их поломка. Большое разнообразие внешних факторов, воздействую­щих на условия работы деталей, приводит к изменению скорости изнашивания их поверхностей и случайному сочетанию дефектов. Характерные дефекты — это износ шеек, повреждение или из­нос резьбовых поверхностей, неплоскостность, биение привалоч-ных поверхностей фланцев, износ гнезд под подшипники, износ эксцентриков и кулачков, износ шлицов, повреждения устано­вочных поверхностей, износ зубьев.

Трещины на шейках деталей являются одной из основных при­чин их выбраковки. Так, например, для коленчатых валов — это примерно 9... 16 % валов, поступающих в капитальный ремонт. Ко­ленчатые валы могут выбраковываться со следующими трещина­ми: на галтелях коренных и шатунных шеек; на цилиндрической части шеек на расстоянии менее 6 мм от торцов шеек; на кромках отверстий масляных каналов при длине трещины свыше 15 мм и расположении ее под углом более 30° к оси шейки; трещины, на­ходящиеся на расстоянии друг от друга менее 10 мм и расположен­ные под углом более 30° к оси вала; более восьми трещин длиной менее 5 мм на цилиндрической части шеек и у кромок отверстий масляных каналов; более трех трещин длиной свыше 5 мм.

Износ поверхностей детали устраняется различными способа­ми (разд. III) — обработкой под ремонтный размер, пластической деформацией, установкой дополнительной ремонтной детали, накаткой, наплавкой, напылением металлов и полимеров и др. На выбор способа восстановления поверхностей деталей влияют усло­вия работы детали, качество ее поверхности, производственная программа и экономическая целесообразность.

Последовательность операций типового технологического про­цесса восстановления деталей класса «круглые стержни» приведе­на в табл. 21.4. Наиболее сложными деталями этого класса являют­ся коленчатые валы. Они требуют наибольшего количества основ­ных и вспомогательных операций. В табл. 21.5 приведены дефекты коленчатых валов и способы их устранения.

Таблица 21.4