Изменение формы и размеров деталей оборудования в результате износа. Понятие о допустимых пределах износа оборудования, его восстановлении и ремонте.

Механический износ деталей оборудования может быть полным, если повреждена вся поверхность детали, или местным, если поврежден какой-либо ее участок (рис. 1.3.1, а-и).

В результате износа направляющих станков нарушаются их плоскостность, прямолинейность и параллельность вследствие дей­ствия на поверхности скольжения неодинаковых нагрузок. Напри­мер, прямолинейные направляющие 2 станка (рис. 1.3.1, а) под влия­нием больших местных нагрузок приобретают вогнутость в средней части (местный износ), а сопрягаемые с ними короткие направляю­щие 1 стола становятся выпуклыми.

Рис. 1.3.1. Характер механического износа деталей:

а - направляющих станины и стола, б - внутренних поверхностей цилиндра,

в х поршня, г, д х вала, е, ж - зубьев колеса, з - резьбы винта и гайки,

и - дисковой фрикционной муфты; 1 - стол, 2 - станина, 3 - юбка,

4 - перемычка, 5 - днище, 6 - отверстие, 7 - подшипник, 8 - шейка вала,

9 - зазор, 10 - винт, // - гайка; И - места износа, Р - действующие усилия.

Цилиндры и гильзы поршней в двигателях, компрессорах, моло­тах и других машинах изнашиваются тоже неравномерно (рис. 1.3.1,б). Износ происходит на участке движения поршневых колец и проявляется в виде выработки внутренних стенок цилиндра или гильзы. Искажается форма отверстия цилиндра - образуются от­клонения от цилиндричности и круглости (бочкообразность), возни­кают царапины, задиры и другие дефекты. У цилиндров двигателей внутреннего сгорания наибольшему износу подвергается их верхняя часть, испытывающая самые высокие давления и наибольшие темпе­ратуры. В кузнечно-прессовом оборудовании, наоборот, наиболь­ший износ появляется в нижней части цилиндра - там, где нахо­дится поршень во время ударов. Износ поршня (рис.1.3.1, в) прояв­ляется в истирании и задирах на юбке <?, изломе перемычек 4 между канавками, появлении трещин в днище 5 и разработке отверстия 6 '"под поршневой палец.

Износ валов (рис. 1.3.1, г, д) проявляется возникновением различ­ных дефектов: валы становятся изогнутыми, скрученными, а также изломанными вследствие усталости материала; на их шейках обра­зуются задиры; цилиндрические шейки становятся конусными или бочкообразными.

Отклонения от круглости приобретают также от­верстия подшипников скольжения и втулок. Неравномерность из­носа шеек валов и поверхностей отверстий во втулках при вращении вала - результат действия различных нагрузок в разных направле­ниях. Если на вал во время вращения действует только сила его тяжести, то износ появляется в нижней части подшипника (см. рис. 1.3.1, г, слева).

В зубчатых передачах наиболее часто изнашиваются зубья: образуются задиры, зубья изменяют свою форму, размеры и выламываются. Поломка зубьев, появление трещин в спицах, ободе и ступице зубчатых колес, износ посадочных отвер­стий и шпонок происходит по трем основным причинам: 1) перегруз­ка зубчатой передачи; 2) попадание в нее посторонних тел; 3) не­правильная сборка (например, крепление зубчатых колес на валу с перекосом осей).

Ходовые винты имеют трапецеидальную или прямоугольную резьбу. У винта и его гайки изнашивается резьба, витки становятся тоньше (рис. 1.3.1, з.).

Задир - повреждение поверхности трения в виде широких и глубоких борозд в направлении скольжения мерный, так как подавляющая часть деталей, обрабатываемых на станках, имеет меньшую длину, чем ходовой винт. Сильнее изнаши­вается та часть резьбы, которая работает больше. Гайки ходовых винтов изнашиваются быстрее, чем винты. Причины этого таковы: резьбу гаек неудобно очищать от загрязнений; гайки в ряде случаев неудовлетворительно смазываются; у гайки, сопряженной с вин­том, участвуют в работе все витки резьбы, тогда как у винта одно­временно работает только небольшая часть его витков, равная числу витков гайки.

У дисковых муфт в результате действия сил трения наибольшему износу подвергаются торцы дисков (рис.1.3.1, и); их поверхности истираются, на них появляются царапины, задиры, нарушается плоскостность.

В резьбовых соединениях наиболее часто изнашивается профиль резьбы, в результате в них увеличивается зазор. Это наблюдается в сопряжениях не только ходовых, но и зажимных, например зажим­ных винтов часто отвертываемых крепежных болтов.

Износ резьбо­вых соединений - результат недостаточной или, наоборот, чрез­мерной затяжки винтов и гаек; особенно интенсивен износ, если ра­ботающее соединение воспринимает большие или знакопеременные нагрузки: болты и винты растягиваются, искажаются шаг резьбы и ее профиль, гайка начинает «заедать». В этих случаях возможны аварийные поломки деталей соединения. Грани головок болтов и гаек чаще всего изнашиваются потому, что их отвертывают несоот­ветствующими ключами.

а) б)

Рис. 1.3.2. Износ подшипников качения:

а - вследствие перекоса, б - при проворачивании внутреннего кольца на валу, в - из-за чрезмерного натяга, г - из-за неисправного сальника; И - места износа.

В шпоночных соединениях изнашиваются как шпонки, так и шпоночные пазы. Возможные причины этого явления - ослабление посадки детали на валу, неправильная подгонка шпонки по гнезду.

В подшипниках качения вследствие различных причин (рис. 1.3.2, а-г) износу подвержены рабочие поверхности - на них появляют­ся оспинки, наблюдается шелушение поверхностей беговых дорожек и шариков. Под действием динамических нагрузок происходит их усталостное разрушение; под влиянием излишне плотных посадок подшипников на вал и в корпус шарики и ролики защемляются между кольцами, в результате чего возможны перекосы колец при мон­таже и другие нежелательные последствия.

Различные поверхности скольжения также подвержены характер­ным видам износа (рис. 1.3.3). В процессе эксплуатации зубчатых пе­редач вследствие контактной усталости материала рабочих поверх­ностей зубьев и под действием касательных напряжений возникает выкрашивание рабочих поверхностей.

Рис. 1.3.3. Характерные виды износа поверхностей скольжения:

а - выкрашивание, б - отслаивание, в - коррозия, г - эрозия,

д - царапины, е - зади­ры, ж - налипание, з - глубинный вырыв материала и перенос его с другой поверхности трения риала, приводящее к образованию ямок на поверхности трения (рис. 1.3.3, а).

Разрушение рабочих поверхностей зубьев вследствие интенсивного выкрашивания (рис. 1.3.3, б) часто называют отслаива­нием (происходит отделение от поверхности трения материала в форме чешуек). На рис. 1.3.3, в показана поверхность, разрушенная коррозией. Поверхность чугунного порошкового кольца (рис. 1.3.3, г) повреж­дена вследствие эрозионного изнашивания, которое происходит при движении поршня в цилиндре относительно жидкости; находящиеся в жидкости пузырьки газа лопаются вблизи поверхности поршня, что создает местное повышение давления или температуры и вызы­вает износ деталей. На поверхности тормозного барабана (рис. 1.3.3, д) показаны риски, которые появляются при воздействии на вра­щающийся барабан твердого тела или твердых частиц. Задиры (рис. 1.3.3, е) образуются в результате схватывания поверхностей при трении вследствие действия между ними молекулярных сил. На рис. 1.3.3, ж показана рабочая поверхность детали с налипшими на нее посторонними частицами, а на рис. 1.3.3, з - поверхность де­тали с износом при заедании в результате схватывания - глубинно­го вырыва материала и переноса его с другой поверхности трения.

Технические условия на контроль и сортировку деталей, составленные на основании опытных материалов, часто не дают обоснованного решения вопроса о допустимых износах деталей, при которых они могут работать без ремонта.

Методику составления технических условий на контроль и сортировку деталей разрабатывают исходя из следующих теоретических положений.

Предельный срок службы каждой машины (или агрегата) определяется изменением ее рабочих характеристик. Значительное отклонение этих характеристик от нормальных свидетельствует о наличии неисправностей в машине (или агрегате) и необходимости ремонта. Например, необходимость ремонта двигателя дорожной машины определяется падением его мощности, увеличением удельных расходов топлива и смазки, появлением стуков и ненормальных шумов. О необходимости ремонта землеройных и отделочных машин судят по качеству производимых ими работ и производительности.

Восстановление промышленного оборудования - эффективный и чрезвычайно актуальный способ сэкономить. В эпоху кризиса это более чем актуально. Зачем тратить деньги на закупку новой техники, если промышленное оборудование можно восстановить до паспортных характеристик. Все что нужно для этого, это обратиться к толковым специалистам и использовать самые современные инновационные технологии и материалы.

Признаки износа.

Об износе деталей машины или станка можно судить по характе­ру их работы. В машинах, имеющих коленчатые валы с шатунами (двигатели внутреннего сгорания и паровые, компрессоры, эксцент­риковые прессы, насосы и др.), появление износа определяют по глухому стуку в местах сопряжений деталей (он тем сильнее, чем больше износ).

Шум в зубчатых передачах - признак износа профиля зубьев. Глухие и резкие толчки ощущаются каждый раз, когда меняется направление вращения или прямолинейного движения в случаях износа деталей шпоночных и шлицевых соединений.

Износ в сборочных единицах станка можно установить не только на слух, но и по виду поверхностей заготовок, обработанных, на этом станке. Если, например, при обработке заготовки на токарном станке на ее поверхности появляются через равные промежутки кольцевые выступы или впадины, то это означает, что в фартуке станка износились зубья реечного колеса и рейки; движение суппор­та вместо плавного стало прерывистым. Этот дефект часто вызывает­ся также износом направляющих станины и каретки суппорта, на­рушающим соосность отверстий фартука и коробки подач, через которые проходит ходовой вал.

Следы дробления на обтачиваемом валике, установленном в ко­ническом отверстии шпинделя, свидетельствует об увеличении за­зора между шейками шпинделя и его подшипниками вследствие их износа. Если обрабатываемая на токарном станке заготовка получа­ется конической, значит изношены подшипники шпинделя (главным образом передний) и направляющие станины, а если овальною - изношена шейка шпинделя, принявшая форму овала. Увеличение мертвого хода укрепленных на винтах рукояток сверх допустимо­го - свидетельство износа резьбы винтов и гаек.

Об износе деталей машин часто судят по появившимся на них царапинам, бороздкам и забоинам, а также по изменению их формы. Детали машин, работающие со значительными знакопеременными нагрузками, осматривают через увеличительное стекло (лупу), проверяя, нет ли у них мелких трещин, которые могут послужить в дальнейшем причиной поломки. В некоторых случаях проверку осуществляют с помощью молотка: дребезжащий звук при обстуки­вании детали молотком свидетельствует о наличии в ней значитель­ных трещин.

Под мертвым ходом подразумевают некоторый свободный угол пово­рота рукоятки, прежде чем она заставит двигаться соединенную с ней де­таль. Для суппорта токарного станка допустимый мертвый ход рукоятки - */4о оборота винта. Вают закругленным концом к уху, а заостренным - к тому месту, где находится подшипник: при нормальной работе слышен слабый шум - равномерное тонкое жужжание; если работа подшипников нарушена, возникают сильные шумы. Свист или резкий (звенящий) шум указывает на отсутствие в подшипнике смазки либо на защем­ление шариков или роликов между беговыми дорожками внутренне­го и наружного колец. Гремящий шум (частые звонкие стуки) озна­чает, что на шариках, роликах или кольцах появились язвины либо в подшипник попала абразивная пыль или грязь. Глухие удары сигнализируют об ослаблении посадки подшипника на валу и в корпусе.

Работу подшипника можно проверять и по нагреву, определяе­мому на ощупь наружной стороной кисти руки, которая безболез­ненно выдерживает температуру до 60 °С. Так, например, определя­ют повышенный нагрев подшипников, который может быть следстви­ем защемления шариков или роликов между беговыми дорожками в результате отклонения от соосности опор или возникать из-за отсутствия смазки (особенно в тех случаях, когда вал вращается с большой частотой). Перегрев подшипника может появиться при больших частотах вращения вала также в случае избытка смазочно­го масла или его повышенной вязкости, создающей дополнительное сопротивление вращению вала. Значительный нагрев вызывает уско­ренный износ подшипников.

Тугое проворачивание вала свидетельствует об отсутствии соос­ности между ним и подшипником или о чрезмерно тугой посадке подшипника на валу или в корпусе. Дребезжащий стук в цилиндре компрессора сигнализирует о поломке или повышенном износе поршневых колец, а глухой - об износе поршня и цилиндра. Стук маховика может быть следствием нарушения его посадки на валу. Недостаточное давление в пневмосистеме является результатом утечки сжатого воздуха из соединений трубопроводов, пробуксовки приводных ремней, износа цилиндра, поршня и других деталей компрессора.

Одним из критериев выбора материалов для изготовления новых деталей при ремонте является износостойкость, которая в основном определяется твердостью. Если твердость материала сопрягаемых деталей выше твердости абразива, то износ мал? Износостойкость может достигаться и таким образом: одну деталь (например, вал) выполняют из материала твердости, а другую (подшипник скольжения) - из мягкого антифрикционного (бронзы, баббита, металлокерамики и др.), в зависимости от условий эксплуатации и высокой требований, предъявляемых к деталям, выбирают материал для изготовления последних. Например, к твердости шеек шпинделей (легких и средних), работающих в подшипниках скольжения, предъ­являют повышенные требования, поэтому их закаливают ТВЧ, достигая твердости НКС 54-60; шпиндели изготовляют из стали40Х. Такие же шпиндели, работающие в подшипниках качения, изготовляют из стали 45 и улучшают термообработкой до НКС 23-27. Ходовые винты (средние и легкие) токарных станков должны обладать высокой износостойкостью и минимально деформировать­ся. Их изготовляют из стали 45, подвергая сначала предварительно­му, а затем вторичному отжигу после обдирки. Червяки, работающие на больших скоростях, изготовляют из стали 12ХНЗА, цементиру­ют и закаливают с низким отпуском до НКС56; червяки, работаю­щие на средних скоростях, выполняют из стали 45 и закаливают с отпуском до НRС 23-30. Пружины изготовляют из стальной (марки 65Г) проволоки диаметром менее 6 мм, затем подвергают закалке и отпуску до HRC 58-62.

Капитальный ремонт оборудования осуществляется путем вскрытия оборудования. Капитальный ремонт оборудования заключается в проверке оборудования с дотошным осмотром "внутренностей", испытаниями, измерениями, ликвидацией выявленных поломок. Капитальный ремонт оборудования обеспечивает восстановление первоначальных технических характеристик и проводится модернизация оборудования.

Капитальный ремонт оборудования осуществляется только после межремонтного периода.

Подготовка оборудования к капитальному ремонту:

- составление ведомости определенных работ;

- составление графиков выполнения работ;

- проводение предварительного осмотра и проверки;

- подготовление документации;

- подготовление инструментов, запчастей;

- выполнение противопожарных мероприятий и по технике безопасности.

Капитальный ремонт оборудования заключается:

- в замене или восстановлении изношенных деталей;

- модернизации каких-то деталей;

- выполнении профилактических измерений и проверок;

- осуществлении работ по ликвидации малых повреждений.

Изъяны, которые обнаруживаются при осуществлении проверки оборудования, ликвидируются при последующем капитальном ремонте оборудования. Поломки, которые носят аварийный характер, ликвидируют незамедлительно.

Конкретный вид оборудования имеет свою периодичность проведения планово-предупредительный ремонта, которая регламентируется Правилами технической эксплуатации.

Мероприятия по системе ППР отражаются в соответствующей документации, при строгом учете наличия оборудования, его состояния и движения.

В перечень документов входят:

1. Технический паспорт на каждый механизм или его дубликат;

2. Карточка учета оборудования (приложение к техническому паспорту);

3. Годовой цикличный план-график ППР оборудования;

4. Годовая план-смета капитального ремонта оборудования;

5. Месячный план–отчет ремонта оборудования;

6. Приемо–сдаточный акт на проведение капитального ремонта;

7. Сменный журнал нарушений работы технологического оборудования;

8. Выписка из годового графика ППР.

На основании утвержденного годового плана-графика составляется номенклатурный план на производство капитальных и текущих ремонтов с разбивкой по месяцам и кварталам. Перед началом капитального или текущего ремонта необходимо уточнить дату постановки оборудования на ремонт. Годовой план-график и таблицы исходных данных являются основанием для составления годового плана-сметы, который разрабатывается дважды в год. Годовая сумма плана-сметы разбивается по кварталам и месяцам в зависимости от срока проведения капитального ремонта согласно графику ППР данного года. Необходимо также отметить, что приемо-сдаточный акт на производственный капитальный ремонт содержит следующие документы: непосредственно приемо-сдаточный акт; дефектную ведомость, исполнительную ведомость, потребность и расход запасных частей и материалов, сметную ведомость и данные о фактическом времени, затраченном на ремонт оборудования. На основании плана-отчета в бухгалтерию предоставляется отчет о произведенных затратах по капитальному ремонту, а руководителю - отчет о выполнении номенклатурного плана ремонтов по годовому план-графику ППР.

В настоящее время для планово-предупредительного ремонта (ППР) все более широко используются средства вычислительной и микропроцессорной техники (установки, стенды, устройства для диагностики и испытания электрооборудования), позволяющие сокращать сроки проведения ремонтов, урезывать затраты на ремонт и повышать эффективность эксплуатации электрооборудования.