Глава 3. Ремонт деталей общего назначения
3.1. Валы и оси
В процессе эксплуатации возможно появление следующих дефектов:
- изменение диаметров и формы шеек;
- трещины, задиры;
- изгиб и скручивание;
- смятие и выкрашивание рабочих поверхностей шпоночных канавок и шлицев;
- разрушение резьб;
- излом.
Выбор способа восстановления или замена поврежденной детали определяется экономической эффективностью или необходимой целесообразностью.
Для восстановления поверхностей, контактирующих с подшипником скольжения, используют следующие способы:
- обработка до следующего ремонтного размера;
- нанесение поверхностного слоя металла одним из способов, описанных в разд. 6.5, и последующая обработка до номинального размера.
Повреждённые шпоночные канавки заплавляют и последующим фрезерованием под углом 90о или 135о выполняют новые.
Износ зубьев шлицевого соединения восстанавливают способом, зависящим от величины износа.
При износе шлица по толщине до 0,5 мм производят раздачу зуба шлицевого соединения холодным пластическим деформированием на гидравлическом прессе с помощью шлиценакатной головки (рис.3.1,а) .
Рис 3.1. Восстановление изношенных шлицев
При износе 0,5-1,2 мм по наружному диаметру на головку шлица наплавляют валик металла (рис.3.1,б) и осаживают на гидравлическом прессе с помощью шлиценакатной головки.
При износе более 1,2 мм боковые поверхности шлицов наплавляют и подвергают механической обработке.
На рис. 3.2 приведен пример технологических процессов восстановления гладких валов в зависимости от величины износа поверхностей.
Примерный технологический процесс восстановления шлицевых валов представлен на рис. 3.3.
3.2. Зубчатые колёса
Характерными повреждениями зубчатых колёс являются:
- повреждение рабочих поверхностей (питтинг, износ, задиры);
- трещины или поломка зубчатого венца;
- изгиб или поломка зубьев;
- поломка цапфы оси;
- деформация шпоночного паза;
- износ посадочной поверхности на вале.
Восстановление зубчатых колёс может осуществляться различными способами.
а) Переворачивание колеса
В нереверсивных зубчатых передачах изнашивание зуба происходит с одной стороны. Если глубина упрочнённого слоя зуба небольшая, то после его износа восстановление работоспособности зацепления можно осуществить, включая в работу неизношенную поверхность зуба путём переворачивания колеса. Возможность реализации данного способа определяется конструктивным исполнением зубчатой передачи.
Рис.3.2. Технологический процесс восстановления гладких валов
 |
Рис.3.3. Технологический процесс восстановления шлицевых валов
б) Замена зубчатого венца
Этот способ реализуется для червячных и крупногабаритных зубчатых колёс со стальным зубчатым венцом.
в) Установка нового зуба
Этот способ применяется для восстановления отломившегося зуба в тихоходных крупномодульных передачах.
г) Горячая объёмная штамповка
Зубчатое колесо нагревают и помещают в закрытый штамп. Давлением металл перемещается в пластическом состоянии из нерабочих участков на изношенные. В случае недостаточного запаса металла зубчатое колесо предварительно наплавляют по нерабочей (торцевой) поверхности и основной металл выдавливается на изношенные поверхности. После штамповки проводят все те виды механической и химико-термической обработки зубчатых колёс, какие выполняют при изготовлении новых.
Недостаток – высокая себестоимость восстановления.
д) Ротационное пластическое деформирование
Изношенный зубчатый венец нагревают ТВЧ, раздают пуансоном или роликами и одновременно обкатывают зубчатыми накатниками, формирующими зубчатый венец с минимальными припусками на последующую обработку.
е) Корригирование зубчатой пары
В крупногабаритных зубчатых передачах восстановление их работоспособности может быть осуществлено высотным корригированием.
При обработке большого колеса впадины зуба углубляются, удаляется изношенный слой металла, в результате восстанавливается эвольвентный профиль зуба. Восстановление фактически сводится к уменьшению диаметра большого колеса и соответственному увеличению диаметра малого колеса (шестерни). На рис. 3.4 представлена схема процесса восстановления зубчатых колёс.
3.3. Базовые детали
Основными причинами выхода из строя базовых деталей (корпуса, станины, направляющие и т.д.) являются:
- износ поверхностей трения,
- трещины, местные изломы,
- повреждения гладких и резьбовых отверстий.
Для устранения этих повреждений используется механическая обработка (шлифование мест разъёма в корпусах), сварка, нанесение пластмасс, сшивание.
 |
Рис.3.4. Схема технологического процесса
восстановления зубчатых колес
Для восстановления посадочных отверстий корпусных деталей используется нанесение самотвердеющих пластмасс, металлизация, установка тонкостенных колец.
Сущность последнего способа заключается в следующем:
Посадочные отверстия восстанавливаемого корпуса растачивают на 0.9-1.1 мм на сторону, после чего в них нарезаются винтовые канавки треугольного профиля с углом при вершине 60-80о и глубиной 0.35-0.45 мм. Скорость резания при растачивании 70-100 м/мин , подача 0.13-0.16 мм/об . Шаг винтовых канавок равен 3-5 мм в зависимости от ширины посадочных отверстий.
После растачивания и нарезания винтовых канавок в отверстия устанавливаются свертные кольца, изготовляемые преимущественно из листовой углеродистой стали толщиной 1.3-1.4 мм.
После запрессовки свертные кольца в отверстиях раскатывают многороликовыми дифференциальными раскатниками на радиально-сверлильных, горизонтально-расточных или на специальных агрегатных станках. В процессе раскатывания металл колец деформируется и заполняет винтовые канавки, благодаря чему достигается высокая прочность соединений, обеспечивающая надёжную работу сопряжений.
Минимальный натяг раскатывания назначают в зависимости от материала колец и диаметра отверстий. С учетом допусков на предварительно расточенные отверстия и на толщину листа натяг раскатывания отверстий диаметром 80-160 мм при материале колец сталь Ст3, сталь 20, сталь 30 равен 0.18-0.53 мм; частота вращения раскатников составляет 150-300 об/мин (чем больше диаметр отверстия, тем меньше частота вращения раскатников).
Подачу раскатывания назначают в пределах 0.2-0.4 мм/об .
Раскатывание свертных колец не обеспечивает требуемой точности размеров и формы отверстий, а также их взаимного расположения. Поэтому необходимо растачивание посадочных отверстий, для чего оставляется припуск на чистовое растачивание 0.15-0.3 мм на сторону.
Для повышения класса чистоты восстановленных поверхностей отверстий чистовое растачивание совмещают с упрочняющим выглаживанием, т.е. в гнездо борштанг последовательно за резцом устанавливают одношариковый раскатник.
Припуск на выглаживание 0.01-0.02 мм, скорость резания при чистовом растачивании 90-120 м/мин , подача 0.08-0.1 мм/об .
Предпочтительные размеры восстанавливаемых отверстий 50-210 мм, но могут быть восстановлены отверстия меньших и больших размеров.
Такая технология восстановления корпусных деталей представлена на рис. 3.5.
Рис.3.5. Схема технологического процесса
восстановления корпусных деталей