Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Восстановление деталей - файл 1.doc


Лекции - Восстановление деталей
скачать (678.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc679kb.17.11.2011 06:14скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Тема: Восстановление деталей обработкой под ремонтный размер

1. Классификация способов восстановления

2. Ремонт способами ремонтных размеров

3. Особенности технологического процесса ремонта способами ремонтных размеров


Вопрос 1. Классификация способов восстановления


































Преимущества.

Около 85% деталей при восстановлении имеют износ не более 0,3 мм.

От 40 до 55% деталей можно восстановить.

Затраты на материалы при изготовлении составляют 38%, при восстановлении 6% от общей стоимости.

Количество операций при восстановлении в 5…8 раз меньше, чем при изготовлении.

Однако трудоемкость восстановления иногда выше, чем при изготовлении.

Причины:

1. Мелкосерийный характер производства;

2. Использование универсального оборудования;

3. Частые переналадки оборудования;

4. Малые партии деталей.

Все способы можно разделить на две группы:

1. способы наращивания;

2. способы обработки.


Вопрос 2. Ремонт способами ремонтных размеров

Суть способа: наиболее сложная и дорогостоящая деталь (коленчатый вал) обрабатывается в ремонтный размер, а вторая (вкладыш) заменяется новой или восстанавливается под ремонтный размер.

Этим способом восстанавливают:

геометрическую форму;

требуемую шероховатость;

прочностные параметры изношенных поверхностей.

Ремонтные размеры делятся на регламентированные – размеры и допуски устанавливает изготовитель, детали с регламентными размерами выпускает промышленность (поршни, поршневые кольца и т.д.); ремонтные предприятия обрабатывают под эти размеры сопряженные детали (цилиндры блока, шейки коленвала и т.д.); нерегламентируемые – это размеры, установленные в учетом припуска на пригонку детали по месту.

Пример. Обработка фаски седла клапана в головке цилиндров лишь до выведения следов износа, которые затем по месту притирается клапан двигателя.

Определение величины и количества ремонтных размеров.





После механической обработки для придания правильной геометрической формы размеры поверхностей будут отличаться от первоначального на удвоенную величину максимального одностороннего износа и припуска на обработку.

При контроле деталей обычно определяют износ детали на размер U. Поэтому для упрощения расчетов по приведенным формулам используют коэффициент неравномерности износа

,

1) при симметричном износе



β = 0,5

2) при одностороннем износе





β = 1

Для конкретных деталей β устанавливают опытным путем.

Подставляем β в приведенные формулы, получаем выражения для практического использования





- межремонтный интервал

Ремонтные размеры для вала





………………



Ремонтные размеры для отверстия





………………



Число ремонтных размеров

1) для вала



2) для отверстия



dmin и Dmax определяют по условиям прочности деталей из конструктивных соображений или исходя из минимального слоя химико-термической обработки.

Преимущества:

1. Простота техпроцесса и оборудования

2. Высокая экономическая эффективность

3. Сохранение взаимозаменяемости деталей в пределах ремонтных размеров.

Недостатки:

1. Увеличение номенклатуры запасных частей

2. Усложнение организации процессов комплектования деталей, сборки и хранения деталей на складе.


Вопрос 3. Особенности технологического процесса ремонта способами ремонтных размеров

Особенности рассмотрим на примере восстановления гильзы цилиндров.

Технологический процесс включает расточку и хонингование.

Расточка производится на вертикальных алмазно-расточных станках марки 278 или 2А78Н.

Перед растачиванием проводят центрирование оси шпинделя и цилиндра.

Эксцентриситет не более 0,03 мм.



При растачивании определяют припуск



DPP – ближайший ремонтный размер

DИ – диаметр изношенного цилиндра

zx = 0,03…0,05

Хонингование – доводочная операция, выполняется на доводочных или вертикально-сверлильных станках с подачей охлаждающей жидкости (керосин или смесь керосина 80…90% с машинным маслом).

На хонинговальной головке по окружности расположены 5…6 сменных абразивных бруска. Бруски разжимаются вручную, а также гидравлическим или пневматическим приводом.

Основные параметры при хонинговании

1. Скорость вращения головки

, м/мин

D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм

n – частота вращения хонинговальной головки, мин-1

2. Скорость возвратно-поступательного движения

, м/мин

n2 – число двойных ходов головки за 1 минуту

L – длина рабочего хода хонинговальной головки



lотв – длина цилиндра;

lпер – величина перебега брусков за край цилиндра, lпер = 0,2…0,3 от длины бруска;

lбр – длина абразивного бруска.

При хонинговании формируется микропрофиль с плоскими выступами и углублениями для размещения смазки.



При этом увеличивается маслоемкость и опорная площадь поверхности.

Для увеличения износостойкости цилиндров и ресурса двигателя используют хонингование алмазными брусками на эластичной каучукосодержащей связке.

Бруски при этом обладают локальной эластичностью. Алмазные зерна погружаются в связку и выступают из нее, когда зерно расположено над впадиной микропрофиля, это делает края рисок микропрофиля овальными без заусенец.

Хонингование антифрикционными брусками при этом риски на поверхности детали заполняются менее твердыми металлами и антифрикционными веществами, входящими в состав брусков.

Преимущества:

1. Исключаются прихваты поршневых колец и задиры.

2. Снижаются механические потери, частота вращения коленвала повышается от 200 до 500 об/мин.

3. Увеличивается мощность.

4. Стабилизируется и снижается расход масла.

5. Снижается удельный расход топлива от 1,5 до 2 г/л.с.·час.

6. Увеличивается долговечность двигателя на 30…40%.


Тема: Восстановление деталей постановкой дополнительной ремонтной детали.

1. Характеристика метода

2. Способы крепления дополнительных ремонтных деталей

3. Особенности технологических процессов


Вопрос 1. Характеристика метода

Постановку дополнительной ремонтной детали применяют для компенсации износа рабочих поверхностей и при замене изношенной или поврежденной части детали.

Формы дополнительных ремонтных деталей: гильзы; кольца; шайбы; пластины; резьбовая втулка или спиральная резьбовая вставка.

Дополнительные ремонтные детали изготавливаются и того же материала, что и основная деталь.

Рабочая поверхность дополнительных ремонтных деталей должна соответствовать свойствам восстанавливаемой детали.

Крепление дополнительной ремонтной детали производят за счет посадок с натягом, приваркой, а также стопорными винтами или штифтами.

Сопрягаемые поверхности при запрессовке покрывают графитом в смеси с маслом.

После постановки и закрепления проводят окончательную механическую обработку дополнительной ремонтной детали до требуемых размеров.

Преимущества:

простота технологических процессов и применяемого оборудования.

Недостатки:

1. Не всегда оправдан экономически из-за больших расходов материала на изготовление дополнительной ремонтной детали.

2. Иногда снижается механическая прочность восстанавливаемой детали.

Разновидность способа ремонта дополнительных ремонтных деталей - пластинирование.

Виды пластинирования деталей.

По эксплуатационно-ремонтному признаку

1. Износостойкое

- увеличение ресурса

- повышение ремонтопригодности

- увеличение долговечности

2. Восстановительное

- деталей ранее пластинированных

- деталей не пластинированных

3. Регулировочное

- регулирование взаимного расположения

- компенсация износа деталей в сопряжениях

По технологическим признакам

1. Напряженное

- поясное

- продольное

- спиральное

2. Свободное

- разомкнутых цилиндрических поверхностей

- плоских поверхностей

- деталей передающих крутящий момент

3. Связанное

- клеевой композицией

- шовной приваркой

- механическим креплением

Пластинирование – это облицовка рабочих поверхностей тонкими износостойкими легкосъемными пластинами.

Напряженное – пластину перед установкой обжимают и устанавливают в напряженном состоянии, фиксация пластины происходит под действием сил трения.

Поясное – пластины устанавливают на внутреннюю поверхность в виде пояса, перпендикулярно к образующей отверстия.

Продольное – стыки пластин расположены вдоль оси отверстия.

Спиральное – пластину наворачивают на вал или отверстие.

Свободное – пластина устанавливается свободно и удерживается в результате конструкции детали.


Вопрос 2. Способы крепления дополнительных ремонтных деталей

Дополнительные ремонтные детали крепятся:

- приваркой по торцу;

- приклеиванием;

- постановкой стопорных штифтов;

- посадкой с натягом.


При посадке с натягом поветхности детали и втулки (ДРД) обрабатывают по допускам H7/j6 при этом Ra = 1,25…0,32 мкм.

Усилие запрессовки дополнительной ремонтной детали

, Н

f – 0,08…0,1 – коэффициент трения при запрессовке;

d – диаметр контактируемых поверхностей;

^ L – длина запрессовки;

P – давление на поверхности контакта.

Диаметр контактирующих поверхностей

1) для вала



2) для втулки



б – толщина втулки;

dн.о – низшее предельное отклонение;

dв.о – верхнее предельное отклонение.



n – запас прочности



Контактное давление между деталями:



∆ - минимальный расчетный натяг, мкм

С1 и С2 – коэффициенты охватываемой и охватывающей деталей;

Е1 и Е2 – модули упругости материала, Па.

При использовании теплового метода определяют температуру охватывающей детали

, мм/м·град

k = 1,15…1,3 – коэффициент, учитывающий охлаждение детали при сборке;

kα – коэффициент линейного расширения материала охватываемой детали;

d1 – диаметр отверстия охватывающей детали.

Температура охлаждения охватываемой детали



^ S – минимальный гарантированный зазор, мкм;

d2 – диаметр охватываемой детали, мм.

Конечная температура нагрева



Конечная температура охлаждения




Вопрос 3. Особенности технологических процессов

Рассмотрим особенности пластинирования гильз цилиндров.

1. Подготовка гильз под облицовку пластинами проводят растачиванием гильз эльборовыми резцами, обеспечивающими шероховатость от 0,16 до 0,32 мкм.

2. Изготовление пластин

Изготавливают из холоднокатанной ленты углеродистой стали У8А, У10А.

Максимальная толщина гильзы определяется исходя из обеспечения максимальной упругости.

Максимальная толщина пластины ограничена трудностью установки пластин.

Для двигателей КамАЗ пластины – 0,6 мм. Запрессовка производится прессом с усилием от 15 до 18 кН. Место стыка пластины не должно ощущаться пальцами. При простукивании звук должен быть звонким.

Особенности техпроцесса восстановления резьбовых отверстий.

Способы ремонта резьбовых отверстий:

- нарезание резьбы увеличенного диаметра;

- постановкой резьбовой втулки (ввертыша);

- установкой спиральной вставки;

- заваркой отверстия с изношенной резьбой и нарезание резьбы номинального диаметра;

- стабилизация резьбового соединения полимерной композицией.

Установка ввертыша

Наружный диаметр ввертыша



d – наружный диаметр резьбы болта;

G1B – предел прочности материала болта;

G2B – предел прочности материала корпуса.

Ввертыш крепят стопорными шпильками или приклеивают.



Преимущества:

1. Восстановление сильно изношенного отверстия

2. Не нарушается термообработка детали

3. Хорошее качество восстанавливаемого отверстия

Недостатки:

1. Высокие трудоемкость и сложность

2. Невозможность применения при невозможности увеличения отверстия

Постановка резьбовой спиральной вставки, то есть пружины из ромбической проволоки, наружная поверхность которой образует резьбовое соединение с корпусом.

Преимущества:

1. Повышенная прочность резьбового соединения

2. Восстановление тонкостенных деталей.

Технологический процесс восстановления спиральной вставкой

1. Очистить отверстие сверлом

2. Продуть отверстие воздухом

3. Рассверлить отверстие

4. Продуть отверстие воздухом

5. Нарезать резьбу в отверстии

6. Установить спиральную вставку.

Поводок (отогнутый край проволоки) служит для упора при вворачивании вставки.


Тема: Ремонт деталей способом пластической деформации

1. Классификация способов

2. Восстановление размеров изношенных поверхностей

3. Восстановление геометрической формы детали.


Вопрос 1. Классификация способов

Процесс пластической деформации основан на пластичности и способности металлов и сплавов изменять под действием нагрузки геометрическую форму без нарушения целостности.

Различают холодное и горячее пластическое деформирование.

Холодное – обработка давлением при температуре ниже температуры процесса рекристаллизации, вызывает упрочнение или наклеп.

Горячее – обработка давлением при температуре выше температуры рекристаллизации.




Вопрос 2. Восстановление размеров изношенных поверхностей

Восстановление размеров изношенных поверхностей происходит перемещением части материала.

Осадка – направление действия внешней силы перпендикулярно к направлению деформации. Применяют для восстановления наружного диаметра сплошных деталей и внутреннего диаметра полых деталей.

Осадка пальца



Усилие необходимое для осадки



GT – предел текучести при температуре осадки;

d – диаметр детали до осадки;

h – высота детали до осадки;

F – площадь поперечного сечения до осадки.

Осадка втулки



Уменьшение длины втулки 8…15% от номинального.

Раздача – увеличение наружных размеров полых деталей в результате увеличения их внутренних размеров.

Направление прикладываемой внешней силы совпадает с направлением деформации.

Давление, необходимое для раздачи



D – наружный диаметр;

d – внутренний диаметр.



Раздача втулки

Восстанавливают шипы крестовин карданного вала, поршневые пальцы.

Инструмент для раздачи: прошивки, дорны, шарики.

Производят в холодном и горячем состоянии.

При холодной раздаче детали имеющие химико-термическую обработку

Но это не дает увеличения длины шипов крестовины.

Поэтому применяют раздачу с локальным нагревом в результате действия сил трения.

Крестовина карданного вала.



Диаметр дорна, необходимый для раздачи шипа



- расчетный диаметр шипа крестовины после раздачи;

D0 – наружный изношенный диаметр шипа крестовины перед раздачей.

Шип нагревается при трении до 1000º С (дорн) и в результате осевой подачи раздает шип крестовины.

Линейные размеры шипа удлиняются на 0,3…0,5 мм.

d0 – диаметр исходного смазочного отверстия до раздачи.

k – коэффициент, учитывающий пластическое течение металла по смазочному каналу в процессе раздачи.

DН – диаметр номинальный.

Гидротермическая раздача.

Изношенный поршневой палец нагревают ТВЧ до 1110 К, затем быстро охлаждают, пропуская поток воды через внутреннюю полость. Происходит увеличение наружного диаметра от 0,1 до 0,3 мм.

Степень раздачи зависит от коэффициента относительной толщины стенки детали

(0,3…0,5)

Деформация наружного диаметра



d – коэффициент теплового расширения детали

Т – разность температур между наружной и охлажденной внутренней поверхностью деталей

γ – коэффициент остаточных деформаций (0…1).

Электрогидравлическая раздача

Применяют для восстановления поршневых пальцев карбюраторного двигателя, у которых значения β невелики.

Схема электрогидравлической раздачи



Поршневой палец устанавливают в разовый полиэтиленовый патрон для направления электрического разряда по оси пальца исключая пробой на стенке пальца.

Для эффективности устанавливают специальный проводник – проволоку (Al диаметр 0,7 мм), в полость пальца подают рабочую жидкость – техническую воду.

Принцип работы: высоковольтный импульс от конденсаторной батареи проходит через проводник при этом в результате электрогидравлического взрыва возникает ударная волна, которая раздает поршневой палец.

Используемое напряжение 37 кВ.

Емкость конденсатора 6 мкФ.

Деформация пальца 0,15 мм для стали 15Х; 0,2 мм для стали 45.

Обжатие. Для восстановления внутренних размеров полых деталей в результате уменьшения наружных размеров.

Направление силы совпадает с направлением деформации.



Свободное обжатие втулки




Обжатие втулки в матрице

Вдавливание.

При вдавливании происходит осадка и раздача.

Восстановление шлицев вдавливанием





С – коэффициент, зависящий от угла 2γ.

Вдавливание производят инструментом клинообразной формы, материал выдавливается из средней части шлица в сторону изношенных боковых поверхностей. Увеличение до 1 мм на каждую сторону, инструмент перемещают вдоль шлица.

Термопластическое обжатие гильз цилиндров.

Гильзы помещают в водоохлаждаемую матрицу и нагревают до 880º С. Свободному расширению гильзы препятствуют стенки матрицы. При свободном охлаждении гильзы уменьшаются в осевом и радиальном направлении 0,75…1 мм.

Накатка: производят зубчатыми роликами или дисками для деталей с нагрузкой не более 7 МПа. Износостойкость при этом снижается на 20…25%.

При накатке образуется рифленая поверхность, что приводит к снижению площади опорной поверхности детали.

При накатке наружный или внутренний диаметр соответственно увеличивается или уменьшается в результате вытеснения металла из восстанавливаемой поверхности.



Вопрос 3. Восстановление геометрической формы детали.

Восстановление геометрических форм проводят правкой:

- статическим изгибом;

- ударом;

- термической правкой.

При статическом изгибе усталостная прочность снижается на 15…40%, стрела обратного прогиба должна быть в 10…15 раз больше, чем до правки или используют двойной прогиб:

1ый – на такую величину, чтобы вал остался прогнутым в обратную сторону на такую же величину как до правки;

2ой – таким образом, чтобы он выровнялся.

Замечание. В процессе эксплуатации может вновь возникнуть исправленная деформация. Для предотвращения этого производят отпуск детали при температуре 400…450º С в течение 0,5…1 час.

Правка ударом (выравнивание плоскостей кузовных деталей).

Выполняют молотками от 100 гр. до 500 гр.

Преимущества:

- точность выправленной поверхности и устойчивое сохранение форм.

Замечание. При правке листа удары наносят не по выпуклым местам, а от края листа по направлению к выпуклости, при приближении к центру выпуклости удары наносят чаще и слабее. Если имеется несколько выпуклостей их сводят к одной, которую затем исправляют таким же методом.

Термическая правка.

Металл нагревают до 600…700º С в местах неровностей и при остывании под действием сил сжатия деталь выпрямляется.

Восстановление механических характеристик материала деталей.

Проводится для пружин, рессор, коленчатых валов, а также деталей после наплавки.

Наибольшее распространение получили: дробеструйная обработка, обкатка шариками или роликами.

При дробеструйной обработке пластическая деформация достигает 0,5…0,8 мм.

Используется чугунная или стальная дробь 0,8…2 мм, скорость дроби 30…90 м/сек.; время обработки 0,5…2 мин.


Тема: Восстановление деталей сваркой и наплавкой

1. Классификация способов сварки

2. Сварка и наплавка в среде активных газов

3. Сварка и наплавка под слоем флюса

4. Сварка чугунных изделий. Газовая наплавка


Вопрос 1. Классификация способов сварки

Различают три класса сварки в зависимости от используемой энергии.

1 класс. Термическая сварка

1) электродуговая (нагрев электрической дугой)

2) газовая (нагрев пламенем газа)

3) электрошлаковая (нагрев током, проходящим через расплавленный электропроводный шлак)

4) индукционная (нагрев переменным электромагнитным полем)

5) электронно-лучевая (используется энергия сфокусированного потока электронов в электромагнитном поле высокой напряженности)

6) лазерная (используется энергия светового потока)

2 класс. Термомеханический: используется тепловая энергия и давление.

1) контактная (сварка давлением при нагреве током контактирующих деталей)

2) диффузионная (диффузия атомов при длительном воздействии температуры и незначительной пластической деформации). Может быть между поршневым кольцом и гильзой цилиндра; материалом гайки и шпилькой коллектора.

3 класс. Механический – используется механическая энергия и давление.

1) холодная сварка (это сварка давлением при незначительной пластической деформации без нагрева).

2) сварка взрывом (сварка в результате вызванного взрывом соударения быстро движущихся частей).

3) Магнитоимпульсная (это сварка давлением с использованием силы электрохимического взаимодействия между вихревыми токами в соединяемых частях).

4) ультразвуковая (сварка давлением, соединение частей деталей посредством ведения механических колебаний высокой частоты).

5) сварка трением (сварка давлением, когда нагрев осуществляется трением вызываемым вращением друг относительно друга свариваемых частей).

  1   2   3   4



Скачать файл (678.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации