Детали машин

Классификация способов восстановления деталей машин

В структуре себестоимости капитального ремонта машин 60…70 % затрат приходится на стоимость запасных частей. В то же время себестоимость восстановления большинства деталей не превышает 25…40 % цены новой детали. В настоящее время разработаны прогрессивные технологии восстановления, которые помимо восстановления, упрочняют ее, значительно повышая износостойкость. Восстановление изношенных деталей является одним из основных путей экономии материально-сырьевых и энергетических ресурсов, решения экологических проблем, так как затраты энергии, металлов и других материалов в 25…30 раз меньше, чем затраты при изготовлении новых деталей. При переплавке изношенных деталей безвозвратно теряется до 30 % металла.

Восстановление изношенных деталей позволяет значительно снизить затраты на ремонт техники и поэтому является приоритетным вопросом в развитии системы технического обслуживания и ремонта машин.

Восстановление детали – комплекс технологических операций по устранению дефектов детали, обеспечивающих возобновление ее работоспособности и геометрических параметров, установленных нормативно-технической документацией.

Способы восстановления условно делят на две категории: способы наращивания и способы обработки.

В зависимости от физической сущности процессов, технологических и других признаков существующие способы делятся на десять групп (табл. 1).

Слесарно-механической обработкой устраняют следы износа и восстанавливают форму детали. При этом размеры после обработки отличаются от номинальных. Для обеспечения необходимой посадки применяют сопрягаемые детали с измененными параметрами или ставят компенсатор износа (кольца, бандажи, втулки, резьбовые спиральные вставки и т. д.).

Таблица 1. Способы восстановления деталей

Номер группыГруппа способовСпособ
1Слесарномеханическая обработка
  1. Обработка под ремонтный размер (РР)
  2. Постановка дополнительной ремонтной детали (ДРД)
  3. Обработка до выведения следов износа и придания правильной геометрической формы
  4. Перекомплектовка
2Пластическое деформирование
  1. Вытяжка, оттяжка
  2. Правка (на прессах, наклепом)
  3. Механическая раздача
  4. Гидротермическая раздача
  5. Электрогидравлическая раздача
  6. Раскатка
  7. Механическое обжатие
  8. Термопластическое обжатие
  9. Осадка
  10. Выдавливание
  11. Накатка
  12. Электромеханическая высадка
3Нанесение полимерных материалов
  1. Напыление: газопламенное, в псевдосжиженном слое (вихревое, вибрационное, вибровихревое) и др.
  2. Опрессовка
  3. Литье под давлением
  4. Нанесение шпателем, валиком, кистью и др.
4Ручная сварка и наплавка
  1. Газовая
  2. Дуговая
  3. Аргонодуговая
  4. Кузнечная
  5. Плазменная
  6. Термитная
  7. Контактная
5Механизированная дуговая сварка и наплавка
  1. Автоматическая под флюсом
  2. В среде защитных газов: аргоне, углекислом газе (диоксиде углерода), водяном паре и др.
  3. С комбинированной защитой
  4. Дуговая с газопламенной защитой
  5. Вибродуговая
  6. Порошковой проволокой или лентой
  7. Широкослойная
  8. Лежачим электродом
  9. Плазменная (сжатой дугой)
  10. Многоэлектродная
  11. С одновременным деформированием
  12. С одновременной механической обработкой
6Механизированные бездуговые способы сварки и наплавки
  1. Индукционная (высокочастотная)
  2. Электрошлаковая
  3. Контактная сварка и наварка 4: Трением
  4. Газовая
  5. Электронно-лучевая
  6. Ультразвуковая
  7. Диффузионная
  8. Лазерная
  9. Термитная
  10. Взрывом
  11. Магнитно-импульсная
  12. Печная наварка
7Газотермическое напыление (металлизация)
  1. Дуговое
  2. Газопламенное
  3. Плазменное
  4. Детонационное
  5. Высокочастотное
  6. Электроимпульсное
  7. Ионно-плазменное
8Гальванические и химические покрытия
  1. Железнение постоянным током
  2. Железнение периодическим током
  3. Железнение проточное
  4. Железнение местное (вневанное)
  5. Хромирование
  6. Хромирование проточное, струйное
  7. Меднение
  8. Цинкование
  9. Нанесение сплавов
  10. Нанесение композиционных покрытий
  11. Электроконтактное нанесение (электронатирание)
  12. Гальваномеханический способ
  13. Химическое никелирование
9Термическая и химикотермическая обработка
  1. Закалка, отпуск
  2. Диффузионное борирование
  3. Диффузионное цинкование
  4. Диффузионное титанирование
  5. Диффузионное хромирование
  6. Диффузионное хромотитанирование
  7. Диффузионное хромоазотирование
  8. Обработка холодом
10Другие способы
  1. Заливка жидким металлом
  2. Намораживание
  3. Напекание
  4. Пайка
  5. Пайкосварка
  6. Электроискровое наращивание и легирование

Способы восстановления пластическим деформированием основаны на свойстве пластичности металлов. При пластическом деформировании металл детали перераспределяется от нерабочих участков детали к рабочим, благодаря чему восстанавливаются размеры изношенных поверхностей. Объем детали остается постоянным. К достоинствам следует отнести следующее: не требуется присадочный материал, простота способов, относительно высокая производительность. К недостаткам относятся: необходимость термической обработки черных металлов, изменение линейных размеров (например, поршневой палец после раздачи укорачивается).

Технология восстановления деталей полимерными материалами отличается простотой и доступностью (используют в полевых условиях), низкой себестоимостью, высокой производительностью и хорошим качеством. Долговечность посадочных мест подшипников после восстановления полимерными материалами многократно повышается.

Способы ручной сварки и наплавки получили широкое применение благодаря простоте и возможности выполнения процесса в труднодоступных местах. К недостаткам относятся: низкая производительность, материалоемкость и не всегда обеспечивается высокое качество.

Механизированные способы сварки и наплавки могут быть автоматическими и полуавтоматическими. Большинство этих способов обеспечивают высокие производительность и качество.

При дуговых способах источником теплоты для плавления присадочного материала и поверхности детали является теплота электрической дуги. При бездуговых способах таким источником служат потери от вихревых токов (ТВЧ), джоулева теплота (электрошлаковая наплавка, контактная приварка), теплота сгораемых газов и др.

Ручные и механизированные сварочно-наплавочные способы получили наибольшее применение (75…80 % общего объема восстановления). Их недостатки – термическое воздействие на основной металл, в том числе на невосстанавливаемые поверхности, деформация деталей, значительные припуски на механическую обработку. Применение большинства из этих способов целесообразно для восстановления сильноизношенных деталей.

При напылении расплавленный присадочный материал (проволока или порошок) с помощью сжатого воздуха распыляется и наносится на подготовленную поверхность детали. Способы напыления различают в зависимости от источника теплоты: дуговое – теплота электрической дуги, газопламенное – теплота газового пламени и т. д. Напыляют металлы, полимеры и др. При напылении металла процесс называют металлизацией. Большинство способов напыления характеризуется высокой производительностью, позволяет достаточно точно регулировать толщину покрытия и припуск на механическую обработку. Серьезный недостаток напыления – низкая сцепляемость покрытий с основой. Для ее повышения применяют нанесение специального подслоя, последующее оплавление и др.

В основе гальванических способов лежит явление электролиза. Их различают по виду осаждаемого металла, роду используемого тока, способу осаждения и др. Гальванические способы высокопроизводительны, не оказывают термического воздействия на деталь, позволяют точно регулировать толщину покрытий и свести к минимуму или вовсе исключить механическую обработку, обеспечивают высокое качество покрытий при дешевых исходных материалах. Такие способы применяют для восстановления малоизношенных деталей. Недостатки гальванопокрытия – многооперационность, сложность и экологическая вредность технологии.

Термическую обработку применяют для упрочнения и восстановления физико-механических свойств деталей (упругости пружин и др.). При химикотермических способах происходит диффузное насыщение поверхности детали тугоплавкими металлами (хромом, титаном и др.) при некотором изменении размеров. Эти способы применяют для восстановления и повышения износостойкости малоизношенных деталей (плунжеров и др.).

На рис. 1 показано распределение способов при восстановлении изношенных деталей машин.

Распределение способов при восстановлении изношенных деталей машин

Рис. 1. Распределение способов при восстановлении изношенных деталей машин: 1 – наплавка и сварка (70 %); 2 – ремонтные размеры (12 %); – электролитические покрытия (8 %); 4 – полимерные материалы (6 %); 5 – установка дополнительной ремонтной детали (3 %); 6 – поверхностнопластическое деформирование (1 %)

Как следует из рис. 1 более 70 % изношенных деталей восстанавливается наплавкой и сваркой. Поэтому различные способы сварки и наплавки более подробно рассмотрены в следующей главе.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *