Восстановление деталей обработкой под ремонтный размер

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