Типизация дефектов деталей, которые подлежат восстановлению, позволяет увеличить серийность технологических операций восстановления.

Мы уже отмечали, при дефектации деталей их сортируют по дефектам или по маршрутам.

Но прежде чем разрабатывать проект технологического процесса восстановления деталей, следует классифицировать дефекты, определить их параметры, сходство и повторяемость, разделить по сходным признакам на типы.

Следует отметить, что типизация дефектов и неисправностей деталей позволяет обнаруживать ненадежные элементы деталей, повысить долговечность и ремонтопригодность машин. Следует отметить понятия: дефект, неисправность и отказ. По ГОСТ 15467 – 79:

Дефект – это каждое отдельное несоответствие изделия (детали) требованиям, установленным нормативной документацией.

Примеры: выход размера детали за пределы допуска, недопустимое изменение формы поверхности, нарушение целостности тела детали.

Неисправность – это состояние объекта (детали), при котором он не соответствует хотя бы одному из требований установленных нормативно-технической документацией.

Находясь в неисправном состоянии, деталь может иметь один или несколько дефектов. При этом при наличии дефекта деталь либо восстанавливается, либо направляется в утиль.

Отказ – это понятие надежности.

Дефекты классифицируют по нескольким признакам. Во-первых, дефекты подразделяют по причинам их появления:

1. ошибки конструирования;

2. ошибки изготовления;

3. старение и износ;

4. нарушение правил эксплуатации.

Во-вторых, дефекты подразделяют по форме их проявления в виде изменений:

1. линейных и объемных размеров форм поверхностей;

2. относительного положения поверхностей;

3. посадок и сопряжений;

4. свойств материала поверхностных слоев детали;

5. целостности тела детали;

6. функциональных свойств материала;

7. внешнего вида.

Однако для разработки технологии восстановления мало выявить формы проявления дефектов, необходимо также установить виды и количественные параметры дефектных элементов деталей.

11.3.1 Виды изнашивающихся и повреждаемых элементов деталей

Как правило, восстановление дефектной детали (на конечном этапе восстановления) сводится к обработке поверхностей на металлорежущих станках. Поэтому дефектные поверхности разных деталей группируют сначала по конструктивно-технологическим признакам, затем по видам.

Это делается для определения операционного маршрута восстановления за счет комбинации технологических операций восстановления типовых поверхностей.

Типовая поверхность – это поверхность, конструктивно-технологические характеристики и параметры дефекта которой присущи поверхностям множества различных деталей.

То есть цель типизации – установление конструктивно-технологической общности и сходства параметров дефектов поверхностей детали. Итак, по конструктивно-технологическому признаку поверхности восстанавливаемых деталей разделяют на:

1. наружные поверхности, имеющие форму тел вращения (шейки, ступицы, опоры валов и осей);

2. внутренние поверхности, имеющие форму тел вращения;

3. поверхности других форм (эллиптические, зубчатые, плоские, поверхности со шпоночными и шлицевыми канавками, резьбой и т.д.).

Общим признаком всех трех типов поверхностей являются одинаковые требования к их обработке. Поэтому в типовой маршрут восстановления деталей включают и детали, имеющие одновременно дефекты всех трех типов поверхностей.

Для оценки необходимости включения восстановления дефектной детали в типовой маршрут используют следующие показатели поверхности:

L – длина поверхности;

T – точность обработки;

i – вид причины перехода поверхности в непригодное состояние;

δ – линейные изменения формы поверхности;

D – диаметр;

R – вид резьбы;

K – конусность;

H – твердость;

σ – материал.

Итак, в этом списке L, T, D, R, H, σ – это характеристики детали (точнее ее поверхностей); i, δ, K – это дефекты.

Пользуясь показателями характеристик поверхности и ее дефектов, составляют комплексную поверхность, для которой разрабатывают технологические операции восстановления. Итак, этот этап – типизация поверхностей по дефектам и технологическим процессам их восстановления – первый уровень специализации.

Второй уровень – это типизация технологических процессов восстановления однородных (однотипных) деталей. Для этого выбирают комплексную деталь, охватывающую параметры всех деталей, включенных в заданную группу. Как и при изготовлении новых деталей, комплексная деталь может не совпадать по параметрам с реальными деталями (точно), но разработанный для нее технологический процесс восстановления должен быть пригодным для ремонта любой детали, включенной в данную группу.

Эти два уровня отражены в различных вариантах восстановления деталей. Первый вариант – восстановление по дефектной технологии, т.е. разрабатывается технологический процесс восстановления на каждый дефект детали. Второй (более эффективный) вариант – восстановление по маршрутной технологии, т.е. разрабатывается технологический процесс восстановления на все возможные дефекты детали.

Формирование технологического маршрута включает выполнение нескольких, последовательно выполняемых этапов.

Во-первых, массив дефектных деталей разбивают на классы в соответствии с их геометрической конфигурацией.

Во-вторых, в рамках каждого класса детали разделяют на группы по следующим признакам:

1. габаритные размеры;

2. количество (частота) дефектов;

3. связь между дефектами различных поверхностей деталей;

4. тип поверхностей, подлежащих восстановлению;

5. вид сопряжений и их точность;

6. возможные методы восстановления деталей;

7. серийность деталей.

В-третьих, в каждой группе выбирается комплексная деталь.

В-четвертых, разработка для каждой комплексной детали маршрута или маршрутов группового технологического процесса восстановления.

В-пятых, оценка экономической эффективности различных маршрутов и выбор наиболее экономичного маршрута.

В-шестых, составление маршрутно-операционных карт технологических процессов восстановления деталей и их использование на местах (на постах дефектации и в цехах по восстановлению деталей).

I) Как отмечалось, наиболее распространен способ ремонтных размеров, по которому восстанавливают посадку путем механической обработки наиболее сложной детали и замены сопряженной с ней детали новой.

Размеры обрабатываемой детали регламентируются системой ремонтных размеров. Это делается для того, чтобы иметь достаточное число запасных частей, а также технологическую оснастку. Ремонтные размеры для каждого сопряжения, а также их количество рассчитывают на основе величин ремонтного интервала и предельной толщины слоя металла, который может быть снят с детали при сохранении достаточной работоспособности.

Ремонтный интервал (γ) – это сумма величин уменьшения тела детали в результате изнашивания и обработки. Обработку выполняют для восстановления ее геометрической формы и положения в пространстве, а также обеспечения необходимой шероховатости поверхности.

Пример: Максимальная толщина слоя (рисунок 13.1), который можно снять (в процессе изнашивания и обработки) определяется условиями прочности или износостойкости (если поверхность упрочнена на ограниченную глубину).

Для валов в большинстве случаев допускают уменьшение диаметра шейки до 5 % их номинального размера (исходя из условия прочности). Дальнейшее уменьшение диаметра шейки разрешают только при наличии расчета доказывающего допустимость намечаемого уменьшения.

Недостатки: усложнение производства; удорожание ремонта из-за выбраковки одной из деталей, необходимость увеличения запасов сменных деталей и, соответственно, снижение оборачиваемости оборотных средств.

Кроме этого, эксплуатационные недостатки – ухудшение работы сочленений при большом изменении размеров (изменение скорости относительного перемещения, давления, инерционных нагрузок), что вызывает ускоренный износ.

При отсутствии регламентаций на ремонтные размеры деталь обрабатывается до устранения дефекта, а заменяемая деталь изготавливается с подгонкой к основной детали.

II) Способ постановки дополнительной ремонтной детали (рисунок 13.2) состоит в том, что в сопряжение для компенсации износа вводят дополнительную деталь (компенсатор износа).

Надежность ее соединения с основной деталью достигается посадкой с гарантированным натягом, сваркой, с помощью винтов и штифтов, но снижается жесткость сопряжения, повышается теплонапряженность, что ускоряет износ. Наиболее эффективным является восстановление посадок сопряженных поверхностей с одновременным восстановлением первоначальных размеров деталей. I) Как отмечалось, наиболее распространен способ ремонтных размеров, по которому восстанавливают посадку путем механической обработки наиболее сложной детали и замены сопряженной с ней детали новой.

Централизованный ремонт деталей машин в ряде отраслей народного хозяйства стал эффективным путем удовлетворения потребности в запасных частях. Ремонтируемая деталь является удобной заготовкой , поскольку требует новых материальных и трудовых затрат. Ее размеры в максимальной степени соответствуют окончательным размерам, поэтому восстановление связано с минимальным объемом механической обработки. При этом количество повреждений поверхностей, как правило, невелико, а восстановительные работы имеют небольшой объем. Поэтому стоимость отремонтированных деталей даже в условиях несовершенного ремонтного производства оказывается в несколько раз ниже, чем стоимость новых. Применение эффективных методов упрочнения при ремонте позволяет повышать ресурсы деталей в сравнении с ресурсами новых деталей. Все это определяет высокую эффективность правильно организованного восстановительного ремонта. При огромном парке машин он обеспечивает крупную экономию материалов, энергии и трудозатрат.

В машиностроении возможности централизованного ремонта деталей машин используют в ограниченных объемах, что связано с рядом причин: децентрализацией ремонта, выполнением его силами каждого отдельного предприятия, большими возможностями изготовления запасных частей в собственных ремонтных и основных производственных цехах. Малая потребность в деталях одного наименования в этих условиях делает восстановление их не всегда выгодным.

В строительстве, на транспорте и в ряде отраслей промышленности, где централизация ремонта машин достигла больших масштабов, ремонтная техника получила значительное развитие и располагает обширным арсеналом способов восстановления деталей.

14.1 Ремонт обработкой давлением

Ремонт обработкой давлением основан на пластическом деформировании материала, перераспределении его и благоприятном изменении формы и размеров детали без изменения ее массы. Применяют следующие виды обработки давлением (рисунок 14.1): осадку, вдавливание, раздачу, обжатие, вытяжку, правку, накатку, обкатку роликом, дробеструйный наклеп и чеканку.

При осадке деталь деформируют в направлении, перпендикулярном усилию. Осадкой восстанавливают бронзовые втулки с износом по наружному и внутреннему диаметрам. При деформировании в холодном состоянии их высоту можно уменьшить до 15 %. Для сохранения отверстий во втулке их при осадке заполняют вставками. Диаметр пальца должен быть меньше, чем у отверстия втулки с учетом припуска на обработку.

При восстановлении детали вдавливанием направления усилия и деформации также взаимно перпендикулярны, но преобладает местная деформация детали и ее общие размеры не меняются столь значительно, как при осадке. Вдавливанием восстанавливают изношенные боковые поверхности шлице на валах, зубья шестерен и др. Восстановление стальных деталей проводят с нагревом и без него.

Восстановление раздачей применяют для увеличения наружного диаметра полых цилиндрических деталей без изменения высоты. Раздачу проводят под постоянный размер шариком или пуансоном или под любой размер – развальцовкой отверстия.

Обжатие применяют при решении задачи, обратной раздаче. Обжатие проводят проталкиванием детали через матрицу меньшего диаметра или деформированием металла в зоне отверстия. Стальные детали перед этим нагревают до температуры 800 – 950^о С. Обжатием восстанавливают втулки, зубчатые муфты с внутренними изношенными зубьями, звенья гусениц, рычаги, шатуны и др.

Вытяжку применяют для увеличения длины детали путем местного уменьшения ее поперечного сечения. Вытяжку применяют для удлинения стержневых элементов (тяг) на небольшую длину.

Восстановление правкой обеспечивает исправление искривленных, скрученных и покоробленных деталей. Правкой восстанавливают валы, шатуны, рычаги, вилки, кронштейны, элементы металлоконструкций. При небольшой деформации (до 1,5 – 2 мм) правку проводят в холодном состоянии, а при большой – в нагретом. В обоих случаях после правки нужна термообработка детали для стабилизации правки, снятия остаточных напряжений и улучшения механических свойств материала. Правку выполняют на прессах, в специальных приспособлениях и вручную.

Накаткой восстанавливают шейки валов с нарушенными размерами в месте посадки. Ее проводят острозубчатым роликом, создающим рифления с вытеснением металла и увеличением диаметра вала в месте накатки. Нужный размер обеспечивают механической обработкой.

14.2 Восстановление деталей слесарно-механической обработкой

Восстановление деталей слесарно-механической обработкой включает следующие разновидности: опиловку, шабрение, притирку, постановку заплат, штифтование и склеивание. Опиловка, шабрение и притирка – составные части пригоночных работ, выполняемых для получения необходимой точности в сопряжениях. Постановку заплат и штифтование применяют при заделке пробоин, трещин и других повреждений, если нельзя применять сварку или пайку. Наложением заплат ремонтируют стенки картеров, корпусов и других емкостей. Штифтование состоит в последовательном ввинчивании медных штифтов диаметром 4 – 6 мм в отверстия с резьбой на месте короткой трещины. Склеивание применяют при ремонте треснувших и поломанных деталей из металла и пластмасс. С помощью карбинольного клея склеивают и герметизируют шланги, бензо- и газопроводы, приклеивают тормозные накладки к колодкам и др. Для заделки пробоин и трещин применяют эпоксидные клеевые составы, для заделки раковин в чугунных деталях – бакелитовую мастику. Склеиваемые поверхности нужно тщательно обезжиривать.

⇐ Предыдущая 12