Строительство. Строительные машины

Универсальные одноковшовые строительные экскаваторы

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Технологические процессы восстановления деталей, придания им первоначальных форм и размеров схематически можно свести к трем стадиям:

подготовительные операции, включающие подготовку к процессу восстановления (наплавка, электролитическое наращивание, металлизация и др.), подготовку деталей к устранению повреждений;

восстановительные операции, заключающиеся в наплавке, металлизации, хромировании, пластических деформациях и других способах восстановления размеров изношенных поверхностей, заварке трещин;

окончательные операции, к которым относятся механическая и термическая обработка деталей после восстановления.

Ремонт деталей можно ограничивать лишь третьей стадией — механической и термической обработкой.

Технологические процессы восстановления деталей обычно разрабатывают на каждом предприятии, поэтому применяемые методы ремонта одноименных деталей зависят во многом от оснащенности мастерских, от числа ремонтируемых деталей и т. д. Ремонт деталей может быть осуществлен несколькими способами: под ремонтный размер, сваркой и наплавкой, металлизацией, электролитическим наращиванием, электроискровым способом, с помощью токов высокой  частоты.

Ремонт деталей под ремонтный размер заключается в том, что в сопряжении одну деталь, обычно сложную и дорогостоящую, подвергают механической обработке до заданного ремонтного размера, а другую заменяют новой или отремонтированной старой деталью с таким же ремонтным размером. При этом полностью восстанавливают работоспособность сопряжения, так как его детали обрабатывают под ремонтный размер с теми же допусками, что и новые детали.

Сварку и наплавку применяют для устранения износа поверхности, при поломке деталей и устранении трещин.

Широкое применение электросварки при ремонте машин объясняется существенными преимуществами этого способа: высокой эксплуатационной надежностью восстановленных деталей, простотой процесса, несложностью оборудования, возможностью наплавки износостойких материалов, невысокой стоимостью ремонта. Сварку можно производить как постоянным, так и переменным током.

Трещины металлоконструкций и корпусов перед заваркой разделывают ( 294). Для этого по их концам сверлят отверстия, которые позволяют проверять границы трещины, облегчают разделку ее и препятствуют распространению трещины. Диаметр отверстия должен быть несколько больше ширины трещины.

Трещину разделывают вырубкой или механической обработкой наждачным кругом. Размеры и форма образующейся при этом канавки должны создавать возможность заваривать трещину электродом.

Отверстия диаметром до 50 мм заваривают без предварительной подготовки. Их заполняют металлом путем кругового перемещения наклонного расплавленного электрода. В отверстие больших диаметров предварительно вставляют пробку из того же материала, что и ремонтируемая деталь. Пробку предварительно прихватывают электросваркой, а затем приваривают.

Наплавка изношенных поверхностей рекомендуется в тех случаях, когда детали не может быть возвращешт работоспособность способом под ремонтный размер. Наплавку применяют также для защиты деталей от повышенного изнашивания (наплавка износостойкими сплавами). Наряду с ручной наплавкой, наиболее широко распространенной в ремонтной практике, все чаще применяют методы автоматической наплавки под флюсом и автоматической виброконтактной наплавки.

Для наплавки ручным способом применяют сварочные аппараты. При выборе электродов для наплавки обращают внимание на то, какому виду термической обработки была подвергнута деталь во время ее изготовления. При восстановлении поверхности наплавкой твердость наплавленного слоя должна соответствовать твердости поверхностного слоя детали, указанной на чертеже.

Металлизацию применяют для восстановления валов и осей и особенно изношенных мест под неподвижные посадки подшипников качения, зубчатых колес, шкивов и т. п. Сущность металлизации заключается в том, что на заранее подготовленную поверхность наносят слой мельчайших частиц (диаметром 0,01—0,015 мм) расплавленного металла. Эти частицы распыливают потоком сжатого воздуха под давлением 5—6 кгс/см2 со скоростью 150—-200 м/с. Ударяясь о поверхность металлизируемой детали, они попадают в неровности и впадины и закрепляются в них.

Основными преимуществами металлизации являются относительная простота процесса и применяемого оборудования, возможность наращивания слоя любой толщины (от 0,01 и выше), что позволяет ремонтировать детали с любой величиной износа. Структура основного металла ремонтируемых деталей после металлизации не изменяется. Металлизации можно подвергать детали из любого материала (например, стали, чугуна, бронзы), любых размеров и конфигурации. Нанесенный слой металла обладает также способностью  поглощать  и  удерживать смазку.

Основной недостаток металлизации — сравнительно низкая прочность сцепления с основным металлом, что может привести к отслаиванию нанесенного слоя, особенно при динамических нагрузках. При металлизации распылением происходит чисто механическое сцепление нанесенного слоя с основным металлом. Поэтому созданию прочности этого сцепления должно быть уделено особое внимание.

Электролитическое наращивание заключается в том, что изношенную поверхность детали покрывают одним из следующих металлов: хромом (хромирование), железом (железне-ние, осталивание), медью (меднение), никелем (никелирование).

Деталь, подлежащую электролитическому наращиванию, погружают в ванну, наполненную электролитом (раствором, проводящим электрический ток). Через электролит с помощью двух электродов, присоединенных к источнику тока ( 295), пропускают постоянный ток. При этом молекулы электролита расщепляются на ионы. Ионы, несущие положительный заряд электричества, — катионы направляются к катоду (электроду, присоединенному к отрицательному полюсу источника тока), а ионы, несущие отрицательный заряд, — анионы —к аноду (электроду, присоединенному к положительному полюсу источника тока). В качестве анода в большинстве случаев используют пластинку из металла, которым необходимо покрывать детали, катодом является наращиваемая деталь, электролитом — раствор соли осаждаемого металла.

Наиболее распространенный вид покрытия при восстановлении деталей экскаваторов — хромирование. Основные свойства хромового покрытия — высокая твердость, износостойкость, способность сопротивляться коррозии и воздействию высоких температур, а также декоративный внешний вид. По износостойкости оно в несколько раз превосходит закаленную сталь, в обычных атмосферных и температурных условиях покрытие не окисляется. Хромовое покрытие можно наносить на стальные, чугунные, медные, латунные и алюминиевые поверхности (толщина пркрытия обычно не превышает 0,5 мм), при этом структура и механические свойства основного металла сохраняются. При хромировании достаточно точно можно регулировать толщину наносимого слоя.

Недостатки хромирования — нельзя восстанавливать детали со значительным износом вследствие хрупкости толстого слоя, относительная длительность и сложность процесса.

Электроискровой способ используют для восстановления размеров поверхностей деталей, износ которых не превышает 0,05—0,06 мм (при тугих и напряженных посадках); повышения  износостойкости   рабочих  поверхностей  детали.

К числу деталей экскаваторов, которые можно упрочнять одним из перечисленных методов, относятся: шлицевые валы (по боковым поверхностям шлицев), подвижные шестерни и кулачковые муфты (по боковым поверхностям шлицев и по пазам под вилки управления), рычаги фрикционов, вилки управления муфтами (в местах, входящих в пазы муфт). Изношенные поверхности наращивают & местах неподвижных посадок: на шейках валов и в гнездах корпусных деталей, главным образом под посадку подшипников качения.

Токи высокой частоты (т. в. ч.) применяют при поверхностной закалке деталей различных размеров, скоростной пайке инструментов, наплавке износостойких покрытий, изготовлении биметаллических втулок, восстановлении деталей металлизацией и др. Сущность высокочастотново нагрева заключается в том, что деталь, подлежащая нагреву, перемещается в переменном магнитном поле, создаваемом индуктором (катушкой) при пропускании через него переменного тока высокой частоты. По закону электромагнитной индукции в части детали, находящейся в магнитном поле, индуцируется ток, который имеет такую же частоту, что и ток, пропускаемый через индуктор. Глубина проникновения индуцированного тока зависит от его частоты: чем больше частота, тем меньше глубина проникновения тока. Благодаря тепловому действию тока поверхностный слой детали в течение 2—5 с нагревается и в нем возбуждаются токи.

Эти особенности индукционного нагрева используют для различных приемов восстановления и упрочнения деталей машин.

Основные преимущества высокочастотного нагрева: ускорение процесса нагрева, что резко повышает производительность труда и снижает себестоимость ремонтируемой или изготовляемой детали; возможность широко регулировать глубину нагрева, что позволяет нагревать только рабочие поверхности детали; сокращение расхода энергии за счет отсутствия предварительного нагрева обычных печей; высокая культура производства.

Валы. В процессе эксплуатации в цилиндрических валах изнашиваются посадочные шейки, шпоночные канавки и шлицы, повреждаются резьба на их поверхности, центровые отверстия,   изгибаются сами валы.

Способ ремонта цилиндрического вала выбирают после того, как соответствующей проверкой установят характер и степень износа. Шейки вала с износом (небольшие царапины и риски, овальность до 0,1 мм) ремонтируют шлифованием. Но предварительно проверяют, исправны ли центровые отверстия вала. Если необходимо, восстанавливают центровые отверстия, протачивая забоины и вмятины, и правят валы. Погнутые валы диаметром более 60 мм подвергают горячей правке. Холодную правку выполняют вручную с помощью винтовых скоб, рычагов, но целесообразнее пользоваться прессом. Винтовую скобу накладывают на вал захватами так, чтобы винт расположился своим упором против места наибольшего прогиба вала. Вращая винт, выправляют вал в этом месте; затем скобу последовательно перемещают на другие участки и повторяют операцию до тех пор, пока весь вал не будет выправлен. Шейки вала со значительным износом обтачивают и шлифуют под ремонтный размер. При этом допускается уменьшение диаметра шеек на S—10% в зависимости от характера воспринимаемых валом нагрузок, в частности при ударных нагрузках. В тех случаях, когда необходимо восстановить первоначальные размеры шеек, на них после обточки напрессовывают или устанавливают на эпоксидном клее ремонтные втулки, которые затем обрабатывают точением  или  шлифованием.

Изношенные поверхности валов можно ремонтировать также, наращивая металл наплавкой, металлизацией, хромированием и другими методами.

Подшипники скольжения. Если износ шейки вала и отверстия втулки достигает предельно допустимой величины, неразъемные подшипники (втулки) ремонтируют: шлифуют вал, а втулку заменяют новой — с отверстием, соответствующим по размеру шлифования шейке вала.

У подшипников с вкладышами восстанавливают правильную геометрическую форму отверстия и масляные канавки. При ремонте этих подшипников необходимо также обеспечивать зазор для масляного слоя, соосность отверстия данного подшипника и отверстий остальных подшипников, в которых устанавливают вал, плотное прилегание вкладышей к их постелям.

При ремонте подшипников скольжения следует уделять серьезное внимание правильной обработке смазочных канавок на рабочей поверхности подшипника. Смазочные канавки облегчают засасывание масла в нагруженную зону и улучшают распределение смазки по длине подшипника. Эти канавки обрабатывают на станках точением, фрезерованием, долблением, протягиванием, а также прорубают вручную по разметке. Разметку делают согласно чертежу или образцу. Канавки прорубают специальным крейцмейсе-лем-канавочником, режущая кромка которого имеет размер и форму смазочной канавки. Края смазочных канавок, выходящие на поверхность вкладыша, сглаживают и округляют, иначе кромки будут действовать как скребки, снимающие слой смазки с шейки вращающегося вала.

Для лучшего удержания масла продольные канавки делают закрытыми, т. е. не доходящими до торцов вкладышей и втулок примерно на 0,1 длины последних. Ширина и глубина канавок принимаются (ориентировочно) соответственно 0,1 и 0,025 внутреннего диаметре вкладыша.

Подшипники качения. Узлы с подшипниками качения тщательно осматривают, чтобы проверить, нет ли признаков усталостного износа беговых дорожек и тел качения. Если

такой  износ обнаружен,  подшипник заменяют. Замене подлежат также подшипник с выкрошенными бортами, деформированными сепараторами, с ржавчиной на рабочих

и посадочных поверхностях.

Подшипники   качения   не   ремонтируют.   Восстанавливают   посадочные   поверхности деталей, сопрягаемых с подшипниками (корпусов и валов), наплавкой, хромированием, металлизацией,  нанесением  эпоксидного  клея  или  стиракрила  и  другими  способами. Практикуют, кроме того, установку компенсирующих втулок. Втулку запрессовывают в корпус подшипника или напрессовывают на шейку вала в зависимости от характера и величины износа, размеров деталей и возможностей ремонтного цеха. При чрезмерном нагреве подшипников (60°С и выше) необходимо проверить, достаточно ли смазки, а также исправны ли смазочные и уплотняющие устройства. Загрязненные войлочные уплотнения (которые служат для защиты подшипника от действия внешней среды, а не как препятствие против вытекания смазки) промывают в чистом керосине, а изношенные заменяют. В этих уплотнениях войлочные и фетровые кольца должны прилегать к шейкам вала умеренно плотно: щуп толщиной 0,1 мм не должен проходить  между  ними.  Слишком   плотная  установка  кольца  вызывает  повышенное трение, что приводит к усиленному нагреву шейки вала и подшипников. В лабиринтных уплотнениях стенки  кольцевых канавок должны быть без выбоин  и вмятин. Нормальная величина зазора в радиальном направлении 0,3—0,6, в осевом — 1,5—3 мм.

Уплотнения манжетного типа (например, кожаные, резиновые) должны плотно охватывать вал и правильно закрепляться. Щуп толщиной 0,1 мм между манжетой и валом должен проходить с трудом. Если же он проходит свободно, значит манжеты изношены. Упругая пальцевая иуфта. У пальцевой муфты изнашиваются отверстия полумуфты, в которые входят кольца, а также сами кольца, которые начинают проворачиваться на пальцах. Иногда ослабляются и начинают проворачиваться пальцы, что приводит к износу посадочных мест под пальцы и самих пальцев в полумуфте. Ремонтируют упругие пальцевые муфты так: растачивают посадочные отверстия для пальцев в полумуфте и отверстия для колец в полумуфте, а затем изготовляют новые пальцы и кольца. Наружный диаметр новых колец должен в точности отвечать диаметру расточных отверстий в полумуфте. Кроме того, при расточке необходимо обеспечить совпадение центров отверстий под пальцы в обеих полумуфтах. Нарушенную посадку муфты восстанавливают запрессовкой втулки в ее фланец. Если изношены и другие поверхности муфты, ее заменяют новой.

Шкивы. У шкивов клиноременных передач изнашиваются поверхности канавок. Этот износ иногда бывает настолько большим, что ремень опускается до дна канавки. Происходит также излом буртиков, нарушается балансировка шкива. Шкивы должны отвечать следующим требованиям:

поверхности, сопрягаемые с ремнями, должны быть обработаны по 5—6-му классу чистоты ;

наружный диаметр шкива должен точно соответствовать указанному на чертеже и обеспечивать требуемое передаточное отношение; не допускаются надломы и трещины;

при наблюдении невооруженным глазом не должно замечаться биение шкива по наружному диаметру и по торцам.

У шкива под клиновые ремни поверхность обода и стенок канавок обтачивают до устранения износа, а дно канавок углубляют. Изломы и трещины шкивов устраняют заваркой. Если у ремонтируемого^шкива обтачивают поверхность, сопрягаемую с ремнем, можно немного уменьшить диаметр шкива при условии, что частота вращения шкива изменится не более чем на 5%.

Резьбовые соединения. В резьбовых соединениях повышенные износы и повреждения возникают из-за недостаточной затяжки винтов и гаек, особенно в соединениях, воспринимающих во время работы большие или знакопеременные нагрузки. Под совместным действием этих нагрузок болты и винты растягиваются, шаг резьбы и ее профиль нарушаются, гайки начинают «заедать». Все это приводит к поломке деталей соединения.

Более интенсивно изнашиваются детали часто разбираемых и регулируемых соединений — резьба, грани головок болтов и гаек. Резьба разрушается также от чрезмерных затяжек гайки или винта.

Износ резьбовых соединений проявляется следующим образом:

изменяется профиль резьбы по среднему диаметру—увеличивается зазощ (наблюдается у винтов и у часто отвертываемых крепежных болтов);

рабочие поверхности профиля резьбы сминаются под действием рабочих нагрузок; стержень болта удлиняется в результате действия осевых рабочих нагрузок и усилий затяжки;

изменяется под действием осевых рабочих нагрузок шаг резьбы.

Изношенные или поврежденные крепежные болты и винты не ремонтируют, а заменяют новыми.

Соединение, в котором оборван винт или шпилька, ремонтируют различными способами. Если винт или шпилька сломались в глубине отверстия, то обломки извлекают. Для этого тонкий бородок или керн приставляют концом к верху обломка; постукивая молотком по бородку, которому придают наклон в направлении, противоположном направлению резьбы, вывинчивают обломок. Это делают, стараясь не повредить края резьбы.

Другой способ заключается в следующем. В обломке винта или шпильки высверливают отверстие диаметром меньше, чем диаметр резьбы, и забивают в него ребристый закаленный стержень; проворачивая стержень, удаляют обломок из гнезда. Детали  значительного диаметра с  изношенной   наружной   резьбой   ремонтируют так: срезают старую резьбу и нарезают новую (если это допускается условиями прочности) или же на деталь насаживают втулку либо бандаж с резьбой. Если удаляют старую резьбу, то новую обрабатывают до ближайшего диаметра по стандарту. Изношенную или сорванную резьбу в отверстиях детали не восстанавливают. В этих случаях поступают одним  из следующих способов:

отверстие просверливают на большую глубину (если это возможно) и снова нарезают Б нем резьбу; в углубленное отверстие ввинчивают новый винт с удлиненной резьбовой частью;

отверстие рассверливают, нарезают новую резьбу большего диаметра и ставят новые винты с резьбой данного диаметра; отверстие для винта во второй соединяемой детали рассверливают.

При ремонте резьбовых соединений нередко изготовляют взамен старой новую шпильку с уступом и с резьбой двух диаметров: большего — для завинчивания шпильки в одну из соединяемых деталей (назовем ее корпус) и меньшего — для скрепления этой детали со второй и стягивания их гайкой.

Шпоночные и шлицевые соединения. В шпоночных соединениях изнашиваются как шпонки, так и шпоночные пазы, в результате чего ослабевает посадка детали на валу. Возможные причины износа (помимо нормального изнашивания деталей под влиянием длительной работы) — небрежная подготовка шпонки по месту или применение неправильной посадки.

Шпонки обычно не ремонтируют, а изготовляют вновь. Затем их пригоняют опиливанием, строганием, фрезерованием или шлифованием по шпоночным пазам на валу и сопрягаемой с ним детали.

Шпоночные пазы ремонтируют. При незначительном износе (до id/o от первоначальной ширины паза) шпоночный паз опиливают, при большем — ремонтируют, наваривая грани с последующим фрезерованием. При этом выдерживают размер паза, установленный стандартом.

При ремонте шпоночных соединений путем подгонки добиваются плотного сопряжения шпонок с боковыми поверхностями пазов соединяемых деталей. Исключение составляют клиновые шпонки, их загоняют в паз ударом молотка так, чтобы они заклинивались по высоте. Клиновую шпонку забивают так, чтобы ее при ослаблении можно было осадить: между головкой шпонки и торцом детали должно оставаться расстояние, равное высоте шпонки.

Призматические шпонки можно вынимать при ремонте из пазов без повреждения; для этого специально выполняют в средней части шпонки резьбовое отверстие и в него ввинчивают винт. Когда винт своим концом упрется в вал, винт продолжают вращать и тогда шпонка выходит из паза. Шпонку можно вынуть из паза и с помощью молотка с выколоткой, используя имеющийся у нее скос.

Сварные соединения. Этот вид ремонта включает операции по выявлению дефектов соединения, подготовку дефектных мест под заварку и сам процесс сварки. Способы определения дефектов зависят от характера работы соединения. Простейший способ проверки — внешний осмотр, при котором выявляют дефекты сварки, выходящие на поверхность. Эти дефекты представляют собой поры, трещины, непровары, прожоги. При осмотре пользуются лупой. Плотность шва можно определить керосиновой пробой. Для этого на проверяемый участок с наружной стороны наносят тонкий слой разведенного в воде мела. После просушки на внутреннюю поверхность соединения накладывают тряпку, обильно смоченную керосином. Если через 10—15 мин на слое мела появятся потемнения (влажность), это указывает на неплотность сварного шва или трещины. Эти дефекты обычно устраняют подваркой.

Трещины заваривают после соответствующей подготовки. Трещину засверливают по концам и вдоль нее делают канавку. Сквозные трещины при толщине стенки более 20 мм разделывают с обеих сторон прорубанием вручную, расшлифовкой или обработкой на станке.

Трубопроводы. Нарушение герметичности во фланцевом соединении устраняют подтягиванием болтов, поджимающих прокладку. Если таким образом не удается восстановить герметичность, разбирают соединение и заменяют прокладку новой из того же материала. В резьбовых соединениях труб герметичность восстанавливают, подвинчивая соединительные части. Если герметичность не восстанавливается, соединение разбирают и затем заново собирают с новым уплотнением.

Для разборки трубопроводов при ремонте пользуются различными ключами: рычажными, цепными и раздвижными. Рабочие поверхности губок и щек ключей должны быть

закалены.

Для разрезания стальных труб применяют труборезы различных конструкций, например трехроликовый труборез ( 296), который накладывается на трубу и охватывает ее тремя режущими роликами 1, два из которых вращаются на осях, закрепленных в корпусе 5, а третий — в ползуне 4. С помощью рукоятки 3 и винта 2 ролики врезаются во вращающуюся отрезаемую трубу.

При ремонте трубопроводов нередко приходится разбортовывать и развальцовывать трубы. Развальцовывают трубы вальцовкой ( 297), в которой конус 2, перемещаемый в продольном направлении по резьбе, раздвигает в стороны (разжимает) ролики 1. Вальцовку, вставленную в тр/бу, вращают, стержень с конусом 2 все время подают вперед. Вращающиеся вместе с вальцовкой ролики раскатывают конец трубы и вдавливают металл в канавки фланца, надетого на трубу.

При ремонте трубопроводов обычно приходится гнуть трубы, придавая им форму, необходимую для монтажа. Гибку производят холодным или горячим способом, вручную или механическими средствами, с наполнением труб песком или без наполнения. Радиус закругления при гибке труб в холодном состоянии без наполнения должен быть не менее четырех наружных диаметров труб, иначе на трубе образуются складки и вмятины, которые уменьшают ее внутренний диаметр. При гибке труб с наполнителем в горячем состоянии наименьший радиус изгиба может равняться 3—3,5 наружного диаметра трубы.

Мелкозернистый песок, используемый в качестве наполнителя, насыпают в трубу, предварительно заглушив один ее конец деревянной пробкой; засыпаемый песок все время утрамбовывают, обстукивая трубы. Наполнив трубу и хорошо уплотнив в ней песок (плотно наполненная труба издает при ударе глухой звук), забивают во второй ее конец деревянную пробку. После этого приступают к гибке.

Приспособление для гибки вручную труб диаметром до 30 мм без наполнителя ( 298) крепят в тисках бобышкой 7, Сначала откидывают рычаг 1 и устанавливают его под углом, равным 90°, к продольной оси основания. Вставляют трубу в канавку между роликами 2 и 3, закрепляют крючком 4 и прижимом 5 и плавным движением рычага / производят гибку. Ролики сменные — из набора, рассчитанного на разные диаметры труб и разные радиусы кривизны.

При гибке горячим способом изгибаемый участок трубы нагревают в горне или другом нагревательном устройстве до вишнево-красного цвета, при этом места, не подлежащие изгибу, смачивают водой. При достаточном нагреве песка от трубы начинает отлетать окалина. Гибку производят плавно, без рывков и с одного нагрева. После остывания из трубы высыпают песок. Приставшие к стенкам песчинки удаляют обстукиванием трубы молотком, затем трубу продувают сжатым воздухом.

Медные и латунные трубы перед гибкой отжигают. Для этого нагревают место изгиба до темно-красного цвета и охлаждают на воздухе или в воде.