Сегодня в рубрике «АПК: модернизация» мы рассмотрим возможность восстановления («реанимации») изношенных поверхностей деталей машин и оборудования путем «трансплантации» целых поверхностей взамен, например, их наплавки, напыления, напекания. Убедимся, что ремонтники, как и врачи, используют тот же принцип – «не навреди». Как правильно и эффективно применить способ ремонта путем установки дополнительных ремонтных деталей – в нашем материале.
Ремонтные работы – заметный резерв ресурсо- и энергосбережения в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. В настоящее время существует около 30 фундаментальных технологических процессов, а всего с учетом «ветвления» – более 200 способов (версий) восстановления и упрочнения деталей. Причем одни и те же способы могут служить как для восстановления, так и для упрочнения поверхности деталей.
Вместе с тем ремонт в значительной степени индивидуализирован и трудно поддается автоматизации. Эффективным способом решения этой проблемы является выполнение ремонта путем установки дополнительных ремонтных деталей (ДРД).
Сущность метода состоит в том, что изношенную поверхность детали предварительно обрабатывают и далее вместо наплавки или какого-либо другого способа прикрепляют специально изготовленный (подобранный) новый элемент, по форме соответствующий изношенному участку детали. При этом новый элемент может быть изготовлен как из материала с необходимыми (близкими к заводским), так и улучшенными служебными свойствами по таким критериям как прочность, твердость, износостойкость, антифрикционность и др.
Дополнительные ремонтные детали применяют с целью компенсации износа рабочих поверхностей деталей, а также при замене изношенной или поврежденной части детали. В первом случае ДРД устанавливают непосредственно на изношенную поверхность детали.
Этим способом восстанавливают посадочные отверстия под подшипники качения в картерах коробок передач, ведущих мостов, ступиц колес, отверстия с изношенной резьбой и другие детали и в зависимости от вида восстанавливаемой поверхности ДРД могут иметь форму втулки, гильзы, кольца, шайбы, пластины, резьбовой спирали (рис.1).
Если на детали сложной формы изношены отдельные поверхности (участки), то ее можно восстановить путем полного удаления поврежденной части и постановки вместо нее заранее изготовленной ДРД. Этот способ применяют при восстановлении различных технологических крышек, колпаков, блоков шестерен коробок передач и раздаточных коробок, элементов рам, кузовов и облицовки машин.
Выбор способа соединения (крепления) зависит от материала соединяемых деталей, их геометрических параметров (формы, профиля, конфигурации), размеров и условий эксплуатации восстановленных деталей (нагрузки, скорости, условия смазывания). Крепление ДРД обычно производят за счет посадки с натягом – наиболее экономичный вариант, либо сварочными точками полуавтоматом, реже электродуговой сваркой вкруговую (если это втулка, кольцо), но велика опасность отпуска или отжига (ослабления заданной структуры металла), в связи с чем требуется обеспечение гарантированного и своевременного теплоотвода (охлаждения).
Одним из первых практических примеров использования метода установки дополнительных ремонтных деталей является восстановление до номинальных размеров изношенных участков осей качания балансиров кареток гусеничных движителей тракторов ДТ-75М, ВТ-100 (рис. 2). Если в условиях специализированных ремонтных предприятий (РТП, СХТ, МТС) подобные детали поступающего ремонтного фонда восстанавливали электродуговой наплавкой под слоем флюса или в среде защитного газа с последующей механической обработкой, то в условиях небольших мастерских хозяйств это можно эффективно выполнить в такой последовательности: удаление внешних загрязнений (мойка); токарная обработка до удаления неравномерного износа по диаметру и с учетом длины будущей втулки, оставив припуск (0,15…0,20 мм) для предварительного натяга; запрессовка подготовленных втулок (подобрали и по диаметру и по длине закаленные втулки от ходовой части грузового автомобиля – тверже, чем заводская поверхность осей качания) с каждой стороны на обработанные участки на гидравлическом (механическом) прессе – и деталь восстановлена! Обратите внимание на минимальный перечень и доступность применяемого технологического оборудования (токарный станок и небольшой пресс, из измерительного инструмента – штангенциркуль).
Опыт эксплуатации восстановленных таким образом осей качания балансиров в хозяйствах показал, во-первых, повышенную износостойкость открытого для абразива узла трения за счет повышенной твердости, во-вторых, не потребовалось даже сварочных точек для удержания дополнительных втулок на поверхности базовой детали, неподвижность посадки обеспечил рассчитанный предварительный натяг.
Следующий практический пример рассмотрим на более дорогой детали – ступица тракторного прицепа 2-ПТС-4 (и ему подобных), привезенная из хозяйства она имела удручающий вид, с проваливающейся как «ведро в колодец» обоймой конического роликового подшипника (для контроля износа даже не потребовался измерительный инструмент, насколько зазор был велик…). После удаления загрязнений и остатков смазочных материалов внутренний диаметр был расточен для придания правильной геометрической формы под запрессовку дополнительной ремонтной втулки (рис. 3).
В качестве ремонтной заготовки были взяты уже предельно изношенные, выпрессованные из блока двигателя серии ЗМЗ чугунные гильзы цилиндров (рис. 4а), хорошо подходящие по внутреннему и наружному диаметрам с учетом припуска на механическую обработку. Как и в предыдущем примере, на токарном станке (и не более) с учетом рассчитанного припуска формируется наружный диаметр (рис. 4б) под запрессовку в расточенную ступицу и отрезается как заготовка. Не торопитесь, как бы того ни хотелось, за один установ детали на станке сформировать и ее внутренний диаметр под обойму подшипника – это будет сделано далее с учетом всех деформаций после операции запрессовки вместе с «телом» ступицы.
Оставленный припуск кольца-заготовки, выступающий по высоте над буртиком ступицы, будет снят последующей также токарной обработкой (рис. 6), а внутренний диаметр – расточен под обойму подшипника.
Аналогично, как и в первом примере, потребуется минимальный набор станочного и прессового оборудования, характерного для небольших мастерских, вот только штангенциркуль необходимо дополнить микрометром и нутромером (с ценой деления 0,01 мм) для обеспечения точности всей размерной цепочки. Себестоимость восстановления в 2…2,5 раза меньше затрат на приобретение новой детали при сопоставимом ресурсе.
Как уже было сказано выше, ряд технологий не только восстанавливают детали, но и упрочняют их рабочие поверхности. Следует посоветовать заводам-изготовителям, кто в своих конструкциях практикуют рычажные муфты сцепления, устанавливать в быстроизнашивающиеся пазы упорного кольца (рис. 8) выжимного подшипника в нагруженном контакте с рычагами металлокерамические (твердосплавные) пластинки – ресурс соединения от подобного технологического решения увеличится в разы. Способы крепления пластинок могут быть разными: а) точечной контактной сваркой; б) высокопрочным термостойким клеем.
Следует так же напомнить, что ряд технологических решений, повышающих ремонтопригодность деталей, «перекочевали» из ремонтного производства в машиностроительное. Ярким примером тому служит уже привычная для всех нас конструкция головок блоков цилиндров (ГБЦ) с запрессованными на заводе-изготовителе седлами клапанов из жаростойкой и износостойкой металлокерамики (рис.9). Несколько десятилетий назад именно ремонтники с целью сохранения крупногабаритных и дорогостоящих ГБЦ с изношенными седлами, сформированными в самом теле головки, решили растачивать изношенное место и устанавливать дополнительную деталь-кольцо с заданными физико-механическими свойствами, экономя сотни тысяч тонн металла при выбраковке цельнолитых деталей, и делая удобным последующий ремонт путем просто замены седел.
Метод ДРД имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными способами восстановления поверхностей:
• более широкие возможности создания поверхностей с заданными технологическими характеристиками;
• высокую производительность ремонта;
• возможность унификации конструкции ДРД при изготовлении их индустриальными высокопроизводительными методами;
• возможность применения ДРД из пористых или композиционных (металлокерамических, полимерных, металлополимерных) материалов;
• отсутствие или значительное уменьшение деформаций в восстанавливаемых деталях;
• более высокие технологичность и экономическая эффективность процесса.
Текст: А.А. ГВОЗДЕВ, профессор, доктор технических наук
ФГБОУ ВО Ивановская ГСХА имени Д.К. Беляева
Фото автора, mcx.gov.ru
Журнал «Нивы России» №6 (194), июль 2021
.gif)
.gif)
Нет комментариев. Ваш будет первым!