Способы восстановления поверхностей деталей

На ремонтных предприятиях применяют различные способы восстановления разрушенных при эксплуатации поверхностей деталей.

Их можно разделить на две основные группы:

1) с изменением первоначальных размеров ремонтируемой детали;

2) с восстановлением первоначальных размеров ремонтируемой детали.

К первой группе относится способ ремонтных размеров.

Ко второй группе относятся: способ наращивание дополнительного слоя материала, способ дополнительных ремонтных деталей, способ замены части детали.

Способ наращивания дополнительного слоя материала применяется для восстановления номинальных геометрических параметров и физико-механических свойств восстанавливаемой поверхности.

Применяются различные технологические методы наращивания дополнительного слоя материала с требуемым комплексом свойств.

Выбор технологического метода наращивания определяется материалом и конструктивными особенностями ремонтируемой детали, характером и степенью повреждения, назначением и режимом работы восстанавливаемой поверхности и др.

Способ наращивания дополнительного слоя материала широко используется при ремонте различных деталей. При этом полностью восстанавливается их ресурс.

Способ дополнительных ремонтных деталей заключается в использовании дополнительных ремонтных деталей, которые закрепляют непосредственно на изношенной поверхности.

Толщина дополнительных ремонтных деталей обычно значительно превышает величину износа ремонтируемой детали, в связи с чем перед установкой дополнительной детали необходимо удалить с изношенной поверхности слой металла.

Пользуясь этим способом при восстановлении концевой шейки вала, обрабатывают шейку до меньшего размера, если позволяет механическая прочность, и напрессовывают дополнительную втулку, а затем производят ее механическую обработку до первоначального размера и требуемой шероховатости поверхности. Возможно дополнительное крепление втулки на валу штифтами, резьбовыми стопорами, или электросваркой.

При восстановлении шейки в средней части вала используют две полу втулки, которые устанавливают на предварительно обработанную шейку, крепят штифтами или сваркой, а затем производят их механическую обработку по наружной поверхности.

Изношенные отверстия растачивают под больший размер и запрессовывают ремонтную втулку, которую обрабатывают до номинального размера отверстия детали. Толщина стенок ремонтных втулок из стали должна быть не менее 2-2,5 мм, из чугуна 4-4,5 мм.

Например, при использовании дополнительных ремонтных деталей для восстановления изношенных резьбовых отверстий в корпусе крейцкопфа бурового насоса изношенное отверстие предварительно растачивают и запрессовывают втулку с дополнительным креплением ее сваркой. Затем втулку растачивают и нарезают резьбу первоначального размера. Добавочные ремонтные детали могут быть изготовлены заранее.

Недостаток рассматриваемого способа ремонта заключается в уменьшении механической прочности основной детали вследствие механической обработки.

Способ замены части детали заключается в удалении изношенной части детали и присоединении вместо нее дополнительной детали. Заменяемая часть детали соединяется с основной при помощи сварки, резьбы, клея или других способов, после чего производится ее окончательная механическая обработка для получения требуемой точности и шероховатости поверхности. Многие детали бурового и нефтегазопромыслового оборудования имеют одну или несколько прилегающих друг к другу поверхностей, изнашиваемых наиболее интенсивно. Подобные детали, если позволяет их конструкция, целесообразно ремонтировать способом замены части детали.

Указанный способ применяют, например, при ремонте корпуса турбобура, стола ротора и других деталей.

Например, изношенную резьбовую поверхность стола ротора восстановливают заменой части детали. Часть стола с изношенной резьбой срезают газовой горелкой, вместо нее приваривают надставку, которую затем обрабатывают и нарезают на ней новую резьбу.

К недостаткам способа следует отнести сложность подобного ремонта для термически обработанных деталей.

Выбор способа восстановления поверхностей деталей определяется характером дефекта, материалом детали, особенностями ее конструкции и технологии изготовления условиями работы. На выбор способа восстановления существенное влияние оказывают технико-экономические показатели, которые определяются производительностью процесса ремонта детали, стоимостью применяемых материалов и оборудования, серийностью ремонтного производства, степенью повышения долговечности детали в результате ремонта, а также санитарно-гигиеническими условиями труда.

Анализ технологических возможностей различных способов восстановления поверхностей деталей машин показывает, что значительная часть поврежденных поверхностей может быть не только восстановлена, но и упрочнена с, повышением ресурса по сравнению с ресурсом новых деталей. Поэтому при выборе наиболее рационального способа восстановления поверхности детали следует учитывать не только стоимость ремонта, но и изменение безотказности отремонтированной детали по сравнению с новой.

В.В. Ефремовым рекомендована следующая методика выбора рационального способа восстановления поверхностей деталей машин:

1) устанавливают перечень технически возможных способов восстановления поверхностей детали;

2) на основании программы ремонтного предприятия определяют размер партии ремонтируемых деталей;

3) разрабатывают технологические процессы ремонта деталей различными входящими в перечень способами и определяют стоимость ремонта при использовании каждого из способов на конкретном предприятии;

4) учитывая, что рациональным способом восстановления, очевидно, будет не только самый дешевый, но и обеспечивающий увеличение межремонтного периода, следует связать эти оба фактора. С этой целью вводится коэффициент

где C _р – стоимость отремонтированной детали, руб; х – коэффициент сравнительной износостойкости детали, равный отношению ресурса отремонтированной детали l _p к ресурсу новой детали l _н.

Величина l _н определяется на основании испытаний на износ новых деталей; величина l _p для различных способов восстановления определяется на основании сравнительных испытаний на износ образцов в условиях, близких к эксплуатационным.

Чем меньше значение σ, тем более рационален способ восстановления.

М.А. Елизаветин рекомендует выбирать наиболее рациональный способ восстановления поверхностей деталей по нескольким показателям или по одному обобщающему показателю, например, по относительной стоимости, т.е. стоимости ремонта детали, отнесенной к ресурсу после ремонта. Рассмотрим некоторые из этих показателей.

Показатель экономической целесообразности

где С _н – стоимость новой детали, руб; С _в – стоимость отремонтированной той же детали выбранным способом, руб.

Наиболее рациональным способом следует считать тот, при использовании которого величина k _э будет больше.

Показатель изменения ресурса

.

Сравнивая значения величины k _э.н при различных способах восстановления поверхностей, следует выбирать тот, при котором величина k _э.н будет меньше.