Способы восстановления деталей

Классификация и характеристика существующих способов восстановления деталей.

Значение восстановления деталей. Повышение качества ремонта машин при одновременном снижении его себестоимости — глав­ная проблема ремонтного производства. В структуре себестоимости капитального ремонта машин 60...70 % затрат приходится на по­купку запасных частей, которые даже в условиях рынка остаются дефицитными при росте цен. Основной путь снижения себестои­мости ремонта машин — сокращение затрат на запасные части. Ча­стично этого можно добиться за счет бережного и грамотного вы­полнения разборки машин и дефектации деталей. Однако главный резерв — восстановление и повторное использование изношенных деталей, так как себестоимость восстановления большинства дета­лей, как правило, не превышает 20...60 % цены новой детали. Кроме того, восстановление деталей — один из основных путей экономии материально-сырьевых и энергетических ресурсов, ре­шение экологических проблем, так как затраты энергии, металлов и других материалов в 25...30 раз меньше, чем затраты при изготовле­нии новых деталей. При переплавке изношенных деталей также безвозвратно теряется до 30 % металла. В процессе восстановления детали можно не только снизить се­бестоимость ремонта машин, но и во многих случаях повысить его качество, так как многие из рассмотренных далее способов значи­тельно упрочняют восстанавливаемые поверхности, повышают их износостойкость.

Основные понятия. Рассмотрим некоторые определения.

Восстановление детали — комплекс технологичес­ких операций по устранению дефектов детали, обеспечивающих возобновление ее работоспособности и геометрических парамет­ров, установленных нормативно-технической документацией. Де­фект — каждое отдельное несоответствие продукции установлен­ным требованиям. Дефектная деталь — деталь, показатели качества которой имеют недопустимые отклонения от требований норма­тивно-технической документации по ремонту. Деталь, подлежащая восстановлению, — дефектная деталь, устранение дефектов кото­рой технически возможно и экономически целесообразно.

Способ восстановления детали — совокупность операций, характеризующая технологический процесс (наплавку, напыление и т.д.). Типовая поверхность — поверхность, характеризуемая единством условий работы и изнашивания в со­единении для группы поверхностей с общими конструктивными признаками.

Технологические процессы разделяют на типовые, единичные и групповые. Типовой технологический процесс предназначен для вос­становления группы изделий с общими конструктивными и техно­логическими признаками. Единичный процесс служит для восстанов­ления группы изделий одного наименования, типоразмера и испол­нения. Групповой процесс необходим при восстановлении группы изделий с разными конструктивными, но общими технологически­ми признаками.

Технологическая операция восстановления — за­конченная часть технологического процесса, выполненная на од­ном рабочем месте.

Коэффициент повторяемости дефекта — отно­шение числа деталей с наличием дефекта определенного вида к об­щему числу продефектованных ремонтопригодных деталей.

Коэффициент восстановления детали — отно­шение числа деталей, подлежащих восстановлению, к общему чис­лу продефектованных деталей.

Удельный вес восстановления деталей в общем потребле­нии запасных частей — отношение стоимости восстановленных де­талей к общей стоимости запасных частей (новых и восстановлен­ных), используемых при ремонте машин.

В зависимости от формы организации производства, определяе­мой объемом и номенклатурой восстановленных деталей, различа­ют следующие типы производств по восстановлению: предприятие, цех, участок, рабочее место, поточно-механизированная линия (ПМЛ).

Под централизованным восстановлением деталей понимают та­кой способ организации производства, при котором детали восста­навливают в специализированных цехах, на участках и ПМЛ не только для собственных нужд, но и для других (или только для дру­гих) предприятий.

Классификация способов восстановления деталей. В зависимости от физической сущности процессов, технологических и других при­знаков существующие способы можно разделить на десять групп.

Номер группы

Способ

Группа способов

1 Слесарно-механическая 1. Обработка под ремонтный размер (РР)
обработка 2. Постановка дополнительной ремонтной де­тали (ДРД)

3. Обработка до выведения следов износа и придания правильной геометрической формы

4. Перекомплектовка

2 Пластическое деформи- 1. Вытяжка, оттяжка

рование 2. Правка (на прессах, наклепом)

3. Механическая раздача

4. Гидротермическая раздача

5. Электрогидравлическая раздача

6. Раскатка

7. Механическое обжатие

8. Термопластическое обжатие

9. Осадка

10. Выдавливание

11. Накатка

12. Электромеханическая высадка

3 Нанесение полимерных 1. Напыление: газопламенное, в псевдосжи
материалов женном слое (вихревое, вибрационное, вибро­
вихревое) и др.

2. Опрессовка

3. Литье под давлением

4. Нанесение шпателем, валиком, кистью и др.

4 Ручная сварка и наплав- 1. Газовая
ка 2. Дуговая

3. Аргонодуговая

4. Кузнечная

5. Плазменная

6. Термитная

7. Контактная

5 Механизированнаяду- 1. Автоматическая под флюсом

говая сварка и наплавка2. Всреде защитных газов: аргоне, углекислом газе (диоксиде углерода), водяном паре и др.

3. С комбинированной защитой

4. Дуговая с газопламенной защитой

5. Вибродуговая

6. Порошковой проволокой или лентой

7. Широкослойная

8. Лежачим электродом

9. Плазменная (сжатой дугой)

10. Многоэлектродная

11. С одновременным деформированием

12. С одновременной механической обработкой

6. Механизированные бездуговые

способы сварки и наплавки

1. Индукционная (высокочастотная)

2. Электрошлаковая

3. Контактная сварка и наварка
4: Трением

5. Газовая

6. Электронно-лучевая

7. Ультразвуковая

8. Диффузионная

9. Лазерная

10. Термитная

11. Взрывом

12. Магнитно-импульсная

13. Печная наварка

7 Газотермическое нане­сение (металлизация)

1. Дуговое

2. Газопламенное

3. Плазменное

4. Детонационное

5. Высокочастотное

6. Электроимпульсное

7. Ионно-плазменное

8. Гальванические и хи­мические покрытия

1. Железнение постоянным током

2. Железнение периодическим током

3. Железнение проточное

4. Железнение местное (вневанное)

5. Хромирование

6. Хромирование проточное, струйное

7. Меднение

8. Цинкование

9. Нанесение сплавов

10. Нанесение композиционных покрытий

11. Электроконтактное нанесение (электрона­тирание)

12. Гальваномеханический способ

13. Химическое никелирование

9. Термическая и химико-термическая обработка

1. Закалка, отпуск

2. Диффузионное борирование

3. Диффузионное цинкование

4. Диффузионное титанирование

5. Диффузионное хромирование

6. Диффузионное хромотитанирование

7. Диффузионное хромоазотирование

8. Обработка холодом

10 Другиеспособы

1. Заливка жидким металлом

2. Намораживание

3. Напекание

4. Пайка

5. Пайкосварка

6. Электроискровое наращивание и легирование

Краткая характеристика способов. Для первой группы способов износы поверхностей устраняют слесарной или механической об­работкой с изменением их первоначальных размеров. Для получе­ния необходимой посадки применяют соединяемые детали с изме­ненными параметрами или ставят компенсатор износа (кольца, бандажи, втулки, резьбовые спиральные вставки и т. д.). Иногда по­верхность детали обрабатывают до придания ей правильной геомет­рической формы (нажимные диски, плоскости головок цилиндров и др.).

При пластическом деформировании размеры изношенных по­верхностей восстанавливают за счет перераспределения металла от нерабочих участков детали к рабочим. Объем детали остается посто­янным. Основные достоинства этих способов: не требуется приса­дочный материал, простота, высокие производительность и каче­ство. Технология восстановления деталей полимерными материалами отличается простотой и доступностью (используют в полевых усло­виях), низкой себестоимостью, высокой производительностью и хорошим качеством.

Ручная сварка и наплавка получила широкое применение из-за простоты и доступности. В то же время она малопроизводительна, материалоемка, не всегда обеспечивает высокое качество.

Механизированные способы сварки и наплавки могут быть автоматическими и полуавтоматическими. Большинство этих способов обеспечивает высокие производительность и каче­ство. При дуговых способах источник теплоты для плавления при­садочного материала и поверхности детали — теплота электри­ческой дуги. При бездуговых способах таким источником служат Потери от вихревых токов (ТВЧ), джоулева теплота (электрошлаковая наплавка, контактная приварка), теплота сгораемых газов и др.

Ручные и механизированные сварочно-наплавочные способы получили наибольшее применение (75...80 % общего объема вос­становления). Их недостатки — термическое воздействие на основ­ной металл, в том числе на невосстанавливаемые поверхности, де­формация деталей, значительные припуски на механическую обра­ботку. Применение большинства из этих способов целесообразно для восстановления сильноизношенных деталей.

При напылении расплавленный присадочный материал (прово­лока или порошок) с помощью сжатого воздуха распыляется и на­носится на подготовленную поверхность детали. Способы напыле­ния различают в зависимости от источника теплоты: дуговое — теп­лота электрической дуги, газопламенное — теплота газового пламе­ни и т.д. Напыляют металлы, полимеры и др. При напылении металла процесс называют металлизацией. Большинство способов напыления характеризуется высокой производительностью, позво­ляет достаточно точно регулировать толщину покрытия и припуск на механическую обработку. Серьезный недостаток напыления — низкая сцепляемость покрытий с основой. Для ее повышения при­меняют нанесение специального подслоя, последующее оплавле­ние и др.

В основе гальванических способов лежит явление электролиза. Их различают по виду осаждаемого металла, роду используемого тока, способу осаждения и др. Гальванические способы высокопро­изводительны, не оказывают термического воздействия на деталь, позволяют точно регулировать толщину покрытий и свести к мини­муму или вовсе исключить механическую обработку, обеспечивают высокое качество покрытий при дешевых исходных материалах. Та­кие способы применяют для восстановления малоизношенных де­талей. Недостатки гальванопокрытий — многооперационность, сложность и экологическая вредность технологии.

Термическую обработку применяют для упрочнения и восста­новления физико-механических свойств деталей (упругости пру­жин и др.). При химико-термических способах происходит диф­фузное насыщение поверхности детали тугоплавкими металлами (хромом, титаном и др.) при некотором изменении размеров. Эти способы применяют для восстановления и повышения износостой­кости малоизношенных деталей (плунжеров и др.).