Способы ремонта деталей

Изнашивание деталей приводит к нарушению посадок в соединениях, т.е. к увеличению зазоров в подвижных соединениях и ослаблению натягов в неподвижных соединениях. Восстановление работоспособности изношенных сопряжений возможно различными способами:

1) без замены сопрягаемых деталей путем регулирования зазора или перестановки деталей в другую позицию;

2) изменением первоначальных размеров деталей путем применения ремонтных размеров;

3) восстановлением первоначальных размеров за счет наращивания поверхностей различными покрытиями, установкой ремонтных деталей или пластическим деформированием деталей.

Первая группа способов. Зазор в сопряжениях можно регулировать перемещением одной или нескольких деталей относительно сопрягаемых. Такая регулировка применяется в сопряжениях подшипников, конических зубчатых передач, рычажных механизмов, ременных передач и достигается установкой или удалением прокладок, подтягиванием деталей на резьбе, применением клиньев, натяжением ремней, установкой пружин и пр.

Регулировка зазора обычно применяется для легкодоступных сопряжений. Этот способ не обеспечивает первоначального ресурса сопряжения, т.к. не устраняет искажение геометрической формы и изменение первоначальной шароховатости, полученные в процессе эксплуатации.

Перестановка деталей применяется для зубчатых колес редукторов, канатных шкивов кронблоков и талевых блоков, валов редукторов и т.д. Способ требует обычно симметричного исполнения конструкции или наличия в ней резервных элементов, например, дополнительных шпоночных канавок (такой вариант применяется для укрепления кривошипов станков-качалок на приводном валу редуктора в случае износа основного шпоночного соединения).

Недостаток варианта с перестановкой деталей заключается в том, что он не обеспечивает полного восстановления работоспо­собности сопряжения, т.к. в этом случае новая деталь или неизношенная поверхность старой работают в паре с частично изношенной деталью.

Преимуществом различных вариантов первого способа является возможность их осуществления в процессе проведения технического обслуживания, поскольку они не требуют демонтажа оборудования для проведения ремонта.

Вторая группа способов. Обработка деталей под ремонтные размеры преследует цель восстановить качество сопряжения в кинематических цепях типа вал-втулка, цилиндр-поршень и др. Для этого у одной из изношенных деталей сопряжения, обычно более трудоемкой в изготовлении, удаляют неравномер­ный износ с рабочей поверхности, а сопряженную деталь заменяют новой или заранее отремон­тированной с измененным (ремонтным) размером. Применяют стандартные и свободные ремонтные размеры. Стандартные ремонтные размеры устанавливают заблаговременно, определяют их количество и численные значения. Под эти размеры выпускаются комплекты запасных частей. Такое решение используется, например, для пары плунжер-цилиндр скважинных штанговых насосов, для пары поршень — цилиндровая втулка буровых насосов. Свободные ремонтные размеры применяют для конкретных условий и такой способ исключает взаимозаменяемость деталей.

Ремонтные размеры сопрягаемых поверхностей могут быть меньше первоначальных размеров (например, в паре вал-подшипник) или больше них (в паре цилиндр-поршень).

Ремонтные размеры для наружных цилиндрических поверхностей (валов) определяются следующими выражениями:

1-й ремонтный размер dp₁ = dн — ω

2-й ремонтный размер dp₂ = dн — 2 ω

n-й ремонтный размер dpn = dн — n ω

Для внутренних цилиндрических поверхностей (отверстий) соответственно:

1-й ремонтный размер Dp₁ =Dh + ω

2-й ремонтный размер Dp₂ = Dh + 2 ω

n-й ремонтный размер Dpn = Dh + n ω

где dH — номинальный размер вала;

Dh — то же втулки;

ω - ремонтный интервал, учитывающий микронеровности изношенной поверхности, толщину дефектного слоя и др. (прогиб детали, неточность базирования, биение станка).

Число ремонтных размеров n должно учитывать последствия снижения прочности, жесткости, увеличения удельных нагрузок сопряжения, что выражается в величине предельно допустимых ремонтных размеров деталей.

Для вала n = (dн - d min)/ω,

где d min —предельно допустимый диаметр вала.

Для отверстия n = (D max - D н)/ω,

где D max — максимально допустимый диаметр отверстия.

Способ ремонтных размеров относительно дешев, несложен технологически, но имеет следующие недостатки: нарушается взаимозаменяемость и усложняется комплектование деталей при сборке, снижается механическая прочность элементов конструкции, появляется необходимость в дополнительных контрольных инструментах (калибрах и др.).

Третья группа способов. Наибольшее распространение при ремонте оборудования получило восстановление первоначальных размеров деталей наращиванием поверхностей покрытиями. Особенно широко применяют для этих целей технологические процессы сварки и наплавки — с их помощью восстанавливают почти 70% всех деталей.

Способ дополнительных ремонтных деталей требует удаления изношенного слоя основной детали сопряжения с последующей установкой ремонтной детали и обработке её до получения первоначального зазора. Так, изношенное отверстие может быть расточено с последующей уста­новкой в нём втулки с внутренним отверстием, выполненным по первоначальному размеру. Ремонтная деталь (втулка, шайба, накладка, пробка) крепится к основной путём прессовой посадки, сваркой, винтами, штифтами, на резьбе или склеиванием. Ремонтная деталь может изготовляться из другого по отношению к базовой детали материала.

Для восстановления изношенных участков дорогостоящих деталей применяют ремонт с заменой изношенного элемента. Для этого используют дополнительный элемент, который соединяется с основной частью детали при помощи сварки, резьбы, клея и других способов, после чего производится окончательная механическая обработка детали. Такой способ применяется, например, при ремонте зубчатой части колёс (установкой венца), стола ротора и др. К недостаткам способа можно отнести его сложность при ремонте термически упрочненных деталей.

Восстановление первоначальных размеров рабочих поверхностей возможно пластическим деформированием за счёт перераспределения материала детали с нерабочих поверхностей на изношенные. Способ предполагает достаточную пластичность материала и осуществляется с при­менением прессов и молотов. Ремонт давлением имеет несколько разновидностей: осадка, раздача, обжатие, вытяжка, накатка, правка.