Восстанавливаемые свойства деталей

До нормативных значений доводят следующие свойства: чистоту по­верхностей; износостойкость трущихся элементов; сплошность, прочность, структуру и строение материала; усталостную прочность; жесткость упру­гих деталей; взаимное расположение и форму элементов; точность линей­ных и угловых размеров; шероховатость рабочих поверхностей; массу де­тали и ее распределение относительно осей вращения и инерции; коррози­онную стойкость.

Задача технолога при разработке технологического процесса состоит в достижении нормативных значений указанных свойств при наименьшем расходе материальных, трудовых и энергетических ресурсов.

 

 

4.Очистка деталей: виды и свойства загрязнений, способы очистки, очистные среды.

Очистка заготовок: Допустимая остаточная масса загрязнений на единице поверхности детали зависит откласса ее шероховатости. Так, например, на поверхностях с шероховатостью 4-го класса остаточная загрязненность не должна превы­шать 12,5 г/м2, а на поверхностях с шероховатостью 9-го класса - 2,5 г/м2

Виды и свойства загрязнений: Детали загрязняются как при эксплуатации, так и в процессах их восстановления. В соответствии с местом и временем образования, загряз­нения делятся на эксплуатационные и технологические (рис. 2.1.). Детали очищают первый раз после разборки агрегатов, а второй раз - в конце про­цесса их восстановления перед сборкой агрегатов.

Эксплуатационные загрязнения на наружных и внутренних поверх­ностях различны. На наружных поверхностях находятся остатки материа­лов, с которыми взаимодействовала машина, масла и смазки, маслогрязевые отложения, остатки герметизирующих мастик, разрушенные лакокра­сочные покрытия, продукты коррозии и др. Загрязнения на внутренних по­верхностях деталей представляют собой углеводородные отложения, как результат старения и химико-термического превращения смазочных мате­риалов и топлива, продукты изнашивания, остатки герметизирующих паст и материала прокладок, а также накипь, как результат взаимодействия ох­лаждающих жидкостей с металлическими стенками.

Детали машин в процессе восстановления покрываются технологи­ческими з агрязнениями (окалиной, стружкой, притирочными пастами, сма­зочными маслами, очистными материалами, продуктами приработочного изнашивания и др.). Такие загрязнения уступают эксплуатационным по прочности и массе, но они должны быть также удалены с деталей перед сборочными операциями.

По химическому составу основная масса загрязнений подразделяется на две большие группы - минеральные (кремнеземные) и органические (углеводородные). Кремнеземные загрязнения образуются на поверхностях деталей в результате их взаимодействия с почвой и почвенной пылью. Углеводородные загрязнения образуются в результате взаимодейст­вия топлив и масел с газами и влагой, продуктами изнашивания и поверх­ностями деталей при повышенной температуре. Отдельный вид загрязнений представляет накипь, которая отклады­вается на внутренних поверхностях стенок радиаторов и рубашек охлаж­дения двигателей. Продукты коррозии образуются в результате химического или элек­трохимического разрушения металлов. Разрушенные лакокрасочные покрытия необходимо удалять с по­верхности деталей, поэтому их относят к загрязнениям.

Технологические способы очистки. В зависимости от состава и свойств загрязнений применяют сле­дующие способы их удаления: гидродинамическое разрушение и смывание струей воды с образованием взвеси; растворение в жидкости; эмульгиро­вание в жидкости; разрушение потоком металлической дроби, стеклянных шариков, песка, пластмассовой или косточковой крошки; электрохимиче­ская обработка; ультразвуковая обработка в жидкости; термическое раз­рушение; срезание скребками, щетками.

Гидродинамическую очистку поверхностей струей холодной или го­рячей воды под давлением 0,5...20 МПа применяют для наружной очистки ремонтируемых машин или агрегатов от непрочных кремнеземных загряз­нений, смачиваемых водой. Остальные способы применяют для очистки деталей.

Растворение — это процесс образования однородной системы из двух веществ с распределением загрязнения в очистной среде. Наибольшей вза­имной растворимостью обладают вещества со сходным строением поляр­ных молекул. Углеводородные загрязнения растворяют в органических раствори­телях, ржавчину - в кислотном растворе и лакокрасочные материалы - в щелочном.

Смачивание заключается в растекании капли жидкости, помещенной на поверхность твердого тела. Это свойство зависит от поверхностного на­тяжения жидкости, сочетания составов жидкости и твердого тела. Имеются вещест­ва, способные понижать поверхностную энергию раствора, которые назы­ваются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Загрязнения, как правило, состоят из жидкой (масла, смолы) и твер­дой (пыль, асфальтены, карбены и др.) частей. Такие загрязнения удаляют с поверхности изделия путем эмульгирования жидкой фазы (образования эмульсий) и диспергирования твердой фазы (образования дисперсий). Ме­ханическое движение раствора ускоряет очистку загрязненных поверхно­стей.

Вода, обладающая большим поверхностным натяжением, не смачи­вает гидрофобные загрязнения, а стягивается в отдельные капли. Раство­рение в воде очистного средства уменьшает поверхностное натяжение рас­твора, что приводит к проникновению его в трещины и поры загрязнения. Капиллярное и расклинивающее действие раствора приводит к разруше­нию загрязнений. Отколовшиеся грязевые частицы переходят в раствор. Молекулы ПАВ адсорбируются на загрязнениях и очищенной поверхности и препятствуют укрупнению частиц и оседанию их на поверхности. В ре­зультате частицы загрязнений во взвешенном состоянии стабилизируются в растворе и удаляются вместе с ним.

Поверхности деталей в процессе нанесения электрохимических по­крытий очищают за счет выделения на катоде водорода и на аноде - ки­слорода в виде пузырьков. Ультразвуковая очистка основана на передаче энергии от излучателя через жидкую среду к очищаемой поверхности. Колебания среды с часто­той 20...25 кГц вызывают гидравлические удары у поверхности детали, которые разрушают углеводородные загрязнения в течение 2...3 мин, а масляные пленки - за 30...40 с. Этот вид очистки нашел применение при очистке мелких деталей сложной формы от прочных загрязнений.

Если приведенные процессы неэффективны для очистки деталей от прочных загрязнений, то их разрушают потоком твердых частиц, срезают или применяют термическое разложение.

Очистные технологические среды. Применяют очистку деталей в жидких технологических средах на основе органических растворителей и технических моющих средств. Од­нако эти средства не могут с необходимой производительностью очистить детали от загрязнений всех видов, поэтому используют и другие средства. Органические растворители. Они обладают незначительным по­верхностным натяжением и способностью растворять находящиеся на по­верхностях загрязнения, образуя однофазные растворы переменного состава. Углеводородные растворители принадлежат к слабополярным гид­рофобным веществам, их применяют для растворения неполярных и сла­бополярных загрязнений - масел, жиров, простых эфиров и битумов. По составу и пожароопасности органические растворители делятся на две группы. Первую группу образуют алифатические углеводороды, по­лученные из нефти (керосин, уайт-спирит, бензин), ароматические углево­дороды, получаемые из каменноугольной смолы (бензол, толуол, ксилол), неароматические кольцевые углеводороды (скипидар), спирты (метило­вый, этиловый, изопропиленовый), кетоны (ацетон, циклогексанон), и эфиры (этилацетат, бутилацетат). Все эти нехлорированные углеводороды токсичны и пожароопасны. Во вторую группу входят хлорированные углеводороды. Почти все они негорючи, но токсичны. При взаимодействии с водой, светом и теплом нестабилизированные хлорированные растворите­ли разлагаются, а продукты разложения (соляная кислота, хлор, фосген) вызывают коррозию металлов. Хлорированные углеводороды работают при комнатной температуре. Растворяюще-эмульгирующие средства. При накоплении предель­ной массы загрязнений в органических растворителях процесс очистки прекращается. Этот недостаток частично устраняется применением растворяюще-эмульгирующих средств (РЭС).РЭС состоят из базового растворителя, дополнительного растворите­ля, ПАВ и небольшой добавки воды. Детали после извлечения из РЭС помещают в воду или раствор ПАВ, где происходит эмульгирование загрязненийРЭС применяют при очистке деталей от асфальто-смолистых отло­жений при температуре 20...50оС. Очистные среды на основе растворов щелочных веществ и ПАВ. Создание технических моющих средств (ТМС) на основе щелочных ве­ществ и ПАВ - одно из важнейших достижений в области очистки техники.Щелочные компоненты в ТМС изменяют химический состав загряз­нений и повышают активность ПАВ. Щелочную реакцию раствору прида­ют как щелочи, так и щелочные соли.ТМС являются многокомпонентными смесями химических веществ, каждое из которых выполняет определенные функции в процессе очистки. Состав ТМС подбирают для применения в конкретном технологическом процессе очистки деталей из определенного материала от заданных загряз­нений. Твердые очистные среды, расплавы, кислоты и щелочи. Прочные неомыляемые загрязнения удаляются с поверхности детали путем их ме­ханического дробления потоком твердых частиц (косточковой крошки фруктовых растений, стеклянными шариками диаметром 0,3...0,8 мм, час­тицами полиэтилена или полиамида, корундом, чугунной и стальной дро­бью, кварцевым песком). Среда переноса этих частиц - сжатый воздух, во­да, растворы ТМС. Расплав щелочей и солей. Состоит из едкого натра NaОН, азотнокис­лого натрия NaNO₃ и хлористого натрия NaCl. Расплав при температуре 300...420°С очищает поверхности деталей практически от всех видов за­грязнений. Растворы кислот или щелочей. Серную и соляную кислоты исполь­зуют для травления, очистки от продуктов коррозии, накипи, лакокрасоч­ных покрытий и асфальто-смолистых отложений. Применяют также ук­сусную, щавелевую, олеиновую, лимонную и нафтеновую кислоты. Корро­зионная активность кислот уменьшается при введении в очистной раствор ингибирующих добавок.Растворы каустической соды применяют в выварочных ваннах для снятия старой краски.