Восстановление деталей обработкой под ремонтный размер

 

Сущность способа - обработка поврежденных поверхностей системы “вал” или “отверстия” с целью устранения овальности или конусности не изменяя при этом положения геометрической оси детали.

Ремонтные размеры делятся на два вида: категорийные (градиционные) и пригоночные. Категорийным размером называется размер, установленный для определенной категории ремонта. Пригоночным размером называется размер с учетом припуска на пригонку детали “по месту”. Для вала ремонтный размер всегда меньше номинального, а для отверстия - больше номинального.

Рассмотрим схему установления категорийных размеров (рис.2.12).

 

 

Рис. 2.12. Схема установления категорийного размера для вала

 

Первый категорийный размер определяется

 

d_Р1 = d_H - 2 ( _max + X_min) (2.8)

 

где d_H -номинальный размер; _max - максимальный односторонний износ; X_min - минимальный припуск на обработку.

Ремонтный интервал определяется как

 

_Р = 2 ( _max +X_min) (2.9)

 

Колличество ремонтных категорий (градаций)

n= (2.10.)

где d_min - минимально допустимый размер вал по условиям прочности.

Рассмотрим схему установления пригоночных размеров на примере моторно-осевых подшипников (МОП) колесо-моторного блока (Рис.2.13).

Рис. 2.14 Схема установления пригоночного размера.

 

Внутренний диаметр МОП определяется как

 

d_В = d_Ш + 3М (2.11.)

 

Наружный диаметр МОП определяется как

 

d_H = d_П + Н (2.12.)

 

где d_Ш - диаметр шейки оси; 3М - минимальный зазор “на масло”; d_Н - диаметр постели ТЭД; Н - максимальный натяг.

Преимущество способа: простота и дешевизна, не требуется дополнительного металла и сложного оборудования.

Недостаток: необходимость ремонта или замены сопряженной детали, что увеличивает время на ремонт и ухудшает взаимозаменяемость деталей.

 

3.5 На какие три основные группы делятся детали, узлы, агрегаты и узлы машины при дефектовке?

 

3.6 Сущность системы планово-предупридительного ремонта.

Планово-предупредительный ремонт (ППР)

Система планово-предупредительных ремонтов (ППР) это комплекс организационных и технических мероприятий по уходу, надзору, эксплуатации и ремонту технологического оборудования, направленных на предупреждение преждевременного износа деталей, узлов и механизмов и содержание их в работоспособном состоянии.

Сущность системы ППР состоит в том, что после отработки оборудованием определенного времени производятся профилактические осмотры и различные виды плановых ремонтов, периодичность и продолжительность которых зависят от конструктивных и ремонтных особенностей оборудования и условий его эксплуатации.
Система ППР предусматривает также комплекс профилактических мероприятий по содержанию и уходу за оборудованием.
Она исключает возможность работы оборудования в условиях прогрессирующего износа, предусматривает предварительное изготовление деталей и узлов, планирование ремонтных работ и потребности в трудовых и материальных ресурсах.
Положения о планово-предупредительных ремонтах разрабатываются и утверждаются отраслевыми министерствами и ведомствами и являются обязательными для выполнения предприятиями отрасли.
Основное содержание ППР - внутрисменное обслуживание (уход и надзор) и проведение профилактических осмотров оборудования, которое обычно возлагается на дежурный и эксплуатационный персонал, а также выполнение плановых ремонтов оборудования.
Системой ППР предусматриваются также плановые профилактические осмотры оборудования инженерно-техническим персоналом предприятия, которые производятся по утвержденному графику.
Грузоподъемные машины, кроме обычных профилактических осмотров, подлежат также техническому освидетельствованию, проводимому лицом по надзору за этими машинами.

Системой ППР предусматриваются ремонты оборудования двух видов: текущие и капитальные.
Текущий ремонт оборудования включает выполнение работ по частичной замене быстроизнашивающихся деталей или узлов, выверке отдельных узлов, очистке, промывке и ревизии механизмов, смене масла в емкостях (картерных) систем смазки, проверке креплении и замене вышедших из строя крепежных деталей.
При капитальном ремонте, как правило, выполняется полная разборка, очистка и промывка ремонтируемого оборудования, ремонт или замена базовых деталей (например, станин); полная замена всех изношенных узлов и деталей; сборка, выверка и регулировка оборудования.
При капитальном ремонте устраняются все дефекты оборудования, выявленные как в процессе эксплуатации, так и при проведении ремонта.
Периодичность остановок оборудования на текущие и капитальные ремонты определяется сроком службы изнашиваемых узлов и деталей, а продолжительность остановок - временем, необходимым для выполнения наиболее трудоемкой работы.
Для выполнения планово-предупредительных ремонтов оборудования составляются графики.
Каждое предприятие обязано составлять по установленной форме годовой и месячный графики ППР.

Система ППР предполагает безаварийную модель эксплуатации и ремонта оборудования, однако в результате изношенности оборудования или аварий проводятся и внеплановые ремонты.

Преимущества использования системы ППР:
контроль продолжительности межремонтных периодов работы оборудования
регламентирование времени простоя оборудования в ремонте
прогнозирование затрат на ремонт оборудования, узлов и механизмов
анализ причин поломки оборудования
расчет численности ремонтного персонала в зависимости от ремонтосложности оборудования

Недостатки системы ППР:
отсутствие удобных инструментов планирования ремонтных работ
трудоемкость расчетов трудозатрат
трудоемкость учета параметра-индикатора
сложность оперативной корректировки планируемых ремонтов

Сущность и содержание системы планово-предупредительного ремонта (ППР)

· Экономика

Система ППР — это комплекс планируемых организационно-технических мероприятий по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту оборудования. Мероприятия носят предупредительный характер, т.е. после отработки каждой единицей оборудования определенного количества времени производятся профилактические осмотры и плановые ремонты его: малые, средние, капитальные.
ППР оборудования предусматривает выполнение следующих работ:
- межремонтное обслуживание;
- периодические осмотры;
- периодические плановые ремонты:
- малые;
- средние;
- капитальные.
Межремонтное обслуживание — это повседневный уход и надзор за оборудованием, проведение регулировок и ремонтных работ в период его эксплуатации без нарушения процесса производства. Оно выполняется во время перерывов в работе оборудования (в нерабочие смены, на стыке смен и т.д.) дежурным персоналом ремонтной службы цеха.
Периодические осмотры — осмотры, промывки, испытания на точность и прочие профилактические операции, проводимые по плану через определенное количество отработанных оборудованием часов.
Периодические плановые ремонты
Малый ремонт — детальный осмотр, смена и замена износившихся частей, выявление деталей, требующих замены при ближайшем плановом ремонте (среднем, капитальном) и составление дефектной ведомости для него (ремонта), проверка на точность, испытание.
Средний ремонт — детальный осмотр, разборка отдельных узлов, смена износившихся деталей, проверка на точность перед разборкой и после ремонта.
Капитальный ремонт — полная разборка оборудования и узлов, детальный осмотр, промывка, протирка, замена и восстановление деталей, проверка на технологическую точность обработки, восстановление мощности, производительности по стандартам и ТУ.
ППР осуществляется по плану-графику, разработанному на основе нормативов ППР:
- продолжительности ремонтного цикла;
- продолжительности межремонтных и межосмотровых циклов;
- продолжительности ремонтов;
- категорий ремонтной сложности (КРС);
- трудоемкости и материалоемкости ремонтных работ.
Ремонтный цикл — это период работы оборудования от начала ввода его в эксплуатацию до первого капитального ремонта или период работы между двумя капитальными ремонтами.
Структура ремонтного цикла — это порядок чередования ремонтов и осмотров, зависящих от типа оборудования, степени его загрузки, возраста, конструктивных особенностей и условий эксплуатации.
Продолжительность ремонтного цикла — промежуток времени между двумя капитальными ремонтами.

Категория ремонтной сложности (КРС) присваивается каждой единице оборудования. В качестве ремонтной единицы принята 1/11 трудоемкости капитального ремонта токарно-винторезного станка 16К20, относящегося к одиннадцатой группе сложности.

Для единицы ремонтной сложности рассчитаны нормативы в часах для ремонтов по видам работ:
- слесарные;
- станочные;
- прочие (окрасочные, сварочные и др.).
КРС специального технологического оборудования (a р.c) определяется трудоемкостью ремонтных работ:
,
где tiслес — норма времени выполнения каждой слесарной операции, в нормо-часах;
tр.е.слес — норма времени на одну ремонтную единицу капитального ремонта оборудования, в нормо-часах;
m — типовой перечень слесарных работ (с указанием процентов замены изношенных важнейших деталей), выполняемых при проведении капитального ремонта.
Для большинства оборудования в машиностроении и приборостроении норма времени на одну ремонтную единицу равна:
- 23 часа для механической части оборудования;
- 11 часов для электрической части.

 

3.7 Основные дефекты, возникающие при эксплуатации валов и осей.

3.8 Основные дефекты, возникающие при эксплуатации подшипников качения.

 

Валы, оси и подшипники

 

Далее: Зубчатые колеса и детали цепных передач

Характерными дефектами валов и осей, возникающими в про­цессе их эксплуатации, являются износ шеек под подшипники и сальники, шпоночных пазов и шлицев, повреждение и износ резьбы, прогиб, образование забоин и царапин на шейках и Шли­цах, реже — остаточная деформация кручения и образование трещин. Небрежность при разборке и сборке узлов, хранении и транспортировке валов также является причиной образования дефектов.

Валы и оси кранов при наличии в них трещин и остаточных деформаций кручения подлежат выбраковке. При изгибе и других дефектах в первую очередь устраняют изгиб, который определяют индикатором, установив вал в центрах токарного станка или на призмах. При вращении вала индикатор укажет величину, вдвое превышающую стрелу прогиба. При проверке вала в центрах необходимо исключить возможность искажения результатов за­мера за счет смещения или износа центров вала.

Рис. 99. Заделка трещины штифтованием

Предельно допустимый прогиб валов и осей составляет при частоте вращения п > 500 об/мин 0,00015, а при п < 500 об/мин 0,00025 длины вала. Прогиб валов и осей менее 0,5 мм устраняют шлифованием, до 0,01 длины вала — правкой в холодном со­стоянии, при прогибе 0,02—0,03 длины вала и более — правкой в нагретом состоянии при температуре 600—650 °С. Коленчатые валы с прогибом до 0,05 длины вала правят местным поверхно­стным наклепом щек.

Кроме указанных способов, крупные валы и оси правят терми­ческим воздействием. При нагреве вала до температуры 600— 650 °С в месте наибольшего прогиба пламенем газовой горелки возникают напряжения (в нагретой части вала — напряжения сжатия, на более холодной — напряжения растяжения), воздей­ствие которых при надлежащем выборе места и температуры на­грева приводит к выправлению вала.

Предельный износ шеек валов и осей, установленных на под­шипниках скольжения, приводится в табл. 20, а шеек, сопряжен­ных с подшипниками качения, не превышает 0,1 мм.

Изношенные шейки валов, работающие на подшипниках сколь­жения, протачиваются под ремонтный размер, при этом допу­скается уменьшение шейки вала не более 5% первоначального диаметра, а для валов грузоподъемных механизмов — не более 3 %. Вышедшие за пределы допустимых и ремонтных размеров шейки восстанавливают на номинальный размер способами, рассмотренными выше, кроме валов механизмов подъема груза, шейки которых рекомендуется восстана­вливать хромированием или обработкой на ремонтный размер (до 0,97dH).

Таблица 20

Незначительные повреждения резьбо­вых поверхностей исправляют напильни­ком, прогонкой резьбонарезного инстру­мента. При срыве двух и более ниток, износе профиля резьба перетачивается на ремонтный размер или наплавкой с последующей обработкой возвращают резьбе номинальный размер. Резьбу диаметром до 20 мм вос­станавливают вибродуговой наплавкой по старой резьбе, до 40 мм — наплавкой в среде углекислого газа, более 40 мм — наплавкой под флюсом. В последних двух случаях изношенную резьбу перед наплавкой стачивают.

Шпоночные пазы, имеющие незначительный износ, обрабаты­вают под ремонтный размер, который не должен превышать но­минальный более чем на 15%. Соответственно изменяется и раз­мер шпонки. Допускается применять ступенчатую шпонку (рис. 100). Пазы, изношенные более чем на 15%, восстанавливают под номинальный размер наплавкой вручную одной из стенок паза с последующей механической обработкой. Допускается изготовлять новый паз под углом 120—180° по отношению к изно­шенному.

Среднее уменьшение толщины каждого шлица на рабочей длине соединения для вала или втулки допускается не более 0,2 мм при диаметре вала до 50 мм и не более 0,3 мм — при диаметре вала более 50 мм. При этом неравномерность износа допустима в пределах до 0,1 мм на 100 мм длины шлица. Основ­ным методом восстановления шлицев является наплавка: при незначительных износах — вибродуговая, электроискровое на­пыление, при больших — наплавка под флюсом, в среде защитного газа проволокой Св-08Г, Нп-ЗОХГСА, а также ручная дуговая электродами ЦН-250, ОЗН-ЗОО.

В зависимости от износа, диаметра и условий работы вала применяют разные способы восстановления шлицев: у валов, передающих вращающий момент в одном направлении, при износе шлицев до 0,8 мм наплавляют нерабочую сторону шлица; при большем износе заплавляют все впадины шлицев, удаляют шл&к и наплавляют второй слой валиков по поверхности выступов шлицев. После наложения каждого валика с целью предупрежде­ния коробления детали ее поворачивают на 90 и 180° попеременно.

Рис. 100. Ступенчатая шпонка

Шлицы, имеющие износ по ширине до 1 мм, можно восста­навливать методом пластической деформации (вдавливанием) с по­мощью специальной головки (рис. 101), в корпусе которой установлены вдавливающий ролик и калибрующие ролики, изготовленные из твердого сплава или инструментальной стали У6 или У7 (твердость после тер­мообработки HRC 55—58). Перед голов­кой закреплен индуктор установки ТВЧ, нагревающий шлицевую часть вала до температуры 800—900 °С, а сзади голов­ки — устройство для охлаждения шлицев. Одновременная обработка противополож­ных шлицев двумя головками разгружает вал от изгибающих усилий. Такой метод восстановления исключает необходимость в последующих механической и термиче­ской обработках, которым подвергаются шлицы после восстановления наплавкой.

Подшипники скольжения (разъемные и неразъемные) в процессе эксплуатации изнашиваются по внутреннему и внешнему диаметру, у них образуются трещины, выкрашивание и другие дефекты.

Чугунные подшипники при наличии дефектов выбраковы­ваются. Бронзовые втулки с износом по внутреннему диаметру до 2% восстанавливают обжатием. Уменьшение наружного диа­метра втулки компенсируется осталиванием, омеднением или на­несением полимеров.

Рис. 101. Схема приспо­собления для восстановле­ния шлиц вдавливанием

Износ внутреннего диаметра разъемных подшипников сколь­жения компенсируется уменьшением толщины пакета регулиро­вочных прокладок, когда такая возможность исчерпана, толсто­стенные разъемные подшипники восстанавливают перезаливкой антифрикционного сплава с последующей механической обработ­кой и шабровкой. Более высокое качество достигается центробеж­ной заливкой. Тонкостенные вкладыши, применяемые в двигате­лях внутреннего сгорания, восстановлению не подлежат.

В подшипниках качения в процессе длительной эксплуатации изнашиваются поверхности качения, что приводит к увеличению осевого и радиального зазоров, ослаблению посадки на валы, образованию трещин и других дефектов. Допустимые зазоры определяются соответствующими техническими условиями. Выбракованные подшипники качения отправляют для восстано­вления на специализированные предприятия. В виде исключения можно допустить восстановление посадочных поверхностей под­шипников, износ которых не превышает 0,1—0,15 мм, нанесением слоя эластомера.

—-

Характерные дефекты валов и осей, возникающие в процессе их эксплуатации, — это износ шеек под подшипники и сальники, шпоночных пазов и шлицев, повреждение и износ резьбы, прогиб, образование забоин и царапин на шейках и шлицах, реже — остаточная деформация кручения и образование трещин.

Валы и оси кранов при наличии в них трещин и остаточных деформаций кручения подлежат выбраковке. При изгибе и других дефектах в первую очередь устраняют изгиб, который определяют индикатором, установив вал в центрах токарного станка или на призмах. При вращении вала индикатор укажет значение, вдвое превышающее стрелу прогиба. При проверке вала в центрах необходимо исключить возможность искажения результатов замера за счет смещения или износа центров вала.

Предельно допустимый прогиб валов и осей составляет при частоте вращения я>500 об/мин 0,00015, а при п^500 об/мин 0,00025 длины вала. Прогиб валов и осей менее 0,5 мм устраняют шлифованием, до 0,01 длины вала — правкой в холодном состоянии, при прогибе 0,02—0,03 длины вала и более — правкой в нагретом состоянии при температуре 600—650 °С. Коленчатые валы с прогибом до 0,05 длины вала правят местным поверхностным наклепом щек.

Кроме указанных способов, крупные валы и оси правят термическим воздействием. При нагреве вала до 600—650 °С пламенем газовой горелки в месте наибольшего прогиба возникают напряжения (в нагретой части вала — напряжения сжатия, на более холодной— напряжения растяжения), воздействие которых при надлежащем выборе места и приводит к выправлению вала.

Предельный износ шеек валов и осей, установленных на подшипниках скольжения, зависит от диаметра шейки и приведен в табл. 20, а шеек, сопряженных с подшипниками качения, не превышает 0,1 мм.

Изношенные шейки валов, работающие на подшипниках скольжения, протачиваются под ремонтный размер, при этом допускается уменьшение шейки вала не более 5% первоначального диаметра, а для валов грузоподъемных механизмов — не более 3%. Вышедшие за пределы допустимых и ремонтных размеров шейки восстанавливают на номинальный размер способами, рассмотренными ранее, кроме валов механизмов подъема груза, шейки которых рекомендуется восстанавливать хромированием или обработкой на ремонтный размер (до 0,97 dH).

Незначительные повреждения резьбовых поверхностей исправляют напильником, прогонкой резьбонарезного инструмента. При срыве двух и более ниток, износе профиля резьбу перетачивают на ремонтный размер или наплавкой с последующей обработкой возвращают резьбе номинальный размер. Резьбу диаметром до 20 мм восстанавливают вибродуговой наплавкой по старой резьбе, до 40 мм — наплавкой в среде углекислого газа, более 40 мм — наплавкой под флюсом. В последних двух случаях изношенную резьбу перед наплавкой стачивают.

Шпоночные пазы, имеющие незначительный износ, обрабатывают под ремонтный размер, который не должен превышать номинальный более чем на 15%. Соответственно изменяют и размер шпонки. Допускается применять ступенчатую шпонку (рис. 64). Пазы, изношенные более чем на 15%, восстанавливают под номинальный размер наплавкой вручную одной из стенок паза с последующей механической обработкой. Допускается изготовлять новый паз под углом 120—180° по отношению к изношенному.

Среднее уменьшение толщины каждого шлица на рабочей длине соединения для вала или втулки допускается не более 0,2 мм при диаметре вала до 50 мм и не более 0,3 мм при диаметре вала более 50 мм. При этом неравномерность износа допустима в пределах до 0,1 мм на 100 мм длины шлица. Основным методом восстановления шлицев является наплавка: при незначительных изно-сах — вибродуговая и электроискровое напыление, при больших — наплавка под флюсом, в среде защитного газа, ручная дуговая.

В зависимости от износа, диаметра и условий работы вала применяют разные способы восстановления шлицев. У валов, передающих вращающий момент в одном направлении, при износе шлицев до 0,8 мм наплавляют нерабочую сторону шлица, при большем износе заплавляют все впадины шлицев, удаляют шлак и наплавляют второй слой валиков по поверхности выступов шлицев. После наложения каждого валика с целью предупреждения коробления детали ее поворачивают на 90 и 180° попеременно.

Шлицы, имеющие износ по ширине до 1 мм, можно восстанавливать методом пластической деформации (вдавливанием) с помощью специальной головки (рис. 65), в корпусе 1 которой установлены вдавливающий ролик 2 и калибрующие ролики 3, изготовленные из твердого сплава или инструментальной стали. Перед головкой закреплен индуктор установки ТВЧ, нагревающий шлицевую часть вала 4 до 800—900 °С, а сзади головки — устройство для охлаждения шлицев. Одновременная обработка противоположных шлицев двумя головками разгружает вал от изгибающих усилий. Такой метод восстановления исключает необходимость в последующих механической и термической обработках, которым подвергаются шлицы после восстановления наплавкой.

Подшипники скольжения (разъемные и неразъемные) в процессе эксплуатации изнашиваются по внутреннему и внешнему диаметру, у них образуются трещины, выкрашивание и другие дефекты. Чугунные подшипники при наличии дефектов выбраковывают. Бронзовые втулки с износом по внутреннему диаметру до 2% восстанавливают обжатием.

Уменьшение наружного диаметра втулки компенсируют оста-ливанием, омеднением или нанесением полимеров.

Рис. 64. Ступенчатая шпонка

Рис. 65. Схема приспособления для восстановления шлиц

Износ внутреннего диаметра разъемных подшипников скольжения компенсируется уменьшением толщины пакета регулировочных прокладок; когда такая возможность исчерпана, толстостенные разъемные подшипники восстанавливают перезаливкой антифрикционного сплава с последующей механической обработкой и шабровкой. Более высокое качество достигается центробежной заливкой. Тонкостенные вкладыши, применяемые в двигателях внутреннего сгорания, восстановлению не подлежат.

В подшипниках качения изнашиваются поверхности качения. В виде исключения посадочные поверхности подшипников, износ которых не превышает 0,1—0,15 мм, восстанавливают нанесением слоя эластомера.

 

3.9 Порядок процесса приемки оборудования после ремонта.