В чем сущность «исправного» и «работоспособного» состояния деталей?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Раздел 1

В чем сущность «исправного» и «работоспособного» состояния деталей?

Переход объекта из исправного в неисправное, но работоспособное состояние называют повреждением. Повреждение — событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния. Переход объекта из исправного, неисправного, но работоспособного в неработоспособное состояние называют отказом. Переход объекта в предельное состояние влечет за собой временное (ремонт) или окончательное (списание) прекращение применения объекта по назначению. Переход объекта из неработоспособною в работоспособное, неисправное или исправное состояние называют восстановлением

Причины достижения деталью предельного состояния.

Основная доля деталей в составе соединений с другими деталями достигает предельного состояния из-за изнашивания.

В чем сущность абразивного изнашивания?

Абразивное изнашивание – механическое изнашивание материала в результате режущего или царапающего действия твердых тел или твердых частиц, твердость которых превышает твердость поверхности трения. Абразивному изнашиванию подвержены детали и узлы трения большинства машин и оборудования, применяемых в транспортной технике. Отличительным признаком абразивного изнашивания является участие в процессе трения твердых частиц, обладающих различной структурой, формой, размерами, твердостью, прочностью, незначительной сцепляемостью с трущимися поверхностями. Трение в присутствии абразивного материала характеризуется нестационарностью контактов твердых частиц с изнашивающейся поверхностью, широким спектром и высокой концентрацией напряжений, физико-химической активацией поверхностей твердых тел.

В чем сущность усталостного изнашивания?

Усталостное изнашивание – механическое изнашивание в результате усталостного разрушения при повторном пластическом деформировании микрообъемов материала поверхности трения (происходит как при качении, так и при скольжении). Данный вид изнашивания характерен для узлов трения качения с начальным точечным или линейным контактом деталей: шариковых и роликовых опор, зубчатых зацеплений коробок и главных передач, кулачковых газораспределительных механизмов. Внешне изношенные поверхности имеют вид кратеров с рваными краями и грубой поверхностью. Материал отслаивается по площади, значительно превышающей площадку контакта. Усталостное изнашивание зубчатых колес обычно возникает вблизи полюса зацепления.

Физическая сущность гидро-, газоабразивного изнашивания.

Гидроабразивное (газоабразивное) изнашивание – механическое изнашивание в результате ударного воздействия абразивных частиц на поверхность детали, увлекаемых потоком жидкости (газа). Твердые частицы в потоке жидкости или газа изнашивают детали насосов, гидротурбин. Гидроабразивное изнашивание происходит в условиях ударного воздействия твердых частиц на поверхность тела. В зависимости от свойств материалов и угла атаки абразивных частиц изнашивание может иметь природу хрупкого разрушения, микрорезания, пластического оттеснения, возникновения и роста микротрещин.

Раздел 2

Сущность электромеханической пластической обработки.

Электромеханическая обработка – разновидность восстановления деталей пластическим деформированием.

Электромеханическим способом восстанавливают посадочные места подшипников на валах с износом до 0,15 мм. При большем износе винтовые канавки на поверхности детали заполняют эпоксидной композицией, что компенсирует уменьшающуюся площадь контакта посадочного места с кольцом подшипника.

Раздел 3

Образование и роль неметаллических включений при сварке и наплавке.

Основная причина образования неметаллических включений — уменьшение растворимости загрязняющих элементов в металле при снижении температуры. Это характерно для металлов и в жидком, и в твердом состоянии.

Важную роль в металлургических процессах при сварке и наплавке играет также образование неметаллических включений за счет уменьшения растворимости примесей (оксиды, сульфиды, соединения фосфора, нитриды и др.) при снижении температуры шлаковых включений, попавших в металл шва вследствие несоблюдения технологического процесса. Таким образом, с практической точки зрения с помощью металлургических процессов можно регулировать и обеспечивать стабильность качества сварных соединений за счет изменения состава электродного металла, входящих в покрытие компонентов, а также соблюдения технологического процесса.

Выбор режимов сварки.

Особенности сварки чугунов.

Сварка вызывает значительные трудности: · отсутствие площадки текучести у чугуна, повышенная хрупкость и небольшой предел прочности на растяжение, часто служит причиной образования трещин; · отсутствие переходного пластического состояния при нагреве до плавления. Высокая жидкотекучесть затрудняет ремонт деталей даже с небольшим уклоном от горизонтального положения; · получение отбеленных участков карбида железа (Fe3C – цементит) затрудняет механическую обработку и вызывает образование трещин.

Чугунные детали можно восстанавливать дуговой сваркой металлическим или угольным электродом, газовой сваркой, порошковой проволокой, аргонодуговой сваркой и т.д. Выбор способа сварки зависит от требований к соединению. При определении метода учитывают: необходимость механической обработки металла шва и околошовной зоны после сварки, получение однородности металла шва с металлом свариваемых деталей; требования к плотности шва; нагрузки, при которых должны работать детали. На получение качественного соединения влияют технологические и металлургические факторы. К первым относят силу тока, напряжение дуги и скорость наплавки, ко вторым – графитизацию, удаление углерода и карбидообразование. Холодную сварку выполняют как с подогревом, так и без предварительного подогрева деталей, для недопущения отбела чугуна и закалки сварного шва.

Сварка цветных металлов.

В процессе фазового перехода легкие компоненты улетучиваются, выгорают, это пагубно сказывается на состоянии шва. Он растрескивается. Тугоплавкие окислы – еще одна проблема. Иногда необходимо увеличить рабочий ток, чтобы пробить оксид. При сварке цветных металлов и сплавов нередко расплав становится слишком текучим, необходимо изолировать ванну расплава. Для некоторых сплавов необходимо ограничить не только контакт с кислородом, но и другими компонентами воздуха. Азот в качестве защитной атмосферы для некоторых сплавов не годится.

Подготовительный этап заключается в удалении жирных пятен, очищении деталей от грязи. Окислы зачищают до блеска, свариваемые поверхности протравливают перед работой. На толстых деталях формируют кромки. Сварку цветных металлов и их сплавов проводят в нижнем положении, некоторые расплавы по текучести напоминают ртуть. Выбор электродов, режима работы зависит от химического состава сплава. При выборе сварочного аппарата необходимо правильно оценивать свариваемость сплава, учитывать температуру плавления, толщину заготовки.

Проволоками?

+Не нужно использовать громоздкие баллоны с газом.

+Беспрепятственное перемещение, работать можно на любой высоте и в труднодоступных местах.

+Высокая производительность труда по сравнению со сваркой электродами.

+Дуга практически не чувствительна к ветру.

Сварка порошковой проволокой в среде без газа имеет и свои недостатки. Главный из них — высокая цена на комплектующие. Если вы просто хотите сэкономить газ, то вариант с порошковой проволокой тут не пройдет. При этом ее использование в рядовых работах не совсем оправданно. Если вы работаете в комфортном цеху или гараже, то лучше перетащите газовый баллон и не переплачивайте. Еще один недостаток — худшее качество шва, по сравнению со сваркой в среде газа.

Сущность лазерной наплавки.

Лазерная наплавка использует в качестве источника тепла концентрированный луч лазера. С помощью лазеров выполняют наплавку, оплавление напыленных поверхностей, поверхностное легирование, поверхностную закалку и аморфизацию материала. Лазерный нагрев позволяет также устранять повреждения в виде трещин в высоконагруженных деталях с нерегулярным режимом нагружения, соединять детали в труднодоступных местах и керамические изделия. После лазерной обработки деталей с трещинами на режимах, обеспечивающих их частичное оплавление с последующей нормализацией детали, долговечность деталей на 30 % выше по сравнению с деталями, имеющими начальные трещины При лазерной наплавке реализуют следующие преимущества этого вида нагрева: · большую скорость выполнения операции; · широкие технологические возможности; · высокое качество поверхности после обработки; · возможность местной обработки; · легкость автоматизации; · обработку внутренних поверхностей больших и малых диаметров с помощью несложных оптических устройств. Лазерная наплавка заключается в получении покрытий путем принудительной подачи порошка или проволоки непосредственно в зону лазерного излучения. Частицы порошка начинают нагреваться в лазерном луче и расплавляются в поверхностном слое.

Раздел 4

Деталей машин.

· покрытие наносится в воздушной атмосфере при нормальном давлении, при любых значениях температуры и влажности атмосферного воздуха; · при нанесении покрытий оказывается незначительное тепловое воздействие на покрываемое изделие; · технология нанесения покрытий экологически безопасна (отсутствуют высокие температуры, опасные газы и излучения, нет химически агрессивных отходов, требующих специальной нейтрализации); · не всегда требуется подогрев покрываемого изделия; · при отсутствии на подложках пластовой ржавчины или окалины на металлическом изделии не требуется тщательной подготовки поверхности (при воздействии высокоскоростного потока частиц происходит очистка поверхности от технических загрязнений, масел, красок и активация кристаллической решетки материала изделия); · поток напыляемых частиц является узконаправленным и имеет небольшое поперечное сечение, это позволяет, в отличие от традиционных газотермических методов напыления, наносить покрытия на локальные (с четкими границами) участки поверхности изделий; · возможно нанесение многокомпонентных покрытий с переменным содержанием компонентов по толщине.

Газодинамический способ нанесения покрыти отличается тем, что покрытие формируется из частиц, ускоренных сверхзвуковым газовым потоком. Поток газа с частицами проходит через сверхзвуковое сопло, при этом нет необходимости подготавливать напыляемую поверхность, в том числе нагревать ее. Технология нанесения покрытий включает в себя нагрев сжатого газа (воздуха), подачу его в сверхзвуковое сопло и формирование в этом сопле сверхзвукового воздушного потока, подачу в этот поток порошкового материала, ускорение этого материала в сопле сверхзвуковым потоком воздуха и направление его на поверхность обрабатываемого изделия (рис. 4.10, 4.11).

Раздел 5

Нанесением покрытий?

необходима для устранения следов изнашивания на восстанавливаемых элементах и придания им правильной геометрической формы. Эта операция обеспечивает равномерную толщину будущих покрытий, заданную шероховатость основы и служит необходимым условием прочного соединения покрытия с поверхностью детали. Шероховатость поверхностей после механической обработки должна быть Ra 0,63...1,25 мкм. Маслогрязевые отложения с восстанавливаемых поверхностей удаляют органическими растворителями (дихлорэтаном, ацетоном, керосином, уайт-спиритом и др.). Пожароопасная очистка органическими растворителями может быть заменена электрохимическим или химическим обезжириванием.

Покрытий.

Травление – процесс растворения поверхности металлов и их оксидов в кислых или щелочных растворах. Выделяющийся кислород при анодном травлении отрывает от восстанавливаемой поверхности оксиды и удаляет с этой поверхности травильный шлам.

Электролитическое травление (анодную обработку) ведут сначала в ванне с 30%-м раствором серной кислоты, а затем в ванне для нанесения покрытий. Травильный шлам периодически удаляют из ванны. Для химического травления черных металлов обычно применяют разбавленные растворы серной или соляной кислоты либо их смеси. При травлении железа наблюдаются два процесса: растворение оксидов и железа, находящегося под слоем оксидов. Эти процессы протекают со скоростью, которая зависит от типа кислоты, ее концентрации и температуры. Вначале раствор проникает через поры и трещины в наружном слое окалины из Fe2O3 к слоям Fe3O4 и FeO, а затем к поверхности металла. Поскольку FeO растворяется с наибольшей скоростью, то трещины в слое Fe3O3 и Fe3C4 увеличиваются. С момента проникновения кислоты к поверхности металла начинается его растворение с выделением водорода. Травление в растворах серной кислоты целесообразно вести при температуре 20...22 °С, а в соляной – 15...20 °С. Более низкая температура раствора соляной кислоты объясняется летучестью хлороводорода. Преимущества сернокислых травильных растворов заключаются в их невысокой стоимости, нелетучести даже при температуре до 100 °С, возможности извлечения сульфатов железа, растворимость которых резко падает с уменьшением температуры. Растворы соляной кислоты обеспечивают низкую температуру обработки и возможность получения чистой и менее шероховатой поверхности.

Для травления отдельных участков или деталей крупных размеров, которые не могут быть помещены в ванны, используют специальные травильные пасты, которые состоят из травильных растворов, ингибитора и наполнителя (инфузорной земли, легких суглинков, асбеста).

Покрытия)?

1. При хромировании главным компонентом электролита служит хромовый ангидрид (СrО3), образующий при растворении в воде хромовую кислоту (СrО3+Н2О=Н2СrО4). При других процессах главный компонент – соль осаждаемого металла. Хром осаждается лишь при наличии в электролите определенного количества посторонних анионов, чаще всего сульфатов. Хром в электролите находится в шестивалентном состоянии, и на катоде разряжается многовалентный комплексный хромовый анион. Механизм осаждения хрома на катоде весьма сложен и еще недостаточно изучен. 2. При хромировании большая часть тока расходуется на побочные процессы, в том числе на неполное восстановление хромат-ионов и обильное выделение водорода, в результате чего выход хрома по току мал (15...65 %). С увеличением концентрации CrO3 выход хрома по току увеличивается, а повышение температуры электролита приводит к уменьшению, тогда как при осаждении других металлов эти закономерности не изменяются. 3. Хромовый анод растворяется при электролизе с анодным выходом по току, в 7...8 раз превышающим выход по току на катоде. В результате концентрация вредных для процесса трехвалентных ионов хрома в электролите непрерывно возрастает. Поэтому при хромировании применяют нерастворимые аноды, изготовленные из свинца или из сплава свинца с 6% сурьмы. Электролит постоянно обедняется, и его необходимо периодически корректировать, добавляя в него хромовый ангидрид. При хромировании наибольшее применение получили простые сульфатные электролиты № 1, 2 и 3, состоящие из хромового ангидрида, серной кислоты и воды

Раздел 6

Пластмасс (герметиками).

Анаэробные составы представляют собой полимеризационно способные смолы акрилового ряда, которые, находясь в контакте с атмосферным кислородом, сохраняют подвижное состояние. Попадая в зазор, поры и т.п., они отверждаются и образуют прочный полимер после прекращения доступа кислорода.

Анаэробные составы обладают следующими свойствами: высокой химической стойкостью к агрессивным средам, бензо- и маслопродуктам; водозащитными свойствами, предупреждающими коррозию в зоне контакта; высокой механической прочностью, достаточной эластичностью и стойкостью в условиях вибрации; термостойкостью; способностью низковязких составов затекать в любые зазоры; большим диапазоном прочностных и вязкостных свойств; высокой мобильностью и простотой применения в условиях изготовления, эксплуатации и ремонта изделий.

Раздел 7

Раздел 8

Раздел 9

Детали?

Этот способ – разновидность способа ремонтных размеров. Его применяют при постановке втулок в гнезда под наружные кольца подшипников коренных опор коленчатого вала двигателя; установке полуколец подвкладыши коренных опор коленчатого вала двигателей и закреплении их штифтами; запрессовке сухих гильз или втулок в гильзы, исчерпавшие ресурс последнего стандартного ремонтного размера; установке всевозможных дополнительных колец, накладок и т.п. Способ получает все большее распространение в ремонтной практике, поскольку позволяет «вернуться» при ремонте к номинальным размерам заменяемых деталей (поршней, вкладышей, толкателей и пр.) со всеми вытекающими отсюда положительными последствиями, касающимися условий работы соединений, предусмотренных при конструировании. В связи с этим можно также говорить об улучшении условий взаимозаменяемости. Недостаток этого способа – определенное ухудшение условий теплопередачи, например, от запрессованной сухой гильзы или свернутой втулки к материалу гильзы или блоку цилиндров двигателя, что при прочих равных условиях может приводить к форсированному изнашиванию зеркала или даже задирам. Дополнительные ремонтные детали (ДРД) применяют для компенсации износа рабочих поверхностей деталей, а также при замене изношенной или поврежденной части детали. В первом случае ДРД устанавливают непосредственно на изношенную поверхность детали. Этим способом восстанавливают посадочные отверстия под подшипники качения в картерах коробок передач, задних мостов, ступицах колес, отверстия с изношенной резьбой и другие детали.

Раздел 10

Сущность пайки деталей.

Пайкой называют процесс получения неразъемных соединений деталей в твердом состоянии при помощи расплавленного сплава, называемого припоем. Кромки соединяемых деталей при пайке нагревают до такой температуры, при которой припой полностью расплавляется, смачивает поверхности и заполняет зазор между ними. При охлаждении припой кристаллизуется и образует достаточно прочное соединение деталей. Пайку применяют для устранения трещин и пробоин в радиаторах, топливных и масляных баках, трубопроводах, приборах электрооборудования и др. Пайку используют также при восстановлении размеров изношенных деталей путем постановки ленты или навивки проволоки с последующей их припайкой к поверхности детали. К числу недостатков пайки следует отнести некоторое снижение прочности соединения деталей по сравнению со сваркой.

Виды и свойства припоев.

Наиболее часто при восстановлении деталей автомобилей применяют оловянно-свинцовые, медно-цинковые и алюминиевые припои. По температуре плавления все припои подразделяются на низкотемпературные – ниже 450 °С и высокотемпературные – выше 450 °С.

Оловянно-свинцовые припои. Температура плавления не более 280 °С. Обладают достаточно высокой противокоррозионной стойкостью и высокими технологическими свойствами. Прочность пайки этими припоями по пределу прочности на разрыв составляет 80...100 МПа. Состав и температура плавления этих припоев приведены в табл. 10.1. Оловянно-свинцовые припои применяют при восстановлении радиаторов, трубопроводов низкого давления, деталей и узлов электрооборудования и др.

Медно-цинковые припои. Температура плавления 825...905 °С. Обеспечивают прочность пайки до 300...400 МПа и имеют высокие противокоррозионные свойства. С увеличением содержания цинка пластичность припоя снижается. К числу недостатков этих припоев относится возможность испарения цинка. Пары цинка интенсивно окисляются, а окись цинка токсична Медно-цинковые припои применяют при пайке стальных и чугунных деталей, а также деталей из меди и ее сплавов.

3. Особенности пайки и пропоев для пайки алюминия и его сплавов. Припои для пайки алюминия и его сплавов. Подразделяются на две группы: высокотемпературные на основе алюминия и низкотемпературные на основе олова, цинка и кадмия. Припои на основе алюминия имеют сравнительно высокую температуру плавления. Температуры начала плавления и полного расплавления этих припоев близки друг к другу. Преимуществами этих припоев являются высокая стойкость против коррозии и прочность соединения. Так, припой марки 34А обеспечивает прочность пайки на отрыв 150...180 МПа

Раздел 11

Для их восстановления?

В основу восстановления данным способом заложена технология наращивания нового, цельного слоя металла, что в отличие от наращивания сваркой не оставляет никаких пористых образований, так как молекулы металла ложатся плотно друг к другу.

Так же данная технология позволяет наносить слои на тонкие детали из-за отсутствия высоких температур (до 120 градусов), что не приведет к изменению геометрии. Толщина наращиваемого слоя составляет от 0.1 мм. до 3 мм. Таким образом можно добиться требуемых показателей по качеству (заводского качества).

 

Данная технология используется например при износе шеек коленвалов и распредвалов.

Отличительная особенность нашего метода восстановления шеек коленвала и распредвала состоит в том, что мы не снимаем ни на микрон заводской закаленный слой шейки и выводим размер шейки в номинал (в отличие от некоторых сервисов, которые ставят ремонтные вкладыши и снимают заводской закаленный слой с остальных, абсолютно рабочих шеек, что ведет к потере прочности всего вала.)

Раздел 12

Тормозной?

Режимы традиционной тормозной обкатки нормируются соответствующей технической документацией, и поэтому установление времени её продолжительности не вызывает затруднений. Сложнее обстоит дело с альтернативной технологией обкатки ДВС, в основе которой лежит метод разгона и выбега частоты вращения коленчатого вала двигателя, широко используемый при диагностировании для определения эффективной мощности и мощности механических потерь. Отличие от традиционной тормозной обкатки заключается в том, что горячая обкатка под нагрузкой осуществляется с использованием динамического метода нагружения сопряжений и деталей двигателей инерционными силами, возникающими при работе на бестормозных неустановившихся скоростных режимах (БНР). Данный метод реализуется при обкатке двигателей под нагрузкой на циклических режимах увеличения и уменьшения частоты вращения коленчатого вала в определенном интервале с постепенным ростом углового ускорения. Это достигается управлением топливоподачей по определенной закономерности, обеспечивающей её включение на такте разгона, фиксирование для каждой ступени обкатки и отключение при выбеге. По мере приработки ДВС увеличивают скорость перемещения органа управления подачей топлива и количество циклов изменения частоты вращения в единицу времени, что приводит к увеличению нагрузки на детали и сопряжения.

Конкретной ступени обкатки?

Газов на такте выбега?

Дросселированием называют необратимый процесс, в котором давление при прохождении газа через ссуженное отверстие уменьшается без совершения внешней работы.

В основе этого процесса лежит эффект охлаждения, обнаруженный Джоулем и Томсоном в 1852 г. при адиабатномдросселировании реального газа. Этот процесс протекает как без теплообмена» так и без совершения полезной внешней работы.

Эти ученые произвели опыт с пропусканием сжатого газа через пористую пробку, вставленную в трубку, и установили, что при расширении газа во время прохождения через пробку происходит охлаждение его.

Дросселирование протекавшего газа или жидкости возникает в том случае, когда поток внезапно сужается вследствие уменьшения сечения, а затем опять получает возможность двигаться в большем сечении

Внешняя работа заключается в перемещении некоторого объема газа при том давлении, которое действует после дросселя, а внутренняя – в преодолении сил взаимного притяжения между молекулами газа в процессе его расширения. Внешняя работа может быть как положительной, так и отрицательной.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Раздел 1

В чем сущность «исправного» и «работоспособного» состояния деталей?

Переход объекта из исправного в неисправное, но работоспособное состояние называют повреждением. Повреждение — событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния. Переход объекта из исправного, неисправного, но работоспособного в неработоспособное состояние называют отказом. Переход объекта в предельное состояние влечет за собой временное (ремонт) или окончательное (списание) прекращение применения объекта по назначению. Переход объекта из неработоспособною в работоспособное, неисправное или исправное состояние называют восстановлением