Вопрос 6 Определение преждевременного износа деталей

Вопрос 6

 

Билет №7

Вопрос 1

Сверление

 

Операция для получения сквозных круглых (цилиндрических) отверстий называется сверлением; если отверстие несквозное, то операция называется засверливанием, а увеличение диаметра отверстия— рассверливанием или развертыванием. Сверление и засверливание производят при помощи сверл (перовых, спиральных), а рассверливание — зенкерами, развертками или сверлами большего диаметра.

Для выполнения операции сверления используются сверла с коническим или цилиндрическим хвостовиком, конусные переходные втулки, клинья для выбивания сверла, сверлильные самоцентрирующие патроны двух – и трехщековые, рукоятки для крепления сверл в патронах, быстрозажимные патроны, патроны пружинные с автоматическим отключением сверла, машинные тиски, коробки, призмы, прихваты, угольники, ручные тиски, наклонные столы, а также разного вида приспособления, ручные и механические сверлильные станки и дрели.

Процесс сверления производят по разметке; для этого в центре будущего отверстия наносят кернером углубление.

Для сверления отверстий до 3 мм применяют винтовые ручные дрели и перовые и спиральные сверла. Ручными дрелями с зубчатой передачей сверлят отверстия до 6—8 мм. В настоящее время работа значительно облегчается применением электродрелей и сверлильных станков, на которых можно сверлить отверстия любых диаметров.

В начале сверления подача сверла должна быть минимальной, а после того как сверло войдет в металл, подачу увеличивают. Сверло должно быть по возможности коротким, чтобы исключить возможности изгиба. Глубина сверления не должна превышать 6—8 диаметров сверла.

Перед концом сверления подача опять уменьшается, так как иначе сверло может продавить оставшуюся тонкую перемычку и сломаться. Чаще всего сверла ломаются именно на выходе.

При сверлении следует учитывать разбивку отверстия в процессе сверления, которое происходит даже и при правильной заточке сверла (при неправильной заточке и установке сверла она значительно возрастает). Разбивка отверстий увеличивается в зависимости от вязкости металла, скорости сверления и диаметра отверстий. Примерные величины разбивки (в мм) даны в табл. 3.

Для уменьшения разбивки рекомендуется сначала сверлить отверстия на 1—3 мм меньше требуемого, а затем проходить сверлом нужного размера; диаметры свыше 20 мм лучше сверлить в два приема — сначала малым сверлом, а затем рассверливать до нужного диаметра.

При сверлении отверстий очень большой глубины сначала сверлят отверстие нужного диаметра на глубину рабочей части сверла, т. е. пока не перекроются канавки, выводящие стружку. Затем сверлом меньшего диаметра (примерно в 1,5 раза) сверлят насквозь. После этого вновь сверлят уже просверленное отверстие сверлом нужного диаметра. Не следует сверлить длинные (глубокие) отверстия с двух сторон. Сверлить отверстия в тонком листовом металле обычными сверлами трудно, так как режущие кромки сверла цепляются и рвут металл; лучше его пробивать или сверлить специальными перовыми сверлами.

Рассверливание уже готовых отверстий (полученных сверлением, штамповкой или отливкой) осуществляется зенкерами (зенкерование) и развертками (развертывание). В этом случае отверстие увеличивается, придается ему более точная цилиндрическая форма, правильное положение оси, устраняются погрешности сверления.

Входные концы отверстия под головки болтов, шайб и т. п. (зенкование) обрабатываются зенковками. Отверстия точных размеров с высокой чистотой поверхности обрабатывают развертками. При работе ручной разверткой ее следует вращать только в одну сторону, плавно и равномерно.

При обработке глубоких отверстий вращение должно быть медленным. Чтобы скопившаяся стружка не заедала развертку, ее следует часто выводить из отверстия и освобождать от стружек. В качестве смазки при развертывании применяют: для стали — машинное масло, для меди, латуни, дюралюминия — мыльную эмульсию; чугун и бронзу развертывают без смазки.

Свёрла в зависимости от свойств обрабатываемого материала изготавливаются нужных типоразмеров из следующих материалов:

Углеродистые стали (У8,У9,У10,У12 и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов.

Низколегированные стали (Х,В1,9ХС,9ХВГ и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов. Повышенная по сравнению с углеродистыми теплостойкость (до 250 °C) и скорость резания.

Быстрорежущие стали (Р9,Р18,Р6М5,Р9К5 и др): Сверление всех конструкционных материалов в незакалённом состоянии. Теплостойкость до 650 °C.

Свёрла, оснащенные твёрдым сплавом, (ВК3,ВК8,Т5К10,Т15К6 и др): Сверление на повышенных скоростях незакалённых сталей и цветных металлов. Теплостойкость до 950 °C. Могут быть цельными, с напайными пластинами, либо со сменными пластинами (крепятся винтами)

 

Свёрла, оснащённые боразоном: Сверление закалённых сталей и белого чугуна, стекла, керамики, цветных металлов.

Свёрла, оснащённые алмазом: Сверление твёрдых материалов, стекла, керамики, камней.

 

По конструктивному оформлению режущей части сверла делятся на перовые, с прямыми канавками, спиральные с винтовыми канавками, для глубокого сверления, центровочные и специальные.

Спиральные сверла в зависимости от их выполнения делятся на скрученные, фрезерованные, литые (для больших диаметров), с пластинками из сплавов карбидов металлов и сварные.

 

                           

 

Спиральное сверло состоит из хвостовика и рабочей части, которая делится на направляющую и режущую части. Между направляющей частью и хвостовиком находится шейка. хвостовик — это часть сверла цилиндрической или конусной формы (сверла по дереву имеют четырехгранный конический хвостовик), которая служит для закрепления сверла при конической форме в конических переходных втулках с конусом Морзе, а при цилиндрической — в двух – или трех кулачковом сверлильном патроне. Концевые втулки и сверлильный патрон закрепляются в отверстии шпинделя. Конусные хвостовики заканчиваются лапкой, которая служит для выбивания сверла из шпинделя или конусной переходной втулки. Цилиндрический хвостовик заканчивается поводком. Для сверления отверстий сверлильными трещотками или ручными коловоротами используются чаще всего сверла с квадратными хвостовиками. Сверла с цилиндрическим хвостовиком обычно имеют малые диаметры (до 20—30 мм). Направляющая часть сверла — это часть, находящаяся между шейкой и режущей частью. Она служит для направления сверла вдоль оси отверстия. Направляющая часть имеет винтовые канавки для отвода стружки и стержень сверла. На наружной винтовой поверхности направляющей части сверла имеется ленточка. Ленточкой называется узкий поясок вдоль винтовой канавки, плавно сбегающий к хвостовику. Цель ленточки — принять на себя часть трения сверла о стенки отверстия, появляющегося во время вхождения инструмента в материал. Диаметр сверла измеряется по расстоянию между ленточками. Режущая часть спирального сверла состоит из двух режущих граней, соединенных третьей гранью — так называемой поперечной перемычкой.

 

Вопрос 2 Хромирование

Хромирование — диффузионное насыщение поверхности стальных изделий хромом, либо процесс осаждения на поверхность детали слоя хрома из электролита под действием электрического тока.

Слой хрома может наноситься для декоративных целей, для обеспечения защиты от коррозии или для увеличения твердости поверхности.

В промышленности хромирование используется для снижения трения, повышения износостойкости, повышения коррозионной стойкости. Этот процесс обеспечивает повышенную устойчивость стали к газовой коррозии (окалиностойкость) при температуре до 800 °C, высокую коррозионную стойкость в таких средах, как вода, морская вода и азотная кислота. Хромирование сталей содержащих свыше 0,3-0,4 %С, повышает также твёрдость и износостойкость. Твердость хрома составляет от 66 до 70 HRC. Толщина хромового покрытия обычно составляет от 0.075 до 0.25 мм, но встречаются и более толстые, и более тонкие слои. Поверхностные дефекты при хромировании усиливаются и поверхность подлежит последующей обработке, так как хромирование не дает эффекта выравнивания.

Хромирование используют для деталей паросилового оборудования, пароводяной арматуры, клапанов, вентилей патрубков, а также деталей, работающих на износ в агрессивных средах.

 

Вопрос 3 Ремонт валов

Ремонт валов

В процессе эксплуатации у валов изнашиваются посадочные шейки, шпоночные канавки и шлицы, повреждаются резьба и центровые отверстия, вал получает изгиб.

Способ ремонта изношенного цилиндрического вала выбирают после того, как соответствующей проверкой установят характер и степень износа. Шейки вала, имеющие износ (царапины и риски, нецилиндричность до 0,1 мм), ремонтируют шлифованием. Но сначала проверяют, исправны ли центровые отверстия вала, при наличии забоин и вмятин в первую очередь протачиванием восстанавливают центровые отвер-С1ИЯ. Затем правят валы.

Шейки валов со значительным износом обтачивают и шлифуют под ремонтный размер. При этом допускается уменьшение диаметра шеек иа 5—10% в зависимости от характера воспринимаемых валом нагрузок, в частности от того, испытывает ли вал ударные нагрузки. В тех случаях, когда необходимо восстановить первоначальные размеры шеек, на шейки после их обточки напрессовывают или устанавливают на 31юксидном клее ремонтные втулки, которые затем обрабатывают точением или шлифованием. Изношенные поверхности валов можно ремонтировать также наращиванием металла вибродуговой наплавкой, металлизацией, осталиванием, хромированием и другими методами.

 

Погнутые валы выправляют холодным или горячим способом. Горячей правке подвергают валы, диаметр которых больше 60 мм. Холодная правка валов может выполняться вручную при помощи винтовых скоб, рычагов, но лучше правку производить под прессом. Сущность правки заключается в том, что приложенное усилие вызывает остаточные деформации, деталь восстанавливается, приобретая первоначальные свойства.

При холодной правке прессом или скобой вал располагают на двух опорах выгнутой стороной к нагружающему устройству (винту, ползуну) и нагружают так, чтобы вал изогнулся в противоположную сторону на величину, почти равную первоначальному прогибу, и лишь затем восстанавливают первоначальную точность по прямолинейности.

Изогнутые валы диаметром до 30 мм можно править наклепом. Суть такой правки состоит в том, что вал кладут прогибом вниз на плиту (рис. 61) и легким молотком наносят частые удары, пока вал не выпрямится. Удары наносят также с обеих сторон прогиба, ограниченного углом 120°.

 

 

 

Вопрос 5

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

 

Работоспособность технологического оборудования во время эксплуатации постепенно падает вследствие ряда изменений:

а) загрязнение рабочих поверхностей, что ведет к уменьшению полезной емкости, снижению теплопроводности;

б) потеря герметичности соединений отдельных частей аппаратов, которая ведет к снижению производительности или исключает дальнейшую эксплуатацию;

в) поверхностный износ снижает толщину стенки аппарата и выводит его из строя;

г) местные изменения формы аппарата ведут к снижению надежности;

д) местные нарушения целостности стенок аппарата в виде трещин и течей также исключают дальнейшую эксплуатацию его.

Загрязнения рабочих поверхностей происходят из-за механических примесей в исходном сырье, отложения накипи или кристаллов и т.п. Устраняется это чисткой.

Потеря герметичности возникает вследствие агрессивного воздействия среды, снижения упругих свойств прокладки и болтов, а также повреждения целостности неразъемных соединений: сварки, клепки, пайки. Устраняются эти неполадки подтяжкой болтов, сменой прокладок, переваркой швов. На все аппараты, работающие под давлением, должны составляться браковочные нормы и правила эксплуатации. Для сохранения запаса прочности вводится добавка на коррозию. Для того, чтобы избежать повреждения или изменения формы аппарата, необходимо предусматривать распорки, ребра жесткости.

Трещины и свищи чаще всего появляются в местах концентрации напряжений (сварные швы, изгибы и т.п.). Поэтому аппараты в соответствии с ППР должны подвергаться переосвидетельствованию и текущему ремонту

Во. время работы многие детали машин (валы, зубья зубчатых колес, шатуны, пружины, подшипники) подвергаются длительному действию переменных динамических нагрузок, которые более отрицательно влияют на прочностные свойства детали, чем нагрузки статические. Усталостный износ является результатом действия на деталь переменных нагрузок, вызывающих усталость материала детали и его разрушение. Валы, пружины и другие детали разрушаются вследствие усталости материала в поперечном сечении. При этом получается характерный вид излома с двумя зонами — зоной развивающихся трещин и зоной, по которой произошел излом. Поверхность первой зоны гладкая, а второй — с раковинами, а иногда зернистая.

 

Об износе деталей машины или станка можно судить по характеру их работы. В машинах, имеющих коленчатые валы с шатунами (двигатели внутреннего сгорания, паровые двигатели, компрессоры, эксцентриковые прессы, насосы и др.), появление износа определяют по глухому стуку в местах сопряжений деталей. Он тем сильнее, чем больше износ.

Шум в зубчатых передачах — признак износа профиля зубьев. Глухие и резкие толчки ощущаются каждый раз, когда меняется направление вращения или прямолинейного движения, в случаях износа деталей шпоночных и шлицевых соединений.

Износ в сборочных единицах станка можно установить не только на слух, но и по виду поверхностей, обработанных на этом станке.

Если, например, при обработке детали на токарном станке на ней появляются через равные промежутки кольевые выступы или впадины, то это означает, что в фартуке станка износились зубья реечного колеса и рейки; движение суппорта вместо плавного стало прерывистым. Этот дефект часто вызывается также износом направляющих станины и каретки суппорта, нарушающим соосность отверстий фартука и коробки подач, через которые проходит ходовой вал.

Следы дробления на обтачиваемом валике, установленном в коническом отверстии шпинделя, свидетельствуют об увеличении зазора между шейками шпинделя и его подшипниками вследствие их износа.

Когда обрабатываемая на токарном станке деталь получается конусной, значит изношены подшипники шпинделя (главным образом передний) и направляющие станины, а когда овальной — изношена шейка шпинделя, принявшая форму овала.

Увеличение мертвого хода рукояток, укрепленных на винтах сверх допустимого—свидетельство износа резьбы винтов и гаек.

Под мертвым ходом понимают некоторый свободный угол поворота рукоятки, прежде чем она заставит двигаться соединенную с ней деталь. Для суппорта токарного станка допустимый мертвый ход рукоятки 1/40 оборота винта.

Об износе деталей машин часто судят по появившимся на них царапинам, бороздкам и забоинам, а также по изменению их формы. Детали машин, работающие со значительными знакопеременными нагрузками, осматривают через увеличительное стекло (лупу), проверяя, нет ли у них мелких трещин, которые могут послужить причиной поломки. В некоторых случаях проверку осуществляют с помощью молотка. Дребезжащий звук при обстукивании детали молотком свидетельствует о наличии в ней значительных трещин.

О работе сборочных единиц с подшипниками качения можно судить по характеру издаваемого ими шума. Лучше всего выполнять такую проверку специальным прибором — стетоскопом. Если этого прибора нет, пользуются металлическим прутком, который прикладывают закругленным концом к уху, а заостренным — к месту, где находится подшипник. При нормальной работе слышен слабый шум — равномерное тонкое жужжание; если работа подшипников нарушена, возникают сильные шумы.

Свист или резкий (звенящий) шум указывает на то, что в подшипнике нет смазки, шарики или ролики защемлены между беговыми дорожками внутреннего и наружного колец. Гремящий шум (частые звонкие стуки) означает, что на шариках, роликах или кольцах появились язвины или в подшипник попала абразивная пыль или грязь.

Глухие удары сигнализируют об ослаблении посадки подшипника на валу и в корпусе.

Работу подшипника можно проверять и по нагреву, определяемому на ощупь, наружной стороной кисти руки, которая безболезненно выдерживает температуру до 60°С. Так, например, определяют повышенный нагрев подшипника, который может быть следствием защемления шариков или роликов между беговыми дорожками в результата несоосности опор или возникать из-за отсутствия смазки особенно в тех случаях, когда вал вращается с большой скоростью. Перегрев подшипника может появиться при больших скоростях вращения вала также в случае избытка смазочного масла или его повышенной вязкости, создает дополнительное сопротивление вращению вала. Значительный нагрев вызывает ускоренный износ подшипников.

Тугое провертывание вала свидетельствует об отсутствии соосности между ним и подшипником или о чрезмерно тугой посадке подшипника на валу или в корпусе.

Дребезжащий стук в цилиндре компрессора сигнализирует о поломке или повышенном износе поршневых колец. Глухой стук в цилиндре характеризует износ поршня и цилиндра. Стук маховика может быть следствием нарушения посадки его на валу.

Недостаточное давление в пневмосистеме является результатом утечки сжатого воздуха из соединений трубопроводов, пробуксовки приводных ремней, износа цилиндра, поршня и др. деталей компрессора.

Величина износа может быть определена одним из методов: 1) методом микрометрирования — по изменению размеров детали, устанавливаемому с помощью универсальных измерительных средств; 2) методом искусственных баз — по изменению размера углубления, нанесенного алмазным или твердосплавным инструментом на рабочую поверхность детали; 3) косвенным методом оценки — по изменению эксплуатационных характеристик сопряжения или узла (мертвого хода, температуры, уровня шума, давления и др.).