Вопрос 6 Способы восстановления изношенных деталей

Вариант2

При работе цилиндрических зубчатых передач возможны различные повреждения зубьев колес.

 

Механическое изнашивание включает:

□ выкрашивание рабочих поверхностей. Наиболее частая причина выхода из строя зубчатых передач, работающих со смазкой, имеет усталостный характер. Трещины развиваются в основном на ножке зубьев в местах неровностей, оставшихся после окончательной обработки. Появляющиеся в процессе работы наклонные трещины заполняются смазочным материалом, в котором при нагружении может возникнуть большое давление, вызывающее развитие трещины и выход ее на поверхность (отрывается частица металла). При дальнейшем нагружении зуба число ямок растет и размеры их увеличиваются. Профиль зуба искажается, поверхность становится неровной, уменьшается точность, возрастают динамические нагрузки. Процесс выкрашивания усиливается, и рабочая поверхность на ножке зуба разрушается. Опасно прогрессивное выкрашивание, при котором образование ямок быстро распространяется и поражает всю поверхность ножек. Если смазка отсутствует или ее количество незначительно, выкрашивание наблюдается редко, так как образовавшиеся повреждения сглаживаются из-за износа поверхности. Сопротивление выкрашиванию возрастает с увеличением твердости поверхности зубьев и чистоты обработки, правильным подбором смазки;

□ износ зубьев. Он возникает вследствие изнашивания рабочих поверхностей зубьев, что связано с разрушением поверхностного слоя. Изнашивание возрастает с увеличением контактных напряжений и удельного скольжения. При износе искажается эвольвентный профиль, что вызывает уменьшение точности, возрастание динамических нагрузок. Так как наибольшее скольжение происходит в начальных и конечных точках контакта зубьев, то наибольший износ наблюдается на ножках и головках зубьев. Износ сильно увеличивается при наличии на рабочих поверхностях зуба неровностей после обработки, а также при загрязнении зубчатой передачи абразивными частицами. Он наблюдается при работе у открытых механизмов и при ресурсной (одноразовой) смазке. Износ уменьшается, если неровности меньше толщины масляной пленки, а при недостаточной смазке увеличивается. Износ зубьев можно понизить уменьшением контактных напряжений qн и увеличением износостойкости поверхности зубьев. Этого добиваются повышением твердости рабочих поверхностей зубьев и правильным выбором смазки. У мелкомодульных колес механизмов КА с большим передаточным числом 900) быстро изнашиваются входные, быстроходные пары. Их нужно рассчитывать на износостойкость. При наличии большого износа зубьев необходимо проводить расчет ресурса или определять его экспериментально.

Молекулярно-механическое изнашивание проявляется как заедание при действии высоких давлений в зоне, где нет масляной пленки. Сопряженные поверхности зубьев сцепляются настолько сильно, что частицы поверхности более мягкого зуба привариваются к поверхности зуба другого колеса. Образовавшиеся наросты наносят на рабочие поверхности других зубьев борозды. Заедание особенно интенсивно в вакууме из-за отсутствия окисных пленок, а также часто происходит, когда рабочие поверхности зуба подвергаются высокому давлению. Заедание исключают повышением твердости и снижением шероховатости поверхностей, правильным подбором противозадирных масел.

Пластическое деформирование наблюдается в тяжело нагруженных тихоходных передачах, когда под действием сил трения и давления частицы поверхностного слоя смещаются. Это также возможно при малом ресурсе и высоком давлении, которое должно быть ограничено.

 

Вопрос 3 Виды ремонта

Система планово-предупредительного ремонта (ППР) представляет собой комплекс организационно-технических мероприятий предупредительного характера, проводимых в плановом порядке для обеспечения работоспособности парка машин в течение всего предусмотренного срока службы. Основных систем планового ремонта три:

 1. Система периодических ремонтов, которая предусматривает проведение мероприятий по техническому обслуживанию и плановых ремонтов каждой единицы оборудования после отработки ею определенного времени. Наибольший экономический эффект применение данной системы дает в условиях массового и крупносерийного производства и строгого учета наработки оборудования.

 2. Система послеосмотровых ремонтов, при которой необходимый объем ремонтных работ по данному оборудованию определятся после его осмотра. Применение этой системы целесообразно для эпизодически работающего оборудования, а также для прецизионных станков для которых точность зависит от слаженной работы всех деталей и узлов станка.

 3. Система стандартных ремонтов, которая предусматривает выполнение обусловленного объема ремонтных работ в определенные сроки. Система применяется для специального оборудования, работающего на постоянном режиме.

 

 Техническое обслуживание (ТО) оборудования представляет собой комплекс операций по поддержанию его работоспособности или исправности при использовании по назначению, при ожидании, хранении и транспортировании. Основные виды работ планового (регламентированного) и непланового технического обслуживания, а также их распределение между исполнителями заносятся в карту технического обслуживания, включающую:

 - ежесменную уборку, чистку и смазку оборудования рабочим, обслуживающим машину (станочником, оператором, наладчиком);

 - ежесменный и периодический (частичный), а также плановый (полный) осмотр оборудования рабочим-станочником и слесарем-ремонтником с целью своевременного устранения мелких неисправностей и регулировки механизмов во время перерывов в работе;

 - своевременную (по графику) промывку механизмов оборудования, пополнение и смену масел, выполняемые во время перерывов в работе и в нерабочие смены слесарями-ремонтниками при участии станочников и смазчиков;

 - профилактическую регулировку, обтяжку крепежа и замену быстроизнашивающихся деталей слесарем-ремонтником;

 - периодическую проверку геометрической и технологической точности оборудования, выполняемую слесарем-ремонтником;

 - осмотр оборудования слесарем-ремонтником при участии рабочего-станочника с целью выявления объема работ очередного ремонта; - замену случайно отказавших деталей или восстановление их работоспособности, а также восстановление случайных нарушений регулировки устройств и сопряжений, выполняемое слесарем-ремонтником.

 Работы, связанные с электрооборудованием и электронными устройствами, а также профилактические испытания этих устройств выполняются с участием электриков и электронщиков.

 Ремонт - это комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности и ресурсов оборудования либо его составных частей. По способу организации различают два вида ремонта:

 1. Плановый ремонт, предусмотренный системой ППР и выполняемый после определенной наработки оборудования или при достижении им установленного нормами технического состояния. Он проводится в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

 2. Неплановый ремонт, возможность которого также предусмотрена системой планово-предупредительного ремонта и который проводится при необходимости и с целью устранения последствий отказов или происшествий. К неплановому ремонту относится аварийный ремонт, вызванный дефектами конструкции или изготовления оборудования, дефектами предыдущего ремонта либо нарушением технических условий эксплуатации.

 По составу и объему работ система ППР предусматривает два вида планового ремонта:

 - Текущий ремонт (TP), который выполняется для обеспечения или восстановления работоспособности оборудования на период до установленного нормативами следующего ремонта.

 Он состоит в замене и (или) восстановлении отдельных частей оборудования а также предполагает связанные с этим разборку, сборку и регулировку отдельных механизмов машин. Ремонт проводится силами обслуживающего персонала и ремонтными служба- ми на месте установки оборудования.

 

 - Капитальный ремонт (КР), который выполняется для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса оборудования с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые. Он предполагает полную разборку машины, определение дефектов деталей, их ремонт или замену, а также сборочные и регулировочные работы и последующее испытание машины. Выполняется ремонтными службами в ремонтно-механических цехах или на месте установки оборудования. Периодичность проведения технического обслуживания и ремонтов оборудования определяется величиной и структурой ремонтного цикла.

 Ремонтный цикл - время работы оборудования (в часах) от начала его эксплуатации до первого капитального ремонта или между двумя очередными капитальными ремонтами. Для каждого вида промышленного оборудования установлены нормы продолжительности ремонтного цикла. Структура ремонтного цикла - это количество, периодичность и последовательность выполнения всех видов планового ремонта и технического обслуживания за ремонтный цикл.

 Вид оборудования, а также его типоразмер и точностная принадлежность характеризуются индивидуальной структурой ремонтного цикла - количеством выполняемых через равные промежутки времени, текущих ремонтов между двумя капитальными, например:

КР – ТР – ТР – ТР – ТР - КР.

 

Вопрос 5 Редукторы

Редуктор – самостоятельная сборочная единица, соединяемая с электродвигателем и рабочей машиной муфтами или открытыми передачами.

Редуктор служит для уменьшения частоты вращения и увеличения крутящего момента. В корпусе размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валы. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса.

Тип редуктора определяется составом передач и положением осей вращения валов в пространстве. Для обозначения передач используют заглавные буквы русского алфавита по простому мнемоническому правилу: Ц – цилиндрическая, П – планетарная, К - коническая, Ч – червячная, Г – глобоидная, В – волновая. Количество одинаковых передач обозначается цифрой. Оси валов, расположенные в горизонтальной плоскости, не имеют обозначения. Если все валы расположены в одной вертикальной плоскости, то к обозначению типа добавляется индекс В. Если ось быстроходного вала вертикальна, то добавляется индекс Б, а к тихоходному соответственно – Т.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам:

Тип передачи:

зубчатые,

червячные,

зубчато-червячные);

 

Число ступеней:

одноступенчатые,

двухступенчатые и т. д.

Тип зубчатых колес

цилиндрические,

конические,

коническо-цилиндрические и т. д.

 

Относительное расположение валов редуктора в пространстве:

горизонтальные,

вертикальные;

 

Особенности кинематической схемы:

развернутая соосная,

с раздвоенной ступенью и др.

Технологические процессы восстановления деталей, придания им первоначальных форм и размеров схематически можно свести к трем стадиям:

подготовительные операции, включающие подготовку к процессу восстановления (наплавка, электролитическое наращивание, металлизация и др.), подготовку деталей к устранению повреждений;

восстановительные операции, заключающиеся в наплавке, металлизации, хромировании, пластических деформациях и других способах восстановления размеров изношенных поверхностей, заварке трещин;

окончательные операции, к которым относятся механическая и термическая обработка деталей после восстановления.

Ремонт деталей можно ограничивать лишь третьей стадией — механической и термической обработкой.

Технологические процессы восстановления деталей обычно разрабатывают на каждом предприятии, поэтому применяемые методы ремонта одноименных деталей зависят во многом от оснащенности мастерских, от числа ремонтируемых деталей и т. д. Ремонт деталей может быть осуществлен несколькими способами: под ремонтный размер, сваркой и наплавкой, металлизацией, электролитическим наращиванием, электроискровым способом, с помощью токов высокой частоты.

Ремонт деталей под ремонтный размер заключается в том, что в сопряжении одну деталь, обычно сложную и дорогостоящую, подвергают механической обработке до заданного ремонтного размера, а другую заменяют новой или отремонтированной старой деталью с таким же ремонтным размером. При этом полностью восстанавливают работоспособность сопряжения, так как его детали обрабатывают под ремонтный размер с теми же допусками, что и новые детали.

Сварку и наплавку применяют для устранения износа поверхности, при поломке деталей и устранении трещин.

Широкое применение электросварки при ремонте машин объясняется существенными преимуществами этого способа: высокой эксплуатационной надежностью восстановленных деталей, простотой процесса, несложностью оборудования, возможностью наплавки износостойких материалов, невысокой стоимостью ремонта. Сварку можно производить как постоянным, так и переменным током.

Трещины металлоконструкций и корпусов перед заваркой разделывают.  Для этого по их концам сверлят отверстия, которые позволяют проверять границы трещины, облегчают разделку ее и препятствуют распространению трещины. Диаметр отверстия должен быть несколько больше ширины трещины.

Трещину разделывают вырубкой или механической обработкой наждачным кругом. Размеры и форма образующейся при этом канавки должны создавать возможность заваривать трещину электродом.

Отверстия диаметром до 50 мм заваривают без предварительной подготовки. Их заполняют металлом путем кругового перемещения наклонного расплавленного электрода. В отверстие больших диаметров предварительно вставляют пробку из того же материала, что и ремонтируемая деталь. Пробку предварительно прихватывают электросваркой, а затем приваривают.

Наплавка изношенных поверхностей рекомендуется в тех случаях, когда детали не может быть возвращена работоспособность способом под ремонтный размер. Наплавку применяют также для защиты деталей от повышенного изнашивания (наплавка износостойкими сплавами). Наряду с ручной наплавкой, наиболее широко распространенной в ремонтной практике, все чаще применяют методы автоматической наплавки под флюсом и автоматической виброконтактной наплавки.

Для наплавки ручным способом применяют сварочные аппараты. При выборе электродов для наплавки обращают внимание на то, какому виду термической обработки была подвергнута деталь во время ее изготовления. При восстановлении поверхности наплавкой твердость наплавленного слоя должна соответствовать твердости поверхностного слоя детали, указанной на чертеже.

Металлизацию применяют для восстановления валов и осей и особенно изношенных мест под неподвижные посадки подшипников качения, зубчатых колес, шкивов и т. п. Сущность металлизации заключается в том, что на заранее подготовленную поверхность наносят слой мельчайших частиц (диаметром 0,01—0,015 мм) расплавленного металла. Эти частицы распыливают потоком сжатого воздуха под давлением 5—6 кгс/см2 со скоростью 150—-200 м/с. Ударяясь о поверхность металлизируемой детали, они попадают в неровности и впадины и закрепляются в них.

Основными преимуществами металлизации являются относительная простота процесса и применяемого оборудования, возможность наращивания слоя любой толщины (от 0,01 и выше), что позволяет ремонтировать детали с любой величиной износа. Структура основного металла ремонтируемых деталей после металлизации не изменяется. Металлизации можно подвергать детали из любого материала (например, стали, чугуна, бронзы), любых размеров и конфигурации. Нанесенный слой металла обладает также способностью поглощать и удерживать смазку.

Основной недостаток металлизации — сравнительно низкая прочность сцепления с основным металлом, что может привести к отслаиванию нанесенного слоя, особенно при динамических нагрузках. При металлизации распылением происходит чисто механическое сцепление нанесенного слоя с основным металлом. Поэтому созданию прочности этого сцепления должно быть уделено особое внимание.

Электролитическое наращивание заключается в том, что изношенную поверхность детали покрывают одним из следующих металлов: хромом (хромирование), железом (железне-ние, осталивание), медью (меднение), никелем (никелирование).

Деталь, подлежащую электролитическому наращиванию, погружают в ванну, наполненную электролитом (раствором, проводящим электрический ток). Через электролит с помощью двух электродов, присоединенных к источнику тока, пропускают постоянный ток. При этом молекулы электролита расщепляются на ионы. Ионы, несущие положительный заряд электричества, — катионы направляются к катоду (электроду, присоединенному к отрицательному полюсу источника тока), а ионы, несущие отрицательный заряд, — анионы —к аноду (электроду, присоединенному к положительному полюсу источника тока). В качестве анода в большинстве случаев используют пластинку из металла, которым необходимо покрывать детали, катодом является наращиваемая деталь, электролитом — раствор соли осаждаемого металла.