Востановление деталей под ремонтный размер

 

В авторемонтном производстве широко применяется восстановление деталей под ремонтный размер. Этот способ прост в осуществлении и доступен не только для стационарных ремонтных предприятий, но и для подвижных ремонтных мастерских. Сущность способа восстановления деталей под ремонтный размер состоит в том, что с поверхности одной из деталей (более дорогостоящей, как правило,— базовой) снимается слой металла — припуска на устранение искажения геометрической формы, и получают новый ремонтный размер: меньшего диаметра для вала и большего для деталей класса «полые цилиндры» по отношению к номинальному размеру диаметра детали. Другая сопряженная деталь заменяется новой, имеющей тот же ремонтный размер. Для обеспечения посадки деталей в сопряжении (зазора или натяга) базовую восстанавливаемую деталь необходимо восстанавливать с учетом обеспечения зазора или натяга при сопряжении деталей. Ремонтный размер диаметра гильзы цилиндра больше ремонтного размера поршня того же ремонтного размера на величину зазора.

Ремонтные размеры подразделяются на стандартные, свободные (пригоночные) и регламентированные.

Рис. 15. Методы и виды механической обработки деталей

Стандартные (категорийные) ремонтные размеры — это такие отличные от номинальных размеры деталей, которые определяются ремонтными размерами сопряженных деталей, выпускаемых заводами-изготовителями машиностроительного производства. Так, выпускаемые заводами промышленности поршни и кольца определяют ремонтные размеры гильз цилиндров и цилиндров блоков ДВС и компрессоров; вкладыши коленчатого вала — ремонтные размеры шеек коленчатого вала. Стандартные (категорийные) ремонтные размеры указываются в «Технических условиях на контроль, сортировку и восстановление деталей».

Свободные ремонтные размеры, получаемые механической обработкой детали до получения правильной геометрической формы и требуемой шероховатости поверхности, по размерам строго не регламентируются, и их размеры ограничиваются только минимальной величиной. Посадка сопряженной детали (зазор) достигается путем выполнения регулировочных работ. Например, кулачки распределительного вала восстанавливаются шлифованием по копиру под свободный ремонтный размер. Компенсация увеличения зазора между клапанами и носками коромысел достигается за счет уменьшения его регулировочным болтом. Минимальный размер кулачка ограничивается величиной выступа тыльной части кулачка над поверхностью вала (0,05 мм). Под свободный ремонтный размер восстанавливаются изношенные поверхности фасок тарелок, седел и торцов клапанов, нажимные диски сцепления и другие детали.

Схема восстановления ремонтных размеров вала и гильзы цилиндра ДВС показана на рис. 16. Минимальный размер диаметра вала и максимальный размер диаметра отверстия цилиндра определяются прочностью вала или стенок цилиндра и минимальной толщиной слоя термической обработки поверхностного слоя детали. Восстановление деталей под ремонтный размер осуществляется в соответствии с разработанными рабочими технологическими процессами.

Для восстановления базовых деталей ДВС — гильз цилиндров и шеек коленчатых валов — механической обработкой под ремонтный размер расчет производят в следующей последовательности:
– определяют наибольший и наименьший размеры диаметров гильз цилиндров и шеек коленчатого вала; на основании ТУ на контроль, сортировку и восстановление деталей по наибольшему размеру диаметра цилиндра и наименьшему размеру диаметра шеек коленчатого вала определяют ближайший ремонтный размер;
– после выбора ремонтного размера определяют режимы обработки растачиванием, скорость резания, глубину резания, подачу, частоту вращения шпинделя, число проходов и основное машинное время.

Скорость резания ир определяется по табличным данным в зависимости от вида обрабатываемого материала и по графику в зависимости от необходимой шероховатости поверхности детали.

К режимам шлифования относятся окружная скорость вращения шлифовального круга, поперечная и продольная подачи. Поперечная подача (глубина шлифования) выбирается по справочникам и находится в пределах 0,05- 0,08 мм в зависимости от материала и размера детали. Продольная подача (путь перемещения шлифовального круга за один его оборот), скорость шлифования и частота вращения шлифовального круга определяются аналогично точению.

Рис. 16. Восстановление деталей под ремонтный размер

Перспективные направления совершенствования механической обработки и повышения качества восстанавливаемых деталей.

Совершенствование механической обработки осуществляется по трем направлениям:
– совершенствование технологических процессов восстановления деталей;
– применение в ремонтном производстве современного высокопроизводительного промышленного и специализированного оборудования;
-применение новых методов обработки деталей и новых видов инструмента.

Технологические процессы совершенствуются путем повышения точности обработки деталей, при оснащении оборудования подшипниками, не подлежащими износу (например, подшипниками с воздушной смазкой, гидравлической смазкой), повышения производительности технологических процессов (увеличение скоростей резания при обработке деталей резанием, сокращение вспомогательного времени) внедрения плазменно-механической обработки деталей.

В авторемонтном производстве в настоящее время применяется следующее высокопроизводительное оборудование с числовым программным, управлением: токарно-винторезные станки с ЧПУ типа 16К20Т в комплекте с роботами; фрезерные станки с ЧПУ; станки типа «обрабатывающий центр»; многошпиндельные алмазно-расточные станки с наладочным устройством и ЧПУ типа 1295 и 1296; специальные станки для шлифования коленчатых валов с гидропередачей шлифовальной бабки и гидроприжимом типа 3B423; специальные копировальные станки для восстановления кулачков распределительных валов типа 3M423 и гибкие автоматизированные линии ГАП.

Внедрение в авторемонтное производство новых методов механической обработки позволяет повысить эффективность процессов восстановления деталей. К этим методам относятся резание, совмещенное с пластическим деформированием и действием электроэрозии; резание, совмещенное с действием магнитного поля — магнитно-абразивное полирование; холодное пластическое деформирование — раскатывание, обкатывание, выглаживание, виброобкатывание и т. д.

Совершенствование механической обработки при применении новых видов инструмента достигается резцами, шлифовальными кругами, хонинговальными брусками, полировальными лентами, пастами из синтетических материалов (кубического нитрида бора— эльбора-3), алмазами, съемными твердосплавными пластинами из вольфрамовых ТН-20 и термита.

 

Восстановление деталей с помощью дополнительных ремонтных деталей

 

В ремонтной практике применяют несколько способов восстановления деталей.

Способ ремонтных размеров. Одну из изношенных деталей сопряжения, обычно более дорогую или сложную, механически обрабатывают до установленного размера, а другую деталь заменяют восстановленной или новой, изготовленной также под ремонтный размер.

Способ дополнительных ремонтных деталей. Применяют при использовании заранее изготовленных деталей, которые устанавливают на специально подготовленные поверхности отверстий или валов и таким образом заменяют изношенную часть детали (вкладыши шатунов, поршни, поршневые кольца и др.).

Устранение дефектов давлением. Основано на использовании пластических свойств материала деталей. Применяют для восстановления размеров изношенных поверхностей под подшипники (накатка поверхности), усталостной прочности и жесткости (обработка пружин профилированным роликом) и деформированных деталей (втулок и др.).

Устранение дефектов гальваническим и химическим наращиванием металла (хромирование, осталивание, меднение, цинкование). Отсутствие нагрева детали и структурных изменений в металле, что выгодно отличает этот способ от других (сварки, наплавки и др.).

Электроискровой и плазменный способы. Для легирования и наращивания изношенных поверхностей деталей, более дорогих и трудоемких в изготовлении.

Пайка. Ликвидируют трещины и используют при ослаблении прочности спая в агрегатах электрооборудования.

Сварка и наплавка — наиболее распространенный способ восстановления деталей. Это объясняется возможностями восстанавливать детали, изготовленные из различных металлов и имеющих самые разнообразные дефекты.)

Дефекты деталей из алюминиевых сплавов (трещины, пробоины, обломы, изношенные поверхности отверстий) можно устранять электродуговой сваркой с применением электродов марки ОЗА-2. Электроды хранят в сухом вентилируемом помещении; не использованные в пределах одного месяца со дня их изготовления электроды перед употреблением необходимо прокаливать при температуре 22О...23О°С в течение 1 ч. Для заварки трещины вырубают неглубокую канавку по всей длине трещины. Шлаки, покрывающие шов, после сварки смывают водой и одновременно очищают металлической щеткой. Перед сваркой деталь необходимо предварительно подогреть до 15О...25О°С.

При восстановлении деталей мотоциклов из алюминиевых сплавов используют электроды диаметром 3...5 мм. Сила тока должна

 

быть 125...160 А, длина дуги равна диаметру электрода, скорость сварки — 0,4...0,6 м/мин.

Восстановление деталей эпоксидными композициями и клеем.

Используемые для ремонта деталей способы, в частности электро-и газовая сварка, наплавка, хромирование, металлизация, требуют специального оборудования и производственной базы и поэтому часто неприемлемы для водителя. Эпоксидные смолы и на их основе различные композиции и клеи можно использовать для ремонта в полевых условиях и в ряде случаев без демонтажа агрегатов и узлов. Рассмотрим эти методы более подробно.

Эпоксидными композициями можно восстанавливать следующие детали: картер двигателя и его крышки, головку цилиндра и ее крышку, поддон картера, картер коробки передач и его крышки, корпус карбюратора, топливный бак, грязевые щитки и кузов тележки (пробоины и трещины). Можно также ремонтировать изношенные поверхности в сопряжениях вал — подшипник, подшипник — гнездо подшипника и закреплять ослабевшие шпильки и штифты.

Ремонтируемая деталь должна быть предварительно очищена от ржавчины и грязи механическим или химическим способом. Механическую очистку производят шабером, напильником, наждачной бумагой, шлифовальным кругом или обработкой на металлорежущих станках. Химически очищают (обезжиривают) ацетоном, бензином Б-70 или растворителями № 646 или № 648 и РДВ. При обезжиривании следует применять только волосяные кисти или щетки.

Во всех случаях для улучшения механического сцепления эпоксидной композиции с ремонтируемыми поверхностями последние обрабатывают с повышенной шероховатостью.

Иногда на поверхности ремонтируемой детали наносят зубилом неглубокие насечки по трещине или вокруг пробоины. Отверстия или кан-авки закрывают паклей или асбестовым шнуром. После такой подготовки обезжиривают, затем выдерживают деталь при температуре 18...23°С в течение 5 мин до полного высыхания растворителя. Подготовленность поверхности определяют с помощью капли воды: если вода расплывается и смачивает поверхность, то сцепление ее с эпоксидным составом будет хорошим.

При заделке на детали трещины поверхность вокруг нее зачищают на 10...15 мм и притупляют кромки, на очищенные и обезжиренные края трещины наносят шпателем эпоксидную композицию, затем накладывают заплату из стеклоткани (или другого плотного хлопчатобумажного полотна) толщиной 0,3...0,4 мм и прикатывают роликом, как указано на рисунке 1. На заплату и поверхность детали наносят второй слой композиции и накладывают вторую заплату и т. д. Всего на пробоину накладывают 3—8 слоев ткани, последний слой покрывают композицией. После полного отвердения неровности обрабатывают наждачным кругом.

В случае установки на пробоину металлической накладки толщиной 0,5...0,8 мм по контуру пробоины просверливают отверстия диаметром 1,5...2,0 мм (рис. 2) и зачищают накладку и поверхность детали вокруг пробоины. Затем обезжиривают кромку пробоины, зачищенный участок поверхности пробоины и металлическую наклад-

ку, для чего тщательно протирают эти поверхности ацетоном или бензином Б-70 и просушивают в течение 5 мин. После этого составом, приготовленным на основе компаунда К-П5, заполняют все отверстия, наносят его тонкий слой на зачищенную поверхность вокруг пробоины (рис. 2, б) и на металлическую накладку и накладывают последнюю на пробоину (рис. 2,в).

Иногда на металлическую накладку кладут еще несколько накладок из стеклоткани, с прикаткой роликом (рис. 2,г).

Для заделки пробоин и трещин на картерах и других деталях целесообразно применять эпоксидный компаунд К-П5

(СТУ 30—14148—63) с наполнителями. Состав композиции (в весовых частях): компаунд К-П5-12, наполнитель (один из следующих номеров): 1) стальной порошок—10 и графит — 2; 2) графит — 7; 3) слюда молотая — 6; 4) алюминиевая пудра — 4,5. Отвердитель — АФ-2 (ТУ 264—70).

Композицию приготовляют непосредственно перед употреблением, так как при введении в нее отвердителя может произойти ее разогрев и быстрое отвердение. Композицию желательно готовить в плоских металлических, картонных или пластмассовых противнях в количестве, необходимом для разового применения (150...200 г), так как срок годности ее не более 35...40 мин. При изготовлении композиции из эпоксидной смолы последнюю подогревают в водяной ванне до температуры 5О...6О°С и заливают в противень, так чтобы толщина слоя была не более 10...15 мм. После этого в нее при тщательном перемешивании в течение 5 мин вводят пластификатор — дибу-тилфтолат. К полученной смеси добавляют наполнитель, перемешивают еще 5 мин и охлаждают до температуры 18...23°С, а затем частями вводят отвердитель в смесь и тщательно перемешивают в течение 4...5 мин.

Наносить композицию на ремонтируемую деталь и накладку следует только деревянным, металлическим или резиновым шпателем. Затвердевает композиция в зависимости от температуры среды. При температуре 18...23°С выдержка дается в течение 24...36 ч, при 60°С — 2...3 ч и при 100°С —0.5...1 ч.

Для ремонта изношенных поверхностей деталей, работающих в сопряжениях вал — подшипник, подшипник — гнездо подшипника, и для закрепления ослабевших шпилек и штифтов рекомендуются эпоксидные пасты, не стекающие с вертикальной стенки при температуре 18...23°С. Для приготовления пасты в эпоксидную смолу вводят один из наполнителей в количестве, указанное в таблице 2.

Таблица 2.	Составы эпоксидных паст, % от массы смолы
Наполнитель	Смола ЭД-16	Смола ЭД-20
Железный порошок Графит Алюминиевая пудра Бронзовая пудра Кварцевая мука Портландцемент	200 80 25 130 230 200	160 40 20 80 150 120

Возможно также применение других наполнителей и их смесей. Для предупреждения стекания пасты (при недостаточной ее вязкости и значительной толщине слоя) на нанесенный слой накладывают бумагу. Указанные пасты особенно эффективны при восстановлении деталей с небольшими износами (неболее0,3мм),т.е. износами посадочных мест под подшипники.

Для восстановления отверстий в картерах двигателя, коробки передач, задней передачи, в ступицах колес и в других местах рекомендуется также композиция следующего состава: эпоксидная смола 100 частей; алифатическая смола (ДЭГ-1) — 10; полиэтилен-полиамин— 13,5; графит — 30; стальной порошок—100 и аэросил — 3...4 части.

Восстановление клеем сопряжения подшипник — гнездо возможно только в случае, когда зазор между ними не превышает 0,1...0,2 мм. При восстановлении гнезд под подшипники клей наносят тонким слоем на предварительно обезжиренную поверхность гнезда и подшипника, затем устанавливают подшипник в гнездо и выдерживают 24 ч при температуре 18...23°С или 3 ч при температуре 60 °С.

Для этих иелей рекомендуются клеи: ВС-ЮТ, ВС-350 и ВК-32-200. Область применения клеев при ремонте представлена на рисунке 3.