Библиографическое описание:

Захаров Ю. А., Ремзин Е. В., Мусатов Г. А. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов // Молодой ученый. — 2014. — №19. — С. 202-204.

Основные дефекты корпусных деталей машин образуются в процессе эксплуатации и зависят от окружающих условий и режимов нагружения. Существующие технологии позволяют устранять эти дефекты с той или иной степенью эффективности. Каждый из рассмотренных способов имеет свои достоинства и недостатки, а также возможность совершенствования и создания на их основе более рациональных технологий.

Ключевые слова: дефект, ремонт, восстановление, надежность, механическая обработка, сварка, наплавка, напыление.

 

При проведении ремонта транспортно-технологических машин и комплексов, возникает необходимость в приобретении новых корпусных деталей — наиболее металлоемких и дорогих комплектующих. К сожалению, качество и ассортимент корпусных деталей, присутствующих в продаже, оставляет желать лучшего, что, в свою очередь, ориентирует потребителей на расширение применения ремонтно-восстановительных технологий по отношению к корпусным деталям.

При эксплуатации корпусные детали машин подвергаются различного рода нагрузкам, физическому и химическому воздействию, ударному и вибрационному воздействию, коррозии и температурным деформациям, абразивному, кавитационному и другим видам изнашивания, а также нарушению требований эксплуатации [1–3]. В результате возникают разнообразные дефекты, основными из которых являются: механические повреждения — сколы, выкрашивания привалочных плоскостей, трещины, задиры, пробои, обломы шпилек, срез или смятие наружной или внутренней резьбы, износ посадочных поверхностей отверстий и так далее; повреждения, возникающие под воздействием высоких температур — прогар, температурные деформации (коробление) в результате которых нарушается макрогеометрия корпусной детали, повреждаются базовые плоскости, могут возникать трещины и возрастать местные напряжения; химические повреждения — коррозия, покрытие поверхности продуктами химических реакций, окислами, смолистые отложения.

Нарушения макрогеометрии можно устранить с помощью горячей или холодной правки, механической обработкой (шлифованием и фрезерованием) или установкой дополнительных деталей [1–3]. Такие методы эффективны только при малых нарушениях макрогеометрии и не во всех местах корпусной детали их можно реализовать из-за технологической недоступности. В случае больших отклонений геометрии корпусной детали деталь признается неремонтопригодной и выбраковывается.

Восстановление резьбовых элементов осуществляют нарезкой новой резьбы с помощью слесарного инструмента, установкой втулок и ввертышей, нанесением полимерных композиций, заменой шпилек, установкой спиральных вставок. В случае затруднения удаления обломка шпильки из резьбового отверстия прибегают к высверливанию или выкручивают, предварительно приварив (приклеив в случае невозможности сварки) к обломку небольшого прутка. В таких ситуациях задачу облегчает местный попеременный нагрев-охлаждение участка около обломанной шпильки, а также применение проникающих смазок. При применении полимерных композиций для восстановления резьбы в качестве наполнителя используют опилки металла схожего по своим свойствам с основным металлом детали. Это позволяет придать восстановленному участку характеристики близкие к материалу корпусной детали. Недостатком восстановления полимерами является невысокая их стойкость к температурным и вибрационным нагрузкам, поэтому полимерные композиции применяют в малонагруженных сопряжениях.

Трещины, сколы, пробоины, выкрашивания, прогар поверхностей корпусных деталей устраняют сваркой, наплавлением слоя металла, полимерными композициями, монтажом заплаток, клеевыми композициями, установкой фигурных вставок с последующей обработкой восстановленного участка или без обработки. В зависимости от места расположения дефекта и условий работы восстанавливаемой поверхности выбирают тот или иной метод. Для мест подвергающихся незначительным нагрузкам и нагреву (картер ДВС, корпус КП и т. д.) чаще всего применяют заполнение полимерно-композитными материалами. Ответственные участки восстанавливают наплавкой слоя металла, заливкой жидким металлом или приваркой заплат, а так же возможна комбинация способов восстановления.

Дефекты коррозионного характера можно устранить, предварительно подвергнув пораженный участок механической обработке для устранения очагов коррозии и последующим заполнением раковин (отверстий) полимером или металлом [1–5]. Труднодоступные для механической обработки места корпусной детали подвергают химическому воздействию сильных растворителей (кислот) с последующей промывкой обработанного участка и заполнению его металлом или полимером. С целью предотвращения распространению коррозии или для предотвращения ее появления корпусную деталь частично покрывают антикоррозионными составами. Следы фреттинг коррозии устраняют механической обработкой с последующим восстановлением геометрии поверхности.

Различного рода отложения на поверхностях корпусных деталей устраняют мойкой с применением специальных моющих средств, ультразвукового воздействия на отложения, под высоким давлением, под воздействием электрического тока и инфракрасного излучения [1–5]. Отложения могут быть различны по составу и стойкости к воздействию моющих средств, кроме того, часть отложений находится в труднодоступных местах корпусной детали. Весьма хорошие результаты показывают способы мойки деталей с применением воздействия ультразвука, а также весьма эффективно применение комбинации способов очистки отложений. В качестве моющих средств применяют растворы, содержащие в своем составе поверхностно-активные вещества.

Для устранения внутренних напряжений в металле, а также для «исправления» структуры металла после воздействия высоких температур корпусные детали подвергают термической обработке (отпуску, закалке). Также применяется поверхностное упрочнение восстановленного участка корпусной детали (цементация, науглероживание и т. д.) с целью придания более высоких износных и прочностных свойств.

Износ поверхностей корпусных деталей машин происходит вследствие трения скольжения сопряженных поверхностей, в результате абразивного и кавитационного воздействия, эрозионный износ и так далее. Наибольшему износу подвержены посадочные отверстия в корпусных деталях под подшипники качения и скольжения [1].

При восстановлении изношенных поверхностей применяют ряд способов [1–3]:

-          Механические способы — установка дополнительных элементов (втулка, лента, стакан), с последующим их закреплением клеевыми составами, приваркой, выглаживанием, запрессовкой с натягом и так далее. Способ достаточно прост и производителен, но при этом происходит перерасход металла (при изготовлении дополнительных элементов), снижение механической прочности корпусной детали ввиду уменьшения толщины перемычек между отверстиями и необходимостью снятия слоя основного металла. Кроме того, повторное восстановление таким способом в большинстве случаев невозможно.

-          Термо-деформационные — деформация восстанавливаемой поверхности, предварительно нагретой тем или иным способом, с последующим выглаживанием, высадкой, сглаживание и осадкой. С помощью специального инструмента, воздействуют на разогретую восстанавливаемую поверхность, высаживая часть металла, то есть, образуя «валики» на поверхности. Затем, «валики» подвергают выглаживанию, как бы их сминают, выдерживая необходимый размер. Получаемый в результате микрорельеф поверхности состоит из сглаженных валиков и борозд. Способ применяется крайне редко ввиду его малой эффективности и большой трудоемкости. Кроме того, увеличивается удельная нагрузка на восстановленную поверхность из-за снижения ее контактной площади. Применяют также пластическое деформирование нагретой поверхности путем ее обжатия, вытягивания или осадки (в зависимости от желаемого результата и от направления дефекта). Но таким способом можно восстановить только 1 раз и ограниченную номенклатуру поверхностей.

-          Сварочно-наплавочные и напыление — наплавление, расплавленного с помощью сварочной дуги, металла на восстанавливаемую поверхность, с последующей ее механической обработкой. Способ высокопроизводителен, позволяет получать покрытия практически любой толщины, позволяет наносить разнообразные металлы и сплавы. Однако, при этом, получаемые поверхности имеют пористую структуру, трудно поддаются последующей механической обработке, присутствует перерасход наносимого металла, ввиду его разбрызгивания, а также присутствует высокий местный нагрев восстанавливаемой поверхности, влекущий за собой коробление корпусной детали.

-          Полимерные материалы — нанесение полимерной композиции на восстанавливаемую поверхность с последующим ее отверждением различными способами. Слой полимерной композиции, требуемой толщины, наносится на восстанавливаемую поверхность с последующим отверждением. Способ достаточно универсален, но покрытия получаемые при его реализации имеют невысокую стойкость к температуре и вибрациям, кроме того обладают низкой теплопроводностью.

-          Гальваническое осаждение покрытий — получение слоя металла или сплава на восстанавливаемой поверхности в результате химической или электрохимической реакции из раствора или расплава электролита [1–3, 7–8]. Осаждение осуществляют различными способами (ванным, проточным, проточно-контактным и так далее) из электролита, содержащего соль осаждаемого металла под воздействием электрического тока с использованием растворимых и нерастворимых анодов. Этот способ имеет ряд преимуществ, таких как возможность осаждения слоя металла или комбинации металлов с заданными физико-механическими свойствами толщиной от нескольких микрометров до 2 мм. Возможно нанесение нескольких слоев с разными свойствами, возможно восстановление путем осаждения металл «в размер» без последующей механической обработки поверхности.

Как видим, для устранения дефектов корпусных деталей, возникающих в процессе эксплуатации, существует достаточно большое количество способов.

Выбор того или иного способа зависит не только от вида дефекта, но и от его локализации, величины, характера и других факторов [6, 9]. В определенных случаях возможно применение комбинации из двух и более способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

 

Литература:

 

1.         Захаров, Ю. А. Совершенствование технологии восстановления посадочных отверстий корпусных деталей проточным электролитическим цинкованием: дис. … канд. техн. наук [Текст] / Ю. А. Захаров. — Пенза, 2001. — 170 с.

2.         Захаров, Ю. А. Анализ способов восстановления посадочных отверстий корпусных деталей машин [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, А. В. Лахно // Молодой ученый. — 2014. — № 16. — С. 68–71.

3.         Захаров Ю. А. Восстановление посадочных поверхностей корпусных деталей машин проточным гальваническим цинкованием [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С. 58–62.

4.         Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидропривода транспортно-технологических машин в условиях низких температур [Текст] / Е. Г. Рылякин, Ю. А. Захаров // Мир транспорта и технологических машин. — № 1 (44). — Январь-Март 2014. – С. 69–72.

5.         Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов [и др.] // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С. 56–58.

6.         Пат. 2155827 РФ, МПК: 7C 25D 5/06 A. Устройство для электролитического нанесения покрытий [Текст] / И. А. Спицын, Ю. А. Захаров // заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (РФ). — № 99115796/02, Заявлено 16.07.1999; Опубл. 10.09.2000.

7.         Пат. 70366 Российская Федерация, МПК G01M. Инерционный нагружатель [Текст] / Власов П. А., Власов М. В., Захаров Ю. А.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (RU). — № 2007108571; заявл. 07.03.2007; опубл. 20.08.2008, Бюл. № 2. — 2 с.

8.         Пат. 2503753 Российская Федерация, МПК: C25D19/00. Устройство для гальваномеханического осаждения покрытий [Текст] / Ю. А. Захаров, И. А. Спицын; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (RU). — № 2012149639/02, заявл. 21.11.2012; опубл. 10.01.2014, Бюл. № 1. — 9 с.

9.         Сёмов, И. Н. Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров дискового высевающего аппарата с подпружиненным выталкивателем семян сахарной свеклы [текст]: дисс. … канд. техн. наук: 05.20.01: защищена 15.06.2007 утв. 02.11.2007 / Сёмов Иван Николаевич. — Пенза, 2007–130 с.

Основные термины (генерируются автоматически): корпусных деталей, корпусной детали, корпусных деталей машин, способов восстановления, поверхностей корпусных деталей, отверстий корпусных деталей, посадочных отверстий корпусных, слоя металла, восстановления посадочных отверстий, восстанавливаемой поверхности, восстановления корпусных деталей, способов восстановления корпусных, местах корпусной детали, транспортно-технологических машин, корпусных деталей транспортно-технологических, способов восстановления посадочных, восстанавливаемую поверхность, деталей транспортно-технологических машин, механической обработкой, Анализ способов восстановления.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос