Технологічні основи проведення монтажних робіт

До  класу відновлення з обмеженим  тепловим впливом можна умовно включити способи, які основані на пластичному  деформуванні, оскільки метал в цих  процесах нагрівається нижче температури  плавлення (залишається в твердій  фазі). Слід відмітити, що певні способи  відновлення пластичним деформуванням  здійснюються без нагрівання, які  поділяються на статичні (обкочування, розкочування, дорнування, вигладжування) і ударні (ультразвукова, ударна, дробоструменева  обробка, зміцнювальна чеканка).

Гальванічні покриття застосовують для відновлення  деталей з невеликим спрацюванням (до 0,2 мм). Широке розповсюдження знайшли  такі гальванічні процеси, як залізнення (осталювання) і хромування.

Для відновлення деталей вузлів застосовують полімерні матеріали. Розрізняють способи відновлення шляхом нанесення покриттів в зваженому стані, газополуменеве нанесення покриттів, лиття під тиском, застосування герметиків та ін.

Випуск  промисловістю різних матеріалів з  широким діапазоном параметрів тепло- та зносотривкості, питомого лінійного  розширення та інших, створює можливості для правильного поєднання способів відновлення деталей.

 

6.2. Слюсарно-механічні  способи відновлення деталей

 

На  ремонтних підприємствах при  ремонті вузлів і обладнання широко застосовуються загальні слюсарно-механічні способи при відновленні деталей, більшість яких однотипні при виготовленні нових деталей на підприємствах. Вони складаються, власне, із слюсарних робіт (обпилювання, шабрення, притирання, свердління і зенкування отворів, нарізання різьби) і механічної обробки деталей (точіння, фрезерування, шліфування).

Слід  відмітити, що ремонт деталей характеризується певними специфічними особливостями, такими як нерівномірність спрацювання  поверхні, порушення установочних баз  і взаємного положення поверхонь  внаслідок їх деформування, малими припусками на обробку та ін, які  потребують застосування спеціальних  слюсарно-механічних способів відновлення.

В ремонтній практиці слюсарно-механічні  способи застосовуються як самостійні способи відновлення деталей (оборка під ремонтні розміри, застосування додаткових деталей, ремонт різьбових  з’єднань), або в якості доповнення до інших способів (нанесення гальванічних покриттів, зварювання і наплавлення, напилення).

Спосіб  відновлення посадок спряжених  деталей ремонтними розмірами полягає  у механічній обробці деталі до нового розміру, який враховує розміри спряженої  деталі. Ремонтні розміри поділяються  на категорійні і приганяльні.

Категорійними називаються ремонтні розміри деталі, встановлені для визначеної категорії ремонту. Деталі з категорійними розмірами випускаються промисловістю (поршні, поршневі кільця, поршневі пальці, вкладиші тощо). Відповідно ремонтні підприємства ремонтують під відповідні категорійні ремонтні розміри спряжені деталі.

Приганяльні – ремонтні розміри деталі, встановлені  з врахуванням припуску на приганяння деталі „по місцю”.

Способом  встановлення додаткових деталей можна  компенсувати спрацювання робочих  поверхонь валів і осей, посадочних отворів під підшипники корпусних  деталей, шестерень (рис.  6.1). Додаткову  ремонтну деталь встановлюють на поверхню після попередньої механічної обробки. Кріплення додаткової деталі забезпечують посадкою з гарантованим натягом, приварюванням  або фіксуванням різними конструктивними  елементами.

 

                 а)                                             б)                                                    в)

Рис. 6.1. Відновлення спрацьованого отвору (а), шестерні (б) і шийки вала (в) способом заміни її частини: 1 – спрацьована  деталь; 2 – додаткова деталь

 

Різьбові  з’єднання відновлюють шляхом зміни  початкового (нормального) розміру  на ремонтний, встановленням додаткових деталей, стабілізацією полімерним матеріалом та ін. (рис. 6.2).

 

    а)                             б)                              в)                          г)                        д)

Рис. 6.2. Способи ремонту різьбових  з’єднань заварюванням з наступним  нарізанням різьби номінального розміру (а),  нарізанням різьби збільшеного  ремонтного розміру (б), встановленням  вкрутня (в), стабілізацією полімерною композицією (г) і встановленням  спіральної вставки з дроту ромбічного перерізу (д)

Переважна більшість способів відновлення  різьбових з’єднань вимагає знаття спрацьованої дефектної різьби і  нарізанням нової номінального або  ремонтного збільшеного (для отворів) або зменшеного (для валів) розміру.

Спосіб  відновлення різьби під ремонтний  розмір, встановленням викрутня або вставки застосовують у випадку, якщо конструкція деталі дозволяє збільшення розміру.

Нарізання різьбового отвору на новому місці  можливе у випадку, якщо його розміщення не порушує взаємозамінності з’єднання.

Стабілізацію  різьбових з’єднань полімерними  матеріалами застосовують при незначному сумарному спрацюванні до 0,3 мм, а  також для додаткової фіксації.

Під час ремонту відповідальних деталей  набув широкого застосування спосіб відновлення різьбових отворів  спіральними вставками, які виготовляють з нержавіючої сталі ромбічного перерізу. Технологічний процес включає  наступні операції: розсвердлювання  різьбового отвору під необхідний розмір; нарізання різьби; встановлення різьбової  вставки технологічним повідком вниз і видалення повідка.

В ремонтній практиці широко застосовують слюсарно-механічні способи ремонту  тріщин корпусних деталей штифтами, фігурними вставками, встановленням  латок.

Рис. 6.3 Схема ремонту  тріщини способом встановлення штифтів (цифрами позначено послідовність  встановлення штифтів)

Технологічний процес ремонту тріщин штифтами включає  такі операції (рис. 6.3). Спочатку свердлять  кінці тріщини, нарізають в них  різьбу і вкручують мідний або  бронзовий штифт. Потім у встановленому  порядку свердлять отвори і встановлюють решту штифтів. Кінці штифтів  чеканять, а поверхню – пропаюють.

Під час ремонту тріщин фігурними  вставками свердлять ряд послідовних  отворів за допомогою спеціального кондуктора та видаляють перемички  між ними. В отриманий паз запресовують фігурну вставку, попередньо провівши знежирення поверхні і змастивши  їх епоксидним клеєм (рис. 6.4).

 

а)                                                         б)

Рис. 6.4. Фігурна вставка (а) і схема  ремонту тріщини вставками (б)

 

Ремонт  тріщини встановленням латок  дозволяє відновити герметичність  в корпусних деталях. Латку виготовляють з листової сталі, міді або латуні таким чином, щоб її розміри виходили за краї тріщини або пробоїни. Під латку ставлять прокладку або промазують клеєм для герметизації з’єднань і фіксують кріпильними елементами (гвинтами, заклепками).

 

6.3. Ремонт  деталей зварюванням і наплавленням

 

6.3.1. Ручне  зварювання і наплавлення

 

При ремонті вузлів і обладнання основне застосування отримало зварювання плавленням за допомогою теплової електричної дуги.

Дугове  зварювання проводять постійним  струмом прямої і оберненої полярності, змінним струмом як промислової, так і підвищеної частоти і  пульсуючим струмом. Постійний струм  забезпечує більш стійку дугу. Крім того, розподіл тепла дуги неоднаковий  за полюсом, на додатному полюсі тепла  виділяється більше. Зварювання на змінному струмі більш економічне і  широко застосовується для відновлення  деталей з низьковуглецевих і  низьколегованих сталей.

Серед дугового зварювання найчастіше застосовується ручне дугове. Ручне дугове зварювання здійснюється способами без плавлення  електрода або з його плавленням (рис. 6.5). При першому способі збуджують  електричну дугу між електродом (вугільним  або графітовим) і деталлю. Присадний  матеріал вводиться в зону дуги, нагрівається до плавлення і утворює  ванну розплавленого металу, який після охолодження перетворюється в зварювальний шов. Його застосовують для зварювання тонколистового матеріалу, наплавленні твердих сплавів. Другий спосіб передбачає плавлення самого електрода і кромки деталі (отримується  загальна ванна металу).

 

 

                          а)                                                                          б)

Рис. 6.5. Схема ручного електродугового  зварювання без плавлення електрода (а) або з його плавленням (б): 1 –  присадний матеріал; 2 – електрод, який не плавиться; 3 – електрична дуга; 4 – ванна з розплавленим металом; 5 – деталь; 6 – джерело живлення; 7 – електрод, який плавиться

 

Для підвищення продуктивності праці застосовують наступні методи: зварювання з глибоким проварюванням, лежачим або похилим  електродом, електродами великих діаметрів (більше 8 мм), без утворення недогарок, зварювання трьохфазною дугою.

На  якість зварювання суттєво впливає  матеріал електрода та їх покриття. Електроди поділяються на типи і  марки. Тип визначає міцність зварювального  шва, а марка характеризує хімічний склад металу стержня і покриття. Покриття забезпечує захист розплавлених краплин електродного металу і зварювальної ванни від контакту з повітрям, підтримує стабільність горіння  дуги, в ряді випадків – розкислення  металу ванни, а інколи і легування  шва необхідними елементами для  надання йому спеціальних властивостей.

Процес  плавлення електрода оцінюється коефіцієнтом розплавлення a_р

, г/(А×год.)                                                             (6.1)

де Q_p – маса розплавленого металу, г;

І – сила зварювального струму, А;

t – час наплавлення, год.

Аналогічно  визначають коефіцієнт наплавлення a_н

, г/(А×год.)                                                        (6.2)

де Q_н – маса наплавленого металу, г.

Коефіцієнт  наплавлення a_н характеризує продуктивність процесу зварювання і наплавлення. Чим більша величина a_н, тим більша продуктивність зварювання П_зв

, г/год.                                                       (6.3)

Коефіцієнт  втрат електродного матеріалу j в процесі зварювання розраховується за формулою

, %                                                   (6.4)

Зварювальний  струм вибирають залежно від  марки і діаметра електрода, товщини  металу (табл. 6.1). При зварюванні найчастіше застосовується електроди діаметром 2-5 мм, величина зварювального струму І визначається за формулою

 або  , А                                        (6.5)

де k – коефіцієнт, який залежить від положення шва у просторі і становить k = 40-60 (найбільше значення для зварювання в нижньому положенні);

d – діаметр електрода, мм.

При зварюванні в нижньому положенні, якщо товщина металу менше 1,5 d, то І зменшують на 10-15 % порівняно з розрахунковим. Якщо товщина металу більше 3d, то І збільшують на 10-15 % порівняно з розрахунковим

Таблиця 6.1

Орієнтовні  режими ручного дугового зварювання

Товщина металу, мм	Число шарів або проходів в шві	Діаметр електрода, мм	Сила зварювального струму, А
0,5	1	1,6-2	10-20
1		2-2,5	20-50
2		2,5-3	40-100
3		3-4	50-120
4			90-120
6-8	1-2	4-5	120-160
10	3		140-180
20	5-6	4-6	140-220

 

Наплавлення застосовують для відновлення і  зміцнення деталей вузлів і обладнання шляхом нанесення на їх робочі поверхні металевих покриттів з необхідним комплексом властивостей. Ручне наплавлення покритими електродами застосовують в тих випадках, коли використання механізованого способу неможливе або недоцільне. Для отримання мінімальної глибини проплавлення основного металу електрод нахиляють в сторону, протилежну напрямку наплавлення. Ручне наплавлення виконують електродом діаметром    2-6 мм на постійному струмі 80-300 А зворотної полярності (плюс на електроді) з продуктивністю 0,8-3 кг/год.