Способы восстановления деталей автомобиля: Способы восстановления деталей – Классификация способов восстановления деталей машин

Способы восстановления деталей

В ремонтной практике применяются следующие основные способы восстановления изношенных деталей: механическая и слесарная обработка, сварка, наплавка, металлизация, хромирование, никелирование, осталивание, склеивание, упрочнение поверхности деталей и восстановление их формы под давлением. Как правило, после восстановления детали одним из способов ее подвергают механической или слесарной обработке, что необходимо для восстановления посадок сопряженных деталей, устранения овальности или конусности их поверхностей, обеспечения требуемой чистоты обработки.

Механической и слесарной обработкой восстанавливают детали с плоскими сопрягаемыми поверхностями (направляющие станин, планки, клинья). При износе направляющих до 0,2 мм их восстанавливают шабрением, при износе до 0,5 мм — шлифованием, а при износе более 0,5 мм — строганием с последующим шлифованием или шабрением.

При ремонте валов, осей, винтов и т. п. в первую очередь проверяют и восстанавливают их центровые отверстия. После этого поверхности, имеющие незначительный износ (царапины, риски, овальность до 0,02 мм), шлифуют, а при более значительных износах наращивают, обтачивают и шлифуют до ремонтного размера.

При ремонте изношенных деталей нередко возникают трудности при выборе способа базирования детали для обработки в связи с изменением основной установочной базы изношенной детали. В таких случаях ориентируются не на основные установочные, а на вспомогательные базы, и от них ведут обработку рабочих поверхностей. Наряду с восстановлением деталей механической обработкой при ремонте негодную часть детали иногда заменяют новой.

Применение компенсаторов износа. Чтобы восстановить первоначальные посадки сопряженных деталей, при их значительном износе применяют детали-компенсаторы. Одну из сопрягаемых деталей обрабатывают до ближайшего ремонтного размера и во вторую вставляют промежуточную деталь-компенсатор. Детали-компенсаторы могут быть сменными и подвижными. Сменные компенсаторы устанавливают в сопряжении, в котором износ появился к моменту ремонта. Подвижные компенсаторы устанавливают тогда, когда можно, не производя ремонта, соответствующим перемещением компенсатора относительно основных деталей устранить зазор, образующийся вследствие износа деталей. Сменными компенсаторами для цилиндрических деталей служат втулки и кольца, а для плоских— планки. Для наиболее распространенных узлов станков сменные детали-компенсаторы целесообразно заготавливать заранее в соответствии со шкалой ремонтных размеров.

Типовые случаи применения деталей-компенсаторов, используемых для устранения износа сопряжений, показаны на рис.2. При износе наружной цилиндрической поверхности вала на него напрессовывают или сажают на клей втулку (рис. 2, а). На износившуюся шейку коленчатого вала устанавливают полувтулку (рис. 2, б). Если в отверстии «разработалась» резьба, то в него ввертывают дополнительную втулку (ввертыш) с вновь нарезанной резьбой (рис. 2,в). При износе внутренней цилиндрической или конусной поверхности в деталь также вставляют втулку (рис. 2,г). Износ плоскостей чаще всего компенсируют планкой (рис. 2, д), которую привинчивают к ремонтируемой детали. Как видно из примеров, сменные детали в большинстве случаев скрепляют с одной из деталей сопряжения при помощи прессовой посадки, винтов, сваркой или универсальным клеем.

Ремонт повреждений и заделка трещин. Дефекты, возникающие в деталях в результате действия внутренних напряжений, больших усилий или из-за механических повреждений (трещины, пробоины, значительные задиры, царапины и выкрашивания), устраняют слесарно-механической обработкой. Трещины и пробоины запаивают, заваривают, заливают, металлизируют, ставят штифты и заплаты. Заплаты применяют для заделки пробоин и больших трещин, соединяя заплату с основной деталью винтами или заклепками. Для чугунных и дюралюминиевых деталей используют винты, а для стальных — еще и заклепки.

Восстановление деталей сваркой и наплавкой

При ремонте оборудования сварку применяют: для получения неразъемных соединений при восстановлении разрушенных и поврежденных деталей, для восстановления размеров изношенных деталей и повышения их износостойкости путем наплавки более стойких металлов.

Автоматизированные процессы сварки и наплавки являются более совершенными и экономически эффективными по сравнению с ручными способами. Наибольшее распространение в ремонтной практике получила автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка и наплавка под слоем флюса. Ручные способы сварки и наплавки менее совершенны, но являются незаменимыми при ремонте деталей машин в неспециализированных ремонтных предприятиях благодаря маневренности, универсальности и простоте процесса.

Газовую сварку применяют для восстановления деталей из серого чугуна. Детали малого размера и веса сваривают без предварительного подогрева, а крупные детали предварительно нагревают.

Электродуговая сварка более экономична и создает более надежное сварное соединение по сравнению с газовой сваркой.
Правильная подготовка детали к сварке обеспечивает высокое качество наплавленного слоя и прочное сцепление его с основным металлом. Перед сваркой детали очищают и разделывают их кромки. Поверхность деталей очищают стальной щеткой, напильником, наждачным полотном, абразивным кругом, пескоструйным аппаратом, затем промывают бензином или керосином, а также подвергают щелочному травлению. Кромки листов свариваемых встык разделывают (скашивают) под углом (60—70°), а края изломов и пробоин выравнивают.

Наплавка является одним из основных методов восстановления деталей. Она широко применяется в тех случаях, когда трущимся поверхностям необходимо придать большую износоустойчивость. Наплавляют два, три и более слоев часто твердыми сплавами, позволяющими увеличить срок службы деталей в несколько раз. Качество наплавки в значительной степени зависит от состояния восстанавливаемой поверхности. Чугунные и стальные детали из малоуглеродистой стали перед наплавкой обезжиривают с целью удаления масла из пор и трещин. Для этого поверхность детали обжигают газовой горелкой, паяльной лампой или в нагревательных печах. Копоть налет окислов после обжига удаляют с поверхности детали наждачным полотном или ветошью, смоченной керосином или бензином. Участок детали под наплавку обрабатывают стальными щетками или абразивными кругами.

Восстановление деталей металлизацией

Металлизацией называется нанесение расплавленного металла на поверхность детали. Расплавленный металл в специальном приборе — металлизаторе струей воздуха или газа распыляется на мельчайшие частицы и переносится на предварительно подготовленную поверхность детали. Нанесенный слой не является монолитным, а представляет собой пористую массу, состоящую из мельчайших окисленных частиц.

Способом металлизации восстанавливают размеры посадочных мест для подшипников качения, зубчатых колес, муфт, шеек коленчатых валов и т. п. Чтобы металлизационный слой прочно соединился с поверхностью детали, поверхность очищают от грязи и масла и подвергают пескоструйной обработке.

Твердость металлизационного покрытия определяется качеством наносимого материала.

Гальванические покрытия

Для повышения поверхностной твердости деталей и увеличения их сопротивления механическому износу, а также для восстановления размеров деталей их покрывают слоем хрома (хромируют) толщиной 0,25 и 0,3 мм.

Твердые хромовые покрытия подразделяются на два вида: гладкое и пористое. При гладком хромировании смазка на поверхности детали не удерживается из-за плохой «смачиваемости». При работе деталей возникает сухое трение, на трущихся поверхностях появляются задиры. Для устранения этого недостатка применяют пористое хромирование. В порах и каналах, образующихся на наружной поверхности детали, задерживается смазка, снижающая износ и удлиняющая срок службы деталей. Твердое гладкое хромирование применяют для восстановления размеров деталей, работающих с неподвижными посадками, а пористое — для деталей, работающих при значительных удельных давлениях, повышенных температурах и с большими скоростями скольжения. Поры и каналы в хромовых покрытиях чаще всего образуются электрохимическим способом, при помощи анодного травления.

Восстановление деталей путем гальванического наращивания слоя стали (осталивание, или железнение) — один из эффективных методов современной технологии ремонта. Осталивание в отличие от хромирования позволяет наносить слой металла значительно большей толщины (2—3 мм и более). Этим способом целесообразно восстанавливать; детали с неподвижными посадками или детали с невысокой поверхностной твердостью; детали, работающие на трение при величине износа более 0,5 мм; детали, работающие одновременно на удары и истира ние.

Твердое никелирование. Повышенная твердость никелевых покрытий достигается за счет применения электролитов специального состава, обеспечивающих получение осадков никеля с фосфором. Никелевые покрытия с содержанием фосфора обычно называют никельфосфорными покрытиями, а процесс их получения — твердым никелированием. Твердое никелирование может осуществляться электрическим и химическим способами. Химическое никелирование является более простым и осуществляется путем выделения никеля из растворов его солей с помощью химических препаратов — восстановителей.

Восстановление изношенных деталей давлением

Поврежденные и изношенные детали можно восстанавливать давлением. Этот способ основан на использовании пластичности металлов, т. е. их способности под действием внешних сил изменять свою геометрическую форму, не разрушаясь. Детали восстанавливают до номинальных размеров при помощи специальных приспособлений, путем перемещения части металла с нерабочих участков детали к ее изношенным поверхностям. При восстановлении деталей давлением изменяется не только их внешняя форма, но также структура и механические свойства металла. Применяя обработку давлением, можно восстанавливать детали, материал которых обладает пластичностью в холодном или нагретом состоянии. Изменение формы детали и некоторых ее размеров в результате перераспределения металла не должно ухудшать их работоспособность и снижать срока службы. Механическая прочность восстановленной детали должна быть не ниже, чем у новой детали.

К основным видам восстановления различных деталей давлением относятся:

• осадка при восстановлении втулок, пальцев, зубчатых колес;
• раздача при восстановлении пальцев поршней, роликов автоматов и т. п.;
• обжатие при восстановлении вкладышей подшипников и втулок;
• вдавливание при восстановлении зубчатых колес и шлицевых валиков;
• правка для выправления гладких и коленчатых валов и рычагов;
• накатка для увеличения диаметра шеек и цапф валов за счет поднятия гребешков металла при образовании канавок.

Метод пластического деформирования при ремонте деталей применяется не только для восстановления размеров изношенных деталей, но и с целью повышения их прочности и долговечности. Поверхностное упрочнение деталей повышает износостойкость и прочность деталей.
Пластическое деформирование деталей производят также обработкой стальной или чугунной дробью, чеканкой, обкаткой роликами или шариками.

Восстановление и склеивание деталей с использованием пластмасс

Для восстановления изношенных деталей при ремонте металлорежущих станков применяют пластмассы. В качестве клея пластмассы широко используются для склеивания поломанных деталей, а также для получения неподвижного соединения деталей, изготовленных из металлических и неметаллических материалов. При ремонте металлорежущих станков наибольшее распространение получили такие пластмассы, как текстолит, древеснослоистые пластики и быстро твердеющая пластмасса— стиракрил. Текстолит и древеснослоистые пластики применяются для восстановления изношенных поверхностей направляющих станков, изготовления зубчатых колес, подшипников скольжения, втулок и других деталей с трущимися рабочими поверхностями.

Одним из эффективных способов получения неподвижных соединений является склеивание деталей. По сравнению с клепкой, сваркой и сбалчиванием клеевые соединения имеют такие преимущества, как соединение материалов в любом сочетании, уменьшение веса изделий, герметичность клеевых швов, антикоррозионную стойкость и во многих случаях снижение стоимости ремонта изделия. В практике ремонта металлорежущих станков широко используется карбинольный клей и клей типа БФ. Детали, склеенные карбинольным клеем с наполнителем из непористого материала, устойчивы против действия воды, кислот, щелочей, спирта, ацетона и подобных растворителей. Различные марки клея БФ отличаются содержанием компонентов и назначением.

Процесс восстановления деталей склеиванием состоит из трех этапов: подготовки поверхности, склеивания и обработки швов. Поверхности деталей, подлежащих склеиванию, очищаются от масла, загрязнений и хорошо пригоняются. Клей наносят кистью или стеклянной палочкой. Жидкий клей наносят на обе соединяемые поверхности.

Для склеивания деталей, работающих при температуре 60—80° С, применяют клей БФ-2. Для склеивания деталей, работающих в щелочной среде, — клей БФ-4. Клеем БФ-6 приклеивают ткани и резину к металлу.

Клей БФ наносят на склеиваемые поверхности в два слоя с перерывом примерно в 1 ч 15 мин. Соединяемые детали принимают одну к другой (1 — 15 кГ/см²) и выдерживают под прессом.

Выдержка склеенных деталей под прессом

Марка клея	БФ-2	БФ-4	БФ-6
Температура, °С	120—200	60—90	150—200
Длительность выдержки, ч	1—3	3—4	0,25—1

Чтобы разобрать склеенные детали, их необходимо нагреть до 200° С и выше.

Загрузка…

Способы восстановления деталей — Техническое Обслуживание и Ремонт Автомобилей

§ 40. Способы восстановления деталей

Изношенную деталь восстанавливают под номинальный или ремонтный размер, придают детали правильную геометрическую форму и соответствующие поверхностные свойства или устраняют различные механические поврежде­ния, а иногда и аварийные неисправности.

Для этого используют следующие методы:

-восстановление посадки с применением де­талей ремонтных размеров;

-восстановление посадки с применением до­полнительных ремонтных деталей;

-восстановление посадки путем — получения начальных размеров наплавкой, металлизаци­ей, электролитическим и химическим наращи­ванием, покрытием полимерными материала­ми и т. д.;

устранение различных механических по­вреждений.

-Восстановление посадки с при­менением деталей ремонтных размеров заключается в том, что наиболее дорогую и ответственную деталь обрабатыва­ют под ремонтный размер, а сопряженную де­таль заменяют новой. Например, при ремонте шеек коленчатого вала их диаметры обраба­тывают под ремонтный размер, а вкладыши подбирают новые (ремонтного размера), обес­печивая соответствующий зазор между данны­ми деталями. Таким образом, ремонтный раз­мер — это ближайший размер от номинально­го, который при обработке изношенной детали обеспечивает требуемую геометрическую фор­му и шероховатость поверхности.

Различают стандартные, регламентирован­ные и свободные ремонтные размеры.

Стандартные ремонтные раз­меры применяются для поршней, поршне­вых колец и пальцев, толкателей, тонкостен­ных вкладышей. Указанные детали ремонтных размеров изготавливаются автопромышленно­стью и заводами по производству запасных ча­стей. Ремонтные предприятия производят вос­становление сопряженных деталей (блок ци­линдров, коленчатые валы и т. д.) в соответст­вии со стандартными ремонтными размерами рассматриваемых деталей.

Регламентированные ремонт­ные размеры устанавливаются техни­ческими условиями на ремонт ряда деталей, например на диаметры шеек кулачковых ва­лов и их втулок, клапанов и их направляющих, шкворней и других деталей. Недостатком стандартных и регламентированных ремонт­ных размеров является то, что в процессе обра­ботки приходится снимать не только дефект­ный поверхностный слой металла, образовавшийся в результате износа, но и вести дальней­шую обработку до тех пор, пока не будет до­стигнут ремонтный размер детали. Однако важное преимущество данных размеров за­ключается в том, что они позволяют заранее иметь готовые детали и осуществлять ремонт методом частичной взаимозаменяемости.

Свободные ремонтные размеры предусматривают обработку деталей до полу­чения правильной геометрической формы и требуемой шероховатости рабочих поверхно­стей. При ремонте одни и те же детали могут получить различные размеры в зависимости от величины и характера износа. Сопряженная деталь подгоняется к отремонтированной до величины свободного ее размера. В этом слу­чае заранее изготовить детали с окончатель­ными размерами нельзя. Поэтому приходится осуществлять подгонку деталей по месту. В ремонтном производстве восстановление дета­лей под свободные размеры производится у различного нестандартного оборудования.

Восстановление посадки с при­менением дополнительных ре­монтных деталей широко применяется при восстановлении деталей под ремонтный и особенно под номинальный размер.

Сущность способа состоит в том, что на из­ношенную поверхность предварительно обра­ботанной детали устанавливают специально изготовленную дополнительную деталь (наса­док). Дополнительные детали — насадки — из­готавливают в виде различных втулок, гильз, колец, разьбовых ввертышей, зубчатых венцов шестерен и т. д. Этим способом ремонтируют блок цилиндров, гнезда клапанов, посадочные отверстия под подшипники качения в карте­рах коробок передач, задних мостов, ступицах, корпуса масляных и водяных насосов, отвер­стия с изношенной резьбой в корпусных дета­лях и др.

Крепление дополнительной детали чаще всего осуществляют за счет гарантированного натяга выбранной посадки. В отдельных слу­чаях применяют дополнительные крепления в виде приварки в нескольких точках или по все­му сечению торцовой поверхности, стопорных винтов или шпилек. Стопорные винты исполь­зуют для крепления втулок и резьбовых ввер­тышей.

В условиях ремонтных предприятий сборку дополнительных деталей с ремонтируемой осуществляют обычно под прессом. При этом происходят изменения размеров втулки, кото­рые необходимо учитывать при окончательной обработке ее рабочей поверхности.

Восстановление посадки путем получения номинальных размеров независимо от степени износа возможно различными методами, если прочность детали достаточна и выбранный ме­тод экономически целесообразен. В ремонтном производстве применяются следующие спосо­бы: наплавка; металлизация; электролитиче­ское наращивание; давление; покрытие поли­мерными материалами и др. Опытную провер­ку проходят плазменная наплавка, сварка трением, наплавка жидким металлом, электро­физические способы сварки (диффузионная, ультразвуковая, лазером и др.).

Способы восстановления деталей двигателей внутреннего сгорания

Восстановление посадки деталей весьма распространено в ремонтной практике, его осуществляют, используя регулировку сопряжения или применяя детали ремонтных размеров. Регулировку производят подтяжкой соединений с выемкой прокладок или исправлением торцовых поверхностей деталей. Однако эти способы нельзя применять для всех сопряжений. Ис-пользуя детали ремонтных размеров, можно воссоздать в сопряжении начальный зазор и восстановить геометрическую форму деталей.

В этом случае одну из деталей сопряжения заменяют деталью ремонтного размера (отличающегося от номинального), а другую оставляют при условии устранения искажений ее геометрической формы и подгонки размеров под новую деталь ремонтного размера.

Различают два вида ремонтных размеров:

• установленные
• неустановленные

Существуют определенные установленные размеры (1-й ремонтный, 2-й ремонтный и т. д.), которые распространяются на детали всей серии двигателей. Детали изготавливают заранее по установленным ремонтным размерам, поэтому при их использовании не требуется дополнительной обработки.

Детали с неустановленными ремонтными размерами могут быть изготовлены заранее, но с припуском на обработку. Вопрос о том, какая из деталей сопряжения должна подлежать замене новой деталью с ремонтными размерами, решают исходя из технологических и экономических соображений. Например, выгоднее и технологически проще при ремонте сопряжения вал — подшипник заменить подшипник, восстановив геометрическую форму шеек вала.

Восстановление начальных размеров деталей

с последующим восстановлением посадки предусматривает восстановление размеров обеих деталей сопряжения при помощи электродуговой, ацетиленокислородной и виброконтактной наплавки, электролитического или химического никелирования, электролитического осталивания и ряда других способов.

Правильный выбор наиболее рациональных способов восстановления деталей двигателя при любом методе ремонта определяют исходя из требований технических условий на ремонт, фактического технического состояния деталей, их конструктивных особенностей, материала, из которого они изготовлены, вида термической обработки и условий работы.

Для наращивания поверхностей закаленных и незакаленных деталей из стали диаметром до 30 мм при износе 0,4… 1,0 мм, а также для восстановления тонкостенных гильз (втулок цилиндров) применяют электроискровую обработку деталей —

автоматическую виброконтактную (электроимпульсную) наплавку.

Для восстановления корпусных деталей многих ДВС используют ацетиленокислородную и электродуговую сварку. Детали из чугуна восстанавливают с помощью электросварки используя электроды из чугуна, тонкие электроды из низкоуглеродистой или качественной стали, а также электроды из меди, облицованные жестью. При газовой сварке в качестве присадочного материала выбирают бронзу или серый чугун, чтобы в результате получился плотный шов.

Для восстановления деталей небольших размеров и несложной конфигурации при износе до 0,2 мм на сторону целесообразно применять хромирование. Этим способом можно восстанавливать шейки распределительных валов, валиков, передач, установочные поверхности некоторых подшипников и др. Для наращивания поверхностей деталей, имеющих неподвижную посадку, используют электролитическое меднение.

Осталивание представляет собой электролитический процесс покрытия железом. Электролитически осажденное железо имеет высокую твердость и прочность. Свойства этого железа аналогичны свойствам незакаленной среднеуглеродистой стали.

Тяги, вилки тяг, крепежные детали, трубопроводы и другие детали подвергают

электролитическому цинкованию.

Шестерни, шпильки, валики насосов и другие детали подвергают оксидированию — покрывают оксидной пленкой толщиной 0,5…0,8 мм, которая достаточно хорошо защищает поверхность деталей от коррозии. С этой же целью применяют бакелитирование (покрытие) деталей фенольным и бакелитовым лаками.

Для черновой обработки наплавленных поверхностей деталей из стали с переменным сечением стружки или для прерывистого точения применяют резцы, оснащенные пластинами из сплава Т5К10, обладающего высоким сопротивлением ударам и вибрациям. Для чистовой обточки наплавленных поверхностей деталей из стали используют резцы с пластинами из сплава Т15К6.

Шлифование является наиболее распространенным способом чистовой обработки ремонтируемых деталей. Наплавленные поверхности шлифуют электрокорундовыми кругами зернистостью 36 — 60 и твердостью СМ1.

Способы восстановления деталей

Основная задача, которую преследуют ремонтные предприятия, это снижение себестоимости ремонта автомобилей и агрегатов при обеспечении гарантий потребителей, т. е. гарантии после-ремонтного ресурса.

Исследования ремонтного фонда (автомобилей и агрегатов, поступающих в ремонт) показали, что в среднем около 20 % деталей — утильных, 25…40% — годных, а остальные 40…55 % — можно восстановить. Даже процент утильных деталей можно значительно снизить на АРП, если оно будет располагать эффективными способами восстановления и  дефектации.

Технологические способы восстановления деталей относятся к разряду наиболее ресурсосберегающих, так как по сравнению с изготовлением новых деталей сокращаются затраты (на 70%). Основным источником экономии ресурсов являются затраты на материалы. Средние затраты на материалы при изготовлении деталей составляют 38%, а при восстановлении — 6,6 % от общей себестоимости. Для восстановления работоспособности изношенных деталей требуется в 5…8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей.

 

Несмотря на рентабельность, трудоемкость восстановления деталей еще неоправданно высока и даже на крупных ремонтных предприятиях в среднем до 1,7 раз больше трудоемкости изготовления одноименных деталей на автомобильных заводах.
Мелкосерийный характер производства, использование универсального оборудования, частые его переналадки, малые партии восстанавливаемых деталей затрудняют возможность значительного снижения трудоемкости отдельных операций.

Основное количество отказов деталей автомобилей вызвано износом рабочих поверхностей — до 50%, 17,1% связано с повреждениями и 7,8 % вызвано трещинами. Основное место среди всех отказов автомобилей занимает двигатель — это до 43 % отказов. Примерно 85 % деталей восстанавливают при износе не более 0,3 мм, т.е. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины. Нанесение металла на несущие поверхности с последующей механической обработкой позволит многократно использовать деталь.

Доля восстанавливаемых наружных и внутренних цилиндрических поверхностей составляет 53,3%, резьбовых — 12,7%, шлицевых — 10,4%, зубчатых — 10,2%, плоских — 6,5%, все остальные — 6,9%.
В табл.  приведены оценочные показатели способов восстановления.
Объемы восстановления деталей на АРП определяются наличием соответствующих по наименованию и цене запасных частей.

 

{jcomments on}

Способы восстановления деталей автомобиля

Большинство деталей автомоби­лей, примерно 65 %, имеет износ до 0,15 мм и только 5 % деталей при выходе автомобилей в капитальный ре­монт имеют износ более 0,5 мм. При ремонте автомобилей повторно после восстановления могут использовать­ся до 70 % изношенных деталей.

Ремонтное производство распола­гает достаточным числом способов, чтобы восстанавливать практически все изношенные и поврежденные де­тали, кроме резиновых, пластмассо­вых и деревянных. Выбор способа восстановления деталей во многом зависит от формы и износа рабочих поверхностей.

Наблюдается следующее распре­деление восстанавливаемых деталей в % к общему числу деталей автомо­билей по форме изнашивающихся по­верхностей;

Износы больших отверстий ………. 7,7

малых ……………………………………. 31,0

шеек валов и осей ………………. 11,5

шпоночных канавок и шлицев…….. 5,5

фасонных поверхностей ……… 10,3

резьб ……………………………………. 5,0

и коробление плоскостей . .. ………… 18

Прочие износы …………………………… 11

Итого: ……………………………………….100

Распределение деталей по износу рабочих поверхностей к общему чис­лу деталей:

Износ, мм ………. 0,01—0,07 0,07—0,14

% к общему числу .. . 42,2 23,2

Износ, мм ………. 0,28—0,35 0,35—0,42

% к общему числу … 5 3,7

Износ, мм ………. 0,14—0,21 0,21—0,28

% к общему числу … 11,1 7,5

Износ, мм ………. 0,42—0,49 свыше 49

% к общему числу … 2,2 51

Многочисленность технологиче­ских способов, применяемых при вос­становлении деталей, объясняется разнообразием дефектов, дли устра­нения которых они применяются.

Характерными дефектами деталей являются: износ, который обусловли­вает нарушение размеров, формы и взаимного положения рабочих повер­хностей; механические повреждения в виде остаточных деформаций, тре­щин, обломов, рисок, выкрашивания, пробоин; повреждения антикоррози­онных покрытий, нанесенных окра­ской, гальваническими и химически­ми способами обработки. Большинство деталей с такими дефектами в процессе ремонта должны быть вос­становлены. Целью ремонта являет­ся восстановление следующих ка­честв детали:

прочности;

формы и размеров деталей;

качества поверхностного слоя;

шероховатости поверхности;

защитных покрытий.

В результате высоких нагрузок, на­копления усталости, деформаций и т. д. в детали или в конструктивном, узле могут возникнуть дефекты в виде тре­щин. Наличие трещин снижает статическую и усталостную прочность де­талей. Усталостная прочность снижается также при наличии глубоких забоин и царапин. Поэтому при вос­становлении деталям необходимо возвратить прочностные свойства.

Детали, подверженные трению или нагреву, при эксплуатации теряют размеры, форму и взаимное располо­жение поверхностей. В этом случае при восстановлении следует возвра­тить деталям форму и размеры, за­данные технической документацией.

Детали, подверженные ударам аб­разивных частиц, имеют дефекты в виде забоин, царапин, местных углублений и износов. Эти дефекты сни­жают качество поверхности, что обус­ловливается изнашиванием деталей в результате трения. Большинство деталей автомобилей и дорожных машин имеют изменения в поверхно­стных слоях вследствие коррозии, на­клепа, внутренних изменений и структурных, преобразований. При этом поражаются тонкие слои метал­ла. Нарушение шероховатости повер­хности и изменения в поверхностных слоях снижают прочностные харак­теристики детали. В таких деталях восстанавливают шероховатость по­верхности и качество поверхностного слоя. Это достигается удалением по­врежденных слоев металла с соблю­дением требований к форме и разме­рам поверхностей.

Детали, работающие в агрессив­ной среде, при изготовлении защища­ют от коррозии специальными металлическими, полимерными и другими покрытиями, которые в процессе ра­боты постепенно разрушаются и на­чинают корродировать. Таким обра­зом, при ремонте необходимо восста­новить эти покрытия.

Восстановление геометрической формы и размеров деталей возможно при выполнении следующих техноло­гических операций: наращивание по­верхностных слоев материала вместо изношенного; пластическое деформи­рование для восстановления разме­ров изношенных участков детали; за­мена части детали и установка допол­нительных элементов; удаление час­ти материала после обработки ее по­верхностных слоев. К операции по восстановлению физико-механиче­ских свойств материала деталей сле­дует отнести устранение дефектов и упрочнение материала тем или иным видом обработки для ослабления вредного действия микроповрежде­ний в наиболее ответственных участ­ках деталей.

Технологические способы восста­новления деталей можно предста­вить в виде двух групп: способы наращивания и способы обработки. К спо­собам наращивания относятся спосо­бы, при которых изношенный матери­ал детали компенсируют нанесением других материалов, в том числе и син­тетических. К ним относятся сварка и наплавка, напыление, металлизация, пайка, нанесение электролитических металлопокрытий и полимерных ма­териалов.

К способам обработки отнесены следующие технологические спосо­бы: обработки давлением, слесарно-механическая обработка, электриче­ские способы обработки, упрочняю­щая обработка и т. д.

В табл. 3.2 приведены примеры различных способов, применяемых в технологии восстановления деталей.

Слесарно-механическая обработ­ка применяется как самостоятель­ный способ ремонта деталей, а также при обработке деталей под ремонт­ные размеры и при постановке допол­нительных ремонтных деталей. Кро­ме того, она является необходимой в ряде случаев при ремонте деталей другими способами .

Восстановление деталей пластической деформацией основано на ис­пользовании свойств металлов изме­нять под давлением внешних сил гео­метрическую форму и размеры без разрушения.

Таблица 3.2. Способы восстановления изношенных деталей

Восстановление деталей сваркой (наплавкой) заключается в том, что на изношенные поверхности деталей наплавляют металл, после чего их подвергают механической обработке. Кроме того, этот способ применяют при устранении на деталях механиче­ских повреждений (трещин, пробоин и т. д.).

Восстановление деталей газотер­мическим напылением заключается в том, что на подготовленную соответ­ствующим образом поверхность де­тали при помощи специального аппа­рата напыляют сжатым воздухом или инертным газом расплавленный ме­талл. После напыления деталь обрабатывают под требуемый размер.

Устранение дефектов пайкой пред­ставляет собой процесс, при котором соединение нагретых частей металла происходит в результате введения в зазор между ними расплавленного припоя.

Восстановление деталей электро­литическим покрытием основано на осаждении металла на соответствую­щим образом подготовленную повер­хность детали. Для ремонта изношен­ных деталей применяют хромирова­ние и железнение (осталивание). Хро­мирование применяют так же, как за­щитно-декоративное покрытие дета­лей. Меднение и никелирование применяют как подслой при защит­но-декоративном хромировании, а меднение еще применяют для защи­ты поверхностей деталей от цемента­ции.

Синтетические материалы приме­няют для склеивания, ремонта изно­шенных деталей, выравнивания по­верхностей кабин, кузовов, деталей оперения и других деталей перед ок­раской, при технических поврежде­ниях. При помощи клеевых составов соединяют детали или части деталей из металлов и неметаллических мате­риалов в различных сочетаниях между собой. Этим способом ремонтиру­ют детали, имеющие поломки и обло­мы. Склеивание используют также для получения неразъемных соедине­ний деталей при сборке.

Места деталей, имеющие трещины, пробоины, вмятины, неровности, предварительно подготавливают, а затем заполняют клеевыми состава­ми в виде паст. В некоторых случаях для увеличения прочности, детали повреждения заделывают стекло­тканью, пропитанной клеевыми составами. Этим способом успешно за­делывают трещины на стенках ру­башки охлаждения головки и блока цилиндров двигателя, топливного ба­ка и других корпусных и емкостных деталей.

Покрытия из пластмасс на поверх­ности изношенных деталей можно на­носить различными способами: наплавлением на предварительно на­гретую поверхность детали, заливкой в пресс-формах, окунанием в жидкие полимерные материалы и др. Синте­тическими материалами могут быть покрыты отдельные поверхности или вся деталь.

Электрическая обработка основа­на на явлении разрушения металла при электрическом искровом разря­де. Этот вид обработки может приме­няться в качестве самостоятельного способа восстановления изношенных и поврежденных деталей, а также как операции, связанные с подготовкой или окончательной обработкой дета­лей, восстановленных другими спосо­бами. Обрабатываемая деталь мо­жет быть изготовлена из любого метал­ла или сплава; материалом для инстру­мента могут служить латунь, медь, чу­гун, алюминий и его сплавы и др.

Упрочняющая обработка является одним из завершающих этапов вос­становления деталей и имеет целью достижения заданных физико-меха­нических свойств.

Покраска в процессе ремонта предназначается для защиты поверх­ности деталей от корозиии и прида­ния детали высоких эстетических ка­честв.

Источник:

Основы технологии производства и ремонта автомобилей.

Рецензент: кандидат технических наук, доцент Б. И. Чурсинов

Количество показов: 15242

3.4.4 Методы восстановления работоспособности деталей, узлов и агрегатов автомобиля

Основная задача, которую преследуют ремонтные предприятия, это снижение себестоимости ремонта автомобилей и агрегатов при обеспечении гарантий потребителей, т.е. гарантии послеремонтного ресурса.

Ремонтный фонд автомобилей и агрегатов показывает, что в среднем около 20 % деталей – утильных, 25-40 % — годных, остальные 40-55 % можно восстановить. Даже процент утильных деталей можно значительно снизить, если предприятие будет располагать эффективными способами дефектации и восстановления.

• Корпусные – блок и головка цилиндров, картеры коробки передач и ведущего моста, рулевого механизма, различные крышки и др., которые изготавливаются из чугуна или алюминиевых сплавов.

• Круглые стержни – различные валы (коленвалы, распредвалы, карданные валы, поршневые кольца, клапаны и др.), изготавливаемые из углеродистых и высоколегированных сталей и высокопрочных чугунов.

• Полые цилиндры – (гильзы, ступицы колес, тормозные цилиндры, муфты подшипника выключения сцепления) изготавливают из различных чугунов и углеродистых сталей.

• Диски – маховики, тормозные барабаны, нажимные и ведомые диски сцепления, диски колес изготавливают из чугуна и листовой стали.

• Некруглые стержни – шатуны, балки передней оси, вилки, рычаги переключения передач и др. Материал изготовления весьма разнообразен.

Технология восстановления работоспособности деталей относиться к разряду наиболее ресурсо-сберегающих, так как по сравнению с изготовлением новых деталей сокращаются на 70 %. Основным источником экономии ресурсов являются затраты на материалы. Средние затраты на материалы при изготовлении детали составляют 38 %, а при восстановлении – 6,6 % от общей себестоимости. Для восстановления работоспособности изношенных деталей требуется в 5…8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей. Основное количество отказов деталей автомобиля вызвано износом рабочих поверхностей до 50 %; 17,1 % связано с повреждениями и 7,8 % вызвано появлением различных трещин. Основное место среди всех отказов автомобиля занимает двигатель – до 43 % отказов. Примерно 85 % деталей восстанавливают при износе не более 0,3 мм, т.е. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытий незначительной величины. Нанесение металла на несущие поверхности с последующей механической обработкой позволит многократно использовать деталь.

Доля восстанавливаемых наружных и внутренних цилиндрических поверхностей – 53%, резьбовых – 12,7%, зубчатых шестерен, колес – 10 %, плоских деталей – 6,5 %, все остальные детали – 6,9 %.

1. Слесарно-механической обработкой (слесарная, механическая, под ремонтный размер).

2. Способом пластического деформирования (раздачей, осадкой, обжатием, накаткой, раскаткой, правкой).

3. Сваркой или наплавкой (дуговой, газовой, плазменной и др.).

4. Газотермическое напыление.

5. Электрохимические способы (хромирование, железнение, меднение, никелирование; толщина покрытия – 20…150 мкм).

6. Пайкой. Простота технологического процесса. Недостаток – снижение прочности соединения деталей по сравнению со сваркой.

7. Применение лакокрасочных покрытий (растворители, пигменты, грунтовки, краски, эмали и др.). Полимеры для заделки трещин– герметик, замазка и др.

Все способы деталей подразделяются на 3 основные группы:

• с изношенными поверхностями;

• с механическими повреждениями;

• восстановление противокоррозионных покрытий на деталях.

Для восстановления работоспособности деталей используется токарная, сверлильная, расточная, фрезерная, шлифовальная, хонинговальная, полировальная и другие виды механической обработки.

Обработкой под ремонтный размер восстанавливают геометрическую форму, требуемый параметр шероховатости и точностные параметры изношенных поверхностей деталей.

Восстанавливаемые поверхности деталей могут иметь несколько ремонтных размеров. Их величина и число зависят от износа детали, припуска на обработку и запаса прочности детали.

Анализ основных дефектов и способов восстановления деталей автомобилей типа «вал» и «ось»

Детали типа «вал» или «ось» присутствуют в любом механизме и играют важную роль в обеспечении функциональной работоспособности узлов и агрегатов. В процессе работы валы и оси подвергаются эксплуатационным нагрузкам, в результате чего могут возникать дефекты, основные из которых приведены в статье. Существующие способы устранения дефектов валов и осей имеют свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе технологии ремонта и восстановления.

Ключевые слова: дефект, ремонт, восстановление, наплавка, напыление, гальваническое осаждение, полимерные композиции.

 

К деталям типа «вал» относят детали машин, предназначенные для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор. На валу закрепляются шкивы, зубчатые колеса, маховики и т. п. Некоторые из этих деталей, называемые ведущими, получают вращательное движение от постороннего источника энергии (двигателя). К другим деталям вращение передается валом. Они называются ведомыми. Таким образом, вал при своем движении обязательно передает усилие (вращающий момент), а поэтому испытывает деформации кручения и изгиба. Валы по форме разделяются на прямые или изогнутые (коленчатые), целые или составные (собранные из нескольких частей), сплошные или полые (пустотелые).

Широкое распространение в автомобилестроении получили коленчатые, распределительные и карданные валы [1]. Они применяются в двигателях внутреннего сгорания, в паровых машинах, поршневых насосах (компрессорах). Длинные валы, например гребные валы кораблей, из-за сложности их изготовления делают составными (разъемными). Полые, или трубчатые, валы применяют тогда, когда необходимо уменьшить их все ли пропустить через внутреннее отверстие вала другие детали.

Если вал не передает вращательного движения, а только поддерживает вращающиеся части, его называют осью. Таким образом, ось в отличие от вала не испытывает кручения, а подвергается лишь изгибу. Оси делятся на неподвижные (например, оси колес велосипеда, мотоцикла, автомобиля и т. д.) и подвижные, которые вращаются вместе с закрепленными на них деталями (например, оси железнодорожных и трамвайных прицепных вагонов).

Валы и оси воспринимают во время работы большие нагрузки. Поэтому их изготавливают из углеродистой конструкционной стали, подвергают обработке давлением, поверхностной цементации, закалке и проверяют на прочность.

Формы валов и осей весьма многообразны от простейших цилиндров до сложных коленчатых конструкций. Форма вала определяется распределением изгибающих и крутящих моментов по его длине. Правильно спроектированный вал представляет собой балку равного сопротивления. Валы и оси вращаются, а, следовательно, испытывают знакопеременные нагрузки, напряжения и деформации. Поэтому поломки валов и осей имеют усталостный характер. К основным дефектам валов и осей относят [1–3]:

—          Износы и задиры опорных шеек. В основном возникают при недостатке смазки между поверхностями терния при высокой частоте вращения.

—          Прогибы, изгибы и скручивание. Образуются при превышении предельных нагрузок на вал или ось, или перегреве их во время работы.

—          Трещины. Возникают в основном от воздействия ударных и вибрационных нагрузок, достаточно сложно выявляются и могут привести к аварийному износу и выходу из строя узла или механизма.

—          Разрушение резьбовых поверхностей. Чаще всего встречается срез и смятие резьбы в результате воздействия резкого осевого нагружения или при возникновении повышенного крутящего момента на резьбовом соединении.

—          Разрушение шпоночных или шлицевых пазов. Происходит так же при ударных и вибрационных нагрузках или при превышении допустимых значений крутящих моментов на шпоночном или шлицевом соединении.

—          Выработка поверхностей под резиновые армированные манжеты (сальники). Происходит в результате механического, абразивного или эрозионного воздействия.

Дефектация и восстановление валов и осей проводится при капитальном или текущем ремонте автомобилей. Выбраковка валов и осей осуществляется по результатам измерений, по визуальному осмотру и по результатам металлографических исследований (при необходимости). При наличии возможности восстановления вала или оси принимают решение по выбору способа восстановления и ремонта [1, 4–6].

Основные способы восстановления валов и осей, применяемые в авторемонтном производстве можно условно разделить на способы позволяющие восстановить номинальный размер и исходную геометрию вала или оси и способы, использующие восстановление под «ремонтный размер», то есть под размер, для которого существует возможность применения «ремонтных» деталей.

«Ремонтной» деталью считается дополнительная деталь, изготовленная или восстановленная по «ремонтным» размерам. Ремонтные размеры определяться с учетом припусков на обработку для устранения дефектов формы поверхности, макро и макрогеометрии. Например, коренные шейки коленчатых валов подвергают механической обработке, протачивая их или шлифуя. При этом уменьшается номинальный диаметр коренной шейки, а коленчатый вал комплектуется «ремонтными» вкладышами увеличенной толщины.

В настоящее время восстановление способом «ремонтных размеров» применяется редко, так как, несмотря на все его положительные моменты (упрощение ремонта, возможность повторного восстановления) присутствуют и недостатки: необходимость наличия «ремонтных» запасных частей, снижение прочности ввиду съема слоя материала, снижение микротвердости поверхностей, а также значительное снижение взаимозаменяемости, так как отремонтированные таким способом детали становятся оригинальными.

Восстановление посадочных поверхностей валов и осей под номинальный размер может осуществляться следующими способами [1–7]:

1.    Напылением — нанесение под высоким давлением воздуха расплавленного металла на поверхность вала или оси. По способу расплавления металла различают электродуговое, газопламенное, высокочастотное, плазменное и детонационное напыление. Наполненное таким образом покрытие имеет низкую прочность сцепления с основой, но при этом не происходит высокого нагрева поверхности, изменения структуры материала детали, не возникает коробление, не снижается усталостная прочность.

2.    Наплавкой — в отличие от напыления наплавка осуществляется путем формирования слоя металла, расплавляемого непосредственно на поверхности вала или оси. Различают наплавку под слоем флюса, в среде защитных газов, газовую, вибродуговую и электродуговую. Можно наносить слои металла практически любой толщины, нанесенный слой отличается высокой твердостью, но при этом происходит сильный нагрев вала или оси, вызывающий коробление и изменение структуры поверхностного слоя металла, появляются затруднения в последующей механической обработке осажденного слоя ввиду его высокой твёрдости.

3.    Термопластическим деформированием — изменением геометрических размеров оказывая механическое воздействие (осадка, вытяжка, высадка, протяжка, правка и так далее) на предварительно разогретую деталь. Таким способом можно проводить правку осевых деформаций валов и осей, а также устранять некоторые погрешности формы поверхностей. Способ весьма ограничен в применении ввиду его технологического несовершенства и трудностями в обеспечении требуемых результатов.

4.    Гальваническим осаждением — формирование слоя металла на восстанавливаемой поверхности путем электрохимического осаждения из электролита. Способ обладает рядом преимуществ, такими как отсутствие нагрева детали, возможность нанесения слоя любого металла или их комбинации с заданными свойствами и требуемой толщины, возможность нанесения слоев металла с различными свойствами [1–3, 6–9]. Но технологический процесс восстановления поверхностей гальваническим осаждением достаточно сложен, ввиду чего имеется некоторая нестабильность получаемых результатов. Кроме того, реактивы для осуществления этого способа достаточно дороги и присутствует необходимость применения мер экологической безопасности для очистки сточных вод и улавливания испарений электролитов и кислот. Но, тем не менее, в ряде конкретных случаев, гальванические методы восстановления и защиты от коррозии изношенных поверхностей являются наиболее рациональными и дают отличные результаты. Так, например, восстановление отверстий небольшого диаметра особенно в тонкостенных деталях, боящихся перегрева и механического повреждения — гальваническое осаждения является приоритетным.

5.    Полимерно-композитными материалами — формируется на предварительно подготовленной восстанавливаемой поверхности слой полимерной композиции с последующим ее отверждением [1–3, 10]. При необходимости отвержденный слой подвергают механической обработке. Свойства полимерно-композитного слоя можно формировать путем добавления различных наполнителей или их сочетания, образуя при этом полимерную композицию. Например, в эпоксидную смолу добавляют металлическую пудру или мелкую стружку, с последующим введением отвердителя и эластомера. При этом улучшаются прочностные характеристики и теплопроводность формируемого слоя композиции. Такие композиции имеют достаточную твердость и прочность сцепления с восстанавливаемой поверхностью, но плохо переносят нагрев и ударные нагрузки, кроме того нанесенный слой плохо отводит тепло и имеет невысокую износостойкость в парах трения.

Ремонтное производство в настоящее время располагает достаточным количеством способов, чтобы восстановить практически любую изношенную и поврежденную деталь. Но для практического использования необходимо выбрать один, применение которого технически возможно и экономически наиболее целесообразно. Выбор эффективного способа восстановления деталей является важной задачей совершенствования организации ремонтного производства.

На выбор способа восстановления деталей оказывает влияние: вид дефекта и величина износа; материал, размер, форма и масса детали; точность и вид обработки; специализация производства, обеспеченность оборудованием; себестоимость восстановления, и долговечность работы восстановленных деталей.

 

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.         Захаров, Ю. А. Восстановление металлизацией деталей транспортно-технологических машин и комплексов [Текст] / Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 19. — С. 199–201.

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

8.         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.

9.         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.

10.     Лахно, А. В. Восстановление деталей машин из полимерных материалов / А. В. Лахно, Е. Г. Рылякин // Молодой ученый. — 2014. — № 8. — С.196–199.