Особенности ремонта сваркой крупногабаритных деталей корпусных деталей

Обновлено: 20.09.2024

На рис показано использование дополнительных ремонтных деталей для восстановления изношенных резьбовых отверстий в корпусе крейцкопфа бурового насоса. Недостаток рассматриваемого способа ремонта заключается в уменьшении механической прочности основной детали вследствие механической обработки.

Способ замены части детали заключается в удалении изношенной части детали и присоединении вместо нее дополнительной детали. Заменяемая часть детали соединяется с основной

Рис. 9.2. Корпус крейцкопфа, отремонтированный с использованием дополнительных ремонтных деталей:

1 - корпус крейцкопфа; 2 - ремонтная втулка под палец; 3 - ремонтная втулка под надставку штока

при помощи сварки, резьбы, клея или других способов, после чего производится ее окончательная механическая обработка для получения требуемой точности и шероховатости поверхности.

Способ добавочных деталей предусматривает обычно сохранение номинальных размеров изношенной детали введением добавочной втулки. Если при этом необходимая прочность сохраняется, еще более увеличивают (обрабатывают) изношенное отверстие, в которое затем запрессовывают и стопорят втулку. Аналогично надевают втулку па изношенную шейку вала. При этом сопряжении обеспечивается, как правило, получение номинального размера отремонтированной детали или размера, близкого к номинальному.

Способ замены части детали может быть использован для восстановления только тех деталей, конструкция которых позволяет отрезать изношенную часть и прикреплять вместо нее вновь изготовленную аналогичную часть детали.

Все остальные методы восстановления изношенных деталей (наплавка, металлизация, гальваническое наращивание, перезаливка антифрикционными сплавами и пластической деформации — давлением) характеризуются одновременным восстановлением формы и чистоты поверхности, а также первоначальных номинальных размеров. Эти методы сложнее, чем методы восстановления при помощи механической обработки, так как состоят из ряда операций подготовки, собственно нанесения слоя металла вместо изношенного и последующей механической (а иногда и термической) обработки.

Следует отметить, что детали, имеющие механические и химико-тепловые повреждения, тоже могут быть восстановлены методами механической обработки, металлизацией, давлением, слесарной обработкой и применением сварки.

В последнее время получает распространение способ восстановления деталей полимерными материалами. Очевидно, что восстановление деталей механической обработкой и давлением— самые экономичные методы, не требующие долгой подготовки и специального оборудования.

Чтобы выбрать способ восстановления и упрочнения детали, необходимо знать сроки службы новых и восстановленных деталей, руководствуясь коэффициентом износостойкости, а не абсолютными значениями продолжительности службы детали до предельного износа.

Ремонт корпусных деталей

Ресурс отремонтированных деталей, узлов и агрегатов в значительной мере зависит от уровня технологии и качества восстановления корпусных деталей.

К корпусным деталям относятся станины, рамы, корпуса, каркасы, являющиеся базовыми цементами любой машины, механизма, агрегата. Корпусные детали служат для сборки, объединения всех остальных деталей конструкций (неподвижных и подвижных), обеспечения точности их заданного взаимного положения, а также заданного относительного положения сборочных единиц и всего изделия. Нередко корпусные детали одновременно выполняют роль резервуара (картера) для рабочей среды, которой может быть технологическая жидкость, масло, вода и т.п. Корпусные детали воспринимают статические и динамические нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации, поэтому их конструкция должна быть прочной и жесткой. Корпуса сложной конфигурации с внутренними камерами и каналами получают только литьем (стальным и чугунным), в других случаях применяют сварные конструкции (штампосварные, штамполитые, из профильного проката, комбинированные).

По конструктивному исполнению корпусные детали весьма различаются и их можно подразделить на следующие группы:

1) коробчатого типа (корпуса редукторов, коробок передач, коробок отбора мощности и др.);

2) конструкции с системой внутренних разносных поверхностей (гидравлические коробки

3) поршневых насосов, блок-картер компрессоров);

4) сложной пространственной формы (корпуса центробежных насосов, задвижек, вертлюгов);

5) трубчатого типа (корпуса турбобуров, скважинных насосов и др.);

6) станины (станины лебедок, рамы кабеленаматывателей и др.).

Корпусные детали относятся обычно к крупногабаритному оборудованию и требуют для своей обработки соответственно крупного станочного оборудования и специальной оснастки. Обычно корпусные детали подвергаются ремонту реже остальных, а сам ремонт приурочивается к капитальному ремонту машины. С учетом большой стоимости корпусных деталей их бракуют лишь при серьезных дефектах, когда ремонт экономически нецелесообразен или не может быть выполнен по техническим причинам.

Характерные дефекты корпусных деталей: трещины, пробоины, обломы, раковины, износ посадочных отверстий под стаканы и подшипники, поломка шпилек, срыв и износ резьб, коробление привалочных поверхностей.

Ремонт корпусных деталей обычно начинают с устранения механических повреждений и удаления поломанных шпилек. Различными способами устраняются трещины, пробоины, сколы, свищи, раковины, имеющиеся или образовавшиеся в конструкции в процессе эксплуатации. Сломанные детали или их части привариваются. Разрушившиеся сварные швы срубаются, срезаются, удаляются абразивными кругами или пламенем горелки с последующим восстановлением соединения сваркой. Несущие элементы корпусов (станин, рам) могут заменяться новыми, а скрученные и погнутые правят в холодном или горячем состоянии. После проведения всех сварочных, наплавочных и других работ устраняют коробление присоединительных плоскостей путем шлифования, шабрения и, в отдельных случаях, фрезерования.

Трещины могут быть устранены следующими способами:

1. с помощью стяжек — по обе стороны трещины на некотором расстоянии от нее сверлят и развертывают два отверстия; в них запрессовывают штифты с выступающими концами; изготовляют стальную пластину с двумя отверстиями диаметром под штифты, расстояние между которыми несколько меньше расстояния между штифтами; если трещина поддается, ее стягивают струбциной и надевают на штифты пластину, в других случаях пластину нагревают и надевают на штифты, а при охлаждении она стягивает трещину;

2. с помощью штифтов — концы трещины засверливают диаметром 4-5 мм и такие же отверстия сверлят по длине трещины через 6-7 мм; во всех отверстиях нарезают резьбу и ввинчива-1 ют в них штифты из мягкой стали или меди, которые должны выступать над поверхностью на 1-2 мм; затем сверлят новые отверстия между штифтами, нарезают в них резьбу и ввинчивают в них другие штифты, которые затем обрубаются заподлицо; наконец, концы выступающих штифтов расчеканиваются и опиливаются, закрывая трещину полностью;

3. с помощью накладок — концы трещины засверливают диаметром 4-5 мм; из мягкой стали вырезают накладку толщиной 4-5 мм, размеры которой должны перекрывать границы трещины не менее, чем на 15 мм; из листового свинца или картона по размерам накладки вырезают прокладку; на расстоянии 10 мм от края и 10-15 мм друг от друга по периметру в накладке и прокладке сверлят сквозные отверстия под винты с потайной головкой; по накладке размечают в корпусе и сверлят отверстия и нарезают резьбу; накладку и прокладку смазывают суриком или клеем (БФ-2, карбинольный и др.) и прикрепляют винтами к корпусу; края накладки расчеканивают и опиливают;

4. заваркой и при необходимости последующей механической обработкой.

Пробоины и сколы можно устранить также несколькими способами:

1) установкой ввертыша — поврежденное место рассверливают, нарезают в нем резьбу и ввертывают в отверстие ввертывают, предварительно смазанный суриком, который затем стопорят раскерниванием;

2) установкой пробки — сколы рассверливают и запрессовывают в отверстие пробку, опиленную по форме ремонтируемой поверхности;

3) установкой вставки — сколотое место фрезеруют или запиливают; изготовляют вставку по форме паза и запрессовывают ее; при необходимости вставку дополнительно крепят винтами;

4) заваркой пробоин и наплавкой сколов с последующей механической обработкой.

Восстановление сломанной выступающей части (кронштейна, ушка и т.п.) осуществляют:

1) установкой вставки или пробки — оставшуюся часть выступающего элемента удаляют фрезерованием, строганием или срубают, запиливают, высверливают; затем фрезеруют или выпиливают паз под вставку или сверлят гладкое отверстие под пробку, либо резьбовое под штифт; вставку запрессовывают в паз и крепят к корпусу винтами, пробку запрессовывают, а штифт ввертывают, предварительно обмазав резьбу суриком; если сломанная деталь имела отверстие (например, ушко), то его развертывают или растачивают после установки вставки;

2) приваркой отломанной части к корпусу.

Корпусные детали, как правило, имеют большое число отверстий, которое можно разделить ни две группы: 1) основные, наиболее ответственные, в которые устанавливаются валы и оси; 2) второстепенные, к которым относятся крепежные отверстия, отверстия под пробки, маслоуказатели, сливные отверстия и пр., отличающиеся невысокими требованиями к точности их изготовления и восстановления

Наибольшая повторяемость дефектов характерна для посадочных отверстий под подшипники, стаканы, втулки. Устранение таких дефектов представляет основную сложность технологического процесса восстановления корпусных деталей В результате износов, старения и деформации корпусов нарушаются не только размеры отверстий, но и их взаимное расположение, параллельность и перпендикулярность отверстий, но и их взаимное расположение, параллельность и перпендикулярность отверстий между собой и относительно установочных баз. Восстановление изношенных отверстий также может привести к нарушению межосевых расстояний, параллельности осей, является причиной низкого ресурса отремонтированного оборудования. Поэтому в процессе восстановления корпусов наряду с доведением размеров до номинальных значений необходимо восстанавливать их пространственное расположение, выдерживая точные размеры. Так, рекомендуемые отклонения (в мм) не должны превышать: межосевых расстояний — 0.070-0.105, от соосности отверстий — 0.03-0.05, параллельности осей — 0.05-0.17 на длине до 350 мм, от перпендикулярности отверстий базовым плоскостям — 0.05-0.08 на длине 100 мм.

Одна из основных задач при ремонте корпусных деталей состоит в правильном выборе схемы базирования. В большинстве случаев детали базируются на поверхностях, принятых за исходные в процессе их изготовления на заводах-изготовителях. Обычно это плоскость и два отверстия, расположенные на ней. Однако так не всегда получается, т.к. базовые отверстия изнашиваются и, соответственно, изменяются межосевые расстояния. В результате эксплуатации на базовой поверхности возможны забоины, возникающие при разборке агрегатов. Поэтому приходится искать другие приемлемые базы.

Установочные отверстия, использовавшиеся на заводе-изготовителе, в случае их износа должны развертываться и зенкероваться на ремонтный размер с помощью кондуктора. Если установочные отверстия не используются в качестве сборочных баз, то их ремонтные размеры не должны превышать номинальные размеры более, чем на 0.2 мм.

При восстановлении посадочных отверстий необходимо применять такие способы, при которых наносится слой материала толщиной не менее 1 мм, чтобы можно было осуществить механическую обработку. Этим требованиям отвечают, например, способ ремонтных деталей, металлизация, нанесение порошковых материалов.

При возможности значительного увеличения изношенного отверстия оно растачивается под последующую запрессовку втулки или стакана. От осевого смещения или проворачивания втулку (стакан) стопорят винтом, установленным в разъем с корпусом. Затем во втулке растачивают или к ввертывают отверстие необходимого размера.

При растачивании отверстий желательно все отверстия, связанные между собой допусками, растачивать с одной установки, независимо от того, все отверстия изношены или только некоторые. Этот метод, помимо экономии на установке детали, обеспечивает наилучшую точность, т.к. погрешности размеров в отличие от последовательного (цепного) метода здесь меньше.

Способы ремонта деталей

Контроль за состоянием экскаватора нужно проводить по определенной системе во все время эксплуатации экскаватора.

Высокая производительность, непрерывная и безотказная работа экскаватора возможны только при выполнении следующих основных требований:
1) регулярного и тщательного обслуживания;
2) правильного управления экскаватором;
3) точной организации работ, исключающей простои из-за отсутствия топлива, смазочных материалов, электроэнергии и т. п.

В процессе эксплуатации экскаваторов их работоспособность снижается главным образом из-за износа, деформации и полного разрушения отдельных деталей. При этом нарушается регулирование, зазоры сопряжений изменяются, крепление деталей ослабевает, вследствие чего теряется точность в выполнении операций, снижается производительность машины.

Для поддержания экскаваторов в работоспособном состоянии проводят следующие основные мероприятия:
1) организуют систематическое обслуживание машин путем своевременной очистки и протирки их, регулирования, смазки, заправки водой и топливом;
2) устраняют возникшие неисправности, заменяя или ремонтируя детали и узлы.

Первая часть этих мероприятий предусматривает .организацию технического обслуживания, вторая — организацию ремонта.

В нашей стране принята единая для всех строительных организаций система технического обслуживания и планово-предупредительного ремонта машин, которая представляет собой комплекс организационно-технических мероприятий профилактического характера, направленных на повышение срока службы машин, улучшение качества, сокращение сроков и стоимости ремонта. Строительные машины направляют на техническое обслуживание и ремонт по разработанному графику после того, как они отработают установленное число часов.

Техническое обслуживание выполняют в обязательном порядке, а ремонт по необходимости.

Техническое обслуживание включает мероприятия, создающие наиболее благоприятные условия для работы деталей, своевременно предупреждающие появление неисправностей и устраняющие дефекты.

В соответствии с назначением, объемом и составом работ, а также периодичностью выполнения техническое обслуживание подразделяют на следующие виды:
– ежесменное, выполняемое регулярно перед началом работы, во время перерывов и после окончания работы;
– периодическое, выполняемое после установленного числа часов работы машины.

В соответствии с назначением, характером и объемом выполняемых работ ремонт подразделяют на текущий, средний и капитальный. Периодичность заполнения разных видов технического обслуживания и ремонта кратны между собой.

Инструкцией по проведению планово-предупредительного ремонта (СН 207—62), обязательной для применения во всех эксплуатационных хозяйствах и ремонтных предприятиях строительных организаций, утвержденной Госстроем СССР, регламентированы периодичность и трудоемкость разного вида технического обслуживания.

Время работы машины в часах от начала ее эксплуатации до первого капитального ремонта или между двумя капитальными ремонтами называется межремонтным циклом.

Время работы между двумя одноименными ремонтами или техническими обслуживаниями называется периодичностью ремонтов и технических обслуживании.

Техническое обслуживание и текущие ремонты выполняет на месте работ обслуживающий персонал

5)Восстановление деталей слесарно-механической обработкой

К слесарно-механическим способам относится восстановление деталей методом ремонтных размеров и применением дополнительных деталей. Сущность метода ремонтных размеров заключается в том, что изношенной поверхности одной из сопрягаемых деталей, обычно более сложной и дорогой, придается правильная геометрическая форма и требуемый чертежом класс шероховатости. Первоначальный размер при этом изменится: он станет меньшим (для шейки вала) или большим (для отверстия). Вторую деталь, сопряженную с первой, обычно менее сложную, заменяют новой или восстановленной с измененными размерами. Сопряжению возвращается первоначальная посадка, но сопрягаемые поверхности будут иметь при этом размеры, отличные от номинальных.

Ремонтные размеры делятся на категорийные и пригоночные. При применении категорийных ремонтных размеров шейка вала подвергается механической обработке до заранее установленного определенного размера и сопрягается с вкладышем, изготовленным под этот размер шейки вала, чем исключается необходимость в выполнении подгоночных работ.

При обработке под пригоночный размер с изношенной поверхности детали удаляют слой металла, необходимый для придания этой поверхности правильной геометрической формы. Сопрягаемая деталь после этого изготовляется «по месту». Наименьшая потеря металла увеличивает срок ее службы по сравнению с деталью, восстановленной на категорийный ремонтный размер, но при этом деталь теряет взаимозаменяемость. Поэтому категорийные ремонтные размеры предпочтительнее, так как сохранение взаимозаменяемости деталей сокращает продолжительность и снижает стоимость ремонта. Категорийные ремонтные размеры применяют при восстановлении шеек коленчатых валов, цилиндров блока двигателей, пальцев поршней и многих других деталей. Пригоночные ремонтные размеры применяют лишь в единичном ремонтном производстве.

Последний ремонтный размер устанавливают в пределах, обеспечивающих сохранение прочности детали и требуемой глубины упрочненного поверхностного слоя металла.

Метод дополнительных деталей (компенсаторов) применяется для деталей сложной формы с большим числом рабочих поверхностей, когда износу или повреждению подвержена не вся деталь, а лишь часть ее. В этом случае изношенный или поврежденный элемент детали удаляют, а вместо него устанавливают дополнительную деталь (компенсатор), в результате чего восстанавливается первоначальная форма и размер детали.

В качестве компенсаторов используют втулки, гильзы, стаканы, кольца, диски, зубчатые вставки и другие детали, которые, как правило, изготовляют из того же материала, что и восстанавливаемая деталь. Для чугунных деталей втулки могут быть изготовлены из стали. Наименьшая толщина стенки компенсатора 2,5—3 мм.

Рис. 41. Схема определения ремонтных размеров

Рис. 42. Восстановление деталей с помощью компенсаторов

При сопряжении основной и дополнительной деталей с зазором рабочей поверхности последней придается чертежный размер и шероховатость, что исключает необходимость в последующей механической обработке.

Способы ремонта корпусных деталей.

Ремонт базовых корпусных деталей является очень ответственным процессом, так как корпус в большинстве случаев несет не только защитную функцию от внешних факторов, которые могут повлиять на работу механизма, но также являлся и базовой опорой для расположенного внутри механизма. При обнаружении каких-либо дефектов, трещин или сколов на корпусе, следует немедленно провести полную диагностику всего аппарата чтобы оценить степень риска его дальнейшего использования и, в кратчайшие сроки восстановить первоначальный вид корпуса.

Ликвидация трещин.

С помощью стяжек. По обе стороны трещины на некотором удалении от нее сверлят и развертывают два отверстия, в них запрессовывают штифты с выступающими концами. Изготовляют стальную пластину-стяжку с двумя засверленными и развернутыми отверстиями, расстояние между которыми несколько меньше расстояния между штифтами. При возможности трещину стягивают струбциной, стяжку нагревают и надевают на штифты. При своем охлаждении она стягивает трещину.
С помощью штифтов. Концы трещины, определенные «керосиновым пробоем», засверливают сверлом диаметром 4-5 мм и между ними вдоль трещины тем же сверлом засверливают отверстия на расстоянии 6-7 мм. Во всех отверстиях нарезают резьбу, куда завинчивают резьбовые штифты из мягкой стали или меди, выступающие над поверхностью на 1-2 мм. После этого засверливают отверстия между штифтами с перекрытием их не менее чем на 1/4 диаметра; в отверстиях нарезают резьбу, куда заворачивают штифты, обрубаемые заподлицо. Концы выступающих штифтов расчеканивают и опиливают.
С помощью накладок. Для предупреждения дальнейшего распространения трещины ее концы засверливают сверлом диаметром 4-5 мм. Из мягкой стали толщиной 4-5 мм вырезают накладку, размеры которой должны не менее чем на 15 мм перекрывать границы трещины. По размерам накладки из листового свинца или картона вырезают прокладку. На расстоянии 10 мм от края и 10-15 мм друг от друга по периметру в накладке и прокладке сверлят сквозные отверстия под винты с резьбой М5-М6 с потайной головкой. По накладке в корпусе по периферии района трещины сверлят отверстия и нарезают резьбу М5-М6. Накладку и прокладку смазывают суриком или клеем (БФ-2, карбинольным клеем-цементом и др.) и прикрепляют винтами к корпусу. Края накладки расчеканивают и опиливают.
Заваркой с последующей механической обработкой (при необходимости).

Ремонт пробоин и сколов производят:

Установкой ввертыша. Поврежденное место рассверливают, в нем нарезают резьбу, куда ввертывают и стопорят кернением резьбовую пробку, предварительно смазанную суриком.
Установкой пробки. Небольшие сколы засверливают и развертывают, в отверстие запрессовывают пробку, опиленную по форме ремонтируемой поверхности.
Установкой вставки. Сколотое место запиливают или фрезеруют, по форме паза изготовляют вставку, которую запрессовывают в паз. Вставка может дополнительно крепиться винтами.
Заваркой пробоин наплавкой сколов с последующей механической обработкой.

Ремонт сломанной выступающей части (кронштейна, ушка, стержня) производят:

Установкой вставки или пробки. Оставшуюся часть выступающего элемента фрезеруют, строгают, срубают и запиливают, высверливают. Затем запиливают или фрезеруют паз под вставку или засверливают и развертывают (или нарезают резьбу) под пробку (либо под штифт с резьбовым концом). Вставку запрессовывают в паз и крепят к корпусу винтами. Пробку запрессовывают, штифт заворачивают резьбовым концом, смазанным суриком, в корпус. При наличии в сломанном кронштейне или ушке отверстия его развертывают или растачивают в размер после установки вставки.
Приваркой отломанной части к корпусу.

Ремонт изношенных отверстий производят:

Установкой ремонтной втулки. Изношенное отверстие засверливают и развертывают или растачивают под запрессовку в него ремонтной втулки или стакана. От осевого смещения или проворота втулку (стакан) стопорят установкой винта в разъем с корпусом. В запрессованной втулке растачивают или развертывают отверстие нужного диаметра.
Наплавкой отверстия. Поверхность изношенного отверстия наплавляют, а затем обрабатывают до первоначального размера.

Читайте также: