3.2. Классификация способов восстановления деталей
Значение восстановления деталей. Повышение качества ремонта машин при одновременном снижении его себестоимости — главная проблема ремонтного производства. В структуре себестоимости капитального ремонта машин 60... 70 % затрат приходится на покупку запасных частей, которые даже в условиях рынка остаются дефицитными при росте цен. Основной путь снижения себестоимости ремонта машин — сокращение затрат на запасные части. Частично этого можно добиться за счет бережного и грамотного выполнения разборки машин и дефектации деталей. Однако главный резерв — восстановление и повторное использование изношенных деталей, так как себестоимость восстановления большинства деталей, как правило, не превышает 20...60 % цены новой детали. Например, себестоимость восстановления ведущего колеса трактора тягового класса «3» в 2 раза меньше цены нового колеса, себестоимость восстановления поршневого пальца двигателя типа СМД гидротермической раздачей в 5 раз меньше цены нового пальца. Кроме того, восстановление деталей — один из основных путей экономии материально-сырьевых и энергетических ресурсов, решение экологических проблем, так как затраты энергии, металлов и других материалов в 25...30 раз меньше, чем затраты при изготовлении новых деталей. При переплавке изношенных деталей также безвозвратно теряется до 30 % металла.
В процессе восстановления детали можно не только снизить себестоимость ремонта машин, но и во многих случаях повысить его качество, так как многие из рассмотренных далее способов значительно упрочняют восстанавливаемые поверхности, повышают их износостойкость.
Основные понятия. Рассмотрим некоторые определения.
Восстановление детали - комплекс технологических операций по устранению дефектов детали, обеспечивающих возобновление ее работоспособности и геометрических параметров, установленных нормативно-технической документацией.
Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям. Дефектная деталь — деталь, показатели качества которой имеют недопустимые отклонения от требований нормативно-технической документации по ремонту. Деталь, подлежащая восстановлению — дефектная деталь, устранение дефектов которой технически возможно и экономически целесообразно.
Способ восстановления детали—совокупность операций, характеризующая технологический процесс (наплавку, напыление и т.д.).
Типовая поверхность—поверхность, характеризуемая единством условий работы и изнашивания в соединении для группы поверхностей с общими конструктивными признаками.
Технологические процессы разделяют на типовые, единичные и групповые.
Типовой технологический процесс предназначен для восстановления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками. Единичньй процесс служит для восстановления группы изделий одного наименования, типоразмера и исполнения. Групповой процесс необходим при восстановлении группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
Технологическая операция восстановления – законченная часть технологического процесса, выполненная на одном рабочем месте.
Коэффициент повторяемости дефекта—отношение числа деталей с наличием дефекта определенного вида к общему числу продефектованньих ремонтопригодных деталей.
Коэффициент восстановления детали – отношение числа деталей, подлежащих восстановлению, к общему числу продефектованных деталей.
Удельный вес восстановления деталей в общем потреблении запасных частей — отношение стоимости восстановленных деталей к общей стоимости запасных частей (новых и восстановленных), используемых при ремонте машин.
В зависимости от формы организации производства, определяемой объемом и номенклатурой восстановленных деталей, различают следующие типы производств по восстановлению: предприятие, цех, участок, рабочее место, поточно-механизированная линия (ПМЛ).
Под централизованным восстановлением деталей понимают такой способ организации производства, при котором детали восстанавливают в специализированных цехах, на участках и ПМЛ не только для собственных нужд, но и для других (или только для других) предприятий.
Классификация способов восстановления деталей. В зависимости от физической сущности процессов, технологических и других признаков существующие способы можно разделить на десять групп (табл. 3.1).
3.1. Способы восстановления деталей
обработка 2. Постановка дополнительной ремонтной детали (ДРД)
З. Обработка до выведения следов износа и придания правильной геометрической формы
4. Перекомплектовка
1. Вытяжка, оттяжка
2. Правка (на прессах, наклепом)
З. Механическая раздача
4. Гидротермическая раздача
5. Электрогидравлическая раздача
6. Раскатка
7. Механическое обжатие
8. Термопластическое обжатие
9. Осадка
10. Выдавливание
11. Накатка
12. Электромеханическая высадка
1. Напыление газопламенное, в псевдоожиженном слое (вихревое, вибрационное, вибровихревое) и др.
2. Опрессовка
З. Литье под давлением
4. Нанесение плiателем, валиком, кистью и др.
4 Ручная сварка и наплавка 1. Газовая
2. дуговая
З. Аргонодуговая 4. Кузнечная
5. Плазменная
6. Термитная
7. Контактная
5 Механизированная ду- 1. Автоматическая под 4iзюсом юная сварка и наплавка 2. В среде защитных газов: аргоне, углекислом газе (диоксиде углерода), водяном паре и др.
З. С комбинированной защитой
4. дуговая с газопламенной защитой
5. Вибродуговая
6. Порошковой проволокой или лентой
Краткая характеристика способов. Для первой группы способов износы поверхностей устраняют слесарной или механической обработкой с изменением их первоначальных размеров. для получения необходимой посадки применяют соединяемые детали с измененными параметрами или ставят компенсатор износа (кольца, бандажи, втулки, резьбовые спиральньге вставки и т. д.). Иногда поверхность детали обрабатывают до придания ей правильной геометрической формы (нажимные диски, плоскости головок цилиндров и др.).
При пластическом деформировании размеры изношенных поверхностей восстанавливают за счет перераспределения металла от нерабочих участков детали к рабочим. Объем детали остается постоянным. Основные достоинства этих способов: не требуется присадочный материал, простота, высокие производительность и качество.
Технология восстановления деталей поли мерными материалами отличается простотой и доступностью (используют в полевых условиях), низкой себестоимостью, высокой производительностью и хорошим качеством.
Ручная сварка и наплавка получила широкое применение из-за простоты и доступности. В то же время она малопроизводительна, материалоемка, не всегда обеспечивает высокое качество.
Механизированные способы сварки и наплавки могут быть автоматическими и полуавтоматическими. Большинство этих способов обеспечивает высокие производительность и качество.
Ручные и механизированные сварочно-наплавочные способы получили наибольшее применение (75...80 % общего объема восстановления). Их недостатки — термическое воздействие на основной металл, в том числе на невосстанавливаемьие поверхности, деформация деталей, значительные припуски на механическую обработку. Применение большинства из этих способов целесообразно для восстановления сильноизношенных деталей.
При напылении расплавленный присадочный материал (проволока или порошок) с помощью сжатого воздуха распыляется и наносится на подготовленную поверхность детали. Способы напыления различают в зависимости от источника теплоты: дуговое — теплота электрической дуги, газопламенное теплота газового пламени и т. д. Напыляют металлы, полимеры и др. При напылении металла процесс называют металлизацией.
Большинство способов напыления характеризуется высокой производительностью, позволяет достаточно точно регулировать толщину покрытия и припуск на механическую обработку. Серьезный недостаток напыления — низкая сцепляемость покрытий с основой. Для ее повышения применяют нанесение специального подслоя, последующее оплавление и др.
В основе гальванических способов лежит явление электролиза. Их различают по виду осаждаемого металла, роду используемого тока, способу осаждения и др. Гальванические способы высокопроизводительны, не оказывают термического воздействия на деталь, позволяют точно регулировать толщину покрытий и свести к минимуму или вовсе исключить механическую обработку, обеспечивают высокое качество покрытий при дешевых исходных материалах. Такие способы применяют для восстановления мало изношенных деталей. Недостатки гальванопокрьитий — многооперационность, сложность и экологическая вредность технологии.
Термическую обработку применяют для упрочнения и восстановления физико-механических свойств деталей (упругости пружин и др.). При химико-термических способах происходит диффузное насыщение поверхности детали тугоплавкими металлами (хромом, титаном и др.) при некотором изменении размеров. Эти способы применяют для восстановления и повышения износостойкости малоизношенньих деталей (плунжеров и др.).