1.2 Методы восстановления деталей

Производство по восстановлению деталей является сложным, т.к. применяются наукоемкие технологические процессы. Все методы восстановления деталей можно подразделить на три основные группы.

К первой группе относятся технологии восстановления изношенных поверхностей: механическая обработка, пластическое деформирование, наплавка, напыление, гальваническое наращивание, нанесение синтетических материалов, электрические способы обработки и др.

Ко второй группе относятся технологии восстановления деталей с механическими повреждениями: пластическая деформация, сварка, пайка, склеивание.

К третьей группе относятся технологии восстановления деталей с химико-тепловыми повреждениями: гальванические покрытия, химическая обработка, напыление, окраска и др.

Особенно технически сложными являются технологии первой группы. Они являются методами технологического нанесения на поверхность слоя конструкционного материала. Их применение позволяет достигать высоких эксплуатационных и технологических показателей: твердости, износостойкости, теплостойкости, коррозийной стойкости, ударной вязкости, прочности и др.

Последнее можно проиллюстрировать графически (рис. 3.1).

При восстановлении деталей могут применяться:

− различные методы нанесения покрытий, пластической деформации и др. (для восстановления размеров деталей);

− методы механической обработки или правки (для восстановления геометрической формы деталей);

− способы нанесения покрытий: механическая, термическая обработка и др. (для восстановления физико-механических свойств);

− способы термической, химико-термической обработки и др. (для восстановления структуры материала детали);

− способы механической обработки, статической и динамической балансировки (для восстановления массы и уравновешенности деталей);

− механическая обработка, мойка, нанесение защитных покрытий и др. (для восстановления качества поверхности деталей);

− термическая обработка, химико-термическая обработка, сварка и др. (для восстановления прочности детали);

− термическая обработка, нанесение покрытий, сварка и др. (для восстановления жесткости детали);

− сварка, способы нанесения полимерных материалов (для восстановления герметичности детали).

,МПа

Плотность дислокаций

(Количество дефектов кристаллического строения)

Рис. 3.1 Зависимость прочности металлов и сплавов от количества дефектов кристаллического строения:

участок 1 — идеальный кристалл без дефектов; 2 — бездефектные кристаллы «усы» (для «усов» железа  = 13500 МПа) 10⁴–10⁷ см^-2; 3 — отожженные металлы (10⁶–10⁷ см^-2);

4 — металлы с увеличенной плотностью дефектов после обработки

1.3 Классификация технологических способов восстановления деталей

В основу классификации способов ремонта, восстановления и упрочнения деталей положены признаки создания припусков и покрытий на обрабатываемых поверхностях заготовок, а также виды потребляемой энергии.

Изношенные детали ремонтируют, восстанавливают или упрочняют как без вложения, так и с вложением дополнительной массы материалов в исходную основу. В первом случае поверхности изношенных деталей обрабатывают под ремонтные размеры. Припусками при этом служат изношенные поверхностные слои материала основы. Создание припусков для этого случая может достигаться перемещением материала изношенной детали внутри ее объема.

Во втором случае на изношенные поверхности наносят покрытия. Деталям в процессе восстановления придаются номинальные размеры.

Для нанесения покрытий на изношенные поверхности применяются многочисленные технологические методы: наплавка, сварка, напыление, приварка, плакирование, электролиз, химическое осаждение, осаждение из газовой или парогазовой фазы, заливка жидкого металла и др.

В ремонтном производстве реализуются разнообразные технологические методы ремонта, восстановления и упрочнения изношенных деталей. Укрупненная классификационная схема этих методов приводится на рис. 3.2.

1

9

Химико-термические способы

10

Электромеханическая обработка

Электрофизическая обработка

11

Электрохимическая обработка

12

Гальванические способы

13

Способы нанесения полимерных материалов

14

Пайка

15

Заливка жидким металлом

16

Совмещенные способы

17

Самозатачивание

Эффект безызносности

18

19

Поверхностная упрочняющая обработка с применением концентрированных потоков энергии

20

Рис. 3.2 Укрупненная классификация методов ремонта, восстановления и упрочнения деталей

1.4 Восстановление и ремонт деталей — основа ресурсосбережения при ремонте сельскохозяйственной техники

На основании отечественного и зарубежного опыта можно заключить, что восстановление и ремонт деталей — это технически и экономически оправданное производство.

Затраты на восстановление деталей составляют от 15 до 70% стоимости соответствующих вновь изготовленных изделий. Восстановление деталей на

1 млн. руб. (в ценах 1991 г.) позволяет экономить 2,0 тыс. т черных металлов; 0,9 млн. кВт·ч. электроэнергии; 46 тыс. ч. труда.

Техническая сторона работ по восстановлению деталей состоит в обеспечении 100% ресурса объектам ремонта. Эти достижения базируются на применении новых технологий и материалов. Количественно принято техническую сторону оценивать коэффициентом долговечности К_д

, (3.4)

где W_в и W_н — наработка до предельного состояния соответственно восстанов-

ленной и новой одноименной детали.

Если W_в  W_н, то восстановление деталей равнозначно дополнительному выпуску изделий. Величина дополнительного выпуска (N_доп) оценивается зависимостью:

N_доп , (3.5)

где N_в — годовая производственная программа по восстановлению деталей.

Из практики известно, что на изготовление одного коленчатого вала двигателя ЗМЗ-53 расходуют 57 кг металла. При этом затрачивается 183 мДж энергии. Отходы в виде стружки составляют 2,5 кг. При восстановлении вала эти значения в 20 раз меньше. Металла расходуется не более 2,6 кг, энергии до 9,5 мДж, отходы — 0,12 кг.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите типичные дефекты и характерные признаки восстанавливаемых деталей.

2. Что понимается под ремонтопригодностью детали?

3. Изложите определение термина «восстановление изношенной детали».

4. Изложите определение термина «ремонт изношенной детали».

5. Перечислите методы, применяемые для восстановления размеров деталей.

6. Перечислите методы, применяемые для восстановления геометрической формы деталей.

7. Приведите укрупненную классификационную схему методов ремонта, восстановления и упрочнения деталей.

8. Приведите формулу для расчета коэффициента долговечности восстановленной детали.