CC BY
67
СТАНКИ И ОБОРУДОВАНИЕ
УДК 621.924.1
Из опыта восстановления направляющих шлифовальных станков
А. А. Ищенко, А. В. Антоненко, Л. Молнар
Большинство шлифовальных станков, работающих в тяжелой промышленности и машиностроении, характеризуются большими габаритами: длина направляющих — до 20 м, длина стола — до 10 м. При таких размерах станка любые повреждения плоскости направляющих скольжения на столе или на станине становятся серьезной проблемой при восстановлении работоспособности станочного оборудования. Разработанная в Приазовском государственном техническом университете совместно с Мишкольцским университетом технология ввода в строй тяжелых шлифовальных станков, получивших в процессе эксплуатации различные повреждения направляющих, представляет интерес для механических служб различных предприятий, которые сталкиваются с аналогичными проблемами. Эти ремонты выполнялись с применением пастообразных или жидкотекучих двухкомпонентных материалов класса «Мо-глайс» фирмы Diamant Metallplastic GmbH (Германия), которые после нанесения и застывания проявляют уникальные свойства: низкий коэффициент трения, эффект самосмазывания, виброгашение, износостойкость, пригодность для получения точных сопряжений, высокую жесткость [1].
Наиболее часто встречающееся повреждение направляющих шлифовального станка — это царапины на поверхности станины, которые по своей длине превосходят длину стола. Стол шлифовальных станков всплывает на слое масла, подаваемого под давлением в зону трения, и через царапину часть масла уходит за пределы стола, в отстойник. Следовательно, для обеспечения требуемого рабочего слоя масла приходится подавать смазку под более высоким давлением. В противном случае при контакте металлических поверхностей стола и направляющих стол может потерять плавность хода, что незамедлительно отразится на качестве обрабатываемой поверхности детали. Традиционно принято проводить шлифовку или шабрение дефектной поверхности направляющей. При указанных выше разме-
рах направляющих и столов данный вариант является чрезвычайно трудоемкой операцией. Для решения этой задачи были разработаны менее затратные способы.
Первый способ — заполнение образовавшейся царапины полимерным материалом «Моглайс» с избытком и последующая доводка, например шабрением, восстановленной поверхности. Естественно, что перед нанесением полимерного материала проводят подготовку поверхности царапины, превращая ее лункообразную форму (в сечении) в прямоугольную (рис. 1).
Другой способ нанесения материала требует изготовления специальной шлифованной линейки с отверстиями для закачивания материала и выхода воздуха (рис. 2). По такой технологии были восстановлены направляющие станка ХШ5-05 для шлифовки прокатных валков и направляющие круглошлифовально-го станка ХШ-193 толстолистового цеха одного из металлургических комбинатов Украины. Первый станок служит в течение шести лет, и претензий к выполненному ремонту нет. Второй отработал без замечаний два года.
Еще одна часто встречающаяся причина выхода из строя шлифовальных станков является недопустимо большой износ направляющих в зоне рабочего хода стола или каретки. Этот дефект также можно устранить и вернуть станок в работоспособное состояние, используя полимерные материалы. Примером
Рис. 1. Подготовка поверхности направляющих перед нанесением полимерного материала: а — исходное состояние; б — после придания царапинам прямоугольной формы
-^1ЕТАЛ ДО ОБРАБО ТКЛ
СТАНКИ И ОБОРУДОВАНИЕ
6
7
А—А
А 3000
наносился на нее шпателем (рис. 5). Тем же материалом покрыли и поверхность линейки, которая заранее была обработана специальным антиадгезионным составом (рис. 6). Благодаря раздельному нанесению материала на линейки и на направляющую исключалась вероятность появления на восстановленной поверхности раковин, которые могут образоваться из-за пузырьков воздуха,
Рис. 2. Закачка полимерного материала «Моглайс» в полость царапины:
1 — шприц; 2 — канал для подачи «Моглайса»; 3 — шлифованная линейка; 4 — канал для выхода воздуха; 5 — базовая поверхность направляющей; 6 — восстанавливаемый дефект; 7 — направляющая; Р — направление действия силы прижатия линейки
такого вида ремонта может служить восстановление геометрических размеров плоской поперечины длиной 3000 мм продольно-шлифовального станка модели 3510, которая была изношена на 1,2 мм в средней части (рис. 3).
Характерной особенностью износа поперечины являлось то, что ее рабочая поверхность не имела износа на конечных участках направляющей и могла служить базой для последующего восстановления проектного размера в средней части. Предстояло восстановить участок длиной 1800 мм. Плоскость, которая подвергалась восстановлению, была специально подготовлена с помощью шлифмашинки. На рис. 4 показана направляющая после подготовки поверхности под нанесение полимерного материала.
В качестве формирующего шаблона использовалась шлифованная линейка длиной 2500 мм (отбракованный и укороченный по длине нож ножниц поперечной резки прокатного стана). Нож имел технологические отверстия для строповки и транспортировки мостовым краном.
После обезжиривания поперечины пастообразный полимерный материал «Моглайс»
Рис. 4. Поверхность направляющей подготовленная под нанесение полимера. Стрелка указывает на поверхность, подготовленную для нанесения «Моглайса»
Рис. 5. Нанесение материала «Моглайс» на поперечину с помощью шпателя
Рис. 3. Характер износа поперечины
Рис. 6. Формирующая линейка с нанесенным на нее слоем «Моглайса»
СТАНКИ И ОБОРУДОВАНИЕ
МЕТт(РАУШ
Рис. 7. Установка линейки на базовые поверхности
возникающих при соприкосновении линейки с поверхностью полимера. Затем линейка устанавливалась на базовые поверхности (рис. 7). Ее собственного веса было вполне достаточно, чтобы выдавить полимер в боковые зазоры, но для полной уверенности в том, что посадка линейки на базовые поверхности выполнена правильно, к ней прикладывалась динамическая нагрузка. Через 16 ч линейка была сдвинута вдоль направляющей и удалена краном. Результат превзошел все ожидания. Поверхность была идеально сформированной. Боковые наплывы, которые образовались при выдавливании материала, были удалены шлифмашинкой и шабером. Результат можно увидеть на рис. 8. Предложенная технология восстановления не требует последующих операций шабрения подгонки — поверхность полностью готова к эксплуатации. Эксплуатация этого узла в течение двух лет подтвердила, с одной стороны, идеальную плавность хода каретки, с другой — отсутствие каких-либо заметных следов износа на рабочей поверхности.
Таким образом, многолетний опыт подобных ремонтов позволяет однозначно утверждать, что найден, опробован и внедрен в промышленность новый способ решения проблемы износа и повреждения направляющих шлифовальных станков. Естественно, в каждом конкретном случае ремонта разрабатывается новая технология с использованием всего арсенала средств, методов и приемов работы с полимерами, который накоплен специалистами Приазовского государственного технического университета в этой и других областях ремонтного производства [2].
Следует отметить, что не все полимерные материалы, предлагаемые на рынке Украи-
ны и Венгрии, могут быть применены для решения описанных выше ремонтных задач. При выборе материалов необходимо соблюдать осторожность, требовать от поставщиков подтверждения стойкости предлагаемых полимерных композиций в условиях попадания на них воды, смазки и эмульсии. Известны случаи применения полимерных материалов, поверхностные слои которых в результате работы и контакта с эмульсиями постепенно напитывались последними, набухали и начинали интенсивно изнашиваться. Поэтому если не производственный опыт, то по меньшей мере испытания на набухание таких материалов должны гарантировать их благополучное применение для шлифовальных и других станков. До применения на практике материал проходил указанную выше проверку в Южном научно-исследовательском институте (Одесса) в комплексе с другими испытаниями. В результате был сделан вывод о том, что в условиях воздействия масла, воды и эмульсии материал «Моглайс» имеет наилучшие свойства в сравнении с другими материалами аналогичного назначения. Именно по этой причине немецкие и чешские машиностроительные фирмы используют данный материал при изготовлении направляющих новых станков различных типов, в том числе шлифовальных. В Санкт-Петербурге материал «Моглайс» рекламирует и поставляет фирма «Аквилон Сервис» (www.poakvilon.ru).
В рамках данной статьи не затронуты вопросы восстановления направляющих токарных и расточных станков, опыт ремонта которых с использованием материала «Моглайс» подробно описан в [3]. Результаты применения этого материала при восстановлении направляющих токарно-винторезных станков показали, что нанесенный на направляющие
Рис. 8. Восстановленная поверхность направляющей. Стрелка указывает на восстановленную поверхность
МЕТ^ППООЬРАЬЬТК^
СТАНКИ И ОБОРУДОВАНИЕ
каретки слой «Моглайса» толщиной 1,5-2,0 мм работает при двусменном режиме эксплуатации в течение семи лет в механическом цехе металлургического комбината.
Литература
1. Barna B., Molnar L., Tokacs D., Towt A. Badanie syntetycznych powlok na powierzchniach par slizgowych
// Technologia 1 automatyzacia montazy. 1995. № 2. Б. 34-38.
2. Ищенко А. А. Технологические основы восстановления промышленного оборудования современными полимерными материалами: Учеб. пос. Мариуполь: Приазовск. гос. техн. ун-т, 2007. 250 с.
3. Ищенко А. А. Новые технологии восстановления направляющих металлообрабатывающих станков // Оборудование и инструмент для профессионалов. 2003. № 2. С. 26-27.
1Г
Ищенко А. А.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ основы ВОССТАНОВЛЕНИЯ промышленного оборудования современными полимерными
МАТЕРИАЛАМИ Мариуполь: ПГТУ, 2007. 250 с.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫМИ ПОЛИМЕРНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
Описанное в статье восстановление шлифовальных станков и другого промышленного оборудования с помощью полимерных материалов подробно изложено в книге, которую рекомендует журнал «Металлообработка». Практический опыт применения данной технологии накоплен на предприятиях Украины, Германии, Венгрии, Чехии.
Учебное пособие посвящено проблеме повышения эффективности ремонтных работ в различных отраслях промышленности путем разработки технологии применения современных полимерных ремонтных материалов. В данном издании приведены:
• технические характеристики современных полимерных композиций и технологические особенности их использования для восстановления узлов и деталей общего назначения;
• технология специфических ремонтов уникального оборудования (станин прокатных клетей, подушек прокатных валков и др.);
• систематизированные результаты исследований свойств полимерных материалов, в том числе полученные автором за 14 лет работы в этой области.
Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов направлений «Инженерная механика», «Машиностроение», для инженерно-технических работников предприятий, занимающихся ремонтом промышленного оборудования.
Для приобретения книги обращайтесь по e-mail: [email protected]
К
J
