CC BY
10ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Технология ремонта и восстановления работоспособности
деталей машин
Опыт работы машиностроительных предприятий Забайкалья свидетельствует о том, что сдерживающим фактором развития технологии ремонта изношенных деталей машин является отсутствие эффективных методик не только повторного использования большинства деталей после восстановления, но и самого изделия.
Известно, что восстановление изношенных поверхностей деталей является одним из важнейших показателей хозяйственной деятельности машиностроительных предприятий. Вторичное потребление восстановленных деталей, как правило, эффективнее, чем изготовление новых. Современная восстановительная технология распола'ает достаточным объемом средств и методов, с помощью которых изношенным деталям машин практически полностью возвращаются свойства новой детали.
В технологии машиностроэния при ремонте деталей машин нашли применение технологические методы, которые можно разделить на две группы:
1) меюды восстановления изношенных поверхностей металлов покрытиями;
2) восстановление изношенных поверхностей деталей без добавленного металла. Реализация технологических методов позволяет получить на изношенной поверхности детали слой необходимой толщины и химического состава, твердости и износостойкости при относительно невысокой себестоимости наращивания.
Традиционно восстановление размера, точности и тзер-дости, а также износостойкости рабочих поверхностей деталей чаще всего достигается наплавкой материалов с заданными свойствами. Доля наплавочных способов составляет до 80 процентов валового объема и до 95 процентов номенклатуры восстанавливаемых деталей. Однако, несмотря на ряд достоинств, недостатком всех методов наплавки является термическое воздействие на металл детали, вызывающее ухудшение механических свойстз металла в зоне термического воздействия.
Технологический процесс восстановления изношенной поверхности необходимо разделить на два самостоятельных этапа:
1) подготовительный - заключающийся в обработке изношенной поверхности для придания ей правильной геометрической формы путем удаления механических повреждений л дефектного слоя под последующее наращивание;
2) завершающий - восстановление утраченных качественных и точностных параметров обработкой нароцен-ной поверхности.
Оба этапа механической обработки реализуются в сложных технологических условиях.
При подготовке изношенной поверхности под наплавку, процесс резания происходит при неравномерных припусках, в условиях ударной нагрузки, вибрации (на изношенной поверхности, как правило, находятся многочисленные раковины, макро- и микровыкрашивания, что создает прерывистость резания). В зависимости от харак~ера дефектов изношенной поверхности и величины припуска может быть применена обработка на станках токарной,
Е.А. КУДРЯШОВ, профессор, доктор техн. наук, С.В. ЧЕТВЕРИКОВ, аспирант, ЧитГУ, г.Чита
фрезерной, строгальной и шлифовальной группы. Методы, приемы и режимы обработки изношенных поверхностей деталей практически без особых изменений могут быть перенесены из традиционных технологических процессов изготовления в область ремонтных технологий, с учетом характера и состояния прерывистости обрабатываемой поверхности. Следует учитывать и специфические особенности технологии, присущие только ремонтному производству. а именно: технологический процесс механической обработки восстанавливаемой поверхности до, и особенно после наплавки, как правило, приходится осуществлять при смене первичных технологических баз, принятых при изготовлении де~алей. Смена баз приводит к дополнительным погрешностям обработки, а нестабильность физико-механических свойств и величины припуска создают ряд проблем в достижении заданных качественных и точностных параметров
На завершающем этапе восстановительного технологического процесса ограничением применения лезвийной механической обработки, по данным литературных источников, является предельно допустимая для традиционных инструментальных материалов (твердые сплавы) твердость нарощенного слоя (НРСэ < 40), а также неравномерный припуск, наплывы, неоднородность наплавленного металла, неметаллические включения. Процессы шлифования имеют ряд существенных недостатков, а именно: сложность сохранения размерной стойкости инструмента, невозможность обработки сложных конструктивных элементов наплавленной поверхности, шаржирование.
Производственные испытания свидетельствуют о перспективности применения на втором этапе лезвийных сверхтвердых материалов (композиты). Точение наплавленных поверхностей, предварительно обработанных твердосплавным инструментом, гарантировано обеспечивает точностные и качественные характеристики процесса.
Перспективным направлением повьшения надежности и износостойкости деталей машин является применение геояктияаторов, которые вводятся в зону трения узлов механизмов машин через систему обеспечения топливом. Геоактиваторы или РВС (ремонтно-восстановительные составы) представляют собой мелкодисперсный порошок, изготовленный из геологических пород. Механизм воздействия суспензии на основе порошка на металлическую поверхность заключается в образовании металлокерами-ческого защитного покрытия с лучшими антифрикционными свойствами и повышенной микротвеэдостью.
Для проверки эффективности РВС - технологии на Читинском машиностроительном заводе пэоведены испытания шарикоподшипника.
Подшипник поступил на испытания с пятнами коррозии по внутренней и внешней обоймам, сепаратору, дорожкам качения и телам качения. Очистка подшипника от коррозии не производилась, кроме продувки сжатым воздухом для ужесточения условий восстановления. При прокрутке подшипник издазал шумы с треском и характерным скрипом. Радиальный зазор по четырем диаметрально проти-
№ 1 (26) 2005 1 7
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
воположным точкам составил 25,0; 22,0; 23,0; 21,5 мкм. Средний радиальный зазор составил 22,875 мкм.
Процедура проверки эффективности РВС заключалась в нанесении на дорожку качения подшипника рабочей смазки: 3 мл. масла веретенного, 7 гр. литола и 0,3 гр. РВС. Подшипник устанавливался внутренним кольцом в патрон токарного станка, нагрузка на внешнюю обойму передавалась через латунную оправку рряцодержателем станка.
Обкатка подшипника производилась при средней на--рузке на оборотах 710 в течение 15 мин; на обоэотах 1000 з течение 15 мин.; на оборотах 1600 в течение 15 мин. После повторной набивки смазкой обкатка производилась на оборотах 710 в течение 5 мин.; на оборотах 1600 в течение 10 мин. После обкатки подшипник промывался в дизельном топливе и продувался сжатым воздухом.
Лабораторные испытания подтвердили эффективность применения РВС-технопогий. После обработки дорожки качения очистились полностью от коррозии, вращение обоймы стало плавным без шумов. Радиальный зазор по четырем диаметрально противоположным точкам составил 21,0; 18,5; 19,0; 17,0 мкм.
Таким образом, обработка по РВС - технологии позволила компенсировать износ дорожек качения 17%, снизить трение и очистить поверхности качения и тела качения от
коррозии.
Результаты исследования позволяют сформулировать основные требования к порядку разработки технологии ремонта л восстановления работоспособности деталей машин. В зависимости от физического состояния изношенной поверхности следует провести сортировку деталей на две группы:
1) детали с износом рабочих поверхностей в пределах допуска;
2) детали с износом рабочих поверхностей и механическими дефектами. Детали перЕОй группы подвергаются восстаноЕлению РВС - технологиями, детали второй группы обрабатываются твердыми сплавами под ремонтный размер, после наплавки проводится чистовая лезвийная обработка инструментами из композитов под рабочие размеры чер-ежа.
Литература
1. Кудряшов Е.А. Обработка деталей инструментом из композитов в осложненных технологических условиях -Чита: ЧитГУ, 2002. Том 1. - 257 с.
2. Кудряшов Е.А. Обработка деталей инструментом из композитов в осложненных технологических условиях -Чита: ЧитГУ, 2002. Том 2. - 290 с.
Совершенствование элементов станочных приспосоОлений для изготовления нежестких корпусных деталей
А.А.ЧЕРЕПАНОВ, доцент, канд. техн. наук, АлтГТУ им. И.И. Ползунова, а. Барнаул
Основной причиной технологических трудностей при обработке нежестких деталей являются сравнительно высокие упругие свойства материалов, которые вызывают деформации на всех стадиях обработки, сборки и эксплуатации деталей. В свою очередь, упругие деформации приводят к нарушению технологических баз, погрешностям формы и размеров деталей, ограничению режимов резания. Данное обстоятельство обусловливает необходимость использования специализированных станочных приспособлений, повышающих жесткость технологической системы. Традиционно, для повышения жесткости при обработке тонкостенных корпусных деталей в рамках станочных приспособлений использую- систему подводимых домкратов. Основным недостатком этих станочных приспособлений является значительное время на подготовку производства, обусловленное необходимостью настройки подво- димых домкратов на каждую заготовку и их фиксацию.
Сокращение времени на подготовку производства становится возможным с применением гибкой системы под-еодимых домкратов, обеспечивающих самоустановку и сэиксацию домкратов в процессе обработки. Для эффективного конструирования такой технологической оснастки целесообразно использовать методологию поискового конструирования, позволяющую значительно интенсифицировать поисковые работы
На этапе предварительной постановки задачи предусматриваются ряд операций, включающих в себя: описание проблемной ситуации с указанием путей ее устранения; списание функции (назначения) технического объекта; выбор прототипа и формирование списка требований; составление списка недостатков прототипов; предваритель-
18 № 1 (26) 2005
ная формулировка задачи, кратко обобщающая результаты, полученные при выполнении предыдущих операций.
Описание функции технического объекта содержит четкую и краткую характеристику технического средства, с помощью которого можно удовлетворить возникшую потребность.
Описание функции можно представить в виде трех компонент:
Р = (О.С,Н) (1)
где О - указание действия, производимого рассматриваемым объектом и приводящего к желаемому результату; в - указание объекта, или предмета обработки, на который направлено действие Р; 11 - указание особых условий и ограничений, при которых выполняется действие.
Для рассматриваемой проблемной ситуации, описание и пути решения которой приведены в начале статьи, описание функции выглядит следующим образом: «Приспособление, содержащее гибкую систему домкратов, позволяющих повысить жесткость технологической системы устанавливает (базирует и закрепляет) (О) нежесткую заготовку корпусной детали (в) с габаритными размерами 300x200x100 с погрешностью установки не более 0,02 мм (Н)».
В описании проблемной ситуации часто указывают прототипы, которые требуется усовершенствовать. При выборе прототипов рекомендуется использовать словари технических функций, международную классификацию изобретений, патентные описания, справочники, техническую литературу и т.п.
При разработке и проектировании технического объекта всегда имеет место определенный список требований, которым технический объект должен удовлетворять. Если
«
