Восстановление деталей

Существуют много  методов  ремонта изношенных деталей. К ним относятся слесарная и механическая обработка, сварка, пластическое деформирование, склеивание, металлизация и напыление, пайка, электрическое и химическое покрытие, электрофизический и электрохимический метод, применение полимерных материалов.Ремонт детали слесарной обработкой включает в себя обработку шабрением, притиранием, опиливанием и развертыванием.Обработка детали шабрением осуществляется при подгонке для получения ровной плоскостной поверхности, после того как деталь была обработана на строгальном или фрезерном станке или после операции опиловки ножовкой (пилой для металла). При шабрении с поверхности детали с помощью шабера (ручной или механический шабер изготовляется из инструментальной стали марки У10, У12 с последующей закалкой до твердости HRCo=60) снимается тонкий слой металла (0,002... €,0005 мм). Качество шабрения проверяется по числу пятен, приходящихся на квадрат размером 25x25 мм. Если число пятен на указанном квадрате равно 9, то это грубое шабрение, 16 — точное, 25 — очень точное.

Операция притирки (притирания) характеризуется применением  порошков или паст для обеспечения  плотного прилегания одной детали к  другой. Притирка применяется для  создания герметических соединений, при этом припуск составляет 0,01... 0,02 мм. При проведении притирки используются абразивные порошки: кварц, толченое стекло, наждак, алмазный порошок, оксид хрома, карборунд и др. Порошки применяют  в зависи­мости от твердости подгоняемых деталей. Например, для притирки стальных деталей используют корундовые и наждачные порошки.Широкое распространение при притирке, а также доводке имеют пасты ГОИ, которые наносятся на обрабатываемую поверхность или на полированные круги, частота вращения которых достигает 50 с-1, при этом оксидная пленка на выступающих участках поверхности нарушается и как бы срезается с поверхности металла.Пасты ГОИ имеют различную абразивную способность (способность снимать слой металла): грубые пасты — 37...17 мкм, средние —16...8, тонкие — 7...1 мкм»При проведении операции притирки применяют смазывающе-охлаждающие жидкости (керосин, индустриальное масло, стеарин, бензин, скипидар). При притирке стальных деталей используют индустриальное масло, чугунных — керосин.В последние годы в качестве притирочных материалов используют алмазные порошки и пасты из крошки синтетических, алмазов, которые обеспечивают обработку поверхностей с высокой твердостью.Операция притирки состоит в том, что притирочную плиту смачивают керосином, вытирают чистой тряпкой и покрывают тонким слоем пасты. Притираемую деталь устанавливают в одном из углов плиты и перемещают в другой угол с легким равномерным нажимом.Изделия цилиндрической формы притираются снаружи кольцевыми притирками, а внутри — цилиндрическими раздвижными.При обработке деталей, имеющих диаметр отверстий от 5 до 15 мм, используют притиры из меди и латуни, при диаметрах более 15 мм — чугунные притиры.Обработка опиливанием заключается в устранении погрешностей предыдущей обработки, снятии лишнего наплавленного-металла (при ремонтных работах) с детали. При грубом опиливании удаляют слой металла более 0,2 мм с помощью брусков или драчовых напильников (напильники с крупной насечкой), при тонком —слой не более 0,1 мм, применяя личные или бархатные напильники, а также надфили различных профилей.Способ ремонта детали механической обработкой заключается в том, что с изношенной детали (направляющая, отверстие корпуса и др.) снимают минимально возможный слой для того, чтобы удалить следы износа и получить свободный или регламентированный ремонтный размер. Ремонтный размер — размер больше или меньше нормального, т. е. размера, который имеет деталь при изготовлении на заводе. Ремонтный предельно до­пустимый размер зависит от условий прочности и конструктивных особенностей детали. В соединениях вал — втулка, винт — гайка и др. механической обработке подвергается более дорогостоящая деталь, а другая деталь заменяется новой, имеющей измененный (ремонтный) размер. Иногда применяются детали-компенсаторы: втулки, прокладки, накладки, шайбы.

Способ механической обработки позволяет осуществлять ремонт резьбовых соединений вязальных  машин, включая и бытовые. В случае сорванной резьбы отверстие рассверливают и нарезают резьбу ремонтного размера, при этом болт, шпильку или винт подбирают большего диаметра (обычно следующего-стандартного размера).Иногда применяют способ установки пробки, когда отверстие с сорванной резьбой рассверливают и нарезают новую резь бу120  на большем диаметре (для более плотного соединения пробки резьбу в отверстие нарезают неполную), после чего в отверстие завертывают пробку, имеющую внутреннюю резьбу под «болт или винт.Заделка трещин небольшой длины и раковин на неответственных деталях (основание машины) может производиться с полностью штифтов. Деталь очищают от ржавчины или окалины м высверливают по концам трещины отверстия под резьбу с таким расчетом, чтобы не менее половины диаметра сверла выходило за пределы трещины для предупреждения ее дальнейшего распространения. Затем размечают, накернивают центры отверстий и высверливают их, после чего нарезают резьбу в отверстиях и завертывают штифты, изготовленные из отожженного медного прута, по всей длине трещины. Выступающие концы штифтов зачеканивают и запиливают напильником. Чтобы придать детали герметичность, трещину пропаивают мягким припоем и прокрашивают шов в цвет детали.

Большие трещины  заделываются заплатами, которые крепятся винтами, если деталь стальная или чугунная, и заклепками, если деталь алюминиевая. Перед этой операцией деталь в  зоне трещины очищают от грязи, ржавчины. Концы трещины засверливают для устранения дальнейшего ее распространения. Из листа мягкой стали, латуни, меди или алюминия вырезают заплату, длина и ширина которой на 20...25 мм больше, чем ширина и длина трещины. На расстоянии до 10 мм от края и до 5 мм одно от другого сверлят отверстия под винты; если винты с потайными головками, то отверстия зенкуют.После наложения изготовленной заплаты на трещину, как по шаблону, сверлят в детали отверстия меньшего диаметра и нарезают в них резьбу —соединение заплаты с деталью с помощью винтов.

Сварку применяют  для заделки раковин, трещин, отколов, пробоин и приварки отломанных частей. Дуговая и газовая сварка получила наибольшее распространение. Перед  сваркой поверхности деталей  зачищают под сварочный шов с помощью шлифовальной (ручной) машины, металлической щетки, пескоструйного аппарата или напильника. Обезжиривание поверхностей осуществляется путем вываривания детали в растворе карбоната натрия с последующим промыванием в теплой воде. Иногда обезжиривание проводят с помощью органических растворителей.Перед сваркой трещины засверливают по концам, а заварку производят от конца трещины к середине или к краю детали короткими участками.Раковины очищают до чистого металла, острые кромки скругляются. Заварку ведут небольшими валиками, перекрывающими один другой.Отломанные части скрепляют стяжками или хомутами, при этом оставляют зазор между ними для проникания расплавленного металла.При установке заплат последняя должна иметь толщину,, равную завариваемой детали, по форме — круглая или прямоугольная со скругленными углами, по размеру — на 2 мм* меньше завариваемого отверстия. Заплату вначале прихватывают* в нескольких местах, после чего заваривают крест-накрест. После остывания сварного шва его обрабатывают заподлицо с поверхностью детали.При сварке стальных деталей применяют дуговую сварку металлическими электродами, газовая используется главным образом при сварке топких деталей толщиной до 3 мм. 

Сварка чугунных деталей производится как дуговой, так и газовой сваркой тремя  способами: с полным подогревом всей детали до температуры 700°С (горячая  сварка), с неполным подогревом до температуры 450° С (полугорячая) и с местным-подогревом горелкой (холодная).При сварке деталей из алюминия и его сплавов используют газовую или дуговую сварку с предварительным нагревом очищенной детали до температуры 240° С.

Восстановление изношенных деталей пластическим деформированием  включает осадку, раздачу, вытяжку, растяжку, правку и накатку.Восстановление размеров деталей осуществляется перемещением части металла с нерабочих ее участков к изношенным поверхностям.

Перечисленные операции производятся в холодном состоянии  для деталей из низкоуглеродистых  сталей,  цветных металлов» и  сплавов с предварительным нагревом для средне  и высокоуглеродных сталей.Осадка используется для получения наружного диаметра большего размера сплавных деталей и для уменьшения внутреннего и увеличения наружного диаметра полных деталей за счет уменьшения их высоты. Эта операция применяется для восстановления различных типов втулок при износе по внутреннему и наружному диаметру цапф, валов и осей и других деталей, когда износ не превышает 1 % диаметра. При посадке диаметр детали увеличивается на величину, равную износу и припуску на механическую обработку.Раздачу используют для увеличения наружного диаметра за  счет увеличения внутреннего. Эту операцию применяют для восстановления изношенных втулок (в том числе шлицевых), пустотелых валов и др. Операцию проводят в холодном состоянии, причем закаленные детали предварительно отпускают. После обжатия деталь обтачивают по наружному диаметру для получения необходимого размера.Вытяжкой увеличивают длину деталей (рычат, тяги, стержни, штанги) за счет местного уменьшения их поперечного сечения, которое осуществляется на небольшом участке путем приложения силы, перпендикулярной направлению удлинения. Вытяжку проводят в горячем состоянии детали (до 850 °С).Растяжка также предназначена для увеличения длины детали, при этом направление действующей силы совпадает с направлением удлинения.Операция правки устраняет изгиб, скручивание и коробление детали, она предназначена для восстановления валов, ходовых винтов, осей, шатунов, тяг, балок, корпусов и др.Правка производится с помощью домкратов, прессов, скоб, жувалд, молотков (стальные, медные, деревянные).В зависимости от степени деформации и размеров детали правка проводится в .холодном состоянии детали или с предварительным нагревом. Крупные и сильно деформированные детали восстанавливаются горячей правкой, при этом деталь нагревают до температуры 800 °С.Правка местным наклепом осуществляется пневматическим молотком с шаровидной головкой. Выбор участка и степень производится с учетом места изгиба и его размеров.

Накатка позволяет  восстановить неподвижность посадок  на шейках валов. Изношенную деталь закрепляют в центрах токарного станка и  обкатывают роликом с насечкой из стали марки У12А или ШХ15. Накатка  увеличивает диаметр детали на 0,4 мм. Если твердость детали небольшая (HRC 30), то накатку проводят в холодном состоянии. Последующим шлифованием  обеспечивают получение требуемого размера.Способ склеивания успешно применяется при ремонте металлических и неметаллических (деревянных) деталей для их скрепления, заделки трещин, раковин, пробоин, восстановления неподвижных посадок и резьбовых соединений.

Технологический процесс  склеивания складывается из следующих  этапов:поверхности подготавливают к склеиванию, т. е. очищают от .грязи, тщательно обезжиривают и при необходимости механически обрабатывают;приготавливают и наносят клей на поверхность (нанесение клея может производиться кистью или шпателем); следует обратить внимание на равномерность нанесения клея, отсутствие в нем пузырьков воздуха. Толщина клея около 0,1 мм, при заделке пустот и зазоре между склеиваемыми деталями более 0,15 мм слои клея следует чередовать с прокладками из стеклоткани или стеклотрикотажа; участки поверхности, не подлежащие склеиванию, изолируются слоем резинового клея, воска или мыла;совмещают склеиваемые поверхности и следят, чтобы не произошло их смещение (до отвердевания клея поверхности должны поджиматься с помощью струбцин, прессов при давлению 0,3—1 МПа);проверяют склейку на прочность или герметичность;окончательно проводят механическую обработку;при склеивании могут применяться   следующие типы клея:: эпоксидные ЭД-6, ЭД-16, ЭД-20; БФ; карбонильный; ВСОТ.Способ металлизации заключается в нанесении на поверхность изношенной детали частиц расплавленного металла с помощью струи воздуха или газа, при этом достигается толщина покрытия от 0,03 до 10 мм и более. С помощью металлизации; восстанавливают размеры поверхностей тел вращения, посадочные отверстия, устраняют раковины, трещины, поры в корпусах, наносят износостойкие, антифрикционные, жаропрочные, анти­коррозийные и декоративные покрытия. Детали, которые подвергаются ударным и знакопеременным нагрузкам, не подлежат восстановлению металлизацией ввиду хрупкости и малой прочности сцепления наносимого слоя с основным металлом. Металлизация цилиндрических деталей осуществляется на токарных, станках.

Технологический процесс  металлизации состоит из следующих  этапов:подготавливают детали, т. е. очищают поверхности щеткой или шкуркой, обезжиривают (бензином, керосином, растворителем), механически обрабатывают детали для придания им необходимой геометрической формы, обеспечивают требуемую шероховатость поверхности для лучшего сцепления покрытия с основным металлом дробеструйной обработкой, нарезанием рваной' резьбы шагом 0,75...1,25 мм драчовым напильником, насеканием зубилом, для деталей с твердостью свыше НВ 300 —электро-искровой или анодно-механической обработкой;наносят слой металла, при этом металлизатор должен быть, установлен так, чтобы обеспечить перпендикулярность струи наносимого металла к поверхности детали, вначале напыляют на участки с резкими переходами, после чего равномерно по всей поверхности. Толщина покрытия должна обеспечивать устранение износа и припуск на обработку;производят механическую обработку напыленной детали обтачиванием резцами из твердого сплава с охлаждением или шлифованием корундовыми кругами.

Восстановление деталей  можно производить пайкой, которая  применяется для соединения деталей, несущих малую нагрузку путем  соединения подогретых металлических  поверхностей с помощью расплавленного присадочного материала — припоя. Припои подразделяют на мягкие и твердые. Мягкие припои представляют собой сплавы олова со свинцом и применяются для соединений, имеющих малую прочность; твердые применяют для соединений, к прочности швов которых предъявляются повышенные требования. Для высокопрочных соединений из меди, стали и чугуна применяют латунь, а для деталей из алюминиевых сплавов—силумин. Флюсом при пайке служит прокаленная бура или ее смесь с борной кислотой.Подготовка поверхностей к паянию состоит в их подгонке, разделке кромок, очистке от грязи и окислов, обезжиривания, установке специальных приспособлений, нанесение флюса.

По окончании паяния швы зачищают от избытков припоя и  промывают водой для удаления остатков флюса.Электрические и химические покрытия используются для восстановления изношенных участков деталей, а также защиты их от коррозии. В некоторых случаях их используют в качестве декоративных покрытий.Приведем основные виды покрытий и их краткие характеристики:хромирование (гладкое) придает детали высокую поверхностную твердость, износостойкость, теплостойкость (до температуры 800 °С), стойкость к коррозии и кислотам; применяется для восстановления деталей с неподвижными посадкамш;пористое хромирование характеризуется наличием на поверхности пор канальчатого или точечного вида, что обеспечивает хорошую смачиваемость маслом и прирабатываемость; применяется для восстановления деталей, работающих при больших удельных давлениях, скоростях и температурах;никелирование характеризуется высокой поверхностной твердостью и коррозийной стойкостью, применяется для восстановления деталей и защиты от коррозии, а также для декоративных покрытий.

Перед нанесением покрытия деталь шлифуют, иногда полируют для  придания ей требуемой формы и  доведения до необходимых размеров с учетом припуска на покрытие. Затем  удаляют оксидные пленки и обезжиривают путем промывки в бензине или  растворителе.Восстановление деталей путем применения полимерных материалов не требует сложного оборудования, сопровождается невысоким нагревом (до температуры 300°С), при этом допускается большой износ до 1,2 мм и в ряде случаев не требуется последующая механическая обработка. Применяются полимерные материалы для заделки трещин, вмятин, пробоин, раковин, для восстановления размеров изношенных деталей и противо­коррозийной защиты. Наиболее часто применяются следующие типы пластмасс:амидопласты (капрон, полиамидные смолы) используются для восстановления деталей типа втулок, вкладышей, цапф; кроме того, из них изготовляются методом центробежного литья зубчатые шестерни, ролики, кулачки;амидопласты обладают следующими свойствами: антифрикционность и антикоррозийность, высокая износостойкость, хорошая прирабатываемость и обрабатываемость резанием. Само твердеющие акрилопласты (акрилат, стиракрил) применяются для восстановления втулок и направляющих путем свободной заливки или под давлением и характеризуются хорошей адгезией к металлам, высокой износостойкостью, хорошей обрабатываемостью и стойкостью к агрессивным средам;фенопласты (текстолит, древеенослонетые пластики) применяются при восстановлении деталей путем запрессовки или вклеивания вкладышей и накладок. Фенопласты обладают хорошими антифрикционными и изоляционными свойствами, достаточной прочностью;стеклопластики на основе эпоксидных смол характеризуются высокой прочностью, хорошей антикоррозиестойкостыо.Перед нанесением покрытия детали очищают от грязи и оксидов, а также обезжиривают ацетоном или бензином.