5.8.4 Виды износа, способы восстановления

Восстановление вала

Валы, которые приходится восстанавливать, можно подразделить на следующие группы: с цилиндрически­ми рабочими поверхностями (гладкими или со шпоноч­ными пазами), со шлицевыми, с резьбовыми, с кониче­скими (гладкими или со шпоночными пазами), со специальными рабочими поверхностями, а также криво­шипные валы. В процессе эксплуатации металлургичес­кого оборудования в зависимости от характера соедине­ния деталей, а также степени нагрузки, качества материала, смазки и других факторов на поверхности валов и осей появляются различные дефекты: износ ше­ек (нарушение цилиндрической формы) и потеря необ­ходимой чистоты поверхности (задиры, царапины), изгиб или скручивание, нарушение крепления (поломки фиксирующих штифтов, винтов) и плотности посадки, излом. Погнутые валы могут быть выправлены холод­ным или горячим способом. Горячий способ правки при­меняют для валов диаметром 50 мм и выше.

Существует несколько способов холодной правки ва­лов. Вал можно выправить ручной винтовой скобой или в центрах токарного станка. Винтовую скобу накладывают лапами так, чтобы винт рас­положился против места прогиба вала. Вал правят вращением винта. Скобу передвигают на другие места вала, где имеется прогиб, и повторяют операцию правки до тех пор, пока не будет выправлен весь вал. Правка валов скобой выполняется довольно быстро, со средней точностью до 0,1 мм на 1 м длины при правке двухмет­рового вала диаметром 40 мм. Валы небольшого диа­метра можно править в центрах токарного станка с помощью рычага, вал можно также выправить под прес­сом, уложив его на стол пресса выгнутым местом вверх и нажимая на это ме­сто, ползуном пресса. Если - на валах есть трещины, то их заваривают на всю

глубину, предварительно под­готовив. Разделанное место при заварке прогревают по всей длине и глубине. За­варка трещин только по пе­риферии делает вал неполноценным — ослабленным. Прочность вала увеличива­ется, если место заварки после отжига проковывают. Валы с заваренными трещинами подвергаются механи­ческой обработке.

Восстановление поломанных валов может быть вы­полнено газовой, электрической или кузнечной сваркой. Сварку начинают с наложения швов на соприкасающи­еся части свариваемого вала. При электросварке валов остывающий наплавленный металл слегка проковывает­ся затупленным зубилом. Подогрев валов до 300 – 400ºС значительно уменьшает вероятность их коробления. По­коробленный при сварке вал выправляют одним из указанных ранее способов. Валы могут быть отремонти­рованы также с помощью надставок, которые применя­ют при замене отломанной части вала новой и соедине­нии между собой двух частей сломанного вала. Соедине­ние сломанных валов при помощи ремонтных надставок можно выполнять несколькими приведенными спо­собами. Если отломана значительная часть вала, то торцы ре­монтной надставки вала подрезают, высверливают в них отверстия и нарезают резьбу. Вал и надставку собирают с помощью шпильки, затем свари­вают в месте соединения и обтачивают, а при необходи­мости шлифуют. Если части сломанного вала сохраняются, то с помощью ремонтной вставки их соединяют и тем самым восстанавливают первона­чальную длину вала, сокращенную при подрезке торцов частей вала в местах излома. В торцах обеих частей вала высверливают после подрезки отверстия и нареза­ют резьбу. Ремонтная надставка имеет припуск на окон­чательную проточку собранного вала. Места соединения частей вала с надставкой сваривают. Сваренный вал об­тачивают и при необходимости шлифуют. Вал и ре­монтную надставку можно соединить без резьбы, если ремонтная надставка будет иметь хвосто­вик, резервы которого обеспечивают нужную посадку его в отверстие вала. Хвостовик надставки вставляют в отверстие вала, и соединение сваривают. Сваренный вал обтачивают, а иногда и шлифуют. Цапфы и шейки валов изнашиваются, на их цилиндрической поверхно­сти появляются надиры, риски и т. п. Ремонт изношен­ных поверхностей вала производится различными способами. Изношенные поверхности шеек и цапф валов могут быть наплавлены кислородно-ацетиленовым пла­менем и электрической сваркой.

Восстановление деталей зубчатых передач

Шестерни в агрегатах и узлах металлургических ма­шин испытывают большие нагрузки и сильно изнашива­ются. Так как шестерни дефицитны, при ремонте машин

изыскивают различные способы качественного их восстановления. Такими способами являются; восстановле­ние зубьев шестерен наваркой, напрессовка зубчатых венцов, вдавливание, прокатка зубьев, установка зубча­тых секций.

Зубья шестерен из малоуглеродистых или из низко- и среднелегированных сталей поддаются наварке без осо­бых затруднений. Для нецементированных шестерен применяют газовую наварку прутками из стали 40, 45, 40Х, а в случае их от­сутствия – прутками из стали 60Г или 65Г. После меха­нической обработки всю шестерню закаливают в печи и отпускают. При применении поверхностной закалки на­варенных зубьев специальной газовой горелкой наварку следует проводить с погружением шестерни в водяную ванну. При износе зубьев цементированных шестерен с торца при выкрашива­нии или поломке одного или нескольких зубьев применяют газовую наварку пламенем с небольшим избытком ацетилена и прутками из стали 40, 50, 40Х, а так­же из стали 60Г, 65Г.

Сломанные зубья колес средних и больших модулей можно наплавлять по медному шаблону, имеющему фор­му впадин колеса. Вследствие высокой теплопроводно­сти меди металл к шаблону не приваривается. Поэтому после наплавки шаблон легко вынимается. Наплавку нужно вести обязательно качественными (толстообма-занными) электродами марки Э-42. После наплавки же­лателен отжиг. Зубья колес, изношенные по торцу, вос­станавливают наплавкой твердого сплава, нейт­ральным ацетиленокислородным пламенем с небольшим избытком ацетилена. После наплавки зубья обрабатывают по шаблону аб­разивными кругами.

Восстановление шестерен заменой части детали

Поломку отдельных зубьев реек, крупных колес и грубых тихоходных передач с незначительной окружной скоростью, работающих без толчков, устраняют установкой нового зуба на винтах. При достаточной толщине обода шестерни новый зуб вставляют в канав­ку в виде «ласточкина хвоста» и с торца крепят его вин­том. Точность новых зубьев должна соответ­ствовать точности остальных. Зубчатые колеса, работающие при небольшой окружной скорости, восстанавливают также при помощи вставных зубчатых секций. Поломанные или изношенные зубья устраняют на строгальном или фрезерном станке. Одновременно на ободе выполняют паз в форме «ласточкина хвоста». Для большей прочности вставка должна быть тщательно пригнана к пазу. Посадка вставки дол­жна быть плотная или на­пряженная, а закрепление — при помощи винтов или сварки. Зубчатые секторы вырезают из специально изготовленного зубчатого вен­ца или же поломанных зубчатых колес тех же размеров.

Лопнувший обод ремонти­руют при помощи двух накладок с креплением их

болтами.

В случае образования трещины в ступице шестерни с края ступицы по наружной ее поверхности (если это поз­воляет конструкция детали) делают кольцевую заточку и на нее надевают кольцо (в горячем состоянии), изго­товленное с внутренним диаметром меньшим, чем диа­метр заточки на ступице. Зубчатые колеса сложной фор­мы при износе большого числа зубьев восстанавливают напрессовкой венца. Для этого зубья срезают по всей окружности и вместо них напрессовывают венец, на ко­тором нарезают зубья. Венец можно насаживать на обточенный обод зубчатого колеса холодным и горячим спо­собами. Последний способ более надежен. Насаженный венец иногда закрепляют с торца шурупами или прива­ривают его. Чаще всего применяют посадку венца для восстановления блока зубчатых колес, когда изнашива­ются или ломаются зубья наиболее нагруженных венцов при удовлетворительном состоянии остальных венцов. Перед обтачиванием термически обработанные колеса отжигают. Наиболее целесообразно для этого применять нагрев токами высокой частоты, при котором можно про­водить отжиг только той части колеса, которая подле­жит замене, не нарушая структуры металла других вен­цов. Зубья насаживаемого венца следует подвергать тер­мической обработке, используя тот же способ нагрева.

Восстановление подшипников скольжения

При восстановлении вкладышей из них выплавляются остатки баббита, очищают и обезжиривают внутреннюю поверхность, затем лудят слоем олова 0,1 - 0,2 мм. После на специальном стенде собирают подшипник и заливают баббитом, который за счет центробежных сил ровно расходится по цилиндру. Вкладыши растачиваются и сверлятся отверстия для подачи масла, вырубаются смазочные канавки. В конце внутренняя поверхность вкладыша шабрится «на краску» и с помощью свинцовых пластин определяется масляный зазор.

Неразъемные регулируемые подшипники с наружным конусом при износе ремонтируются подтяжкой втулки и шабрением ее внутренней поверхности на краску по шейке вала.