Схема установления пригоночных размеров. Для примера используем расчет пригоночных размеров для моторно-осевого подшипника колесно-моторного блока (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Схема установления пригоночного
размера в моторно-осевом подшипнике
Моторно-осевые подшипники поступают в депо в виде отливки, поэтому перед монтажом их необходимо обработать по внутреннему и наружному диаметру. Внутренний диаметр определяется как
dB = dШ + ЗМ. (6.6)
Наружный диаметр определяется как
dН = dП + Н, (6.7)
где dШ – диаметр шейки оси колесной пары; ЗМ – минимальный зазор «на масло»; dП – диаметр постели остова ТЭД; Н – максимальный натяг подшипника в остове ТЭД.
Преимущества способа: простота и дешевизна, не требуется дополнительного металла. Недостаток: необходимость ремонта или замены сопряженных деталей, что увеличивает время на ремонт и ухудшает взаимозаменяемость деталей.
6.4. Постановка добавочной детали
Сущность способа – вместо изношенной поверхности (вала или отверстия) ставится дополнительная (добавочная) деталь, компенсирующая износ. Этот способ применяется для восстановления деталей как под ремонтный, так и под номинальный размер. Порядок восстановления:
– производят обточку изношенного слоя с учетом толщины добавочной детали; чистота поверхности 8–9-й класс;
– изготовляют добавочную деталь в виде втулки, материал ее должен соответствовать материалу восстанавливаемой детали. Допускается постановка в отверстие чугунных деталей и деталей, изготовленных из легких сплавов, добавочных деталей из стали 20. Посадочная поверхность добавочной детали должна иметь натяг относительно восстанавливаемой поверхности 0,05–0,07 мм;
– монтаж добавочной детали на восстанавливаемую можно производить двумя способами: с использованием давления или тепла.
В первом случае необходимое усилие запрессовки рассчитывается как
P = f d l, (6.8)
где Р – усилие запрессовки, кгс; f – коэффициент трения; – удельное давление на контактную поверхность, кгс/мм2; d – диаметр сопряженной поверхности, мм; l – длина контактной поверхности, мм.
Для предупреждения образования задиров на сопряженных поверхностях деталей их покрывают машинным маслом или графитом.
В тех случаях, когда детали работают с большими нагрузками или изготовлены из материалов, имеющих различные коэффициенты линейного расширения, или сопряжения работают в условиях высоких температур, или посадка должна быть с большим натягом, монтаж добавочной детали производят нагревом охватывающей или охлаждением охватываемой детали. Температура нагрева или охлаждения, С, определяется из выражения
t = [( + S) / d] ± tП, (6.9)
где – максимальная величина натяга, мм; S – минимальный сборочный зазор, мм, для цилиндрических деталей S = 0,001 , для конусных деталей S = 0,05 ; – коэффициент линейного расширения; d – номинальный диаметр сопряжения, мм; tП – температура в помещении, С; «+» берется при нагревании, «–» – при охлаждении.
Прочность посадки с нагревом в 3 раза больше, чем прочность посадки в холодном состоянии. Нагрев деталей производят в масляных ваннах при температуре 60–80 С или индукционным нагревателем при температуре 100–120 С, время нагрева 1–2 мин. Охлаждения производят в твердой углекислоте, в жидком воздухе, кислороде или азоте. Наиболее благоприятным телом для охлаждения является сухой лед, имеющий температуру
(– 78 С), и азот (–196 С).
При восстановлении износа отверстий добавочную деталь крепят винтами или штифтами, количество которых зависит от диаметра: при Ø 30 мм ставится один, при Ø 30–50 мм ставится два через 180, при Ø 50 мм ставится три через 120.
Данным способом восстанавливают валы якорей вспомогательных электрических машин, гнездо роликового подшипника в корпусе вертикальной передачи дизеля 10Д100, резьбовые отверстия.
Преимущества способа: надежность и доступность, способ позволяет восстановить деталь под номинальный размер. Недостатки: требуются дополнительные затраты, связанные с обработкой поверхности изношенной детали и изготовления добавочной детали.
Восстановление деталей сваркой и наплавкой излагаться в лекциях не будет, так как эти способы изучались в курсе «Технология конструкционных материалов». При разработке технологических процессов восстановления деталей сваркой и наплавкой следует учитывать требования «Инструкции по сварочным и наплавочным работам. ЦТ-336, 1996 г.» [8].
6.5. Металлизация
Сущность способа – металл, расплавленный различными способами, распыляется воздухом или газом на восстанавливаемую поверхность.
Металлизация может быть электродуговая, плазменная, высокочастотная, газопламенная. Металлизация осуществляется специальным аппаратом – металлизатором (рис. 6.4).
В
Рис. 6.4. Эскиз электродугового металлизатора:
1 – электродная проволока; 2 – провода от
трансформатора; 3 – ролики; 4 – направляющие
оздух движется под давлением 0,6 МПа, а расплавленные частицы размером 1,5–10 мкм – со скоростью 120–300 м/с. Частицы ударяются о поверхность, заполняют микронеровности и поры и обусловливают сцепление их между собой. Толщина слоя от нескольких микрон до 10 мм.
Подготовка детали к металлизации: очистка поверхности от загрязнений, пленок, окислов; механическая обработка для придания правильной геометрической формы; придание поверхности шероховатости, необходимой для прочного удержания нанесенного слоя металла (шероховатость обеспечивается обработкой дробью, накаткой, обдувкой песком, нанесением резьбы); защита поверхности, не подлежащей металлизации.
При газопламенной и плазменной металлизации для восстановления деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках, с местным износом до 3–5 мм, напыление металла производится с одновременным оплавлением в три этапа: нагрев детали до температуры 200–250 С, нанесение подслоя, нанесение основного слоя.
При ремонте локомотивов этим способом восстанавливают клапаны газораспределительного механизма дизеля, втулки цилиндров, шейки коленчатых валов и др.
Преимущества: высокая пористость наносимого металла, что придает ему хорошую износостойкость; низкая температура нагрева основного металла детали. Недостатки: при нарушении технологии подготовки детали возможно отслоение наносимого металла от изношенной поверхности.
6.6. Гальванические покрытия
Предельный износ многих деталей локомотивов (втулки цилиндровые дизеля, поршни дизеля, плунжерные пары, посадочные поверхности валов и т. п.) составляют десятые и сотые доли миллиметра. Большую эффективность при восстановлении подобных деталей дают гальванические покрытия, которые позволяют не только восстановить первоначальные размеры, но и значительно улучшить качество поверхности, увеличив ее износостойкость. Структура основного металла при этом не испытывает никаких изменений, не возникают внутренние напряжения и деформации деталей. Суть гальванических покрытий – нанесение металла в электролите. Для его осуществления необходимо иметь ванну, заполненную электролитом; анод, копирующий форму детали и изготовленный из аналогичного металла; катод – восстанавливаемая деталь. При прохождении постоянного тока через электролит на катоде разряжаются положительно заряженные ионы и, следовательно, выделяются металл и водород. На аноде при этом происходит разряд отрицательно заряженных ионов и выделение кислорода. Металл анода растворяется и переходит в раствор в виде ионов металла взамен выделившихся на катоде. В соответствии с законом Фарадея масса вещества, выделившегося при электролизе на катоде, может быть определена как
GT = С I Т, (6.10)
где С – электрохимический эквивалент, г/Ач; I – ток, А; Т – продолжительность электролиза, ч.
Ввиду того, что при электролизе ток расходуется не только на отложение металла, но и на выделение других веществ (водорода), а также на нагрев электролита, фактическое количество металла, выделившегося на катоде, будет меньше
GФ = c I Т f, (6.11)
где f – коэффициент выхода металла по току.
Гальванические покрытия в ремонтном производстве делятся на следующие группы: износостойкие и ремонтные покрытия (хромирование гильз, осталивание посадочных мест валов); покрытия, улучшающие приработку деталей (лужение поршней дизеля); защитные покрытия (цинкование и кадмирование крепежных деталей) и декоративные покрытия (хромирование и никелирование различных деталей).
При восстановлении деталей наибольшее применение получила первая группа покрытий.
Достарыңызбен бөлісу: |