что такое ремонт детали
Способы ремонта деталей
Изношенные детали механизмов автомобиля можно ремонтировать следующими основными способами:
Обработка деталей под ремонтный размер
Способ восстановления деталей под ремонтный размер заключается в том, что одна из сопряженных деталей подвергается механической обработке для восстановления правильной геометрической формы. При этом неизбежно изменяется (увеличивается и уменьшается) номинальный размер детали. Для сохранения первоначального зазора или натяга сопряженную деталь в этом случае следует заменить или переконструировать. Например, изношенные цилиндры двигателя подвергают расточке и шлифованию на больший размер (увеличение диаметра), а затем к этим цилиндрам подбирают новые увеличенного размера поршни. Размер новых поршней должен обеспечивать получение нормального зазора между стенкой цилиндра и поршнем. Для этого существуют заранее установленные ремонтные размеры как для цилиндров, так и для поршней.
Ремонт деталей наращиванием металла
Этот способ заключается в том, что на изношенную поверхность наносят слой металла, затем поверхность подвергают механической обработке для получения нужного размера и после этого подвергают термической обработке. Для нанесения металла на изношенные поверхности существует несколько способов.
Газовая кислородно-ацетиленовая сварка. Сварка заключается в расплавлении пламенем горелки обрабатываемой поверхности детали и соответствующего присадочного материала. При этом расплавленный металл детали соединяется с присадочным и слой металла наращивается на поверхность. Сварочная ацетилено-кислородная установка состоит из баллона с кислородом, находящимся под давлением до 150 ат.
Рис. Ацетилено-кислородная установка:
1 — присадочный пруток; 2 — сварочная горелка; 3 — шланги; 4 — редуктор; 5 — кислородный баллон; 6 — ацетиленовый генератор.
На баллоне установлен редуктор для снижения давления кислорода на выходе до 2—3 ат и два манометра — один контролирует давление в баллоне, а другой — на выходе.
Для получения ацетилена имеется ацетиленовый генератор, в котором путем воздействия воды на карбид кальция получается ацетилен.
Ацетилен и кислород по шлангам подаются к сварочной горелке; здесь они поджигаются, отчего создается пламя с температурой до 3000°, которым и расплавляется металл.
Кроме наплавления металла с целью восстановления размера детали, сварку применяют также для заварки различных трещин и изломов в деталях. Газовую сварку обычно используют для чугунных деталей и для деталей из цветных металлов.
Чугунные детали, имеющие сложную конфигурацию (блок цилиндров, головка цилиндров), перед сваркой медленно нагревают до 650—700° и после медленно охлаждают во избежание коробления и появления трещин. Менее сложные детали ремонтируют сваркой без подогрева.
Электрическая сварка применяется чаще для наплавки изношенных поверхностен стальных деталей, а также для заварки трещин. При ремонте автомобильных деталей применяют преимущественно электродуговую сварку по способу инж. Славянова. При этом способе свариваемую деталь соединяют с одним из полюсов сварочного генератора постоянного или переменного тока, имеющего напряжение 30—40 в и силу тока до 300 а. Другой полюс сварочного генератора соединяют с держателем электрода.
Рис. Схема установки для дуговой сварки:
1 — электрод; 2 — держатель электрода; 3 — сварочный генератор; 4 — свариваемая деталь.
При соприкосновении электрода с деталью и при последующем удалении электрода на 2—3 мм между деталью и электродом возникает электрическая дуга с температурой 4000—5000°, вызывающая плавление металла. Сварка ведется металлическим электродом соответствующего состава. По содержанию углерода электрод должен быть близок к свариваемой стали. Электросварку, так же как и газовую сварку, можно производить с подогревом детали и вхолодную.
В процесс наварки и заварки входят следующие операции:
Хромирование применяется как защитно-декоративное покрытие для износостойкости и для восстановления изношенных поверхностей деталей до номинальных размеров. Хромированием восстанавливают поршневые пальцы, шкворни, опорные шейки распределительного вала, толкатели, стержни клапанов и другие детали. Нанесенный на поверхность слой хрома обладает высокой твердостью и износостойкостью. Сущность хромирования основана на законах электролиза. Если через электролит, содержащий раствор металла, пропускать постоянный ток, то из электролита будет выделяться и осаждаться на минусовом электроде чистый металл.
Электролитом при хромировании служит водный раствор хромового ангидрида и химически чистой серной кислоты. Наиболее употребительная следующая концентрация растворов:
Один из указанных растворов заливают в железную ванну с двойными стенками. Пространство между стенками заполняют горячей водой для обогрева ванны. Источником тока служат 6—12-вольтовые генераторы от 250 до 1000 а.
При наличии соответствующих выпрямителей можно пользоваться и переменным током.
Рис. Схема соединения детали при хромировании:
1 — ванна; 2 — генератор; 3 — свинцовая пластина; 4 — деталь.
При хромировании минус генератора соединяется с деталью, подвешенной в растворе ванны, а плюс — с нерастворимой свинцовой пластиной, также опущенной в раствор. Толщина слоя хрома, наносимого на изношенную поверхность детали, обычно достигает 0,5 мм. Более толстый слой хрома менее износостоек.
В процесс хромирования изношенной поверхности детали входят следующие операции:
Металлизация заключается в нанесении на изношенную поверхность детали слоя металла или сплава в расплавленном и распыленном состоянии. Различают газовую и электрическую металлизацию.
При электрической металлизации металл расплавляется электрической дугой, а при газовой — ацетилено-кислородным пламенем.
Рис. Электрометаллизатор;
а — схема металлизации; б — схема подающего механизма: 1 — воздушная турбинка; 2 и 3 — червячные передачи; 4 — ведущие ролики для подачи проволоки; 5 — прижимные ролики; 6 — проволока; 7 — деталь; 8 — канал подачи воздуха.
Электрометаллизатор представляет собой прибор, в котором помещен механизм, подающий проволоку; к патрубку корпуса присоединяется шланг для подачи сжатого воздуха от компрессора к соплу электрометаллизатора. Кроме этого, часть сжатого воздуха подводится по каналу к турбинке подающего механизма. От турбинки вращение передается через две червячные пары роликам, подающим две проволоки к соплу.
На расстоянии 10—12 мм от сопла проволоки скрещиваются и расплавляются электрической дугой, которая образуется электрическим током, подведенным к электрометаллизатору. Расплавленный металл струей воздуха распыливается и наносится на поверхность детали, которую устанавливают на станке и приводят во вращательное движение (если деталь цилиндрическая).
В процесс металлизации входят следующие операции:
Металлизацией можно восстанавливать изношенные шейки валов, места посадки подшипников, тормозные барабаны и др.
Посредством металлизации можно также заделывать трещины (блока цилиндров, головки блока), которые следует предварительно разделывать крейцмейселем и обезжиривать.
Ремонт деталей путем установки втулок, колец и гильз
Установкой колец и втулок восстанавливают изношенные места валов и осей. В процесс восстановления входят следующие операции:
Запрессовка втулок позволяет восстанавливать, почти любое изношенное отверстие. Сущность этого процесса заключается в следующем:
Восстановление деталей пластической деформацией
Для восстановления детали существует два способа пластической деформации: раздача и обжим.
Раздачей восстанавливают детали, имеющие форму втулки, и нерабочую внутреннюю поверхность (поршневой палец), шаровые поверхности (пальцы рулевых соединений), шлицы, зубья шестерен, клапаны и др. Сущность этого способа заключается в пластической деформации металла под действием давления.
Процесс раздачи стальной детали заключается в следующем. Деталь нагревают до ковочной температуры 1000—1100°, устанавливают в соответствующую матрицу и при помощи специальной оправки производят раздачу детали ударами или прессом. Поскольку диаметр оправки больше отверстия, деталь раздается в сторону износа, чем и достигается увеличение ее наружного размера. После раздачи деталь подвергается предварительной механической обработке, далее, если требуется, термической обработке, и, наконец, окончательной механической обработке под номинальный размер.
Обжимом восстанавливают различные бронзовые втулки (верхней головки шатуна, шкворня, рессорных пальцев и т.д.).
Сущность обжима заключается в следующем. Внутрь втулки, запрессованной в деталь, устанавливают круглую оправку с зазором, обеспечивающим уменьшение внутреннего диаметра втулки на нужную величину. Затем при помощи обжимок с двух сторон на торцы втулки оказывают давление прессом. При этом вследствие пластичности металл деформируется в сторону зазора, т.е. внутрь, и этим уменьшается внутренний диаметр втулки. После обжима втулку развертывают до требуемого размера.
Рис. Приспособление для обжима втулок:
1 — обжимки; 2 — круглая оправка; 3 — втулка; 4 — деталь или матрица.
Если требуется обжать втулку, не запрессованную в деталь, ее устанавливают в матрицу соответствующего размера и производят обжим.
Способы восстановления деталей
Любой механизм изнашивается как в процессе эксплуатации, так и без неё – примером служит коррозионный износ. Для восстановления его исправности и работоспособности проводят комплекс операций, называемый ремонтом. Сегодня существуют разные способы восстановления деталей. Металлообработка — один из способов решения.
Виды способов восстановления изношенных деталей
Выделяют две группы основных способов восстановления изношенных деталей:
1. Слесарно-механический (индивидуальной подгонки);
2. Восстановление первоначальных размеров или устранения дефектов без замены поврежденных деталей методами:
Слесарно-механический способ восстановления
Особенностью данного способа является восстановление формы и взаимного расположения поверхностей без воссоздания первоначальных размеров.
Поставленные цели достигаются двумя путями:
Например, при механическом способе восстановлении деталей автомобильного двигателя блок цилиндров и коленчатый вал обрабатываются до ближайшего ремонтного размера, а сопряженные – поршни, поршневые кольца, вкладыши – заменяются на новые. Ремонтные размеры устанавливает завод-изготовитель. Он же, как правило, выпускает сменные изделия.
При слесарно-механическом способе восстановления деталей выделяют такие операции:
Восстановление способом наплавки и сваркой
Восстановление деталей сваркой и наплавкой относится к самым распространённым методам.
При наплавке последовательно выполняются следующие операции.
Обработка изношенной поверхности, целью которой является удаление пограничного слоя наплавленного металла из зоны обработки.
Наплавка поверхности с припуском, достаточным для дальнейшей обработки.
Обработка наплавленной поверхности в соответствии с требованием чертежа.
Виды наплавки цилиндрических поверхностей
В случаях, когда износ механизма превышает нормы, установленные заводом изготовителем, может использоваться другой вариант.
Удаление повреждённой части механическим путем.
Изготовление нового изделия и приваривание его на место удалённого.
Термическая обработка (при необходимости).
Окончательная механическая обработка.
Сварка широко используется при ремонте корпусных деталей, в которых образовались трещины. Технологический процесс включает в себя несколько операций:
Подготовка трещины к заварке:
Пластическое деформирование восстанавливаемых деталей
Восстановление деталей способом пластического деформирования заключается в воссоздании их формы и размеров за счёт перераспределения металла под воздействием нагрузки, приложенной в определенном месте и в определенном направлении.
Изделия из низкоуглеродистых сталей (менее 0,3% углерода) и цветные сплавы реставрируют без подогрева. Средне- и высокоуглеродистые стали подогревают до температуры, определяемой по формуле:
Тнагрева=(0,70,9)Тплавления
Основные виды пластического деформирования:
Электрохимические способы реставрации деталей
Для восстановления деталей путём нанесения металлических покрытий применяется гальванический способ, с помощью которого наносят:
Хромовые и никелевые покрытия имеют толщину 0,25 – 0,3 мм, железные 2 – 3 мм и более. Железнение по своим параметрам приближается к наплавке, однако, обеспечивает относительно невысокую твёрдость. Существуют гладкие или пористые покрытия, применяемые для подвижных и неподвижных соединений.
Покрытие неметаллами
Сущность данного способа состоит:
По сравнение с гальванизацией, нанесение неметаллических покрытий имеет ряд преимуществ:
Вместе с тем, подобные покрытия заметно уступают металлам в износостойкости и долговечности.
Пайка изношенных деталей
Используется в основном при восстановлении или ремонте тонкостенных изделий, изготовленных из разнородных материалов, для устранения дефектов сварных швов и сборке схем электрооборудования.
Порядок технологических операций при пайке:
При всём разнообразии способов восстановления деталей стоит учесть, какие металлические конструкции будут подвергаться восстановлению. Исходя из этого выбор варианта осуществляется на основании комплекса задач, которые необходимо решить в конкретном случае. Это экономические параметры, распространенность или уникальность восстанавливаемого изделия, наличие оборудования и материалов, и, в итоге, целесообразность проведения ремонта.
Мы надежная компания, в основе деятельности которой – правила честной конкуренции и жесткого контроля качества услуг.
Способы восстановления деталей
Изношенную деталь восстанавливают под номинальный или ремонтный размер, придают детали правильную геометрическую форму и соответствующие поверхностные свойства или устраняют различные механические повреждения, а иногда и аварийные неисправности.
Для этого используют следующие методы:
-восстановление посадки с применением деталей ремонтных размеров;
-восстановление посадки с применением дополнительных ремонтных деталей;
устранение различных механических повреждений.
Различают стандартные, регламентированные и свободные ремонтные размеры.
Стандартные ремонтные размеры применяются для поршней, поршневых колец и пальцев, толкателей, тонкостенных вкладышей. Указанные детали ремонтных размеров изготавливаются автопромышленностью и заводами по производству запасных частей. Ремонтные предприятия производят восстановление сопряженных деталей (блок цилиндров, коленчатые валы и т. д.) в соответствии со стандартными ремонтными размерами рассматриваемых деталей.
Регламентированные ремонтные размеры устанавливаются техническими условиями на ремонт ряда деталей, например на диаметры шеек кулачковых валов и их втулок, клапанов и их направляющих, шкворней и других деталей. Недостатком стандартных и регламентированных ремонтных размеров является то, что в процессе обработки приходится снимать не только дефектный поверхностный слой металла, образовавшийся в результате износа, но и вести дальнейшую обработку до тех пор, пока не будет достигнут ремонтный размер детали. Однако важное преимущество данных размеров заключается в том, что они позволяют заранее иметь готовые детали и осуществлять ремонт методом частичной взаимозаменяемости.
Свободные ремонтные размеры предусматривают обработку деталей до получения правильной геометрической формы и требуемой шероховатости рабочих поверхностей. При ремонте одни и те же детали могут получить различные размеры в зависимости от величины и характера износа. Сопряженная деталь подгоняется к отремонтированной до величины свободного ее размера. В этом случае заранее изготовить детали с окончательными размерами нельзя. Поэтому приходится осуществлять подгонку деталей по месту. В ремонтном производстве восстановление деталей под свободные размеры производится у различного нестандартного оборудования.
Восстановление посадки с применением дополнительных ремонтных деталей широко применяется при восстановлении деталей под ремонтный и особенно под номинальный размер.
Сущность способа состоит в том, что на изношенную поверхность предварительно обработанной детали устанавливают специально изготовленную дополнительную деталь (насадок). Дополнительные детали — насадки — изготавливают в виде различных втулок, гильз, колец, разьбовых ввертышей, зубчатых венцов шестерен и т. д. Этим способом ремонтируют блок цилиндров, гнезда клапанов, посадочные отверстия под подшипники качения в картерах коробок передач, задних мостов, ступицах, корпуса масляных и водяных насосов, отверстия с изношенной резьбой в корпусных деталях и др.
Крепление дополнительной детали чаще всего осуществляют за счет гарантированного натяга выбранной посадки. В отдельных случаях применяют дополнительные крепления в виде приварки в нескольких точках или по всему сечению торцовой поверхности, стопорных винтов или шпилек. Стопорные винты используют для крепления втулок и резьбовых ввертышей.
В условиях ремонтных предприятий сборку дополнительных деталей с ремонтируемой осуществляют обычно под прессом. При этом происходят изменения размеров втулки, которые необходимо учитывать при окончательной обработке ее рабочей поверхности.
Восстановление посадки путем получения номинальных размеров независимо от степени износа возможно различными методами, если прочность детали достаточна и выбранный метод экономически целесообразен. В ремонтном производстве применяются следующие способы: наплавка; металлизация; электролитическое наращивание; давление; покрытие полимерными материалами и др. Опытную проверку проходят плазменная наплавка, сварка трением, наплавка жидким металлом, электрофизические способы сварки (диффузионная, ультразвуковая, лазером и др.).
Что такое ремонт детали
Автоэкспертиза руководствуется при выполнении работ методическим руководством РД 37.009.015-98. Согласно этого руководства трудоемкость работ (нормо-час или норма времени на выполнение работы), а также способ, вид и технология ремонтных работ определяются (назначаются) в зависимости от характера и степени повреждения того или иного кузовного элемента автомобиля с учетом соответствующей технологии ремонта, установленной заводом-изготовителем определенной марки (модели) автомобиля.
В вышеуказанном документе определены виды ремонтов, как отдельного кузовного элемента, так и кузова автомобиля в целом.
— Ремонт 0 – устранение мелких вмятин на наружных поверхностях кузова без повреждения лакокрасочного покрытия (ЛКП).
(автоэкспертами применяется крайне редко, т.к. в условиях специализированных СТО и при наличии необходимого оборудования, такой вид ремонта – малоэффективен).
— Ремонт 1 – устранение повреждений (деформаций) в легкодоступных местах кузовных элементов с площадью повреждения до 20%.
(в автоэкспертизе применяется довольно часто, т.к. данный вид ремонта это по сути дела устранение мелких вмятин и глубоких царапин, которые встречаются на большинстве автомобилей ).
— Ремонт 2 – устранение повреждений (деформаций) кузовных элементов с применением подогрева (сварки) или ремонт 1 на площади повреждения до 50%.
(при оценке автомобилей наиболее применимый вид ремонта, ввиду специфики повреждений при ДТП; данный вид ремонта применяется также при незначительных площадях повреждений, но при нарушении (деформации) ребер жесткости кузовных элементов).
— Ремонт 3 – устранение повреждений до 30% поверхности металла (детали) с вырезкой участка и изготовлении ремонтной вставки из выбракованных деталей или листового железа с приданием ему формы восстанавливаемой детали.
— Ремонт 4 – устранение повреждений с ремонтом 3 на площади свыше 30% поверхности кузовного элемента
(автоэкспертами практически не применяется).
— Замена – производится в случае неремонтопригодности детали или экономической нецелесообразности ее ремонта.
— Частичная замена – замена поврежденной части кузова ремонтной ставкой.
(в автоэкспертизе применимо к силовым элементам кузова, таким как брызговики, лонжероны, поперечины и т.д., когда полная замена элемента экономически нецелесообразна).
— Устранение перекосов – восстановление геометрических параметров кузова.
(как правило это проемы дверей, капота, крышки багажника. В сложных случаях устранение перекоса какого-либо проема производится совместно с силовыми элементами кузова (лонжеронами). Существуют перекосы особой сложности, вызванные нарушением геометрических параметров каркаса салона. Автоэксперт назначает устранение перекоса той или иной степени без подтверждения (т.е. необходимых замеров на специализированных стендах на СТО), только при его явном выражении. В случае же отсутствия характерных признаков перекоса (это изменение зазоров сопряженных деталей, разрыв технологических сварных швов и т.д.), устранение перекоса назначается только при документальном подтверждении его наличия).
Издается с 2007 года
Восстановление деталей – неотъемлемая часть ремонта
Поиск новых методов восстановления не прекращается сегодня ни на минуту. Ведь расширение вторичного использования изношенных деталей – огромный резерв в экономической сфере. Об этом говорит опыт экономически развитых стран. Например, в США, по данным Ассоциации дилеров тракторных запчастей, более 500 предприятий непосредственно занимается восстановлением изношенных узлов и отдельных деталей.
Эксплуатации без последствий не бывает
В процессе эксплуатации на транспортное средство действуют различные факторы, оказывающие существенное влияние на техническое состояние основных узлов, сборочных единиц и отдельных деталей. Так, прежде других материалов, детали из резины, пластины АКБ и пластмассовые комплектующие меняют свои эксплуатационные свойства под действием старения. Значительный ущерб приносит воздействие коррозии на все незащищённые металлические поверхности. Её воздействие настолько ощутимо, что при разработке методов защиты специально выделяют коррозионную усталость, коррозионное растрескивание, коррозионно-механическое изнашивание.
По статистике, наиболее частой причиной необходимости замены той или иной детали становится механический износ. Изнашиваясь, сопрягаемые детали начинают взаимодействовать с отклонениями от начальных регулировок, это приводит к ещё более интенсивному износу контактирующих поверхностей. Существенно, хотя и в меньшей степени, на ресурс использования деталей и узлов спецтехники влияет усталость металла. Следствием усталостного износа является выкрашивание. Например, часто наблюдается выкрашивание баббитового слоя на вкладышах подшипников шатунов и коленчатого вала, выкрашивается металл на беговых дорожках сепараторов, на профилях зубьев шестерён. Но воздействие усталости металла можно снизить. Замечено, что причина этого явления чаще всего кроется в неправильной, небрежной сборке либо в нарушении правил эксплуатации.
Ещё одним следствием нарушения норм эксплуатации является коробление деталей. При короблении в «пострадавших» деталях, например в головках блоков двигателей, возникают структурные изменения и большие внутренние напряжения.
Механические повреждения, трещины, пробоины, задиры, а также вмятины и скручивания наблюдаются в наиболее нагруженных местах рам, в корпусных деталях различных механизмов. Трещины могут появляться в радиаторах, в головках блоков, а также на стенках блоков, например при замерзании охлаждающей жидкости.
В результате воздействия указанных и иных подобных многочисленных факторов возникает необходимость в замене детали. Наряду с установкой новых запчастей, во всём мире всё более нарастают тенденции по организации восстановления работоспособности изношенных деталей различными методами.
Чтобы восстановить, нужно знать дефекты
Если разделить условно все детали, которые наиболее часто подвергаются восстановлению, то 53,3% всех восстанавливаемых деталей имеют цилиндрическую форму, как наружную, так и внутреннюю. 12,7% всех восстанавливаемых деталей приходится на долю резьбовых деталей, и примерно по 10% – на зубчатые (шестерёнки, звёздочки и т. д.) и шлицевые (валы, втулки) детали. Реже всего восстанавливают плоские детали, всего в 6,5% случаев из 100% ремонтируемых деталей. Это связано с относительно невысокой стоимостью подобных деталей при серийном производстве и достаточной сложностью их восстановления.
Если рассматривать сам процесс восстанавливания, то на первой стадии необходима тщательнейшая очистка детали. Если не уделить чистоте должного внимания, то, например при наплавке оставшаяся грязь, скорее всего, может вызвать образование пор и раковин. А при покрытии гальваническими или химическими способами жировые или иные загрязнения приводят к отслаиванию этих покрытий при эксплуатации.
На следующем этапе проводят дефектацию деталей, сначала внешним осмотром, а затем – используя универсальный измерительный инструмент. Выявляют трещины, забоины, вмятины, участки, значительно пострадавшие от коррозии, поверхности и посадки, имеющие существенную выработку. Для выявления скрытых дефектов, проверки на герметичность, а также для определения правильности взаимного положения сопрягаемых деталей существуют специальный мерительный инструмент и типовые приспособления. От тщательности проведения дефектации в значительной степени зависит качество восстановленной детали.
Конечно, многие скрытые дефекты в полевых условиях обнаружить сложно. Поэтому, скажем, при подозрении на возникновение внутренних трещин в сплошных деталях их желательно выявлять магнитным способом с помощью универсальных магнитных дефектоскопов. На специализированных предприятиях, как правило, имеется подобное оборудования. Для выявления внутренних дефектов в деталях из цветных металлов используют люминесцентную дефектоскопию.
Для обнаружения трещин в корпусных деталях пользуются гидравлическим способом. Предварительно заглушками закрываются все штатные отверстия, затем деталь устанавливают на специальный стенд и внутреннюю полость заполняют водой, создают давление и выдерживают некоторое время.
В экстренных случаях трещины хорошо выявляются обработкой обезжиренной поверхности металла керосином, в который добавляется трансформаторное масло и скипидар, примерно 150 и 50 г на 1 л керосина соответственно. Обработав таким раствором деталь и выдержав 5-10 мин., керосин с детали вытирают насухо и на исследуемую поверхность наносят слой мела. Остатки раствора керосина обязательно выступят на трещинах и покажут величину и форму дефекта.
Метод «ремонтных размеров» и другие
Наиболее распространённым дефектом, как уже упоминалось, является износ поверхностей. Поэтому и основное направление технологий восстановления заключается в доведении изношенных поверхностей до первоначальных параметров. Для этого применяются типовые технологические приёмы – сварка, пайка, наплавка, напыление металлопокрытий, осаждение металла, нанесение полимерных материалов и некоторые другие.
При выборе способа восстановления следует обратить внимание на ряд вопросов. Например, с помощью поверхностного напыления можно получить желаемую твёрдость поверхности, повысить износостойкость рабочей поверхности детали, снизить воздействие усталостного фактора, усилить антикоррозионные качества, поэтому материал напыления, так же как и способ его нанесения – важнейший этап восстановления. Но, если принято решение о нанесении покрытия на дефектную поверхность, необходимо выяснить, насколько металл детали сочетается с наносимым покрытием, а также как к этому покрытию «отнесётся» поверхность сопрягаемой детали. Также необходимо знать, можно ли выбранным методом и материалом создать такую толщину покрытия, которая бы компенсировала износ и припуск на последующую обработку.
Но, если взаимная выработка деталей, работающих в паре, значительна, то обычно посадки не напыляют, а восстанавливают, изменяя первоначальные размеры на так называемые «ремонтные». Наиболее ценную деталь пары обрабатывают, увеличивая, например диаметр выработанного отверстия до ремонтного, при этом восстанавливается геометрия отверстия, удаляются следы износа, восстанавливается необходимая чистота обработки. А сопрягаемую деталь либо изготавливают новую, но с увеличенным диаметром, соответствующим ремонтному размеру первой детали, либо протачивают до цилиндрической поверхности, устраняя эллипсность, и устанавливают втулку, наружный диаметр которой соответствует ремонтному диаметру.
Метод «ремонтных размеров» нежелателен там, где детали интенсивно изнашиваются и, соответственно, часто ремонтируются либо меняются. При ремонте, выбраковывая одну деталь пары, приходится менять и парную деталь. А ещё часто бывает, что ремонтник не знает о ремонтных размерах детали и приготавливает для замены стандартную деталь. Затем в срочном порядке приходится решать что делать, искать новую запчасть. В конечном итоге несложный ремонт может затянуться.
Более универсальным является т. н. метод «постановки дополнительного элемента». В этом случае изношенные отверстия и валы обрабатываются до восстановления правильной геометрической формы, а затем в отверстие, или на вал, устанавливаются втулки, восстанавливающие исходные чертёжные посадочные размеры сопрягаемых деталей.
Начальную форму рам, балок выносных опор, колец опорно-поворотных устройств, портальных стоек и стрел, получивших остаточный изгиб и скручивание, возвращают методом правки. Осадкой восстанавливают номинальные размеры полых деталей гидроцилиндров. Для этого в полую часть вставляют стержень, диаметр которого соответствует восстанавливаемому, и цилиндр обжимают на прессе. Подобным образом восстанавливают и втулки, обжимая на прессе, который укомплектован специальными пуансонами и матрицами.
Сварка, наплавка
Технологические процессы сварки и наплавки занимают главное место при ремонте автодеталей, этими способами восстанавливают почти 70% всех ремонтируемых деталей. Наиболее простой и распространённый вид сварки – ручная дуговая. С её помощью заваривают трещины, приваривают различные ремонтные вставки в детали, а также наплавляют износостойкие материалы. Но при дуговой сварке выделяется большое количество тепла. Детали, даже значительной массы, после сварочных действий может «повести», т. е. они искривляются, изменяется их соосность и геометрическая форма.
Для уменьшения температурного воздействия сварки используют метод обратной полярности. Его сущность заключается, во-первых, в том, что используется электродуга постоянного тока, которая более стабильна, чем дуга, полученная в результате использования переменного тока. А во-вторых, наплавляемая деталь соединяется с «минусом» источника энергии, в таком случае на положительном электроде выделяется на 20% тепла больше, а сама деталь проплавляется на меньшую глубину. В частности, при вваривании втулок с толщиной стенки менее 3 мм, только пользуясь постоянным током и обратной полярностью, можно избежать прожога стенки втулки.
Воздействие дуговой сварки имеет целый ряд нежелательных последствий для восстанавливаемой детали: кроме коробления, окисляется металл, поглощается азот, сгорают легирующие добавки. В результате снижается твёрдость наружного слоя детали. За счёт поглощения азота увеличивается прочность сварного шва, но шов почти не пластичен.
С целью исключения отрицательных последствий дуговой сварки уже разработаны и продолжают совершенствоваться различные методы сварки. Так, для заварки трещин и при работе с тонкими листами оптимальными вариантами считаются использование газовой, а также контактной сварки. Для качественной сварки крупногабаритных и массивных деталей лучше всего использовать термитную и электрошлаковую сварки. Для работы с цветными металлами разработаны ультразвуковая и магнитноимпульсная сварки, а для сварочных работ с коррозионностойкой сталью рекомендуется использовать высокочастотную и аргонодуговую сварки. Последняя, кстати, часто используется для сварки и наплавки алюминия. Сварочные технологии сегодня позволяют сваривать даже чугунные детали, причём таким образом, что их после сварки можно свободно обрабатывать, а прочность металла шва не ниже прочности основного металла.
Наплавка, как вид сварки, позволяет получить на поверхности детали слой материала необходимой толщины и нужного химического состава, с заданными параметрами твёрдости, износостойкости, пластичности. Основной объём, около 1/3 всех восстановительных операций, связанных с наплавкой, выполняют наплавкой под слоем флюса. Этот вид наплавки используют, когда нужно наплавить слой толщиной более 3 мм. Метод часто используется при наплавке деталей ходовой гусеничных машин – катков, цапф, роликов, осей и т. д.
1/5 всех наплавочных операций приходится на наплавку в среде углекислого газа. Этот вид наплавки имеет целый ряд преимуществ – отсутствуют вредные выделения и шлаковые корки, наплавлять можно в любом пространственном положении восстанавливаемой поверхности, причём открытая дуга позволяет наблюдать и корректировать процесс наплавки. Скорость наплавки прямо зависит от толщины наплавляемого слоя и требуемого качества поверхности. Твёрдость наплавленного металла связана с выбором электродной проволоки и составляет 200-300 HB.
В меньшей степени применяются, в основном для различных спецработ, вибродуговая наплавка, наплавка порошковой проволокой без флюса, электроконтактное напекание, плазменная наплавка. Специфическими видами восстановления, также относящимися к наплавочным операциям, являются гальваническое напыление, электрошлаковая наплавка и заливка деталей жидким металлом, а также газопламенное нанесение порошковых материалов.
Полимерные покрытия
Материалы из пластмасс успешно используют сегодня для нанесения на дефектные поверхности с целью восстановления размеров и улучшения герметизации. Пластиковое покрытие снижает шум, создаваемый трением, создаёт дополнительную коррозионную защиту. Наносятся пластмассы горячим прессованием, литьем под давлением и ещё некоторыми способами.
В ремонтных работах широко применяются акриловые пластмассы, представляющие собой термопластическое быстротвердеющее вещество, имеющее консистенцию сметаны. Такая пластмасса застывает без подогрева и давления. Затвердевшие пластмассы хорошо обрабатываются резанием, шлифуются, полируются. Пластмассовые покрытия эффективно зарекомендовали себя при нанесении на чугун, бронзу, сталь. Обычно износостойкую акриловою пластмассу применяют для восстановления посадок зубчатых колёс, шкивов. Застывшая пластмасса не боится контактов с бензином, различными моторными маслами. Для повышения износостойкости и уменьшения коэффициента трения в состав пластмассы добавляют до 10% порошка графита.
Сегодня пластмассами различного состава успешно восстанавливают выработанные поверхности подшипников скольжения, заделывают забоины и задиры, в т. ч. и с помощью установки накладок, закрепляющихся эпоксидным клеем. Эпоксидные пластмассы эффективно используются при заделке трещин в корпусных деталях. Пластмасса, состоящая из эпоксидной смолы и графита, или каолина, применяется при восстановлении внутренней поверхности изношенных гильз гидравлических и пневматических приводов.
Перспективные методы восстановления
К перспективным способам можно отнести такой оригинальный способ восстановления, который, правда, ещё применяют ограниченно, как детонационное напыление. Разработчики постарались использовать энергию детонации, имеющуюся в некоторых газах. На восстанавливаемую поверхность наносится металлический или металлизированный порошок, состоящий из смеси карбидов вольфрама и титана. При взрыве ацетиленокислородной смеси, продолжительностью 0,23 сек., на ремонтной поверхности образуется покрытие толщиной 0,007 мм. Покрытие из порошков с элементами вольфрама и титана имеет большую твёрдость и очень высокую износостойкость. Метод предполагает возможность нанесения многослойного покрытия общей толщиной 0,02-0,4 мм. Преимуществом метода перед аналогами является то, что ремонтируемая поверхность не нагревается выше 250 оС, а в результате напыления образуется покрытие с высокой прочностью сцепления и малой пористостью, не выше 1%. Кроме того, метод технологически не сложен и экономически выгоден даже при ремонте отдельных деталей.
Ещё один способ восстановления, который сегодня получает распространение в различных отраслях машиностроения, основан на плазменном напылении ремонтных поверхностей композиционными порошковыми материалами. Эти порошки отличаются тугоплавкой основой и легкоплавкой связкой. Такие покрытия имеют огромную износостойкость и особенно эффективны при нанесении на рабочие поверхности, подверженные трению. Структура нанесённого слоя представляет хромоникелевый раствор и карбидную фазу с упрочняющими частицами связки – карбидами и боридами хрома. Плазменное напыление используют при ремонте шеек коленвалов, постелей и блоков двигателей. Сущность метода состоит в «бомбардировке» ремонтной поверхности частицами порошка, разогретыми до пластического состояния плазменной либо газопламенной струями.
Экономия металла и защита от коррозии в сочетании с повышением надёжности – это тот эффект, который мы получаем при верно выбранном способе восстановления изношенных деталей и узлов. Располагая современным набором методов ремонта, восстановление может реально улучшить первоначальные эксплуатационные свойства деталей.