ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЧЕРВЯЧНОГО ВАЛА

Введение.

В поддержании технического состояния машины на требуемом уровне большую роль играет планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта. В процессе проведения технического обслуживания и текущего ремонта выполняются работы по устранению возникших неисправностей и замене наиболее быстро изнашиваемых деталей (поршневые кольца, эксплуатационные вкладыши и др.). И все же при длительной эксплуатации машин наступает момент, когда вследствие износа корпусных и других основных деталей надежность машины снижается настолько, что восстановление его средствами эксплуатационных предприятий становится невозможным. В этом случае автомобиль подлежит капитальному ремонту.

Все основные детали машин являются, достаточно сложными в конструктивно-технологическом отношении и на их изготовление затрачивается много овеществленного труда, черных и цветных металлов, в том числе легированных сталей. Не использование в дальнейшем дорогостоящих деталей, имеющих небольшие износы, и тем более деталей с допустимым износом было бы экономически не оправданным. Восстановление работоспособности и использование указанных деталей в масштабах страны является проблемой большого народнохозяйственного значения. Решение этой проблемы и является одной из основных задач ремонтного производства.

1. Назначение и техническая характеристика лифта

На рисунке 1 приведена принципиальная схема электрического лифта. Его основными узлами являются кабина 3, в которой размещаются пассажиры или грузы, и подъемная лебедка 1. Кабина движется в вертикальных направляющих 5, которые обхватывают башмаки 9, прикрепленные к кабине. Подъемные канаты 10, на которых подвешена кабина, наматываются на барабан или огибают канатоведущий шкив лебедки (как это показано на рисунке). Как было указано выше, при канатоведущем шкиве подъем кабины происходит за счет сил трения между канатом и ободом этого шкива. Вес кабины и часть веса груза уравновешиваются противовесом 7, подвешенным к канатам, сбегающим с канатоведущего шкива или барабана (при барабанной лебедке).

В целях безопасности кабина помещена в шахту 6, над которой обычно расположено машинное помещение 11. В этом помещении располагаются лебедка и основная аппаратура (распределительный щит, магнитные станции, ограничитель скорости и т. Д.). Внизу шахты (приямке) располагаются буфера 8 кабины и противовеса, на которые садится кабина в случае перехода ее за нижнее рабочее положение (при верхнем предельном положении кабины ца буфера садится противовес). В верхней и нижней частях шахты устанавливаются концевые выключатели, ограничивающие рабочий ход кабины.

Во избежание падения кабины при обрыве каната или неис­правности подъемного механизма на ней устанавливаются ловители, зажимные устройства которых в этих случаях захватывают направляющие и удерживают кабину. В большинстве случаев ловители приводятся в действие от вспомогательного каната 4, охватывающего шкив центробежного ограничителя скорости 2. При возрастании скорости кабины выше определенного предела ограничитель затормаживает шкив и останавливает канат 4, который при дальнейшем опускании кабины приводит в действие свя­занные с ним ловители.

Пуск лифта производится или нажатием на рычаг специаль­ного аппарата, установленного в кабине (в лифтах с рычажным управлением), или нажатием на кнопку соответствующего этажа (лифты с кнопочным управлением). При рычажном управлении остановка кабины у заданного этажа производится лифтером, при кнопочном управлении — автоматически. При обеих системах управления вводятся до­полнительные устройства для остановки двигателя в аварийных случаях или при угрозе безопасности пользования лифтом (при открытых дверях кабины или шахты, посадке кабины на ловители и т. п.)

Рисунок 1. Схема лифта электрического

В таблице 1 – приведена техническая характеристика лифта.

Таблица 1

Техническая характеристика лифта

2. Дефектация червяка

Дефектацию деталей проводят с целью определения их технического состояния:

а) деформацию и износ поверхностей;

б) целость материала;

в) изменение свойств и характеристик рабочих поверхностей;

г) сохранность формы.

Операции дефектации:

1. Внешним осмотром. Невооруженным глазом или с помощью лупы, проверкой на ощупь, простукиванием выявляют: трещины, забоины, риски, обломы, пробоины, вмятины, задиры, коррозию, ослабление плотности посадки.

2. Используя универсальный или специальный измерительный инструмент, опре­деляют геометрические параметры деталей.

3 С помощью специальных приборов определяют скрытые дефекты К специальным приборам и методам относят ультразвуковую, гамма -, рентгеновскую, магнитную, цветную и т.д. дефектоскопию.

На дефектацию червяк поступил с нарушениями герметичности. Причиной выявленных дефектов явился износ подшипников и срыв шпонки. А также срыв резьбы более двух витков.

Износ всех наружных поверхностей стал результатом загрязнения смазки абразивными частицами – песок. Износ подшипников стал причиной перекоса и увеличения радиального биения червячного колеса их заклинивания и разбиения шпоночных пазов.

На рисунке 2 приведен червяк с указанием мест и наименования дефектов.

Червяк бракуется при трещинах в витках, усталостном выкрашивании и поломке.

Рисунок 2. Червяк

3 Анализ литературных источников по способам восстановления

Основным способом восстановления геометрии деталей является наплавка и напыление износостойких материалов.

Наплавка - нанесение слоя металла заданного состава на деталь или режущую часть инструмента методами сварки для образования поверхностного слоя, обладающего заданными свойствами (повышенной прочностью, износостойкостью, кислотостойкостью и т.д.), а также для восстановления изношенной поверхности.

Наплавка по сравнению с другими способами восстановления дает возможность получать на поверхности деталей слой необходимой толщины и нужного химического состава, обладающий заданным комплексом свойств. В общем объеме работ по восстановлению деталей на ремонтных предприятиях различные способы составляют, %:

- наплавка под слоем флюса -31;

- вибродуговая - 12;

-  в среде углекислого газа -20;

- порошковой проволокой без флюса и газовой защиты - 10;

- плазменная -1,5;

- электроконтактное напекание - 6;

- гальванические способы - 5;

- электромеханическая обработка - 1;

- электрошлаковая наплавка-1,5;

- наплавка жидким металлом - 2;

- восстановление полимерами - 5;

Рассмотрим способ плазменной наплавки.

Плазменная наплавка (рисунок 3) является одним из новых перспективных способов. Сущность процесса: присадочный металлический порошок вдувается несущим газом в электрическую дугу (непереходящая дуга), которая оплавляет порошок и переносит на поверхность детали, оплавленную электрической дугой (переходящая дуга).

Присадочный порошок приготовляют из сплавов на основе никеля, кобальта и железа.

Переходящая дуга горит между вольфрамовым электродом и внутренним соплом горелки, образуя высокотемпературную плазменную струю (температура 16 000—24 000 С).

Плазменная струя представляет собой газ высокой степени ионизации, обладающий электропроводностью и высокой температурой. Плазменную струю получают путем нагрева плазмообразующего газа в электрической дуге, горящей в закрытом пространстве — плазменной горелке или плазмотроне.

Образование плазмы происходит в специальной плазменной головке ИМЕТ-107, которая состоит из корпуса, электрододержателя, сопла для подачи защитного газа, водоохлаждаемого сопла.

При работе в горелке движутся три потока газа: плазмообразующий (аргон), несущий и защитный (аргон, гелий, азот). Первый защищает электрод от окисления, стабилизирует и сжимает дугу; второй — подает присадочный порошок в горелку и вдувает его в дугу; третий — защищает наплавляемый металл от окисления.

Источником питания непереходящей дуги служат преобразователи ПСУ-500, ток в дуге 16—25 А при напряжении 10—12 В. Для питания переходящей дуги используют преобразователь ПСО-300, ток до 130 А.

Рисунок 3. Схема установки для плазменной наплавки с вдуванием порошка в дугу:

1 — дроссель; 2 — осциллятор; 3 — плазмообразующий газ; 4— вольфрамовый электрод; 5 — внутреннее сопло горелки, 6 — питатель для подачи порошков; 7 — наружное сопло; 8 — защитный газ; 9 — защитное сопло; 10 — несущий газ; 11 — наплавляемая деталь; 12—источник питания переходящей дуги (ПС-500); 13 — источник питания непереходящей дуги (ПС-300); 14 — балластный реостаг; 15 — конденсатор.

Достоинства этого способа:

• высокая концентрация тепловой мощности и минимальная ширина зоны термического влияния;
• возможность получения толщины наплавляемого слоя от 0,1 мм до нескольких миллиметров;
• возможность наплавления различных износостойких материалов (медь, латунь, пластмасса) на стальную деталь;
• возможность выполнения плазменной закалки поверхности детали;
• относительно высокий КПД дуги (0.2 …0.45);
• малое (по сравнению с другими видами наплавки) перемешивание наплавляемого материала с основой, что позволяет достичь необходимых характеристик покрытий. 

Недостатки:

• относительно невысокая производительность;
• необходимость в сложном и дорогостоящем оборудовании.

4. Проектирование технологического процесса восстановления червяка

В этом разделе разрабатываем план операции по устранению комплекса дефектов, объединенных общим маршрутом. При этом технологический маршрут составляем не путем сложения технологических процессов устранения каждого дефекта в отдельности, а с учетом следующих требований:

• одноименные операции по всем дефектам маршрута должны быть устранены;
• каждая последующая операция должна обеспечить сохранность качества рабочих поверхностей детали, достигнутого при предыдущих операциях;
• в начале должны идти подготовительные операции, затем сварочные, кузнечные, прессовые и в заключении шлифовальные и доводочные.

Базовые поверхности для обработки выбираем с таким расчетом, чтобы при установке и зажиме обрабатываемой детали не смещалась приданном ей положении и не деформировалась под действием сил резания и зажимов. Если на детали сохранились базовые поверхности, по которым обрабатывалась при изготовлении, то при восстановлении будем базироваться по этим поверхностям. Поврежденные базовые поверхности будем исправлять.

Последовательность операций по восстановлению червяка имеет следующий вид:

005 Моечная операция (очистка от грязи);

010 Дефектация (дефектовать деталь);

015 Наплавочная операция (наплавить шпоночный паз);

020 Наплавочная операция (наплавить наружные поверхности);

025 Наплавочная операция (заплавить резьбовое отверстие);

030 Токарная операция (точить поверхности);

035 Фрезерная операция (фрезеровать паз);

040 Сверлильная операция (сверлить отверстие под резьбу, зенкеровать фаску, нарезать резьбу);

045 Шлифовальная операция (шлифовать поверхности);

050 Контрольная операция (контролировать восстановленные поверхности).

Список литературы:

1. Восстановление автомобильных деталей: Технология и оборудование: Учеб. Для вузов/ В. Е. Канарчук, А. Д. Чигринец – М.: Транспорт, 1995.
2. Дюмин И. Е., Трегуб Г. Г. Ремонт автомобилей / Под ред. Дюмина И. Е – М.: Транспорт, 1999 – 280 с.
3. Капитальный ремонт автомобилей. Справочник / Под.ред. Р.Е.Еснберлина. – М.: Транспорт, 1989.
4. Силуянов В.П. и др. Прогрессивные способы восстановления деталей машин. – Мн.: Ураджай, 1988.
5. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1, 2. / Под ред. А.Г. Косиловой и М.Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1981.
6. Матовилин Г.В. Автомобильные материалы. Справочник / Г.В.Матовилин, М.А.Масино, О.М.Суворов. – М.: Транспорт, 1989.
7. Технология машиностроения: В2 т. Т. 2. Производство машин: Учебник для вузов /В.М. Бурцев, А.С. Васильев, О.М. Даеев и др.; Под ред. Г.Н. Мельникава. – 2-е изд., стереотип. – M.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,2001. – 640 с., ил.