Содержание: о правилах технической эксплуатации подъемно-транспортного оборудования морских торговых портов

Вид материала

Содержание

8.3. Восстановление деталей металлизацией
Струйная обработка абразивом
Подготовка со снятием стружки
8.4. Восстановление деталей механической обработкой

Подобный материал:

1 ... 34 35 36 37 38 39 40 41 42

При наплавке пучок следует перемещать прямолинейно по направлению наплавки без поперечных колебательных движений.

8.3. Восстановление деталей металлизацией

8.3.1. Металлизация применяется для восстановления деталей с изношенными плоскими наружными и внутренними цилиндрическими поверхностями, заделки трещин в корпусных деталях, повышения жаростойкости, коррозионностойкости и получения высоких антифрикционных свойств.

В зависимости от источника тепла для распыления наращиваемого металла металлизацию подразделяют на газовую, электрическую и плазменную. Восстановление изношенных деталей металлизацией состоит из операций подготовки поверхности детали, металлизации поверхности и обработки поверхности детали после металлизации.

8.3.2. Подготовка поверхности детали к металлизации включает следующие операции:

- очистку и обезжиривание,

- предварительную механическую обработку,

- специальную обработку для образования шероховатости, а также изоляцию поверхностей детали, не подлежащих металлизации.

Предварительная механическая обработка поверхности детали необходима для получения правильной геометрической формы изношенной поверхности с целью получения минимально допустимой равномерной толщины слоя покрытия для окончательной механической обработки. Повышение шероховатости поверхности требуется для улучшения сцепления с покрытием.

Толщина металлизированного слоя после окончательной механической обработки не должна быть меньше: для цилиндрической поверхности диаметром от 25 до 100 мм - 0,5-0,8 мм; для плоских поверхностей - 0,5-1,0 мм.

Для предотвращения выкрашивания металлизированного слоя на торцах детали и на открытых ее концах необходимо выполнить канавки или буртики. Изоляция поверхностей, не подлежащих металлизации, производится бумагой, картоном или листовым железом; отверстия и пазы закрываются деревянными или резиновыми пробками. Способы подготовки поверхности детали под металлизацию приведены в таблице 72.

Таблица 72. Способы подготовки поверхности под металлизацию

Способ подготовки	Область применения	Примечание
Струйная обработка абразивом
Кварцевым песком	Обработка поверхности для защиты от коррозии	Допускается выполнять работу на открытом воздухе
Корундом	Дополнительная очистка подготовленных, но загрязненных поверхностей	Рекомендуется при монтаже в условиях мастерских
Стальной крошкой	Повторная подготовка поверхности	Стальную крошку следует подавать под давлением воздуха 0,6 МПа (6 кгс/см²)
Подготовка со снятием стружки
Нарезкой рваной резьбы	Подготовка тел вращения		Достигается установкой резца ниже центра детали
Фрезеровкой канавки дисковой фрезой, вырубкой канавок клиновидной формы	Исправление брака литья (трещин в корпусных деталях)		Требуется последующая струйная обработка абразивом или грубая шлифовка
Насечкой	Литье, особенно цветное, плоские стальные поверхности		Выполняется пневматическим молотком с последующей струйной обработкой абразивом
Бесстружечная обработка: накаткой резьбы и рифлением	Тела вращения при высоких динамических нагрузках, требующие высокой прочности сцепления покрытия с основой		Требуется окончательная струйная обработка абразивом
Электроподготовка (нанесение промежуточных покрытий): - никелевым электродом с последующей струйной обработкой абразивом	Детали из низколегированной стали, не испытывающие динамической нагрузки, а также плоские детали и тела вращения при необходимости нанесения толстого покрытия		Электроподготовка оказывает заметное влияние на усталостную прочность детали
- нанесением подслоя молибдена	Получение твердой поверхности детали с тонким слоем покрытия

8.3.3. Газовая металлизация по принципу работы подразделяется на два вида: на металлизацию с применением дутьевого газа и без применения дутьевого газа. Наибольшее распространение имеет металлизация с применением дутьевого газа, при которой проволока расплавляется теплом нейтрального пламени горючего газа (ацетилена, пропана и др.) и кислорода, а размельчение и перенос частиц металла на поверхность детали производятся сжатым воздухом или инертным газом.

Режим газовой металлизации:

- давление сжатого воздуха 0,3-0,5 МПа (3-5 кгс/см²);

- давление ацетилена 4-60 кПа (0,04-0,6 кгс/см²);

- расход ацетилена 240-850 л/ч;

- давление кислорода 0,2-0,7 МПа (2-7 кгс/см²);

- расход кислорода 600-2100 л/ч;

- диаметр проволоки 1,5-3,0 мм;

- скорость подачи проволоки 4,5-6,0 м/мин;

- расстояние от сопла до детали (рекомендуемое) 100-150 мм.

Нанесение покрытий производится газопламенными металлизаторами (ГИМ-2М, МГИ-1-57, МГИ-2-65 и др.) вручную и на станках. Материалом для нанесения покрытий служит проволока (стальная, бронзовая, латунная, из алюминиевого сплава, молибдена и др.). Для получения более однородного, беспористого и хорошо связанного с основанием покрытия необходимо после напыления слоя произвести его оплавление.

Этот процесс состоит из нанесения на обезжиренную поверхность детали металла при помощи металлизатора и последующего расплавления покрытия пламенем горелки или индукционным нагревом. Расплавление металла происходит без перегрева детали и без изменения его состояния.

8.3.4. Электрическая металлизация по принципу работы может быть электродуговая и высокочастотная.

Электродуговая металлизация предназначена для выполнения всех видов металлизационных работ и производится в режиме:

- сила тока: переменного 110-250 А, постоянного 55-160 А;

- напряжение 25-35 В;

- давление сжатого воздуха 0,4-0,6 МПа (4-6 кгс/см²);

- окружная скорость детали 1,2-2,5 м/мин;

- число проволок 2 шт.;

- скорость подачи проволок 0,6-1,5 м/мин;

- продольная подача металлизатора 1-10 мм на один оборот детали;

- расстояние от сопла до поверхности детали 8-100 мм.

Твердость покрытия в 1,6-1,7 раза выше твердости исходной проволоки (за счет закалки и упрочнения частиц). Нанесение покрытий производится электродуговыми металлизаторами: ЭМ-6, ЭМ-12, ЭМ-15 (станочные) и ЭМ-9, ЭМ-10, ЭМ-14 (ручные).

Металлизаторы ЭМ-6, ЭМ-12 предназначены для восстановления изношенных цилиндрических и плоских поверхностей деталей различных размеров, нанесения антикоррозионных покрытий, повышения жаростойкости и др.

Ручной металлизатор применяется для восстановления изношенных деталей, деталей с механическими повреждениями (трещинами), для нанесения антикоррозионных и декоративных покрытий, устранения дефектов в отливках, повышения жаростойкости стали.

Наличие двух- или трехпроволочных металлизаторов дает возможность получить сталемедные, медно-свинцовистые, сталеалюминиевые и другие композиции из одного, двух, трех разных металлов, а изменение скорости подачи - проволоки и композиции с различным соотношением этих металлов.

При высокочастотной металлизации используется принцип индукционного нагрева, который выполняется в режиме:

- производительность при металлизации стальных деталей 5-10 кг/ч;

- диаметр проволоки 4-5 мм;

- давление сжатого воздуха 0,3-0,4 МПа (3-4 кгс/см²);

- расход сжатого воздуха 0,6-0,8 м/мин;

- скорость подачи проволоки 0,4-1,5 м/мин.

Для нанесения покрытий используются высокочастотные металлизаторы МВЧ-1, МВЧ-2, МВЧ-3.

По сравнению с электродуговым процессом при высокочастотной металлизации углерода выгорает примерно в 4-6 раз меньше. Лучшие результаты при высокочастотной металлизации дает проволока с содержанием углерода 0,45%; эта проволока обеспечивает наиболее стабильный состав покрытия.

8.3.5. Плазменно-дуговая металлизация основана на способности газов при определенных условиях переходить в состояние плазмы.

Плазма - сильный поток заряженных частиц, обладает высокой электрической проводимостью. Температура струи плазмы значительно выше температуры электрической дуги. Плазмообразующий газ, не содержащий кислорода, позволяет получать покрытия без окислов.

Нанесение покрытий металла на детали производится установками УМП-4-64, УПУ-ЗМ, УМП-5-68. Эти установки предназначены для выполнения покрытий из тугоплавких материалов. Наиболее универсальными являются установки УМП-4-64 и УМП-5-68, они позволяют выполнять резку, сварку, плавку, пайку, оплавление поверхности и другие операции.

Плазменная металлизация производится в режиме:

- производительность по напылению порошка 4-12 кг/ч;

- максимальная сила тока 400-600 А;

- расход азота 25-40 л/мин;

- давление азота 0,3-0,4 МПа (3-4 кгс/см²);

- расход охлаждающей воды 3-4 л/мин;

- давление охлаждающей воды 0,25-0,4 МПа (2,5-4 кгс/см²);

- толщина покрытия 0,1-10 мм.

8.3.6. Газотермическое напыление используется для исправления дефектов литья, восстановления изношенных поверхностей, а также для получения покрытий с особыми физико-механическими свойствами.

Сущность процесса заключается в нанесении металлического порошка, расплавленного пламенем горелки, на предварительно подготовленную поверхность детали. Напыляемые частицы заполняют неровности поверхности и, охлаждаясь, сжимаются, прочно соединяясь с деталью.

8.3.7. Подготовка поверхности детали к напылению имеет большое значение для прочного сцепления напыленного покрытия с деталью. Для увеличения силы сцепления покрытия деталь должна иметь возможно большую площадь поверхности сцепления (за счет шероховатости), быть очищенной от окисной пленки, влаги, масла и других загрязнений. Особую опасность для сцепления представляют поры: в них может содержаться масло, которое в результате нагревания детали при напылении выделяется на поверхность, что ухудшает сцепление покрытия с основой.

Подготовка поверхности детали к напылению покрытия включает следующие операции:

- обезжиривание;

- механическую обработку для снятия неровностей и удаления усталостного слоя;

- придание поверхности шероховатости для увеличения сцепления с основой детали;

- защиту ненапыляемых участков детали.

Способы подготовки поверхности к напылению приведены в таблице 73.

Таблица 73. Способы подготовки поверхности детали к напылению

Операция	Технология
Обезжиривание детали: стальной, бронзовой, алюминиевой, чугунной	Протирка ветошью, смоченной в ацетоне. Отжиг при температуре 400-450 °С в течение 3-4 ч
Механическая обработка детали: нетермообработанной или термообработанной	Проточка резцом на глубину не менее 0,1 мм Шлифование абразивным кругом из карбида кремния зернистостью 80 мкм
Придание поверхности шероховатости	Нарезка резцом с закругленной режущей кромкой (R = 0,2 мм) специальной резьбы с шагом, равным глубине предварительной обработки поверхности, и глубиной резьбы, равной половине ее шага. Струйная обработка поверхности в дробеструйной камере смесью порошков электрокорунда зернистостью 60-80 мкм (50%) и 120-160 мкм при давлении воздуха 0,5-0,6 МПа (5-6 кгс/см²) и его расходе 3-5 м³/мин
Защита оборудования и ненапыляемых участков детали	Ненапыляемые зоны экранируются, все отверстия и канавки закрываются пробками из сухого дерева или графита

8.3.8. Напыление выполняется вручную или на станке с использованием горелок ГАЛ-2 при подаче самофлюсующихся порошков в струе газа или горелок ГАЛ-4-72 и ГАЛ-6-73 при внешней подаче порошков с последующим оплавлением.

Напыление выполняется в режиме:

- давление ацетилена 3-5 кПа (0,03-0,05 кгс/см²);

- давление кислорода 35-45 кПа (0,35-0,45 кгс/см²);

- расход ацетилена 15-17 л/мин;

- расход кислорода 16-18 л/мин;

- окружная скорость обрабатываемой поверхности 18-20 м/мин;

- расстояние от горелки до детали 160-180 мм;

- продольная подача горелки 3-4 мм на один оборот детали;

- расход порошка 2,5-3,0 кг/ч.

8.3.9. Обработка деталей после металлизации. Получение требуемых размеров и чистоты поверхности достигается механической обработкой. Обработка детали производится после полной усадки нанесенного материала.

Припуск на обработку зависит от диаметра, длины обрабатываемой поверхности и характера предполагаемой обработки. Средние значения припусков приведены в таблице 74.

Таблица 74. Припуски на обработку после металлизации, мм

Диаметр детали, мм	Припуск на обработку
Диаметр детали, мм	токарная операция	последующая шлифовка	всего	одна шлифовка
До 50	0,40-0,50	0,20	0,60-0,70	0,30
51-75	0,55	0,25	0,80	0,35
76-100	0,60	0,25	0,85	0,40
101-125	0,70	0,30	1,00	0,45
126-150	0,80	0,30	1,10	0,50
151-200	1,00	0,35	1,35	0,55
201-300	1,10	0,40	1,50	0,60
301-500	1,20	0,40	1,60	0,70

Токарную обработку необходимо производить резцами с пластинами из твердых сплавов. Рекомендуются размеры резца: главный угол в плане 45°, задний угол 8-12° и передний угол от +5 до -5°.

Рекомендуются ориентировочные режимы механической обработки, приведенные в таблице 75.

Таблица 75. Режимы механической обработки

Материал покрытия	Скорость резания, м/мин	Подача на один оборот детали, мм	Глубина резания, мм
Сталь высокоуглеродистая	8-10	0,1-0,2	0,2-0,4
Сталь малоуглеродистая, бронза, латунь	15-18	0,2-0,4	0,3-0,4
Цинк, алюминий	40-50	0,2-0,4	0,3-0,5

Механическая обработка должна выполняться острым и достаточно жестким резцом. Резец устанавливается на линии центров или немного выше нее. Глубина резания при чистовом проходе не должна превышать 0,10-0,15 мм. В процессе резания рекомендуется применять охлаждение эмульсией.

При шлифовании металлизированных поверхностей необходимо избегать замасливания кругов. Для обработки покрытий применяются круги электрокорундовые.

Металлизированные покрытия из высокоуглеродистых сталей трудно поддаются токарной обработке, их рекомендуется шлифовать электрокорундовым кругом зернистостью 46-60 мкм при следующих режимах:

- скорость шлифования кругом 25-30 м/с;

- окружная скорость обрабатываемой поверхности 10-15 м/мин;

- подача 0,8-1,2 м/мин;

- глубина шлифования 0,01-0,03 мм.

Для улучшения последующей работы металлизированные детали, работающие в условиях трения, рекомендуется после окончательной обработки держать в нагретом до 100-120 °С масле в течение 2-3 ч.

Механическая обработка одновременно служит контрольной операцией. Если покрытие при механической обработке не разрушилось и если при этом не было обнаружено видимых отслоений, трещин и цветов побежалости, то такое покрытие имеет нормальное качество как по составу, так и по сцепляемости с основанием.

8.3.10. Нанесение покрытий распылением является работой, связанной с образованием металлической пыли, газов и вредных для зрения лучей. Эта работа относится к вредному производству, и к ней допускаются специально обученные лица, достигшие 18 лет и прошедшие медицинский осмотр и специальный инструктаж по технике безопасности.

Металлизационная установка должна быть оборудована приточно-вытяжной вентиляцией. Вытяжная вентиляция должна осуществляться путем устройства местных отсосов. Приток чистого воздуха может быть принудительным или естественным. Отсос воздуха от рабочего места по газотермическому напылению должен составлять 5000-6000 м³/ч.

Ремонт, техническое обслуживание и наладка аппарата должны производиться при выключенном токе. Во время длительных перерывов в работе (более 8 ч) необходимо выключить рубильник на главном щите.

При нанесении покрытий следует пользоваться респираторами (при газотермическом напылении), защитными очками закрытого типа (со стеклами, плотность фильтров которых определяется производственными инструкциями), фартуком с огнестойкой пропиткой и брезентовыми рукавицами.

Кроме указанных выше требований по безопасности труда, следует также соблюдать соответствующие требования по электробезопасности, к условиям эксплуатации баллонов, условиям хранения баллонов, условиям транспортирования баллонов и др.

8.4. Восстановление деталей механической обработкой

8.4.1. Восстановление способом ремонтных размеров изношенных и поврежденных деталей заключается в механической обработке одной из деталей сопряжения, обычно более сложной и дорогой, до установленного ремонтного размера, который может быть стандартным (заранее установленным) и свободным (нерегламентированным). Вторую деталь сопряжения при этом заменяют восстановленной или новой, изготовленной также под этот ремонтный размер.

Ремонтные размеры должны обеспечивать требуемые зазоры между сопрягаемыми деталями и точность кинематических связей. Величина нормализованного ремонтного размера устанавливается в зависимости от величины и характера износа поверхности, а также от припуска на механическую обработку.

Способом ремонтных размеров можно восстанавливать резьбовые поверхности путем рассверливания или обточки изношенной резьбы и нарезания новой ремонтной. Ремонтные размеры резьбы подбираются наиболее близкие из стандартного ряда резьб. Резьба ремонтного размера нарезается только после удаления старой резьбы.

Изменение размеров, восстанавливаемых способом ремонтных размеров деталей, может быть допущено до определенной предельной величины. При назначении предельных ремонтных размеров необходимо учитывать, что изменение размеров может привести к уменьшению жесткости и механической прочности, к увеличению удельного давления и к снижению поверхностной твердости восстанавливаемой детали. Изменение первоначальных размеров деталей свыше установленных пределов может значительно сократить срок их службы.

8.4.2. Восстановление дополнительными ремонтными деталями основано на использовании дополнительных деталей, устанавливаемых непосредственно на изношенной поверхности или полностью заменяющих изношенную часть детали. В первом случае дополнительные детали имеют форму гильзы, кольца, втулки, диска, пластины или резьбовой втулки, а во втором - форму удаленной части детали.

Материал для изготовления дополнительных деталей должен отличаться прочностью, износостойкостью и обеспечивать детали надежную работу при эксплуатации. При выборе материала для изготовления дополнительной детали необходимо учитывать условия работы восстанавливаемой детали. Так, для деталей неподвижных соединений (с натягом), работающих при повышенных температурах, коэффициенты линейного расширения материалов дополнительной и восстанавливаемой деталей должны быть одинаковы.

Если от дополнительной детали требуются только высокие антифрикционные свойства или высокая износостойкость, то материал следует подбирать с учетом этих требований и, как правило, более высокого качества, чем материал основной детали. Размеры дополнительной детали определяются расчетом на прочность и, главным образом, расчетом на смятие.

Для постановки дополнительной детали необходимо с изношенной поверхности восстанавливаемой детали снять определенный слой металла, так как минимальная толщина дополнительной детали, определяемая расчетом, значительно превышает величину износа восстанавливаемой детали.

Соединение дополнительных деталей, имеющих форму гильзы, кольца или втулки, с основной деталью должно осуществляться путем запрессовки с соответствующим натягом. Для надежности соединения дополнительной детали с основной в стыке по торцу следует параллельно оси детали засверлить отверстия и установить в них штифты или резьбовые стопоры. В зависимости от размеров дополнительной детали по диаметру в тех же целях может быть использована ее приварка в одной-трех точках или вкруговую по торцу.

Дополнительные детали, имеющие форму дисков или пластин, можно соединять с основной деталью при помощи заклепок или винтов с потайной головкой.

Прочность восстановленных деталей машин зависит от свойств материала соединяемых деталей, разности их диаметров (натяга), формы и чистоты поверхности, толщины стенок в местах контакта, длины сопрягаемых частей и т.п. Для ремонта изношенные дополнительные детали снимаются и заменяются новыми.

8.4.3. Ремонт обработкой давлением основан на пластическом перераспределении материала для компенсации износа детали и улучшения структуры металла рабочей поверхности. Применяют следующие виды обработки давлением: осадку, обжатие, раздачу, вытяжку, правку и др.

Осадку применяют для увеличения поперечного сечения детали при уменьшении ее длины. Таким методом целесообразно восстанавливать изношенные втулки и пальцы.

При обжатии пустотелую деталь протаскивают через матрицу меньшего диаметра, чем уменьшают наружный размер детали, не изменяя ее длины. Для обжатия стальных деталей их предварительно нагревают до 800-950 °С.

Раздачей увеличивают наружный размер полой детали, выполняя развальцовку отверстия во втулках, ручках, муфтах.

Вытяжкой ремонтируют детали, требующие увеличения их длины при одновременном местном уменьшении поперечного сечения; этим методом незначительно удлиняют стержни, тяги.

Правкой исправляют валы, рычаги, элементы металлоконструкций, потерявшие первоначальную форму. Правку выполняют в холодном состоянии (при небольшой деформации) или в нагретом. Для снятия остаточных напряжений после правки проводят термообработку.

Blog

Содержание: о правилах технической эксплуатации подъемно-транспортного оборудования морских торговых портов

Содержание