Ремонт механического оборудования, заварка трещин

Механическое оборудование кранов включает валы и оси, зубчатые колеса, червячные передачи, цепные передачи, шпоночные соединения, подшипники скольжения, подшипники качения, барабаны, тормоза, тормозные шкивы, муфты, крюки и крюковые обоймы; крепежные детали, корпуса редукторов, пружины.
Характерные признаки потери эксплуатационных качеств перечисленных деталей и сборочных единиц даны ниже.
Валы и оси: поломка, скручивание, погнутость, трещины; повреждение центров, шпоночных канавок, шлицев, поверхности цапф.
Зубчатые передачи: уменьшение толщины зуба, смятие или выкрашивание рабочей поверхности, срез торца зуба, смятие или выкрашивание его, поломка зуба, трещины на ободе или ступице, повреждение или разработка шпоночной канавки или шлицевых пазов.
Червячные передачи: помимо признаков, перечисленных для зубчатых передач и являющихся общими для червячных передач, дополнительным служит наволакивание бронзы с червячного колеса на стальной червяк.
Шпоночные соединения: смятие боковых поверхностей шпонок и шпоночных канавок, забоины на их поверхностях.
Подшипники скольжения: трещины или поломка чугунного корпуса подшипника, разработка отверстия втулки подшипника, ослабление посадки втулки в корпусе, задиры и вмятины на поверхности втулки, заплывание и загрязнение смазочных канавок и отверстий; неисправность стопорных винтов.
Подшипники качения: коррозия, образование трещин, появление следов шелушения На беговых дорожках или шариках и роликах; коррозия, образование трещин и излом сепаратора.
Блоки: изнашивание ручьев и втулок, загрязнение смазочных канавок, образование трещин и поломка реборд, неисправность в болтах, погнутость оседержателей.

Барабаны: изнашивание, смятие иди задиры в ручьях, трещины в ступицах и дисках, поломка реборд, разработка отверстий под болты крепления зубчатых венцов, смятие шпоночного паза.
Тормоза: изнашивание обкладок тормозных колодок, шарнирных соединений рычагов и колодок, резьбы на болтах, замасливание фрикционных обкладок тормозных колодок, изнашивание осей, валиков и пальцев, смятие или изнашивание шайб, шплинтов и гаек, засорение маслопроводов и смазочных канавок.
Тормозные шкивы: изнашивание поверхности шкивов, образование на поверхности шкивов задиров и царапин, появление трещин, разработка отверстий в ступицах.
Втулочно-пальцевые муфты: изнашивание упругих колец, погнутость пальцев, разработка отверстий под пальцы, отверстий в ступице и шпоночных канавок.
Кулачковые и зубчатые муфты: изнашивание кулачков, смятие рабочих поверхностей, выкрашивание зубьев, изнашивание посадочных отверстий и шпоночных канавок.
Фрикционные (предохранительные) муфты: изнашивание трущихся поверхностей, потеря упругости или поломка пружин.
Крюки и крюковые обоймы: изнашивание поверхности зева крюка, деформация рога крюка, забоины на крюке, изнашивание или загрязнение опорного подпятника, образование на внутренней поверхности зева волосяных трещин.
Крепежные детали:

  • болты — срыв части резьбы,
  • забоины и вмятины на резьбе,
  • забитый торец резьбового конца, изнашивание на резьбовой части тела,
  • смятие граней на головке,
  • искривление стержня,
  • гайки — срывы ниток резьбы, смятие граней,
  • шпильки — срыв части резьбы, погнутость, срез головки.

Корпуса редукторов: поломка соединительных фланцев в крышке или корпусе, поломка опорных лапок или приливов, трещины в стенках корпуса, срыв или изнашивание резьбы под шпильки или масленки.
Пружины: потеря упругости, поломка.
Перечисленные детали кранов и их соединения восстанавливают следующими основными способами: способ пластических деформаций; сварка и наплавка; электроискровая обработка; пайка; металлизация; электролитический способ нанесения слоя металла; способ упрочнения деталей; использование эпоксидных смол, применение полимерных материалов.
Принимая решение о восстановлении деталей тем или иным способом, следует иметь в виду, что каждая деталь затем должна быть соединена с другой или другими деталями. При этом должны быть также восстановлены посадки в соединениях. Посадки восстанавливают различными способами. Для разъемных подшипников скольжения тихоходных передач используют наиболее распространенный способ — регулирование зазора сопряжения за счет уменьшения числа прокладок в разъеме подшипника.
Посадки в соединениях восстанавливают также за счет ремонтных размеров и монтажа дополнительных ремонтных деталей. Суть этого способа заключается в том, что наиболее дорогую деталь (например, вал) обтачивают под новый размер (его называют ремонтным размером), а вторую сопряженную деталь заменяют новой, специально изготовленной под новый ремонтный размер.
При использовании дополнительных ремонтных деталей износившиеся части деталей (цапфы и шейки валов, посадочные места подшипников качения, зубчатые венцы и др.) обтачивают или растягивают под новый размер и на них (или в них) напрессовывают втулку из того же материала, что и ремонтируемая деталь; затем детали в местах соединения проходят дополнительную механическую обработку для  получения проектных посадок.
Толщина стенки бронзовой втулки должна быть не менее 3 мм, а чугунной — не менее 4—6 мм. Таким же способом можно восстанавливать зубчатый венец шестерни или звездочки; износившиеся зубцы стачивают, изготовляют новый венец и напрессовывают на сточенную часть шестерни или звездочки.
Для ремонта бронзовых втулок, правки длинных валов большого диаметра, правки ходовых рам кранов, а также металлоконструкций стрел используют способ пластических деформаций. В основу этого способа положено свойство металла деформироваться под воздействием критической нагрузки.
На рис. 174 показана схема осадки втулки 4, размер внутреннего диаметра которой в результате истирания превысил допускаемый. Этот размер восстанавливают путем осадки втулки, для чего запрессованную в ступицу 5 шестерни втулку 4 устанавливают на выступы подставки; во втулку вставляют палец, диаметр которого равен необходимому внутреннему диаметру втулки с учетом припуска на обработку после ее осадки. Затем на палец надевают пуансон 3 и, воздействуя на него прессом или молотком, осаживают втулку до тех пор, пока все пространство между пальцем, ступицей шестерни, пуансоном и выступами подставки не будет заполнено металлом.
По окончании осадки палец выбивают, а внутренний диаметр втулки обтачивают до необходимого размера.
К способу пластических деформаций относится также правка длинных погнутых валов наклепом. Схема правки погнутого вала этим способом показана на рис. 175.

Вал устанавливают на опору 3 и защемляют захватом 5 крепления конца вала так, чтобы вогнутая его сторона была обращена вверх, а опора располагалась в месте наибольшего изгиба.
Наклеп осуществляют легкими ударами чеканки (ручным молотком массой 1—2 кг или пневмомолотком, наконечник которого снабжен стальным закаленным шариком) по вогнутой стороне вала. Под
действием этих ударов изменяется структура стали, вытягиваются зерна кристаллографической решетки, вал деформируется в обратную сторону.
Наклеп — неустойчивое состояние стали и со временем происходит процесс восстановления ее структуры в первоначальное состояние, т. е. до наклепа, однако этот процесс при низких температурах (до —60° С) происходит чрезвычайно медленно; с повышением температуры процесс ускоряется и при 200° С и выше становится опасным для восстановленных деталей. Поэтому данный способ применяют только в том случае, если вал (или другая стальная конструкция) после восстановления будет работать при температуре не выше 150—200° С. При более высокой температуре вал вновь деформируется под действием внутренних сил, образовавшихся в результате наклепа, и восстанавливает свое прежнее погнутое состояние.
Наклеп как метод восстановления деформированных деталей строительных машин или   металлоконструкций применим только в том случае, если требуемая точность правки не превышает 0,02 мм на 1 м длины вала.
Наиболее распространенный метод восстановления изношенных деталей кранов — метод дуговой и газовой сварки и наплавки.
Сварку используют для заделки трещин в детали. Подготовка свариваемой детали, способ сварки и выбор электродов зависят от сорта свариваемого металла, толщины детали, величины и степени ее ответственности в конструкции машины.

Подготовка детали к сварке заключается в следующем: по концам трещины сверлят отверстия диаметром 4—5 мм во избежание дальнейшего ее распространения; поверхность металла вдоль трещины зачищают до блеска на ширину 10—15 мм. Если толщина свариваемой детали не превышает 5 мм, то ее сваривают без разделки кромок; при толщине от 5 до 10 мм выполняют F-образную разделку кромок с углом 60—90°; при толщине детали более 10 мм осуществляют V-образную разделку трещины с заваркой ее с обеих сторон. Шов разделывают с помощью зубила или торцовой фрезы.
В ответственных деталях после заварки трещины устанавливают также с помощью сварки еще дополнительные усиливающие накладки с одной или с обеих сторон. Неответственные чугунные детали сваривают в холодном состоянии, а ответственные детали сложной конфигурации (корпуса редукторов, коробок передач) предварительно нагревают. При этом соблюдают определенный режим: сначала деталь нагревают до температуры 200—250° С за время 20—30 мин, затем ее нагревают до 600—650° С за время 10—15 мин и в этом состоянии сваривают. При сварке необходимо следить за тем, чтобы деталь не охладилась ниже 450° С, для чего ее помещают в термоизоляционный кожух с окнами для сварки.
После сварки деталь отжигают при температуре 600—650° С. Детали охлаждают на воздухе или в термоизоляционных ямах. После завершения термообработки в необходимых случаях деталь, подвергают механической обработке.
Для восстановления износившихся опорных катков гусеничных тележек, траков, звездочек цепных передач, валов, барабанов, блоков используют электродуговую и газопламенную наплавку с последующей механической и термической обработкой. Наплавку осуществляют как вручную, так и с помощью специальных установок.

Литература

  • Епифанов С.П., Поляков В.И. Краны автомобильные строительные – Москва, Высш. школа, 1979. – 319с

Рекомендую также следующие статьи: