|
К основным повреждениям вала
относятся риски, задиры на посадочных поверхностях и шпоночных пазах,
изменение формы и размеров шпоночных пазов, уменьшение диаметра посадочных
поверхностей под подшипник и сердечник, овальность и конусность посадочных
поверхностей, поломка, забитые центровые отверстия.
Риски и задиры устраняются зашлифовкой, если их общая
площадь не превышает 4% от посадочной поверхности под подшипник и 10% от
посадочной поверхности под шкив, муфту, шестерню, шпонку. Зашлифовка
производится бархатным напильником или шлифовальной шкуркой, слегка смоченной
маслом. Если размеры посадочных поверхностей выходят за размеры допусков,
указанных в чертежах, или дефекты превышают величины, оговоренные выше, такие
поверхности должны быть восстановлены одним из следующих методов.
Ремонт с использованием электродуговой наплавки. Перед
наплавкой уступы высотой 4 мм и более протачивают на конус под углом 15—20°.
Вал или ротор устанавливают сердечником на вращающиеся ролики и производят
наплавку, накладывая швы в очередности, обозначенной цифрами на торце вала (
8.5, а), при этом шов предыдущего слоя обстукивают молотком и зачищают
проволочной щеткой. Такой порядок наложения сварочных швов вызывает
минимальные деформации. Полосы наплавленного металла должны выходить за
пределы восстанавливаемой поверхности на 0,5—0,7 и 1,0—1,5 диаметра d вала,
чередуясь через один. При наличии шпоночного паза наплавку следует начинать с
него. Наплавку ведут электродами Э42 ОММ-5 или 346Т ОЗС-4. После наплавки
производят механическую обработку.
Центровые отверстия на торце вала восстанавливают
следующим образом. Наплавку торца вала ведут от его центра к пери* метру по
спирали ( 8.5, б). Затем на токарном станке обрабатывают торец, выдерживая
общую длину вала, и засверлива- ют центровые отверстия. При восстановлении
центровых отверстий базой служит наружная поверхность сердечника ротора.
Разработанный шпоночный паз восстанавливают электродуговой
наплавкой с последующей механической обработкой. Если шпоночные пазы
повреждены в вале и сердечнике, то следует сделать шпоночные пазы большего
размера и поставить новую шпонку. Если поврежден один шпоночный паз, то
фрезеруют его на больший размер и устанавливают ступенчатую шпонку или
фрезеруют новый шпоночный паз со смещением его относительно старого на
четверть окружности. Выбор способа ремонта зависит от возможностей ремонтного
цеха.
Ремонт с использованием вибродуговой наплавки.
Автоматическую и полуавтоматическую вибродуговую наплавку открытой дугой и в
среде защитного газа применяют для восстановления цилиндрических деталей
диаметром 8—200 мм. При реализации этого метода не требуется сложного
оборудования, обеспечивается высокая производительность и получается твердая
поверхность без термообработки. Вибродуговая наплавка является разновидностью
электродуговой сварки и осуществляется электродом, вибрирующим с частотой
20—100 Гц.
Деталь, зажатая в патроне или центрах станка, вращается со
скоростью 4,0—0,7 об/мин, а сварочная (вибродуговая) головка перемещается
вдоль этой детали со скоростью vnР. Перенос металла происходит небольшими каплями,
что облегчает формирование плотных слоев наплавленного металла. Напряжение
источника тока 14—24 В, диаметр электродной проволоки = l,6-f-2,5 мм, сварочный ток 100—250 А. К месту наплавки подают охлаждающую жидкость, через которую в дугу
вводят соли, содержащие ионизирующие элементы для стабилизации горения дуги.
Толщина наплавляемого слоя 3,0—5,0 мм.
Выбор режимов производят в зависимости от типа применяемой
головки, при этом должны выдерживаться следующие соотношения:
Перед наплавкой поверхность вала должна быть очищена от
загрязнений и масла. Шпоночные пазы необходимо заделать медными или
графитовыми вставками так, чтобы они выступали на 1 мм над чистовой толщиной наплавленного металла.
Ремонт с использованием газоплазменного напыления.
Газоплазменным напылением восстанавливают цилиндрические поверхности, имеющие
сплошную выработку на глубину до 3 мм. При восстановлении поверхность
предварительно механически обрабатывают, обезжиривают, напыляют подслой,
обеспечивающий прочную связь основного металла с рабочим слоем покрытия и
защиту основного металла от окисления, напыляют рабочий слой и механически
обрабатывают напыленный слой.
Львовским филиалом ЦКБ Союзэнергоремонт разработана
установка для нанесения покрытий на валы диаметром до 250 мм. Ремонтируемый ротор 7 ( 8.6) одним концом вала
зажимается в патрон 2, а другой опирается на регулируемую
роликовую опору 8. Распылительная головка 3 газового металлиза- тора МГИ-4П
располагается на суппорте станка. Проволока подается с катушки 4. Питание
осуществляется от баллонов 1 с пропан-бутаном и кислородом. Для отсоса
аэрозолей металлов
и токсичных продуктов сгорания газов установка оборудована
вытяжной вентиляцией, состоящей из зонта в, установленного в зоне горелки,
трубопровода 5. Частота вращения вала 0,1— 0,6 об/с.
Предварительной механической обработкой добиваются
устранения эксцентричности, конусности и овальности мест под напыление и
удаляют слой металла, пораженный коррозией. Затем для улучшения сцепления
между напыляемым подслоем и поверхностью вала ее обрабатывают резцом с углом
при вершине 55—60° и передним углом, равным нулю ( 8.7). Резец устанавливается
ниже оси детали с вылетом 100—150 мм, вследствие чего в процессе работы он
вибрирует и получается рваная поверхность вала. Подготовку поверхности к
напылению можно производить сетчатой накаткой роликами. На концах шеек
протачивают концевые канавки для выхода резца. Затем напыляют подслой из
условия перекрытия на 0,15—0,25 мм вершин равной поверхности и напыляют
рабочий слой. По окончании напыления накрывают напыленную поверхность и
прилегающие участки асбестом и выдерживают до полного охлаждения. Перерывы
между операциями должны быть минимальными.
Электромеханический метод ремонта. Обрабатываемую деталь
устанавливают на токарный станок. В зону контакта детали и инструмента
подается переменный электрический ток 350— 1500 А напряжением 2—6 В. Один
провод подводится к электроконтактному приспособлению для передачи тока к
вращающейся детали, а второй —к инструменту, который изолирован от корпуса.
Электрическое сопротивление контакта «деталь — инструмент»
велико ввиду малой площади, поэтому в месте контакта выделяется значительная
энергия, которая мгновенно нагревает зону контакта до высокой температуры.
Поверхность детали, подвергаясь в месте контакта высокотемпературному нагреву
и действию радиального усилия инструмента, в зависимости от его профиля
сглаживается или высаживается. Объем нагреваемого металла мал по сравнению с
массой детали, поэтому охлаждение поверхностного слоя происходит с высокой
скоростью за счет отвода тепла внутрь детали. При этом происходит закалка
поверхностного слоя.
Электромеханический метод применяют для чистовой
обработки поверхностей взамен шлифовки (чистота поверхности #e=0,63-f-0}32),
упрочнения поверхностного слоя на глубину 0,2—0,3 мм для повышения
износостойкости и усталостной прочности, восстановления размера изношенной
поверхности до 0,4 мм без добавления металла и свыше 0,4 мм с добавлением металла.
Процесс состоит из двух операций — высадки поверхностного
слоя изношенной поверхности ( 8.8, а) и сглаживания ( 8.8, б) до
определенного размера. Высадкой достигается образование винтового выступа на
поверхности детали диаметром D2. Стружка при этом не срезается, а происходит
пластическая деформация поверхности слоя. Сглаживание производится радиусной
пластиной до размера D0, при этом происходит повышение твердости поверхности
на глубину до 0,15 мм.
Процесс восстановления поверхности с добавлением металла
состоит из трех операций: высадка поверхностного слоя, приваривание металла в
высаженную спиральную канавку роликовым инструментом, механическая обработка
восстановленной поверхности.
Восстановление посадочной поверхности вала под сердечник
ротора производят в случае ослабления посадки. У коротко- замкнутого ротора
выпрессовы-
вают вал из сердечника и отправляют его на восстановление
поверхности. У фазного ротора (якоря) удаляют обмотку, снимают контактные
кольца и обмоткодержатели. В два диаметральных паза устанавливают стальные
калибры 3 ( 8.9), изготовленные по форме и длине пазов, зажимают сердечник 2
между двух массивных шайб 1 и выпрессовывают вал.
Перед восстановлением посадочной поверхности вала
производят измерение внутреннего диаметра сердечника и вала и определяют
необходимый размер вала после ремонта. При величине зазора между сердечником
и валом до 0,12 мм производят продольную накатку посадочной поверхности, при
большей величине восстанавливают посадочную поверхность добавлением металла
одним из вышеописанных способов.
После восстановления посадочной поверхности производят за-
прессование вала в сердечник, соблюдая такое расположение отдельных деталей,
которое было до разборки.
Исправление кривизны вала осуществляется следующим
образом. Медленно поворачивая вал в центрах или призмах, по стрелочному
индикатору 2 определяют его кривизну ( 8.10). Правку производят при кривизне
более 0,02 его длины, не демонтируя сердечник и контактные кольца. Ротор 3
устанавливают на призматические опоры 1 ив месте максимального выгиба
воздействуют прессом 4. Если место максимального выгиба находится на участке
вала вне сердечника, то опору со стороны неизогнутой части располагают
возможно ближе к сердечнику, а со стороны изогнутой части — возможно дальше
от него. Усилие нажатия пресса зависит от диаметра вала, величины прогиба и
места его расположения. Определить расчетом усилие затруднительно, поэтому
правку производят в несколько приемов, измеряя каждый раз индикатором 2
величину прогиба и подбирая усилие для следующего приема. Правку прекращают
при значениях выгиба менее 0,04—0,05 мм.
|