Выбор рациональных способов устранения дефектов

 

В настоящее время, известно большое число способов восстановления деталей.

Однако не все из них являются равноценными.

При подефектной технологии восстановления деталей решение вопроса о выборе рациональных способов устранения дефектов принимают на основе данных о характере и величине износа.

При восстановлении деталей по маршрутной технологии наличие только этой информации недостаточно, так как большое влияние при этом на выбор способов, а также последовательность операций восстановления оказывает совокупность дефектов, составляющих тот или иной маршрут.

Для того чтобы выбрать наиболее рациональный способ, необходимо правильно оценить их применимость для восстановления конкретных деталей. Такая оценка выбора способа восстановления деталей была выполнена проф. Шадричевым В.А.

По предложенной им методике способ восстановления деталей выбирают на основе критериев: применимости, долговечности и технико-экономического, каждый из которых оценивается соответствующими показателями или коэффициентами.

Критерий применимости способа учитывает технологические, конструктивные и эксплуатационные особенности детали.

Критерий долговечности, оцениваемый коэффициентом долговечности, обеспечивает необходимый последующий межремонтный ресурс восстановленных деталей конкретным способом восстановления деталей.

Критерий технико-экономической эффективности характеризует производительность и экономичность способа.

Выбор рациональных способов восстановления деталей производят в следующей последовательности:

1. рассматривают различные способы восстановления и выбирают из них такие, которые удовлетворяют критерию применимости;

2. из числа выбранных способов проводят выбор тех, которые обеспечивают последующий межремонтный ресурс восстановленных деталей, т.е. удовлетворяют значению коэффициента долговечности;

3. если установлено, что требуемому значению коэффициента долговечности для данной детали соответствуют несколько способов восстановления, то выбирают из них тот, у которого наилучшие показатели технико-экономической эффективности.

Выбор применяемого способа, учитывающего его технологические, конструктивные и эксплуатационные особенности детали, осуществляют с учетом материала изношенной детали, вида восстанавливаемой или упрочняемой поверхности, материала покрытия, минимально допустимого наружного диаметра восстанавливаемой поверхности, обеспечения необходимой толщины или глубины наращивания или упрочнения, особенностей сопряжения или посадки восстановленной поверхности, вида нагрузки на восстановленную поверхность и др.

Применимость способа оценивают по конструкторско-технологическим характеристикам.

Коэффициент долговечности, обеспечиваемый конкретным способом восстановления деталей, оценивают показателями физико-механических свойств: износостойкости, выносливости и сцепляемости.

Отдельным показателем физико-механических свойств выделена микротвердость получаемого покрытия.

Технико-экономическая эффективность способа оценивают удельными показателями расхода материала, трудоемкости, энергоемкости и коэффициентом производительности процесса.

При определении экономического эффекта, получаемого от восстановления деталей на единицу продукции, а не за определенный промежуток времени, следует обязательно учитывать производительность способа восстановления.

Руководствуясь данными, выбирают рациональный способ восстановления деталей в следующей последовательности:

по рабочему чертежу, данным по износам на основе анализа условий работы детали устанавливают конструкторско-технологические характеристики детали

определяют целесообразные способы её восстановления.

К конструкторско-технологическим характеристикам детали относят:

1. вид основного материала изношенной детали;

2. вид поверхности восстановления (упрочнения);

3. материал покрытия;

4. предельно (минимально) допустимый диаметр восстанавливаемой наружной поверхности, мм;

5. минимально допустимый диаметр восстанавливаемой внутренней поверхности, мм;

6. минимально обеспечиваемая толщина (глубина) наращивания (упрочнения), мм;

7. максимально обеспечиваемая толщина (глубина) наращивания (упрочнения), мм;

8. сопряжения или посадки восстанавливаемой поверхности; вид нагрузки на восстанавливаемую поверхность.

С учетом номенклатуры деталей-представителей, рекомендуемых для восстановления, выбирают ряд альтернативных способов восстановления.

Оценивают альтернативные способы восстановления по показателям физико-механических свойств деталей:

· коэффициент износостойкости;

· коэффициент выносливости;

· коэффициент сцепляемости;

· коэффициент долговечности;

· микротвердость.

Окончательный выбор рациональных способов восстановления деталей производят по технико-экономическим показателям:

· удельному расходу материала, кг/мм²;

· удельной трудоёмкости наращивания, н-ч/м²;

· удельной суммарной трудоёмкости, н-ч/м²;

· подготовительно-заключительной обработки, н-ч/м²;

· коэффициенту производительности процесса;

· удельной стоимости восстановления, руб./м²;

· технико-экономической оценки, руб./м²;

· удельной энергоёмкости.

С учетом недостатков способов восстановления выбирают ряд способов, обеспечивающих необходимый уровень качества восстановленных поверхностей и экономически оправданных.

Пример. Выбрать способы восстановления диаметра коренных шеек коленчатого вала двигателя (табл. 2.1).

Рассматриваемая деталь относится к классу восстанавливаемых и имеет большое количество дефектов, которые в процессе её ремонта устраняются.

Общие сведения о детали получают из ее рабочего чертежа, и они включают:

· эскиз детали с указанием мест расположения дефектов;

· основные размеры детали;

· материал и твердость основных поверхностей.

 

Таблица 2.1 Карта технических требований на дефектацию коленчатого вала

 

продолжение табл. 2.1

 

Конструкторско-технологические характеристики коленчатого вала:

· материал детали – Сталь 45;

· вид поверхности восстановления – наружная цилиндрическая;

· предельно допустимый диаметр восстанавливаемой наружной поверхности – ≈ 72 мм;

· максимально обеспечиваемая толщина (глубина) наращивания – не менее 2,5 мм; сопряжение восстанавливаемой поверхности – подвижное;

· вид нагрузки на восстанавливаемую поверхность – значительные динамические и знакопеременные.

По конструкторско-технологическим показателям определяют применимость способов восстановления: наплавка под слоем флюса; вибродуговая наплавка; железнение.

Физико-механические свойства коленчатого вала, лимитирующего межремонтный ресурс двигателя, обеспечивают следующие альтернативные способы: коэффициент износостойкости – больше 0,8; коэффициент выносливости – больше 0,8; коэффициент сцепляемости – больше 0,8; коэффициент долговечности – больше 0,8; микротвердость – не менее 600 кг/мм2.

Принципиально, желательно восстановление этой детали до уровня свойств нового коленчатого вала. Сокращаем ряд альтернативных способов по физико-механических показателям до наплавки под слоем флюса, вибродуговой наплавки и железнения.

Технико-экономические показатели для удобства сравнения альтернативных способов сводят в табл. 2.2

 

Таблица 2.2 Технико-экономические показатели

 

С учетом недостатков способов восстановления анализ технико-экономических показателей позволяет установить:

– экономическая эффективность способов восстановления коренных шеек коленчатого вала показывает, что наиболее рациональным способом является электролитическое железнение. Однако применение этого способа целесообразно при наличии современного оборудования и очистных сооружений, исключающих загрязнение окружающей среды;

– альтернативными гальваническому процессу, с точки зрения обеспечения необходимого уровня физико-механических свойств и экономической эффективности восстановления, являются наплавка под слоем флюса с термомеханической обработкой.

Таким образом, для восстановления коренных шеек коленчатых валов рациональными способами восстановления является железнение в горячем или холодном электролите, наплавка под слоем флюса и ряд других.

В пояснительной записке указывают последовательность выбора рациональных способов восстановления деталей и описание одного из выбранных способов восстановления.