Detalių atkūrimo būdų ir jų charakteristikų klasifikacija

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Šiuo metu inžinieriai aktyviai dirba kurdami naujus ir tobulindami tradicinius dalių atkūrimo būdus. Ir tam yra objektyvių priežasčių: pirma, kai kuriais atvejais naujų gaminių iš brangaus plieno gamyba yra brangesnė išteklių požiūriu, ir, antra, įmonė tiesiog neturi technologinių galimybių gaminti naujas sudėtingas dalis. forma ir techniniai reikalavimai.

Organizacijos, eksploatuojančios sudėtingą ir brangią įrangą (pavyzdžiui, sunkiasvorius kalnakasybos sunkvežimius), suinteresuotos patobulinti įvairius susidėvėjusių dalių atkūrimo būdus.

Bendrosios nuostatos

Visais dalių atkūrimo būdais siekiama atkurti gaminio eksploatacines savybes ir originalias charakteristikas. Darbo procese trynimastrinties porų paviršiai gali susidėvėti (dėl to keičiasi jų matmenys), trupėti (dėl nuovargio įtempių kaupimosi esant dažnai kintamoms apkrovoms), gauti mechaninius pažeidimus, pasikeisti jų fizinės ir mechaninės savybės. Atskira žalos rūšis eksploatacijos metu yra apsauginės antikorozinės ir dilimui atsparios dangos pažeidimas (pažeidimas).

Dalių atkūrimo būdai ir būdai yra labai įvairūs. Tačiau mašinos dalių susidėvėjimas gali turėti skirtingas pasekmes ir skirtingą susidarymo mechanizmą bei priežastis. Renkantis konkrečią susidėvėjusių paviršių atkūrimo technologiją, inžinierius pirmiausia turi atsižvelgti į kokias savybes (mechanines ir fizines) turi turėti gaminys.

Taigi, tam tikrais atvejais būtina pasiekti maksimalų konstrukcijos stiprumą nuovargiui ir elastingumą. Kartais paviršinio sluoksnio cheminė sudėtis yra kritinė, todėl galima padidinti atsparumą karščiui, raudoną trapumą (š alto trapumą), atsparumą agresyvioms terpėms, todėl kiekvienu konkrečiu atveju pirmenybė turėtų būti teikiama detalių, kurios atkuriamos. gali atitikti visus reikalavimus. Specialūs technologiniai ir projektavimo reikalavimai taip pat apima vientisumą (porų, mikroįtrūkimų, nemetalinių intarpų nebuvimą), atskirų konstrukcinių elementų ir viso gaminio masę, šiurkštumo rodiklius, mechanines savybes (kietumą ir mikrokietumą), apdirbimo galimybę. ir slėgis (papildomas sukietėjimas dėl deformacinio paviršiaus sluoksnio irgrūdinimas), paviršių ir formų geometrinių nuokrypių tikslumas.

Dalių atkūrimo būdų klasifikacija pagal šalinamų defektų tipą

Visa atkūrimo būdų įvairovė, atsižvelgiant į defektų pobūdį, paprastai skirstoma į šias grupes:

• pjovimas ir metalo apdirbimas;
• virinimas ir litavimas;
• plastinė deformacija;
• sintezė;
• difuzinis metalizavimas ir purškimas;
• galvanikos technologija;
• cheminis terminis apdorojimas (CHT), taip pat tradicinis terminis apdorojimas;
• kompozitinių medžiagų naudojimas.

Atkūrimo metodų klasifikacija, atsižvelgiant į poveikio daliai pobūdį

Pagal šį principą visos atkūrimo operacijos skirstomos į tris grupes:

• apdorojimas nepašalinant leidimų;
• detalių apdirbimas su medžiagų pašalinimu;
• technologinės operacijos, vienaip ar kitaip susijusios su dangų ir medžiagų dengimu.

Reikėtų pateikti išsamesnę išvardytų grupių klasifikaciją, nes kiekviena iš jų apima daugybę apdorojimo metodų, naudojant labai skirtingą įrangą ir principus. Kai kuriais atvejais galimas dalių atkūrimo metodo dubliavimas, nes vienas metodas vienu metu gali būti taikomas keliemsgrupė.

Atkūrimas nepašalinus leidimų:

• grūdinimas ir formavimas š alta ir karšta plastine deformacija, kalibravimas;
• cheminis-terminis apdorojimas (atliekamas siekiant padidinti kietumą, pagerinti eksploatacines savybes);
• terminis apdorojimas (kietumo didinimas, pavojingų įtempių pašalinimas ir pan.).

Nusidėvėjusių dalių atkūrimo būdai, kai pašalinamas medžiagos sluoksnis:

• apdirbimas;
• elektrofizinis apdorojimas;
• kombinuoti metodai.

Paskutinis pogrupis apima metodus, leidžiančius ant detalės paviršiaus padengti papildomą apsauginį medžiagos sluoksnį. Pagrindiniai padengtų dalių regeneravimo būdai:

• metalinių ir nemetalinių dangų nusodinimas krosnyje (metalizavimas, purškimas, dengimas paviršiumi ir kt.);
• elektrofiziniai dengimo metodai (galvanizavimo vonios, elektros kibirkšties metodai ir pan.).

Metalo apdirbimo ir mechaninio restauravimo operacijų charakteristikos

Šis detalių atkūrimo ir grūdinimo būdas taikomas tais atvejais, kai reikia gauti naują arba seną remontinį gaminio dydį, taip pat kai reikia sumontuoti naują restauruoto inžinerinio gaminio elementą. Taigi mechaninis ir š altkalvio apdirbimas gali būti tam tikra tarpinė operacija,skirtas paruošti paviršius papildomoms kietėjančioms dangoms padengti ir purkšti. Tačiau dažniausiai pjovimas yra galutinis ir yra skirtas ištaisyti dėl vienokių ar kitokių priežasčių atsiradusius formos ir paviršiaus defektus. Tokios priežastys gali būti detalių ir ruošinių paviršiaus ir tūrio deformacijos, siekiant suteikti jiems didesnį stiprumą ir palankiausias eksploatacines charakteristikas, metalo miltelių ir elektrodo padengimas paviršiumi ir pan.

Apdorojimas iki dydžio turi užtikrinti visus technologinius ir projektinius reikalavimus: paviršių švarumą ir šiurkštumą, tarpo ar trukdžių vertes ir dydį (jei tūpimas atliekamas su interferenciniu pritaikymu), geometrinės formos nuokrypius., ir taip toliau.

Inžinierius pasirenka vieną ar kitą mechaninį dalies atkūrimo būdą, atsižvelgdamas į daugybę skirtingų veiksnių. Taigi, jei detalės nusidėvėjimo laipsnis yra labai didelis, prasminga įdiegti papildomą remonto dalį. Tokiu atveju paviršiaus padengimas su tolesniu apdorojimu kainuos daug daugiau ir pareikalaus labai aukštos atlikėjo kvalifikacijos. Visų rūšių įvorės ir adapteriai naudojami kaip tokios dalys.

Būdinga dalių atstatymui plastinės deformacijos būdu

Deformacija naudojama tiek detalės formai ir geometriniams matmenims keisti, tiek gaminio paviršiaus eksploatacinėms charakteristikoms pagerinti (kietumo ir atsparumo dilimui rodiklis).

Pakeitus formą, viskas aišku:kai kietą kūną veikia didelė apkrova ir po to pašalinama, lieka liekamoji deformacija. Šis mašinos dalių atstatymo būdas praktikoje naudojamas, jei reikia išlyginti gaminius, kurie buvo pažeisti dėl susidūrimo. Šio tipo darbai apima ir į avariją patekusio automobilio kėbulo darbus, ir storo plieno lakšto tiesinimą. Dažnai slėginio apdorojimo poreikis atsiranda po suvirinimo: taikant siūlę, tam tikros vietinės zonos labai įkaista, todėl tam tikri suvirintos konstrukcijos elementai linijiškai plečiasi. Aušinimo metu vyksta atvirkštinis procesas - sumažėja dydis, dėl kurio deformuojasi ir pažeidžiama viso gaminio geometrija. Todėl, jei yra griežti reikalavimai dėl formos ir konstrukcijos nukrypimų, jis yra apdorojamas slėgiu, kad būtų ištaisytas defektas.

Taip pat apdorojimas slėgiu gali būti naudojamas restauruoto gaminio paviršiams sukietinti, pavyzdžiui, po dangos padengimo arba mechaniniu būdu pašalinus tam tikrą nuolaidą nuo detalės pjaunant. Grūdinimas deformuojant yra gana retas dalių atkūrimo būdas. Šios technikos pasirinkimas yra labai retas. Taip yra dėl to, kad kietinant paviršiaus plastine deformacija reikalinga gana brangi įranga. Ekonomiškai neapsimoka įsigyti tokių mašinų, kad kartais jas būtų galima panaudoti prireikus restauruoti.

Patempimo grūdinimo esmė. Fizikaprocesas

Dėl ko pagerėja stiprumo savybės deformuojant paviršinį sluoksnį? Geras klausimas. Atsakymas slypi kristalinių medžiagų atominės struktūros radiacijos teorijoje.

Mokslininkams pavyko įrodyti, kad stiprumas priklauso nuo kristalų struktūros defektų skaičiaus. Jų skaičiavimais, plonas metalinis siūlas, pagamintas iš idealiai grynos geležies be taškinių ir linijinių konstrukcinių defektų, gali atlaikyti milžiniškas apkrovas. Tačiau tikri korpusai visada turi defektų, todėl tokio laido laikomoji jėga realiomis sąlygomis yra gana maža. Bet kai daugėja defektų, atsiranda paradoksalus reiškinys – gerėja stiprumo charakteristikos. Taip yra dėl to, kad daugybė defektų sukuria kliūtis jų judėjimui ir išėjimui į grūdelių paviršių, tai yra, neleidžia atsirasti įtempių koncentratoriams.

Būtent tuo grindžiamas slėginio apdorojimo kietėjimo efektas: deformacijos metu grūdų viduje atsiranda daugybė defektų. Tokiu atveju patys grūdeliai įgauna būdingą formą – vadinamąją tekstūrą. Reikėtų pažymėti, kad šis metodas leidžia ne tik padidinti stiprumą ir atsparumą dilimui, bet ir sumažinti apdirbamo paviršiaus šiurkštumą.

Dalių atkūrimo padengiant paviršiumi metodas

Šis metodas yra labiausiai paplitęs atkuriant originalius detalės matmenis. To priežastis – santykinis pigumas ir paprastumas. Norėdami atkurti gaminio geometriją, jums reikia tik suvirinimoaparatai ir reikalingos medžiagos paviršiui padengti.

Jei dydis labai sulaužytas, naudojamas vadinamasis kombinuotas paviršius. Jo esmė yra tokia: pirma, paprastas plienas arba ketus naudojamas dujų liepsnos arba elektros lanko šildymo būdu. Ir tik tada elektrinis lankas padengiamas tvirtu lydiniu, turinčiu gerą mechaninių ir fizinių savybių rinkinį. Paviršiaus kokybė po dangos padengimo gali būti apibūdinta kaip nepatenkinama, todėl būtina nuolaida. Šią operaciją galima atlikti tekinimo, frezavimo ar gręžimo staklėmis. Taip pat leidžiama naudoti kalimo ir abrazyvinius įrankius (jei nusodinta medžiaga labai kieta).

Galvaniniai metodai dalių restauravime

Kalbant apie dalių restauravimo metodų klasifikaciją, negalima nepaminėti galvanizavimo. Šis metodas yra labai paplitęs. Galvanizacijos vonios jau seniai įsitvirtino pramonėje ir yra aktyviai naudojamos tiek gamybos įmonėse, tiek tyrimų laboratorijose. Jų taikymo sritis yra neįtikėtinai plati: nuo dekoratyvinių dangų dengimo iki ėsdinimo medžiagų.

Paprastai šis metodas taikomas tik esant nedideliam trinties paviršių nusidėvėjimui, nes galvaniniu metodu dengtų dangų storis yra labai mažas. Be nurodytų matmenų atkūrimo tokia danga gali veikti kaip apsauginė plėvelė ir apsaugoti nuo korozijos bei medžiagų oksidacijos.

Šio metodo pranašumas yra galimybėdangų gavimas naudojant įvairias medžiagas: nikelį, chromą, aliuminį, geležį, varį, sidabrą, auksą ir kt. Todėl galvanizavimas naudojamas daugelyje šalies ekonomikos sektorių.

Šiluminio ir cheminio-terminio apdorojimo metodų ypatumai restauruojant gaminius

Sunku perdėti terminio apdorojimo vaidmenį mechanikos inžinerijoje ir ypač dalių restauravimo srityje. Tai leidžia jums gauti reikiamas eksploatacines (atsparumas dilimui, kietumas) ir technologines (apdirbamumas, šilumos laidumas) savybes.

Cheminis ir terminis apdorojimas yra atskira problema. Skirtingai nuo tradicinio terminio apdorojimo, cheminio apdorojimo metu produktas yra veikiamas ne tik temperatūros, bet ir cheminės reakcijos su kitų medžiagų atomais ir jonais. Atomai pasklinda iki tam tikro gylio viduje, taip pakeisdami paviršiaus sluoksnio cheminę sudėtį. Difuzinio sluoksnio savybės žymiai skiriasi (į geresnę pusę) nuo pradinės medžiagos. Taigi boravimas (prisotinimas boro atomais) ir karburizavimas (prisotinimas anglies atomais) žymiai padidina kietumą ir padeda sumažinti trinties koeficientą. Praktikoje silicis, azotas, aliuminis ir kiti elementai taip pat naudojami kaip sočiųjų elementai.

Išvada

Aukščiau pateiktas dalių atkūrimo būdų aprašymas nėra išsamus. Pateikiami tik pagrindiniai ir dažniausiai naudojami metodai. Apskritai jų yra daug daugiau. Be to, mokslininkai visame pasaulyje nuolatKuriame naujus ir tobuliname jau žinomus dangų dengimo ir detalių geometrinių matmenų atkūrimo būdus.