Основы технологии ремонта типовых деталей, узлов, основных механизмов и рабочих органов подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин
Валы и оси. Их ремонт должен обеспечить исправление следующих типов дефектов и повреждений: искривления (прогиба), износов шеек и повреждений под сальниками, нарушений (износа и повреждений) посадочных поверхностей, износа шпоночных пазов или шлицев, повреждений резьбы. Правка. Валы и оси подлежат выбраковке при наличии в них трещин и остаточных деформаций кручения. Изгиб вала, если он не привел к образованию трещин, может быть устранен путем правки в холодном состоянии или с подогревом. В процессе правки в металле вала и оси не должны образовываться трещины или внутренние разрывы. Поэтому ремонту подлежат валы и оси с ограниченными величинами изгиба (в зависимости от длины, способа правки, частоты вращения). При частоте вращения 0,15 мм на 1 м, но не более 0,3 мм на всю длину; при n Валы и оси механизмов подъема кранов, лифтов правке не подлежат. Величины износа отдельных зон рабочих поверхностей валов и осей зависят от направления и характера нагрузки, регулярности поступления смазки, защиты от внешней абразивной среды. Поэтому они изнашиваются неравномерно, получая отклонения от правильной геометрической формы. Наиболее распространенными из таких отклонений в продольном сечении цапф и шеек валов являются конусность, бочкообразность, седлообразность. В поперечном сечении такими отклонениями являются овальность, некруглость и др. Восстановление изношенных поверхностей валов ответственного назначения – механизмов подъема осуществляют только хромированием или обработкой на ремонтный размер (с уменьшением диаметра не более чем на 3 %). В других случаях ремонтируют наплавкой, железнением или металлизацией с обточкой под номинальный размер. При больших износах эффективна вибродуговая наплавка. Длина наплавленной поверхности должна превышать длину шейки вала, чтобы зона концентрации напряжений не совпадала с галтелью. Оси соединения пластинчатых кранов с грузовыми подвесками заменяют при износе цапф ≥ 5 % величины номинального диаметра цапфы. Ремонт шпоночных пазов выполняют фрезерованием под больший размер с последующей обработкой, завариванием изношенного паза и нарезанием его в новом месте со смещением на 90 или 120º. Ремонт шлицев. При малых износах их ремонтируют вибродуговой наплавкой или вдавливанием, при больших газовой и электродуговой наплавкой. Ремонт резьбы. Незначительные повреждения исправляют прогонкой резьбонарезного инструмента. При срыве двух или более витков и износе профиля наружную резьбу восстанавливают наплавкой по старой резьбе с последующей нарезкой новой. Отверстия с сильно поврежденной резьбой наплавляют или заваривают и нарезают резьбу в том же месте или в отверстиях, просверленных на новом месте. Втулки и вкладыши подшипников скольжения. По прочностным критериям предельные износы бронзовых и латунных втулок и вкладышей не должны превышать при неизменяемом направлении нагрузки 40 %, при знакопеременной нагрузке 30 % начальной толщины стенки. Из условий сохранения работы трущейся пары при густой смазке предельным является 4-6-кратное увеличение начального зазора в соединении. Стальные втулки пластинчатых крюков и проушин не подлежат ремонту при износе > 50 % толщины стенки втулки. Бронзовые втулки с малым износом (до 2 %) восстанавливают обжатием и обрабатывают под нужный размер. Вкладыши ремонтируют перезаливкой или металлизацией. Восстановление изношенного слоя свинцовистой бронзы проводят псевдосплавом медь-свинец. Подшипники качения. Ремонт сборочных единиц с подшипниками качения сводится к восстановлению посадочной поверхности корпуса, а сами подшипники качения не ремонтируют. Посадочные поверхности восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой. При большой толщине стенки корпуса применяют также ремонт механической обработкой с добавочной деталью. Зубчатые передачи. Зубчатые колеса со сквозными трещинами в ободе и ступице подлежат замене. Трещины в диске стальных зубчатых колес, кроме колес механизмов подъема кранов, разрешается заваривать. В результате изнашивания зубьев колес снижаются их изгибная и контактная прочности. Износ зубьев шестеренчатых передач замеряют по толщине зуба или по величине бокового зазора. Предельное уменьшение толщины зуба зубчатых колес крана при среднем режиме работы не должно превышать 25 % первоначальной толщины. Предельный допустимый износ зуба зубчатых колес редукторов механизма подъема груза 15 % толщины, редукторов механизма передвижения 20 % толщины. При ремонте зубчатых передач устраняют следующие повреждения: износ зубьев по толщине; разрушение зубьев (выкрашивание, изломы); износ отверстий ступиц шлицев, шпоночных пазов; трещины обода и ступиц; нарушение соединений зубчатых венцов со ступицами. Восстановление толщины зубьев производят наплавкой, коррегированием, напрессовкой венца и его раздачей. Наплавкой восстанавливают шестерни и колеса открытых тихоходных передач низкой точности: при небольших диаметрах и модулях до 5-6 мм – сплошной круговой, а с модулем более 10 мм – по изношенному профилю зуба. Ремонт коррегированием состоит в уменьшении диаметра делительной окружности колеса (более дорогого элемента зубчатой пары) до нового ремонтного значения, при котором после механической обработки можно получить зуб нормальной толщины. Сопрягаемую с таким колесом шестерню – более дешевую деталь – изготовляют заново с положительной коррекцией. Напрессовкой зубчатого венца ремонтируют обычно блоки шестерен, в которых неудовлетворительное состояние имеют один или несколько венцов. Раздачей зубчатого венца с нагревом до 800…900 ºС ремонтируют мелкомодульные шестерни. После раздачи зубья обрабатывают под нормальный размер, закаливают и отпускают до нужной твердости. Замена поломанных зубьев допустима только для тихоходных крупномодульных передач низкой точности. Ее проводят различными методами: свариванием вставок; ввинчиванием шпилек с последующей их обваркой, наплавкой металла в промежутках между ними и обработкой по форме зуба; наплавкой с использованием медного шаблона, болтами крепят зуб на подготовленную поверхность венца. Износ зубьев зубчатого колеса с малым модулем устраняют сплошной заваркой всех зубьев. Затем колесо протачивают под номинальный размер и вновь нарезают зубья. Изношенные поверхности и повреждения зуба большого модуля восстанавливают наплавкой поверхности каждого зуба с последующей механической обработкой наплавленных поверхностей под размер чертежа. Поломанные зубья вырубают до основания и затем восстанавливают одним из способов: – в венце просверливают и нарезают ряд отверстий, в которые ввертывают шпильки-штифты и обваривают до придания формы зуба. После этого зуб обрабатывают до номинального или ремонтного размера; – в венце прострачивают канавку, в которую вваривается заранее изготовленный зуб; – на подготовленную поверхность венца болтами крепят изготовленный зуб. Сильно изношенные зубья рекомендуется срезать (автогеном или на станке), проточить колесо и напрессовать новый венец или бандаж для последующей нарезки зубьев. После напрессовки венец обваривают. Толщина нарезанного зубчатого венца не менее 3-х модулей. При одностороннем износе зубьев можно заменить только изношенную шестерню, а зубчатое колесо перевернуть на 180º (если позволяет конструкция), тогда зубья будут работать неизношенной стороной. Ремонт обода выполняют с помощью накладок, присоединяемых болтами или сваркой. Трещины на ободах, спицах и ступицах заваривают. Для этого по концам трещины засверливают отверстие на всю глубину, затем по всей длине трещины вырубают V-образную канавку, которую заваривают по всей длине. Изношенные ступицы, шпонки и шлицы ремонтируют теми же способами, что и валы. Отверстия восстанавливают вдавливанием и обработкой под новый размер с запрессовкой и сваркой втулки. Ремонт барабанов и блоков. Барабаны и блоки не подлежат ремонту в случаях: уменьшения первоначальной толщины стенки барабана более чем на 25 %; изнашивания поверхности ручья (желоба) блока более чем на 50 % диаметра каната; наличия трещин на цилиндрической поверхности или ступице блоки и барабана, уменьшения первоначальной толщины стенки ручья блока более чем на 10 %. В других случаях барабаны и блоки восстанавливают. У барабанов и блоков изнашиваются главным образом ручьи под канаты. У новых блоков и барабанов опорная поверхность канатов определяется углом, обычно равным 120º. При износе ручьев угол и опорная поверхность каната становятся значительно меньше, что весьма вредно отражается на работоспособности каната. Ремонт протачиванием ручьев имеет целью восстановление опорной поверхности каната. В результате изнашивания стенка барабана уменьшается на величину Δи, а в результате проточки ручьев – на величину Δр. Естественно, что толщина стенки после нарезки ручьев должна быть проверена на прочность и устойчивость. Наличие запаса прочности и устойчивости стенок барабанов разрешает их проточку на величину, обычно равную 20…25 % начальной толщины стенки. Во всех случаях необходима проверка стенки на прочность. Изношенные ручьи блоков грузовых подвесных канатных дорог, конвейеров, экскаваторов разрешается восстанавливать автоматической наплавкой под слоем флюса или вибродуговой наплавкой. Местные отколы и несквозные трещины в этих блоках заваривают ручной сваркой. Наплавку чугунных блоков и барабанов и заварку в них трещин не разрешают. Тормоза. Их ремонт предусматривает устранение следующих типовых дефектов: биения поверхности тормозного шкива, искажения ее формы, нарушения посадки на валу и изнашивания шпоночного паза; изнашивания тормозных накладок; изнашивания в шарнирных сочленениях. Рабочую поверхность шкива восстанавливают протачиванием на ремонтный размер при условии, что толщина обода после этого будет не менее 75 % первоначальной. После протачивания поверхность шкива должна быть термически обработана на нужную твердость. Тормозные шкивы с местным (локальным) характером износа (канавки) или при небольших отколах восстанавливают автоматической вибродуговой или ручной наплавкой с последующим протачиванием и термообработкой (износ > 2 мм, трещины). Посадку на валу восстанавливают проточкой на ремонтный размер или другими способами. Способы восстановления шпоночного паза аналогичны рассмотренным. Предельно изношенные тормозные накладки не ремонтируют, а заменяют новыми, приклепывая их латунными, медными или алюминиевыми заклепками, которые должны быть утоплены на 1/3 толщины новой обкладки. Наилучшим способом крепления накладок является приклеивание термостойкими клеями, что почти в два раза повышает долговечность. Изношенные отверстия проушин рычагов ремонтируют развертыванием на новый (больший) ремонтный размер, а валики изготавливают с соответственно увеличенным диаметром. Предельное увеличение диаметра 7…10 % начального. Целесообразно повышение износостойкости валиков химико-термической обработкой (HRC-54-62), а также запрессовывание в отверстия рычагов термически обработанных втулок с высокой твердостью рабочей поверхности. Ремонт ходовых колес. У ходовых колес крана изнашиваются опорные поверхности по кругу катания и реборды. Происходит отгиб реборд, появляются трещины, разрабатываются отверстия под болты крепления зубчатых венцов. Износы поверхностей катания ходовых колес и опорных катков восстанавливают наплавкой (при малом количестве колес – ручной, а на предприятиях с большим парком кранов – автоматической под слоем флюса) с последующими механической обработкой на номинальный размер и термообработкой или проточкой обода колеса или катка, напрессовкой нового бандажа, приваркой его и проточкой до требуемого размера. При большой твердости наплавленного металла (НВ 350…400) термообработку не делают. Независимо от величины износа разность диаметров ведущих ходовых колес одного крана не должна превышать 0,2 % диаметра. Одно и то же колесо можно ремонтировать наплавкой несколько раз. Ремонт можно выполнять и без разборки механизма, что существенно удешевляет его. При отгибах реборды впадины заваривают, а потом колесо или каток протачивают на станке для снятия излишне наплавленного металла и отогнутой части реборды. Ходовые колеса с трещинами бракуют. Разрешается заваривать только несквозные трещины, для чего по концам засверливают отверстия на всю глубину трещины и по всей длине трещины вырубается V-образная канавка. Разработанные отверстия под болты крепления венцов заваривают и сверлят новые в целом металле, используя для этого венец как кондуктор. Ремонт муфт. Ремонт зубчатых муфт, широко применяемых в ПТМ, аналогичен ремонту зубчатых передач. Он сводится к восстановлению зубчатого зацепления (ремонту) изношенных поверхностей, производится в основном наплавкой и последующей обработкой до размера чертежа и посадок полумуфт на валах. При износе элементов зубчатых грузовых лебедок муфты меняют на новые, а муфты других механизмов ремонтируют. Дополнительной операцией является ремонт уплотнительных узлов с целью устранения вытекания смазочного материала. Ремонт втулочно-пальцевых муфт связан с восстановлением посадок на валах и пальцев в отверстиях. Последние (отверстия) обрабатывают под новый ремонтный размер и устанавливают пальцы увеличенного диаметра или в рассверленное отверстие запрессовывают изготовленную новую втулку, а затем обваривают ее. Новые отверстия можно также просверлить в теле шкива. Износ упругих втулок допускается не более 2 мм по диаметру. Изношенные упругие втулки заменяют новыми или толстостенной резиновой трубкой, набором шайб из листовой резины или набором кожаных колец. Упругие втулки можно изготовить в мастерской. Выработанные и изогнутые пальцы заменяют новыми. Кулачковые муфты ремонтируют, фрезеруя изношенные боковые грани кулачков на больший размер до полного снятия изношенного слоя, а затем изготавливают новый промежуточный диск-сухарь с шириной кулачков, соответствующей ремонтному размеру полумуфты. Тяговые цепи. Их ремонт связан с устранением следующих повреждений: износа деталей шарниров; нарушения посадки валиков и втулок в пластинах; деформаций и износов присоединенных деталей (скребков, пластин, ковшей и др.); износов и повреждений катков, соединительных звеньев. Детали с трещинами, изломами, сколами и другими дефектами, снижающими прочность, восстановлению обычно не подлежат. Валики и втулки пластинчатых цепей имеют односторонний износ и при отсутствии других дефектов их можно использовать повторно с поворотом на 180º относительно оси шарнира. При этом восстанавливаются шаги звеньев, удлинившиеся вследствие изнашивания этих деталей. При ослаблении посадок валиков и втулок в пластинах прочность соединений может быть восстановлена сваркой валиков и втулок с пластинами. Ее можно выполнять без разборки цепи, исключая приварку втулок втулочно-роликовой цепи. Изношенные детали тяговых пластинчатых цепей крупных размеров целесообразно восстанавливать наплавкой с последующей механо- и термообработкой. Простые шарнирные (безвтулочные) цепи транспортеров восстанавливают наплавкой отверстий пластин и шеек валиков, которые затем обрабатывают под нужный размер. Детали, прикрепленные к цепи (скребки, пластины и др.) заменяют новыми или ремонтируют правкой без нагрева. Тяговые звездочки ремонтируют при изнашивании зубьев, отверстий ступиц и шпоночных пазов. Звездочки с поломанными зубьями не ремонтируют. При одностороннем износе зубьев звездочку переставляют так, чтобы рабочей стала неизношенная их сторона. Зубья с двухсторонним износом наплавляют с использованием медных шаблонов. Правильность положения шаблонов обеспечивается специальным приспособлением, на котором они закреплены. Наплавляемый металл, заполняя пространство между зубом и шаблоном, придает правильную форму, не приставая к медному шаблону. Эффективность ремонта звездочек повышает последующая газоплазменная закалка зубьев. Ступицы и шпоночные пазы звездочек ремонтируют аналогично ремонту зубчатых колес. Конвейерные ленты дороги и дефицитны. Их ремонт позволяет снизить потребность в новых лентах. Необходимость ремонта конвейерных лент вызывается местными продольными и поперечными трещинами и разрывами, износом и повреждениями резиновых обкладок, расслоением прокладок бельтинга у кромок лент, повреждением стыков и прокладок (тканевого каркаса). Участки с поврежденным тканевым каркасом и поперечными трещинами длиной >30 % ширины ленты, а также поврежденные стыки не ремонтируют. Их вырезают, разделывают новые стыки и вулканизируют. Чаще всего ленту ремонтируют, не снимая с конвейера. Большие по площади участки с поврежденными (отслоившимися, порванными) обкладками ремонтируют с предварительным удалением старой обкладки и соответствующей подготовкой оголенного места. Температура вулканизации 138…143 ºС. Небольшие повреждения обкладок и каркаса, мелкие трещины ремонтируют холодной вулканизацией при помощи самовулканизирующихся паст. Продольные порезы, поперечные трещины и сквозные повреждения ремонтируют способом горячей вулканизации с наложением ступенчатых по длине и ширине накладок. Несквозные разрывы прорезиненных лент; местные повреждения обкладок, бортов и кромок лент ремонтируют при помощи переносных вулканизационных прессов. После обычной подготовки ленты к вулканизации на ремонтируемое место устанавливается вулканизатор, создающий удельное давление до 10 кгс/см2, а нагревательные элементы включаются в сеть переменного тока. Режим вулканизации обычный. Ремонт металлоконструкций. В металлических конструкциях ПТМ после их длительной эксплуатации могут появиться остаточные деформации изгиба элементов фермы, трещины в элементах металлоконструкций и в сварных швах, ослабление заклепок и болтовых соединений с разработкой отверстий под болты.
– правка погнутых стержневых элементов с помощью домкрата в холодном состоянии (при прогибах до 0,015 длины) без подогрева или с подогревом на месте без съема элементов с основной конструкции; – при значительной деформации удаляют дефектные элементы (подкосы, раскосы, косынки) и устанавливают на их место новые; – разделка трещин в листовых элементах (в направлении ее распространения и дополнительно на 20…30 мм за ее границы) и их заварка с приваркой в необходимых случаях усиливающих накладок (0,6…0,7 толщины элемента). Глубина и вид разделки зависят от толщины свариваемого материала. По концам разделки сверлят отверстия для предупреждения распространения трещин. Швы накладок не следует располагать перпендикулярно к усилию, вызвавшему появление трещин. Они должны идти наклонно к нему; – вырубание дефектных сварных швов по всей длине и укладка новых. Повторная заварка без вырубки дефектного места (трещины, раковины и др.) недопустима; – замена ослабших заклепок и подтягивание годных ослабших болтов. Ремонт несущих металлоконструкций кранов, лифтов, ППКД должен, как правило, производиться на специализированных предприятиях, имеющих разрешение инспекции Госгортехнадзора на производство данного вида работ.
Вопросы для самопроверки 1. Какие виды повреждений валов Вы знаете? Какими способами их устраняют? 2. Какие способы восстановления применяют при ремонте зубчатых передач? 3. Какими способами ремонтируют крановые барабаны, блоки, крановые колеса, катки? 4. В чем состоит ремонт тормозных шкивов и зубчатых муфт? 5. Какими способами можно устранить повреждения металлоконструкций и рабочих органов дорожных машин? 6. Какие виды повреждений и износов типичны для тяговых цепей? Как их ремонтируют? 7. Способы ремонта лент ленточных конвейеров? Заключение Материалы, изложенные в данном учебном пособии, свидетельствуют, что основные положения, на которых базируется курс «Эксплуатация ПТС и ДМ», а именно: теория рабочего процесса; теории износа и смазки; теория надежности; вопросы экономики, обосновывающие показатели экономичности работы машины и эффективности проводимых мероприятий по техническому обслуживанию и эксплуатационному ремонту – должны рассматриваться в едином комплексе. При этом устанавливается взаимосвязь между режимом работы, изнашиванием узлов и деталей машин, мероприятиями по техническому обслуживанию и ремонту и организационными формами осуществления этих мероприятий.
Библиографический список 1. Ивашков, И.И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных машин: учебник для студентов вузов /И.И. Ивашков. –М.: Машиностроение, 1991. -401 с. 2. Гордин, П.В. Надежность и диагностика подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин: учеб. пособие /П.В. Гордин, Ю.П. Лапкин, Ю.А. Петров. –СПб.: Изд-во СЗТУ, 2006. -125 с. 3. Брауде, В.И. Надежность подъемно-транспортных машин /В.И. Брауде, Л.Н. Семенов. –Л.: Машиностроение, 1986. -112 с. 4. Шейнин, А.М. Эксплуатация дорожных машин: учебник для вузов /А.М. Шейнин, Б.И. Филиппов, В.А. Зорин; под ред. А.М. Шейнина. –М.: Транспорт. 1992. -328 с. 5. Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин: учеб.-метод. комплекс /сост. Ю.А. Петров. –СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009. -60 с. Перечень принятых сокращений ПТС и ДМ – подъемно-транспортные, строительные и дорожные ПТМ – подъемно-транспортные машины ГПМ – грузоподъемные машины СН и П – строительные нормы и правила ПОР – проект организации работ ППР – система планово-предупредительного технического ТО – техническое обслуживание ЕО – ежесменное обслуживание СО – сезонное обслуживание Т – текущий ремонт М – малый ремонт С – средний ремонт К – капитальный ремонт ТО и Р – техническое обслуживание и ремонт ТД – техническое диагностирование ОД – объект диагностирования НК – неразрушающий контроль ЭД – электродвигатель Предметный указатель
Содержание ПРЕДИСЛОВИЕ …………………………………………………………………………………………………..3 ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………………4 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАШИН ………..7 1.1. Основные термины и определения ………………………………………………..7
2.1. Организация и содержание монтажных работ ………………………………….38 2.2. Монтажное оборудование и такелажная оснастка. Такелажные работы ……...51 2.3. Монтаж и наладка элементов машин …………………………………………... 73 2.4. Монтаж грузоподъемных машин и машин непрерывного транспорта ……….84
3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ПТС и ДМ……………… 114 3.1. Общие вопросы эксплуатации машин …………………………………………114 3.2. Организация технической эксплуатации ПТС и ДМ ………………………….115 3.3. Организация технического обслуживания и ремонта ПТС и ДМ ……………129 3.4. Техническое диагностирование ПТС и ДМ ……………………………………147 3.5. Техническое обслуживание ПТС и ДМ (содержание работ) …………………197
4. ТЕХОЛОГИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕМОНТА ПТС и ДМ ………………………………......212 4.1. Общая технология ремонта ……………………………………………………..212 4.2. Основные технологические методы восстановления изношенных деталей 4.3. Основы технологии ремонта типовых деталей, узлов, основных механизмов ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………..239 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ……………………………………………………………………...239 ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ …………………………………………………………….....240 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ………………………………………………………………………………241
|
500 об/мин допустим прогиб
500 об/мин – 0,1 мм на 1 м, но не более 0,2 мм на всю длину. Прямолинейность вала (оси) проверяют индикатором при установке в центрах токарного станка или на призмах. Прогиб валов и осей менее 0,5 мм устраняют шлифованием, а прогиб 
В зависимости от характера повреждений применяются следующие методы ремонта металлоконструкций (рис. 42):
