Бередух Е.А.
advertisement
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема» Техникум информационных и промышленных технологий ПЦК Общепрофессиональных технических дисциплин ТИиПТ Учебное пособие для подготовки студентов к итоговой государственной аттестации (подготовке выпускной квалификационной работы) по дисциплинам профессиональных модулей Специальность 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования Квалификация выпускника техник-механик Форма обучения очная Автор-составитель: Бередух Е.А. Биробиджан 2013 год 1 Печатается по рекомендации ПЦК ОТД ТИиПТ (протокол № 7 от 15.04. 2013г.) и решению учебно-методической комиссии ФГБОУ ВПО «Приамурский государственный университет им. Шолом-Алейхема» (протокол № _____ от ___________2013г.) Бередух Е.А. Учебное государственной пособие для подготовки студентов к итоговой аттестации (подготовке выпускной квалификационной работы) по дисциплинам профессиональных модулей Пособие составлено в соответствии с требованиями ГОС СПО для студентов 4 курса специальности 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (базовый уровень) \ сост. Е.А. Бередух – Биробиджан: Издательство ФГБОУ ВПО «Приамурский государственный университет им. Шолом-Алейхема», 2013г. – 93 с. © Елена Анатольевна Бередух, сост., 2013 г. © ФГБОУ ВПО «ПГУ им. Шолом-Алейхема», 2013 г. 2 Бередух Е.А. Учебное пособие для самостоятельной подготовки студентов к итоговой государственной аттестации (подготовке выпускной квалификационной работы) по дисциплинам профессиональных модулей . – Биробиджан: ФГБОУ ВПО Приамурский государственный университет им. Шолом-Алейхема 2013. Данное учебное пособие соответствует действующей программе дисциплин профессиональных модулей и рассматривает основные вопросы, входящие в программу подготовки к итоговой государственной аттестации по специальности 15.02.01 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» очной формы обучения. Пособие содержит в себе основные разделы, соответствующие вопросам, рассматриваемым в дисциплинах профессиональных модулей по специальности. Пособие содержит необходимые иллюстрации и справочные таблицы. Рассматриваемые вопросы соответствуют современным методикам и приемам проведения ремонтно-восстановительных работ на промышленных предприятиях. Данное пособие будет интересно и полезно не только студентам, обучающимся по техническим специальностям, но и специалистам ремонтного хозяйства предприятий различной специализации. Рецензент: Козлов А.В., инженер-механик, мастер сборочного цеха БИР ЗСТ 3 1. Оценка технического состояния оборудования в процессе эксплуатации. Диагностирование технического состояния машины Оценка технического состояния машины в процессе эксплуатации Снижение работоспособности оборудования характеризуется следующими признаками: - систематическим появлением брака; - уменьшением производительности; - увеличением расхода электроэнергии; - возникновением специфических шумов, заметной на глаз вибрацией и др. Оценку технического состояния машин и их элементов (диагностирование) проводят в зависимости от сложности и назначения по определенным параметрам в следующем порядке: 1. Внешний осмотр машины – устанавливают степень загрязнения деталей и узлов, правильность положения деталей и наличие видимых следов их повреждения, неисправностей и зазоров, повреждения кожухов, исправность смазочной системы и другие неполадки. Оценка проводится по сумме баллов за каждую из неполадок. 2. Проверка по потребляемой мощности. Она наиболее доступна в условиях производства и дает представление об общем техническом состоянии машины. В конце каждого месяца фактическую потребленную мощность сравнивают с установленным на предприятии нормативом номинальной мощности, используя метод отключения каждой из машин. 3. Определение времени самоторможения (выбега) машины – это время, затраченное на останов машины на холостом ходу после отключения привода. Чем длительнее торможение – тем меньше механические потери и ниже расход энергии. 4. Расчет предельной величины зазора сопряжений. Он зависит от вида трения. Основной причиной выхода из строя машин и механизмов в процессе эксплуатации является износ. Под износом понимают изменение размеров деталей машин, возникающее под действием сил трения и повышенных нагрузок, вследствие усталости материала и высокой температуры окружающей среды, а также из-за коррозии металла. износ подразделяют на естественный, аварийный и моральный. Техническое состояние машин и механизмов или их узлов оценивается структурными параметрами, это следующие физические величины: -геометрические размеры (линейные (габариты), площадь, объем); - механические (давление, частота вращения, амплитуда колебаний, усилие затяжки) - акустические (уровень шума); - термические (теплота трения, температура); 4 - электрические (ток, напряжение, мощность). Структурные параметры (СП) могут принимать следующие значения (рис. 1): номинальные S H , допустимые S Д и предельные S П . Рис. 1. Изменение структурных параметров Номинальное значение СП является начальным, и соответствуют новому изделию. Допустимое значение СП является границей неисправности. При допустимом значении параметра машина (механизм или узел) считается неисправной, хотя еще может работать до очередного ремонта, но с пониженными эксплуатационными свойствами. Предельное значение СП соответствует такому значению эксплуатационных свойств машины (механизма или узла), при котором дальнейшая эксплуатация машины нецелесообразна. При этих условиях машина становится неработоспособной из за отказа одного или нескольких ее элементов. Отказы могут возникать постепенно или внезапно. Постепенные отказы являются следствием износа трущихся деталей, а внезапные – из-за постепенного накопления в деталях усталостных микротрещин (таблица 1.). Таблица 1. Причины типичных отказов деталей и узлов промышленного оборудования Детали и узлы Валы Подшипники скольжения Подшипники качения Причины и характер типичного отказа постепенного внезапного Износ трущихся Поломка от усталости или поверхностей цапф и шеек; перегрузки прогиб Износ трущихся Схватывание, выплавление поверхностей антифрикционного сплава Смятие и выкрашивание; Заклинивание шариков; износ рабочих поверхностей поломки колец, шариков и колец, шариков и роликов сепараторов 5 Окончание таблицы 1 Причины и характер типичного отказа постепенного внезапного Детали и узлы Шестерни Шлицы и шпонки Резьбовое соединение Трубопроводы, маслопроводы и шланги Износ и смятие зубьев; выкрашивание Износ и смятие рабочих поверхностей Ослабление затяжки Засорение, смятие Поломка зубьев; заедание Поломка Срыв резьбы; обрыв болтов Закупорка, обрыв Диагностирование технического состояния машины Выявление и оценку технического состояния машины или ее элементов называют диагностированием, а результат – диагностикой. Диагностирование является составной частью технического обслуживания и ремонта. Различают интегральную и дифференциальную диагностику. По интегральной диагностике определяют общее техническое состояние машины без выявления конкретных неисправностей. В этом случае, не разбирая машины, дают заключение о ее неисправности. Это дает возможность определить, можно ли продолжить эксплуатацию машины без проведения профилактических или ремонтных работ. По дифференциальной диагностике определяют техническое состояние отдельных механизмов, узлов и деталей. Техническое состояние машины – это совокупность свойств машины, механизма, узла или деталей, которые характеризуются в определенный момент времени установленными параметрами (признаками). Для диагностирования технического состояния машины применяют приборные и инструментальные методы, называемые диагностическими. В настоящее время чаще всего используют электронную диагностическую аппаратуру. Дефектоскопия деталей и сопряжений Во время работы машины чаще всего выявляются такие , например неисправности, как стуки, удары, ненормальный шум, вибрация, биение, износ обнаруживают органолептическими (осмотром, прослушиванием и ощупыванием) и инструментальными методами. После разборки машины инструментальным методом определяют величину и характер износа, прогибов, трещин, кроме того, после разборки уточняют ранее выявленный диагноз технического состояния машины. Дефекты оборудования бывают наружные и внутренние. Наружные выявляют обоими методами, вторые – только инструментальными. 6 Визуальным методом (осмотром) и ощупыванием можно выявить биение, износ, коррозию, большие внутренние трещины, утечку смазочных материалов, ослабление креплений, увеличение зазоров в сопряжениях свыше 0,3 мм, чрезмерное осевое смещение, повышение температуры. Акустическим методом (прослушиванием) выявляют ненормальные стуки и шумы в нарушенных сопряжениях машины. Прослушивание проводят приборами – стетоскопами, с их помощью на слух определяют характер звука и степень его отклонения от нормального. Применение органолептических методов требует специальных навыков работников, носит субъективный и предварительный характер. В современном ремонтном хозяйстве после органолептической оценки применяют инструментальную. Температуру поверхностей трения в работающей машине проверяют термопарами с гальванометрами или с применением термокрасок, изменяющих цвет в зависимости от температуры сопряжения. Величину зазоров проверяют щупом. Для выявления раковин, трещин и других невидимых дефектов применяют различные типы дефектоскопов (магнитные, люминесцентные, ультразвуковые). Магнитную дефектоскопию применяют для выявления внутренних трещин и раковин в деталях из ферромагнитных материалов и сплавов, люминесцентную – для выявления наружных поверхностных дефектов в деталях из цветных металлов, пластмасс и других немагнитных материалов. Величину износа и искажения формы детали (овальность, конусность) определяют инструментами – штангенциркулем, микрометром, штрихмасом, шаблонами и другими измерительными инструментами. Прогиб деталей определяют индикаторами и рейсмусами. Выбор способа определения дефектов, возникших при эксплуатации оборудования зависит от конструкции и сложности машины, ее назначения, возможностей ремонтной базы предприятия, квалификации ремонтного персонала (таблица 2). Таблица 2. Способы определения дефектов деталей № Способы 1 Наружный осмотр 2 Остукивание 3 Гидравлическое (пневматическое) испытание Характеристика и применение Обнаруживают поверхностные дефекты, трещины, забоины, раковины, прогибы, значительный износ и поломки. Позволяет обнаружить внутренние трещины по дребезжащему звуку. Производится остукиванием детали мягким молотком. Применяют для обнаружения трещин или раковин в корпусных деталях. В детали заглушают все отверстия, кроме одного. Во внутреннюю полость нагнетают жидкость под давлением 0,2-0,3 МПа. Из трещины или раковины вытекает жидкость или запотевают стенки. По наличию пузырьков определяют расположение трещин 7 Продолжение таблицы 2. № Способы 4 Измерение 5 6 7 8 9 Характеристика и применение Применяют для определения величины износа и отклонения элементов детали от привальной геометрической формы(овальность, конусность, неплоскостность и т. д.) и нарушения взаимного расположения поверхностей (несоосность и т. д.). выполняется измерительными инструментами и приборами. Проверка твердости Позволяет обнаружить изменения, произошедшие в материалах деталей в процессе эксплуатации из-за наклепа, влияния высоких температур или агрессивных сред и т. п. Проверка Определяют наличие и величины зазоров, плотность и сопряжения деталей неподвижность посадок сопряжений, функциональную пригодность данного соединения. Магнитная и Служит для обнаружения скрытых дефектов в стальных и ультразвуковая чугунных деталях. Производится дефектоскопами. дефектоскопия Магнитная – действие основано на разной магнитной проницаемости сплошного металла и металла с трещинами и раковинами. Деталь посыпают магнитным порошком, пропускают ток и порошок собирается в месте пустот, принимая форму трещины или раковины. Ультразвуковая – пороки металла выявляют при помощи ультразвуковых колебаний, отраженных на экране (всплеск происходит в местах пустот и раковин, трещин). Люминесцентный Предназначен для выявления поверхностных дефектов в способ деталях из пластмасс, цветных металлов и немагнитных материалов. На поверхность детали наносят флюоресцирующий раствор. Через 10…15 мин. Поверхность протирают, сушат сжатым воздухом и наносят тонкий слой порошка (углекислого магния, талька), впитывающего остатки раствора. Далее деталь осматривают в затемненном помещении в ультрафиолетовых лучах, расположение трещины определяют по свечению люминофора. Способ дорогостоящий, требует не менее 2 изолированных помещений из-за применения люминофоров. Керосиновая проба Предназначена для обнаружения трещин. Деталь погружают на 15…30 мин. В керосин, тщательно протирают и покрывают мелом. Выступающий из трещины керосин увлажняет мел и дает четкие контуры трещины. Окончательное заключение о степени пригодности деталей, узлов и машины в целом определяется в соответствии с техническими условиями. 8 2. Виды трения. Характер трения в основных механизмах технологического оборудования легкой промышленности. Виды изнашивания поверхностей трения. Диаграмма износа. Факторы, влияющие на износ деталей Понятие об износе Срок службы промышленного оборудования определяется износом его деталей – изменением размеров, формы, массы или состояния его поверхностей вследствие изнашивания, т. е. остаточной деформации от постоянно действующих нагрузок или разрушения поверхностного слоя при трении. Износ и трение – неразрывно связанные друг с другом явления. Скорость изнашивания деталей оборудования зависит от таких причин, как: - условия и режим работы, материал детали; - характер смазки поверхностей трения; - предельное усилие и скорость скольжения; - температура в зоне сопряжения; - состояние окружающей среды (запыленность и т. д.). Фактор износа оказывает отрицательное влияние на КПД машин и качество выполнения операций. От 1/3 до 2/3 расхода электроэнергии в различной форме расходуется на трение. Износ технологического оборудования принято подразделять на естественный, аварийный и моральный. Естественный износ – это разрушение и изменение структуры наружных слоев твердых материалов под действием сил трения, высоких температур, атмосферных условий и т. д. Аварийный износ приводит к выходу из строя детали или механизма ранее предполагаемого срока. Он вызывается недостатками конструкции, низким качеством материала детали, нарушением правил эксплуатации и ухода за машиной, плохим качеством изготовления деталей, неправильной сборкой, недоброкачественным ремонтом, коррозией, усталостью металла, стихийными бедствиями. Моральный износ вызван появлением машин более совершенной конструкции, имеющих большие производительность, экономичность и удобство в эксплуатации. Трибионика – наука, изучающая теоретические и экспериментальные закономерности, связывающие процессы трения, износа, смазывания поверхностей контакта деталей при их относительном движении («Трибос» трение (греческ.)). Трибионика основана на знаниях физики, химии, механики, термодинамики, материаловедения и других дисциплин. Техническим приложением трибионики является триботехника. 9 Виды трения Характер трения в основных механизмах оборудования Трением называют явление сопротивления относительному перемещению тел. Различают трение движения и трение покоя. Трение покоя возникает при предварительном смещении поверхностей. Трение движения возникает при относительном движении деталей и сопряжений. В машинах и механизмах оборудования легкой промышленности различают два основных вида трения: 1) по наличию и характеру относительного движения поверхностей трения различают три вида трения – скольжения, качения и качения с проскальзыванием; 2) по наличию разделяющего слоя смазки. Иногда один вид трения сопровождается другим. Трение скольжения – скорости тел в точках касания различны (кинематическая пара вал – подшипник скольжения). Трение качения – скорости тел трения в точках касания одинаковы и совпадают по направлению (подшипник качения). Трение качения с проскальзыванием – трение двух соприкасающихся тел при одновременном качении и скольжении (зацепление шестерен). По характеру смазывания поверхностей трения различают четыре вида трения: сухое без смазки; граничное; жидкое; полужидкостное. Рис. 3. Диаграмма трения Рис. 2. Виды трения: а - сухое без смазки; б – граничное; в – жидкостное; г – полужидкостное 10 Поверхности трения работают при различных видах трения, зависящих от режима работы кинематической пары. Режим работы зависит от предельной нагрузки, скорости относительного движения и вязкости масла. На диаграмме трения (рис. 3) область I – область жидкого трения, II – область нежидкого - полужидкого, граничного и сухого трения. Граница областей соответствует минимальной величине масляной пленки. Наименьшие износ деталей и расход мощности происходит при жидкостном трении. В современных швейных машинах применяют комбинированные виды трения (механизм иглы – сухое трение и механизм челнока – принудительная картерная смазка). Смазочные материалы, их свойства и применение Смазочные материалы служат для уменьшения трения, увеличения износостойкости деталей, снижения скорости износа, предотвращения задиров и заеданий в парах трения механизмов и машин. Эффект повышения износостойкости в результате применения смазочных материалов приводит к уменьшению износа непроработанных поверхностей более чем в 5 раз, а приработанных - более чем в 30 раз. Создание новых и совершенствование существующих высокоскоростных машин легкой промышленности приводит к неизбежному повышению интенсивности работы их деталей. Это вызывает нарушение хода пар трения и их повышенный износ и приводит к снижению надежности и долговечности машин. Потери на трение составляют 80...85 % всей потребляемой энергии. Смазочные материалы подбирают в зависимости от конструкции, силового и скоростного режимов работы узла трения. Например, для узлов вал-подшипник выбор смазочного материала зависит от нагрузки, частоты вращения, зазора, толщины смазочного слоя, диаметра вала и отношения длины подшипника к его диаметру. Смазочные материалы препятствуют проникновению к парам трения вредных реагентов (агрессивных жидкостей, газов, паров и абразивных материалов – пыли, грязи и продуктов износа деталей). Почти все смазочные материалы защищают металлические поверхности от коррозии. В промышленности применяют четыре типа смазочных материалов: газообразные, твердые, жидкие, пластичные (или консистентные). Жидкие и пластичные материалы, получаемые из нефти (масла, мази и пасты), называют минеральными. Исходным материалом для получения масел является мазут. Различие между маслами и пластичными смазками определяется не столько их составом, сколько агрегатным состоянием. Например, смазочные масла из парафинистой нефти близки по составу к углеводородным смазкам. После застывания при глубоком охлаждении они приобретают свойства мазей. Основной особенностью масел (по сравнению со смазками) является их текучесть и подвижность. Эти свойства позволяют применить их в различных системах смазки, производить охлаждение деталей, упрощают заправку и слив масла из смазочной системы. В состав смазочной системы легко включаются различные типы фильтров для очистки масла от продуктов износа и старения, различных механических примесей. 11 Срок службы пластичных смазок выше, чем масел, так как их вязкость мало зависит от температуры. Пластичность позволяет использовать их и для открытых поверхностей, она легко удерживается на наклонных и даже вертикальных поверхностях. Иногда пластичные смазки (солидол или тосол) защищает машины от коррозии в течение десятков лет. Эксплуатационные показатели минеральных масел в чистом виде значительно ниже, чем минеральных масел с присадками (добавками). Свойства будут улучшаться, если в них добавлять присадки в небольших количествах (от 0,01 до 10 %). В качестве присадок применяют: - для снижения трения – жирные масла, жирные кислоты и их эфиры; - для увеличения износостойкости деталей и механизмов – хлопковое и льняное масла с серой, животные жиры, хлористые соединения, соединения фосфора; - для повышения липкости – добавки смолистых углеводородов (битумы); - для защиты металлов от коррозии – жирные масла и их эфиры, окисленный петролатум, сульфонаты бария и кальция; - для увеличения вязкостно-температурных свойств – продукты конденсации парафина и нафталина, алкилфенол в форме полимера, некоторые окисленные продукты. Минеральные масла можно применять в пределах температур от -30 до +150ºС. Качество смазки зависит от способности смазочного слоя длительно сохраняться при большой скорости и давлении поверхностей трения. Смазочные материалы характеризуются рядом эксплуатационных показателей, такими как: вязкость, температура вспышки и воспламенения, температура застывания, зольность, содержание механических примесей и воды. Вязкость – способность слоев смазочных материалов сопротивляться относительному сдвигу под действием внешних сил, от нее зависит образование масляной пленки на детали. Вязкость смазочного материала определяется на основе экспериментальных данных и накопленного опыта различают вязкость динамическую, кинематическую и условную. От вязкости зависят многие эксплуатационные свойства: прокачиваемость в трубопроводах. Возможность заправки в узлы трения насосами различных конструкций и шприцами. Вязкость масел изменяется в зависимости от температуры: при ее повышении уменьшается, при понижении – увеличивается. Динамическая вязкость (коэффициент внутреннего трения) – сила трения, затраченная на перемещение верхнего слоя жидкости относительно нижнего. Кинематическая вязкость – отношение динамического коэффициента вязкости к плотности вещества ( 1м 2 / с 10 4 Ст (стокс)). Этот показатель является обязательным для характеристик всех минеральных масел. Кинематическая вязкость регламентируется стандартами при температуре 50 или 100ºС, а иногда и при обеих температурах. Условная вязкость – отвлеченное число. Отражающее времени истечения 200г масла к времени истечения того же количества воды из вискозиметра типа ВУ при температуре 20ºС. 12 Температура застывания – увеличение вязкости или снижение подвижности смазки в зависимости от температуры. Зольность – наличие в масле несгораемых веществ (твердый осадок в виде золы вызывает окисление масла, абразивный износ поверхности). Кислотность – корродирующие свойства масел оценивают по содержанию вы них воды, органических кислот и щелочей. Количество воды не должно превышать 3 %, в твердых смазках воды не должно быть вообще. Содержание механических примесей - пыль, грязь, песок, пух и волокна в масле вызывают увеличение скорости изнашивания поверхностей. Температура вспышки – степень безопасности применения масла. Она равна температуре нагрева масла, при которой его пары образуют с воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении пламени. При выборе смазочных материалов учитывают следующие условия: 1) быстроходные механизмы необходимо смазывать маслом с низкой вязкостью. При использовании масел с высокой вязкостью возникает излишний нагрев и перерасход энергии на преодоление сцепления частиц смазки; 2) в тихоходных машинах, работающих при значительных нагрузках и при изменении направления движения, используют масла высокой вязкости или солидол (консистентные смазки); 3) тяжело нагруженные тихоходные механизмы, работающие в условиях высоких температур, необходимо смазывать твердыми материалами (тальком, графитом или слюдой). Основное применение имеют индустриальные масла без присадок. Вода, механические смеси и примеси, водорастворимые кислоты и щелочи в маслах всех марок должны отсутствовать, зольность не должна превышать 0,005 %. Смазка оборудования легкой промышленности проводится в соответствии с картой смазки, указанной в паспорте. Нарушение этих правил ведет к износу и перерасходу электроэнергии. В легкой промышленности применяют индивидуальную, централизованную и смешанную системы смазки основных узлов и механизмов. Виды изнашивания поверхностей трения Трение сопровождается постепенным разрушением поверхностей трения сопряженных деталей, этот процесс называют изнашиванием. Следствием изнашивания является износ - изменение первоначальных размеров и форм деталей. Износостойкостью называют способность материала противостоять изнашиванию. Процесс изнашивания деталей во времени протекает неравномерно под действием сил трения, усталости поверхностных слоев материала, нагрузок, превосходящих расчетные и изменяющих жесткость и взаимное расположение деталей в сопряжении. Свойства поверхностных слоев деталей изменяются, поверхностная твердость снижается для поверхностно – закаленных , цементированных и цианированных деталей или растет вследствие наклепа, вызывая повышение хрупкости поверхностного слоя и ускоряя износ . 13 Различают следующие основные виды изнашивания: механическое, молекулярно – механическое и коррозионно-механическое. Механическое изнашивание происходит в результате механических воздействий абразивных частиц и пластического деформирования на поверхностные слои деталей. Молекулярно – механическое изнашивание возникает из-за адгезионного схватывания (молекулярного сцепления) на отдельных участках поверхностей трения, дальнейшего механического разрушения образовавшихся связей и переноса частиц с одной поверхности на другую. Коррозионно-механическое изнашивание (коррозионное или окислительное) происходит в результате химического взаимодействия металлов деталей с агрессивными агентами среды и их механического удаления при трении. Фреттинг – коррозия возникает при контакте металлов без смазки или при граничном трении. Работа сопряжений оборудования легкой промышленности связана с силами трения, возникающими на поверхностях деталей при их взаимном перемещении, следовательно, устранить износ полностью невозможно. Ведущими видами износа являются износ схватыванием, окислительный, тепловой, абразивный и осповидный. Ведущий износ сопровождается другими сопутствующими видами. Износ схватыванием (износ при заедании) – возникает при отсутствии смазки и защитной пленки окислов при трении с малой скоростью (до1м/с) и давлении выше предела текучести. Износ схватыванием возникает при большой пластической деформации поверхностей и образовании металлических частиц между участками контакта. Он приводит к упрочнению в местах схватывания и вырыванию частиц, царапинам в остальных участках. Окислительный (коррозионный) износ – характеризуется протеканием одновременно двух процессов – пластической деформации микроскопических объемов поверхностных слоев деталей и диффузии кислорода из воздуха в деформируемые слои. Износ носит постепенный характер, на первой стадии он захватывает поверхность детали. Затем окисление приводит к образованию в поверхностных слоях химических соединений металла с кислородом. Процессы диффузии и пластической деформации взаимно усиливают друг друга. На первой стадии происходит непрерывное разрушение твердого раствора кислорода и удаление его в виде мельчайших частиц. На второй стадии происходит периодическое образование и выкрашивание пластически деформируемых окислов. Такому износу подвержены мягкие стали. Тепловой износ – проявляется под воздействием теплоты, возникающей в результате трения при большом давлении. На поверхностях деталей образуется большое количество теплоты, которая не успевает отводиться вглубь металла, поверхность деталей сильно нагревается. Это приводит к термической обработке поверхностных слоев с явлением перекристаллизации, отпуска, закалки, вторичной закалки и оплавления. Структура поверхностных слоев меняется и резко снижается прочность металлов. Но высокая температура размягчает поверхностные слои, происходит контактное схватывание, смятие, налипание и разрушение объемов 14 поверхности. Тепловой износ проявляется на рабочих поверхностях цилиндров, шейках коленчатых валов и зубьях шестерен. Абразивный износ – характеризуется наличием микропластических деформаций и срезанием металла поверхностных слоев деталей твердыми абразивными частицами, находящимися между поверхностями трения. Скорость износа не зависит от количества абразивных частиц. Изменение размеров деталей при абразивном износе зависит от материала и механических свойств деталей, режущих свойств абразивных частиц и скорости скольжения при трении. Осповидный износ – возникает при трении качения и наиболее отчетливо проявляется на рабочих поверхностях подшипников качения и зубьях шестерен. При осповидном износе возникают микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла, вызывающие остаточные напряжения сжатия. Микро и макро трещины по мере работы машины превращаются в одиночные и групповые осповидные углубления и впадины, глубина которых зависит от механических свойств металла детали, давления при контакте и площади контактных поверхностей. Усталостный износ – результат воздействия на деталь переменных нагрузок, вызывающих усталость материала детали или его разрушение. Излом имеет две характерные зоны – развивающиеся трещины с гладкой поверхностью; трещины, по которым произошел излом с раковинами или зернистой поверхностью. Усталостные разрушения не обязательно приводят к поломке, но вызывают ускоренный износ механизма. Грубо обработанная поверхность, наличие рисок и царапин могут стать причиной усталостных трещин. Диаграмма износа Наблюдение за характером нарастания и проявления износа показывает, что при правильной эксплуатации и своевременном техническом обслуживании износ нарастает постепенно и связан с продолжительностью работы машины. Зависимость износа от продолжительности работы машины (наработка) представляют в виде кривой (рис. 4.). Рис. 4. Диаграмма изнашивания 15 Износ на участке I характеризует начальную работу сопряжения – период приработки. Степень интенсивности здесь зависит от поверхностных качеств детали (чем чище обработка – тем меньше износ). На участке II показана нормальная работа сопряжения. Износ имеет постепенное нарастание и зависит от продолжительности работы сопряжения. Участок III – область интенсивного нарастания износа, зазоры в сопряжениях резко увеличивается, работа сопровождается шумами, стуком. Переход от II к III участку выражает предельный износ, при котором детали сопряжения подлежат восстановлению. Факторы, влияющие на износ деталей Каждая деталь, наряду с основным износом имеет и несколько сопутствующих ему видов износа, мало влияющих на трение. Износостойкость детали зависит от основного вида износа. Скорость изнашивания будет зависеть от условий работы деталей. Интенсивность нарастания износа зависит от качества поверхности сопряженных деталей, внешних механических воздействий, промежуточной среды в паре трения (наличие или отсутствие смазки), конструкции деталей и сборочных единиц, условий эксплуатации (рис. 5.). Изнашивание деталей машин сопровождается сложными физикомеханическими явлениями и происходит под влиянием многочисленных факторов. Рис. 5. Классификация факторов, влияющих на скорость износа деталей 16 3. Разновидности коррозионных разрушений. Факторы, влияющие на скорость коррозии. Методы защиты от коррозии металлами, неметаллическими материалами. Электрохимическая защита от коррозии. Ингибиторы коррозии Понятие о коррозии. Разновидности коррозионных разрушений Коррозия – это процесс химического или электрохимического разрушения (разъедания и ржавления) металлов вследствие их взаимодействия с окружающей средой. Коррозия всегда начинается с поверхности металлических деталей и постепенно распространяется вглубь металла. это приводит к изменению внешнего вида и свойств деталей: они утрачивают металлический блеск, их поверхность покрывается коррозионным слоем, механические свойства ухудшаются и износостойкость понижается. Коррозия значительно снижает эксплуатационные показатели оборудования, вызывает аварии и снижение прочности. Различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия возникает при взаимодействии металла с окружающей средой, не проводящей электрический ток (пример – взаимодействие металла с кислородом, сероводородом, сернистым газом, галогенами и др.). Электрохимическая коррозия происходит при взаимодействии металлов с электролитами-жидкостями, проводящими электрический ток(растворами щелочей, кислот, солей); влажным воздухом или другими газами. Электрохимическая коррозия возникает при воздействии на металл влажной атмосферы. При относительной влажности около 100% (мокрая атмосферная коррозия) на детали образуются капли конденсата, а при относительной влажности воздуха менее 100% - тонкая невидимая невооруженным глазом влажная пленка. По характеру коррозионной среды различают следующие виды коррозии: - атмосферная, протекает с избытком кислорода и периодическим действием на металл то влаги, то сухого воздуха; - подводная, возникает в результате воздействия на металл воды и наличия в ней солей и кислот; - подземная, появляется от взаимодействия на металл почвы и содержащейся в почвенной воде соли, обеспечивающей электропроводимость; - водородная, от воздействия на металл водорода при высоких температурах и давлениях; - кислородная, от воздействия на металл кислорода (в котлах высокого давления); - газовая, от воздействия на металл газов и паров при высокой температуре (паровые котлы, ДВС); - макрокоррозия, от контакта двух металлов, имеющих химическую разнородность или разные физические свойства, из-за физико-химической неоднородности среды, в которую помещен металл; - микрокоррозия (структурная коррозия), возникает из-за неоднородности структуры металлов. По характеру разрушения коррозию подразделяют на три вида (рис. 6.): 17 Рис. 6. Разновидности коррозионных разрушений 1) Равномерная (поверхностная) – разрушению равномерно подвергается вся поверхность детали (а) и прочность детали уменьшается пропорционально количеству разрушенного металла. 2) Местная – разрушению подвергаются отдельные участки поверхности (б), этот вид коррозии особенно опасен, так как у пораженного участка концентрируются большие напряжения и при ударной нагрузке может произойти поломка. 3) Межкристаллическая – разрушение распределяется по границам зерен металла (в). Подобная коррозия сильно ослабляет деталь и может привести к поломке внезапно, без видимых предупреждающих признаков. Очень часто при неудовлетворительных эксплуатации и техническом обслуживании технологического оборудования равномерная коррозия постепенно переходит в межкристаллическую. Коррозионная стойкость металлов оценивается по 10-балльной шкале, в которой скорость коррозии выражена глубиной разрушения, мм/год (стойкие металлы (0,001 мм/год)– 1 балл, нестойкие (10 мм/год) – 10 баллов). Факторы, влияющие на скорость коррозии Интенсивность коррозии зависит от внутренних факторов (непостоянство свойств и структуры материала детали по ее объему, состояние поверхности и неравномерное распределение внутренних напряжений в конструкции) и внешних факторов (температура, давление, влажность окружающей среды, наличие в окружающей среде агрессивных веществ). При эксплуатации промышленного оборудования в большинстве случаев возникает именно местная коррозия – точечная, щелевая, пятнами и язвами. На скорость коррозионного изнашивания оказывают большое влияние следующие факторы: - состав и строение металла; - состояние поверхности металла; - внутренние напряжения; - методы изготовления; - среда, в которой находится металл и природа среды; - температурные воздействия и т. д. Состав и строение металла – фактор, определяющий его сопротивляемость коррозии. Все металлы поддаются коррозии, но одни разрушаются в большей, другие – в меньшей степени. 18 Краткая коррозионная характеристика материалов, применяемых в оборудовании Сталь. Различные химические элементы, входящие в состав стали, поразному влияют на ее сопротивляемость коррозии (таблица 2). Конструкционная углеродистая сталь большинства марок относится к четвертой и пятой группам коррозионной стойкости (таблица 1), т. е к группам пониженно-стойких и малостойких металлических материалов. Для повышения сопротивляемости коррозии в сталь вводят специальные добавки, чаще всего хром, никель и медь. Чугун. Обычный серый чугун (СЧ) относится к малостойким материалам изза неоднородности строения. Наивысшая коррозионная стойкость у чугуна проявляется при перлитной структуре и средних размерах включения графита. Количество основных элементов (углерод, кремний, марганец), а также хром и никель должны обеспечивать получение перлитного чугуна. Повышенную стойкость во многих агрессивных средах имеет модифицированный серый чугун. Для деталей, работающих в агрессивных средах в состав модифицированного чугуна рекомендуют вводить кремний, марганец, фосфор и серу в малых количествах. В случаях, если возможно окрашивание полуфабрикатов продуктами коррозии в состав чугуна вводят хром и никель, уменьшив количество марганца. Свинец. Иногда применяется в оборудовании красильно-отделочного производства. Наибольшая химическая стойкость достигается в растворах серной кислоты и ее солей, образующих на поверхности свинца плотную защитную пленку. Это справедливо. Если концентрация холодной серной кислоты не превышает 92% и горячей – 80% при температуре 85-90 ºС. При более высокой концентрации растворов пленка разрушается. Примеси азотной кислоты снижают коррозионную стойкость свинца. Сильная коррозия свинца имеет место в паяных соединениях. В растворах щелочей свинец легко растворяется. Медь. Медь окисляется довольно легко, ее окиси легко реагируют с кислотами, давая соли, поэтому в кислых средах медь легко корродируют. Особенно быстро медь растворяется в азотной кислоте. Серная кислота окисляет медь только при концентрации более 50-60% и температуре выше 60 ºС. Соляная и органические кислоты медь не разъедают, так как не являются окислителями. Но если в них присутствует кислород воздуха, то медь легко корродируют. Алюминий. Является активным металлом, легко корродирует. Он химически стоек в азотной, уксусной и других агрессивных средах, это объясняется образованием на поверхности металла плотной защитной пленки, плотно связанной с металлом. Примеси цинка, железа и меди снижают стойкость алюминия. Места сварки и спайки алюминия быстро корродируют. Внутренние напряжения при механической обработке деталей усиливают коррозию. Цветные сплавы (бронза, латунь). Химическая активность цветных сплавов повышается при повышении однородности структуры (однородные сплавы образуют твердые растворы). Бронза более кислотостойка, чем чистая медь и латунь, а кислотостойкость кремнистой бронзы незначительно выше, чем кислотостойкость других сплавов. При увеличении количества олова в оловянистой бронзе структура раствора становится неоднородной и химическая стойкость снижается. 19 Порошковые (металлокерамические) пористые материалы. Во влажной среде детали из железографитовых пористых материалов стойки к коррозии, при предварительном пропитывании их маслом. Они коррозионностойки и в условиях температур до 300ºС при наличии водяных паров. Такие детали сильно корродируют при работе в воде. Титан и сплавы на его основе. Материалы по стойкости к коррозии в агрессивных средах превосходят нержавеющие стали, алюминий и его стали и используются в более чем 130 агрессивных средах. В нормальных атмосферных условиях скорость коррозии титана не превышает 0,0001 мм/год. В дымящейся азотной кислоте титан склонен к межкристаллической коррозии. Детали из железографитовых пористых материалов сильно корродируют, когда работают в воде. Неметаллические материалы. Коррозия в них может быть вызвана только химическими факторами, а не электрохимическим процессом. Слоистые пластики типа текстолита химически стойки в соляной и серной кислотах, а в азотной кислоте и щелочах корродируют. Органическое стекло хорошо сопротивляется длительному действию красителей, но разрушается под действием отбеливателей. Высокую химическую стойкость имеют фторуглеродистые пластики (фторлон). Они выдерживают длительное воздействие минеральных и органических кислот, органических растворителей и активного кислорода при температуре до 230 ºС. В настоящее время разработано большое число стеклопластиков, пластиков и полимеров, пропитанных смолами на основе эпоксидной и фенолформальдегидной. Они химически стойки и не разрушаются при длительном воздействии агрессивных жидкостей при температурах до 120 ºС. Эпоксидный стеклопластик разрушается сильными минеральными кислотами и щелочами в водной среде, малостоек в отбеливающих жидкостях. Методы антикоррозионной защиты Применение большого спектра конструкционных материалов, имеющих высокую стойкость к коррозии во многих агрессивных средах, не всегда оправдано из-за высокой стоимости, сложности обработки и других причин. Большинство машин и аппаратов отраслей легкой промышленности, работающих в коррозионных средах, изготавливают из недорогих материалов и сплавов. Многие из этих материалов не имеют необходимой коррозионной стойкости. Одним из главных методов защиты деталей, изготовленных из этих материалов, является нанесение на корродирующие поверхности разнообразных защитных покрытий. Антикоррозионные защитные покрытия деталей подразделяют на металлические и неметаллические. Они должны быть прочно соединены с защищаемой поверхностью, иметь равномерную толщину и не быть пористыми. Для нанесения металлических покрытий используются: - гальванический способ, способ электролитической осадки материалов (для покрытия деталей медью, никелем, хромом); - горячий способ (для покрытия деталей расплавленным оловом, цинком, свинцом путем погружения в них детали); 20 - способы напыления (для покрытия деталей цинком, алюминием, сталью и др.); - диффузионный; - плакирование; - оксидирование; - фосфатирование; - азотирование. Металлические покрытия Для защитных металлических покрытий используют цинк, никель, хром, свинец, алюминий, олово и другие металлы. Защитный слой наносится различными способами: гальваническим, горячим, напылением, диффузионным, плакированием. Перед нанесением покрытия металлическую поверхность очищают пескоструйной машиной; струей сжатого воздуха; промывкой и обезжириванием в органических растворителях; травлением в неорганических кислотах для растворения окислов. Гальванический способ. Покрываемую защитным слоем деталь помещают в качестве катода в раствор электролита, содержащий соли осаждаемого металла. При прохождении постоянного электрического тока из электролита выделяется металл и осаждается на защищаемой детали. Способ позволяет получать на деталях покрытия из цинка, меди, никеля, хрома. Достоинства метода – небольшой расход металла, высокое качество покрытия и хорошая сцепляемость с металлом покрываемой поверхности и возможность точно регулировать толщину защитного слоя применением анода из осаждаемого металла. Недостаток – длительность процесса и высокая стоимость. Горячий способ. Детали покрывают защитным слоем в ванне с расплавленным металлом. Способ применяется при покрытии металлами, имеющими низкую температуру плавления (оловом, цинком, свинцом). Обязательным условием хорошего качества покрытия является образование сплава между основным металлом детали и металлом покрытия. Достоинства способа: простота, высокая производительность, высокое качество покрытия. Недостатки: потери металла из-за большого количества отходов и сложность регулирования толщины защитного слоя. Способ напыления (металлизация). Проволоку из защитного металла (цинк, алюминий) расплавляют в специальном аппарате (металлизаторе). Струей сжатого воздуха расплавленный металл наносят на поверхность детали. Напыление применяют для покрытия крупных деталей слоем цинка, алюминия и других защитных металлов. Полученное покрытие имеет жесткую пористую шероховатую поверхность, недостаточно прочно сцепленную с металлом покрываемой поверхности. Для повышения сопротивления детали коррозии напыленный слой уплотняют затиркой и пропиткой бакелитом и другими смазками и лаками, имеющими хорошую коррозионную стойкость. Диффузионный способ. Поверхность детали за счет диффузии (взаимного проникновения) насыщается защитным металлом, при этом образуются поверхностные сплавы переменного химического состава. Эффект взаимного проникновения достигается продолжительным нагревом обрабатываемой детали в 21 среде, обогащенной защитным металлом, например: алюминием (алитирование), кремнием (силицирование), хромом (диффузионное хромирование). Плакирование. Механотермический процесс покрытия одного металла другим при изготовлении биметалла (двойного металла). защищаемый металл заливают защищающим металлом или сплавом, а затем прокатывают в горячем виде до получения заданной толщины. В ремонтной практике обычно применяют следующие комбинации: сердцевина – из мягкой стали, наружные слои – из меди, латуни, бронзы, нержавеющей стали. Алюминиевые сплавы плакируют листовым алюминием. По роду наносимых на деталь плакированием металлических покрытий различают: цинкование, никелирование, хромирование, лужение, алитирование и др. К неметаллическим покрытиям относятся: - покрытия из полиэтилена, эпоксидной смолы, кремнийорганических полимеров, винипласта, резины (гуммирование); - лакокрасочные покрытия (нанесение на детали лаков, эмалей, красок для образования прочных, эластичных и твердых защитных пленок). Детали защищают от коррозии и эмалированием, битумированием и другими способами. К защитным средствам относят также электрохимическую и химическую обработку поверхностей металлических деталей, целью которых является образование на деталях защитных слоев и пленки. Ингибиторы коррозии – вещества, снижающие скорость химических реакций или подавляющие ее, применяются для предотвращения или замедления коррозии металлов. Защита оборудования от коррозии при его хранении и транспортировании В период хранения и транспортирования оборудования различные детали могут подвергаться атмосферной коррозии. С целью защиты машин от коррозии при хранении и транспортировке их рабочие поверхности после очистки, обезжиривания и промывки покрывают консистентными смазками (техническими смазочными пастами, пушечным салом, техническим вазелином, иногда – бескислотным высоковязким маслом (например, цилиндровым), нагретыми и расплавленными солидолом или тосолом). Смазывание производится при температуре 45...75С , - поверхности промазывают малярными кистями. Смазку наносят ровным слоем достаточной толщины. Смазанные детали защищают парафинированной бумагой, толем, запаивают в вакуумную пленку, и тщательно упаковывают в прочные ящики ли хранят на деревянных поддонах на высоте не менее 10...15 мм от пола. Детали и машины, защищенные таким образом, могут храниться до двух месяцев, а при повторной смазке – до года (иногда – и до нескольких десятков лет). 22 4. Структура и функции ремонтной службы. Назначение и состав РМЦ. Характеристика отделений и участков РМЦ Структура и функции ремонтной службы Ремонт оборудования и надзор за его технической эксплуатацией и содержанием на предприятиях легкой промышленности возглавляет главный механик. Указания и распоряжения главного механика по вопросам эксплуатации и ремонта технологического и вспомогательного оборудования обязательны для начальников цехов, отделов и участков предприятия и могут быть отменены только главным инженером или директором. Основными задачами службы главного механика являются: - обеспечение эксплуатации основного технологического и вспомогательного оборудования; - проведение плановых и внеплановых ремонтно-восстановительных работ, связанных с повышением надежности и долговечности действующего оборудования; - модернизация оборудования; внедрение передовых методов ремонта (ремонтных технологий); - ведение технической документации; - контроль за качеством проведения ремонтных работ; - своевременное обеспечение производства запчастями, различными приспособлениями и расходными материалами для проведения ремонтных работ. Исходя из вышесказанного, функции службы главного механика предприятий легкой промышленности обширны. Полное, своевременное и качественное выполнение ремонтно-восстановительных работ обеспечивает прочную базу для повышения эффективности работ основного производства. Количество подразделений и штатное расписание службы главного механика определяются конкретными условиями производства: специализацией предприятия, объемом выпускаемой продукции; нормативной стоимостью выполняемых работ; оснащенностью предприятия технологическим и вспомогательным оборудованием. Количество и подчиненность структурных подразделений отдела главного механика может изменяться в зависимости от конкретных условий предприятия. Обязанности и права сотрудников службы главного механика регламентируются должностными инструкциями, разработанными на каждом конкретном предприятии в зависимости от его особенностей. Служба главного механика имеет двухстороннюю связь со многими отделами и цехами предприятия. Структура ремонтной службы предприятия в современных условиях зависит от формы собственности, специализации, технического оснащения, производственной программы предприятия, квалификации и укомплектованности ремонтным персоналом (рис. 7). 23 Рис. 7. Примерная структура ремонтной службы Назначение и состав РМЦ (ЦРМ) Ремонтно-механический цех (центральные ремонтные мастерские) – структурное подразделение отдела главного механика. Он производит капитальный ремонт основного технологического и вспомогательного оборудования; изготавливает запасные детали; восстанавливает изношенные детали; производит замену вышедших из строя, монтаж новых деталей трубопроводов и вентиляционных устройств; выполняет работы, связанные с техникой безопасности и противопожарными мероприятиями; производит работы, связанные с автоматизацией, механизацией, модернизацией, изготовлением нестандартного оборудования, внедрением рационализаторских приспособлений и изобретений; внеплановые и аварийные работы. Исходными данными для проектирования РМЦ (ЦРМ) являются: количество единиц основного и вспомогательного оборудования, подлежащего среднему и капитальному ремонту; нормативы времени на проведение ремонта и трудоемкость ремонтно-восстановительных работ (чел./час) (рис. 8.). Работа подразделения зависит от централизованного снабжения метизами, литыми, штампованными и другими заготовками и немассовыми деталями и расходными материалами в объеме не менее 1/3 потребности с неприкосновенным запасом на 1,5 месяца работы цеха. 24 Рис. 8. Примерная планировка ремонтно-механического цеха: 1 – гальваническое отделение; 2 - участок сборки; 3- электроремонтное отделение; 4 – сварочно-жестяницкое отделение; 5 – кузнечный участок; 6 – испытательно-окрасочный участок; 7 – склад заготовок; 8 – бытовые помещения; 9 - раборочно-промывочный участок; 10 – участок испытаний на твердость; 11 – инструментальная мастерская; 12 – станочное отделение; 13 – склад ремонтных деталей; 14 – узловая сборка; 15 – склад запчастей; 16 – слесарный участок; I – мостовые краны; II – поворотные консольные краны; III – кран-балка. Характеристика цехов и участков РМЦ (ЦРМ) В состав РМЦ (ЦРМ) ориентировочно входят следующие производственные отделения: 1)слесарно-механическое; 2) кузнечное; 3) термическое; 4) сварочное; 5) металлизационное; 6) гальваническое; 7) инструментально-заточное; 8) трубопроводное; 9) жестяницкое; 10) электроремонтное; 11) ремонтно-строительное; 12) литья из пластмасс и пластиков; 13) моечное; 14) экспериментальное и др. 25 Кроме того, цех должен иметь склады для горюче-смазочных материалов, запасных частей и материалов, различные конторские и бытовые помещения, лабораторию для испытаний материалов, пункт технических измерений. Каждое отделение РМЦ (ЦРМ) должно быть обеспечено необходимым оборудованием, подъемно-транспортными средствами, вытяжной вентиляцией, средствами пожаротушения, стеллажами и другими необходимыми приспособлениями, улучшающими условия труда персонала. Квалификационный состав рабочих-станочников РМЦ (ЦРМ) определяют в зависимости от вида станочного оборудования (токарные, фрезерные, строгальные, шлифовальные). Для сверлильных станков постоянные рабочие не требуются, так как на этих станках могут работать слесари. Персонал РМЦ (ЦРМ) выполняет работы по проведению среднего и капитального плановых ремонтов и аварийные ремонтно-восстановительные работы основного и вспомогательного технологического и транспортного оборудования, работы по модернизации и рационализации действующего оборудования. При проектировании отделений РМЦ (ЦРМ) учитывают площадь, занятую производственным оборудованием (включая места для рабочих и хранения заготовок), рабочими местами для слесарных работ и межоперационного транспорта, проходы и проезды. Площадь цеха определяют по укрупненным показателям в м2 на единицу производственного оборудования и на одно рабочее место слесаря-ремонтника. Площадь также зависит от количества основных металлорежущих станков. При планировке ремонтно-механического цеха необходимо выполнить следующие условия: - обеспечить наиболее короткий маршрут перемещения деталей в процессе обработки и минимальные затраты времени на это перемещение; - наиболее эффективно использовать рабочую площадь (это зависит от правильности выбора вида и габарита оборудования, его производительности и размещения станков на производственной площади); - обеспечить наиболее производительные условия труда рабочих, соблюдение требований техники безопасности, охраны труда и противопожарной защиты. 26 5. Виды ремонта. Методы ремонта оборудования (узловой, стендовый, секционный, индивидуальный), их характеристика, достоинства и недостатки Виды ремонта В систему технического обслуживания и ремонта оборудования входят следующие виды ремонта: техническое обслуживание, средний и капитальный ремонты. Ремонт оборудования может быть плановым и неплановым. Плановым называют ремонт, который производится в соответствии с требованиями нормативно-технической документации в сроки, обусловленные графиком ремонта. Неплановым называют ремонт, производимый без предварительно назначения, вне графика. Ответственность за общую организацию и проведение на предприятиях мероприятий по системе технического обслуживания и ремонта возлагается на главного инженера! Контроль за техническим состоянием технологического оборудования, соблюдением правил технической эксплуатации, организация капитального, среднего, иногда и текущего ремонта машин и оборудования производится отделом главного механика. В период между плановыми ремонтами полную ответственность за нормальное состояние оборудования и уход за ним возложен на начальников цехов и сменных мастеров. В межремонтный период оборудование эксплуатируется в соответствии с инструкциями по наладке, регулировке и уходу за оборудованием, должностными инструкциями обслуживающего персонала и техническими режимами предприятия. Техническое обслуживание – это комплекс операций по поддержанию работоспособности оборудования при его эксплуатации. Оно выполняется силами эксплуатационного и ремонтного персонала на месте эксплуатации оборудования. Техническое обслуживание включает в себя: 1. Планово-профилактические мероприятия, в которые входят профилактический осмотр, единый метод наладки машин, контроль технологических режимов для установленных видов продукции. 2. Текущий (регламентированный) ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности оборудования. Он заключается в замене или восстановлении отдельных частей машины. 3. Чистку, обмахивание и смазку оборудования в соответствии с действующими картами, нормами и режимами. Перечисленные виды работ и мероприятий финансируются из сметы производства по нормативам затрат на ремонт основных фондов с включением их в себестоимость продукции, работ и услуг. Техническое обслуживание по периодичности проведения делится не ежесменное (ТО1), еженедельное (ТО2), ежемесячное (ТО3) и далее - кратные месяцу с соответствующим порядковым номером. 27 Средний ремонт – это ремонт, выполняемый для восстановления неисправности и частичного восстановления ресурса оборудования с заменой или восстановлением составных частей ограниченной номенклатуры и контролем технического состояния этих частей, выполняемом в объеме, установленном нормативно-технической документацией. Средний ремонт имеет регламентированные для каждой машины нормативами сроки, предусмотренные графиком ремонта. Средний ремонт предусматривается требованиями правил технической эксплуатации, инструкций по проведению ремонта, о порядке сдачи и выдачи технологического оборудования из ремонтов, и другими документами, регламентирующими проведения ремонтных работ. Перечень работ по среднему ремонту устанавливается отделом главного механика совместно с цеховым руководством. Средний ремонт проводится силами отдела главного механика. При среднем ремонте производятся все работы, выполняемые при техническом обслуживании, и кроме того: - разборка отдельных узлов машины, подверженных наибольшему износу и загрязнению; - промывка и протирка деталей разобранных узлов; - ремонт отдельных узлов с заменой деталей, имеющих износ, превышающий допустимый по техническим условиям и нормам; - проверка и промывка редукторов; - ремонт гидросистемы, пневмосистемы и смазочных устройств; - проверка и чистка воздуховодов; - исправление и замена износившейся арматуры и трубопроводов, регулировка на соответствующее давление, ремонт вспомогательной арматуры и оснастки; - сборка отремонтированных узлов машин; - проверка крепления узлов и механизмов, регулировка и обкатка машин на ходу. Капитальный ремонт – это ремонт, выполняемый для восстановления исправности и полного (или близкого к полному) восстановлению ресурса оборудования с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые. Капитальный ремонт выполняют с установленной периодичностью в сроки, предусмотренные графиком, в соответствии с требованиями правил технической эксплуатации, инструкции или типовых технологических процессов ремонта, инструкций о порядке сдачи и выдачи технологического оборудования из ремонтов, применяемыми методами и организационными формами ремонта, правилами техники безопасности и другими документами по организации и технологии проведения ремонтных работ. При капитальном ремонте при необходимости проводится: - разборка оборудования; - ревизия всех узлов и деталей оборудования с возможной заменой; - работы по модернизации машин; - доведение размеров и посадок сопряженных деталей до размеров, установленных технической документацией; 28 - сборка; - наладка; - обновление внешнего вида; - испытания и сдача оборудования в эксплуатацию. Перечень работ по капитальному ремонту уточняется отделом главного механика совместно с представителями цеховых эксплуатационных служб с учетом ведомости дефектов, которую составляют на основании результатов контроля (диагностики) технического состояния, производимого инструментальными (приборными) или органолептическими методами. Способы ремонта Термин «планово-предупредительный ремонт» определяет характер ремонта, но не способ его организации. Инженерное обеспечение ремонтного производства включает следующие виды работ: - выбор метода и организации технического обслуживания исходя из конкретных условий производства; - разработка стандартов предприятия на ремонт и техническое обслуживание оборудования; - проведение комплекса мероприятий по улучшению обеспечения ремонта и технического обслуживания оборудования запчастями. В зависимости от размеров предприятия, количества оборудования и квалификации ремонтного персонала техобслуживание и ремонт производятся тремя способами: Централизованный способ – предусматривает проведение всех видов техобслуживания и ремонта силами ремонтно-механических цехов предприятий. Децентрализованный способ – все виды ремонта и технического обслуживания производится силами ремонтного персонала цехов предприятия. Смешанный способ – заключается в проведении технического обслуживания, осмотров, текущих и средних ремонтов силами ремонтного персонала цехов, а выполнение капитальных ремонтов (иногда и средних) – силами ремонтно-механического цеха. Уровень организации ремонтного производства зависит от уровня централизации ремонтных работ. На предприятиях легкой промышленности применяют централизованный и смешанный способы ремонта. Это укрепляет материально-техническую базу ППР, позволяет специализировать ремонтные бригады по виду работ и типам оборудования. Становится возможной маневренность и оперативность в работе персонала, совершенствуется технология ремонта и снижается его себестоимость. Внедрение централизации ремонта должно быть тесно связано с конкретными условиями производства и экономически выгодно для него. Совершенно не обязательно в пределах производственного предприятия (объединения) выполнять централизованно капитальный ремонт для всех видов оборудования в ЦРМ (РМЦ), возможна специализация участков по видам 29 оборудования (пример – ОАО «Виктория», где капитальный и средний ремонт проводят в условиях цеха в зависимости от его специализации, а не в условиях РМЦ). Методы ремонта (индивидуальный, узловой, стендовый и секционный) При ремонте оборудования применяют следующие четыре метода ремонта: Индивидуальный – все технологические операции ремонта выполняются последовательно с полной разборкой машины: детали и сборочные единицы после разборки ремонтируют и устанавливают на ту же машину, за исключением некоторых, заменяемых новыми. Детали и сборочные единицы выкладывают на белую ткань в том порядке, в котором снимают с конкретной машины. Сборку после ремонта и восстановления производят в обратном порядке. При проведении ремонта машина простаивает дольше, чем необходимо для восстановления деталей. Недостатками индивидуального метода являются: более продолжительный простой оборудования, чем при другом методе; высокая стоимость ремонта; потребность в ремонтниках высокой квалификации; ограниченная возможность механизации ремонтных работ. Узловой – состоит в замене требующих ремонта деталей и сборочных единиц заранее отремонтированными, приобретенными или изготовленными. Снятые с машины детали восстанавливают и хранят как запасные. При узловом ремонте простои оборудования меньше, чем при индивидуальном, себестоимость и трудоемкость ниже, а качество ремонта – выше. Метод получил широкое распространение при ремонте однотипного оборудования, имеющегося в больших количествах на предприятиях. Узловой метод имеет перед индивидуальным, следующие преимущества: сокращение простоев оборудования в ремонте; возможность планирования ремонтных работ; возможность проведения ремонта во время технологических остановов, нерабочих смен и в выходные дни; сокращение числа занятого в ремонте персонала и более низкая его квалификация; возможность широкой механизации ремонтных работ. Последовательно-узловой (секционный) – предусматривает ремонт и замену не сразу всех сборочных единиц и деталей, а только с учетом срока их службы. Машину ремонтируют по отдельным крупным частям (секциям). Ремонт этим методом производится преимущественно в нерабочее время. В выходные дни или в ночное время ремонтируют крупные узлы (секции), восстанавливают их работу. В рабочее время машину продолжают эксплуатировать. При ремонте возникают трудности организационного порядка, так как период между началом и окончанием ремонта составляет длительный период. Отремонтированные секции не могут нормально работать до тех пор, пока не будут приведены в работоспособное состояние все остальные секции и узлы, что снижает производительность машины и увеличивает трудоемкость ремонта. 30 Секционный ремонт требует особенно тщательной подготовки деталей, узлов, материалов, инструментов, приспособлений и четкой организации работ. Метод широко применяется при ремонте оборудования, имеющего конструктивно обособленные узлы (чулочные автоматы, швейное оборудование, отделочное оборудование). Достоинством метода является отсутствие простоев оборудования. Недостаток – длительный период ремонта (до месяца, и ограничение работоспособности улов машины до окончания ремонта). Стендовый метод - заключается в замене требующей ремонта машины отремонтированной или резервной того же типа (на каждые четыре универсальных машины - приходится одна резервная; специальную и специализированную -1:1). На место снятой машины устанавливают резервную, а отремонтированную – сдают на склад оборудования. Простой машины в ремонте не влияет на производственную мощность цеха, так как рабочее место простаивает только в период демонтаж старой и монтажа новой машины. Стендовый ремонт наиболее эффективен при наличии в цехах большого количества однотипного оборудования при необходимом количестве запасных машин. Цеховые помещения должны иметь широкие проходы, а оборудование – транспортабельность (малые габариты и массу). Ремонт производят в РМЦ или на стенде в обособленной ремонтной зоне цеха при наличии хорошего оснащения рабочего места оборудованием и приспособлениями (токарный, сверлильный и точильный станки, измерительные монтажнодемонтажные и другие приспособления). Стендовый ремонт имеет следующие преимущества перед ранее рассмотренными: обеспечение высокой степени автоматизации ремонтных работ; сокращение простоев оборудования при всех способах ремонта; снижение стоимости ремонта. Система планово – предупредительного ремонта оборудования заключается в периодическом выполнении плановых ремонтов, позволяет не только четко выполнять плановые ремонты, но и делает ремонт особенно эффективным. Обслуживающий персонал ведет работу, как по улучшению обслуживания оборудования, так и по повышению его эксплуатационных качеств, износостойкости отдельных деталей машин, срок службы которых меньше установленных периодов между плановыми ремонтами. Типовые технологические процессы ремонта и восстановления деталей разрабатывают применительно к виду выполняемого ремонта (среднего и капитального) с дифференциацией по отдельным стадиям выполняемых работ (разборка, восстановление, и др.) и выполняют по определенным типовым для данного производства схемам (рис. 9.). 31 Рис. 9. Примерная схема технологического процесса ремонта машины 32 6. Система планово-предупредительного ремонта. Структура ремонтного цикла. Учет ремонтных работ, используемая нормативная документация. Порядок сдачи оборудования в ремонт и приема из ремонта Система ППР предприятия Система планово-предупредительного ремонта (ППР) – это комплекс организационных и технических мероприятий предупредительного характера по техническому обслуживанию (ТО), среднему (С) и капитальному (К) ремонтам изношенных деталей и узлов, проводимых по составленным планам для обеспечения работоспособности в течение всего срока службы. Его проводят тогда, когда износ не перешел в прогрессирующее состояние. Система ППР предусматривает проведение профилактических осмотров и видов планового ремонта (текущего, среднего и капитального) для каждой машины после того, как она отработала определенное количество часов (ресурс). Все виды ремонтных работ выполняются в определенной последовательности, образуя повторяющиеся циклы. Организация ремонта оборудования отраслей легкой промышленности проводится в соответствии с Положением о системе технического обслуживания и ремонта технологического оборудования в производственных объединениях, на предприятиях Министерства легкой промышленности РФ (действуют с конца 80-х годов до настоящего времени). Ремонт и эксплуатации электротехнической части оборудования регламентируется специальными положениями о системе технического обслуживания и ремонта подобного оборудования. Виды технического обслуживания и объем выполняемых работ определяется соответствующими инструкциями по технической эксплуатации и правилами техники безопасности, финансирование выполняют за счет затрат на ремонт по нормативам. Применение системы ППР на предприятиях включает: - определение видов технического обслуживания и ремонта; - структуру и продолжительность ремонтных циклов; - категорию ремонтной сложности; - нормативы трудоемкости работ по техническому обслуживанию и ремонту; - внедрение научной организации труда; - рекомендации по организации ремонтных служб и руководящие документы; - отраслевые типовые нормы расхода материалов на техническое обслуживание и ремонт; - проведение при ремонте мероприятий по модернизации оборудования, направленных на повышение его производительности и улучшение качества продукции; - организацию снабжения оборудования запасными частями и сборочными единицами в соответствии с установленными нормами, их хранение и учет; - обеспечение ремонтного производства наборами слесарно-монтажного и специального инструмента, средствами механизации и автоматизации, смазочными материалами и обтирочными материалами. 33 Система технического обслуживания и ремонта должна постоянно совершенствоваться с учетом достижений науки, техники и передового опыта предприятий отрасли. Система ППР является обязательной для всех предприятий легкой промышленности, независимо от специализации. Успешное выполнение требований системы ППР регламентируется положениями о системе технического обслуживания и ремонта оборудования, утвержденными на предприятии в соответствии с его спецификой. Ремонтное производство должно быть постоянно обеспечено: - нормативным запасом запчастей, смазочных и обтирочных материалов; - необходимым набором слесарно-монтажного и специального инструмента; - средствами механизации и автоматизации, подъемно-транспортными устройствами; - высококвалифицированным ремонтным персоналом и ИТР. Структура ремонтного цикла Ремонтный цикл – повторяющаяся совокупность различных видов планового ремонта, выполняемых в определенной последовательности через установленные, равные между собой количества часов работы оборудования, называемые межремонтными периодами. Ремонтный цикл завершается капитальным ремонтом и определяется структурой и продолжительностью. Структура ремонтного цикла – это перечень видов ремонта, расположенных в последовательности их выполнения. Продолжительность ремонтного цикла равна числу часов работы оборудования, на протяжении которого выполняются все виды ремонта, входящие в состав цикла. Структура межремонтного цикла определяется составом, последовательностью и периодичностью работ по восстановлению работоспособности машин, выполняемых на протяжении межремонтного цикла (таблица 3.). Структура оценивается числом выполнения каждого вида работ в интервал «начало эксплуатации - капитальный ремонт» или «n-й капитальный ремонт - (n+1) – капитальный ремонт» и тем, как чередуются виды работ по восстановлению работоспособности внутри указанного интервала. Таблица 3. Варианты структур ремонтных циклов технологического оборудования Номер варианта структуры ремонтных циклов Ремонтный цикл К – ТО - ... – С - ... - К К – С - 2ТО К - 2С - 3ТО К - 3С - 4ТО К - 4С - 5ТО К - 5С - 6ТО К - 7С - 8ТО К - 9С - 10ТО К - 11С - 12ТО К - 9С - 20ТО 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 Пример варианта структуры ремонтного цикла №3: К - 3С - 4ТО или К – ТО – С - ТО – С - ТО – С – ТО – К, Где ТО (ТО1 – ежесменное ТО; ТО2 – еженедельное ТО; ТО3 – ежемесячное ТО); С – средний ремонт; К – капитальный ремонт. При построении структуры межремонтного цикла следует: 1) рассматривать только те виды работ, которые входят в периодические плановые ремонты (замена сборочных единиц и деталей; 2) определять продолжительность межремонтного периода сроком службы деталей и сборочных единиц, замена которых требует останова машины на длительный срок и не может быть выполнена при межремонтном обслуживании (в швейном оборудовании – челночное устройство); 3) определять периодичность ремонтов минимальным сроком службы деталей, включенных в очередные периодические ремонты; 4) распределять детали сборочные единицы на группы с примерно равным диапазоном сроков службы, кратным наименьшему; 5) приравнивать срок службы сборочной единицы сроку службы основной детали сборочной единицы; 6) при каждом ремонте заменять все те детали сборочной единицы, предельный износ которых наступает раньше срока очередного ремонта; 7) при восстановлении работоспособности швейных машин применять метод узлового ремонта, при котором изношенные и снимаемые с машины сборочные единицы заменяются новыми или предварительно отремонтированными, что позволяет сократить время нахождения оборудования в ремонте и свести его к разборочным и сборочным операциям. После анализа сроков службы деталей и сборочных единиц строят сетку межремонтного цикла. За единицу ремонтной сложности в легкой промышленности принят нормативный ремонт единицы оборудования – швейной машины 1022 класса (18 человеко-часов). Простои оборудования, связанные с непосредственным выполнением планового и непланового ремонтов и технического обслуживания в продолжительность ремонтного цикла не входят! В ремонтной практике российской легкой промышленности применяют 9 вариантов структуры ремонтного цикла (за основу принята машина 1022 класса). Вариант структуры ремонтного цикла, периодичность среднего и капитального ремонтов указываются в нормативном справочнике для каждого класса машин. Учет ремонтных работ, используемая нормативная документация Для успешного использования Положения о системе плановопредупредительного ремонта на предприятии необходим строгий учет всех видов 35 работ по поддержанию оборудования в работоспособном состоянии. Целью планирования ремонтных работ является периодическое выполнение ремонтновосстановительных работ основного оборудования в установленные сроки при высоком качестве и минимальных затратах. При планировании ремонтных работ составляют: - график проведения ремонтных работ; - смету затрат на капитальный и средний ремонт; - смету затрат по труду и заработной плате; - норматив расхода материалов и запчастей; - общую смету затрат. На предприятиях легкой промышленности применяют следующие 10 форм нормативно - технической документации: 1. Журнал учета работы оборудования (форма 1); 2. Журнал планового осмотра оборудования (форма 2); 3. Карта ремонта единицы оборудования (форма 3); 4. Общефабричный годовой график среднего (капитального) ремонта (форма 4); 5. Годовой цеховой график среднего ремонта (форма 5); 6. График среднего ремонта по цеху на месяц (форма 6); 7. Наряд на ремонт (форма 7); 8. Аварийный акт (форма 8); 9. Сменный журнал приема-сдачи оборудования (форма 9); 10. Карта учета запасных частей (форма 10). График ремонтных работ отражает производственную программу РМЦ предприятия. График капитального ремонта составляется на год с разбивкой по месяцам, а среднего – на квартал с разбивкой по месяцам. Каждый из графиков является продолжением предыдущего отчетного периода (за календарный год, начиная с 1 января по 31 декабря). Основной график по предприятию в целом составляется ОГМ на основании графиков цехов за месяц до начала отчетного периода, согласуется с планово-производственным отделом с учетом производственной программы, и утверждается главным инженером. Порядок сдачи оборудования в ремонт и приема из ремонта Сдача оборудования в ремонт. Машину, подлежащую среднему и капитальному ремонту, останавливает мастер РМЦ с разрешения начальника или мастера цеха в сроки, установленные графиком ремонта. Машины перед сдачей в ремонт освобождаются от заправки полуфабрикатами, очищаются и сдаются на ходу в комплектном состоянии. Для своевременной подготовки запчастей и других расходных материалов работник РМЦ совместно с мастером цеха составляют ведомость дефектов в период последнего текущего осмотра машины и уточняют ее в сроки до начала ремонта: среднего – не позднее, чем за 5 дней, капитального – не позднее, чем за 15 дней до начала ремонтов. Ведомость дефектов и акт осмотра оборудования утверждает главный инженер. 36 Техническое состояние оборудования признается хорошим, когда оно по производительности и качеству выпускаемой продукции отвечает нормативным показателям предприятия, имеет сопряжение в кинематических парах в соответствии с установленными допусками и проходит регулярные чистку, обмашку и смазку. Сдачу оборудования в средний и капитальный ремонт производят с предварительной оценкой технического состояния, которая позволит выразить в сравнимых единицах качество эксплуатации оборудования. Дефекты, возникающие во время эксплуатации оборудования оцениваются баллами (Таблица 4): Таблица 4. Оценка дефектов оборудования при эксплуатации Дефекты, возникшие при эксплуатации машин Отсутствие масленок, маслопроводов, смазочных колец, наличие забитых отверстий для смазки и другие дефекты смазки и смазочных устройств Слабое крепление деталей Отсутствие болтов, гаек, шайб и других крепежных деталей Преждевременный износ деталей из-за неправильной эксплуатации Неисправность ограждений и отсутствие их на машинах Вибрация машины Пыль и грязь на оборудовании Неправильный натяг цепей, струн и других натяжных устройств Кол-во баллов 5 баллов 3 балла 5 баллов 3 балла 5 баллов 3 балла 2 балла 2 балла Оценку качества эксплуатации оборудования определяют по сумме баллов: хорошее – до 10 баллов, удовлетворительное – до 20 баллов, неудовлетворительное – свыше 20 баллов. Средняя величина баллов, приходящаяся на единицу оборудования, сданного в ремонт, ежемесячно сообщается главному инженеру отделом главного механика для анализа работы производственных цехов и принятия мер. Прием оборудования из ремонта. Из капитального и среднего ремонтов оборудование принимают в две стадии – предварительно и окончательно. Предварительно оборудование принимают путем внешнего осмотра во время испытания на холостом ходу, при этом устанавливают годность к эксплуатации, правильность взаимодействия деталей и узлов, вручную проверяют все органы управления. Оборудование обкатывают с обильной смазкой при минимальных оборотах и нагрузке. Испытание на холостом ходу завершается сверкой технических показателей оборудования с паспортными данными. Окончательную приемку оборудования из ремонта производят под нагрузкой по истечении 10 смен после капитального ремонта и 3-х смен – после среднего. Результаты испытаний под нагрузкой заносят в акт выдачи из ремонта. Акт приемки оборудования из ремонта составляют после окончательной приемки с учетом оценки состояния машины после ремонта в баллах. Оценку качества ремонта производят по двухбалльной шкале «хорошо» или «отлично». 37 Оборудование принимают из ремонта с оценкой «отлично», если: - качество полуфабриката (изделия) соответствует паспортным данным или установленным нормативам; - производительность после ремонта соответствует паспортной; - фактическая потребность привода на холостом ходу соответствует номинальной; - эргономические показатели соответствуют паспортным данным или санитарным нормам, правилам техники безопасности и стандартам безопасности труда; Оборудование принимается из ремонта с оценкой «хорошо», если хотя бы один (или одновременно все) параметры соответствуют следующим условиям: - качество полуфабрикат (изделия) близко к установленным нормам; - производительность после ремонта ниже утвержденных технологических режимов для данной продукции в пределах 10%; - фактическая потребная мощность привода выше номинальной в пределах 10%; - эргономические показатели отклоняются от паспортных данных или санитарных норм в пределах допустимого. Оборудование возвращается на доработку, если: - качество вырабатываемого полуфабриката (изделия) не соответствует паспортным данным или установленным нормативам; - производительность оборудования после ремонта ниже паспортной или нормативной более 10%; - фактическая потребляемая мощность выше номинальной более 10%; - эргономические показатели не соответствуют паспортным данным и санитарным нормам, требованиям правил техники безопасности; - работа системы принудительной смазки неэффективна. После устранения дефектов в процессе доработки оборудование вновь осматривается комиссией. Приемку из ремонта производят только с оценкой «хорошо» и «отлично». Начальнику цеха запрещено принимать и запускать в эксплуатацию недоброкачественно отремонтированное оборудование, а начальнику РМЦ запрещено до полного устранения дефектов давать задание на ремонт других машин ремонтному персоналу. 38 7. Общая схема ремонта машины. Разборка машины. Чистка и мойка деталей, применяемые средства и устройства, техника безопасности Общая схема ремонта машины При ремонте машин кроме работ, выполняемых на машиностроительных предприятиях (изготовление заготовок, механическая обработка металлов резанием со снятием стружки, термическая обработка и др.), приходится выполнять дополнительные специфические работы, такие как: - чистка и мойка деталей, оценка их дефектов; - восстановление изношенных и поломанных деталей; - разборка, сборка, подгонка, наладка, комплектация узлов, многие из которых находились в эксплуатации. На основе обобщения передового производственного опыта и новейших научных разработок составляют схемы типовых технологических процессов ремонта основных видов оборудования серийного выпуска. Такие схемы позволяют выявить рациональную последовательность операций и оптимальные режимы работ, максимально механизировать ремонтные работы путем применения различных приспособлений и инструментов, усовершенствовать организацию труда ремонтного персонала, улучшить качество ремонта и снизить его стоимость, резко сократить простои машин в этот период. Ремонт машин не может быть произведен без ее частичной или полной разборки. После разборки машины, исправления дефектов или замены износившихся деталей выполняют сборку. Такая цепочка операций повторяется в течение всего срока службы машины несколько раз, в связи с этим трудоемкость ремонтных работ очень высока. Ремонт швейных, обувных и трикотажных машин сводится в основном к разборке и сборке механизмов и сборочных единиц. Трудоемкость этих работ в общем объеме трудозатрат на капитальный ремонт составляет до 75%. Исходными данными для разработки техпроцесса ремонта являются: типичные неисправности деталей и узлов; типовой объем ремонтных работ; технические условия на детали и технические условия на сборку узлов и машин после ремонта. Типовые технологические процессы разрабатывают применительно к виду ремонта (среднему и капитальному) с разделением по отдельным стадиям ремонтных работ (разборка, восстановление неисправных деталей и др.). Разборка машины Успешное выполнение ремонта машины в значительной степени связано с тем, как произведена ее разборка. Разборка состоит из ответственных операций, которые для каждой отдельно взятой машины должны производиться в определенной последовательности. Разборка машины – зеркальное отражение ее сборки. Детали и узлы, при сборке установленные последними, во время сборки должны сниматься первыми. Но на практике не всегда этот принцип соблюдается. Необходимость разборки той 39 или иной сборочной единицы или машины в целом определяется видом ремонта (разбирают только ту сборочную единицу или механизм, подлежащие ремонту). Разборка механизмов приводит к нарушению плотности посадок сопряжений и снижает приработанность деталей. В зависимости от вида ремонта разборка бывает полной (капитальный ремонт) и частичной (при средних ремонтах). Перед разборкой машины ремонтник должен ознакомиться с устройством, назначением и принципом взаимодействия сборочных единиц и деталей путем визуального обследования машины, изучением инструкций, руководств, чертежей и схем. Перед подетальной разборкой сборочных единиц и агрегатов изучают их устройство, способы крепления деталей, порядок и способы разборки. Основными операциями техпроцесса ремонта являются разборочные и сборочные, так как ремонт сводится к разборке машин, их дефектации и сборке из готовых сборочных единиц. Разборка машин в целом или по сборочным единицам ведется в зависимости от вида ремонта. Так как разборка нарушает плотность и приработанность соединений, то разбирают только ту единицу или механизм, которые подлежат ремонту. Полную разборку проводят только при капремонте. Перед разборкой знакомятся с техпаспортом, кинематической схемой, чертежами основных узлов и намечают план разборки. Для сложных машин составляют схему сборки (рис. 10). В процессе разборки производят дефектацию деталей и составляют ведомость дефектов. Рис. 10. Схема разборки машины Разборку начинают со снятия кожухов, крышек, предохранительных щитков для того, чтобы скрыть доступ к сборочным единицам. Отметочные риски наносят на кулачки, эксцентрики, укрепленные на валах или осях установочными винтами , и при снятии парных деталей (шестерен). Метки наносят клеймом на незакаленные детали краской (на любые поверхности). Так же наносят метки кислотой на незакаленные детали (40% азотной кислоты, 20% уксусной кислоты и 40% воды). Через 2 минуты после нанесения раствор удаляют, а поверхность детали нейтрализуют 10% раствором кальцинированной соды. Для закаленных деталей берут раствор 10% азотной 40 кислоты, 30% уксусной кислоты, 5% спирта и 55% воды. Метки электрографом (оплавление металла на 025 мм) ставят на стальных деталях. Наиболее просты метки бирками с указанием названия детали (прикрепляют проволокой или замкомусиками). Механизмы разбирают в соответствии с технологической картой ремонта. Для снятия с валов шкивов, зубчатых колес, подшипников и других деталей применяют съемники. Для выпрессовки – винтовые и гидравлические прессы. Для облегчения демонтажа детали нагревают маслом, паром или огнем. При разборке резьбовых соединений применяют ключи, отвертки, шпильковерты и механизированные инструменты. Ржавые резьбовые соединения опускают на 8-10 часов в керосин для растворения окислов металла (иногда соединение обильно поливают водой и через 0,5 – 1 час разбирают соединение). Сбитые концы болтов и винтов опиливают трехгранным напильником. Остатки сломанных шпилек или винтов удаляют высверливанием отверстий меньшего диаметра, прорезанием шлицев, гайкой или контргайкой. Если эти методы неприменимы, то соединение высверливают и нарезают резьбу большего диаметра. При разборке заклепочных соединений срубают головку заклепки, затем выбивают стержень. При разборке машины соблюдают следующие правила: - применяемые инструмент и приспособления должны быть исправны; - удары молотком наносят по деталям с помощью подставки или выколотки из мягкого дерева; - разбираемые детали снимают аккуратно, без перекосов и повреждений и приложения значительных усилий (следует выяснить причину заедания); - длинные валы снимают с применением нескольких опор; - детали каждого разбираемого механизма укладывают в отдельные ящики без нагромождений. Осторожно укладывают детали с тщательно обработанными поверхностями. Чистка и мойка деталей После разборки машин детали и сборочные единицы должны быть тщательно очищены и промыты от пленок окислов, масла и грязи, так как это облегчает выявление в них дефектов и улучшает санитарные условия ремонта. Очистку и промывку необходимо проводить и при подготовке деталей к восстановлению или окраске. Очистка деталей. После разборки и перед подачей на контроль и в ремонт детали, покрытые окислами, пухом, пылью и другими различными загрязнениями, химически связанными с поверхностью металлических деталей, производят термическим (огневым), механическим, абразивным, химическим и ультразвуковым способами. Термический способ – это удаление ржавчины и старой краски пламенем (паяльной лампой или газовой горелкой). Механический способ - старую краску, ржавчину, отвердевшие наслоения масла и очесов снимают щетками, механизированными шарошками и различными стационарными приспособлениями (рис. 11). 41 Рис 11. Устройства для очистки Абразивный способ – очистка производится гидропескоструйными установками. Химический способ – старую краску, смазку и ее наслоения, другие загрязнения удаляют специальной пастой или растворами, состоящими из негашеной извести, мела, каустической соды, мазута и других компонентов. Ультразвуковой способ очистки деталей в жидком растворе. В растворе в зоне ультразвуковых колебаний создаются интенсивные вихри. В результате чего все частицы, находящиеся на поверхности, мгновенно смываются, независимо от формы поверхности детали. Загрязнения, возникшие при взаимодействии с окружающей средой (волокнистые и абразивные) удаляют обдувкой воздухом, подачей воды под напором, щетками и другими механическими способами. Крупные корпусные детали (станины, промстолы) очищают щетками. Внутреннюю резьбу крепежных отверстий очищают петлей из латунной проволоки. Очистку мелких деталей производят вручную, качество ее низкое. Поэтому очистку производят в отдельном помещении вращающимися механическими щетками или мытьем в слабом горячем растворе щелочи. Мойка деталей. Промывку деталей производят щелочными растворами и органическими растворителями. Сначала детали промывают в горячем растворе, затем – в горячей чистой воде. Потом промытые детали тщательно высушивают сжатым воздухом и ветошью. В щелочных растворах нельзя промывать детали с элементами их цветных металлов, пластмассы, резины, тканей; детали с полированными и шлифованными поверхностями рекомендуют промывать отдельно. На предприятиях применяют два способа промывки – ручной и механизированный. Ручной способ. Производится в ваннах с сеткой (лучше применять две ванны). Детали помещают в первую ванну с сеткой с моющим раствором (керосин бензин), выдерживают, очищают щетками, крючками, грязь оседает под сеткой. Затем деталь промывают во второй ванне с горячей водой, высушивают сухим паром, в опилках или обтирают ветошью. 42 Промывание в передвижном или стационарном баке с сеткой и нагревательным элементом. Температура раствора 80...90 , детали располагают на сетке, промывают и сушат струей сжатого сухого пара Механический способ. Производится в стационарных и передвижных герметичных моечных установках. Машины могут быть одно-, двух- и трехкамерными (промывка, прополаскивание, сушка) Детали погружают в ванну с моечным щелочным раствором на решетку, раствор подогревают ТЭНами (рис. 12). Струя раствора направляется на деталь, мойка ускоряется, продукты испарения удаляются через вытяжное устройство. Рис. 12. Моечная ванна: 1- бак; 2- решетка; 3- нагревательный элемент; 4 – вытяжной зонт 43 8. Контроль и сортировка деталей. Методы контроля дефектных деталей В процессе разборки выполняют дефектовку деталей и составляют ведомость дефектов (наряд на ремонт, форма 7). Разборку начинают со снятия крышек, кожухов, предохранительных щитков для получения доступа к сборочным единицам. Последовательность разборки должна обеспечивать минимальные затраты труда и максимальную сохранность деталей. После разборки детали проверяют для определения степени допустимого износа. Во время дефектации определяют возможность дальнейшего использования деталей, необходимость их ремонта или замены. После проверки детали сортируют на три группы: годные, негодные и ремонтопригодные. Дефектацию производят способами, приведенными ранее в таблице 2. Основные виды контроля деталей машин легкой промышленности Контроль гладких валов. Поверхность вала должна быть чистой без забоин и больших царапин, задиров, трещин. Места посадки подшипников должны быть чисто обработаны. Валы измеряют микрометрами, штангенциркулями и индикаторами. Контроль резьбы. При внешнем осмотре определяют, соответствует ли резьба номинальным размерам, не сорвано ли более полутора витков, нет ли смятий. Грани гаек и болтов не должны быть смяты, отверстия для шплинтов не должны быть забиты. Диаметр и шаг резьбы проверяют резьбовым калибром, микрометром по среднему диаметру. Контроль шпоночных канавок. Внешним осмотром проверяют, чтобы поверхности шпоночных канавок были чистыми и гладкими, не имели трещин, царапин и смятостей. Боковые поверхности шпоночных канавок должны быть параллельны, а поверхность основания – перпендикулярна им. Шпоночную канавку измеряют шаблоном или щупом с мерительной пластиной. Контроль вкладышей и подшипников. Внешним осмотром проверяют чистоту поверхностей трения, наличие на них задиров, вмятин, трещин и царапин. Зазоры в посадках контролируют щупами, овальность – индикаторным нутромером или штангенциркулем. Контроль зубьев цилиндрических шестерен. Внешним осмотром убеждаются, что нет выкрошенных зубьев, и зубья ничем не забиты. Зубья не должны иметь трещин, допускаются легкие царапины и выбоины, если их можно удалить при ремонте. Толщину зуба измеряют в двух местах на расстоянии 3...5 мм от вершины в зависимости от модуля. Контроль пружин. На пружинах не допускается наличие трещин. Неравномерность шага пружин может составлять 0,2...0,3 шага. Не допускается изгиб пружины, перегиб витков и непараллельность концевых витков в пружинах сжатия. При контроле измеряют диаметр проволоки, длину пружины, усадку под грузом. При общей разборке машины ее делят на элементы так, чтобы наибольшее число узлов можно было разобрать независимо друг от друга. 44 Последовательность разборки выполняют в виде схем с указанием наименования и номера деталей и сборочных единиц, последовательность их снятия с машины, их количество в машине. Элементы машины на схеме разборки обозначают прямоугольниками, разделенными на три части. В верхней указывают наименование детали или сборочной единицы, в скобках – число деталей, снимаемых с машины. В правой нижней части приводят обозначение детали (сборочной единицы) по каталогу изготовителя; в левой нижней части – номер ее позиции по спецификации рабочего чертежа или сборочной единицы. Сортировка деталей После того, как детали сняты с машины, очищены, промыты, обезжирены и высушены; проведены дефектация и контроль, проводят сортировку по их состоянию на три группы – годные, ограниченно годные и негодные. Группа 1 (годные детали) – сохранили свои конструктивные или ремонтные размеры, степень их износа не превышает допустимых пределов, не имеют трещин, ссадин и других дефектов, их внешний вид соответствует техническим условиям (помечают белой краской). Группа 2 (ограниченно годные) – утратили в результате эксплуатации первоначальные размеры, имеют трещины, ссадины и прогибы, но возможно и целесообразно их восстановление (помечают желтой или зеленой краской). Группа 3 (негодные) – сильно изношенные, поломанные, треснувшие или очень деформированные, восстановить которые трудно или экономически невыгодно (красная краска). Годные детали собирают в одном месте, ограниченно годные – отправляют в ЦРМ для ремонта, а негодные – на склад металлолома, где их сортируют по видам материала, вместо них ремонтники получают новые. Негодные детали передают на склад металлолома только тогда, когда ремонт завершен, так как может возникнуть необходимость выполнить чертеж или изготовить ее по образцу. Такая сортировка деталей дает возможность уточнить ведомость дефектов. Контролер, сортирующий детали, должен хорошо знать конструкции машин, уметь читать чертежи и следовать инструкциям для контроля деталей. 45 9. Принцип узловой сборки. Виды соединений деталей. Сборка резьбовых и прессовых соединений Сборка. Принцип узловой сборки Сборка – завершающий этап производства, от которого зависят качество изделия, его надежность и долговечность. При сборке проявляются особенности взаимодействия собираемых деталей. Сборка – трудоемкий процесс, составляет 3040% от общей трудоемкости восстановления или изготовления машины. Процесс мало механизирован и автоматизирован, по сравнению с заготовительными процессами получения заготовок и их механической обработкой. Каждая ремонтируемая машина состоит из деталей и узлов, представляющих собой сборочные единицы. Первичным элементом собираемой машины является деталь. Соединение нескольких деталей называется узлом, сборку любого узла возможно производить независимо от сборки других элементов машины. Процесс сборки состоит из двух этапов: - подготовка деталей к сборке: очистка, промывка, сушка, расконсервация, выполнение слесарно-пригоночных работ, смазывание сопрягаемых поверхностей при необходимости в соответствии с техническими условиями; - выполнение соединений сопрягаемых деталей с обеспечением требуемой точности их сопряжения и взаимного положения. Принцип узловой сборки. Сборку узла начинают с основной (базовой) детали. Далее детали образуют узел (подгруппу). Собранные узлы собирают в агрегаты, затем все агрегаты и узлы устанавливают на машину (рис. 13). Рис. 13. Схема сборки машины Сборку производят в специализированных мастерских, желательно – силами ремонтной бригады, где каждый ремонтник отвечает за определенные операции. Узловой и поточно-узловой ремонт машин базируется на сборке с полной или ограниченной взаимозаменяемостью деталей и узлов. Пригонку по месту установки детали или узла сводят до минимума. В зависимости от точности изготовления деталей и соответственного объема пригоночных работ при сборке применяют следующие ее методы: - с полной взаимозаменяемостью деталей и узлов; - с ограниченной взаимозаменяемостью деталей и узлов; - с индивидуальной пригонкой деталей и узлов по месту. 46 Важнейшим условием повышения эффективности сборочных и монтажных работ является применение комплексной механизации в сочетании с укрупненной сборкой оборудования. От того, как произведена сборка, регулировка и настройка, в большей степени зависит последующая работа машин и продолжительность работы узлов и механизмов. Собранные соединения, узлы и машина должны отвечать техническим требованиям, разработанным в соответствии с условиями эксплуатации машины и ее отдельных механизмов. Технические требования регламентируют величину зазоров в подвижных соединениях, допустимую величину радиального и осевого биения, допустимые отклонения от соосности, параллельности, перпендикулярности парных деталей и валов, легкость хода. Выполнение этих требований возможно при соответствующем качестве деталей, на изготовление которых также разрабатывают технические требования (условия). К таким условиям относят требования к точности изготовления (размерным параметрам) и к качеству материалов, механической и термической обработке, определяющим долговечность деталей. Чем точнее изготовлены детали, тем легче их сборка. Чем ниже точность изготовления, тем больше пригоночных работ требуется при сборке. Сборку производят в той же последовательности, что и разборку, но в обратном порядке. При сборке оборудования легкой промышленности соединяют неподвижные соединения, соединяют и регулируют подвижные сопряжения с соответствующими зазорами. Общие сведения о соединениях и их сборке Все применяемые в оборудовании соединения в зависимости от признаков и особенностей классифицируют: - по целостности соединений – на разъемные и неразъемные; к неразъемным относят соединения, сборка которых связана с нарушением сопрягаемых поверхностей; - по подвижности – на подвижные и неподвижные; - по форме поверхностей сопряжения – на плоские, цилиндрические, конические, сферические, винтовые, комбинированные; - по характеру площади контакта – на замкнутые и незамкнутые; - по методу образования соединений – на резьбовые, с зазором, прессовые (с натягом), клепаные, сварные, клеевые, и т. п. Соединения деталей в узлы и соединения узлов друг с другом подразделяют на подвижные и неподвижные. В неподвижных соединениях взаимное расположение сопрягаемых деталей и узлов остается неизменным. В подвижных соединениях взаимное расположение сопрягаемых деталей во время работы машины изменяется по заданному закону. Неподвижные соединения подразделяют на разъемные и неразъемные. Неразъемные соединения выполняют с помощью сварки, пайки , заклепок, с применением особопрочных клеев, установкой стяжек и колец в горячем состоянии. разборку неразъемных соединений производят разрушением его элементов (срубание шва, заклепок). К неподвижным относят соединения типа вал-отверстие, 47 выполняемые с посадкой и натягом, резьбовые соединения, шпоночные и шлицевые соединения. Разъемные неподвижные соединения – это болтовые, винтовые, штифтовые, шпоночные, клиновые и другие соединения. Их разборку производят без разрушения элементов соединения. К подвижным относятся различные соединения, производящие относительное движение, например, вал-подшипник, зацепление шестерен и др. Сборка резьбовых соединений При сборке резьбовых соединений винты, болты, гайки, шпильки и другие крепежные изделия не должны иметь смятых или выкрошенных витков, заусенцев, сорванных шлицев или смятых граней. Поверхности соединяемых деталей должны быть перпендикулярны оси резьбы. В зависимости от типа соединения отверстия под болты сверлят по разметке или совместно в сборке, тщательно развертывают и проверяют предельным калибром – пробкой. В практике ремонта применяют два способа сборки резьбовых соединений – ручным инструментом (плоскими и торцевыми ключами, отвертками; способ трудоемок, но прост и универсален) и с помощью механизированных инструментов (электрических и пневматических гайковертов и отверток с устройствами регулирования затяжки; метод применяют при наличии большого числа одинаковых крепежных деталей). Нормальную затяжку болта получают при длине рукоятки ключа менее 15 диаметров резьбы. В многоболтовых соединениях гайки затягивают постепенно: сначала их легко затягивают в соответствии с номером. При однолинейном, двухлинейном и трехлинейном размещении сначала затягивают постепенно крайние болты, затем – средние (рис. 14). При закреплении одиночных соединений производят сразу окончательную затяжку. Для предохранения от самосвинчивания крепежные детали стопорят с помощью контргаек, стопорных шайб, шплинтов. Рис. 14. Последовательность закрепления болтов при сборке: а – однолинейное, двухлинейное, трехлинейное расположение винтов; б – расположение винтов по окружности 48 Собранные резьбовые соединения не должны иметь следов деформации, зазоров, выступающие концы шпилек и болтов не должны превышать 2-3 шагов резьбы, наружные диаметры, головки и толщина шайб должны быть одинаковы по высоте. Сборка неподвижных соединений. Сборка прессовых соединений Их собирают с натягом, создающимся за счет того, что диаметр отверстия охватывающей детали меньше диаметра вала охватываемой детали (например, запрессовка втулки в ступицу колеса или шкива). Прессовые соединения получают приложением к одной из соединяемых деталей осевой нагрузки или нагреванием охватывающей и охлаждением охватываемой деталей. Соединения, собранные с натягом, должны быть прочными, т. е. при нагружении во время работы машины одна деталь сопряжения не должна сдвигаться относительно другой. При таком способе получения соединения следят за тем, чтобы поверхности соединяемых деталей были чистыми, без видимых следов механической обработки, ржавчины и окалины. Прочность соединения тем выше, чем больше натяг и чище обработаны сопрягаемые поверхности. Для соединения деталей малых размеров (втулок, пальцев, клиньев и направляющих стержней) используют винтовые или реечно-рычажные прессы, создающие давление до 20 кПа. Для запрессовки шпонок, втулок, пальцев, полумуфт, шкивов и т. п. используют свинцовые и медные молоты и кувалды с применением вспомогательных промежуточных медных шайб, колец и выколоток. При запрессовке втулки в корпус швейных машин втулку закрепляют в отверстии корпуса, предварительно закрепив на ней направляющее кольцо. Ударом молотка через резонатор (мягкий пластик) втулку забивают, следя за тем, чтобы совпали смазочные отверстия, и не было перекоса. В результате запрессовки внутренний диаметр втулок может уменьшаться, после проверки диаметр можно увеличить шабрением или развертыванием (рис. 15). Рис. 15. Схема запрессовки: 1- втулка; 2- корпус; 3 – вкладыш; 4 – смазочное отверстие; 5 – корпус машины 49 Если детали при работе испытывают значительные усилия или крутящие моменты (требуют значительной прочности), то соединение собирают с большим натягом. Такая затяжка возможна при применении комбинированной запрессовки: охватывающую деталь нагревают до температуры 𝑡 = 1350/𝑑 + 90℃ (нагрев электрическим током, в нагревательных печах, газовыми горелками) а охватываемую деталь охлаждают в установках в жидком азоте (жидком кислороде или твердой углекислоте(сухой лед)) от 7 до 15 минут, с условием разности температур сопрягаемых деталей в пределах190 − 210℃. Заклинивание деталей обеспечивается тем, что нагреваемая деталь расширяется, а охлаждаемая – сжимается. Соединение деталей происходит без приложения внешнего усилия. После того, как температура сопряжения станет нормальной, детали образуют единое целое. При сборке деталей с применением нагрева и охлаждения строго соблюдают правила техники безопасности, так как масляные загрязнения на деталях могут вызвать возгорание или взрыв. 50 10. Сборка ременных передач. Выверка шкивов Сборка ременных передач В легком машиностроении применяют плоскоременные, клиноременные и зубчатоременные передачи. В приводных устройствах машин применяют кожаные, прорезиненные и хлопчатобумажные ремни плоской, круглой или клиновидной формы. Концы приводных ремней соединяют склеиванием, сшиванием или металлическими скрепками (скобками). Размеры кожаных ремней стандартизированы: однорядные толщиной 3,5 – 6 мм, шириной 2-300 мм, длина ремней 8-25 м. Кожаные ремни необходимо предохранять от попадания на них минеральных масел, что приводит к разрушению ремней и вызывает проскальзывание. Порядок сборки ременных передач и уход за ними: 1. Шкив напрессовывают на вал с натягом. Передачу вращательного момента обеспечивает шпоночное или шлицевое соединение. Шкив на валу крепят установочными винтами, шайбами, гайками и т. п. (защищают от осевого смещения). 2. проверяют параллельность валов, совмещение середин шкивов (линейкой, прикладываемой к торцам шкивов), радиальное и торцовое биение ободьев шкивов. 3. На шкивы надевают ремень; создается начальное натяжение ремня, контролируемое специальным динамометром или стрелой прогиба ветви ремня при ее нагружении (масса груза 5 кг). 4. Касание ремнем корпуса машины и ограничительного кожуха недопустимо. 5. Значительная вытяжка нового ремня в первые 10...15 дней работы требует частого осмотра и регулировки его натяжения. 6. Ремни и шкивы необходимо содержать в чистоте. Грязь с ремней соскребают деревянным скребком, ремень промывают в мыльной воде и высушивают. Пятна минерального масла удаляют бензином. 7. для сохранения эластичности прорезиненных ремней нельзя применять канифоль, а кожаные ремни необходимо смазывать. Независимо от вида передачи, к ним предъявляют следующие требования: 1. Обеспечение передачи заданной мощности (это обеспечивается правильным натяжением ремня); 2. Соблюдение заданного соотношения угловых скоростей; 3. Наружная поверхность шкивов должна быть чисто обработана (на поверхности не должно быть трещин, раковин, выбоин и других дефектов); 4. Передача должна работать без толчков, заклиниваний (это обеспечивается качественным соединением концов ремня и балансировкой шкивов); 5. Не должно быть увеличенного торцового и радиального биения и перекоса шкивов (вызывается набеганием ремня на шкив, трением ремня о буртики шкивов, соскальзыванием ремня); 6. Обеспечение стабильности работы передачи. 51 Выполнение этих требований значительно зависит от качества сборки, установки и выверки шкивов, качества ремня и способа соединения его концов. Для предохранения ремня от проскальзывания иногда обод одного шкива делают выпуклым. При этом под действием центробежной силы ремень располагается посередине обода (на самой выступающей ее части). Посадку шкивов выполняют после установки вала в подшипниках, избегая ударов по торцу ступицы. Холостые шкивы в механизмах автоматического выключателя свободно вращаются в подшипниках качения. Шкивы устанавливают на параллельных валах так, чтобы центры их сечений находились на одной линии. При сборке шкивов необходимо обеспечить : центральное положение их на валах без торцевого биения; правильное расположение друг относительно друга попарно работающих шкивов и их балансировку. Шкивы в зависимости от назначения закрепляют на валах (рис. 16.) призматическими, сегментными и клиновыми шпонками затяжкой на конусе, разрезными коническими втулками или свободно насаживают на вал (холостые и направляющие шкивы). Рис. 16. Схема проверки установки шкивов на валы (а) линейкой; (б, в) шнуром Выверка шкивов Чтобы качество сборки, установки и выверки шкивов было высоким, необходимо соблюдать следующие условия: 1. у шкивов, поступающих на сборку, посадочные отверстия ступицы и обода колеса должны быть строго концентричны и чисто обработаны, а торцы – перпендикулярны оси шкива; 2. у шкивов клиноременной передачи форма канавки и сечение ремня должны соответствовать; 3. шпоночные канавки и посадочные поверхности вала и шкива должны соответствовать друг другу; 4. шкивы должны быть хорошо отбалансированы; 5. шпонки, конические затяжные втулки, резьбовые крепежные и другие детали, входящие в соединение, должны соответствовать требованиям чертежа. 52 Посаженный и закрепленный на валу шкив проверяют индикатором на радиальное и торцевое биение. Шкивы, установленные в машине выверяют на правильность взаимного расположения во избежание соскальзывания (рис. 4.15 а, б, Худых). При межосевом расстоянии до 1,5 м установку и выверку проводят по поверочным линейкам, при большем расстоянии применяют струну. Все шкивы машины должны быть сбалансированы на заводе-изготовителе. Допускаемое расстояние между осями шкивов зависит от их диаметров. Например, при диаметре большего шкива 200мм, а меньшего – 50 мм, наименьшее допускаемое расстояние между осями равно 0,5 м; при диаметрах шкивов 300 и 50 мм – 0,8 м. Для клиноременных передач необходимо располагать канавки на одной линии. При установке шкивов полуперекрестной передачи учитывают, что натяжение ремня распределяется по ширине неравномерно, поэтому при установке их смещают. Величину натяжения ремня устанавливают после нескольких пусков передачи. Сборка зубчато-ременной передачи Сборку начинают с установки главного вала в подшипниках качения. На главный вал надевают шкив и закрепляют стопорным винтом. Одновременно на барабан надевают армированный профилированный ремень. Другой шкив жестко крепят на правом конце распределительного (нижнего или челночного) вала, размещенного под платформой машины в двух подшипниках качения и двух подшипниках скольжения, упорными винтами. Шкивы иногда имеют предохранительный буртик, их соединяют замкнутым ремнем (чаще всего бесконечным). На внутренней стороне ремня имеются выступы, шаг которых равен шагу впадин на шкивах, это исключает проскальзывание ремня и сохраняется передаточное отношение 𝑖 = 1: 1. 53 11. Сборка зубчатых передач. Особенности сборки конических и червячных передач Сборка зубчатых передач Зубчатые передачи являются самыми распространенными и наиболее ответственными видами передач движения и мощности в машинах всех отраслей легкой промышленности. Правильно изготовленные и собранные различные зубчатые передачи компактны, имеют высокий КПД, плавны и бесшумны при работе, долговечны и надежны. Их эксплуатация не представляет значительной трудности. Для цилиндрических и конических передач во избежание заклинивания зубьев должен быть гарантирован боковой зазор в соответствии со степенью точности передачи (7, 8, 9 для легкой промышленности). Сборка зубчатых передач заключается в следующей последовательности действий: 1. насадка колес на валы; 2. установка (укладка) валов с шестернями в опорах; 3. выверка и регулировка зацепления шестерен. Этот вид сборки включает в себя: - проверку (а в случае необходимости – исправление взаимного положения осей передачи), установку элементов передачи в заданном положении относительно друг друга; - достижение необходимого взаимного положения элементов зацепления (бокового и радиального зазоров, рабочих поверхностей зубьев); - сборку всего узла передачи в машине; - проверку осей передачи относительно рабочего механизма и осей привода. Амплитуду радиального и торцевого биения проверяют после посадки зубчатых колес на вал при помощи рейсмусов или индикаторов непосредственно на машине. Цилиндрические прямозубые и косозубые открытые и закрытые, конические передачи широко используют в оборудовании отраслей легкой и текстильной промышленности. Сборка цилиндрических зубчатых передач Цилиндрическая передача должна отвечать следующим требованиям: 1. оси валов шестерен должны быть параллельны между собой; 2. межосевое расстояние должно быть в пределах заданного допуска; 3. должен соблюдаться боковой зазор; 4. зубья должны соприкасаться по определенной площади (пятну контакта). При сборке шестерни закрепляют на валу (шестерню закрепляют на ведущем валу), собранный узел перед установкой на машину проверяют индикатором на биение. 54 Перед установкой собранных и проверенных шестеренных узлов в машину проверяют перекос геометрических осей опор, параллельность осей валов межосевое расстояние по начальным окружностям зацепления зубьев. Параллельность и перекос проверяют контрольными скалками и угольником (скалки закрепляют вместо валов, затем на нижний вал устанавливают угольник). Межосевое расстояние проверяют контрольными валами. Собранные шестерни проверяют с помощью отвеса или струны (центры колес должны находиться на одной прямой). Проверку бокового зазора собранного зацепления проводят с помощью пятна контакта (рис.17). На зубья шестерни наносят тонкий слой краски, зацепление проворачивают и краска оставляет след на зубьях колеса. Если зацепление собрано правильно, краска располагается вдоль линии зацепления. Если след расположен ниже линии зацепления, то межосевое расстояние уменьшено, и передача будет заклиниваться. Если след расположен выше линии, то межосевое расстояние увеличено, и передача будет проскальзывать. В случае, если пятно расположено около торцевой поверхности, то передача смонтирована с перекосом. Рис. 17. Проверка сборки цилиндрических передач: а - бокового зазора; б – контакта зубьев Сборка зубчатых конических передач При сборке конических зубчатых передач имеются такие особенности, как: перпендикулярное расположение валов; переменная толщина зубьев. Правильность пересечения осей проверяют скалками или скалкой и шаблоном. После проверки расположения опор в них закрепляют валы с насаженными коническими шестернями и регулируют зацепление. Погрешности обработки деталей конической передачи приводят к осевому смещению вершин и перекосу осей конусов во всех трех плоскостях. В процессе сборки возможно регулирование только осевого смещения при помощи компенсатора размерной цепи. При сборке трудно определить углы между линиями (окружностями), поэтому в конических передачах боковой зазор регулируют в процессе сборки. Боковой зазор в собранной передаче контролируют щупом или по пятну контакта (рис. 18.). В правильно собранной передаче пятна краски на колесе, перенесенные с зубьев шестерни, располагаются вдоль образующей линии зацепления в виде правильного конуса. Если пятно расположено ближе к основанию зуба или ближе к его вершине – то валы передачи не перпендикулярны, то пятно расположено у основания. Если угол между осями валов уменьшен или 55 увеличен, то пятна располагаются ближе к основанию или ближе к боковой поверхности зуба. Качество зацепления проверяют при обкатке под нагрузкой. Отсутствие нагрева, стука, повышенного шума свидетельствует о качественной сборке передачи. Рис. 18. Проверка контакта зубьев конических передач Сборка червячных передач В механизмах швейного оборудования, гладильных прессов, редукторах транспортеров применяют червячные передачи. Их применяют при больших передаточных отношениях. Перед сборкой корпус машины очищают от пыли и грязи. Чтобы червячная передача работала плавно и надежно, обработка червяка и червячного колеса и их опор, их сборка должны выполняться с высокой точностью. Качество сборки червячной пары определяется точным соблюдением межосевого расстояния, угла скрещивания осей червяка и колеса, соблюдения средней плоскости шестерни с осью червяка, бокового зазора между витком червяка и профилем зуба шестерни. Особые условия предъявляют к соблюдению межосевого расстояния и углу скрещивания осей (рис.20.). Рис. 20. Контроль сборки червячной передачи Сборку червячных передач начинают с установки червяка в сборе с подшипниками в корпус. Затем устанавливают поперечный вал с червячным колесом в подшипниках скольжения и закрепляют упорными винтами. Червячное колесо закрепляют на валу шпилькой. При установке главного вала на него закрепляют червяк упорными винтами, ось червяка совмещают со средней плоскостью колеса. Витки червяка симметричны оси червячного колеса. Осевой люфт главного вала устраняют компенсатором или втулкой. Правильность сборки червячной передачи проверяют по перпендикулярности осей колеса и червяка. Радиальные зазоры проверяют щупами, свинцовой 56 пластинкой (ее прокладывают между зубьями, и проворачивают зацепление). Контакт элементов червячной передачи производят по пятну контакта (рис. 21.). Краску наносят на витки червяка, а проверяют по следу на зубьях колеса. Если пятно расположено вдоль линии зацепления, то передача смонтирована правильно. Если пятно расположено ближе к торцевой поверхности колеса, то оси передачи смещены друг относительно друга. Рис. 21. Проверка сборки червячных передач: а- определение углового смещения; б, в, г – проверка контакта по пятну касания Зубчатые и червячные передачи испытывают на холостом ходу в течение 2-3 часов после установки при максимальной частоте вращения. Образовавшиеся в результате испытаний заусенцы и следы от пятен контакта удаляют шабером. Нормально собранные передачи должны легко проворачиваться, иметь ровный жужжащий шум низкого тона. Обкатка и притирка зубчатых и червячных передач производится для повышения эксплуатационных свойств. Ей подвергают термически необработанные колеса, находящиеся в полном зацеплении с эталонным закаленным колесом. При обкатке передачу смазывают смесью машинного масла с керосином. Термически обработанные колеса шлифуют и притирают в паре (зацеплении). Притирочный материал – абразивный порошок или паста ГОИ, разведенная в смеси керосина с машинным маслом. 57 12. Статическая и динамическая балансировка вращающихся деталей и узлов Качество работы технологического оборудования отраслей легкой промышленности во многом зависит от частоты вибраций, возникающих в процессе его эксплуатации. Вибрации возникают из-за неуравновешенности быстро вращающихся деталей машин, и распространяется по всей машине, нарушая точность работы, создавая повышенные нагрузки на подшипники и вызывая усталостные разрушения материала деталей. Изменение массы деталей промышленного оборудования возникает в процессе его эксплуатации как следствие их неравномерного изнашивания и деформирования, приводящих к дополнительным нагрузкам и накоплению усталостных повреждений в местах контакта и снижающих срок эксплуатации оборудования. Одной из задач, решаемых в процессе ремонта оборудования и его последующей сборки, является восстановление массы изношенных деталей и уравновешенности их относительно оси вращения. Нормальная работа машин достигается при условии правильного размещения центра тяжести вращающихся деталей, который должен совпадать с осью вращения. Любое смещение центра тяжести неизбежно приводит к возникновению неуравновешенной центробежной силы, порождающей вибрацию. Неуравновешенная центробежная сила определяется по формуле: 𝐹 = 𝑚𝜔2 𝑟, где 𝑚 - неуравновешенная масса, кг; 𝜔 - угловая скорость вращения, рад/с; 𝑟 - расстояние от неуравновешенной массы до оси вращения. В большинстве случаев запасные детали, получаемые с завода-изготовителя, сбалансированы, поэтому балансируют вращающиеся детали и узлы, изготовленные в ремонтно-механическом цехе предприятия. При балансировке устанавливают места и величину дисбаланса. Неуравновешенность изготовленных или восстановленных деталей является следствием неоднородности металла, из которого изготовлена деталь, погрешностей механической обработки и результатом некачественной сборки узла. Балансируют детали методом удаления эквивалентного количества металла или установки корректирующих грузов методом напайки или наварки. Балансируют детали перед сборкой, а в мелкосерийном и индивидуальном производстве – после сборки (например, шкивы раскройных ленточных машин). Неуравновешенность деталей может иметь несколько видов, определяемых характером действия на них в процессе работы сил. Виды неуравновешенности деталей Статическая неуравновешенность характерна для деталей, имеющих форму диска, когда длина существенно меньше диаметра (маховики, шкивы). 58 Балансировка сводится к совмещению центра массы (центра тяжести) детали с осью ее вращения за счет удаления излишков материала или установки противовеса. При проведении статической балансировки определяют линию дисбаланса, которая проходит через ось вращения детали и ее центр массы, а затем удаляют часть материала из объема детали или устанавливают на ней дополнительную массу – противовес. Массу удаляют с той стороны от оси вращения детали, на которой находится центр массы, а противовес устанавливают с противоположной стороны. Динамическая неуравновешенность возникает тогда, когда центр массы детали совпадает с осью ее вращения, а в процессе движения возникает статический момент, вызываемый двумя равными по величине силами 𝐹, направленными в разные стороны и расположенными одна от другой на расстоянии 𝑙. Устранить такой дисбаланс можно, добавляя или удаляя равные по величине массы в плоскости действия момента сил, которые приведут к возникновению нового момента, уравновешивающего действующий. Смешанная неуравновешенность характерна для вращающихся деталей большой длины (ходовых и коленчатых валов). Она возникает в результате действия сил инерции от неуравновешенной массы (статическая неуравновешенность) и статического момента центробежных сил (динамическая неуравновешенность). Направление и величину совмещенного дисбаланса определяют на специальном оборудовании. Статическая и динамическая балансировка вращающихся деталей и узлов Различают балансировку статическую и динамическую. Детали и узлы жесткой конструкции с окружной скоростью менее 5-6 м/с подвергают только статической балансировке (уравновешиванию деталей в неподвижном состоянии). Детали, у которых длина в три раза больше диаметра и окружная скорость больше 3-6 м/с подвергают динамической балансировке. Статическая балансировка Производится на призмах и роликах или специальных весах (рис.21.а-в) Рис. 22. Статическая балансировка деталей: а, б – на призмах; в- на дисках При балансировке на призмах (параллелях) деталь устанавливают на оправке (валу), придают свободное вращение и дают возможность самостоятельно остановиться. Утяжеленная часть детали после остановки займет крайнее нижнее 59 положение. Балансируют деталь одним из двух способов: или облегчают ее тяжелую часть высверливанием или вырубанием из нее лишнего металла, либо утяжеляют диаметрально противоположную часть детали. При балансировке на роликах (дисках) деталь плотно насаживают на оправку и укладывают на диски, установленные на подшипниках качения. В случае неуравновешенности детали она поворачивается с дисками и неуравновешенная масса занимает нижнее положение. Балансировка на роликах более точна, чем на призмах, так как деталь вращается, а не перекатывается. Уравновешивание детали достигают закреплением груза на противоположной стороне детали или удалением части металла с утяжеленной стороны (высверливанием, спиливанием) аналогично балансировке на параллелях. Наибольшая точность достигается при балансировке на весах. На один конец закрепляют деталь, а на другой – разновесы. В случае разбалансировки деталь условно разбивают на секторы. В положениях I, III масса истинная; а в положениях II - искаженная наибольшая; IV – искаженная наименьшая. По разности масс деталей в указанных положениях выявляют место и величину неуравновешенности, затем – балансируют деталь. Динамическая балансировка Выполняется на специальных станках. Деталь устанавливают в упругие опоры и присоединяют к приводу. Частоту вращения детали доводят до такого значения, когда система начнет испытывать вибрации и заметить область колебаний. Для создания уравновешенной силы закрепляют на детали грузы, подбираемые так, чтобы образовался противоположно направленный момент, устраняющий вибрацию. Проводится при быстром вращении детали для предельного уменьшения вибраций. При динамической неуравновешенности детали центр тяжести может находиться далеко от ее середины. Тогда во время вращения с повышенной окружной скоростью неуравновешенная масса будет создавать момент, опрокидывающий деталь, вызывать вибрации и повышение нагрузки на подшипники. Для уравновешивания детали нужно установить добавочный груз или высверлить часть металла в противоположной части детали, это вызовет пару параллельных центробежных сил, создающих момент, противоположный уравновешиваемому, устраняя дисбаланс. Перед динамической балансировкой надо соблюдать осторожность при транспортировке, подъеме и установке детали; надежно затянуть резьбовые, клиновые и другие крепления. Необходимо очистить деталь от окалины, ржавчины, остатков формовочной смеси и других посторонних масс. 60 13. Виды сварки Сварка – процесс получения неразъемного соединения деталей за счет их местного нагрева и (или) совместного деформирования для достижения прочных связей в местах соединения деталей на молекулярном уровне. Наплавкой называют разновидность сварки при наращивании изношенных поверхностей твердыми сплавами с целью получения высокой твердости поверхностей и обеспечения повышенной износостойкости. Сваркой и наплавкой восстанавливают более 50 % изношенных или поломанных деталей основного и вспомогательного технологического оборудования. Большая часть сварочных и наплавочных работ в ремонтной практике основана на принципе плавления. Способность материалов деталей образовывать прочное соединение называют свариваемостью (характеристики свариваемости металлов приведены в таблице). Таблица 5. Свариваемость металлов Металл Низкоуглеродистые, легированные стали: 3, 10, 20, 25, 15НМ, 12Х18Н9Т Углеродистые стали с содержанием углерода менее 0,5 % и легированные стали 40, 45, 50, 30ХГСА, 5ХНМ Углеродистые и легированные стали с содержанием углерода более 0,3 %: 38Х2В8Ф, 50ХГА, У8А, У10А, 60Г Медь, медные сплавы: латунь, оловянные бронзы; алюминиевые сплавы: АМц и АМг АЛ9, АЛ16 Свариваемость Хорошая Особенности технологии сварки Традиционная технология Ограниченная Термическая обработка и подогрев перед сваркой, термическая обработка после сварки Плохая Хорошая Термическая обработка и подогрев перед сваркой (иногда во время сварки), термическая обработка после сварки Традиционная технология Плохая Специальная технология Конструкция и размеры сварных швов зависят от свариваемого материала, конструкции заготовки и метода сварки. Для снятия остаточных напряжений стальные сварные заготовки подвергают термической обработке – отжигу. Сварка. Применяется как для получения неразъемного соединения деталей, так и для восстановления изношенных деталей. Виды сварки разнообразны как по физическим процессам получения сварного шва, так и по источникам используемой энергии. В зависимости от физического процесса сваривания различают виды: - сварку плавлением – дуговая, газовая, плазменная, аргоновая, трением; - сварку давлением (пластическим деформированием) – холодная, газопрессовая, кузнечная (горновая), контактная (стыковая, точечная, шовная). В зависимости от используемого вида энергии сварка бывает: 61 - термическая – дуговая, электрошлаковая, газовая, индукционная, термитная, электронно-лучевая и плазменная; - механическая – трением или ультразвуковая; - термомеханическая – контактная, диффузионная, газопрессовая и взрывом. Из всего перечисленного многообразия видов сварки наибольшее применение для процесса восстановления деталей промышленного оборудования получили газовая и дуговая сварка, прогрессивные современные виды сварки (трением, контактно-стыковая, ультразвуковая, термитная, сварка в вакууме). В оборудовании легкой промышленности сваркой восстанавливают оборудование всех отраслей легкой промышленности. Основные виды сварочных работ выполняют силами РМЦ, редко – выполняют работы непосредственно в цехах. Подготовка восстанавливаемых деталей к свариванию Перед началом работ места под сварку и прилегающие к нему зоны очищают от масла и грязи. Замасленные детали вываривают в растворе каустической соды и промывают в теплой воде. Место под сварной шов зачищают стальной щеткой, напильником или абразивным кругом, пескоструйным аппаратом или промывают растворителем. Кромки в месте шва разделывают в зависимости от вида шва. Прогрессивные виды сварки Применяются для восстановления мелких или очень крупных деталей, когда затруднено использование газовой и дуговой сварки, и для восстановления деталей повышенной точности. Сварка трением – нагрев деталей происходит за счет их трения, а сварка происходит в процессе приложения давления к соединяемым поверхностям за счет возникающих металлических связей. Метод применяется при восстановлении валов и штоков. Контактно-стыковая сварка – происходит при нагреве соединяемых поверхностей (свариваемых заготовок рис. 4.8, стр. 67, Покровский) до пластичного состояния или оплавления при условии их плотного контакта за счет энергии, выделяемой при прохождении через них электрического тока. Такую сварку применяют при повышенных требованиях к сварному шву. Ультразвуковая сварка – применяется для соединения крупногабаритных деталей из цветных металлов и стали. Термитная сварка – проводится за счет использования теплоты химической энергии, выделяемой в процессе восстановления железа из его оксидов. Термитная сварка применяется для восстановления крупногабаритных деталей. Сварка в вакууме – используется для восстановления мелких ответственных деталей, когда требуется высокая точность восстановления. Особенности проведения сварочных работ в зависимости от материала деталей Особенности сварки деталей из различных материалов заключаются в выборе присадочного материала ил электрода, вида сварки и способа выполнения сварочных работ. 62 Углеродистые стали по свариваемости и особенностям процесса делят на четыре группы: Хорошо свариваемые низкоуглеродистые – стали марок Ст3, сталь 10 и 20; низколегированные стали марок 15Х, 15ХГ, 12ХН2 и др., твердость которых не превышает НВ 200 (соединение производят ручной дуговой сваркой с использованием тонко обмазанных электродов марки Э-42). Ограниченно свариваемые – стали марок сталь 45 и 50 (соединения производят ручной дуговой сваркой с использованием электродов типа Э-50А). Плохо свариваемые – стали, содержащие более 0,55% углерода, и низкоуглеродистые стали с цементированными поверхностями деталей (соединения выполняют полуавтоматической сваркой на полуавтоматах А-537; А-547Р; ПДПГ500, в качестве источника тока используют сварочные выпрямители); Тонколистовые стальные материалы – сварку ведут в среде углекислого газа(диоксида углерода) при обратной полярности тока марок Св-08ГСА и Св08Г2С. 63 14. Способы восстановления деталей механическими способами и пластическим деформированием Механические способы ремонта, их достоинства и недостатки Изношенные детали в зависимости от их конструкции восстанавливают механическими способами и пластическим деформированием. К механическим способам относят: - кольцевание изношенных, поломанных и треснувших деталей; - стягивание треснувших деталей при помощи анкеров (стяжек); - наставки (восстановление установкой дополнительных деталей); - перевод размеров изношенных деталей в ремонтные. Все эти способы применяют на предприятиях отраслей легкой промышленности в связи с тем, что они дешевы, не требуют специализированного оборудования и обеспечивают высокое качество ремонта. Их используют для восстановления изношенных отверстий, подшипниковых шеек, резьб и т. д. себестоимость таких работ ниже стоимости новых деталей, так как невелика трудоемкость, продолжительность ремонта и затраты на материалы. Первые из трех перечисленных способов позволяют полностью восстановить номинальные размеры деталей, посадку сопряжения; а переводом размеров в ремонтные восстанавливают только посадку сопряжения. Кольцевание Кольцевание заключается в том, что на изношенную поверхность насаживают кольцо (втулку), за счет толщины которого восстанавливают исходный размер. Кольцевание бывает наружным и внутренним (рис. 23.). Рис. 23. Ремонт изношенных деталей кольцеванием: а – наружное; б- внутреннее; в – комбинированное Кольцевание в ремонтной практике применяют в трех видах неисправностей: для наращивания изношенной поверхности; для образования узла целостности детали в месте поломки; для стягивания треснувшей детали. Наружное кольцевание (бандажирование) применяют при восстановлении изношенных цапф вала. Детали, восстановленные наружным кольцеванием имеют пониженную усталостную прочность. Для ее повышения поверхность, на которую насаживают кольцо, подвергают предварительной накатке стальным роликом (наклепыванию) или азотированию. Прочность посадки с натягом (наружное кольцевание) зависит от диаметра сопряжения, длины кольца, силы давления на поверхности и коэффициента трения материалов. Чем эти показатели выше – тем больше прочность посадки. Наружное кольцевание производят следующими способами: 1. прессованием; 2. с предварительным нагревом кольца; 3. с предварительным глубоким охлаждением детали; 64 4. комбинированием нагрева кольца и глубокого охлаждения вала. Внутренне кольцевание применяют при восстановлении изношенного отверстия в корпусе, раме, втулке и глухом подшипнике. Внутренне кольцевание производят следующими способами: 1. с предварительным нагревом восстанавливаемой детали; 2. с предварительным глубоким охлаждением кольца; 3. комбинированием нагрева детали и глубокого охлаждения кольца. Иногда кольцевание выполняют прикреплением полукольца (полувтулки) к изношенным наружной или внутренней поверхностям сваркой, с помощью резьбовых соединений. Для наружного способа применяют стальные кольца, для внутреннего – чугунные и бронзовые. Такой вид кольцевания применяют при ремонте шатунных шеек ступенчатых валов, разъемных подшипников скольжения. Перевод размеров деталей в ремонтные Размеры, которые детали имеют при изготовлении и установке в новую машину, называют нормальными; размеры, полученные путем увеличения или уменьшения при ремонте, называют ремонтными. Восстановление деталей заключается в том, что изношенные детали механически обрабатывают до получения ремонтных размеров. Если изношены обе детали сопряжения, то допускаемый между ними зазор может быть восстановлен механической обработкой одной детали до получения нового ремонтного размера и заменой или наращиванием другой детали до получения размера обработанной первой детали. Обычно восстанавливают дорогостоящую деталь, а дешевую – заменяют (рис. 24.). Рис. 24. Ремонтные размеры деталей Предельный ремонтный размер определяется предельно возможным минимальным диаметром подшипниковой шейки. Деталь может иметь несколько ремонтных размеров, в которые ее последовательно переводят. Разработав шкалу ремонтных размеров для более дорогостоящей детали (например, вала) можно создавать запас более дешевых сменяемых деталей, например подшипников. Этим устраняют подгонку деталей по месту, и ускоряют ремонт. Число ремонтных размеров не может быть более трех. Недостатком системы ремонтных размеров является невозможность предварительного изготовления запасных частей для снижения длительности ремонта. На каждом предприятии разрабатывают шкалу ремонтных размеров для каждой пары сопрягаемых деталей. Основными данными для расчета считают величину допустимого износа i за межремонтный период и 65 припуск на обработку. Конечный ремонтный размер устанавливают исходя из условий прочности, долговечности и конструктивных особенностей сопрягаемых деталей. Детали перетачивают или перешлифовывают до получения ближайшего ремонтного размера, затем подбирают или изготавливают втулки необходимого размера. Обработку детали под ремонтный размер производят в конце технологического процесса после слесарных и других операций. Это позволяет устранить небольшой прогиб или коробление, сохранить поверхности от повреждений. Чаще всего метод ремонтных размеров применяют для соединений валвтулка. В этом случае из двух сопрягаемых деталей ремонтируют одну дорогостоящую (или металлоемкую), а другую изготавливают заново. Установка стяжек (анкеров) Стяжки (анкеры) применяют для стягивания треснувших корпусных деталей и элементов останова машин (рам, стоек, станин) в аварийных случаях. Стяжки могут быть выполнены в виде различных колец или планок (рис. 25.). По обе стороны трещины Т (рис. а) восстанавливаемой детали просверливают отверстия, в которые укрепляют штыри 1 нагретой планки – анкера 2. После остывания планка стягивает трещину. Вдоль трещины устанавливают одну или несколько стяжек. Расстояние между отверстиями в холодной детали больше, чем между штырями в анкере на величину натяга. Рис. 25. Восстановление деталей при помощи анкеров (стяжек) 66 Если анкер выполнен в виде Н-образной планки (рис. б, в) в восстанавливаемую деталь ввинчивают шпильки 1 (б) или делают уступы 1 (в). Стяжки в этих случаях устанавливают в горячем состоянии. если деталь работает с вибрацией, то стяжную планку дополнительно укрепляют болтами. Стяжные кольца круглой или овальной формы (г, д) применяют для деталей вращения или криволинейных деталей. Крепление производится за счет уступов ремонтируемой детали, стяжку устанавливают в горячем состоянии, после остывания она крепко стягивает трещину. Восстановление деталей наставками Наставки применяют аварийном ремонте таких деталей, как валы (наставка цапф и шеек), шестерни (наставка зубьев), эксцентрики (наставка изношенных пазов). Суть метода – на место поломанной или изношенной части детали наставляют новую часть (наставку), которую прикрепляют к детали на резьбах, конусах, «ласточкиных хвостах» в комбинации со сваркой. Восстановление деталей пластическим деформированием Пластическим деформированием (восстановлением деталей давлением) называют пластическое перераспределение металла. Сущность метода состоит в том, что перемещение металла производится пластическим течением с нерабочих участков к изношенным. Это позволяет восполнить недостаток металла, вызванный износом, снижает затраты труда. Под пластичностью металлов понимают их способность при определенных условиях под действием нагрузки принимать остаточные (пластические) деформации без нарушения целостности. Пластическое деформирование применяют для деталей простой конфигурации из пластичных материалов (сталь, латунь, бронза, алюминий и его сплавы), крайне редко способ используют для ремонта деталей из малопластичных материалов (например, чугуна). Детали восстанавливают давлением, как в холодном, так и в горячем состоянии. Низкоуглеродистые стали (до 0,25% углерода), медь, латунь, алюминий, бронзы некоторых марок можно обрабатывать в холодном состоянии, так как они имеют высокую пластичность. Стали с содержанием углерода более 0,25% предварительно нагревают для увеличения пластичности. Нагрев деталей изменяет структуру и механические свойства металла, детали, восстанавливаемые пластическим деформированием, подвергают дополнительной термической обработке. Основными видами обработки пластическим деформированием являются: правка, осадка, раздача, обжатие, вдавливание, накатка, вытяжка, гибка (рис. 26.). Способы отличаются направлением действующих сил и деформациями относительно оси восстанавливаемой детали. 67 Рис. 26. Основные виды ремонта пластической деформацией Правка. В машинах текстильной и легкой промышленности имеется много деталей с малой жесткостью. К ним относят валы и оси с большим отношением длины к диаметру, детали из листовой стали, имеющие большую площадь при малой толщине. Правка (рис. ж, з) применяется при искажении формы деталей, например при изгибе или скручивании валов, осей и шатунов; при вмятинах и перекосах тонкостенных деталей. В зависимости от степени деформации и размеров детали правку производят холодным или горячим методом. Процесс правки широко применяется благодаря высокой производительности и экономичности. Для восстановления на такую деталь воздействуют внешними силами, вызываю в ней остаточные деформации, обратные по направлению, вызвавшим скручивание или остаточный прогиб. Правку производят с помощью прессов, мягких молотков, правильных приспособлений. Иногда правку производят поверхностным наклепыванием (легкими ударами исправляют вогнутую сторону детали). Метод применяют при незначительных прогибах погнутых и скрученных валов, осей, направляющих, барабанов. Горячую правку применяют редко, при сильном прогибе. Она не обеспечивает точности обработки. Холодную правку применяют при малом остаточном прогибе, так как ее точность высока. Недостаток – нестабильные форма и размеры деталей из-за повторного коробления. Стабилизацию достигают нагревом деталей после правки до 400-450ºС, это снимает остаточные напряжения. Осадка. Применяется для увеличения наружного диаметра сплошных цилиндрических деталей и уменьшения внутреннего диаметра полой детали (рис. а). При осадке направление деформации п6ерпендикулярно направлению внешнего усилия Р. При осадке диаметр детали увеличивается за счет уменьшения ее длины. Таким способом ремонтируют сферические пальцы, вилки, полуоси при износе посадочных мест. При восстановлении осадкой цилиндрических деталей искажается наружный контур (возникает бочкообразность) из-за неравномерности деталей, иногда могут возникнуть продольные трещины на поверхности. Раздача. Применяется при восстановлении полых цилиндрических деталей (рис. б), изношенных по наружному диаметру, пальцев кулисных механизмов, роликов. Способ раздачи используется для увеличения внутреннего диаметра полой детали путем ее распирания с внутренней стороны. Здесь направление деформации совпадает с направлением внешнего усилия. 68 Обжатие. Применяют для уменьшения внутренних размеров полых цилиндрических деталей с помощью давления к внешней поверхности (рис. в). направление деформации и действующего усилия совпадают. Обжатием восстанавливают втулки с внутренней поверхностью трения. Вдавливание. Им совмещают осадку и раздачу деталей (рис. г) и используют для увеличения наружного диаметра сплошных плоских деталей. При вдавливании прикладывают концентрированные усилия с помощью пуансона, форма которого зависит от формы восстанавливаемой детали. Накатка. Способ применяют для восстановления изношенных валов или рифленых поверхностей. Этот вид пластической обработки, обеспечивающей уменьшение шероховатости и изменение физико-механических свойств только поверхностного слоя детали. Основным видом такой обработки является пластическое перемещение металла вдавливанием стального ролика (рис. д), обработку производят стандартными роликами и шариками, применяемыми в подшипниках. Под их давлением поверхности сминаются и заполняют впадины профиля обрабатываемой поверхности. Деталь приводят во вращение, смазывают поверхность маслом и прижимают несколько радиально расположенных легковращающихся гладких роликов из закаленной стали. Ролики имеют вращательное и продольное перемещения. Накатка перераспределяет материал и обеспечивает наклеп поверхностного слоя. При накатке рифлеными роликами (рис. е) происходит перераспределение металла между выступами и впадинами двух деталей (например, накатка зубьев восстанавливаемого колеса эталонным колесом). Для улучшения условий пластической деформации при обкатывании деталей в последнее время применяют электроподогрев деформируемых участков (электромеханический метод). 69 15. Восстановление деталей металлизацией, гальваническим наращиванием (хромирование, осталивание и др.), применяемое оборудование, достоинства и недостатки Металлизацией называют процесс нанесения расплавленного металла на поверхность детали путем напыления. Металлизация широко применяется в ремонтной практике, так как позволяет получить покрытие толщиной до 8 мм. Прочность сцепления наплавленного металла с основной деталью в значительной степени зависит от подготовительных операций. При напылении покрытия не происходит расплавления материала восстанавливаемой поверхности, это значительно снижает деформацию детали в процессе нанесения покрытия. Сущность процесса состоит в том, что расплавленный в специальном приборе (металлизаторе) металл подхватывается струей воздуха или инертного газа, распыляется и мельчайшими частицами переносится на предварительно подготовленную поверхность детали. Давление струи воздуха составляет 0,6 МН/м2; скорость переноса частиц – 100...250 м/с; размеры частиц – 10...20 мкм. Толщина покрытия в зависимости от его назначения может быть от 0,03 до 10 мм и более. Распыленные частицы металла, пролетая расстояние от зоны плавления до поверхности детали, несколько остывают и из жидкого состояния переходят в твердое. При ударе о поверхность детали эти частицы, обладая достаточно большой кинетической энергией, контактируют с поверхностью детали и между собой, образуя покрытие. Для обеспечения формирования качественного покрытия при нанесении металлического слоя необходимо выполнять следующие требования: - термическое воздействие на материал детали, оно не должно вызывать фазовых или структурных превращений; - материалы покрытия и основы не должны перемешиваться в процессе напыления; - при нанесении покрытия не должно происходить реакций, способных изменить химический состав наносимого покрытия по сравнению с исходным. Недостатки металлизации. Слой, напыленный металлизатором, малопластичен, обладает повышенной твердостью и хрупкостью, плохо воспринимает динамические нагрузки. При статической нагрузке он разрушается или отслаивается только после того, как в основном металле детали превышен предел упругости. Слой покрытия лучше всего сопротивляется сжатию. Различают несколько видов металлизации в зависимости от источников расплавленного металла: дуговую, газопламенную, высокочастотную и плазменную. Подготовка деталей к металлизации. Для шероховатости поверхности восстанавливаемой детали применяют нарезку «рваной резьбы» (для тел вращения), насечка зубилом (цилиндрические и плоские детали), пескоструйная обработка (детали с диаметром или толщиной до 15 мм) и анодно-механическая обработка (для стальных закаленных и цементированных поверхностей). Поверхность детали очищают от масла и грязи; пескоструйными аппаратами с кварцевым песком 70 (размеры частиц 1...2 мм) удаляют окисную пленку. Для придания детали правильной геометрической формы ее обрабатывают на металлорежущем оборудовании. Поверхность детали должна быть шероховатой для лучшего сцепления частиц напыленного металла с основным. На деталях цилиндрической формы нарезают «рваную резьбу» глубиной 0,5...0,75 мм, с шагом 0,75...1, 25 мм. Схема работы металлизатора (рис.27). С барабана проволока-электрод подается тяговыми роликами через направляющие трубки в приемные трубки, к которым поступает электрический ток. От компрессора через сопло подается сжатый воздух под давлением 0,5...0,6 МН/м2. Расплавленный электродугой металл электрода подается на поверхность ремонтируемой детали. Рис. 27. Схема металлизатора Режим работы аппарата: напряжение 25...35 В, расстояние от сопла до напыляемой поверхности 75...100 мм, диаметр проволоки – электрода 1...2 мм, подача до 10 мм/об. Дуговая металлизация. Она проводится в три этапа: 1) подготовка поверхности детали к металлизации; 2) нанесение слоя металла (металлизация); 3) механическая обработка нанесенного слоя металла. К достоинствам дуговой металлизации относят высокую производительность процесса (от 3 до 14 кг напыляемого металла в час) и простоту оборудования. Восстановление деталей гальваническим наращиванием При ремонте оборудования отраслей легкой промышленности для восстановления деталей, имеющих сравнительно малый износ, применяют процесс электролитического осаждения металлического слоя. Гальванические покрытия широко используют для защиты деталей от коррозии и с декоративной целью. Гальваническое наращивание деталей используется для восстановления их геометрических размеров, повышения твердости и сопротивления механическому износу поверхностей трения, защиты металла от коррозии. Сущность гальванических процессов заключается в том, что нанесение металла на поверхность детали происходит путем кристаллизации его из 71 раствора соответствующей соли (электролита) в результате прохождения через соль электрического тока. При восстановлении деталей наибольшее распространение получило хромирование и осталивание, в меньшей степени - никелирование, меднение, оксидирование (воронение), кадмирование, цинкование и др. Такие покрытия прочно соединены с основным металлом и имеют как износостойкие, так и защитные свойства. Принцип гальванического наращивания состоит в том, что если через электролит, в который погружены электроды, пропустить электрический ток, то ионы электролита будут двигаться по разному: катионы – к катоду (-), анионы – к аноду (+). Если катодом служит восстанавливаемая деталь, то при определенных условиях на ее поверхности можно осадить слой того или иного металла требуемой толщины. Особенностью гальванических покрытий является то, что этот способ не изменяет структуру и свойства основного материала, так как детали нагреваются не более чем до температуры 70 90С . Простейшая схема электролитического осаждения металла (рис. 28.). Гальваническое покрытие – это нанесение металла на поверхность детали электролитическим способом. В электролитическую ванну вводят два электрода, деталь, закрепленная на подвесках, обычно является отрицательным электродом (катодом), а положительным электродом (анодом) – является пластинка того металла, который наносится на деталь. при пропускании постоянного тока через электролит на поверхности детали осаждается необходимый металл. Часто катодом служит деталь, а анодом – или металл, соль которого находится в растворе, либо металл, нерастворимый в электролите. Качество покрытий зависит от рассеивающей способности электролита. Для получения равномерного покрытия применяют аноды, форма которых приблизительно соответствует форме восстанавливаемой детали, так как это позволяет выровнять поток силовых линий между анодом и катодом. Рис. 28. Схема электролитического восстановления детали: 1 – деталь; 2 – облицовка; 3 – электролит; 4 – анодная пластина Ванну заполняют раствором электролита, при пропускании через него постоянного тока молекулы раствора расщепляются на положительно заряженные частицы (катионы «+»), которые перемещаются к отрицательному электроду (катоду «-»), где осаждаются, превращаясь в нейтральные атомы, и отрицательно заряженные частицы (анионы «-»), перемещающиеся к положительному электроду 72 (аноду «+»), где они также теряют свой заряд и превращаются в нейтральные атомы. Типовой технологический процесс нанесения гальванических покрытий при восстановлении состоит из трех операций – подготовительной, осаждения металла (нанесения покрытия) и обработки ремонтной заготовки после нанесения покрытия (зарисовать блок-схему процесса (рис. 29.). Рис. 29. Последовательность операций при гальванических покрытиях Подготовительная операция включает в себя механическую и электрохимическую обработку восстанавливаемых деталей. Механическая обработка – очистка деталей, удаление при необходимости изношенного слоя с восстанавливаемых поверхностей, установка деталей на подвесках и изоляция поверхностей, на которые покрытия наноситься не будут целлулоидом или силиконом. Электрохимическая обработка сводится к обезжириванию и травлению восстанавливаемых поверхностей деталей. Осаждение металла – основная операция технологического процесса нанесения покрытия на восстанавливаемые поверхности. Она производится в гальванической ванне. Восстанавливаемые детали, закрепленные на подвесах, погружают в ванну с раствором электролита и пропускают через ванну электрический ток. Обработка заготовок после нанесения покрытия сводится к промывке восстановленных деталей после извлечения из ванны, снятию их с подвесов, удалению изолирующего состава с необрабатываемых поверхностей (с поверхностей, на которые покрытие не наносилось), сушке и термической обработке (при необходимости по условиям эксплуатации восстанавливаемой детали). 73 Оборудование для нанесения гальванических покрытий может быть как стационарного, так и переносного типа. Стационарное оборудование (ванны) размещают на специализированных ремонтных участках гальваники с вытяжной вентиляцией. При восстановлении деталей оборудования на малых предприятиях применяют мобильные (переносные) ванны. Все переносные ванны получают питание постоянным током от переносного низковольтного генератора или от выпрямителя с трансформатором, подключаемых к сети переменного тока. Мобильное оборудование применяют для восстановления посадочных поверхностей валов и профильных поверхностей червяков (переносная установка для струйного хромирования). При восстановлении внутренних поверхностей роль ванны может играть внутренняя полость детали (катода) (при условии дополнительной герметизации установки). В ванну помещают анод (0,5-0,7 от диаметра), и вместе с деталью подключают к цепи постоянного тока. Хромирование применяют для восстановления деталей, износ которых не превышает 0,1...0,2 мм на одну сторону (чем толще слой хрома, тем он менее прочен), работающих со смазкой в условиях спокойных нагрузок при удельном давлении до 3 МПа, и для защиты деталей от коррозии. Детали, покрытые хромом, отличаются высокой твердостью, повышенной износостойкостью, хорошей сцепляемостью практически со всеми металлами, высокими кислотостойкостью и теплостойкостью. В легкой промышленности хромирование применяют при восстановлении шпуледержателей, установочных пальцев, челночных, вертикальных и главных валов швейных машин, валиков прядильных и ткацких машин, и других деталей технологического оборудования. Хромирование не применяют для деталей, работающих при ударных нагрузках. Хромовое покрытие обладает высокой твердостью (800-1000 НВ), малым коэффициентом граничного трения при работе в паре с чугуном, бронзой и баббитом, большой сопротивляемостью износу и коррозии. Детали, работающие в паре с хромированными, изнашиваются меньше, чем при работе с нехромированными деталями. К недостаткам хромирования относятся: 1.ограниченная толщина покрытия (до 0,3 мм); 2. относительно низкая производительность процесса (до 0,03 мм/ч; длительность процесса от 5 до 15 часов в зависимости от плотности тока и состава электролита); 3. трудоемкость подготовки деталей (наращиваемую поверхность обрабатывают до правильной геометрической формы (8-9 класс чистоты), очищают от загрязнений и задиров, места, не подлежащие хромированию, изолируют. 4. значительная себестоимость обработки. Технологический процесс хромирования состоит из подготовки детали к хромированию, собственно хромирования и при необходимости – механической обработки хромированной поверхности. Порядок выполнения восстановления деталей хромированием: 74 1) Шлифование кругом и полирование полотном хромируемой поверхности до требуемой чистоты. 2) Изоляция цапонлаком (целлулоидом, растворенным в ацетоне), целлулоидной лентой или винипластом мест, не подлежащих хромированию. Нехромируемые отверстия закрывают свинцовыми пробками. 3) Легкая зачистка хромируемых поверхностей мелкозернистым наждачным полотном или полировальной пастой ГОИ. Производится монтаж деталей на подвески. 4) Электролитическое обезжиривание в ванне, состоящей из едкого натра, растворенного в воде (30...50 г/л), углекислотой; или кальцинированной соды (50...75 г/л) и жидкого стекла (2,5 г/л). Плотность тока 3...10 А/дм2, температура 70...75ºС, продолжительность 5...8 мин. Качество обезжиривания проверяют по смачиваемости поверхности детали водой. При высококачественном выполнении обезжиривания вода покрывает поверхность детали полностью. Промывают сначала в горячей, а затем в холодной проточной воде. 5) Декапирование – травление поверхности для удаления тончайших оксидных пленок и выявления структуры металла. Обработка производится в 5% растворе H 2 SO4 или в ванне, содержащей хромовый ангидрит (100 г/л), серную кислоту (2...3 г/л) и воду (1 л). Анодная плотность тока 5 А/дм2, напряжение 4...5 В при комнатной температуре (продолжительность обработки до 1 минуты). При декапировании деталь является анодом. После обработки деталь промывают в холодной воде. Часто декапирование производят в хромовой ванне путем переключения полюсов тока. 6) Протирание кашицей из венской извести (смеси оксида кальция и оксида магния), промывание в холодной проточной воде. Хромирование производится в ванне с электролитом, состоящим из хромового ангидрида CrO2 , химически чистой серной кислоты H 2 SO4 и дистиллированной воды. Серная кислота в электролите играет роль катализатора, способствует осаждению хрома. В зависимости от назначения покрытия применяют электролиты различных составов (№№ 1,2,3), отличающиеся содержанием количества хромового ангидрида и серной кислоты на 1 литр. В зависимости от номера электролита изменяют плотность протекающего тока и температуру раствора. Применяемое оборудование Хромирование производится в ванне 5, заполненной горячей водой. В ванну устанавливают емкости 4 из винипласта с электролитом 2, деталь 3 служит катодом. Ее подвешивают на крючках к катодной шине 6. Анодом служат свинцовые шины 7 или шины из сплава марганца с сурьмой (шины – пластины из металла). при прохождении постоянного электрического тока происходит осаждение хрома на катоде. При восстановлении размеров изношенных деталей средняя толщина покрытия не должна превышать 0,25 мм. Ванну выполняют из листовой стали, изнутри ее обкладывают рольным свинцом или винипластом. Ванну заполняют электролитом, который подогревают горячей водой, циркулирующей между двойными стенками ванны. Источником 75 постоянного тока служат генераторы низкого напряжения - 6/12 В (ток 1000/500 и 1500/750 А) или выпрямитель. Режимы хромирования Выбор режима хромирования, т. е. плотности тока и температуры электролита зависит от того, какого вида хромовое покрытие хотят получить на детали. Различают молочное, блестящее и матовое хромовые покрытия, имеющие разные свойства (рис. 30.). Рис. 30. Влияние температуры и плотности тока на вид хромового покрытия Молочный осадок является наиболее мягким (твердость по Виккерсу 500...600), пластичным и обладает удовлетворительной смачиваемостью маслами, поэтому оно хорошо сопротивляется изнашиванию. Блестящий осадок характеризуется более высокой твердостью (по Виккерсу до 900), хрупкостью и более высокую пористость, чем молочное. Матовый осадок является самым твердым (по Виккерсу 1200 ед.), хрупким и пористым из всех покрытий. Существенным недостатком гладкого хромового покрытия является его плохая смачиваемость маслами. Для повышения смачиваемости применяют пористое хромирование (в порах создаются масляные ванночки, удерживающие масло). Пористость хромового слоя можно получить механическим, химическим и электрохимическим способами в той же хромовой ванне, но с обратной полярностью тока деталь становится анодом в течение 5-10 мин). Механический способ. На поверхности детали перед хромированием делают углубления в виде пор или каналов путем накатки рифлеными роликами (на стальных деталях) или пескоструйной обработкой (чугунные детали). Так как хром осаждается по рельефу, то покрытие также будет иметь поры или каналы. Химический способ. Заключается в кратковременном травлении хромового покрытия, разбавленной (1:!) соляной кислотой, в результате чего микротрещины в хромовом покрытии расширяются и углубляются. Электрохимический способ. Заключается в анодном травлении хромового покрытия, этого достигают переключением полюсов (хромированная деталь становится анодом). При анодном травлении растворение хрома происходит по трещинам в покрытии, в результате поверхность хромового покрытия оказывается покрытой сеткой каналов, ограничивающих участки гладкого хрома. 76 После хромирования деталь на подвесе промывают в дистиллированной холодной, а затем горячей воде и сушат в шкафу при температуре 150...200ºС в течение 1,5...2 часов. После хромирования детали шлифуют, хонингуют, полируют и т. п. Нанесение покрытий химическим способом Химическими способами на изношенные поверхности деталей промышленного оборудования могут быть нанесены как металлические, так и неме6таллические покрытия. Их наносят с целью получения ремонтных заготовок, получения антикоррозионной защиты деталей и придания им диэлектрических свойств и декоративного внешнего вида. Нанесение металлических покрытий из меди, кадмия, никеля, свинца и других металлов на восстанавливаемые поверхности деталей машин из водных растворов их хлоридов. Никелирование При восстановлении деталей никелевые покрытия играют роль защитнодекоративных. Они повышают износостойкость деталей. Никелирование восстанавливаемых поверхностей происходит за счет восстановления никеля из водного раствора его солей с применением гипофосфита натрия. Твердые износостойкие никелевые покрытия получают гальваническим и химическим способами. Подготовка деталей к никелированию производится так же, как и к хромированию. Гальваническое никелирование (используют электролиты двух составов): 1) Осаждение никеля с низким содержанием фосфора (2...3%), г/л: сернокислый никель – 175, хлористый никель – 50, 100%-ная ортофосфорная кислота – 50 и 100%-ная борная кислота – 1,3. 2) Осаждение никеля с содержанием фосфора 12...15%, г/л: сернокислый никель – 150, хлористый никель – 215, 100%-ная ортофосфорная кислота – 50, 100%-ная борная кислота – 20. Режим электролиза: температура электролита 75...95ºС, плотность тока 40 2 А/дм . Расход электроэнергии при никелировании в 20...30 раз меньше, чем при хромировании, так как скорость осаждения никелефосфорных сплавов в 25 раз превышает скорость осаждения хрома. Химическое никелирование. Детали погружают в нагретый до температуры 85...90ºС раствор и выдерживают их в нем в течение заданного времени. Металл осаждается без применения электроэнергии. Химическое никелирование основано на способности гипофосфита натрия восстанавливать никель из его солей. В состав раствора входят соли никеля, гипофосфит натрия и органические соединения, регулирующие уровень концентрации водородных ионов, образующихся в ходе реакции и оказывающих влияние на скорость протекания реакции. Для процесса применяются стеклянная, фарфоровая и эмалированная емкости. Химическое никелирование предпочтительнее гальванического, так как процесс протекает без протекания электрического тока, покрытие получается равномерным по толщине и возможно восстановление деталей сложной формы. При химическом способе возможна высокая плотность загрузки (1...2 дм 2 на 1 литр раствора). Полученное покрытие имеет высокие твердость, износо- и 77 антикоррозионную стойкость. Химическое никелирование широко применяют при восстановлении деталей челночного комплекта, шатунов и игловодителей, соединительных звеньев, шпилек и других деталей. Недостаток химического никелирования – низкая производительность (15...20 мк/ч) и дорогостоящие реактивы. После нанесения никелевого покрытия детали нагревают до температуры 350...380ºС и выдерживают в течение 0,5...1 ч. Покрытие при этом приобретает твердость, близкую к твердости хромового покрытия. Меднение Применяется для получения многослойных защитно-декоративных покрытий типа медь-никель-хром, это позволяет снизить расход никеля. При ремонте деталей машин меднение применяют для восстановления наружной поверхности колец подшипников качения, вкладышей и втулок, посадочных мест валов и других деталей для восстановления первоначального натяга и изношенной винтовой поверхности червячной передачи для получения первоначальной плавности зацепления. Меднение также применяют и для образования подслоя под хромовый, никелевый и другие антикоррозионные покрытия и защиты отдельных мест детали от насыщения углеродом при цементации. Для меднения применяют цианистые, кислые, щавелевокислые, аммиачные, роданистые и другие электролиты. Подготовка детали к меднению аналогична подготовке к хромированию. Меднение проводится в кислых ваннах (г/л): медный купорос – 200, серная кислота – 50 (температура 20 ºС) или медный купорос – 250...350, серная кислота 60...75 (температура ванны 40...60 ºС), анодная плотность тока 10 А/дм 2. При меднении анодом служит чистая электролитическая медь М-1 (растворимый анод), почти свободная от мышьяка, сурьмы (их присутствие в ванне вызывает образование ломких покрытий. Площадь анодов должна быть в 2-3 раза больше площади покрываемых деталей. Катодом служит ремонтируемая деталь. При меднении стальных деталей в кислых ваннах можно получить покрытия толщиной не более 0, 005 мм, плотные, мелкокристаллические, хорошо сцепляющиеся с основным металлом. Для предупреждения отслоения покрытия, меднение выполняют по никелевому подслою. Осталивание (железнение) Осталивание применяют для наращивания поверхностей деталей под неподвижные посадки, для восстановления деталей, имеющих износ до 2-3 мм, и для получения слоя толщиной 1-3 мм под тонкое (0,02-0,03 мм) хромовое покрытие. Осталивание значительно производительнее и экономичнее хромирования, т. к. скорость осаждения составляет 0,3-0,5 мм/ч, при меньших затратах электроэнергии в 5-6 раз. Технология осталивания аналогична процессу хромирования. Твердость, износостойкость и вязкость покрытия зависят от состава и температуры электролита, плотности тока. При малой плотности тока и высокой температуре получают мелкозернистое и вязкое покрытие, а при низкой 78 температуре и большой плотности тока с пониженной концентрацией хлористого железа твердость увеличивается. Процесс осаждения электролитического железа происходит в хлористых электролитах, основным компонентом которых является хлористое железо FeCL2 4H 2O , концентрацией 200-700г/л. Наличие в составе электролита соляной кислоты обеспечивает устойчивую работу ванны, хлористый марганец увеличивает сцепляемостью наращиваемого железа с металлом детали. При наращивании деталь является катодом, в качестве анода применяют низкоуглеродистую сталь Ст.8 или Ст.10, постепенно растворяющуюся в процессе электролиза, при этом необходимо постоянно контролировать и пополнять концентрацию соляной кислоты. При ремонте деталей машин рекомендуют состав электролита (г/л): хлористое железо – 500, поваренная соль – 150...200, соляная кислота – 3...3,5. в качестве анода применяют листовое железо. Соотношение площадей анода и катода 2:1. Осталивание производят в холодных и горячих ваннах. В холодных ваннах (температура до 40 ºС) процесс проходит при малой плотности тока и незначительной скорости осаждения, их применяют крайне редко. В горячих ваннах (температура 95...110 ºС) для осталивания применяют высокую анодную плотность тока, это увеличивает скорость осаждения железа. Восстановление осталиванием крупногабаритных деталей (цилиндров прессов, корпусов и др.), деталей сложной геометрической формы (коленчатые валы, фигурные рамки, вилки-кулисы и др.) производят вневанными способами: струйным, проточным и натиранием. 79 16. Восстановление деталей полимерными материалами, паянием и склеиванием Восстановление деталей полимерными материалами Достоинствами полимерных материалов являются высокая прочность, химическая стойкость и хорошие антифрикционные свойства и прирабатываемость, высокая износостойкость. Восстановление полимерами не требует сложного оборудования, незначительных материальных затрат. Недостатками полимерных материалов являются низкая тепловая стойкость и недостаточная усталостная прочность. При восстановлении деталей полимерные материалы используют для заделки трещин, вмятин, пробоин, раковин и сколов, для наращивания изношенных поверхностей, изготовления быстроизнашиваемых деталей или отдельных их частей. При ремонте используют термореактивные (эпоксидные смолы с наполнителями и отвердителями) и термопластичные материалы (на основе капрона, полиэтилена, полистирола). Полимерные покрытия наносят в следующей последовательности: - изношенные поверхности тщательно очищают от грязи, масел и окислов; - поверхности, не подлежащие покрытию, изолируют фольгой, жидким стеклом или асбестом, герметиками; - поверхности нагревают до температуры, выше температуры плавления полимерного порошка и покрывают теплоизоляционным грунтом (для предохранения покрытия от растрескивания при охлаждении); - наносят слой полимера газопламенным или вибрационным способом. Газопламенное напыление применяют для заделки вмятин, забоин, следов сварки, в качестве антикоррозионного, электроизоляционного, теплоизоляционного и декоративного покрытия. При газопламенном напылении порошкообразный полимер подают в газовое пламя горелки, оно переходит в расплавленное состояние, и струей воздуха наносят на поверхность предварительно нагретой детали. Толщина наносимого слоя 20...10 мм. Вихревое напыление заключается в погружении нагретой детали в камеру, в которой находится взвихренный потоком воздуха или нейтрального газа полимерный порошок. Частицы порошка сталкиваются с нагретой деталью, оплавляются и образуют на ее поверхности покрытие. Восстановление деталей паянием Пайка – технологический процесс получения неразъемных соединений при помощи специального сплава, называемого припоем. Паянием можно соединить металлические части, различные по форме и размерам, изготовленные как из одинаковых, так и из различных материалов (сталь со сталью, сталь с чугуном, сталь с медью и т.д.). Качество, прочность и надежность паяного соединения зависят от правильного выбора припоя. В качестве припоя используют сплавы, реже – чистые металлы. Пайкой восстанавливают детали из углеродистой или 80 легированной стали всех марок, твердых сплавов, чугуна, цветных металлов и их сплавов. Процесс образования паяного шва состоит из нескольких стадий: - прогрев металла до температуры, близкой к температуре плавления припоя; - расплавление припоя; - покрытие жидким припоем поверхности твердого металла и заполнение шва; - растворение паяного металла в жидком припое и взаимная диффузия металлов; - охлаждение и кристаллизация припоя в паяном шве. Процесс паяния заключается в том, что металлические части соединяют друг с другом в подогретом состоянии при помощи расплавленных металлов или сплавов (припоев), служащих связующими средствами. В отличие от сварки при паянии основной металл детали не доводят до пластичного состояния и не расправляют: температура плавления припоя значительно ниже температуры плавления основного металла. при паянии возможны три схемы взаимодействия припоя с основным металлом, обеспечивающие прочность и плотность соединения: - внедрение (диффузия) жидкого припоя в межкристаллические промежутки основного металла; - образование химических соединений; - образование твердых растворов. Твердые растворы по сравнению с химическими соединениями дают более пластичный и прочный спай. В зависимости от способа нагрева пайку подразделяют на газовую, погружением в ванну с солевым раствором, электрическую (дуговую, индукционную, контактную), ультразвуковую. Пайку при выполнении соединений проводят припоями, которые в зависимости от температуры плавления делят на: мягкие (оловянисто-свинцовые с температурой плавления ниже 400С ); твердые (медные, медно-цинковые с температурой плавления 400...1200С ). Мягкие припои имеют предел прочности В 100МПа , твердые – до 500МПа . Вид припоя выбирают с учетом условий работы машины, материала деталей и оговаривают в технических условиях на сборку узла. Большое значение имеет способ подвода флюса к месту пайки: порошкообразный флюс помещают на нагретый пруток припоя, флюс в виде пасты наносят щеткой или деревянной лопаткой, жидкий флюс – кисточкой или погружая деталь в него. Припой подводят к месту спая в тот момент, когда флюс полностью расплавится. А подвергаемый пайке металл нагреется до температуры растекания припоя. При газопламенной пайке припой обычно имеет вид прутков или тонко нарезанных кусочков. Припои различают по признакам: - их металлическим основам на оловянистые, цинковые, алюминиевые, медные и т.п.; - по легирующим компонентам – серебряные, золотые и т.п.; по технологическим особенностям на самофлюсующиеся, металлокерамические и др.; - по специальным свойствам на теплостойкие, жаростойкие, кислостойкие; 81 - по температуре плавления на мягкие - легкоплавкие и твердые – тугоплавкие. Пайку легкоплавкими припоями применяют, если требуется не высокая прочность, а герметичность или электропроводность соединения. Чаще всего для этих целей применяют оловянисто-свинцовые припои и припои на свинцовооловянистой основе с серебром. Пайка тугоплавкими припоями (серебряными, алюминиевыми на медной основе) обеспечивает получение высококачественных соединений, близких по прочности к сварным соединениям. Кроме припоя при пайке применяют флюсы для защиты места спая от окисления при нагреве собираемых деталей и лучшей смачиваемости места спайки. В качестве флюсов для твердых припоев применяют буру, плавиковый шпат и их смеси с солями щелочных металлов; для мягких – канифоль, хлорид цинка и фосфорную кислоту. Пайку точных соединений проводят без флюсов в атмосфере защитных газов или вакууме. Для повышения прочности паяного соединения необходимо обеспечить большую прочность соединения сопрягаемых поверхностей, поэтому применяют контакт деталей «внахлест», «косой стык», вводят дополнительные детали и создают расточки. Места под спай у соединяемых деталей необходимо осмотреть и при наличии коррозии зачистить, затем промыть и обезжирить. Прочное паяное соединение получают при условии, если место пайки предварительно очищено от грязи, окислов, ржавчины, жиров и масла. Жиры и смазочные масла удаляют с поверхности деталей органическими растворителями (ацетоном, бензином, скипидаром, уайт-спиритом, этиловым или метиловым спиртом). Грязь, окислы и ржавчина очищаются металлически (щетками, шаберами, абразивными кругами или наждачной бумагой) или химическим способом (венской известью или щелочными растворами). Нагрев деталей и расплавление припоя производят различными способами, но чаще всего используют газовые горелки или паяльные лампы. В ремонтной практике применяют пайку обычным (медным) паяльником. После выверки положения собираемых деталей для обеспечения равномерности зазора по всему сечению собранное под пайку соединение должно быть надежно закреплено, чтобы исключить смещения деталей при нагреве. Припои закладывают в место спая в виде лент, фольговых прокладок, проволок, дроби, паст вместе с флюсом, а также в расплавленном виде. При автоматизированной пайке припой в виде пасты вносят дозировано шприц-установками. В единичном и мелкосерийном производстве местный нагрев производят паяльником или газовой горелкой. В серийном и массовом производстве широко применяют нагрев в ваннах, газовых печах, электронагрев и индукционный нагрев ТВЧ. При нагреве ТВЧ индуктор имеет форму, близкую к соединяемым деталям, поэтому детали разогревают в месте спая (это предохраняет их от окисления и коробления). Перспективным направлением является применение ультразвука при пайке металлов и неметаллических материалов. Ультразвуковое оборудование состоит из генератора ультразвуковой частоты 5, электропаяльника с ультразвуковым преобразователем 4 с ферромагнитным стержнем 3. частота колебаний наконечника 82 1 около 20кГц . Ультразвуковой способ удобен для пайки алюминия, так как высокочастотные колебания в расплавленном припое 6 разрушают оксидную пленку металла 7, что позволяет вести пайку без применения флюса. При выполнении паяльных работ необходимо строго соблюдать технику безопасности, особенно при нагреве места пайки паяльными лампами. Восстановление деталей склеиванием Клеевой метод широко применяют при ремонте оборудования для восстановления неподвижных соединений. Он отличается простотой технологии, низкой себестоимостью и обеспечивает прочность и достаточную надежность соединения. В большинстве случаев соединение деталей-компенсаторов небольшого износа возможно только склеиванием. Клеевым способом выполняют следующие виды работ: заделку трещин в корпусных деталях, накладку заплат, устранение забоин и задиров на направляющих поверхностях оборудования, установку деталей-компенсаторов износа цапф, шеек валов, тонкостенных втулок в конусные отверстия. Помимо этого, клеевыми композициями и герметиками восстанавливают резьбовые соединения и изношенные отверстия шкивов и маховиков, ремонтируют колодочные и конусные фрикционные муфты и т. д. В конструкциях изделий клеевые соединения применяют как самостоятельные или в комбинации с другими видами соединений: клеесварные, клеепрессовые, клеерезьбовые, клеепаяные. Применение клеев и герметиков в сочетании с традиционными способами выполнения соединений позволяет повысить прочность соединения в 1,5-3 раза, сократить число сварных швов и точек, заменить тугую резьбу на обычную и т. п. Клеевые соединения успешно заменяют соединения с натягом (и не уступают им по прочности), шлицевые и шпоночные соединения, при этом существенно снижается число деталей, требования к качеству сопрягаемых поверхностей, что сокращает объем механической обработки. Клеевой шов практически непроницаем для многих веществ и не разрушается от воздействия кислорода, воды, минеральных масел. Склеенные детали можно обрабатывать на металлорежущих станках с применением охлаждающей жидкости и всухую. Прочность клеевых соединений зависит: - от материала деталей, - шероховатости сопрягаемых поверхностей и марки клея, - толщины и площади клеевого слоя, равномерности его распределения по сечению деталей, - способа очистки деталей перед склеиванием. Оптимальная толщина клеевого слоя - 0,05...0,15 мм . При большой толщине в клеевом слое в процессе отверждения могут появиться трещины. Рациональные параметры шероховатости сопрягаемых поверхностей Ra 2,5...3,2 мкм и более. Требуемую площадь склеиваемых поверхностей определяют исходя из допустимых напряжений для рассматриваемого вида нагружения деталей 83 (сдвиг, равномерный отрыв, изгиб и т. п.) и при необходимости увеличивают, создавая косые стыки, соединения в замок, в переплет и др. (схемы). Клеи должны обеспечивать: - надежное молекулярное сцепление (адгезию) с поверхностями склеиваемых деталей; - термостойкость, стойкость к воздействию кислот, щелочей, масел, бензина, воды; - сохранение склеивающей способности в течение не менее 2 ч. после их приготовления. При ремонте применяют большое число клеев и герметиков, отличающихся по составу и физико-механическим свойствам. Клеи классифицируют на: - конструкционные (жесткие), они обеспечивают высокую прочность (на сдвиг до 50...55МПа , на отдирание 2,5...2,7 МПа ); - неконструкционные (эластичные), они менее прочны (на сдвиг до 5МПа , на отдирание до 0,7 МПа ), но более дешевы; - жидкие; - пастообразные; - пленочные; - порошкообразные. По химическому составу клеи бывают эпоксидные, полиуретановые, фенолформальдегидные, клеи-расплавы. Анаэробные и др. По способу отверждения различают клеи холодного и горячего отверждения. Качество клеевого соединения значительно зависит от подготовки поверхностей деталей под склеивание. Оптимальные физико-механические свойства поверхностей получают подгонкой, очисткой и обезжириванием поверхностей. Очистка поверхности от грязи, окалины, масла, жира способствует ее лучшей смачиваемости клеем и повышению сцепления клея с материалом. Детали из низкоуглеродистой стали очищают в 25% растворе фосфорной кислоты или в 10% растворе метилсиликата, нагретых до 60С , детали из коррозионно-стойкой стали – в растворе щелочи, алюминиевые – в растворе серной кислоты, медные и латунные – в азотной кислоте. Затем проводят тщательную промывку деталей в чистой горячей воде, сушку и обезжиривание бензином или ацетоном. Технологический процесс склеивания включает в себя последовательность операций: 1. подготовка поверхностей под склеивание (обработка их на металлорежущем станке, зачистка и обезжиривание); 2. подготовка клеевой композиции; 3. нанесение клея на склеиваемые пове5рхности; 4. совмещение склеиваемых поверхностей; 5. удаление излишков клея с деталей; 6. выдержка соединенных деталей в соответствии с выбранным режимом (температура, длительность и т. д.); 7. контроль качества клеевого шва; 8. обработка деталей после склеивания. 84 17. Восстановление деталей зубчатых и червячных передач, шкивов Восстановление шестерен. В оборудовании легкой промышленности применяют шестерни следующих конструкций: - прямозубые, косозубые, цилиндрические, конические, комбинированные, червячные и специальные; - с наружными и внутренними зубьями; - цельные и разъемные; - с различной высотой зуба, разными модулями, с различным числом зубьев; - изготовленные отдельно или совместно с другими деталями (валами, осями, шкивами); - выполненные в виде одиночных шестерен или блока из двух, трех или более цилиндрических прямозубых шестерен. Шестерни бывают чугунные, стальные, бронзовые, текстолитовые, капроновые и др. в некоторых машинах число шестерен превышает 100 шт. В процессе работы в шестернях возникают различные неисправности, такие как: - износ и поломка зубьев; - трещины обода и спиц, ступиц; - срыв резьбы в стопорных отверстиях. Неисправные шестерни при ремонте машин заменяют новыми попарно. В случае отсутствия запасных колес или при необходимости ликвидации аварийных поломок шестерни ремонтируют. Технология ремонтно-восстановительных операций определяется характером неисправностей, назначением колес и степенью ответственности детали. Таблица 6. Дефекты и способы ремонта деталей зубчатых передач Дефект Износ зубьев по рабочему контуру Один или несколько сломанных зубьев Одна или несколько трещин в венце, ступице или спице Смятие поверхностей отверстия втулки, шпоночной канавки или шлицев в ступице Способ ремонта Замена зубчатого колеса новым. При одностороннем износе зубьев перевернуть колесо неизношенным профилем (при невозможности восстановления). Замена зубчатого венца напрессовкой на ступицу. В ответственных передачах производят замену колеса. В неответственных тихоходных передачах поврежденные зубья восстанавливают наплавкой зубьев, установкой зубчатых секций ввариванием или вкручиванием штифтами. Заварка трещины Обтачивание изношенной поверхности с последующими наплавкой и шлифованием паза, канавки или шлицев. Изношенные и поломанные зубья Для ремонта шестерен с изношенными и поломанными зубьями применяют наплавку, насадку венца или зубчатой секции, установку ввертышей, иногда – переворачивание для использования неизношенной части профиля зубьев. 85 Наплавка зубчатой поверхности. При ремонте шестерен с малым модулем зубьев применяется как сплошная круговая наплавка, так и вварка отдельных поврежденных зубьев (рис. 3.). При ремонте шестерен с большим модулем применяют наплавку с формированием контура поврежденных зубьев. Рис. 31. Виды наплавок шестерен Технология наплавочных работ зависит от материала шестерни. Наплавку производят электродуговой и газовой сваркой. Чугунные шестерни наплавляют с подогревом (горячая наплавка) или без подогрева (холодная наплавка). Горячую наплавку применяют при ремонте больших шестерен. Насадка зубчатых секций, зубьев и венцов Изношенные или отколовшиеся зубья удаляют, а вместо них закрепляют новые в виде зубчатой секции, отдельных зубьев или зубчатого венца. Зубчатую секцию устанавливают, если в шестерне имеется несколько (2-4) рядом расположенных поврежденных зубьев. Зубчатый венец – при износе или поломке большей части зубьев. Изношенные или поломанные зубья срезают на строгальном или фрезерном станке. На месте снятых зубьев прострагивают или фрезеруют место под новый зуб или зубчатую секцию. После предварительной пригонки зуб или секцию укрепляют винтами или вваривают (рис.32.). Недостатком способа является следующее: трудоемкость, низкая точность, ослабление сечения зубьев и обода отверстиями под винты (при ударной нагрузке возникают трещины). Рис. 32. Вварка зуба Вваривание зубчатых секций – менее трудоемкий способ восстановления. Из ремонтируемой детали вырезают часть обода с неисправными зубьями и на это место вваривают исправную зубчатую секцию. Чтобы ввареная секция правильно расположилась относительно соседних зубьев шестерни, применяют литой алюминиевый шаблон. По окончании ремонта штангенциркулем и индикатором проверяют: - шаг между крайними зубьями секции и зубьями шестерни, 86 - параллельность зубьев секции основным зубьям, -наружный, внутренний и средний диаметр шестерни. Насадка венцов чаще всего используется для ремонта шестерен, изготовленных совместно с другими деталями. Выбор способа насадки венцов зависит от конструкции и размеров шестерен. Можно снять изношенные зубья и вместо них на ободе закрепить зубчатый венец. Другой способ – срезать изношенную часть и закрепить новую. В обоих случаях остов детали (ступица) сохраняется. Способ 1. Венец насаживают в следующем порядке. Сначала срезают изношенные зубья и обтачивают шестерню под насадку венца. Затем изготовленный венец закрепляют в окончательно обработанном виде. Способ 2. Шестерню с удаленными зубьями помещают в литейную форму и заливают расплавленным металлом. При этом отпадает необходимость в тщательной обработке обода (чем шероховатее поверхность, тем лучше удерживается на ней металл), внутренней поверхности венца и т. п. Недостаток способа - затрудненная смена полученного венца. Способ 3. Заливка венца полимером (полиамидом). Шестерню помещают в пресс-форму и подогревают. После чего производят заливку на вертикальной литьевой машине. Чтобы повысить прочность соединения венца с основанием, на нем протачивают круговую канавку и высверливают несколько отверстий по окружности. После заливки венец чисто обрабатывают по поверхности и нарезают зубья на фрезерных и зубофрезерных станках. выбор станка определяется способом ремонта. Конические шестерни нарезают на зубострогальных станках. Использование изношенных шестерен. Иногда шестерню с односторонним износом зубьев можно использовать, не восстанавливая профиля. Для этого надо повернуть ее на 180º, чтобы она работала неизношенной частью. У шестерен, не имеющих кругового движения, изнашивается только часть зубьев. Эти детали можно использовать для дальнейшей работы, поворачивая их на валу так, чтобы работали неизношенные зубья. Срок службы колеса при этом увеличивается в несколько раз. Ремонт ободов, ступиц и спиц колес При возникновении трещин и поломок детали обычно заменяют на новые, восстановление применяют в исключительных случаях. Основной способ ремонта – заварка трещин и вваривание отколовшейся части обода. Возможно приваривание накладок с внутренней стороны треснувшего или поломанного обода. В аварийных случаях шестерню с треснувшим ободом восстанавливают механическими способами: накладками, винтовой стяжкой и др. можно для надежности комбинировать способы ремонта – стяжку и накладку. Механические способы ремонта шестерен применяют только в случае необходимости быстрой ликвидации аварии, не снимая деталей с машины. Целесообразно комбинировать механический способ 87 Типичные дефекты ступиц – трещины и поломки, смятие отверстий шпоночной канавки и торца. со сваркой, это обеспечивает большую надежность работы отремонтированных колес. Основным способом ремонта спиц является горячая и холодная их заварка. В некоторых аварийных случаях одну или несколько расположенных в разных местах треснувших спиц одновременно стягивают хомутом. При ремонте колес трещины в ступицах заваривают или на ступицу в горячем виде нагоняют бандаж. Смятые шпоночные канавки запиливают или прорезают новые канавки в другом месте. Смятые торцы наплавляют или подрезают. В случае поломки ступицы шестерни применяют вставку новой ступицы, которую укрепляют болтами на корпусе. 88 18. Планирование простоев при ремонте. Учет ремонтных работ. Хранение, учет и выдача запчастей Планирование простоев при ремонте Правильно составленный план ремонта оборудования включает в себя следующие факторы: 1. Организацию этапов ремонта; 2. Обоснованные нормативы времени на производство работ; 3. Имеющиеся мощности ремонтной службы; 4. Наличие трудовых ресурсов; 5. Уровень организации производства. Плановые ремонтные работы выполняются в сроки, определенные системой ППР. Парк технологического оборудования легкой промышленности состоит из большого количества машин разнообразных типов и классов, различных по конструкциям и размерам. Эти особенности и определяют сложность ремонта. Продолжительность простоя оборудования в ремонте зависит от вида ремонта, ремонтосложности оборудования, численности ремонтной бригады, применяемой технологии ремонта и организационно-технических условий выполнения ремонтных работ. Ремонт промышленного оборудования в неавтоматизированном производстве организуют в одну, две или три смены в зависимости от того, насколько производство лимитирует простой данной единицы оборудования. Простои оборудования учитываются с момента остановки агрегата на ремонт до момента приемки его из ремонта контролером ОТК (отделом технического контроля) по акту. Эксплуатационные испытания агрегата после ремонта на засчитываются как простои, даже если агрегат в процессе испытаний работал нормально. Простои электротехнической части оборудования при текущем и капитальном ремонте не планируют, так как их производят одновременно с ремонтом механической части. Нормы не предусматривают затраты времени на снятие и установку оборудования на фундамент, транспортировку в ремонтные мастерские. Для оборудования старше 20 лет нормы увеличивают на 10%. Осмотры электрической части автоматических линий и их проверки производятся в нерабочее время или выходные дни (простои на них не планируют). При трехсменной организации ремонта автоматических линий нормы простоя сокращают на 25-30%. При модернизации оборудования во время его капитального ремонта нормы простоя увеличивают в зависимости от объема работ по модернизации. Учет ремонтных работ Целью организации учета капитального и среднего ремонта является обеспечение контроля за выполнением плана и периодичностью ремонта, его стоимостью. Учет необходим для контроля движения деталей в складском хозяйстве и выполнения капитального и среднего ремонта каждой машины. 89 Для учета ремонтных работ используют следующую документацию: - ведомости по учеты дефектов; - наряды на производство работ; - акты на приемку машин из ремонта; - книги по учету капитального ремонта; - картотеку по учету среднего ремонта; - требования на материалы и детали; - заказы – наряды на вспомогательные работы. Главным средством контроля служит калькуляция себестоимости ремонта и анализ затрат. 1. Наряд на производство работ (2 экземпляра) – учитывает перечень работ, норму времени, состав бригады и дату начала ремонта. Закрывается наряд после подписания акта сдачи машины в эксплуатацию, и только потом – оплачивают. 2. Акт на приемку оборудования из ремонта (2 экземпляра) –содержит номер машины, даты начала и окончания ремонта, фактическую норму времени, перечень работ, оценку сложности ремонта в баллах. 3. Книга и картотека по учету ремонтных работ. Книга составляется для каждого типа оборудования в виде отдельных лицевых счетов на срок 8-10 лет. В документ вносятся даты, виды и трудоемкость ремонта, номенклатура сменных запчастей, стоимость ремонта. Картотека содержит те же данные и заводится на время ремонтного цикла на каждую единицу оборудования. 4. Требования на материалы и детали. В них указывают заводской и инвентарный номер машин, наименование необходимых деталей, подлежащих выдаче вместо неисправных, снятых с машины. 5. Заказы на вспомогательные работы. К ним относят изготовление новых деталей, оснастки. Стоимость этих работ учитывают в затратах на ремонт. 6. Учет затрат на ремонт. Затраты на ремонт учитывает бухгалтерия на основе нарядов, требований на материалы и детали и т.д. Затраты на ремонт оборудования складываются из следующих элементов: 1. Основной и дополнительной зарплаты работников; 2. Начислений на заработную плату (дополнительной з/п); 3. Стоимость материалов, полуфабрикатов и покупных готовых изделий; 4.Расходов по обслуживанию производства и управления предприятием (накладных расходов). Анализ затрат на ремонт позволяет принять необходимые организационнотехнические меры для уменьшения стоимости ремонтных работ и перевода ЦРМ на самоокупаемость. Учет и выдача запчастей Основой ППР является правильная организация и систематическое пополнение склада запчастей. Для этого необходим производственный запас запчастей. Все детали машин делят на сменные и запасные. Сменные детали в процессе эксплуатации заменяют новыми или восстановленными. Запасные детали – те, которые экономически и технически необходимо иметь в постоянно возобновляемом запасе. 90 Запчасти, поступающие на предприятие, не сразу включаются в производственный процесс, а некоторое время находятся на складе, образуя запас. Запасы бывают текущие и страховые, их учитывают и хранят совместно. Текущий запас используют для обеспечения ремонтных работ. Страховой запас – гарантийная постоянная неизменная величина, постоянно пополняемая. Его величина минимальна и должна обеспечивать бесперебойный ремонт в течение 1,5 месяцев. Норму запаса определяют следующие факторы: 1. Число и состав имеющихся машин и механизмов; 2. Число однотипных деталей в каждой машине; 3. Режим работы машины (сменность); 4. Срок службы деталей, зависящий от режима работы машины; 5. Срок, на который предприятие обеспечивают запчастями. При расчете запаса запчастей используют формулы: 1. Срок службы: С А п В / D , где А - число единиц однотипного оборудования; п - число одинаковых деталей в машине (шт.); В - период, в течение которого расходуются детали (мес.); D - число деталей, израсходованных за рассматриваемый период (шт.). 2. Норма расхода деталей: Н р п Т / С , где Н р - норма расхода деталей на одну машину на планируемый срок; Т - планируемый срок, зависит от числа смен (мес.). 3. Общее число деталей для машин данного вида: Н Нр А. 4. Для нормальной организации эксплуатации и ремонта необходимо иметь неснижаемый (минимальный) и расходуемый запас запчастей. Норма минимального запаса запчастей: Н З А п т к / С , где т - период, на который необходимо обеспечить предприятие запчастями (мес.); к - коэффициент снижения запаса, зависит от числа деталей в машине. 5.Фактический запас деталей к началу планируемого периода: Н Н З Р; Р А п т / С , где Р - число деталей, использованных за срок т . С течением времени запас деталей, предназначенных для ремонта, уменьшается до минимальной нормы. Запасные части хранят на центральном складе и в цеховых кладовых. В центральных (централизованных) кладовых или складах хранят детали, полученные от поставщиков, изготовленные в ЦРМ и заготовки, комплектующие детали и восстановленные узлы и детали. В цеховых складах хранят быстроизнашивающиеся детали. 91 Выдача запчастей производится цеховыми кладовыми по установленным нормативам. В обязанность цехового склада входит и сортировка неисправных деталей. Наличие и движение запчастей и сборочных единиц учитывают по сальдовому методу. Карточки ведут для каждого наименования и хранят на складе в 2-х экземплярах, дублируя в компьютерной базе данных. На централизованном складе производят обмен изношенных ремонтных единиц на новые или отреставрированные. Изношенные детали и узлы отправляют в ЦРМ, не подлежащие реставрации – на склад металлолома. Учет и выдачу запчастей на центральном складе оформляют в виде карт на каждый тип оборудования (дублируется в электронном виде). Хранение запчастей производится на стеллажах и в ячейках. Детали с централизованного хранения выдают по требованиям, выписанным в 4 экземплярах (1- бухгалтерия, 1- склад, 1цех, 1- ОГМ). В цеховых мастерских выдачу и учет производят по копиям требований. Для каждой номенклатуры деталей устанавливают норму запаса для хранения на складе и в кладовой. В разряд запасных частей постоянного хранения входят: - все быстроизнашиваемые детали со сроком службы до одного года; - детали со сроком службы 1-3 года; - детали с длительным сроком хранения (службы), расход которых значителен из-за большого количества единиц однотипного оборудования; - все сменные и изнашиваемые детали для особо ответственного оборудования, независимо от их срока службы; - сложные и трудоемкие узлы; - трудоемкие изнашиваемые детали, изготовление которых требует специального оборудования. Детали, не подлежащие восстановлению, сдают в лом по массе. По каждому виду оборудования в ОГМ предприятия хранятся рабочие чертежи и каталоги запасных частей, чертежи общего вида машин, инструкции и карты смазки, инструкции по эксплуатации и монтажу. Вся эта документация получается вместе с оборудованием от завода – изготовителя. 92 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Воронкин Ю.Н. Методы профилактики и ремонта промышленного оборудования: учебник / Ю.Н. Воронкин, Н.В. Поздняков. – М.: Академия, 2010. -2 40 с. 2. Иванов В.П. Проектирование производственных участков в машиностроении: практикум / В.П. Иванов. - Минск: Техноперспектива, 2009. – 224 с. 3. Иванов В.П. Технология и оборудование восстановления деталей машин: учебник / В.П. Иванов. - Минск: Техноперспектива, 2007. – 458 с. 4. Покровский Б.С. Основы технологии сборочных работ: учебное пособие / Б.С. Покровский. – М.: Академия, 2004. – 160 с. 5. Покровский Б.С. Основы технологии ремонта промышленного оборудования: учебное пособие / Б.С. Покровский. – М.: Академия, 2006. – 176 с. 6. Покровский Б.С. Ремонт промышленного оборудования: учебник / Б.С. Покровский. – М.: Академия, 2006. – 208 с. 7. Франц В.Я. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт швейного оборудования: учебное пособие / В.Я. Франц. – М.: Академия, 2005. – 320 с. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы: http://technologiya-adam.blogspot.com/ http://lib.susu.ac.ru/Resursy/Elektronnye_resursy/Tematicheskie/Tehnika._Tehnolo gii._Promyshlennost/Mashinostroenie 93