На головну

 1 сторінка

  1.  1 сторінка
  2.  1 сторінка
  3.  1 сторінка
  4.  1 сторінка
  5.  1 сторінка
  6.  1 сторінка

Гії відновлення деталі і подальшого аналізу ефективності її відновлення.

Таблиця 3.4 - Техніко-економічні показники відновлення зношених поверхонь осі опорного катка

 №варі-анта  Поєднання способів відновлення  Коефіцієнт довговічності ДоДВ  Собівартість відновлення, руб.  Ставлення собівартості відновлення до коефіцієнта довговічності,
I  Наплавлення в середовищі вуглекислого газу на поверхні А, Б і В  0,93  25,73  27,67
 II  Контактна приварка стрічки на поверхні А і Б; наплавка в середовищі вуглекислого газу на поверхні В  0,94  26,83  28,54
 III  Електромеханічна обробка поверхні А, контактна приварка стрічки на поверхню Б, наплавка в середовищі вуглекислого газу на поверхню У  1,0  30,38  30,38

3.5 Технологічна документація на процес відновлення

При проектуванні процесу відновлення студент розробляє відповідну технологічну документацію (МК, КЕ, ОК або КТТП).

Маршрутна карта (МК) відновлення складається на всі дефекти маршруту. Вихідними даними для розробки МК (рисунок П.7) служать карта ескізів або ремонтний креслення, схема обраного раціонального способу усунення дефектів, відомості для вибору обладнання і оснастки, розряд роботи і норми часу.

У курсовому проекті замість карти ескізів студент розробляє ремонтний креслення (рисунок п.8) відповідно до ГОСТ 2.604-68.

Для операцій різання, газової і зварки і наплавлення, технічного контролю розробляють операційні карти (малюнки П.9 і П.10) або карти технологічного процесу.

На процеси лиття, кування, штампування, термообробка, нанесення полімерних покриттів, гальванічних покриттів, хіміко - термічна обробка розробляють карту типового технологічного процесу малюнок п.11).

3.6 Розрахунок режимів нанесення покриттів

3.6.1 Автоматична наплавка під шаром флюсу

Продуктивність автоматичної наплавки під шаром флюсу в 6 - 8 разів вище, ніж при ручного дугового зварювання. Це пов'язано з тим, що невеликий виліт електрода дозволяє підвищити щільність зварювального струму з 10 - 20 (при ручного дугового зварювання) до 150 - 200 А / мм2 і збільшити тим самим потужність зварювальної дуги. Горіння дуги під шаром флюсу різко знижує теплообмін із зовнішнім середовищем, внаслідок чого зменшується питома витрата електроенергії з 6 - 8 до 3 - 5 кВт  ч / кг. Втрати електродного матеріалу на розбризкування і чад знижуються з 20 - 30 до 2 - 4%. Шлакова кірка, що утворюється при охолодженні, значно знижує швидкість охолодження розплавленого металу і покращує тим самим умови формування його структури. Такий спосіб застосовують для відновлення плоских і циліндричних деталей з зносом до 5 мм.

Недоліками способу є невидимість зварювальної ванни, значна витрата і вартість флюсу, а також неможливість наплавлення деталей діаметром менше 50 мм.

Швидкість наплавлення визначають за формулою / 3 /

Vн = н I / h S  , (3.1)

де Vн - Швидкість наплавлення, м / год;

н - Коефіцієнт наплавлення, ( н = 11 - 14 при наплавленні постійним

струмом зворотної полярності), г / А * год;

I - сила струму, А;

h - товщина наплавленого шару, мм;

S - крок наплавлення, мм / об;

 - Щільність електродного дроту (  = 7,85), г / см3.

Розмірність членів формул при розрахунках повинна відповідати розмірності, наведеної в формулах.

Частоту обертання деталі розраховують за формулою

n = 1000 Vн / 60  d, (3.2)

де n - частота обертання, хв-1;

d-діаметр деталі, мм.

Силу струму визначають за таблицею 3.2 або емпіричною формулою / 2 /

I = 40 .

Напруга джерела живлення розраховують за формулою

U = 21 + 0,04 I

Швидкість подачі дроту визначають за формулою

Vnp = 4 н I / d2пр  , (3.3)

де Vnp - Швидкість подачі дроту, м / год;

dпр діаметр електродного дроту, мм.

Таблиця 3.5 - Значення сили струму в залежності від діаметра деталі

 Діаметр деталі, мм  Сила струму, А
 діаметр електродного проволокіdпр = 1,2 - 1,6 мм  діаметр електродного проволокіdпр = 2,0 - 2,5 мм
 50 - 6065 - 7580 - 100150 - 200250 - 300  120 - 140 150 - 170180 - 200230 - 250270 - 300  140 - 160 180 - 220230 - 280300 - 350350 - 380

Крок наплавлення розраховують за залежністю

S = (2 - 2,5) dпр , (3.4)

де S - крок наплавлення, мм / об.

виліт  і зміщення електрода l (в міліметрах) визначають відповідно по залежностям:

 = (10 - 12) dпр , (3.5)

l = (0,05 - 0,07) d. (3.6)

Товщину покриття, наплавного на зовнішні циліндричні поверхні, визначають за формулою

h = z0 + І / 2 + z, (3.7)

де h - товщина покриття, мм;

z0 - Товщина шару поверхні деталі, знятого при попередньо

котельної мехобработке, орієнтовно 0,1 ... 0,3 мм;

І - діаметральний знос деталі, мм;

z - припуск на механічну обробку після нанесення

покриття, мм.

Для наплавлення використовують зварювальний дріт Св-08А, наплавочні дріт: Нп-40, Нп-60, Нп-30ХГСА. Плавлені флюси: АН-5, АН-348А, ОСЦ-45. Керамічні флюси: АНК-18, ЖСН-1. Наплавлення дротами Св-08А, НП-40, НП-60, НП-30ХГСА під шаром плавлених флюсів (АН-348А, ОСЦ-45) забезпечує твердість НВ 187-300. Застосування керамічних флюсів (АНК-18, ШСН) із зазначеними дротами дозволяє підвищити твердість до HRC-40-55 (без термообробки).

Наплавоч обладнання: установки для дугового наплавлення УД-209, УД-609.04; зварювальні голівки - А-580, А-874М, А-384МК, ОКС-5523; універсальні напівавтомати А-715; А-765 і А-1197, які можуть бути використані також при наплавленні в середовищі захисних газів. Джерела струму для автоматичного наплавлення: зварювальні перетворювачі ПСО-300-2; ПД-305; ПД-501; ГД-502 або зварювальні випрямлячі ВДУ-305; ВДУ-504; ВДУ-1201У3; ВДУ-1601; ВДГ-601/4 /.

3.6.2 Вибродуговая наплавлення

Вибродуговая наплавлення відрізняється від автоматичної наплавки під шаром флюсу вібрацією електрода в зоні контакту з деталлю, що забезпечує дрібнокрапельне перенесення металу електрода на зношену деталь. В результаті має місце невелике нагрівання деталі, мала глибина зони термічного впливу, знижується вигоряння легуючих елементів електродного дроту. Спосіб дозволяє відновлювати без небезпеки викривлення і прожога циліндричні деталі діаметром більш 15мм і зносом 0,3 ... 3 мм. Застосування охолоджуючої рідини в поєднанні з різними електродними матеріалами дозволяє отримати покриття високої твердості (58 - 60 HRC) і виключити подальшу термічну обробку.

Недоліками способу є пористість і неоднорідність структури металу покриття, що знижує втомну міцність деталей до 2 разів, менша в порівнянні з автоматичної наплавкой під шаром флюсу продуктивність і підвищені втрати матеріалу на угар і розбризкування.

Для наплавлення застосовують високовуглецеві наплавочні і високолеговані зварювальні дроту діаметром 1,2 - 3,0 мм: Нп-40, Нп-60, Нп-65, Нп-80, Нп- 65Г, Нп-30ХГСА. Для захисту зварювальної ванни використовують вуглекислий газ, флюси, пар і охолоджуючі рідини (4 - 6% - ний розчин кальцинованої соди або 10 - 20% - ний розчин технічного гліцерину в воді). Наплавлювальні головки з механічним вібратором: ОКС -1252; ОКС-6569; ВГ-4; ВГ-5 і ВГ-8М. Наплавлення проводять на постійному струмі зворотної полярності.

Твердість наплавленого шару залежить від хімічного складу електродного дроту і кількості охолоджувальної поверхні. При наплавленні дротом Нп-60, Нп-80 і ін. З охолодженням забезпечується твердість 35-55 HRC, дротом Св-08, Св-08Г2С - 22 ... 26 HRC.

Діаметр електрода і напруга наплавлення вибирають по таблиці 3.6 в залежності від товщини покриття, що наноситься.

Таблиця 3.6 - Діаметр електрода і напруга наплавлення в залежності від товщини покриття, що наноситься

 Товщина наносімогопокритія, мм  Рекомендований діаметр електрода, мм  Напруга джерела живлення, В
 0,3 - 0,91,0 - 1,61,8 - 2,5  1,62,02,5  12 - 1515 - 2020 року - 25

Силу струму визначають за формулою

I = (60 - 75) dпр.

Швидкість подачі електродного дроту розраховують за формулою

Vnp = 0,1 U I / d2пр.

Швидкість наплавлення можна визначити за формулою

Vн = 0,785 d2пр Vnp / H a S,

де а - коефіцієнт, що враховує відхилення фактичної площі перерізу наплавленого шару від площі прямокутника з висотою h, а = 0,8.

При діаметрі електродного дроту до 2,5 мм гарна якість наплавлення має місце при співвідношенні Vн = (0,4 - 0,8) Vnp. Співвідношення має вигляд Vн = (0,7 - 0,8) Vnp зі збільшенням діаметра електродного дроту до 2,5 - 3,0 мм.

Частоту обертання деталі розраховують за формулою (3.2).

Крок наплавлення S, амплітуду коливань А і виліт електрода Н визначають по залежностях: S = (1,6 - 2,2) dпр; А = (0,75 - 1,0) dпр;

Н = (5 - 8) dпр. Товщину покриття h, наплавного на зовнішні циліндричні поверхні, визначають за формулою (3.7)

3.6.3. Наплавлення в середовищі вуглекислого газу

Наплавлення в середовищі вуглекислого газу отримала більше застосування, ніж вибродуговая і успішно заміщає в ряді випадків автоматичну наплавку під шаром флюсу. Переваги методу: менша в порівнянні з флюсами вартість вуглекислого газу, можливість накладення незручних швів (аж до стельових) складної конфігурації, видимість зварювальної ванни, більш висока продуктивність (на 25 - 30%), а також можливість, з - за малої зони термічного впливу , відновлювати деталі малого діаметру (починаючи з 10 мм) і товщини (деталі кабін і оперення тракторів і автомобілів).

Недоліком способу є схильність наплавленого шару до утворення тріщин і вигоряння легуючих елементів. Причиною є розкладання вуглекислого газу при високій температурі на оксид вуглецю і атомарний кисень. Для запобігання цьому явищу застосовують електродний дріт з підвищеним вмістом марганцю, кремнію, хрому та інших розкислювачів: Св-08Г2С, Св-08ХГСМА, Св-15Х12НМВФБ.

Твердість шару, наплавленого низьковуглецевої дротом марки Св-08Г2С, Св-12ГС становить НВ 200-250, і дротами з вмістом вуглецю понад 0,3% (30ХГСА і ін.) Після гарту досягає 50 HRC.

Наплавоч обладнання: установки для дугового наплавлення УД-209, УД-609-06 «Ремдеталь», 01.06-081 «Ремдеталь» (для циліндричних поверхонь), УД-609-04 «Ремдеталь» (для плоских поверхонь); зварювальні напівавтомати - А-547У, А-547Р; А-929С і універсальні напівавтомати А-715, А-765 і А-тисяча сто дев'яносто сім, які можуть бути використані також при наплавленні під шаром флюсу.

Діаметр електродного дроту, силу струму і напругу наплавлення вибирають в залежності від діаметра деталі, використовуючи таблицю 3.7.

Швидкість наплавлення Vн, Частоту обертання n, швидкість подачі електродного дроту Vnp, Крок наплавлення S і зміщення електрода l розраховують за формулами (3.1), (3.2), (3.3), (3.4), (3.6). Товщину покриття h, наплавного на зовнішні циліндричні поверхні, визначають за формулою (3.7).

Виліт електрода приймають рівним 8 - 15 мм. При наплавленні на постійному струмі зворотної полярності коефіцієнт наплавлення н = 10 - 12 г / А  ч. Витрата вуглекислого газу становить 8 - 20 л / хв.

Таблиця 3.7 - Режими наплавлення в середовищі вуглекислого газу

 Діаметр деталі, мм  Діаметр дроту, мм  Струм наплавлення, А  Напруга наплавлення, В
 10 - 2020 року - 3030 - 4040 - 5050 - 7070 - 9090 - 120  120  0,8 - 1,00,8 - 1,00,8 - 1,01,0 - 1,21,2 - 1,41,4 - 1,61,6 - 2,02,5  70 - 9590 - 120110 - 140130 - 160140 - 175170 - 195195 - 225300 - 400  17 - 1818 - 1918 - 1919 - 2019 - 2020 року - 2121 - 2235 - 42

3.6.4 Розрахунок норми часу при автоматичній наплавленні

Норму часу визначають за формулою

Тн = То + Тнд + Тдоп + Тпз / N, (3.8)

де То, Тнд, Тдоп і Тпз - Відповідно основне, допоміжне, додаткове і підготовчо - заключний час, хв;

N - кількість відновлюваних деталей в партії, шт.

Основний час розраховують за залежністю

То =  d L / 1000 Vн S,

де L - довжина наплавного покриття, мм.

Допоміжний час Тнд приймають рівним 2 - 4 хв.

Додатковий час визначають за такою формулою

Тдоп = (То + Тнд) К,

де К - коефіцієнт, що враховує частку додаткового часу від суми основного і допоміжного (К = 0,14 для наплавлення під шаром флюсу, К = 0,1 для інших видів наплавлення).

Підготовчо - заключний час становить 16 - 20 хв.

3.6.5. плазмова наплавка

Плазмовий струмінь плавить практично будь-які матеріали, що дозволяє наплавляти зносостійкі покриття з тугоплавких матеріалів. При плазмовому наплавленні застосовують електродний дріт і твердосплавні порошки на залізної (ПГ-ФБХ-6-2, КБХ, ПГ-УС25) і нікелевої (ПГ-СР2, ПГ-СР3, ПГ-СР4) основах. При цьому твердість покриттів досягає 58 HRC. Вартість порошків досить висока і їх застосовують для отримання тонких, зносостійких покриттів (до 1 мм). Крім того, при товщині покриттів більше 1 мм з хромборнікелевих порошків, виникають тріщини. Для відновлення деталей з зносом до 6 мм розроблений склад, який включає: сормайт № 1 - 77 мас. ч., порошок ПГ-ХН80СР4 - 19 мас. ч., порошок алюмінію - 4 мас. ч. Зносостійкість покриття в три рази вище загартованої сталі 45.

Наплавлення проводять установками УД-417, УМП-6, УПУ-3Д і напівавтоматом 15Б-В на постійному струмі прямої полярності.

Швидкість широкошарову наплавлення визначають за формулою

Vн = 0,6 W / b,

де Vн - Швидкість широкошарову наплавлення, м / год;

W - продуктивність (при широкошарову наплавленні з

коливаннями W = 60 - 66, при наплавленні по гвинтовий лінії

W = 38 - 42), див2/ Хв;

b - ширина наплавленого шару за один оборот деталі, див.

b = А + А1,

де А - амплітуда коливань пальника, см;

А1 - Перевищення ширини наплавленого шару щодо

амплітуди коливання пальника (А1 = 0,3 см).

Наплавлення з коливаннями застосовують для деталей діаметром понад 35 мм і шириною зношеної поверхні до 40 мм.

Швидкість наплавлення по гвинтовій лінії розраховують за формулою

Vн = 0,6 W / S, (3.9)

де Vн - Швидкість наплавлення, м / год;

S - крок наплавлення, S = 0,4 - 0,5 см / об.

Витрата порошку визначають за формулою

Q = 0,1 W h Кп,

де Q - витрата порошку, г / хв;

 - Щільність наплавленого металу, для твердосплавних по-

порошків на залізній основі  = 0,74, нікелевої основі  = 0,8;

Кп - Коефіцієнт, що враховує втрати порошку,

Кп = 1,12 - 1,17.

Силу струму визначають за залежністю

I = 6 W h Кп / н

коефіцієнт наплавлення н = 12 - 14 г / А  ч.

Частоту обертання можна визначити за формулою (3.2).

Основний час наплавлення розраховують за формулою

То = Fн / W, (3.10)

де Fн - Площа наплавленої поверхні, см2.

Штучний час, витрачений на відновлення однієї деталі, можна визначити за формулою

Tшт = То /  , (3.11)

де  - Коефіцієнт використання наплавочной установки,

 = 0,5 - 0,6.

3.6.6 Контактна Електроімпульсне нарощування поверхні

стрічкою

Спосіб електроімпульсного приварювання сталевої стрічки застосовують при відновленні валів, осей та посадочних отворів під підшипники в корпусних деталях з діаметральним зносом до 3 мм. Переваги методу: висока продуктивність (до 100 см2/ Хв), мала глибина термічного впливу, мінімальний припуск на подальшу механічну обробку і висока зносостійкість нарощеного шару. Для підвищення твердості і зносостійкості покриття, зону зварювання охолоджують водою. Це дозволяє отримати без спеціальної термічної обробки покриття твердістю до 60 - 65 HRC. До недоліків слід віднести: низьку стійкість роликових електродів і складність обладнання.

Режим приварки сталевої стрічки товщиною до 1 мм:

1) сила струму 16,1 - 18,1 кА;

2) зусилля притиснення ролика 1,4 - 1,6 кН;

3) швидкість приварки 42 - 72 м / ч;

4) поздовжня подача 3 - 4 мм / об;

5) тривалість зварювального циклу 0,04 - 0,08 с;

6) тривалість паузи 0,1 - 0,12 с;

7) ширина робочої частини зварювальних роликів 4 мм;

8) витрата охолоджувальної рідини 90 - 180 л / год.

Продуктивність процесу становить 70 - 100 см2/ Хв. Швидкість наплавлення vн, Частоту обертання n, основне То і штучний час tшт визначають за формулами (3.9), (3.2), (3.10) і (3.11), задавшись продуктивністю W. Коефіцієнт використання наплавочной установки  = 0,4 - 0,5.

Вибір матеріалу стрічки виробляють в залежності від необхідної твердості покриття, за допомогою таблиці 3.8.

Таблиця 3.8 - Залежність твердості покриття від матеріалу стрічки

 матеріал стрічки  Твердість покриття, HRC  матеріал стрічки  Твердість покриття, HRC
 Сталь 20Сталь 40Сталь 45  30 - 3540 - 4545 - 50  Сталь 55Сталь 40ХСталь 65Г  50 - 5555 - 6060 - 65

Для відновлення шийок валів приваркой сталевої стрічки призначена установка 011-1-02 «Ремдеталь». Різьбові ділянки валів малого діаметра відновлюють приварюванням сталевого дроту на установці 011-1-05 «Ремдеталь». Внутрішні поверхні гільз циліндрів дизелів відновлюють приварюванням присадного матеріалу на установці 011-1-06 «Ремдеталь», а корінні опори блоків - картерів дизелів Д-50, Д-65, СМД-14, СМД-60 контактної приварюванням сталевої стрічки на установці 011 1-11 «Ремдеталь». Установка 011-1-10 «Ремдеталь» призначена для відновлення як зовнішніх так і внутрішніх поверхонь чавунних і сталевих деталей контактної приварюванням сталевої стрічки.

3.6.7. електролітичні покриття

Способи відновлення електролітичними покриттями мають ряд переваг в порівнянні з іншими способами відновлення:

1) при нарощуванні не відбувається зміни структури і механічних властивостей металу деталі;

2) отримання покриттів заданої товщини, що дозволяє мінімізувати припуск на подальшу мехобработка, а в ряді випадків виключити її;

3) можливість отримання покриттів із заданими фізико - механічними властивостями;

4) можливість автоматизації процесу.

Хромування застосовують для отримання декоративних і коррозіоностойкой покриттів, а також відновлення деталей з зносом до 0,3 мм. Покриття мають високу твердість і зносостійкість, що перевищує зносостійкість загартованої сталі в 2 - 5 разів. Недоліком способу є: низький вихід по току, велика трудомісткість і собівартість відновлення.

У таблиці 3.9 наведені склади електролітів і режими хромування.

Таблиця 3.9 - Склади електролітів і режими хромування

 Компонента і режим  номер електроліту
 Сировина хімічна, г / лСерная кислота, г / лСернокіслий стронцій, г / лКремнефторістий калій, г / лУглекіслий кальцій, г / лСернокіслий кобальт, г / лТемпература електроліту, оСПлотность струму, А / дм2Вихід по току,%  120 - 150 1,2 - 1,5 - - - - 50 - 65 30 - 100 15 - 18  200 - 250 2,0 - 2,5 - - - - 45 - 60 20 - 60 12 - 14  300 - 350 3,0 - 3,5 - - - - 40 - 50 15 - 30 12 - 18  380 - 420 - - - 40 - 60 18 - 20 18 - 25 100 - 300 35 - 40

Електроліт № 1 має кращу розсіюють здатність і більш високий вихід по току, ніж електроліти № 2 і № 3. Покриття з цього електроліту відрізняються найбільшою твердістю і зносостійкість. Електроліт застосовують при відновленні деталей, коли потрібна висока зносостійкість.

Електроліт № 2 називають універсальним, так як з нього отримують зносостійкі покриття і покриття з захисно - декоративні властивості.

Електроліт № 3 використовують при захисно - декоративному хромування деталей складної конфігурації.

Саморегулюючий холодний електроліт № 5 має найбільш високі вихід по струму і швидкість осадження хрому, яка до 10 разів перевищує швидкість осадження зі звичайних електролітів. Покриття мають високу якість.

Залізнення (осталивание) вигідно відрізняється від хромування вищими швидкістю осадження гальванічного покриття (до 0,4 мм), виходом по струму (80 - 95%), можливістю отримувати покриття з твердістю в широкому діапазоні від HB 150 до HB 600, низькою вартістю витратних матеріалів.

До недоліків слід віднести: нестабільність по кислотності електроліту, необхідність підігріву при гарячому Залізнення і велику трудомісткість.

У таблиці 3.7 представлені склади електролітів і режими залізнення.

З електроліту № 1 отримують щільні і гладкі покриття товщиною до 1,5 мм і твердістю до 6500 МПа. Електроліт № 2 менш агресивний і більш стійкий до окислення, ніж хлористі електроліти, дозволяє отримати покриття хорошої якості з високою продуктивністю.

Таблиця 3.10 - Склади електролітів і режими залізнення

 Компонента і режим  номер електроліту
 Хлористе залізо, г / лСернокіслое залізо, г / лАскорбіновая кислота, г / лКіслотность, pHТемпература електролітаПлотность струму, А / дм2Вихід по току,%  300 - 350 - -0,8 - 1,270 - 8020 - 5085 - 95  150 - 200 -0,6 - 1,130 - 5020 - 2585 - 92

Силу струму можна визначити за формулою

I = Dк Fк,

де Dк - Катодна щільність струму, при хромування Dк = 50 - 75,

при Залізнення Dк = 20 - 30 А / дм2;

Fк - Площа відновлюваної поверхні, дм2.

Тривалість гальванічної операції визначають за формулою

t = (tо + t1) Допз,

де tо - Тривалість електроосадження металів у ванні, ч;

t1 - Час на завантаження і вивантаження деталей, t1 = 0,1 - 0,2 год;

Кпз - Коефіцієнт, що враховує підготовчо - Прикінцевих

тельное час, при роботі в одну зміну Допз = 1,1 - 1,2, в дві сме

ни Допз = 1,03 - 1,05.

Тривалість електроосадження металів у ванні розраховують за формулою

tо = 1000 h  / С Dк в,

де h - товщина покриття, мм;

 - Щільність обложеного металу, при хромування  = 6,9,

осталивание  = 7,8 г / см3;

С - електрохімічний еквівалент речовини, при хромування

С = 0,323, осталивание С = 1,042 г / А  ч;

в - Вихід металу по струму, при хромування в = 12 - 15, осталі-

вання в = 80 - 98%.

Відношення площі анода до площі катода приймають рівним 2/1.

Електролітичне нарощування в залежності від виду деталі виробляють в установках 0013-006, 0013-022, 0013-024, 0013-31, 0013-040 «Ремдеталь» / 4 /.



 Ультразвуковий ОЧИСТКИ |  2 сторінка

 3 сторінка |  4 сторінка |  5 сторінка |  6 сторінка |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати