Pиc. 67. Зависимость скорости осаждения от величины катодно-анодного отношения

Процессы железнения выгодно отличаются от процессов хро­мирования более высокой производительностью (скорость осаж­дения примерно в 10 раз больше, чем при хромировании), возмож­ностью получения ровных качественных покрытий толщиной до 0,8—1,0 мм и регулирования твердости покрытия в широких пре­делах.

Восстановление посадочных поверхностей вневанным железнением

Сущность способа вневанного железнения состоит в следую­щем: поверхность отверстия, подлежащая наращиванию, при по­мощи дополнительных устройств (рис. 15.5) превращается в замк­нутую электролитическую ячейку, через которую прокачивается электролит. Вневанное железнение успешно применяют для вос­становления посадочных поверхностей чугунных и стальных кор­пусных деталей, блоков, картеров, корпусов и т.д.

Рис. 68. Схема установки для вневанного железнения: 1 — электролит; 2 — деталь; 3 — восстанавливаемая поверхность

Вневанное железнение характеризуется высокими плотностя­ми тока, большой производительностью и возможностью получе­ния покрытия толщиной до 1,0—1,2 мм.

Последовательность технологического процесса: дефектовка отверстий; зачистка наждачным полотном, обезжиривание бензи­ном; монтаж электролитической ячейки; анодное травление в те­чение 3 мин в 30-%-ном растворе серной кислоты при анодной плотности тока 14—16 А/дм²; промывка водой; выдержка без тока в течение 50 сек; включение тока плотностью 1 А/дм² и доведение за 8 мин до плотности 30 А/дм²; железнение; промывка водой, демонтаж ячейки; нейтрализация в нейтрите натрия и механическая обработка.

Состав электролита для железнеиия: хлористое железо — 500— 550 г/л; хлористый марганец —10 г/л; хлористый натрий — 100 г/л; соляная кислота — 1,5—2 г/л. Температура электролита — 80— 83 °С; скорость осаждения металла из электролита — 0,28 мм/ч.

Ремонт типовых деталей машин: валов, осей, подшипников скольжения, зубчатых колес, восстановление зубьев и посадочных мест зубчатых колес и шестерен, ремонт шкивов, муфт, цепных передач.

Валы и оси. Наиболее характерные дефекты осей и валов: прогиб, срыв или смятие резьбы, износ или смятие шпоночных пазов, трещины и поломка, износ посадочных поверхностей под подшипники.

Размеры и направление прогиба валов и осей определяют на токарном станке по радиальному биению или на поверочной пли­те по просвету между плоскостью плиты и поверхностью вала. При проверке на токарном станке вал устанавливают в патроне, подводят к нему индикатор и определяют место, направление и размер прогиба.

Валы с небольшим прогибом (2—5 мм на 1 м длины) правят под прессом в холодном состоянии статическим нагружением. Для этого вал устанавливают прогибом вверх на призмы стола пресса и, нажимая штоком на выпуклую часть, деформируют на двойной размер первоначального прогиба. Допускаемое радиаль­ное биение для большинства валов составляет 0,1—0,15 мм.

Валы больших размеров, а также с большими прогибами, пра­вят в нагретом состоянии (800—900 °С) молотом, применяя куз­нечную обжимку соответствующего диаметра. Удары наносятся легкие, чтобы не нарушить геометрическую форму вала и не выз­вать вмятины.

Высоконагруженные детали целесообразно править наклепом. Правку наклепом осуществляют нанесением легких ударов молот­ка по нерабочим поверхностям деталей. От наносимых ударов по­верхностей слой металла как бы вытягивается и стремится занять большую поверхность, а в поверхностном слое возникают сжима­ющие остаточные напряжения, которые вызывают выпрямление изогнутого участка детали. Для нанесения ударов применяют руч­ные молотки с закругленными бойками или пневматические мо­лотки и дополнительные устройства (наставки).

Изношенные посадочные места валов и осей рекомендуется на­плавлять при помощи сварочного полуавтомата в специальном вращателе проволокой Св-08Г2С, Св-10ГС диаметром 1—2 мм в среде углекислого газа.

В тех случаях, когда использование механизированных спосо­бов невозможно или нецелесообразно, применяют ручную на­плавку покрытыми электродами. При ручной дуговой сварке воз­буждение дуги, поддерживание примерно постоянной ее длины в процессе сварки, передвижение и манипулирование дугой выпол­няет рабочий-сварщик. Для получения минимальной глубины проплавления основного металла электрод наклоняют в сторону, обратную направлению наплавки.

Наплавку необходимо вести на минимально возможных силе тока и напряжении, но при этом должно обеспечиваться сплавле­ние наплавленного и основного металлов. Выполняют ручную наплавку электродами диаметром 2—6 мм на постоянном токе силой 80—300 А обратной полярности («+» на электроде), напря­жение сварки 25—40 В. Для наплавки используются электроды Э-42, Э-50 и др. Чтобы избежать коробления валов в результате неравномерного нагрева, изношенные места следует наваривать попеременно с противоположных сторон шейки вала.

Перед наплавкой поверхность очищают стальной щеткой. На­плавленные поверхности обтачивают на токарном станке и обка­тывают шариком в размер.

Способ восстановления резьбы зависит от ее расположения на валу, нагрузки и характера дефектов. При неполных витках вслед­ствие износа, срыва или смятия резьбу, если она находится на кон­це вала, обтачивают под следующий меньший диаметр и нареза­ют новую резьбу.

Диаметр, полученный после срезания изношенной резьбы за­готовки, должен быть больше диаметра заготовки, необходимого для нарезания ремонтной резьбы (или равен ему), т.е. должно со­блюдаться условие:

, (87)

где d_p — номинальный диаметр изношенной резьбы, мм; t — шаг изношенной резьбы, мм; d_ъ — диаметр заготовки под ремонтную резьбу, мм.

Нарезание ремонтных резьб приводит к необходимости изго­товления и ремонтной гайки, а в отдельных случаях может вызы­вать ослабление крепления деталей. С учетом этого нарезание ре­монтных резьб следует применять в исключительных случаях; если нельзя уменьшить размер резьбы, ее восстанавливают до пер­воначальных размеров наплавкой с последующей проточкой и нарезанием резьбы нормального размера:

(88)

где d — номинальный диаметр резьбы, мм; t — шаг резьбы, мм; к — коэффициент, увеличивающий вспучивание витков у пластич­ных металлов (к = 0,1 — при нарезании резьбы резцом, к = 0,3 — при нарезании резьбы плашкой).

Если резьба расположена на конце вала и ее диаметр на 15— 16 мм меньше диаметра вала, то применяют ввертыш. При по­вреждении ввертыш можно заменить новым. При незначительных забоинах, вмятинах резьбу поправляют плашками или трехгран­ным напильником.

В шпоночных соединениях валов изнашиваются боковые гра­ни пазов и шпонок. Предельным износом шпоночного паза счита­ется увеличение его по ширине на 15 %. Если износ небольшой (0,4—0,6 мм), то паз увеличивают под шпонку ремонтного разме­ра. Если износ паза велик, то его заваривают и зачищают на уров­не с основным металлом. Затем вал поворачивают на 120° и фре­зеруют паз в новом месте на фрезерном или токарном станке с применением специального приспособления. В деталях, работаю­щих с малой нагрузкой, паз можно наплавлять с последующей обработкой. Отдельные забоины на гранях паза исправляют на­пильником.

Зубчатые колеса. Дефектами зубчатых колес (шестерен) являются износ зубьев по толщине и длине (непостоянного зацепления), выкрашивание, скалывание и поломка зубьев. Менее интенсивно изнашиваются кольцевые канавки шлиц ступицы под вилки переключения пере­дач. Допускается износ шлицев 1,5—2,0 мм. Шестерни с предель­но изношенными зубьями, имеющими обломы, сколы, трещины, выбраковываются. Износ зубьев по толщине определяют штангензубомером или шаблоном, а по длине — штангенциркулем. Допускается износ зубьев по толщине 0,2—0,5 мм и выкрашивание цементированного слоя на двух несмежных зубьях не более 1/4 их длины или на двух смежных зубьях — меньше 1/5 их длины. При большем износе шестерни выбраковывают.

В тихоходных передачах сломанные зубья ремонтируют ус­тановкой «новых зубьев», прикрепленных к ободу винтами (рис.69,а) или сваркой (рис.69,б).Обод в месте крепления «но­вого зуба» отжигают; места, не подлежащие отжигу, покрыва­ют замазкой, состоящей из огнеупорной глины (50 %), асбесто­вого порошка (45 %) и жидкого стекла (5 %).

Рис. 69. Схема ремонта зубчатого колеса при помощи: а — винта; б — сварки

При тонком ободе колеса, когда его ослабление установкой «новых зубьев» недопустимо, вместо сломанного зуба устанавли­вают специальный башмак (рис.70), крепление которого не вы­зывает значительного ослабления обода колеса. Для установки башмака делают небольшое углубление (3—5мм) в ободе на мес­те сломанного зуба, а на торцах обода — неглубокие пазы разме­ром от 0,4 до 1 модуля зуба. По размерам зуба, углубления и па­зов изготавливают заготовку башмака 1, которую крепят к ободу колеса болтами 3 и распорными втулками 2.

Рис. 70. Схема ремонта зубчатого колеса при помощи башмака: 1 - башмак; 2 — распорная втулка; 3 — болт

Окончательно обрабатывают профиль зуба после фиксации (приварки) его на колесе. Слесарные способы ремонта зубчатых колес применяют в качестве временной меры, если невозможно заменить поврежденное колесо новым или отремонтировать его более совершенным методом.

Изношенные до 40 % толщины стальные зубья, особенно боль­шого модуля, могут быть восстановлены наплавкой. Во избежание коробления колес зубья наплавляют не подряд, а через 5—10 зубьев. До наплавки рекомендуется подвергать колеса предварительному от­жигу для снятия внутреннего напряжения и предотвращения образо­вания трещин. Непосредственно перед наплавкой колеса подогрева­ют, а после наплавки вторично отжигают или нормализуют.

Шестерни из углеродистых и легированных сталей после на­плавки и механической обработки зубьев подвергают дополни­тельной термической обработке — цементации, цианированию, нормализации, закалке.

Изношенные шестерни небольшого диаметра и малых модулей (до 5—6) восстанавливают сплошной круговой наплавкой метал­ла с последующей механической нарезкой зубьев. Зубчатые коле­са большого диаметра и с модулем более 10 наплавляют по про­филю зуба последовательным наложением валиков сначала по краям, а потом в средине. Каждый валик после наплавки тщатель­но очищают металлической щеткой от окалины и шлака.

Профиль наплавленного зуба обрабатывают на зубофрезерных и зубодолбежных станках, а при их отсутствии — па горизон­тально-фрезерном станке дисковой или пальцевой модульной фрезой при помощи делительной головки.

Имеющиеся в зубьях уступы (в шестернях, не находившихся во время работы в полном зацеплении по длине) удаляют абразив­ным кругом. Симметричные шестерни и венцы при односторон­нем износе зубьев переворачивают или переставляют с одной сто­роны на другую. В шестернях с несимметричной ступицей при одностороннем износе обрезают часть ступицы, а с другой сторо­ны ступицы приваривают кольцо соответствующей толщины. За­тем шестерню устанавливают так, чтобы она работала неизно­шенной стороной зубьев.

У шестерен непостоянного зацепления износ зубьев со сторо­ны устраняют шлифованием их до одинаковой длины. После чего торцы зубьев закругляют. Допускается укорачивать зубья не бо­лее 10 % по длине. Продольно изношенные торцы зубьев восста­навливают до номинальной длины наплавкой порошковой прово­локой с принудительным формированием наплавленного металла в медной охлаждаемой форме и последующим электрохимическим шлифованием торцов.

Источником питания при наплавке служит преобразователь ПСО-500. Параметры режима наплавки следующие; напряже­ние 28—30 В, сила тока 120—149 А. Наплавочная проволока ПП-6Х5 с шихтой на основе твердых сплавов имеет большую ударную вязкость.

Замену венца в блоке шестерен, когда один из них сильно из­ношен, а остальные находятся в хорошем состоянии, выполняют следующим образом. Изношенный венец отжигают, затем отреза­ют, а это место протачивают до размера, обеспечивающего посад­ку с натягом нового венца. Новый венец изготавливают или ис­пользуют венец с другой шестерни. После запрессовки венец сто­порят винтами или обваривают электродуговой сваркой. Изно­шенные шлицевые отверстия ступицы растачивают (при необхо­димости предварительно отжигают), запрессовывают новую шлицевую втулку и обваривают ее торцы электросваркой.