2. Ремонтопригодность машин

Под ремонтопригодностью понимают свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведениятехнического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность изделия является важным показателем качества. Количественным показателем ремонтопригодности яв­ляются средние затраты труда и средств для выполнения техниче­ского обслуживания и ремонта.

Повышение' ремонтопригодности изделия (механизма) достигается следующими мероприятиями, облегчающими его техническое обслуживание и ремонт: сокращением многомарочности машин; конструктивной законченностью и отделимостью сборочных единиц, облегчающими организацию агрегатного* метода ремонта; максимальной унификацией деталей и сборочных единиц различных моделей машин; наличием в быстроизнашиваемых соединениях регулировочных устройств, компенсаторов и легкосменяемых деталей; достаточной прочностью и износостойкостью деталей, обеспечивающими расчетный срок службы; возможностью и доступностью технической диагностики узлов и агрегатов без снятия их с машины; всемерным сокращением потребности машин в техническом обслуживании, особенно в регулировке и смазке и др.

3. Методы повышения износостойкости и долговечности деталей

Долговечность и бесперебойная работа машин и оборудования обеспечиваются прежде всего соблюдением правил их эксплуатации, ухода за ними. Эти правила сводятся в основном к следующему: оборудование должно использоваться в соответствии с его назначением и его техническими характеристиками; обслуживание машин, механизмов и деталей следует выполнять строго в соответствии с инструкциями; для смазки машин и механизмов нужно применять масла установленных марок и производить смазку в сроки, указанные в карте смазки; тщательно и своевременно проводить профилактическое обслуживание, технические осмотры и ремонты.

Чтобы уменьшить трения в механизмах и этим увеличить срок службы деталей, необходимо выполнять ряд существенных условий: добиваться требуемой чистоты обработки рабочей поверхности у восстановленных после износа деталей; наносить износостойкие покрытия на поверхности деталей, как восстановленных, так и новых; повышать твердость рабочих поверхностей деталей упрочнением их различными способами; обеспечивать хорошую подачу смазки к трущимся поверхностям; защищать щитками, кожухами, ограждениями рабочие поверхности сопряженных деталей от попадания на них пыли и стружки; защищать детали и механизмы от вредного влияния агрессивных газов, атмосферных осадков, грязи, пыли.

В настоящее время повышение долговечности большинства металлических деталей, особенно подвергающихся интенсивному изнашиванию, осуществляется лавкой твердых сплавов, хроми-ровайием, никелированием, меднением, закалкой пламенем и то­ками высокой частоты. Эти способы повышают износостойкость, но при длительной работе, особенно в условиях абразивного тре­ния, не являются эффективными.

* Агрегат—сборочная единица, обладающая свойствами полной взаимозаменяемости, возможности сборки отдельно от других сборочных единиц или изделия в целом и самостоятельного выполнения определенной функции в изделиях различного назначения (редуктор, электродвигатель, коробка передач).

Среди способов, в значительной степени обеспечивающих повышение долговечности и износостойкости деталей, следует отметить следующие.

Упрочнение деталей методом наклепа. Одним из методов повышения прочности и долговечности деталей является упрочнение их поверхностей дробеструйной обработкой, наклепыванием шаиками, специальными бойками или обкаткой роликами. При помощи наклепа удается значительно увеличить срок службы деталей при сохранении прежних условий

эксплуатации. Существуют данные о том, что дробеструйная обработка повышает долговечность коленчатых валов 10 раз, спиральных пружин—в 2—3 раза, зубчатых передач и валов—в 5—6 раз, сварных соединений—в 3 раза.

Весьма эффективна дробеструйная обработка (наклеп) деталей, поверхности которых имеют следы механической обработкиили коррозии.

Сущность процесса дробеструйного наклепа заключается в том, что деталь, обычно прошедшая термическую обработку, подвергается действию потока дроби обычно из отбеленного чугуна. Дробинки, отбрасываемые лопатками быстровращающегося ротора механического дробемета или увлекаемые воздушной струёй пневматического дробемета, производят поверхностный наклеп деталей. При этом повышаются твердость и прочность поверхностного слоя, а также создается благоприятное распределение внутренних напряжений по сечению детали.

Для повышения усталостной прочности деталей применяется также обработка их поверхностей стальным закаленным роликом.

Деталь устанавливают в патроне или центрах станка, а державку или приспособление с роликами—на суппорте

Скорость обкатки составляет 30—100 м/мин. Удельная нагрузка ролика выбирается в зависимости от прочности упрочняемой поверхности детали, диаметра ролика и требуемой шероховатости поверхности в широких пределах (от 500 до 1500 Н/мм²). Практически достижимая широховатость поверхности после обкатывания – 1,5 – 2 мкм. при исходной частоте 3-му. и 4-му. классу, а возрастание поверхностной твердости деталей (штоков, валов и др.) возможно на 15 –20 %, придела усталости на 25 – 60 %.

Химик-техническая обработка поверхности деталей достигается путем насыщения углеродом (цементайия) или азотом (азотирование).

Цементация позволяет повысить износостойкость стальных деталей машин за счет термической обработки. Цементации подвергаются детали из легированных сталей, работающий при высоких удельных нагрузках и трении, а также испытывающие в процессе эксплуатации ударные нагрузки (шейки валов, шатуны, зубья зубчатых колес и т.д.).

Применяя твердые карбюризаторы в процессе цементации можно довести содержание углерода в поверхностном слое до 2 %, что обеспечивает твердость поверхностного слоя деталей после закалки и отпуска до 58 HRC средняя скорость науглероживания составляет 0,08 – 0.1 миллиметра в час, по этому для получения цементованного слоя глубиной от 0,5 до 2мм. Требуется около 12 – 15 часов.

Жидкостная цементация применяется для обработки мелких деталей, когда требуется получить цементованный слой быстро небольшой глубины. Процесс ведется при температуре 840 – 860 градусов Цельсия. В течение 0,5 – 2,5 часа. За это время удается получить цементованный слой глубиной 0,2 – 0,6 мм., который после соответствующей термической обработки обладает твердостью 48 – 56 HRC.

Азотированием удается получить твердость поверхностного слоя стальных деталей, в 1,5 – 2 раза большую, чем цементированием и закалкой. Кроме того, при азотировании резко повышаются коррозионная стойкость, износостойкость и усталостная прочность стальных деталей. Азотированию подвергаются детали из легированных сталей, которым предъявляются особые требования в отношении износостойкости и антикоррозийности, например: гильзы цилиндров, детали топливной аппаратуры, плунжеры, измерительный инструмент и т.д.

Поверхностной закалкой упрочняют детали из углеродистой стали марок 40,45,50 и малолигированной хромистой и марганцовистой стали. Детали из этих сталей при обычных способах закалки имеют подвижную пластичность и вязкость, так как прокладываются по всему сечению.

Нагрев поверхности детали под закалку производят кислородно-ацителеновым пламенем (пламенная закалка) или токами высокой частоты (закалка ВТЧ). При пламенной закалки поверхности детали подвергаются местному нагреву и последующему быстрому охлаждению. Для нагрева могут быть использованы стандартные сварочные горелки, у которых сварочные мундштуки заменяют специальными многопламенными закалочными наконечниками. Плоские и фасонные наконечники применяют для закалки плит, швеллеров и тел вращения ( катков, колес и д.р.). кольцевые и полукольцевые наконечники предназначаются для закалки шеек волов, бурильных труб, буровых штанг и других цилиндрических деталей. Контурные наконечники применяются для закалки зубьев шестерен. Расстояние между наконечниками горелки и закалевоемой поверхностью выдерживают в пределах 10 – 15 мм. Нагрев поверхности производят до свтло-красного цвета. Охлаждение поверхности детали производят водой или эмульсией, которая подводится к закалочным наконечникам и, вытекая через специальные отверстия, создает водяной душ, отстоящий на 10 –20 мм. от пламени горелки.

Детали, прошедшие поверхностную закалку, подвергаются низкому отпуску с нагревом до температуры 200 градусов Цельсия с последующим медленным охлаждением в масляных ваннах с электрическим подогревом. Время выдержки деталей в нагретом состоянии определяют из расчета 1 час на 1 сантиметр радиуса детали. После отпуска производится окончательная обработка деталей доводкой, шлифованием, полированием.

Поверхностная закалка деталей при нагреве токами высокой частоты применяется для упрочнения деталей буровых станков и горных машин. Преимущество способа заключается в том, что он может использоваться для закалки как наружных, так и внутренних поверхностей диаметром более 11 мм. Закалка ТВЧ может обеспечивать местную закалку отдельных частей детали, например шеек коленчатых валов, зубьев шестерен, а также обеспечивает высокую производительность, малы деформации закаливаемых деталей, полная отсутствие окалины после закалки и значительное улучшение санитарно-технических условий труда рабочих.

После закалки ТВЧ производят низкий отпуск и обработку деталей, так же как и при пламенной поверхностной закалке.

Электроискровое упрочнение деталей основано на переносе частиц материала от воздействия эмульсных электрических разрядов, возникающих между изделием (катод) и упрочняющим электродом (анод), включенным в электрический колебательный контур. В канале разряда температура достигает 10000 градусов Цельсия. Процесс упрочнения поверхности изделия обычно производится в воздушной среде с вибрацией электрода. Глубина упрочненного слоя, получаемая на электроискровых установках колеблется в пределах — 0,02 — 0,03 мм. Электроискровые установки содержат следующую аппаратуру: вибратор, понижающий трансформатор, выпрямитель и блок конденсаторов. В качестве электродов применяются упрочняющие твердосплавные электроды Т15К6, Т30К4 и др..

При управлении твердым сплавом микротвердость достигает 20 000 Н/мм. Износостойкость деталей, упроченных электроискровым способом, в несколько раз выше, чем новых деталей. Они обладают также повышенными антикоррозийными свойствами, в том числе не подтверждены эрозионному разрушению в струе воды.

ТЕМА 3

ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ