МЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ШЕЙКИ ВАЛОВ С ПОМОЩЬЮ СВАРКИ

АННОТАЦИЯ

Изучено структурной изменения разности температуры при неравномерной распределения теплоты сварочной работы типа валов. Исследовано изменения   размеров вала в восстановления сваркой. Предложен способ сварки изношенной части валов с меньшим изгибом.

ABSTRACT

The structural change of the temperature difference was studied with an uneven distribution of heat of welding work such as shafts. Investigated the change in shaft dimensions in recovery by welding A method of welding a worn part of shafts with a smaller bend is proposed.

Ключевые слова: вал, износ, сварка, изгиб, электрод, поверхность, металл, условия труда, композитные материал, восстановления.

Keywords: shaft, wear, welding, bending, electrode surface, metal, conditions of work, composite material recovery.

Износятся валы, шкивы, шестерни и другие детали на установочных поверхностях, пазах под шпонки, резьбе и других местах. В результате поверхности трения становятся овальными, коническими, бочкообразными или седловидными, пазы под шпонки расширяются, резьба изгибается, срезается и удлиняется. Изношенные валы можно отремонтировать разными способами.

Метод ремонта выбирается из следующих условий:

1. Размер шкалы: при съедании более 2 мм металл покрывается разжижением или металлизацией; При небольшом износе (до 0,15-0,2 мм) применяется метод гальванического покрытия металла или пересчета на размер ремонта детали.

2. Условия эксплуатации вала: если вал работает при ударной нагрузке, металлизация будет иметь ограниченное применение; Слой хрома формируется на поверхности вала, работающего в агрессивной среде, для вала, работающего в агрессивной среде, покрытие из расплава наносится с использованием марганцевого или хромированного электрода.

3. В зависимости от наличия ремонтного инструмента: при отсутствии в ремонтно-механическом цехе оборудования для металлизации, плавки используются ремонтные кольца (втулки).

4. В зависимости от наличия ремонтных систем калибровки: если компания разработала ремонтную систему калибровки, обычно изношенный вал переходит на следующий ремонтный размер шлифованием или шлифованием.

5. С экономической точки зрения: метод ремонта в тех же других условиях выбирается исходя из стоимости ремонта и срока службы детали.

Сегодня существует множество технологий для ремонта изношенных деталей валов. Например, изношенные детали заполняют электродуговой сваркой, нанесением покрытия расплавленным металлом, покрытием из металлополимеров и композиционных материалов, поверхностным покрытием с помощью различных других методов сварки, а затем ремонтируют путем механической обработки.

При сварке деталей валкового типа в основном металле происходят различные структурные изменения из-за неравномерного распределения тепла. К тому же из-за неравномерного нагрева металла размеры вала меняются неравномерно.

Среди российских экспертов были С.А.Богатырев, Ю.А.Демченко, Ф.Я.Родик. В своей работе при ремонте валов сначала нагревают изношенную деталь до размягчения, а затем прижимают подготовленную колбу [1]. Этот метод можно выполнять только при наличии специального оборудования. Т.В.Вигерина в своей исследовательской работе он ремонтировал коленчатые валы путем напыления и нанесения покрытия на металл.

Этот метод можно выполнять только при наличии специального оборудования. Т.В.Вигерина в своей исследовательской работе он ремонтировал коленчатые валы путем напыления и нанесения покрытия на металл [2, 3, 4].

В.В.Мешков в своей исследовательской работе он рекомендует тангенциальный метод обработки поверхности валов с покрытием [5]. По его словам, если к покрытой поверхности применить правильный метод, то ее качество улучшится. В зависимости от твердости добавляемого в покрытие материала выбираются скорость резания, тяга, толщина. Рекомендуется правильно выбирать передний и задний углы фрезы.

Е.Г.Григорева, Д.А.Чинахов в своей научно-исследовательской работе рекомендовали использование двухпоточного газа СО₂ при нанесении покрытий на легированные стали.

Улучшает механические свойства свариваемой детали [6, 7].

Целью подготовки поверхности валов к металлическому покрытию является устранение геометрических дефектов поверхности (овальность, бочкообразная форма и т. д.) И увеличение шероховатости. При подготовке поверхности вала нарезается нарезанная на поверхности резьба (шаг 0,8-1,2 мм, глубина 0,5-0,8 мм). На поверхности не должно быть масляных пятен и других загрязнений, поэтому резьба нарезается один раз за проход, а затем обрабатывается в потоке песка.

Если цапфа съедена конической, то покрытая металлом поверхность должна быть ступенчатой ​​(рис. 1, в), чтобы не снижалась прочность цапфа, и хорошо сохранился покрытый слой.

Для защиты конца вала от напряжений защитные выступы ориентируют, приваривают (рис. 1, ж, г) или ориентируют прорези.

0,4-0,6% углеродистой (сталь 50) стальной проволоки (d 1,5 мм) для металлической наплавки валов и шейки и 0,1 для наплавки шкивов и шестерен Проволока из низкоуглеродистой стали с содержанием углерода -0,2% (Таблица 10, Таблица 20) использовал. Пистолет с металлическим покрытием крепится к опоре автомата или к специальному устройству на расстоянии 75-80 мм от вала. Геометрическая ось потока металл-воздух (конус рассеивания) должна быть немного выше оси центральной линии станка.

Рисунок 1. Сварка изношенных валов (а, б) и восстановление с использованием металлизации (v-d)

Изношенная часть вала перед ремонтом подвергается механической обработке. В зависимости от конструкции детали выбираются начальные этапы обработки. В нем также должны быть отражены дополнительные процессы, связанные с прочностью вала.

Необходимо на определенную глубину вырезать проеденную часть вала. Подбирается в зависимости от диаметра вала, например, если диаметр вала 12,5 - 25 мм, глубина пропила 1,5 - 2 мм; Если он 25-75 мм, его направляют на глубину 2,5-3 мм.

Сегодня существует множество технологий для ремонта изношенных деталей валов. Например, изношенные детали заполняют электродуговой сваркой, нанесением покрытия расплавленным металлом, покрытием из металлополимеров и композиционных материалов, поверхностным покрытием с помощью различных других методов сварки, а затем ремонтируют путем механической обработки.

Если износ шлицевых поверхностей вала составляет от 0,1 до 0,2 мм, их наращивают электросваркой, а затем шлифованием доводят зубья прорези до нужного размера. Если поведение с пазами на ценности износы и раздавлены, то поверхность заполняется расплавленным металлом, а затем пазы с пазами снова открываются. Если отверстия на валу и резьбовые поверхности изношены, их можно отремонтировать таким же образом. Если резьбовое соединение не несет большой нагрузки, можно уменьшить его на один размер.

В настоящее время механические цеха хлопкоочистительных заводов, текстильных предприятий и других малых предприятий региона не имеют современного оборудования. Поэтому при ремонте валов сваривают поверхности электродуговой сваркой. В основном они используют методы оси вала и спирали. Квалификация сварщика и машиниста не выше 4 разряда, поэтому качество ремонта низкое.

В связи с вышеизложенным, мы поставили перед собой цель, выбрать в данном случае более качественный ремонт. Для этого было изготовлено 4 вала диаметром 25 и 30 мм из наиболее широко применяемого материала Ст 30. Для ее перекрытия был взят паз шириной 55 мм и глубиной 2 мм (рис. 2). Чтобы определить дефекты на поверхности валов, его разделили на 4 равные части. Мы обозначили валы цифрами от 1 до 4. С помощью индикатора по часовой стрелке мы измерили «биение» на поверхности вала. Эти результаты необходимы для изучения влияния изгиба вала на покрытие. Результаты тестирования показаны на рисунке 3. В этом случае знак «+» означает выступ, а знак «-» впадину.

Анализ литературы показывает, что при ремонте валов покрытие получают осевым и спиральным методами. Мы также определили, как покрыть каждый вал:

Вал 1 - по оси (→);

Вал 2 - спиральный (↑­);

Вал 3 - первый слой осевой, второй слой спиральный (→↑­);

Вал 4 - первый слой спиральный, второй слой осевой (­↑→).

Рисунок 2. Подготовка валов к ремонту

Рисунок 3. Состояние поверхности вала, в мкм

Для заливки использовался электрод 3 мм марки ЦЗЭ 422, который сейчас широко применяется. Покрытие было получено на аппарате дуговой сварки, на переменном токе. Диаметр валов (рис. 4) проверили на измерительном приборе, чтобы убедиться, что они охлаждаются на воздухе и не гнутся от тепла. Результаты измерений показаны на рисунке 5. Сравнивая его с результатом предыдущего измерения, можно увидеть, что вал 2 сильно изгибается. При ручной сварке процесс медленный, поэтому выделяющееся тепло не рассеивается быстро, в результате чего вал быстро расширяется, что приводит к его изгибу. 4-вал также имеет относительный изгиб, только меньший из-за размера диаметра и тонкости спирального покрытия. Изгиб валов при осевом способе покрытия незначительный.

Заключение. Из этого можно сказать, что при ручной сварке в электрической дуге мы рекомендуем использовать первый и третий методы. Если покрытие получают на автоматическом сварочном аппарате, можно использовать второй метод, поскольку он имеет высокую скорость нанесения покрытия и медленное накопление тепла на одной стороне вала.

Рисунок 4. Внешний вид полученного покрытия 

Рисунок 5. Состояние поверхности вала после сварки, в мкм

Список литературы:

1. Богатырев С.А. и др. Патент RU 2132762.
2. Вигерина Т.В. Технологии восстановления коленчатых валов двигателей  из высокопрочного чугуна и поверхностным пластическим деформированием. Автореферат на соискание к. т. н. – Минск. 2013 г. 
3. Дадаханов Н.К., Каримов Р.И. Усовершенствование конструкции рифленой цилиндра.// UNIVERSUM:Технические науки. -Москва, 2021. № 2(83-2), с. 34-38.
4. Дадаханов Н.К., Бобоев У.А. Исследование оптимального метода ремонта изношенной части валов с помощью сварки.//Научно-технический журнал НамИТИ. -Наманган, 2019 г. №2. с. 143-149.
5. Мешков В.В. Совершенствование технологии нанесения и тангенциального точения наплавочных покрытия рабочих поверхностей деталей с обоснованием рациональных режимов. Автореферат на соискание к. т. н. – Саратов. 2012  г.
6. Григорева Е.Г., Чинахов Д.A. O возможности использования разработанного способа сварка с двухструнную  газовой зашитой для восстановления изношенные поверхностей деталей. Труды Всероссийской научно - практические конференция. 9-11 ноябрь. - Новокузнецк. 2012 г.
7. Иванов В.П. Повышение качества восстановления деталей с нанесением покрытие. // Горная техника. -М. 2009 г. №4. с. 80-87.