Восстановление деталей обработкой под ремонтный размер

При этом способе одну из изношенных деталей сопряжения (вал или отверстие цилиндра) подвергают механической обработке, придавая ей заданный ремонтный размер и устраняя при этом искажения геометрической формы и дефекты поверхности (риски, задиры), обеспечивают предписанную чертежом шероховатость. Другую деталь сопряжения заменяют новой указанного ремонтного размера или восстановленной под этот ремонтный размер. Например: в сопряжении "гильза — поршень" обычно восстанавливают гильзу по рабочей поверхности цилиндра под ремонтный размер путем расточки с последующим хонингованием, а поршень ремонтного размера изготавливают новый; в сопряжении "коленчатый вал — вкладыши" коренные и шатунные шейки восстанавливают механической обработкой под ремонтный размер (шлифование, суперфиниширование), а вкладыши ремонтных размеров изготавливают новые на заводах автомобильной промышленности. Поршни и вкладыши поступают в АРП или АТП (на станцию техобслуживания) как запасные части.

Вопрос о том, какая деталь должна заменяться, а какая восстанавливаться, решается в основном соображениями экономического характера. Более дорогую деталь во всех случаях целесообразно восстанавливать под ремонтный размер, а менее дорогую — заменять новой.

Примером, когда обе детали сопряжения восстанавливают под ремонтный размер, может служить сопряжение "втулка клапана — клапан". Втулку развертывают под ремонтный размер, а стержень клапана восстанавливают под увеличенный ремонтный размер гальваническим наращиванием.

Ремонтный размер детали зависит от ее износа и припуска на обработку. Износ детали U устанавливают обмером ее соответствующим инструментом. Чаще всего вал измеряют микрометром, а отверстие цилиндра индикаторным нутромером. Припуск на обработку Z назначается с учетом характера обработки, типа оборудования, размера и материала детали. Припуск должен учитывать искажения геометрической формы, вызываемые неравномерным износом, и способствовать получению правильной геометрической формы изношенной детали после механической обработки без наличия следов износа на ее рабочей поверхности. Обычно при токарной обработке или расточке Z=0,05...0,10 мм, при шлифовании (хонинговании) Z=0,03...0,05 мм.





Уменьшение диаметра шейки вала или увеличение диаметра отверстия за один ремонт с учетом износа и припуска на обработку называется ремонтным интервалом. Формирование ремонтного интервала и получение ремонтного размера показаны на рис. 3.2. При равномерном износе вала ремонтный интервал.



а первый ремонтный размер



где d_н — номинальный размер вала, мм.



Однако на практике детали изнашиваются, как правило, неравномерно, и измерять их износ на сторону U без спецприспособления или специнструмента невозможно. Поэтому при контроле и сортировке определяют максимальный износ на диаметр U_max. Для этого измеряют диаметр максимально изношенного вала или отверстия, а затем, зная их номинальные размеры, вычисляют износ U_max:

для вала



где d_min — минимально допустимый диаметр вала, мм;

для отверстия



где D_max — максимально допустимый диаметр отверстия, мм;

D_н — номинальный размер отверстия, мм.

Соотношение износа на сторону U и максимального износа на диаметр U_max можно выразить через коэффициент неравномерности износа



При равномерном износе U=0,5U_max, тогда β=0,5; при одностороннем износе U=U_max, а β=1. Таким образом, β=0,5...1,0. Например, для шеек коленчатого вала β=0,6; для гнезд под подшипники в картере коробки передач β=0,8.



С учетом соотношения (3.2) формула (3.1) примет вид:



Число ремонтных размеров для валов



где Δd — допустимое уменьшение диаметра вала, мм;

для отверстий



где γ_A — ремонтный интервал отверстия.

Минимально допустимый диаметр вала устанавливают исходя из глубины закаленного слоя и других лимитирующих факторов (прочности, толщины антифрикционного слоя вкладышей подшипников и др.). Максимальный допустимый диаметр отверстия устанавливают исходя из прочности и других факторов.



Пример. Определим ремонтный интервал и число ремонтных размеров коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130 при следующих исходных данных: U_max=0,10 мм; β=0,60; Z=0,05 мм; допустимое уменьшение диаметра шейки вала Δd=1,50 мм.

Подставляя исходные данные в формулу (3.3), получим:

γ_в=2(0,60·0,10+0,05)=0,22 мм.

На практике показатель γ_в принимают равным 0,25 мм, а число ремонтных размеров рассчитывают по формуле (3.4): n_в=1,50/0,25=6, что также соответствует техническим условиям на ремонт коленчатых валов двигателя ЗИЛ-130.

При обработке деталей под ремонтные размеры снимаются небольшие припуски, соответствующие чистовой обработке. Поэтому геометрия режущего инструмента и режимы обработки остаются теми же, что и при соответствующих операциях механической обработки. Допуски на ремонтные размеры вала и отверстия остаются теми же, что и на номинальные размеры, так как их размеры находятся в тех же размерных интервалах. Характер сопряжения (посадка) деталей при этом восстанавливается до заданного значения предприятием-изготовителем.

Обработка деталей под ремонтные размеры нашла широкое применение при восстановлении деталей (15...30%) по причинам простоты технологического процесса и применяемого оборудования, высокой технико-экономической эффективности, а также возможности повторного (многократного) восстановления детали.

Недостатки способа отмечались в подразделе 3.1.