ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ВАЛОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ РАСХОДНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ ГРУППЫ LOCTITE
Рубрики: ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
Авторы:
1.
Астраханский государственный технический университет
2.
Астраханский государственный технический университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 33
по 44
Статус:
Опубликован
Получено:
10.10.2018
Одобрено:
15.10.2018
Опубликовано:
15.10.2018
Классификаторы:
УДК 627. 352, 004,6(03)
ГРНТИ 20.01 Общие вопросы информатики
ГРНТИ 26.03 Общественно-политическая мысль
ГРНТИ 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
ГРНТИ 44.01 Общие вопросы энергетики
ГРНТИ 45.01 Общие вопросы электротехники
ГРНТИ 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
ГРНТИ 62.01 Общие вопросы биотехнологии
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
ГРНТИ 73.34 Водный транспорт
ГРНТИ 20.01 Общие вопросы информатики
ГРНТИ 26.03 Общественно-политическая мысль
ГРНТИ 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
ГРНТИ 44.01 Общие вопросы энергетики
ГРНТИ 45.01 Общие вопросы электротехники
ГРНТИ 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
ГРНТИ 62.01 Общие вопросы биотехнологии
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
ГРНТИ 73.34 Водный транспорт
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
вал-втулочные соединения, износ, ремонт, восстановление, технология, ремонтные материалы, зона износа (разгружения), шпонки, шлицы, подшипники, зубчатые колёса, склеивание, полимеризация
Аннотация (русский):
Предложены технологические меры обеспечения современного уровня ремонтопригодности валов механических передач машин наземного транспорта, характеризуемые их приспособленностью к поддержанию работоспособного и контролепригодного состояния, а также блочностью и легкосъёмностью. В качестве расходного материала для восстановления валов применён немецко-американский бренд адгезивов, герметиков и поверхностных обработок LOCTITE. Технологическими мерами ремонта валов предусмотрен выбор наиболее рационального способа ремонта и защиты от износа вал-втулочных соединений (ВВС) в зависимости от степени изношенности частей вала, а также выбор ремонтных материалов в системе обеспечения ремонтов LOCTITE®. Определено, что технология ремонта ВВС с применением материалов LOCTITE способствует предотвращению общих отказов и продлению срока службы валов. После ремонтного использования валов исключаются появления отходов и дополнительных затрат на замену деталей вал-втулочных соединений, облегчается разборка узла, механизма по принадлежности вала, обеспечивается безотказная и плавная работа узла путём доведения параметров изношенного вала детали до параметров нового.
Предложены технологические меры обеспечения современного уровня ремонтопригодности валов механических передач машин наземного транспорта, характеризуемые их приспособленностью к поддержанию работоспособного и контролепригодного состояния, а также блочностью и легкосъёмностью. В качестве расходного материала для восстановления валов применён немецко-американский бренд адгезивов, герметиков и поверхностных обработок LOCTITE. Технологическими мерами ремонта валов предусмотрен выбор наиболее рационального способа ремонта и защиты от износа вал-втулочных соединений (ВВС) в зависимости от степени изношенности частей вала, а также выбор ремонтных материалов в системе обеспечения ремонтов LOCTITE®. Определено, что технология ремонта ВВС с применением материалов LOCTITE способствует предотвращению общих отказов и продлению срока службы валов. После ремонтного использования валов исключаются появления отходов и дополнительных затрат на замену деталей вал-втулочных соединений, облегчается разборка узла, механизма по принадлежности вала, обеспечивается безотказная и плавная работа узла путём доведения параметров изношенного вала детали до параметров нового.
Ключевые слова:
вал-втулочные соединения, износ, ремонт, восстановление, технология, ремонтные материалы, зона износа (разгружения), шпонки, шлицы, подшипники, зубчатые колёса, склеивание, полимеризация
вал-втулочные соединения, износ, ремонт, восстановление, технология, ремонтные материалы, зона износа (разгружения), шпонки, шлицы, подшипники, зубчатые колёса, склеивание, полимеризация
Введение Технология ремонта валов раскрывает вопросы, касающиеся работоспособности наземных типичных соединений (НТМ), смонтированных на валах, а также вопросы, касающиеся самих валов. Различные разделы описывают шпоночные соединения, шлицевые и зубчатые валы, конусные и цилиндрические посадки. Они включают стягивающие элементы и зажимные соединения, а также шпоночные или резьбовые соединения, применяемые для закрепления деталей и балансирования их положения на валу. Задачи исследования Воздействия окружающей среды и тяжёлые условия при эксплуатации вал-втулочных соединений (ВВС) могут привести к износу, появлению эрозии, коррозии деталей валов и нарушению герметичности соединений и т. д. Данная технология описывает способы ремонта изношенных деталей валов или их активной защиты от износа [1-3]. В предложенной технологии ремонта валов все виды ремонта расположены в определённом порядке, в зависимости от типа и степени износа. Это позволяет облегчить принятие решения о методе ремонта: - гильзование для моментального восстановления изношенного или повреждённого вала или создания гладкой поверхности вала; - приклеивание путём заполнения зазора ремонтным составом без ослабления детали; - восстановление сильно изношенных валов эпоксидной смолой с содержанием металлов стали либо алюминия и керамики. Вопросы, связанные с надёжностью и техническим обслуживанием ВВС, становятся для фирм, эксплуатирующих НТМ, всё более актуальными Авторы статьи понимают проблемы, с которыми приходится сталкиваться эксплуатационникам НТМ на пути обеспечения надёжности, безопасности и долговечности ВВС. С этой целью предложены ремонтные материалы LOCTITE для экономичного, лёгкого и эффективного ремонта ВВС и защиты их поверхностей. LOCTITE - это немецко-американский бренд адгезивов, герметиков и поверхностных обработок, которые включают в себя акриловые, анаэробные, цианоакрилатные, эпоксидные, термоплавкие, силиконовые, уретановые и ультрафиолетовые (световые) технологии, продвинутые на рынок фирмой Henkel (немецкой химической компанией, работающей в трёх направлениях: чистящие и моющие средства, косметика и средства личной гигиены, технология склеивания; компания занимает 486 место в Fortune Global 500 (2011 г.)) [4, 5]. Расходные ремонтные материалы LOCTITE фирмы Henkel Для восстановления, склеивания и фиксации ВВС рекомендуются материалы фирмы Henkel, приведённые в табл. 1. Таблица 1 Применение расходных материалов при восстановлении шпоночного паза Метод ремонта Группа клеев Применяемый клей Зазор (вид посадки) Степень износа Время полимеризации (сталь), ч Восстановление, установка шпонки в изношенной канавке анаэробный клей LOCTITE® 648 переходная посадка/посадка с зазором сильно изношенная шпоночная канавка 12 Создание новой шпоночной канавки эпоксидная смола LOCTITE® Hysol® 3478 А&В переходная посадка/посадка с зазором сильно изношенная шпоночная канавка 24 Склеивание анаэробный клей и активатор LOCTITE® 660 + LOCTITE® 7649 средний зазор до 0,25 мм 12 Склеивание эпоксидная смола и разделительный состав LOCTITE® Hysol® 9466 A&B средний зазор от 0,2 до 0,5 мм 24 Восстановление эпоксидная смола и разделительный состав LOCTITE® Hysol® 3478 A&B большой зазор от 0,5 мм 24 Кроме того, для защиты от износа применяют химостойкое вещество (IDH № 254469), обеспечивающее работоспособность валов при температуре до 205 °С. В качестве простых износостойких покрытий предложено использовать LOCTITE® Nordback 7227 и 7228 с керамическим наполнителем, создающим тонкое гладкое покрытие, работоспособное до внешней температуры, достигающей 90 °С. В качестве эпоксидных двухкомпонентных конструкционных клеев применяют LOCTITE® Hysol® 3421 A&B, а также аналогичные клеи № 3430, 3450; кроме того, применяется высокотемпературный и высокопрочный клей № 9492 А&В. Для восстановления изношенных поверхностей валов применяют эпоксидные двухкомпонентные шпаклёвки с содержанием металлов: износостойкую LOCTITE® Hysol® 3474 A&B с содержанием стали и высокотемпературную LOCTITE® Hysol® 3479 A&B. В качестве дополнительного компонента для сухой разделительной смазки применяют аэрозоль LOCTITE® 8192. При необходимости применения фиксатора следует использовать материал LOCTITE® 248, обладающий средней прочностью и твёрдостью. Ремонт шпоночных соединений вал-втулка Дефекты, устраняемые при ремонте призматических и других видов шпонок: - выравнивание положения призматической шпонки; - новый шпоночный паз на валу и во втулке; - склеивание анаэробными клеями; - склеивание эпоксидными смолами; - восстановление паза эпоксидными смолами с содержанием металла. Для деталей тормозных шкивов и зубчатых колёс чаще всего наблюдаются (рис. 1): - износ шпонки или шпоночного паза, в т. ч. шпонки и паза; - ремонт изношенных шпонок; - защита новых и восстановленных деталей узла шпоночного соединения от износа, истирания и химического воздействия. Рис. 1. Посадочная зона зубчатого колеса на вал с призматической шпонкой: 1 - вал; 2 - шпонка Ниже описана технология ремонта призматических шпонок, однако аналогичным образом можно ремонтировать и другие типы шпонки, к которым относятся: сегментные шпонки, клиновые врезные шпонки, а также конические шпонки. Причина дефектов шпоночных соединений: - неточная обработка приводит к ослаблению крепления деталей с применением шпонок, что влечёт за собой возникновение микроперемещений, а значит, и износа; - знакопеременные нагрузки; - комбинированные нагрузки; - повреждения, возникшие в процессе сборки шпоночного узла; - неправильная сборка вследствие загрязнения деталей; - нарушение положения шпонки при её установке вследствие применения чрезмерного усилия. Применяемые для ремонта расходные материалы представлены в табл. 1. Для ускорения полимеризации состава соединение рекомендуется нагреть до температуры 120 °С. Выравнивание положения призматической шпонки сильно изношенных шпоночных соединений выполняется в следующей редакции (рис. 2): - разберите узел (рис. 2, а); - подберите шпонку следующего стандартного размера; - расточите изношенную шпоночную канавку до размеров новой шпонки (рис. 2, б); - сточите выступающую часть новой шпонки сверху и с боков таким образом, чтобы её размеры соответствовали размерам шпоночной канавки насаживаемой детали; - зашкурьте поверхности, на которые будет нанесён клей; - очистите эти поверхности средством для очистки и обезжиривания LOCTITE® 7063; - нанесите LOCTITE® 648 на поверхности шпоночной канавки вала; - вставьте шпонку в шпоночную канавку вала; - удалите лишний состав; - если на шпонку действуют большие нагрузки, то дополнительно на всю поверхность вала, контактирующую с насаживаемой деталью, нанесите состав LOCTITE® 648; - соберите узел с уже установленной шпонкой; - удалите лишний состав; - дождитесь полной полимеризации клея. Рис. 2. Выравнивание положения призматической шпонки на посадочной поверхности червячного колеса: а - общий вид узла; б - ремонтная шпонка Возможен другой вариант выравнивания положения призматической шпонки, заключающийся в нарезке новой шпоночной канавки на валу (рис. 3), что обусловлено значительным износом шпоночных канавок на валу и на втулочной поверхности. Рис. 3. Нарезка новой шпоночной канавки при сильном износе канавок на валу и втулке: 1 - старая канавка; 2 - новая; 3 - заполнение эпоксидной смолой Hysol 4378 старой канавки в зоне износа Если износ деталей слишком сильный, может потребоваться создание новых шпоночных канавок. В этом случае старые канавки могут быть заполнены следующим способом (см. рис 3): - разъедините детали; - очистите эти детали средством для очистки и обезжиривания LOCTITE® 7063; - нанесите LOCTITE® Hysol® 3478 А&В Superior Metal в шпоночные канавки вала и втулки. Не оставляйте пустот; - дайте составу полимеризоваться в течение 24 ч; - если необходимо наличие круглой поверхности, обработайте полимеризовавшийся состав; - проточите новые шпоночные канавки на валу и втулке; - снова очистите детали средством для очистки и обезжиривания LOCTITE® 7063; - нанесите небольшое количество резьбового фиксатора LOCTITE® 243 на стенки новой шпоночной канавки; - вставьте шпонку в шпоночную канавку; - удалите лишний клей; - соберите шпоночный узел; - дайте составу полностью полимеризоваться. Для целей активной защиты шпоночного соединения от износа необходимо исключить микроперемещения шпонки в канавке, приводящие к износу, несмотря на то, что в новом узле зазор между шпонкой и стенками шпоночной канавки обычно очень мал или отсутствует вовсе. Однако со временем изнашивание может повлечь потерю прочности и разбалтывание шпоночной канавки. Для устранения зазора: - нанесите фиксатор LOCTITE®, обладающий высокой прочностью, однако позволяющий легко разбирать шпоночный узел для обслуживания, на поверхности шпонки и канавки, зазоров; - если требуется извлечь шпонку, выбейте её при помощи молотка и зубила или выколотки; - очистите шпонку и шпоночную канавку средством для очистки и обезжиривания LOCTITE® 7063; - нанесите несколько капель фиксатора LOCTITE® 243 на поверхность шпоночной канавки или несколько капель фиксатора LOCTITE® 248 на шпонку; - вставьте шпонку в шпоночную канавку; - удалите лишний состав; - перед насаживанием детали на вал дайте составу полимеризоваться. В результате проведённых действий будут исключены микроперемещения, приводящие к износу, коррозии и истиранию деталей шпоночного соединения. Ремонт шлицевых соединений валов Очевидно, что для скользящих и нескользящих шлицов (рис. 4) необходимо принимать различные ремонтные решения, причиной которых, как правило, являются: - комбинированная знакопеременная нагрузка на узел шлицевого соединения; - повреждения, возникшие в процессе сборки; - нарушение правил сборки загрязнения деталей; - неправильная установка шлицов - чрезмерное усилие на зубчатый вал. Рис. 4. Карданный шарнир на шлицевом валу: а, б - демонтаж (разборка) и общий вид: 1 - втулка; 2 - вал; 3 - зона разрушения шлицов; в - ремонтные решения В случае скользящих шлицов необходимо наносить разделительный состав на шлицевой вал, чтобы обеспечить скольжение. При нескользящих шлицах такой необходимости нет, поэтому методы ремонта шлицевых и зубчатых валов при скользящих и нескользящих посадках различаются. Ниже представлен метод ремонта шлицевых валов только при нескользящих посадках, направленный на: - прекращение дальнейшего изнашивания и предотвращение поломки шлицов; - снижение времени простоя изделия в ремонте; - исключение дополнительных затрат на новые детали узла; - повторное использование изношенных деталей. В зависимости от степени износа шлицов либо зубьев применяются расходные материалы, приведённые в табл. 2. Таблица 2 Расходные материалы для ремонта шлицевых и зубчатых валов Метод ремонта Группа клеев Применяемый клей Зазор (вид посадки) Величина зазора, мм Время полимеризации (сталь), ч Склеивание нескользящих шлицов анаэробный клей и активатор LOCTITE® 660 + LOCTITE® 7649 средний до 0,25 12 эпоксидный состав LOCTITE® Hysol® 9466 A&B средний 0,2-0,5 24 эпоксидный состав с содержанием металла LOCTITE® Hysol® 3478 A&B большой от 0,5 24 Укажем также, что для скорейшей полимеризации составов соединение следует нагревать до температуры 120 °С. Для целей восстановления изношенных шлицов вала представим технологические решения в следующей последовательности, выбрав ремонтный состав расходных ремонтных материалов в зависимости от степени износа шлицов (зубьев) (см. табл. 2): - разберите (демонтируйте) узел; - если на переднем крае отверстия нет фаски, сделайте её рашпилем или точильным камнем. Обработайте шлицы (зубья) вала и втулки при помощи пескоструйного аппарата; - очистите детали шлицевого соединения очистителем LOCTITE® 7063; - проверьте область шлицов на наличие ржавчины, на ровность поверхности шлицов. Выступающие или неровные ржавые участки обработайте напильником или наждачной бумагой. Снова очистите поверхность; - перемешайте (только для LOCTITE® Hysol® 3478 А&В Superior Metal, не для LOCTITE® 660) и нанесите состав на вал. При работе с LOCTITE® Hysol® 3478 А&В пользуйтесь шпателем. Не наносите состав на втулку; - сразу после этого вставьте вал в отверстие втулки и удалите лишний состав. Дайте составу полностью полимеризоваться перед началом использования отремонтированных деталей. Таким образом, узел восстановлен и подготовлен к работе без капитального ремонта. При стремлении в условиях эксплуатации нового либо отремонтированного угла шлицевого соединения изделия защитить поверхность шлицевого либо зубчатого вала от интенсивного износа (истирания), в случае загрязнения зоны контакта вала и втулки либо в случае наличия взаимных перемещений, необходимо использовать молибденовую пасту LOCTITE® 8012, содержащую 65 % дисульфида молибдена и повышающую качество смазывания. Здесь следует иметь в виду, что молибденовая паста снижает трение, а постоянный низкий коэффициент трения, равный 0,06, создаёт благоприятные условия для контактирующих поверхностей шлицевого (зубчатого) вала и втулки (см. рис. 4). Ремонт валов в зоне посадочной поверхности подшипника Износ поверхности вала под подшипником возникает вследствие неточной обработки поверхности, что приводит к ослаблению крепления его деталей и влечёт за собой возникновение микроперемещений, а значит, и износа (рис. 5). Рис. 5. Износ и ослабление крепления внутреннего кольца подшипника на посадочной поверхности вала: 1 - вал; 2 - подшипник; 3 - изношенная поверхность вала Действующие осевые силы в косозубых передачах, как правило, превышают расчётные, что приводит к прокручиванию подшипника, вызванному незначительным заеданием в нём или большими радиальными нагрузками. Наряду с этим износ может быть обусловлен воздействием на детали узла агрессивных сред и работой подшипника при повышенных температурах, что приводит к появлению зазоров. Ремонтное закрепление подшипника на валу (см. рис. 5) осуществляется в зависимости от степени износа вала согласно рекомендациям табл. 3. Таблица 3 Расходные материалы для ремонта посадочных поверхностей подшипников Метод ремонта Группа клеев Применяемый клей Зазор (вид посадки) Степень зазора, мм, при склеивании/ восстановлении Время полимеризации (сталь), ч Вал-втулочная фиксация анаэробный клей LOCTITE® 648/668 посадка с натягом / переходная посадка до 0,0 (склеивание) 12 Склеивание анаэробный клей LOCTITE® 648/668 переходная посадка / посадка с небольшим зазором 0,0-0,08 (восстановление) 12 Склеивание анаэробный клей и активатор LOCTITE® 660+ LOCTITE® 7649 большой, средний зазор 0,05-0,25 (восстановление) 12 Склеивание эпоксидная смола LOCTITE® 9466 A&B большой, средний зазор 0,2-0,5 (восстановление) 24 Восстановление + склеивание эпоксидная смола с содержанием металла LOCTITE® Hysol® 3478 A&B + LOCTITE®660 максимальный, большой зазор от 0,5 (восстановление) 24 Как и прежде, для ускорения полимеризации ремонтных расходных материалов рекомендуется зону фиксации, склеивания либо восстановления нагревать до температуры 100 °С. Как следует из табл. 3, одним из важнейших технологических решений устранения износа посадочной поверхности подшипника на валу является вал-втулочная фиксация, согласно которой сильно изношенная поверхность вала под подшипником протачивается под ремонтную втулку, которая закрепляется на валу по ремонтной проточке (рис. 6). Рис. 6. Технология ремонта изношенной поверхности вала под подшипником применением ремонтной втулки (вал-втулочной фиксации): 1 - вал; 2 - подшипник; 3 - ремонтная втулка; 4 - поверхность фиксации Для этих целей требуется определить необходимые размеры втулки, подобрать для неё материал, соответствующий материалу вала, и изготовить её в соответствии с изношенной поверхностью вала. Далее требуется: - создать переходную посадку между валом и втулкой; - удостовериться в том, что действительный внешний диаметр вала совпадает с номинальным внутренним размером втулки; - зашкурить поверхность вала; - очистить детали узла средством для очистки и обезжиривания LOCTITE® 7063; - нанести необходимое количество LOCTITE® 648 по окружности вала на передний край той части, которую предстоит вставить в отверстие втулки. Также нанести состав на внутреннюю поверхность втулки. В случае горячей посадки (использование нагревания при сборке) нанести клей на холодные участки, полностью покрывая поверхность в местах соприкасания вала и втулки; - собрать и нагреть ВВС, если требуется для переходных посадок нагреть деталь втулки; - удалить лишний состав расходных ремонтных материалов (см. табл. 3); - дать составу полностью полимеризоваться. Аналогичным образом выполняется посадка подшипника на втулку после процесса полимеризации ремонтного материала. Следующим широко употребляемым видом ремонта сильно изношенной поверхности вала является совмещение процедуры восстановления вала (после проточки изношенной поверхности) и последующего склеивания по посадочной поверхности подшипника (рис. 7). Рис. 7. Технология ремонта изношенной поверхности вала совмещением восстановления и склеивания: 1 - обтачиваемая изношенная поверхность вала на глубину до 3 мм; 2 - восстановление поверхности проточки и её обработка под посадочный размер; 3 - посадка на вал внутреннего кольца подшипника на клей Восстановление сильно изношенной посадочной поверхности вала с последующей посадкой на клей подшипника осуществляется по следующей технологии: - обточите на токарном станке изношенную часть вала на глубину 1,5 мм при диаметре вала 15-25 мм. При диаметре вала 25-75 мм желательная глубина проточки - 3 мм; - закрепите концы изношенного участка вала в приспособлении типа «ласточкин хвост» для облегчения дальнейшего ремонта; - окончательно обточите черновую поверхность вала до шероховатости Rz = 100 pm; чем больше диаметр вала, тем более грубая обработка допускается; - очистите детали средством для очистки и обезжиривания Loctite® 7063; - нанесите тонким слоем LOCTITE® Hysol® 3478 А&В Superior Metal и покройте им неровности поверхности. Медленно поворачивая вал, продолжайте шпателем наносить состав. Для последующей обработки сделайте последний слой состава немного выше окончательного необходимого уровня; - дайте составу полимеризоваться в течение 12 ч при комнатной температуре. При необходимости скорейшей полимеризации нагрейте восстанавливаемый участок без использования открытого пламени до температуры 100 °C; - обработайте полимеризовавшийся состав зоны восстановления вала до получения требуемых размеров; - выполните токарную обработку детали без использования охлаждающей жидкости инструментом из быстрорежущей или углеродистой стали. При необходимости в шлифовке используйте наждачную бумагу; - закрепите подшипник на валу с применением клеевого состава LOCTITE® 660. В заключение укажем, что подшипники подвержены проворачиванию относительно валов, относительно своих гнёзд на валах и в своих гнёздах, что приводит к повреждению контактных поверхностей вне зависимости от вида посадки подшипника, при этом в зазоре между подшипником и валом возможно образование ржавчины, которая обрушаясь, является причиной увеличения зазора по поверхностям трения и возможных поломок. Для устранения такого дефекта необходимо: - зафиксировать соединение вал-втулочным универсальным высокопрочным фиксатором LOCTITE 648 или высокопрочным фиксатором LOCTITE 603, нечувствительным к масляной плёнке; - очистить детали средством для очистки и обезжиривания LOCTITE® 7063; - нанести необходимое количество вал-втулочного фиксатора LOCTITE® 648/603 по окружности переднего края вала. После чего принятыми средствами насадить подшипник на вал и удалить лишний состав. Ремонт конических соединений зубчатых колёс на валах Прослабление конических соединений при посадке зубчатых колес на валы обусловлено ошибочными размерами деталей вследствие неточного их изготовления, что влечёт за собой появление микроперемещений, а также попаданию загрязнений. Кроме того, микропере-мещениям на конических соединениях способствует их работа при повышенных температурах, вследствие чего требуется ремонт изношенных конических соединений (рис. 8). Рис. 8. Восстановление конического соединения зубчатого колеса на валу: 1 - вал; 2 - втулка зубчатого колеса; 3 - поверхность износа, подвергающаяся восстановлению; 4 - расходный материал склеивания Вид ремонта конического соединения выбирается согласно рекомендациям табл. 4 в зависимости от степени износа посадочной поверхности вала. Таблица 4 Технология ремонта и расходные материалы для ремонта изношенных конических соединений Метод ремонта Группа клеев Применяемый клей Зазор (вид посадки) Степень зазора, мм, при склеивании / восстановлении Время полимеризации (сталь), ч Гильзование анаэробный клей LOCTITE® 648 посадка с натягом / переходная посадка до 0,0 (склеивание) 12 Склеивание анаэробный клей LOCTITE® 648 посадка с натягом / переходная посадка до 0,08 (склеивание) 12 Восстановление + склеивание эпоксидная смола с содержанием металла LOCTITE® Hysol® 3478 A&B + LOCTITE® 648 максимальный зазор от 0,5 (восстановление) 24 Согласно табл. 4, сильно изношенные конические поверхности вала, воспринимающие пространственные нагрузки, особенно если зубчатое колесо является косозубым, восстанавливают применением ремонтной гильзы (рис. 9). а б в Рис. 9. Восстановление конического соединения методом гильзования и склеивания: а - зона износа конической поверхности вала: 1 - проточенная коническая поверхность вала; 2 - ремонтная коническая втулка (гильза); 3 - зубчатое колесо; б - склеивание по разъёмной конической поверхности конического соединения вала и соединение вала и зубчатого колеса в сборке узла; в - восстановление посадочной поверхности зубчатого колеса анаэробным клеем: 1 - вал; 2 - зубчатое колесо; 3 - посадочная поверхность конической втулки Технология гильзования имеет следующую последовательность действий, первое из которых - проточка конической поверхности вала под ремонтный размер втулки. Далее следует выполнить операции: - определить необходимый размер втулки, который в последующем должен обеспечить посадку с натягом между валом и втулкой (гильзой); - внешний диаметр втулки должен быть равен номинальному диаметру конуса; - зашкурить внутреннюю и наружную поверхности втулки; - очистить детали средством для очистки и обезжиривания LOCTITE® 7063; - нанести необходимое количество LOCTITE® 648 по окружности переднего края вала. Также нанести клей на внутреннюю поверхность втулки. В случае горячей посадки с использованием нагревания при сборке нанести клей на холодные части; - насадить коническую втулку на вал с нагреванием или без него, в зависимости от требований, предъявляемых к соединению. Обычно сборка с нагреванием повышает прочность полимеризующегося состава; - удалить лишний клей; - установить контроль за полной полимеризацией клея. Аналогичным образом выполняется посадка зубчатого колеса на ремонтную втулку. Если зубчатому колесу требуется придать конкретное положение на оси вала, то конусную втулку рекомендуется обрабатывать до необходимых размеров уже после посадки её на вал. Ремонтное крепление зубчатого колеса на конической поверхности может быть проведено традиционным склеиванием при условии незначительного износа конического соединения (рис. 9, б). Для устранения этого износа необходимо: - зашкурить поверхности вала и внутреннюю поверхность конусной втулки зубчатого колеса; - очистить детали средством для очистки и обезжиривания LOCTITE® 7063; - нанести необходимое количество LOCTITE® 648 по окружности переднего края вала. Также нанести клей на внутреннюю поверхность конусной втулки зубчатого колеса. В случае горячей посадки с использованием нагревания при сборке клей наносится на холодные поверхности. Насадку зубчатого колеса внутренней конической поверхностью на вал следует производить с нагреванием или без него, в зависимости от требований, предъявляемых к коническому соединению. Как уже отмечалось, обычно сборка с нагреванием улучшает качества полимеризующегося состава. В завершение следует удалить лишний клей, установить контроль за его полной полимеризацией и ремонтным склеиванием. Наряду с гильзованием как технологией ремонта валов с применением ремонтной детали (гильзы), на практике широко используют процедуру со склеиванием, восстановлением по изношенной конической поверхности вала (см. рис. 9, в), для чего последняя протачивается на токарном станке на глубину до 1,5 мм при диаметре вала 15-25 мм, на глубину до 3 мм при диаметре вала 25-75 мм. Технологический процесс восстановления со склеиванием (рис. 10, табл. 4) изношенного конического соединения представим следующей последовательностью: - обточите на токарном станке всю изношенную часть вала, как описано выше: при диаметре вала 15-25 мм - глубина проточки 1,5 мм; при диаметре вала 25-75 мм - глубина проточки 3 мм; - закрепите концы изношенного участка в приспособлении типа «ласточкин хвост», что облегчит усилия и условия дальнейшего ремонта; - окончательно обточите черновую коническую поверхность вала, при этом больший диаметр вала допускает более грубую обработку; - очистите поверхности соединения деталей средством для очистки и обезжиривания LOCTITE® 7063; - нанесите тонким слоем LOCTITE® Hysol® 3478 А&В Superior Metal на обработанную поверхность вала и покройте неровности его поверхности. а б Рис. 10. Технология ремонта конического соединения восстановлением и склеиванием: а - последовательность операций: 1 - протачиваемая коническая поверхность вала; 2 - нанесение восстанавливающего материала; 3 - обтачивание восстановленного слоя под посадочный размер; б - узел в сборе Далее следует медленно проворачивать вал и продолжать нанесение шпателем ремонтного состава на его коническую поверхность. Для последующей обработки сделайте последний слой состава с припуском выше окончательного необходимого уровня и дайте составу полимеризоваться в течение 12 ч при комнатной температуре. При необходимости в скорейшей полимеризации нагревают восстанавливаемый участок без использования открытого пламени. После чего проточить на токарном станке полимеризовавшийся состав до получения требуемых размеров конической части вала без использования охлаждающей жидкости инструментом из быстрорежущей или углеродистой стали. При необходимости в шлифовке использовать наждачную бумагу. Для посадки зубчатого колеса на отремонтированный конусный вал применяйте LOCTITE 648. В случае конусной посадки между деталью и валом используйте LOCTITE' 648. В условиях ремонта применяйте активатор LOCTITE® 7649 в связи с малой активностью восстановленной поверхности. Таким образом, конусное соединение упрочнено при помощи вал-втулочного фиксатора LOCTITE®. Заключение Обсуждаемая технология ремонта валов механических передач НТМ особенно актуальна для механизмов грузоподъёмных кранов, эксплуатирующихся в условиях портов и заводов по производству строительных конструкций, землеройных машин и других строительно-дорожных машин и конвейеров, транспортирующих сыпучие материалы, ковшовых погрузчиков и др. Для НТМ предусмотрены три категории ремонтов: текущий (Т), средний (С) и капитальный (К) [6]. Предлагаемая технология ремонта валов механических передач характерна для средних ремонтов, включающих частичную разборку деталей, ремонт или замену механизма, узлов. Объём средних ремонтов валов редукторов по схеме «разобрать-отремонтировать-собрать» составляет 14-24-20 чел. ч; для капитальных ремонтов, включающих полную разборку, замену или ремонт любых узлов и деталей редукторов, объём ремонтов по той же схеме составляет 15-27-23 чел. ч и направлен на устранение износов, нарушающих кинематическую точность механизмов, снижая производительность уменьшающих прочность деталей, что увеличивает расходы на ремонт машины, затраты энергии на производство конечной продукции, обусловливающих появления не предусмотренных расчётом дополнительных нагрузок, вибрации шумов [7].
1. Схиртлатдзе А. Г., Скрябин В. А, Борискин В. П. Ремонт подъёмных кранов: учеб. пособие. Старый Оскол: Изд-во ТНТ, 2016. 265 с.
2. Пучин Е. А., Новиков В. С., Очковский Н. А. и др. Технология ремонта машин / Под ред. Е. А. Пучина. М.: КолосC, 2007. 488 c.
3. Коробейник А. В. Ремонт автомобилей. Серия: Библиотека автомобилиста. Ростов н/Д.: Феникс, 2004. 208 с.
4. Официальный сайт компании Henkel. URL: https://www.henkel.ru/ (дата обращения: 01.10.2018).
5. Перечень ремонтных материалов Loctite®. URL: http://www.loctite.ru (дата обращения: 01.10.2018).
6. Гладунко Ю. И., Микульчик В. С., Полушкин Н. А. и др. Ремонт портовой перегрузочной техники: Справочник / Под ред. Ю. И. Гладунко. М.: Транспорт, 1988. 343 с.
7. Короткий А. А., Хальфин М. Н., Иванов Б. Ф., Логвинов А. С. Справочное пособие по ремонту металлоконструкций грузоподъёмных кранов. Новочеркасск: Изд-во НГТУ, 1994. 180 с.
