Ремонт валов и шпинделей
В ходе эксплуатации у валов изнашиваются посадочные шейки, шлицы и шпоночные канавки, повреждаются центровые отверстия и резьба, вал приобретает изгиб.
Метод ремонта изношенного цилиндрического вала выбирают по окончании того, как соответствующей проверкой установят степень и характер износа. Шейки вала, имеющие риски (и износ царапины, нецилиндричность до 0,1 мм), ремонтируют шлифованием Но сперва контролируют, исправны ли центровые отверстия вала, при наличии вмятин и забоин прежде всего протачиванием восстанавливают центровые отверстия. После этого правят валы.
Шейки валов со большим износом обтачивают и шлифуют под ремонтный размер. Наряду с этим допускается уменьшение диаметра шеек на 5—10% в зависимости от характера принимаемых валом нагрузок, в частности от того, испытывает ли вал ударные нагрузки. В тех случаях, в то время, когда нужно вернуть начальные размеры шеек, на шейки по окончании их обточки напрессовывают либо устанавливают на эпоксидном клее ремонтные втулки, каковые после этого обрабатывают точением либо шлифованием.
Изношенные поверхности валов возможно ремонтировать кроме этого наращиванием металла вибродуговой наплавкой, металлизацией, осталиванием, другими методами и хромированием.
Погнутые валы выправляют холодным либо горячим методом Тёплой правке подвергают валы, диаметр которых больше 60 мм.
Холодная правка валов может выполняться вручную при помощи винтовых скоб, рачагов, но лучше правку создавать под прессом.
Сущность правки содержится в том, что приложенное упрочнение приводит к остаточным деформациям, подробность восстанавливается, получая начальные особенности.
При холодной правке прессом либо скобой вал располагают на двух опорах выгнутой стороной к нагружающему устройству (винту, ползуну) и нагружают так, дабы вал изогнулся в противоположную сторону на величину, практически равную начальному прогибу, и только после этого восстанавливают начальную точность по прямолинейности.
Изогнутые валы диаметром до 30 мм возможно править наклепом. Сущность таковой правки пребывает в том, что вал кладут прогибом вниз на плиту и легким молотком наносят нередкие удары, пока вал не выпрямится. Удары наносят кроме этого с обеих сторон прогиба, ограниченного углом 120°.
К шпинделям предъявляются очень высокие требования, исходя из этого посадочные шейки и шпинделей обрабатывают шлифованием. Соосность их должна быть выдержана с точностью 0,01 мм, допустимая некруглость шеек—0,01 мм, нецилиндричность — 0,003—0,005 мм. Таким же требованиям обязана отвечать поверхность.
Конические отверстия и шпинделя должны быть концентричны шейкам; допускается биение 0,01—0,02 мм на 300 мм длины.
Рис. 1. Схемы ремонта шпинделей:
а — токарного ставка, б — с злильного танка, в — конической поверхности роликоподшипника
Прежде всего у шпинделя изнашиваются шейки под подшипники, посадочные места для шестеренок и других вращающихся подробностей. На них появляются задиры и царапины, легко обнаруживаемые внешним осмотром.
Шпиндели целесообразно ремонтировать пара раз, гак как изготовление нового шпинделя — дело сложное и дорогое. Но в тех случаях, в то время, когда ремонт шпинделя влечет за собой ремонт и сопрягающихся с ним подробностей, может оказаться более удачной замена изношенного шпинделя новым. Данный вопрос решают сравнением цены ремонтных нового и работ шпинделя.
Рис. 2. Схема правки вала наклепом
Шпиндели, у которых износ шеек по диаметру образовывает 0,01— 0,02 мм, ремонтируют притиркой на токарном станке, делаемой особым инструментом — жимком. Жимок складывается из кольца-хомутика, болта, втулки-притирки с разрезом и рукоятки-державки, которая на рисунке не продемонстрирована Втулку-притир изготовляют из чугуна, меди либо латуни, а отверстие в ней делают по размеру обрабатываемой шейки.
Приступая к притирке шейки, накладывают на нее узким слоем смесь небольшого масла и наждачного порошка, по окончании чего надевают жимок и легко завинчивают болт. Пускают станок, настроив его на скорость вращения шпинделя 10— м/мин. При вращении шпинделя равномерно водят жимком на протяжении обрабатываемой шейки.
Иногда обновляют слой порошка с маслом и подвинчивают болт.
Устранив износ, промывают притир и шейку шпинделя керосином, после этого наносят на шейку узкий слой доводочной пасты с керосином и завершают ее обработку.
При износе шеек шпинделя более 0,02, мм их ремонтируют шлифованием с последующей притиркой под ремонтный размер. Но данный метод ремонта приемлем, только в то время, когда имеется возможность соответственно поменять размеры отверстий в подшипниках или других подробностях, сопрягаемых со шпинделем. В случае если таковой возможности нет либо изменение размеров отверстий не нужно из-за громадной трудоемкости операций, восстанавливают шейки шпинделя с износом до 0,05 мм наращиванием хрома, а с износом больше 0,05 мм—вибродуговой наплавкой.
Шейки шпинделей с наращенным на них хромовым слоем обрабатывают шлифованием, в случае если же на шейки наносят другие металлы соответственно громадными слоями, чем при хромировании, шейки сперва обтачивают, а потому шлифуют. Наряду с этим им придают по направлению к заднему финишу конусность до 0,01 мм, дабы при шабрении подшипников слой краски, нанесенный на шейки, всецело употреблялся для закрашивания поверхности подшипников.
Изношенные шейки шпинделей, на которых монтируются подшипники качения либо другие подробности с неподвижной посадкой, очень комфортно восстанавливать электролитическим методом.
Шейки шпинделей (под подшипники скольжения, а также с осевыми микротрещинами) восстанавливают установкой на клее тонкостенных компенсационных наделок либо вставок. Опыт говорит, что такие шпиндели помогают еще долго, а во многих случаях трудятся лучше новых, в случае если наделки («рубахи») и вставки (втулки) изготовлены из материалов с лучшими эксплуатационными особенностями. Наряду с этим достигается большая экономия материалов и уменьшаются затраты на ремонт.
Рис. 3. Жимок для притирки шеек валов осей и шпинделей:
1 — кольцо,2 — зажимный болт, 3 — разрезная втулка, 4 — шейка вала
Для постановки компенсационных наделок либо вставок с поверхности шпинделя стачивают слой металла с целью посадки соответствующей подробности компенсатора в виде втулки с номинальным размером либо поднятым ремонтным размером восстанавливаемой поверхности. Наряду с этим снимаемый слой металла должен быть минимальным, до 10—15% номинального диаметра целого сечения вала либо толщины стены полого шпинделя.
Для восстановления неподвижной посадки, к примеру поверхности шпинделя под подшипник качения, компенсационная наделка (втулка) возможно тонкостенной — от 0,5 до мм, а при восстановлении шейки шпинделя под подшипник скольжения толщина стены наделки должна быть не меньше 2,5 мм.
Компенсационные тонкостенные наделки изготовляют из металла, соответствующего материалу ремонтируемого вала либо из материала, отвечающего повышенным требованиям.
Внутренний диаметр делают по месту с зазором 0,05 мм по диаметру (шероховатость поверхности ), наружный диаметр делают с припуском 3—5 мм. Окончательную обработку ведут при интенсивном охлаждении по окончании отверждения и установки втулки клея через 24 ч.
Компенсационные втулки толщиной 2,5—3,5 мм и более целесообразно изготовлять из цементируемой стали. Восстанавливаемый диаметр делают с припуском 0,3 мм, а диаметр втулки, сопрягаемой с валом, шпинделем либо осью, обрабатывают с припуском 3—4 мм. По окончании цементации с данной поверхности снимают науглероженный слон металла и закаливают втулку до HRC58-60.
Незакаленную поверхность втулки обрабатывают на токарном станке по размеру подготовленной поверхности вала с зазором по диаметру 0,05 мм (шероховатость поверхности ). Закаленную восстанавливаемую поверхность втулки совсем шлифуют по окончании установки ее на вал и отверждения клея.
На рис. 2 даны схемы ремонта шпинделей станков установкой на эпоксидном клее компенсационных вставок и наделок. У шпинделя токарного станка восстановлена задняя шейка под подшипник качения, опорная закаленная поверхность под коническая поверхность и подшипник скольжения для патрона.
Так же восстанавлена коническая поверхность для роликоподшипника (серия 3182100) и направляющая для патрона. Коническое отверстие шпинделя восстановлено вставкой с закаленным отверстием.
Шейки шпинделя сверлильного станка восстановлены тонкостенными (менее мм) наделками и 8, наряду с этим наделка выполнена из двух полувтулок, по краям которых поставлены на клее по два штифта. При окончательной механической обработке вставок и наделок нельзя допускать перегрев, поскольку наряду с этим может разрушиться клеевая пленка, исходя из этого операцию делают с обильным охлаждением.
Перед шлифованием и обточкой выполняют следующие работы по подготовке. Вытачивают металлические пробки и хорошо вставляют их в отверстия и шпинделя, предварительно зачистив места посадки пробок. Затем закрепляют шпиндель одним финишем в патроне токарного станка, а второй финиш устанавливают неизношенным местом в люнете и выверяют шпиндель на биение, которое не должно быть больше 0,005 мм; после этого делают в пробке центровое отверстие.
Затем шпиндель переставляют, зажимают его второй финиш в патроне, а первый— в люнете и делают второе центровое отверстие. Сейчас шпиндель устанавливают в центрах и контролируют правильность центрования; биение неизношенных мест по индикатору должно быть не выше 0,01 мм.
Сделав обрисованные операции, приступают к обработке шпинделя шлифованием и точением.
При износа и повреждения резьбы шпинделя при восстановлении используется наплавка с последующим нарезанием резьбы до номинального размера Перенарезать резьбу на меньший диаметр не рекомендуется, поскольку она делается нестандартной.
Изношенное конусное отверстие шпинделей ремонтируют по-различному в зависимости от величины износа. При сильном износе отверстие растачивают и после этого в него вклеивают либо запрессовывают втулку. При маленьком износе отверстие (поверхностные риски, незначительные забоины) шлифуют, снимая мнимальный слой металла.
Механическую обработку конусного отверстия шпинделя возможно делать, не снимая шпинделя со станка, что снабжает хорошее центрование оси отверстия с осью шпинделя. При обработке конусного отверстия на месте используются приспособления.
Точность конического отверстия шпинделя контролируют стандартным конусным калибром. Контрольная риска на калибре не должна входить в отверстие, между ней и торцом шпинделя должно быть расстояние в 1—2 мм. В случае если же контрольная риска калибра входит в конусное отверстие и прячется, то допускается подрезка переднего торца шпинделя на 2—3 мм.
Ось конического отверстия шпинделя контролируют на биение индикатором по контрольной оправке, засунутой в отверстие. Допускается отклонение от оси 0,01 мм у торца шпинделя и 0,02 мм на длине 300 мм. Поверхность шпинделя может иметь предельно допустимое биение 0,01 мм.
Выше говорилось о шпинделях с хромированными шейками. Установлено, что такие шпиндели прекрасно трудятся лишь при хорошей пригонке к ним подшипника, в то время, когда обеспечен зазор для смазки шеек. Обычная величина этого зазора 0,006—0,02 мм в зависимости от точности станка, диаметра шпинделя и наибольшей частоты вращения.
При небрежной пригонке на протяжении работы станка происходит усиленный местный нагрев. Из за этого на хромированной поверхности образуются небольшие трещины, хром отслаивается, повреждается поверхность подшипника и шейка шпинделя.
Хранение отремонтированных либо новых валов и шпинделей должно исключить возможность изгиба и деформации. Неосторожно положенный вал может изогнуться под действием собственной тяжести. Для предотвращения этого рекомендуется валы помещать в особые стеллажи-стойки в вертикальном состоянии.
Лучший метод хранения _это подвешенное вертикальное состояние.
