Восстановление втулок шестеренных насосов☛Ремонт ✎ |
Износ втулок насосов типа НШ и его влияние на работоспособность шестеренного насоса
Необходимость подробного рассмотрения износа втулок становится оче-видным, если учесть, какие важные функции они выполняют в работе насоса. Втулки в шестеренных насосах служат в качестве подшипников скольжения цапф шестерен, в качестве торцевых уплотнение нювачив шестерен и в качестве замыкателей камеры нагнетания. Втулки, изготавливают из антифрикционного алюминиевого сплава АМО -3-7.
Средний износ внутреннего диаметра втулки составляет 0,15.0,20 мм, износ наружного диаметра втулки составляет 0,08.0,15 мм, наблюдается конусность внешнего диаметра втулок в пределах - 0,02.0,03 мм. Характерным видом износа наружного диаметра втулок является смятие микронеровностей результате пластической деформации под действием значительных нагрузок и гидроабразивного износа со стороны камеры нагнетания.
Втулки насоса, изготовлены из алюминиевого сплава, работающие со стальным контртела - шестернями, часто подвергаются воздействию агрессивной среды, знакопеременным тепловым и механическим нагрузкам. В результате этого происходит неравномерный нагрев алюминиевой втулки, и в радиальном направлении возникают внутренние термические напряжения. Вредное проявление этого выражается в поверхностном износе поверхности трения этих деталей с образованием задиров и потертостей.
+++Торец шестерни втулки+++
Одним из видов износа втулки НШ является тепловой износ является следствием больших скоростей относительных перемещений поверхностей сопряжены между собой условия действия значительного удельного нагрузки пары трения. При температуре трения 300 ° C и более происходит существенное снижение прочности рабочих поверхностей втулок. В этом случае тепловой износ характеризуется контактным схватыванием и пластическим разрушением поверхности с налипанием и размыванием металла на поверхностях трения.
Развитие интенсивного износа с образованием задиров и потертостей алюминия, налипание его мягких частиц на стальное контртела
- Шестерни является причиной повышения коэффициента трения, которое может привести к заклиниванию и выходу из строя контактирующих деталей.
Один из крупнейших сносов происходит в сопряженные "торец втулки-торец шестерни", но при наличии автокомпенсации торцевых зазоров он существенно не влияет на снижение коэффициент подачи. Экспериментальная зависимость зазора в сопряженные "торец втулки - торец шестерни" насоса от величины давления нагнетания приведена на рис., из которого видно, что при изменении давления нагнетания от 2,0 до 10 МПа зазор может уменьшаться с 5,4 мкм до 2,55 мкм.
Внешний вид изношенных поверхностей сопряжения "торец втулки - торец шестерни" характерен для абразивного процесса изнашивания. Поверхность втулки в зоне пояска уплотнителя содержит большое количество абразивных частиц, проникающих в более мягкую поверхность втулок.
+++Насос шестеренный НШ+++
Поверхности торцов шестерен сильно изношенных насосов имеют характерные следы абразивного износа в области пояска уплотнителя в виде участков с размытыми границами, вытянутых примерно под углом 45 ° кольцевых царапин.
Роль втулок в уплотнении рабочей камеры шестеренного насоса сложно переоценить. Втулки уплотняют торце шестерен, лисы втулок непосредственно отделяют камеру нагнетания от камеры всасывания, внешняя поверхность и корпус тоже отделяют камеру высокого давления от камеры всасывания и кроме этого втулки шестеренного насоса является подшипниками, в которых вращаются цапфы шестерен. Поэтому качества восстановления и последующей механической обработки втулок придают первостепенное значение, которое непосредственно влияет на работоспособность и долговечность отремонтированного шестеренного насоса.
Анализ известных методов восстановления втулок насоса НШ
Существует ряд способов восстановления алюминиевых втулок шестиренного насоса. Все их можно классифицировать по технологическому признаку - по нескольким основным группам: переплавкой, наращиванием и пластическим деформированием втулок.
Способ отливки новых втулок с выбраковано втулок в данный момент нашел широко применяется, но ему свойственные ряд недостатков: во-первых он связан с большими энергетическими затратами на переплавку и расходами на дальнейшую механическую обработку отлитой втулки. Использование этого метода сопровождается выгоранием легирующих элементов при переплавке, в результате чего образ, который предлагается не в состоянии обеспечить необходимый химический состав металла втулки, что приводит к ухудшению качества восстановления. Исходя из этого, этот способ нельзя считать прогрессивным.
+++Восстановление втулок нанесением полимерных материалов+++
Способов наращивания втулок существует несколько: гальванопо перекрытием, покрытием полимерными материалами, меднения (избирательным переносом), методом дополнительных ремонтных деталей, толстослойных анодированием и термодиффузионного металлизацией. Для полного представления и анализа этих способов восстановления рассмотрим их подробнее.
Этот способ позволяет наращивать антифрикционный слой различной толщины и получил широкое применение при восстановлении подшипников скольжения, так состоятельной улучшить работу пар трения. Наиболее распространенным способом нанесения полимерных материалов на подшипники скольжения способ вихревого напыления.
Установка состоит из газопидигривача 1, пористой пере-городки 2, нагревателя детали 3, сосуды для напыления 4, кольцевой микропористои перегородки 5, вентиля подачи воздуха в камеру напыления 6, манометров 7 и 9, регулятора давления воздуха 8, вентиля всасывания 10, регулятора давления 11, запорного вентиля 12, баллона с азотом 13, вентиля воздушной магистрали 14, перепускного клапана 15, компрессора 16, вентиля подачи воздуха из компрессора 17, маслоотделителя 18, вентиля для продувки 19 и механизма для подачи детали в сосуд 20.
Этот способ позволяет восстановить все поверхности трения, а не отдельные рабочие поверхности, что обеспечивает определенное качество восстановления детали.
К недостаткам этого способа следует отнести недостаточную прочность сцепления нанесенного покрытия с основанием и трудность последующей механической обработки восстановленных поверхностей втулок.
+++Восстановление втулок переносом (Омеднение)+++
Способ избирательного переноса или омеднения состоит в нанесении на изношенную поверхность медного слоя с помощью специального устройства, представленного на рис. Способ позволяет увеличить ресурс восстановленных пар трения за счет эффекта избирательного переноса. Способ более эффективен при восстановлении деталей работающих в замкнутой системе, которой шестеренчатый насос не является.
К недостаткам способа можно отнести то, что предлагаемый способ не в состоянии восстанавливать значительно изношенные поверхности. Данный способ не нашел широкого применения при восстановлении втулок насосов НШ, но, по нашему мнению, этот способ является чрезвычайно перспективным и достойным серьезного внимания для случая создания замкнутой гидросистемы, в которой возможно постоянное самообновление деталей гидросистемы течение всего срока ее эксплуатации.
Восстановление втулок методом дополнительных ремонтных деталей
Суть способа заключается в компенсации изношенного внутреннего диаметра втулки дополнительной антифрикционной втулкой, которая запрессовывается в расточенный под нее отверстие - рис 16.49.
Данный способ прост в исполнении, но имеет ряд недостатков. Внешний диаметр втулки не восстанавливается. Его необходимо восстанавливать другим способом, уменьшает производительность способа. Если внешний размер компенсировать за счет новых ремонтных размеров колодца корпуса, то невозможно восстановить значение коэффициента подачи.
Кроме того данный способ не способен обеспечить прочную связь дополнительной втулки с возобновляемой деталью, что в конечном счете приводит к увеличению объема внутренних потерь рабочей жидкости.
+++Восстановление втулок методом анодирования+++
Способ толстослойной анодирование для восстановления втулок заслуживает внимания, поскольку он дает возможность не только восстановить изношенную поверхность, но и одновременно укрепляет ее. Суть способа заключается в следующем.
Алюминиевую втулку обезжиривает в растворе следующего состава: 40-60 г тринатрийфосфата, 5-10 г едкого натра, 25-30 г жидкого стекла и 1 л воды при температуре Т = 50-60 ° С в течение t = 3-5 Мин. При обезжиривания втулок раствор необходимо перемешивать сжатым воздухом. Далее втулку промывают в воде при температуре t = 50 ° C. Поскольку нам необходимо получить слой значительной толщины деталь анодируют с применением внутреннего охлаждения. Детали монтируют на специальные подвески, при этом необходимо обеспечить хороший контакт детали с устройством подводящего ток.
Анодное оксидирование ведется на установке, состоящая из бака для охлаждающей раствора 1, мешалки 2, холодильной машины 3, насоса для охлаждающего раствора 4, патрубка для выхода кислоты 5, каучуковой пробки 6, ванны с серной кислотой вместимостью 30 л 7, насоса для серной кислоты 8, свинцового змеевика для охлаждения кислоты 9, стеклянной ячейке, где производится анодная поляризация детали 10, восстанавливаемой детали 11 и катода 12.
+++Восстановление втулок методом термодиффузионного металлизации+++
Данный способ имеет ряд преимуществ. Он позволяет комплексно восстановить все изношенные поверхности и одновременно улучшить физико-механические свойства втулки. Способ не нашел широкого применения при восстановлении втулок но интересно и заслуживает тщательного изучения.
К недостаткам данного способа можно отнести его техно-логическую сложность и необходимость использования специального оборудования. Способ не позволяет восстановить значительный износ, поскольку толщина наносимого слоя достигает максимум 0, 5 мм
В процессе восстановления втулок термодиффузионного металлизацией первичное насыщение проводят в газовой среде, которая создается при разложении активирующей добавки - фтористого кальция. В результате химической реакции на первой стадии разрушается дифузионо невступление пленка оксида алюминия.
Далее втулки упаковываются в контейнер с насыщающей смесью устанавливают в камеру вакуумной печи. Термодифу-зионной металлизация осуществляется при температуре Т = 500-5500С и
-1 -3 происходит в течение t = 4-6 часов, при давлении Р = 10 "... 10 Па. Затем контейнер охлаждают вместе с печью и извлекают восстановленные детали. Далее восстановлены втулки подлежат механической обработке под номинальный или даже увеличенный ремонтный размер.
Насыщающая смесь состоит из двух элементов: насыщая элементы цинк, алюминий и легирующие - медь, кремний, хром, магний. При этом первые элементы диффундируют на значительно большую глубину, чем вторые. Этот способ способен восстановить и увеличить линейные размеры детали до 0,8-1,0 мм.
+++Восстановление втулок методом пластической деформации+++
Преимущества данного метода заключаются в том, что он позволяет комплексно решить проблему восстановления и укрепления втулок всех рабочих поверхностей изношенных втулок. Сочетание насыщающих и легирующих компонентов в составе порошковой смеси при определенных режимах насыщения позволяет это. Увеличенная толщина диффузионного слоя позволяет с успехом работать восстановленной втулке в условиях работы при абразивном и гидроабразивной износе.
Но данному способу присущи существенные недостатки, такие как высокая сложность и себестоимость ремонта, а так же необходимость использовать нестандартное оборудование, в частности вакуумные печи.
Следующая группа способов восстановления втулки насоса это способы восстановления втулки пластическим деформированием. Этот способ широко применяется в настоящее время и его можно разделить на несколько видов: осаждение, обжатие и раздача.
Способ восстановления втулок осаживанием заключается в том, что изношенный материал компенсируется за счет уменьшения высоты втулки. Высоту втулки в свою очередь можно компенсировать или алюминиевой шайбой, или учесть при механической обработке отлитого корпуса соответственно уменьшив высоту его колодцев.
Осаждение проводят на гидравлическом прессе П474Б усилиям 1000 кН, при давлении Р = 430-450 МПа и выдержке втулки под давлением в течение времени t = 2-3 с.
В момент осаждения внутри втулки должно находится цилиндрическая часть рабочего инструмента - пуансоны, чтобы ограничить излишнее вытекание металла во внутреннюю полость. После осаждения внутренний диаметр втулки обрабатывается специальным дорном до необходимого ремонтного размера.
+++Полное восстановление втулок+++
Осаждение проводят после предварительного нагрева втулки до температуры Т = 450-500 ° С, поскольку втулки из алюминиевого сплава АМО-7-3 не рекомендуется подвергать пластическому деформированию в холодном состоянии. При холодной деформации указанный алюминиевый сплав имеет тенденцию к растрескиванию.
К преимуществам данного способа можно отнести сравнительно малую сложность исполнения и малые затраты дополнительного металла.
К недостаткам данного способа можно отнести необходимость напрессовка дополнительной алюминиевой шайбы, а также ухудшение физико-механических свойств восстановленных поверхностей. Данный способ не дает достаточных возможностей восстановить втулку по методу увеличенных ремонтных размеров.
Другим методом восстановления втулок пластическим деформированием является предлагаемый способ восстановления втулок обжима. Суть метода заключается в компенсации внутреннего диаметра втулки за счет обжима наружного диаметра который в свою очередь компенсируется новым ремонтным размером колодца восстановленного корпуса. После обжима втулка поддается механической обработке под новый ремонтный размер. Этот способ приемлем только для способа восстановления методом уменьшенных ремонтных размеров, по нашему мнению нецелесообразно.
Предлагается также способ, в котором после обжимки внешний диаметр втулок увеличивают с помощью электролитического наращивания слоя металла, а внутренний разворачивают до нужного размера. Этот способ более приемлем но связан со сравнительно большой сложностью исполнения и не позволяет укрепить самые нагруженные поверхности внутреннего диаметра.
+++Восстановление втулок гильзованием+++
Существует два способа восстановления втулки гильзаванием: в холодном состоянии и в период кристаллизации. Сущность способа гильзавания втулки насоса в холодном состоянии заключается в следующем. С изношенной втулки вытачивают две заготовки, обезжиривает, укладывают в специальные приспособления фланцем вниз и заливают алюминиевым сплавом. Полученную заготовку высотой 52 мм торцуют на токарном станке под размер 48 мм и опрессовывают на гидравлическом прессе усилием 1000 кН до высоты 44 мм. Далее ее подвергают механической обработке, выдерживая все необходимые ремонтные размеры.
Сравнительные испытания втулок восстановленных отливкой из вторичных алюминиевых сплавов и гильзуваннням показали, что способ восстановления втулок гильзованием обеспечивает повышение долговечности шестеренного насоса в 1,2 раза по сравнению с базовым вариантом - при восстановлении втулок отливкой из выбраковано.
Известен также способ восстановления втулок штамповкой жидкого металла или гильзованием в период кристаллизации. Этот способ позволяет снизить трудоемкость процесса, увеличить плотность и прочность сплава заливается с заготовкой и уменьшить внутренние напряжения в металле втулки, возникающих при прессовании заготовки в холодном состоянии. Изношенные втулки опрессовывают с усилием 1000 кН в штампе на гидравлическом прессе до размеров. Затем из них вытачиваются заготовки, которые после обезжиривания устанавливают в штамп, заливают расплавленным алюминиевым сплавом и прессуют с усилием 500 кН. Штамп для восстановления втулок насоса прессованием показан на рис. Металл плавят в электрической печи сопротивления.
+++Восстановление крышек шестеренных насосов+++
Предварительный нагрев заготовки проводят до температуры 150-170 ° С перед установкой их в штамп, что обеспечивает более надежное соединение их с материалом, заливается. Алюминиевый сплав в матрицу штампа заливают мерной ложкой. Через 2.3 секунды с момента окончания заливки в матрице создается давление. Продолжительность прессования составляет 10-12 с. В результате кристаллизации залитого металла втулки под давлением физико-механические свойства металла втулки значительно улучшаются по сравнению с методом холодного гильзования. Разработанный метод позволяет снизить трудоемкость восстановления, по сравнению с холодным гильзования на 27%.
К недостаткам данного способа можно отнести его большую трудоемкость, использование достаточно большого количества дополнительного металла и то, что он не позволяет значительно улучшить ресурс восстановленной детали.
Осмотром выявляют износ торцевой поверхности крышки со стороны корпуса насоса, забоины и задиры, а также срыв буртика в гнезде уплотнителя, который удерживает стопорное кольцо и трещины крышки. Каркасный уплотнитель крышки изнашивается по месту контакта его манжеты с шейкой вала. В результате износа теряется его вакуумная стойкость, и в всасывающую полость насоса может поступать воздух. При значительном износе теряет свои уплотнительные свойства и начинает пропускать рабочую жидкость.
+++Составление, обкатки и испытания насосов+++
Сносы и дефекты крышки насоса устраняют обычными приемами - завврюванням в защитной среде аргона.
Уплотнительную резиновую манжету, изготовленную из вулканизийнои резиновой смеси 14-1 (МРТУ-5-204-65), в случае дефекта заменяют новой. Конечно манжета, обладающий повышенной маслостойкость и температурной стойкостью, при увеличенных давлениях (до 20 МПа) и температуре от - 40 ° до +90 ° С не теряет своих эластичных свойств. При замене уплотнений необходимо особое внимание обращать на чистоту мест их установки.
Втулки комплектующих по ремонтным размерам и попарно по размерных группах так, чтобы в каждой паре они были одной размерной группы и не отличались по высоте более чем на 0,002 мм.
Ведущую и ведомую шестерни подбирают того ремонтного размера, что и втулки одной размерной группы.
Корпус должен иметь ремонтный размер, что соответствует ремонтном размера шестерен и втулок. С скомплектованных деталей насос собирают с учетом направления вращения валика ведущей шестерни (правое или левое вращение). Собранную крышку устанавливают на насос и закрепляют болтами.
Обкатка - одна из основных операций при ремонте насосов, от качества проведения которой зависит их работоспособность и надежность отремонтированного насоса. Режимы обкатки отремонтированных насосов аналогичны режимам обкатки их на заводах-изготовителях и предусмотренные техническими условиями типовой технологии ремонта гидроагрегатов. При этом противодавление (нагрузка) постепенно повышается.
Необходимость подробного рассмотрения износа втулок становится оче-видным, если учесть, какие важные функции они выполняют в работе насоса. Втулки в шестеренных насосах служат в качестве подшипников скольжения цапф шестерен, в качестве торцевых уплотнение нювачив шестерен и в качестве замыкателей камеры нагнетания. Втулки, изготавливают из антифрикционного алюминиевого сплава АМО -3-7.
Средний износ внутреннего диаметра втулки составляет 0,15.0,20 мм, износ наружного диаметра втулки составляет 0,08.0,15 мм, наблюдается конусность внешнего диаметра втулок в пределах - 0,02.0,03 мм. Характерным видом износа наружного диаметра втулок является смятие микронеровностей результате пластической деформации под действием значительных нагрузок и гидроабразивного износа со стороны камеры нагнетания.
Втулки насоса, изготовлены из алюминиевого сплава, работающие со стальным контртела - шестернями, часто подвергаются воздействию агрессивной среды, знакопеременным тепловым и механическим нагрузкам. В результате этого происходит неравномерный нагрев алюминиевой втулки, и в радиальном направлении возникают внутренние термические напряжения. Вредное проявление этого выражается в поверхностном износе поверхности трения этих деталей с образованием задиров и потертостей.
+++Торец шестерни втулки+++
Одним из видов износа втулки НШ является тепловой износ является следствием больших скоростей относительных перемещений поверхностей сопряжены между собой условия действия значительного удельного нагрузки пары трения. При температуре трения 300 ° C и более происходит существенное снижение прочности рабочих поверхностей втулок. В этом случае тепловой износ характеризуется контактным схватыванием и пластическим разрушением поверхности с налипанием и размыванием металла на поверхностях трения.
Развитие интенсивного износа с образованием задиров и потертостей алюминия, налипание его мягких частиц на стальное контртела
- Шестерни является причиной повышения коэффициента трения, которое может привести к заклиниванию и выходу из строя контактирующих деталей.
Один из крупнейших сносов происходит в сопряженные "торец втулки-торец шестерни", но при наличии автокомпенсации торцевых зазоров он существенно не влияет на снижение коэффициент подачи. Экспериментальная зависимость зазора в сопряженные "торец втулки - торец шестерни" насоса от величины давления нагнетания приведена на рис., из которого видно, что при изменении давления нагнетания от 2,0 до 10 МПа зазор может уменьшаться с 5,4 мкм до 2,55 мкм.
Внешний вид изношенных поверхностей сопряжения "торец втулки - торец шестерни" характерен для абразивного процесса изнашивания. Поверхность втулки в зоне пояска уплотнителя содержит большое количество абразивных частиц, проникающих в более мягкую поверхность втулок.
+++Насос шестеренный НШ+++
Поверхности торцов шестерен сильно изношенных насосов имеют характерные следы абразивного износа в области пояска уплотнителя в виде участков с размытыми границами, вытянутых примерно под углом 45 ° кольцевых царапин.
Роль втулок в уплотнении рабочей камеры шестеренного насоса сложно переоценить. Втулки уплотняют торце шестерен, лисы втулок непосредственно отделяют камеру нагнетания от камеры всасывания, внешняя поверхность и корпус тоже отделяют камеру высокого давления от камеры всасывания и кроме этого втулки шестеренного насоса является подшипниками, в которых вращаются цапфы шестерен. Поэтому качества восстановления и последующей механической обработки втулок придают первостепенное значение, которое непосредственно влияет на работоспособность и долговечность отремонтированного шестеренного насоса.
Анализ известных методов восстановления втулок насоса НШ
Существует ряд способов восстановления алюминиевых втулок шестиренного насоса. Все их можно классифицировать по технологическому признаку - по нескольким основным группам: переплавкой, наращиванием и пластическим деформированием втулок.
Способ отливки новых втулок с выбраковано втулок в данный момент нашел широко применяется, но ему свойственные ряд недостатков: во-первых он связан с большими энергетическими затратами на переплавку и расходами на дальнейшую механическую обработку отлитой втулки. Использование этого метода сопровождается выгоранием легирующих элементов при переплавке, в результате чего образ, который предлагается не в состоянии обеспечить необходимый химический состав металла втулки, что приводит к ухудшению качества восстановления. Исходя из этого, этот способ нельзя считать прогрессивным.
+++Восстановление втулок нанесением полимерных материалов+++
Способов наращивания втулок существует несколько: гальванопо перекрытием, покрытием полимерными материалами, меднения (избирательным переносом), методом дополнительных ремонтных деталей, толстослойных анодированием и термодиффузионного металлизацией. Для полного представления и анализа этих способов восстановления рассмотрим их подробнее.
Этот способ позволяет наращивать антифрикционный слой различной толщины и получил широкое применение при восстановлении подшипников скольжения, так состоятельной улучшить работу пар трения. Наиболее распространенным способом нанесения полимерных материалов на подшипники скольжения способ вихревого напыления.
Установка состоит из газопидигривача 1, пористой пере-городки 2, нагревателя детали 3, сосуды для напыления 4, кольцевой микропористои перегородки 5, вентиля подачи воздуха в камеру напыления 6, манометров 7 и 9, регулятора давления воздуха 8, вентиля всасывания 10, регулятора давления 11, запорного вентиля 12, баллона с азотом 13, вентиля воздушной магистрали 14, перепускного клапана 15, компрессора 16, вентиля подачи воздуха из компрессора 17, маслоотделителя 18, вентиля для продувки 19 и механизма для подачи детали в сосуд 20.
Этот способ позволяет восстановить все поверхности трения, а не отдельные рабочие поверхности, что обеспечивает определенное качество восстановления детали.
К недостаткам этого способа следует отнести недостаточную прочность сцепления нанесенного покрытия с основанием и трудность последующей механической обработки восстановленных поверхностей втулок.
+++Восстановление втулок переносом (Омеднение)+++
Способ избирательного переноса или омеднения состоит в нанесении на изношенную поверхность медного слоя с помощью специального устройства, представленного на рис. Способ позволяет увеличить ресурс восстановленных пар трения за счет эффекта избирательного переноса. Способ более эффективен при восстановлении деталей работающих в замкнутой системе, которой шестеренчатый насос не является.
К недостаткам способа можно отнести то, что предлагаемый способ не в состоянии восстанавливать значительно изношенные поверхности. Данный способ не нашел широкого применения при восстановлении втулок насосов НШ, но, по нашему мнению, этот способ является чрезвычайно перспективным и достойным серьезного внимания для случая создания замкнутой гидросистемы, в которой возможно постоянное самообновление деталей гидросистемы течение всего срока ее эксплуатации.
Восстановление втулок методом дополнительных ремонтных деталей
Суть способа заключается в компенсации изношенного внутреннего диаметра втулки дополнительной антифрикционной втулкой, которая запрессовывается в расточенный под нее отверстие - рис 16.49.
Данный способ прост в исполнении, но имеет ряд недостатков. Внешний диаметр втулки не восстанавливается. Его необходимо восстанавливать другим способом, уменьшает производительность способа. Если внешний размер компенсировать за счет новых ремонтных размеров колодца корпуса, то невозможно восстановить значение коэффициента подачи.
Кроме того данный способ не способен обеспечить прочную связь дополнительной втулки с возобновляемой деталью, что в конечном счете приводит к увеличению объема внутренних потерь рабочей жидкости.
+++Восстановление втулок методом анодирования+++
Способ толстослойной анодирование для восстановления втулок заслуживает внимания, поскольку он дает возможность не только восстановить изношенную поверхность, но и одновременно укрепляет ее. Суть способа заключается в следующем.
Алюминиевую втулку обезжиривает в растворе следующего состава: 40-60 г тринатрийфосфата, 5-10 г едкого натра, 25-30 г жидкого стекла и 1 л воды при температуре Т = 50-60 ° С в течение t = 3-5 Мин. При обезжиривания втулок раствор необходимо перемешивать сжатым воздухом. Далее втулку промывают в воде при температуре t = 50 ° C. Поскольку нам необходимо получить слой значительной толщины деталь анодируют с применением внутреннего охлаждения. Детали монтируют на специальные подвески, при этом необходимо обеспечить хороший контакт детали с устройством подводящего ток.
Анодное оксидирование ведется на установке, состоящая из бака для охлаждающей раствора 1, мешалки 2, холодильной машины 3, насоса для охлаждающего раствора 4, патрубка для выхода кислоты 5, каучуковой пробки 6, ванны с серной кислотой вместимостью 30 л 7, насоса для серной кислоты 8, свинцового змеевика для охлаждения кислоты 9, стеклянной ячейке, где производится анодная поляризация детали 10, восстанавливаемой детали 11 и катода 12.
+++Восстановление втулок методом термодиффузионного металлизации+++
Данный способ имеет ряд преимуществ. Он позволяет комплексно восстановить все изношенные поверхности и одновременно улучшить физико-механические свойства втулки. Способ не нашел широкого применения при восстановлении втулок но интересно и заслуживает тщательного изучения.
К недостаткам данного способа можно отнести его техно-логическую сложность и необходимость использования специального оборудования. Способ не позволяет восстановить значительный износ, поскольку толщина наносимого слоя достигает максимум 0, 5 мм
В процессе восстановления втулок термодиффузионного металлизацией первичное насыщение проводят в газовой среде, которая создается при разложении активирующей добавки - фтористого кальция. В результате химической реакции на первой стадии разрушается дифузионо невступление пленка оксида алюминия.
Далее втулки упаковываются в контейнер с насыщающей смесью устанавливают в камеру вакуумной печи. Термодифу-зионной металлизация осуществляется при температуре Т = 500-5500С и
-1 -3 происходит в течение t = 4-6 часов, при давлении Р = 10 "... 10 Па. Затем контейнер охлаждают вместе с печью и извлекают восстановленные детали. Далее восстановлены втулки подлежат механической обработке под номинальный или даже увеличенный ремонтный размер.
Насыщающая смесь состоит из двух элементов: насыщая элементы цинк, алюминий и легирующие - медь, кремний, хром, магний. При этом первые элементы диффундируют на значительно большую глубину, чем вторые. Этот способ способен восстановить и увеличить линейные размеры детали до 0,8-1,0 мм.
+++Восстановление втулок методом пластической деформации+++
Преимущества данного метода заключаются в том, что он позволяет комплексно решить проблему восстановления и укрепления втулок всех рабочих поверхностей изношенных втулок. Сочетание насыщающих и легирующих компонентов в составе порошковой смеси при определенных режимах насыщения позволяет это. Увеличенная толщина диффузионного слоя позволяет с успехом работать восстановленной втулке в условиях работы при абразивном и гидроабразивной износе.
Но данному способу присущи существенные недостатки, такие как высокая сложность и себестоимость ремонта, а так же необходимость использовать нестандартное оборудование, в частности вакуумные печи.
Следующая группа способов восстановления втулки насоса это способы восстановления втулки пластическим деформированием. Этот способ широко применяется в настоящее время и его можно разделить на несколько видов: осаждение, обжатие и раздача.
Способ восстановления втулок осаживанием заключается в том, что изношенный материал компенсируется за счет уменьшения высоты втулки. Высоту втулки в свою очередь можно компенсировать или алюминиевой шайбой, или учесть при механической обработке отлитого корпуса соответственно уменьшив высоту его колодцев.
Осаждение проводят на гидравлическом прессе П474Б усилиям 1000 кН, при давлении Р = 430-450 МПа и выдержке втулки под давлением в течение времени t = 2-3 с.
В момент осаждения внутри втулки должно находится цилиндрическая часть рабочего инструмента - пуансоны, чтобы ограничить излишнее вытекание металла во внутреннюю полость. После осаждения внутренний диаметр втулки обрабатывается специальным дорном до необходимого ремонтного размера.
+++Полное восстановление втулок+++
Осаждение проводят после предварительного нагрева втулки до температуры Т = 450-500 ° С, поскольку втулки из алюминиевого сплава АМО-7-3 не рекомендуется подвергать пластическому деформированию в холодном состоянии. При холодной деформации указанный алюминиевый сплав имеет тенденцию к растрескиванию.
К преимуществам данного способа можно отнести сравнительно малую сложность исполнения и малые затраты дополнительного металла.
К недостаткам данного способа можно отнести необходимость напрессовка дополнительной алюминиевой шайбы, а также ухудшение физико-механических свойств восстановленных поверхностей. Данный способ не дает достаточных возможностей восстановить втулку по методу увеличенных ремонтных размеров.
Другим методом восстановления втулок пластическим деформированием является предлагаемый способ восстановления втулок обжима. Суть метода заключается в компенсации внутреннего диаметра втулки за счет обжима наружного диаметра который в свою очередь компенсируется новым ремонтным размером колодца восстановленного корпуса. После обжима втулка поддается механической обработке под новый ремонтный размер. Этот способ приемлем только для способа восстановления методом уменьшенных ремонтных размеров, по нашему мнению нецелесообразно.
Предлагается также способ, в котором после обжимки внешний диаметр втулок увеличивают с помощью электролитического наращивания слоя металла, а внутренний разворачивают до нужного размера. Этот способ более приемлем но связан со сравнительно большой сложностью исполнения и не позволяет укрепить самые нагруженные поверхности внутреннего диаметра.
+++Восстановление втулок гильзованием+++
Существует два способа восстановления втулки гильзаванием: в холодном состоянии и в период кристаллизации. Сущность способа гильзавания втулки насоса в холодном состоянии заключается в следующем. С изношенной втулки вытачивают две заготовки, обезжиривает, укладывают в специальные приспособления фланцем вниз и заливают алюминиевым сплавом. Полученную заготовку высотой 52 мм торцуют на токарном станке под размер 48 мм и опрессовывают на гидравлическом прессе усилием 1000 кН до высоты 44 мм. Далее ее подвергают механической обработке, выдерживая все необходимые ремонтные размеры.
Сравнительные испытания втулок восстановленных отливкой из вторичных алюминиевых сплавов и гильзуваннням показали, что способ восстановления втулок гильзованием обеспечивает повышение долговечности шестеренного насоса в 1,2 раза по сравнению с базовым вариантом - при восстановлении втулок отливкой из выбраковано.
Известен также способ восстановления втулок штамповкой жидкого металла или гильзованием в период кристаллизации. Этот способ позволяет снизить трудоемкость процесса, увеличить плотность и прочность сплава заливается с заготовкой и уменьшить внутренние напряжения в металле втулки, возникающих при прессовании заготовки в холодном состоянии. Изношенные втулки опрессовывают с усилием 1000 кН в штампе на гидравлическом прессе до размеров. Затем из них вытачиваются заготовки, которые после обезжиривания устанавливают в штамп, заливают расплавленным алюминиевым сплавом и прессуют с усилием 500 кН. Штамп для восстановления втулок насоса прессованием показан на рис. Металл плавят в электрической печи сопротивления.
+++Восстановление крышек шестеренных насосов+++
Предварительный нагрев заготовки проводят до температуры 150-170 ° С перед установкой их в штамп, что обеспечивает более надежное соединение их с материалом, заливается. Алюминиевый сплав в матрицу штампа заливают мерной ложкой. Через 2.3 секунды с момента окончания заливки в матрице создается давление. Продолжительность прессования составляет 10-12 с. В результате кристаллизации залитого металла втулки под давлением физико-механические свойства металла втулки значительно улучшаются по сравнению с методом холодного гильзования. Разработанный метод позволяет снизить трудоемкость восстановления, по сравнению с холодным гильзования на 27%.
К недостаткам данного способа можно отнести его большую трудоемкость, использование достаточно большого количества дополнительного металла и то, что он не позволяет значительно улучшить ресурс восстановленной детали.
Осмотром выявляют износ торцевой поверхности крышки со стороны корпуса насоса, забоины и задиры, а также срыв буртика в гнезде уплотнителя, который удерживает стопорное кольцо и трещины крышки. Каркасный уплотнитель крышки изнашивается по месту контакта его манжеты с шейкой вала. В результате износа теряется его вакуумная стойкость, и в всасывающую полость насоса может поступать воздух. При значительном износе теряет свои уплотнительные свойства и начинает пропускать рабочую жидкость.
+++Составление, обкатки и испытания насосов+++
Сносы и дефекты крышки насоса устраняют обычными приемами - завврюванням в защитной среде аргона.
Уплотнительную резиновую манжету, изготовленную из вулканизийнои резиновой смеси 14-1 (МРТУ-5-204-65), в случае дефекта заменяют новой. Конечно манжета, обладающий повышенной маслостойкость и температурной стойкостью, при увеличенных давлениях (до 20 МПа) и температуре от - 40 ° до +90 ° С не теряет своих эластичных свойств. При замене уплотнений необходимо особое внимание обращать на чистоту мест их установки.
Втулки комплектующих по ремонтным размерам и попарно по размерных группах так, чтобы в каждой паре они были одной размерной группы и не отличались по высоте более чем на 0,002 мм.
Ведущую и ведомую шестерни подбирают того ремонтного размера, что и втулки одной размерной группы.
Корпус должен иметь ремонтный размер, что соответствует ремонтном размера шестерен и втулок. С скомплектованных деталей насос собирают с учетом направления вращения валика ведущей шестерни (правое или левое вращение). Собранную крышку устанавливают на насос и закрепляют болтами.
Обкатка - одна из основных операций при ремонте насосов, от качества проведения которой зависит их работоспособность и надежность отремонтированного насоса. Режимы обкатки отремонтированных насосов аналогичны режимам обкатки их на заводах-изготовителях и предусмотренные техническими условиями типовой технологии ремонта гидроагрегатов. При этом противодавление (нагрузка) постепенно повышается.
Другие статьи по теме:
- Преимущества гидропривода по сравнению с другими видами приводов- Ремонт гидравлических распределителей
- Ремонт основных деталей ведущих мостов
- Ремонт основных деталей муфты сцепления
- Восстановление втулок шестеренных насосов
Добавить комментарий:
