Razvrstitev načinov obnavljanja delov in njihovih značilnosti

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Trenutno si inženirji aktivno prizadevajo za ustvarjanje novih in izboljšanje tradicionalnih metod obnavljanja delov. In za to obstajajo objektivni razlogi: prvič, v nekaterih primerih je proizvodnja novih izdelkov iz dragega jekla dražja v smislu virov, in drugič, podjetje preprosto nima tehnološke sposobnosti za proizvodnjo novih delov, ki so zapleteni. oblika in tehnične zahteve.

Organizacije, ki upravljajo s kompleksno in drago opremo (na primer težki rudarski tovornjaki), se zanimajo za izboljšanje različnih metod obnavljanja obrabljenih delov.

Splošne določbe

Vse metode obnavljanja delov so usmerjene v regeneracijo lastnosti delovanja in izvirnih lastnosti izdelka. V procesu dela, drgnjenjepovršine tornih parov se lahko obrabijo (zaradi česar se spremenijo njihove dimenzije), se drobijo (zaradi kopičenja utrujenih napetosti pri pogostih izmeničnih obremenitvah), dobijo mehanske poškodbe in spremenijo svoje fizikalne in mehanske lastnosti. Ločena vrsta poškodb med delovanjem je kršitev (poškodba) zaščitnega protikorozijskega in proti obrabo odpornega premaza.

Metode in metode obnavljanja delov so zelo raznolike. Vendar ima lahko obraba delov stroja različne posledice ter drugačen mehanizem nastanka in vzrokov. Pri izbiri določene tehnologije za obnovo obrabljenih površin mora inženir najprej upoštevati, kakšne lastnosti (mehanske in fizikalne) naj ima izdelek.

Torej je v nekaterih primerih potrebno doseči maksimalno utrujenost strukture in elastičnost. Včasih je kemična sestava površinskega sloja kritična, kar omogoča povečanje toplotne odpornosti, rdeče krhkosti (hladno krhkosti), odpornosti na agresivne medije, zato je treba v vsakem posameznem primeru dati prednost načinu obnavljanja delov, ki lahko izpolni vse zahteve. Posebne tehnološke in konstrukcijske zahteve vključujejo tudi celovitost (odsotnost por, mikrorazpok, nekovinskih vključkov), maso posameznih konstrukcijskih elementov in izdelka kot celote, kazalnike hrapavosti, mehanske lastnosti (trdota in mikrotrdota), možnost strojne obdelave. in pritisk (dodatno utrjevanje zaradi deformacije površinske plasti inutrjevanje), natančnost geometrijskih odstopanj površin in oblik.

Razvrstitev načinov obnavljanja delov glede na vrsto okvar, ki jih je treba odpraviti

Celotna raznolikost metod izterjave, odvisno od narave okvar, je običajno razdeljena v naslednje skupine:

• rezanje in obdelava kovin;
• varjenje in spajkanje;
• plastična deformacija;
• fuzija;
• difuzijska metalizacija in brizganje;
• tehnologija galvanizacije;
• kemična toplotna obdelava (CHT) kot tudi tradicionalna toplotna obdelava;
• uporaba kompozitnih materialov.

Razvrstitev metod izterjave glede na naravo vpliva na del

V skladu s tem načelom so vsi postopki izterjave razdeljeni v tri skupine:

• obdelava brez odstranitve dodatkov;
• obdelava delov z odstranjevanjem materiala;
• tehnološke operacije, povezane z nanosom premazov in materialov na tak ali drugačen način.

Smiselno je podati podrobnejšo klasifikacijo naštetih skupin, saj vsaka od njih vključuje številne metode obdelave z uporabo zelo različne opreme in principov. V nekaterih primerih je možno podvajanje v imenu metode obnavljanja delov, saj se lahko ena metoda hkrati uporablja za večskupina.

Obnova brez odstranitve dodatkov:

• utrjevanje in oblikovanje s hladno in vročo plastično deformacijo, kalibracija;
• kemijsko-termična obdelava (izvedena za povečanje trdote, izboljšanje zmogljivosti);
• toplotna obdelava (povečanje trdote, odstranjevanje nevarnih napetosti itd.).

Metode za obnovo obrabljenih delov, ki vključujejo odstranitev plasti materiala:

• obdelava;
• elektrofizična obdelava;
• kombinirane metode.

Zadnja podskupina vključuje metode, ki omogočajo nanos dodatne zaščitne plasti materiala na površino dela. Glavne metode predelave prevlečenih delov vključujejo:

• odlaganje kovinskih in nekovinskih premazov v peči (metalizacija, brizganje, navarjanje in drugo);
• metode elektrofizičnega premaza (galvanizirane kopeli, metode elektroiskre itd.).

Značilnosti kovinskih in mehanskih obnovitvenih operacij

Ta način restavriranja in utrjevanja delov se uporablja v primerih, ko je treba pridobiti novo ali staro popravilo velikosti izdelka, pa tudi kadar je treba vgraditi nov element obnovljenega inženirskega izdelka. Torej lahko mehanska in ključavničarska obdelava služi kot nekakšna vmesna operacija,namenjeno pripravi površin za nanos in brizganje dodatnih utrjevalnih premazov. Vendar je najpogosteje rezanje končno in je namenjeno popravljanju oblik in površinskih napak, ki so nastale iz enega ali drugega razloga. Takšni razlogi so lahko površinska in prostorninska deformacija delov in surovcev, da bi jim dali večjo trdnost in najugodnejše lastnosti delovanja, navarjanje kovinskega prahu in elektrode itd.

Obdelava na velikost mora zagotavljati vse tehnološke in oblikovne zahteve: čistost in hrapavost površin, vrednosti in velikost reže ali motenj (če se pristanek izvaja z vpetjem), odstopanja geometrijske oblike, in tako naprej.

Inženir se odloči za eno ali drugo mehansko metodo obnove dela, pri čemer upošteva številne različne dejavnike. Torej, če je stopnja obrabe dela zelo velika, je smiselno namestiti dodaten del za popravilo. V tem primeru bo obdelava z naknadno obdelavo stala veliko več in bo od izvajalca zahtevala zelo visoko usposobljenost. Kot taki deli služijo vse vrste puš in adapterjev.

Značilnost obnavljanja delov s plastično deformacijo

Deformacija se uporablja tako za spreminjanje oblike in geometrijskih dimenzij dela kot za izboljšanje operativnih lastnosti površine izdelka (indikator trdote in odpornosti proti obrabi).

S spremembo oblike je vse jasno:ko močno obremenimo trdno telo in nato odstranimo, ostane preostala deformacija. Ta način obnove strojnih delov se v praksi uporablja, če je treba poravnati izdelke, ki so bili poškodovani zaradi trka. Ta vrsta del vključuje tako karoserijska dela na avtomobilu, ki je bil v nesreči, kot tudi ravnanje debele jeklene pločevine. Pogosto se po varjenju pojavi potreba po obdelavi pod tlakom: pri nanosu šiva se nekatere lokalne cone zelo segrejejo, kar vodi do linearnega širjenja nekaterih elementov zvarjene konstrukcije. Med hlajenjem pride do obratnega procesa - zmanjšanja velikosti, kar vodi do upogibanja in kršitve geometrije celotnega izdelka. Če torej obstajajo stroge zahteve glede oblik in oblikovnih odstopanj, je podvržen tlačni obdelavi, da se popravi napaka.

Tudi tlačna obdelava se lahko uporabi za utrjevanje površin obnovljenega izdelka, na primer po navarovanju ali po mehanski odstranitvi določenega dodatka z dela z rezanjem. Utrjevanje z deformacijo je precej redek način obnove delov. Izbira v korist te tehnike je izjemno redka. To je posledica dejstva, da je za utrjevanje s površinsko plastično deformacijo potrebna precej draga oprema. Nakup takšnih strojev, da bi jih občasno uporabljali v primeru potrebe po obnovi, ni ekonomsko izvedljiv.

Bistvo deformacijskega utrjevanja. fizikaproces

Zaradi česa se izboljšajo lastnosti trdnosti, ko se površinski sloj deformira? Dobro vprašanje. Odgovor se skriva v teoriji sevanja o atomski strukturi kristaliničnih snovi.

Znanstveniki so uspeli dokazati, da je moč odvisna od števila napak v kristalni strukturi. Po njihovih izračunih je tanka kovinska nit iz popolnoma čistega železa brez točkovnih in linearnih strukturnih napak sposobna vzdržati ogromne obremenitve. Vendar imajo prava telesa vedno napake, zato je nosilnost takšne žice v realnih pogojih precej majhna. Toda ko se število napak poveča, se pojavi paradoksalen pojav - lastnosti trdnosti se izboljšajo. To je posledica dejstva, da veliko število napak ustvarja ovire za njihovo gibanje in izstop na površino zrn, torej preprečuje nastanek koncentratorjev stresa.

Prav na tem temelji učinek utrjevanja tlačne obdelave: med deformacijo se znotraj zrn pojavi ogromno napak. V tem primeru zrna sama pridobijo značilno obliko - tako imenovano teksturo. Treba je opozoriti, da ta metoda omogoča ne le povečanje trdnosti in odpornosti proti obrabi, temveč tudi zmanjšanje hrapavosti obdelane površine.

Metoda obnavljanja delov s površinsko obdelavo

Ta metoda je najpogostejša pri obnavljanju prvotnih dimenzij dela. Razlog za to je relativna poceni in preprostost. Za obnovitev geometrije izdelka potrebujete le varjenjeaparat in potreben material za obdelavo.

V primeru, da je velikost zelo pokvarjena, se uporablja tako imenovano kombinirano navarjanje. Njegovo bistvo je naslednje: najprej se nanese navadno jeklo ali lito železo s pomočjo plinskega plamena ali električnega loka. In šele nato je električno obločno navarjanje močne zlitine z dobrim naborom mehanskih in fizikalnih lastnosti. Kakovost površine po obdelavi lahko označimo kot nezadovoljivo, zato je potreben dodatek. To operacijo je mogoče izvesti na stružnici, rezkalnem ali vrtalnem stroju. Dovoljena je tudi uporaba orodja za dletenje in brušenje (če je odložen material zelo trd).

Galvanske metode pri obnovi delov

Pri razvrstitvi metod za restavriranje delov ne moremo omeniti galvanizacije. Ta metoda je zelo pogosta. Galvanske kopeli so že dolgo trdno uveljavljene v industriji in se aktivno uporabljajo tako v proizvodnih obratih kot v raziskovalnih laboratorijih. Obseg njihove uporabe je neverjetno obsežen: od nanašanja dekorativnih premazov do materialov za jedkanje.

Ta metoda je praviloma uporabna le pri majhni stopnji obrabe drgnih površin, saj je debelina premazov, ki se nanesejo po galvanski metodi, zelo majhna. Poleg obnavljanja določenih dimenzij lahko tak premaz deluje kot zaščitni film in preprečuje korozijo in oksidacijo materialov.

Prednost te metode je možnostpridobivanje premazov z različnimi materiali: nikelj, krom, aluminij, železo, baker, srebro, zlato itd. Zato se galvanizacija uporablja v številnih sektorjih nacionalnega gospodarstva.

Lastnosti metod termične in kemično-termične obdelave pri restavriranju izdelkov

Težko je pretiravati vlogo toplotne obdelave na splošno v strojništvu, še posebej pa na področju restavriranja delov. Omogoča vam, da pridobite potrebne operativne (odpornost na obrabo, trdoto) in tehnološke (obdelovalnost, toplotna prevodnost) lastnosti.

Kemijsko-termična obdelava je ločeno vprašanje. Za razliko od tradicionalne toplotne obdelave je pri kemični obdelavi izdelek izpostavljen ne le temperaturi, ampak tudi kemični reakciji z atomi in ioni drugih snovi. Atomi se v notranjost razpršijo do določene globine in s tem spremenijo kemično sestavo površinske plasti. Lastnosti difuzijske plasti se bistveno razlikujejo (na bolje) od prvotnega materiala. Tako boranje (nasičenost z atomi bora) in karburiziranje (nasičenost z atomi ogljika) znatno povečata trdoto in pomagata zmanjšati koeficient trenja. V praksi se kot nasičilni elementi uporabljajo tudi silicij, dušik, aluminij in drugi elementi.

Sklep

Zgornji opis načinov obnovitve delov ni izčrpen. Predstavljene so le osnovne in najpogostejše metode. Vse skupaj jih je veliko več. Poleg tega so znanstveniki po vsem svetu nenehnodelajo na ustvarjanju novih in izboljševanju že znanih metod nanašanja premazov in obnavljanja geometrijskih dimenzij delov.