Osade ja nende omaduste taastamise viiside klassifikatsioon

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Praegu töötavad insenerid aktiivselt uute osade taastamismeetodite loomise ja täiustamise nimel. Ja sellel on objektiivsed põhjused: esiteks on mõnel juhul kalli terasest uute toodete valmistamine ressursside osas kulukam ja teiseks ei ole ettevõttel lihts alt tehnoloogilist võimekust toota uusi keerukaid osi. kuju ja tehnilised nõuded.

Keerulisi ja kalleid seadmeid opereerivad organisatsioonid (nt raskeveokite kaevandusveokid) on huvitatud kulunud osade taastamise erinevate meetodite täiustamisest.

Üldsätted

Kõik osade taastamismeetodid on suunatud toote tööomaduste ja originaalsete omaduste taastamisele. Töö käigus hõõruminehõõrdepaaride pinnad võivad kuluda (mille tulemusena muutuvad nende mõõtmed), mureneda (väsimuspingete kuhjumise tagajärjel sagedaste vahelduvate koormuste korral), saada mehaanilisi vigastusi, muutuda nende füüsikalised ja mehaanilised omadused. Eraldi kahjustuste liik töö ajal on kaitsva korrosiooni- ja kulumiskindla katte rikkumine (kahjustus).

Osade taastamise meetodid ja meetodid on väga mitmekesised. Masinaosade kulumisel võivad aga olla erinevad tagajärjed ning erinev tekkemehhanism ja põhjused. Kulunud pindade taastamiseks konkreetset tehnoloogiat valides peab insener ennekõike arvestama, millised omadused (mehaanilised ja füüsikalised) tootel peaksid olema.

Seega, mõnel juhul on vaja saavutada konstruktsiooni maksimaalne väsimustugevus ja elastsus. Mõnikord on pinnakihi keemiline koostis kriitiline, mis võimaldab suurendada kuumakindlust, punast rabedust (külmahaprust), vastupidavust agressiivsele keskkonnale, seetõttu tuleks igal konkreetsel juhul eelistada osade taastamise meetodit, mis suudab täita kõiki nõudeid. Spetsiaalsed tehnoloogilised ja konstruktsiooninõuded hõlmavad ka terviklikkust (pooride, mikropragude, mittemetalliliste lisandite puudumine), üksikute konstruktsioonielementide ja toote kui terviku massi, kareduse näitajaid, mehaanilisi omadusi (kõvadus ja mikrokõvadus), töötlemise võimalust. ja surve (täiendav kõvenemine pinnakihi deformatsioonist jakõvenemine), pindade ja kujundite geomeetriliste kõrvalekallete täpsus.

Osade taastamise viiside klassifikatsioon kõrvaldatavate defektide tüübi järgi

Sõltuv alt defektide olemusest jagatakse kõik taastamismeetodid tavaliselt järgmistesse rühmadesse:

• lõikamine ja metallitöötlemine;
• keevitus ja jootmine;
• plastiline deformatsioon;
• fusioon;
• difusioonmetalliseerimine ja pihustamine;
• galvaanikatehnoloogia;
• keemiline kuumtöötlus (CHT) ja ka traditsiooniline kuumtöötlus;
• komposiitmaterjalide kasutamine.

Taaskasutamismeetodite klassifikatsioon sõltuv alt osale avaldatava mõju iseloomust

Selle põhimõtte kohaselt on kõik taastamistoimingud jagatud kolme rühma:

• töötlemine saastekvoote eemaldamata;
• detailide töötlemine materjali eemaldamisega;
• tehnoloogilised toimingud, mis on ühel või teisel viisil seotud katete ja materjalide pealekandmisega.

Mõttekas on anda loetletud rühmade üksikasjalikum klassifikatsioon, kuna igaüks neist sisaldab palju töötlemismeetodeid, mis kasutavad väga erinevaid seadmeid ja põhimõtteid. Mõnel juhul on osade taastamise meetodi nimel võimalik dubleerimine, kuna üks meetod võib korraga kehtida mitmelegrupp.

Taastamine ilma saastekvootide eemaldamiseta:

• kõvenemine ja vormimine külma ja kuuma plastilise deformatsiooni teel, kalibreerimine;
• keemilis-termiline töötlus (viiakse läbi kõvaduse suurendamiseks, jõudluse parandamiseks);
• kuumtöötlus (kõvaduse suurendamine, ohtlike pingete eemaldamine jne).

Meetodid kulunud osade taastamiseks, mis hõlmavad materjalikihi eemaldamist:

• mehaaniline;
• elektrofüüsikaline töötlemine;
• kombineeritud meetodid.

Viimasesse alarühma kuuluvad meetodid, mis võimaldavad kanda detaili pinnale täiendava kaitsekihi. Kaetud osade peamised taastamismeetodid on järgmised:

• metallist ja mittemetallist katete sadestamine ahjus (metalliseerimine, pihustamine, pindamine ja muud);
• elektrofüüsikalised katmismeetodid (galvaniseerimisvannid, elektrisädememeetodid jne).

Metallitööde ja mehaaniliste restaureerimisoperatsioonide omadused

Seda osade taastamise ja karastamise meetodit kasutatakse juhtudel, kui on vaja saada toote uus või vana remondimõõt, samuti kui on vaja paigaldada taastatud inseneritoote uus element. Niisiis võib mehaaniline ja lukksepatöö olla omamoodi vaheoperatsioon,mille eesmärk on pindade ettevalmistamine täiendavate kõvenevate katete pealekandmiseks ja pihustamiseks. Enamasti on lõikamine aga lõplik ja suunatud ühel või teisel põhjusel tekkinud kuju- ja pinnavigade parandamisele. Sellisteks põhjusteks võivad olla osade ja toorikute pinna- ja ruumaladeformatsioonid, et anda neile suurem tugevus ja soodsaimad tööomadused, metallipulbri ja elektroodi pindamine jne.

Mõõduliseks töötlemine peaks tagama kõik tehnoloogilised ja kujunduslikud nõuded: pindade puhtus ja karedus, tühimiku või interferentsi väärtused ja suurus (kui maandumine toimub interferentsi sobivusega), geomeetrilise kuju kõrvalekalded ja nii edasi.

Insener teeb valiku ühe või teise detaili taastamise mehaanilise meetodi kasuks, võttes arvesse mitmeid erinevaid tegureid. Seega, kui detaili kulumisaste on väga suur, siis on mõttekas paigaldada täiendav remondiosa. Sel juhul maksab pinnakate koos järgneva töötlemisega palju rohkem ja nõuab esitaj alt väga kõrget kvalifikatsiooni. Sellisteks osadeks on igasugused puksid ja adapterid.

Iseloomulik osade taastamisele plastse deformatsiooni teel

Deformatsiooni kasutatakse nii detaili kuju ja geomeetriliste mõõtmete muutmiseks kui ka toote pinna tööomaduste parandamiseks (kõvaduse ja kulumiskindluse näitaja).

Kui kuju on muutunud, on kõik selge:kui tahkele kehale rakendatakse märkimisväärset koormust ja seejärel eemaldatakse, jääb alles jääkdeformatsioon. Seda masinaosade taastamise meetodit kasutatakse praktikas, kui kokkupõrke tagajärjel kahjustatud tooteid on vaja joondada. Seda tüüpi tööd hõlmavad nii avariisse sattunud auto keretöid kui ka paksu teraslehe õgvendamist. Sageli tekib survetöötluse vajadus pärast keevitustöötlust: õmbluse pealekandmisel muutuvad teatud lokaalsed tsoonid väga kuumaks, mis toob kaasa keeviskonstruktsiooni teatud elementide lineaarse laienemise. Jahutamise ajal toimub pöördprotsess - suuruse vähenemine, mis põhjustab kogu toote kõverdumist ja geomeetria rikkumist. Seetõttu, kui kuju ja konstruktsiooni kõrvalekallete suhtes on kehtestatud ranged nõuded, töödeldakse seda defekti parandamiseks survetöötlusega.

Samuti saab survetöötlust kasutada taastatud toote pindade kõvendamiseks, näiteks peale pindamist või peale teatud varu mehaanilist eemaldamist detaililt lõikamise teel. Deformatsiooniga kõvenemine on üsna haruldane viis detailide taastamiseks. Valik selle tehnika kasuks on äärmiselt haruldane. See on tingitud asjaolust, et pinna plastilise deformatsiooniga kõvenemiseks on vaja üsna kalleid seadmeid. Selliseid masinaid ei ole majanduslikult otstarbekas osta, et neid aeg-aj alt taastamisvajaduse korral kasutada.

Tõvekõvenemise olemus. Füüsikaprotsess

Mille tõttu paranevad tugevusomadused pinnakihi deformeerumisel? Hea küsimus. Vastus peitub kristalsete ainete aatomistruktuuri kiirgusteoorias.

Teadlased on suutnud tõestada, et tugevus sõltub kristalli struktuuris esinevate defektide arvust. Nende arvutuste kohaselt on täiesti puhtast rauast valmistatud õhuke metallniit, millel puuduvad teravad ja lineaarsed konstruktsioonivigad, taluma tohutuid koormusi. Päris kehadel on aga alati defekte, mistõttu on sellise traadi kandevõime reaalsetes tingimustes üsna väike. Kuid kui defektide arv suureneb, tekib paradoksaalne nähtus - tugevusomadused paranevad. Selle põhjuseks on asjaolu, et suur hulk defekte takistab nende liikumist ja väljumist terade pinnale, st takistab pingekontsentraatorite tekkimist.

Just sellel põhineb survetöötluse kõvenev toime: deformatsiooni käigus tekib terade sees tohutult palju defekte. Sel juhul omandavad terad ise iseloomuliku kuju - nn tekstuuri. Tuleb märkida, et see meetod võimaldab mitte ainult suurendada tugevust ja kulumiskindlust, vaid ka vähendada töödeldud pinna karedust.

Osade taastamise meetod pindamise teel

See meetod on kõige levinum detaili esialgsete mõõtmete taastamisel. Selle põhjuseks on suhteline odavus ja lihtsus. Toote geomeetria taastamiseks vajate ainult keevitustaparatuur ja pinnakatteks vajalik materjal.

Kui suurus on väga katki, siis kasutatakse nn kombineeritud pindamist. Selle olemus on järgmine: esiteks kantakse peale tavalist terast või malmi gaasileegi või elektrikaarkütte abil. Ja alles siis on hea mehaaniliste ja füüsikaliste omadustega tugeva sulami elektrikaare pindamine. Pinna kvaliteeti pärast katmist võib kirjeldada kui mitterahuldavat, seega on vaja varu. Seda toimingut saab teha treipingil, frees- või puurpingil. Lubatud on ka meisli- ja abrasiivsete tööriistade kasutamine (kui ladestunud materjal on väga kõva).

Galvaanilised meetodid osade taastamisel

Osade taastamise meetodite klassifikatsiooni silmas pidades ei saa mainimata jätta ka galvaniseerimist. See meetod on väga levinud. Galvaneerimisvannid on tööstuses juba pikka aega kindl alt juurdunud ja neid kasutatakse aktiivselt nii tootmisettevõtetes kui ka uurimislaborites. Nende kasutusala on uskumatult lai: alates dekoratiivkatete pealekandmisest kuni materjalide söövitamiseni.

Reeglina on see meetod rakendatav ainult hõõrduvate pindade vähese kulumise korral, kuna galvaanilise meetodiga kantavate kattekihtide paksus on väga väike. Lisaks määratud mõõtmete taastamisele võib selline kate toimida kaitsekilena ning takistada materjalide korrosiooni ja oksüdeerumist.

Selle meetodi eeliseks on võimaluskatete saamine mitmesuguste materjalide abil: nikkel, kroom, alumiinium, raud, vask, hõbe, kuld jne. Seetõttu kasutatakse galvaniseerimist paljudes rahvamajanduse sektorites.

Soojus- ja keemilis-termotöötluse meetodite omadused toodete restaureerimisel

Kuumtöötluse rolliga üldiselt masinaehituses ja eriti osade taastamise valdkonnas on raske liialdada. See võimaldab teil saavutada vajalikud tööomadused (kulumiskindlus, kõvadus) ja tehnoloogilised (töödeldavus, soojusjuhtivus) omadused.

Keemiline-termiline töötlemine on omaette teema. Erinev alt traditsioonilisest kuumtöötlusest allutatakse toode keemilise töötlemise käigus mitte ainult temperatuurile, vaid ka keemilisele reaktsioonile teiste ainete aatomite ja ioonidega. Aatomid hajuvad sees teatud sügavusele, muutes seeläbi pinnakihi keemilist koostist. Difusioonikihi omadused erinevad oluliselt (paremaks) algmaterjalist. Nii et boreerimine (küllastumine boori aatomitega) ja karburiseerimine (küllastumine süsinikuaatomitega) suurendab oluliselt kõvadust ja aitab vähendada hõõrdetegurit. Praktikas kasutatakse küllastuselementidena ka räni, lämmastikku, alumiiniumi ja muid elemente.

Järeldus

Eespool toodud osade taastamise viiside kirjeldus ei ole ammendav. Esitatakse ainult põhilised ja levinumad meetodid. Kokkuvõttes on neid palju rohkem. Pealegi on teadlased üle maailma pidev alttegelevad uute kattekihtide pealekandmise ja detailide geomeetriliste mõõtmete taastamise meetodite loomise ja juba tuntud meetodite täiustamisega.