книги из ГПНТБ / Курдюмов, В. Я. Ремонт строительных машин методами сварки и наплавки

ПОВЫШЕНИЕ МАСТЕРСТВА РАБОЧИХ СТРОИТЕЛЬСТВА И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ -

В. Я. КУРДЮМОВ, В. П. РЯЗАНОВ

РЕМОНТ

СТРОИТЕЛЬНЫХ

МАШИН

МЕТОДАМИ

СВАРКИ И НАПЛАВКИ

МО С К В А

СТ Р О Й И З Д А Т

1973

вС в . 0 8

к93

У Д К 69 . 002 . 51 . 004 . 67

500G

З . - ЛА J

232 с. с ил. (М-во монтажн. и спец. строит, работ

СССР. Главстроймеханизация и Главн. упр. кадров и учеб. заведений. Серия книг для рабочих стр-ва и пром-сти строит, материалов. Повышение мастерства рабочих-строителей).

На обл. авт. не указаны.

(с) Стройиздат. 1973

I. ПОВРЕЖДЕНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И ДЕТАЛЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Металлоконструкции и детали строительных машин подвергаются повреждению и разрушению в результате постепенного изменения их размеров и формы или мгно­ венного нарушения работоспособности при аварийных пе­ регрузках вследствие усталости металла или нарушения правил эксплуатации машин.

Усталость — это свойство металлов под действием многократных повторно-переменных нагрузок разрушать­ ся при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности (свойство металлов выдерживать, не разру­ шаясь, большое число повторно-переменных напряжений носит название выносливости).

Причинами повреждения металлоконструкций и дета­ лей машин могут быть конструктивные дефекты (несоот­ ветствие размеров деталей приложенным нагрузкам; не­ правильный подбор материалов и режима термообработ­

блюдение установленного технологического процесса, от­ ступление от расчетных размеров, применение недоброка­ чественных и не соответствующих друг другу металлов и материалов, нарушение режимов термообработки, не­ соблюдение технических условий при сборке машин

идр.).

1.ПОВРЕЖДЕНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Впроцессе эксплуатации строительных машин могут возникнуть различные повреждения их металлоконструк­ ций (опорных рам, поворотных и неповоротных плат­ форм, рукоятей экскаваторов, опорных стоек и т. и.).

4

Наиболее часто встречаются погнутости, трещины, изло­ мы, скручивания, смещения механизмов, износ базовых отверстий, трещины в сварных швах.

Повреждение сварных соединений вызывается дли­ тельной работой ударных, переменных по величине и на­ правлению нагрузок, некачественной сваркой.

Смещение механизмов происходит вследствие дефор­ мации рам.

Ремонт металлоконструкций заключается в устране­ нии изломов и трещин; замене дефектных элементов; правке элементов конструкций при помощи винтовых скоб, домкратов или под прессами (иногда с подогревом), а также изготовлении новых деталей и узлов взамен вы­ бракованных. При наличии трещин и поломок металло­ конструкции ремонтируют сваркой.

Сварные швы, имеющие дефекты, вырубают. Стыки, подлежащие сварке, подготавливают вновь и заваривают.

При отрыве стойки с плитами для подвижных блоков от дышла скреперов, разрушении швов боковых и перед­ них стенок бульдозеров, отрыве опоры толкающего бруса отвала металлоконструкции ремонтируют, усиливая по­ врежденные места приваркой накладок и угольников.

Сборку металлоконструкций после ремонта выполняют сваркой, на заклепках или болтах.

2. ИЗНАШИВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Разрушения деталей строительных машин проявляют­ ся в износах различных видов (естественном и аварий­ ном) и механических повреждениях (трещинах, отколах, отслоениях, прогибах, пробоинах, скручиваниях и короб­ лениях).

Изнашивание — это естественный процесс, неизбеж­ ный при эксплуатации строительных машин, заключаю­ щийся в постепенном разрушении поверхности детали в результате трения.

Износ — конечный результат изнашивания. Естественный износ деталей возникает как следстаие

работы сил трения между сопряженными деталями, про­ текающей в условиях нормальной эксплуатации машин.

5

плуатации или следствие плохой конструкции узла, непра­ вильной технологии его изготовления или ремонта.

Детали строительных машин, восстанавливаемые сваркой или наплавкой, можно разделить на три основ­ ные группы:

1) детали рабочих органов (ножи бульдозеров, грей­ деров, скреперов и кусторезов; зубья погрузчиков, кирковщиков, рыхлителей и корчевателей; лопасти бетоно- и растворосмесителей; витки шнеков и буров; дробящие детали камнедробилок; резцы роторных экскаваторов, цепных баров, наконечники грунтопрокалывателей и бу­ ровых установок, зубья и козырьки ковшей и т. д.);

2) детали гусеничного хода и ходовых цепных передач (звенья (башмаки) гусениц, натяжные колеса, поддер­ живающие и опорные катки, оси, полуоси, звездочки, валы, пальцы, ролики и т. д.);

3) детали из стального и чугунного литья (рамы, ста­ нины, шкивы, зубчатые колеса, корпуса редукторов, бло­ ки двигателей и цилиндров, картеры маховиков, корпуса водяных и масляных насосов, картеры, коробки передач, ступицы передних и задних колес, чашки дифференциала и т. д.).

Для выбора наиболее рационального способа повыше­ ния износостойкости или ремонта деталей строительных машин необходимо знать сущность процесса их изнаши­ вания при эксплуатации.

В зависимости от конструкции и материала деталей, интенсивности смазки, режимов работы и условий экс­ плуатации строительных машин различают следующие основные виды изнашивания: механическое, молекулярномеханическое и коррозионно-механическое.

Механическое изнашивание. Этот вид разделяют на абразивное, изнашивание при пластическом деформиро­

страненныйвид изнашивания при эксплуатации строи­ тельных машин. Оно возникает под действием трения твердых структурных составляющих одной из сопряжен­ ных деталей о другую или твердой посторонней частицы (стружка, песок и т. д.) о две сопряженные трущиеся по­ верхности. Абразивное изнашивание наблюдается при работе рабочих органов строительных машин (например, при трении ножа отвала бульдозера и зубьев ковша экс-

6

каватора о грунт), при трении сопряженных деталей (на­ пример, при трении деталей гусеничного хода строитель­ ных машин).

И з н а ш и в а н и е п р и п л а с т и ч е с к о м д е ф о р ­ м и р о в а н и и (изнашивание трением) появляется в ре­ зультате действия удельных нагрузок на выступы неров­ ных поверхностей сопряженных деталей. Выступы пла­ стически деформируются и при скольжении поверхностей друг относительно друга отламываются, образовывая но­ вые неровности.

Примером может служить изнашивание звеньев гусе­ ниц, зубьев звездочек, опорных катков и других деталей строительных машин, работающих под действием дина­ мических нагрузок.

И з н а ш и в а н и е п р и х р у п к о м р а з р у ш е н и и возникает как результат упругого взаимодействия неров­ ностей в деталях.

Вследствие наклепа (поверхностного упрочнения ме­ талла при его пластической деформации в холодном состоянии), поверхностной усталости или при обогаще­ нии поверхности детали твердыми структурными состав­ ляющими на ней образуется хрупкий слой, по мере разру­ шения которого появляется лежащий под ним менее хруп­ кий слой металла. Таким образом, неровности поверхно­

исходит также вследствие упругого взаимодействия не­

ш и в а н и е — это хрупкое разрушение поверхности ме­ талла в результате местных гидравлических ударов. Ему подвержены детали землесосов и других гидравлических машин, потому что значительное воздействие жидкостей на поверхность деталей, работающих в быстротекущем потоке, заметно ослабляет сопротивление материала цик­ лической контактной нагрузке.

Молекулярно-механическое изнашивание (изнашива­ ние схватыванием). Объясняется возникновением метал­ лической связи между молекулами металлов, в результа­ те которой частицы менее прочного металла отрываются от поверхности одной детали и налипают на другую, соз­ давая выступы. При малых скоростях скольжения сопря-

7

женных металлов выступы действуют как абразив и при­ водят к быстрому изнашиванию поверхности.

Этот вид изнашивания менее интенсивен при больших скоростях скольжения деталей, так как налипшие части­ цы металла, нагреваясь, легко пластически деформиру­ ются. Изнашиванию способствуют значительные удель­ ные давления в сочетании с недостаточной смазкой.

Коррозионно-механическое (окислительное) изнаши­ вание. Возникает вследствие химического воздействия кислорода атмосферы или различных кислот и щелочей па трущиеся поверхности сопряженных деталей.

Окисление поверхности приводит к образованию круп­ ных и твердых пленок окислов, которые, легко разру­ шаясь, способствуют изнашиванию деталей при сколь­ жении.

Агрессивная среда (жидкая или газовая) и высокие температуры усиливают процесс износа.

Коррозионно-механическому изнашиванию подверже­ ны поршневые кольца, цилиндры двигателей внутреннего сгорания и др.

3. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗНАШИВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ

Скорость изнашивания деталей строительных машин зависит от качества металла, из которого изготовлены де­ тали, чистоты обработки их поверхности, промежуточной среды, характера взаимодействия деталей и окружающей среды.

К а ч е с т в о м е т а л л а и режим термической обра­ ботки существенно влияют на износ деталей строитель­ ных машин, поэтому материал для изготовления трущих­ ся деталей надо выбирать очень тщательно.

Повысить износостойкость деталей машин, сохранив вязкость их сердцевины, можно, наплавляя их твердыми сплавами, цементацией (науглероживанием), азотирова­ нием (насыщением азотом), цианированием (термохими­ ческой обработкой в растворе цианистых солей), поверх­ ностной закалкой, хромированием (покрытием хромом), алитированием (диффузионным покрытием изделий алю­ минием для предохранения их от окисления при высоких температурах).

8

жна быть близкой к оптимальной, классы чистоты обра­ ботки определены ГОСТ 2789—59.

Направление следов обработки может пересекать на­ правление движения сопряженных деталей (при недоста­ точной смазке и высоких удельных давлениях) или сов­ падать с ним (при достаточной смазке и небольших удель­ ных давлениях). Гладко обработанные поверхности повы­ шают усталостную прочность деталей благодаря малому количеству концентраторов напряжений на них и умень­ шают возможность образования коррозии.

Большую роль в изнашивании сопряженных деталей играет п р о м е ж у т о ч н а я с р е д а : смазка, абразивы, продукты загрязнения и т. д.

Смазочные материалы должны иметь определенные физико-химические свойства (вязкость, маслянистость, химическую устойчивость, не содержать кислот и механи­ ческих примесей). При выборе масел отклонение от стан­ дарта, предусмотренного для определенного типа машин, недопустимо. Для правильной эксплуатации сопряжен­ ных деталей необходимо строго соблюдать периодичность смазки, предусмотренную инструкциями заводов-изгото­ вителей.

Изнашивание трущихся деталей зависит и о т х а р а к - т е р а их в з а и м о д е й с т в и я , связанного с конструк­ цией, назначением и режимом работы деталей. Взаимо­ действие деталей определяется удельным давлением, ви­ дом трения, скоростью скольжения, периодичностью дей­ ствия нагрузки, величиной зазора сочленения и темпера­ турой трущихся поверхностей.

Процесс изнашивания идет более интенсивно в случае перенасыщения атмосферы активными газами или водя­ ными парами, при резких изменениях температуры и т. п.

II. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Надежность и долговечность строительных машин за­ висят от организации технического обслуживания и ре­ монта.

В настоящее время в строительстве широко пользуют­ ся системой планово-предупредительного ремонта (ППР) .

9