книги / Эксплуатация и ремонт угольного комбайна 2К52М

Рис. 62. Корпус 2К52-2-3-0032К

Восстановление рабочих поверхностей корпусных дета­ лей. 'При восстановлении рабочих поверхностей корпусных де­

талей	2К52-2-;3-0'032ж,	2К62М. 01.	010,	2Ki52-2-3-0028K,
F405. 02.	130 используют однотипные		методы.
На рис. 62 показан эскиз корпусной детали 2К52-2-<3-0032К.
Материал	детали .сталь 35ФАЛ (ТУ24-7-11-907-74). Позициями
1—8 показаны рабочие		поверхности,	подверженные износу.

Деталь подлежит исправлению при следующих значениях диа­

метров указанных поверхностей: 1 — менее 0			280 Сза; 2 — более
0 2 1 6 А3; 3 — более	0 2 9 5	А3; 4 — менее	0284,5;	5 — более
0 215 А3; 6 — более	0 80 А3; 7 — более 0 220 А3.			наплавляют
Изношенные поверхности		деталей такого	типа

автоматической дуговой наплавкой под слоем флюса, а затем растачивают в конечный размер, сверлят отверстия и нарезают резьбу. При наплавке используют манипулятор и сварочную головку А-680, которая монтируется на специальной установке.

А в т о м а т и ч е с к а я			н а п л а в к а	п о д	ф л ю с о м .			Про­
цесс наплавки осуществляется под слоем '(50—<60 мм)								флюса
(гранулированного порошка специального					состава),		который
подается в зону дуги через специальное устройство.							Под воз­
действием дуги флюс плавится и вокруг зоны наплавки								обра­
зуется	защитный слой,	который предохраняет				расплавленный
металл	от воздействия		окружающей	среды. Вследствие				этого
содержание кислорода		и	азота в наплавленном			металле		ока­

зывается минимальным, что способствует получению его высо­ ких прочностных -свойств. 'В зависимости от условий наплавки применяют флюсы различных марок: АН-348А, АН-20, АН-30,

АН-10, ЖС-200, ЖС-400 и	др.
В состав флюсов входят	различные компоненты, легирую­

щие наплавленный металл хромом, никелем и другими метал­ лами.

141

На состав наплавленного металла значительное влияние оказывают режимы наплавки '(табл. 20) и используемая для изготовления электродов проволока. При автоматической нап­ лавке под «слоем флюса используют электродную проволоку различных марок.

Детали из малоуглеродистых сталей (сталь 20, СтЗ и др.) наплавляют электродной проволокой Св-08, Св-08А (ГОСТ 2246—70). Наплавку деталей из углеродистой стали (стали 30, 40, 45) производят углеродистой проволокой марок НпнЗО, Ип-40, Нп-50 или легированной Нп-ЗОХГСА (ГОСТ 10543—75) и др.

Низколегированные марки сталей (ЗОХ; 35Х; 40Х) обычно наплавляют проволокой Нп-ЗОХГСА под флюсом АН-348А. При этом наплавленный 'слой по химическому составу мало отлича­ ется от состава основного металла.

Легирование наплавленного металла можно осуществлять путем применения легированной проволоки (Ов-*18ХГСА, Нп08X14 и др.) или использования различных мирок флюсов и по­ рошковой проволоки (ПП.Г13А и др.).

Порошковая проволока, представляющая собой трубчатый электрод, заполняемый шихтой, позволяет получить высоколе­ гированные наплавленные слои металла с содержанием леги­ рующих элементов до 40;%.

Скоро,сть подачи электрода выбирают в зависимости от зна­ чений тока и корректируют при пробных проходах. Продольную подачу подбирают в 'соответствии с шагом смещения наплавлен­ ных слоев. На массивные детали слои наплавляют с перекры­ тием на 1/3 их ширины. Детали малого диаметра и полые нап­ равляют большим шагом в несколько проходов.

•Внутренние поверхности корпусных деталей можно восста­ навливать способом элекроконтактной наплавки. При этом из­

ношенные поверхности (на рис.				62 поверхности		3,	4,	5, 6,	7)
растачивают в размер,			превышающий		номинальный			на	1—
1.2	мм.
Таблица 20
Режимы наплавки
Диа­		Ток		Наличие легирующнх		элемеи[тов в наплав-
			Напря­		л:енном металле,		%
метр		на­
прово­		плав­	жение,
локи,		ки, А	в	хром	кремний			марганец
мм
2	63% АН-348А+	300	22	51,22	1,28			1,21
	+25% ферро­		30	8,01	1,78			1,43
	хром		40	12,48	2.08			1,82
5		625	30	4,45	0,78			0,50
			40	9,12	1,35			0,95,
			50	15,20	3,20.			2,30

142

В подготовленное таким образом отверстие устанавливают

заготовку	(ленту),	которую	изготавливают из	стали 20
по ГОСТ	2284—79.	Ширина	ленты должна	соответство­

вать глубине восстанавливаемого отверстия, длина ее берется меньше длины окружности отверстия на 1— 2 мм, а толщина

составляет 1 мм. -Концы ленты в отверстии не должны перек­ рываться. Приварку ленты осуществляют на специальной уста­ новке. Электроды 'Сварочной головки устанавливают от стыка ленты на расстоянии 5— Ю мм, ленту поджимают к восстанав­

ливаемой поверхности с усилием 2000—2500 Н и включают сварочный ток. Швы накладывают концентрическими рядами. Расстояние 'Между смежными швами выдерживают в пределах

от 0 до 3 мм. (Процесс протекает при низких напряжениях										(7 В)
и значительных токах (до 20000					А).	Металлическая				связь
между	лентой	и поверхностью детали				образуется			вследствие
плавления поверхностных слоев металла в месте								контакта, а
также	в результате		явлений	диффузии и схватывания. Твер­
дость получаемой поверхности составляет НВ 300—370.
Восстановление			рабочих	поверхностей валов				2К52-2-3-0046
(2K52M.02.003;		2К52-1-Ш17 и др.). Эскиз					вала	2К52-2-3-0046
представлен на		рис. 63. .. -Материал			детали— сталь				20Х2НЧА
(ГОСТ	4543—71),		цементационный			слой	h = , 1 , 4 1 , 8 мм,
твердость HRC		56—62. Позициями			1—9 показаны			поверхности,

которые -подвергаются износу. Дефектной считается деталь при износе или срыве более двух ниток резьбы 9 или при следующих

размерах		.рабочих.. поверхностей:	/ — менее 0		115С4(-о,23); 2 —
менее	0	12-0C3(—о,07); 3 — более	7,5+0'36;	4 — менее 0		С(_о,о2);
5 — менее		0 125Пр12з(+о'.?б5); б—	менее	6,73;	7 — менее	17,42;
8 — 0	П2С4(-о,^

143

Ремонтная документация допускает после восстановления понижение твердости рабочей поверхности до HRC 50. Процесс восстановления таких деталей типовой.

Сначала наплавочными операциями устраняют дефекты по­ верхностей 1, 2, 7 и 8. При этом применяют вибродуговую на­

плавку, осуществляемую наплавочной головкой УАНЖ-4 или УАНЖ-б (в качестве электрода используют проволоку НП-65Г).

Затем наплавляют резьбовое отверстие М30Х1.5-7Н, исполь­ зуя электродуговую ручную наплавку или сварочный полу­ автомат А-675. После этого деталь отжигают, подрезают торец, сверлят отверстие и нарезают резьбу. Восстановив центровое отверстие, обтачивают наружную наплавленную поверхность в размер под нарезку шлицов. Фрезеруют шлицы и закаливают их на Т’В'Ч до твердости HRC 60. Затем поверхности 3, 4, 5

шлифуют до выведения рисок и забоин, для последующего вос­ становления их с помощью хромирования.

Лосле хромирования сначала	шлифуют в размер	шлицы
(поверхности 2 и 5), а затем на	круглошлифовальном	станке
(ЗА161) — поверхности 3, 4 и 5.	При этом используют относи­
тельно «мягкие шлифовальные круги с размером зерна		40—60,

«скорость круга до 30 м/с и частоту вращения	детали до
20 «об/мин. «Контрольной операцией определяют	«соответствие

полученных параметров детали требованиям технической доку­ ментации.

' В и б р о д у г о в а я н а п	л а в к а . Вибродуговую наплавку
осуществляют вибрирующим	с частотой 50— НО кол/с плавя­

щимся электродом при амплитуде колебаний до 3 м«м «с приме­

нением жидкой среды.

К напла*вляемой поверхности специальным устройством по­ дается электродная проволока. Импульсные электрические раз­ ряды создаются источником питания. При вибрации (создавае­ мой электромагнитными или механическими вибратор ами) электрод периодически «соприкасается с поверхностью детали. Металл в месте контакта электрода и наплавляемой поверх­ ности вследствие высокой плотности тока нагревается, а в мо­ мент разрыва цепи часть металла проволоки остается на месте контакта. При отрыве электрода от поверхности детали возни­ кает дуга, которая плавит присадочный материал. «Повторением процесса создается «слой наплавленного металла.

Применение жидкостной «среды уменьшает тепловое влияние дуги на деталь, защищает зону наплавки от воздействия окру­

жающей «среды, увеличивает		скорость	охлаждения	наплавлен­
ного и основного металла. В качестве охлаждающей				жидкости
рекомендуется	применять различные водные растворы, содер­
жащие 3—5%	кальцинированной соды, 0,5—30%			глицерина,
1 % хозяйственного мыла.		является	водный 20—30|%-ный
Наиболее	эффективным

раствор глицерина. В качестве электродов используют свароч­

144

ную проволоку различных марок. Для деталей с поверхностной твердостью HRC 40 и выше используют (высокоуглеродистую проволоку с содержанием углерода 0,7—0,8%, а также углеро­ дистую проволоку с повышенным содержанием марганца 45Г, 50-Г, 05Г и др. При соответствующих режимах получают твер­ дость наплавленного слоя HRC 4.5—52.

Для восстановления деталей средней твердости (iHRC до 40) применяют проволоку с меньшим содержанием углерода. При повышенном содержании в проволоке углерода, марганца и других легирующих элементов твердость получаемого слоя воз­ растает, но возможно растрескивание наплавленного слоя. По­ лучаемая твердость зависит также от шага наплавки, интенсив­ ности подачи жидкости в зону -наплавки и массы наплавляемой детали.

Опыт использования вибродуговой наплавки поверхности детали показывает, что получение твердости HRC 40 обеспечи­ вается при шаге наплавки, равном 1 ,2 — 2 диаметрам электрода, •напряжении ,12—20 В, расходе жидкости 0,4— 1 дм3/мин. При­

меняется этот метод при восстановлении поверхностей, износ которых составляет -более чем 0,5 мм на диаметр.

Толщина наплавленного за один проход слоя зависит от частоты вращения детали, диаметра и скорости подачи элект­ родной проволоки и других факторов. Применяют скорость наплавки в пределах 0,3— 6 м/мин, скорость подачи электрода

0,3—2 м/мин. Толщина наплавляемого за один проход слоя составляет 0,1—3 мм. Ненаплавляемые поверхности предохра­ няют специальным составом (-60—70%’ мела и 30—40% жидко­ го стекла).

Техническая характеристика вибронаплавочной установки с применением головки УАНЖ-4

Скорость	наплавки, м/мин . .			0,3—6
Толщина	наплавляемого слоя, мм . .			0,1—3
Диаметр	наплавляемой поверхности, мм . . . .			15—210
Скорость продольного перемещения головки1, мм/об				0,5—3
Частота	вибрации	электродной	проволоки в минуту	2860
Скорость	подачи	электродной	проволоки, м/мин	0,42—1,47

Х р о м и р о в а н .и е. Это разновидность метода электролити­ ческих покрытий. Хромирование применяют при восстановлении изношенных поверхностей на 0,15—0,3 мм. Сущность этого ме­ тода основана на использовании процесса электролиза водных солей (электролитов) различных металлов. При прохождении постоянного тока через электролит на анодах происходит ра­ створение металла, а -на катоде металл откладывается. Аноды изготавливают из металла, который должен быть осажден на деталь. Применяют и нерастворимые аноды, при этом периоди­ чески компенсируют убыль металла из электролита.

Процесс хромирования производят в электролитах, пред­ ставляющих собой водный раствор хромового ангидрида Сг03

145.

и серной кислоты H2SO4, используя нерастворимые свинцовые

аноды. Составы наиболее распространенных электролитов при­ ведены в табл. 2 1 .

Наиболее оптимальным считается соотношение СгС^НгБС^, равное 100:1. Разбавленный электролит имеет высокую рассеи­ вающую -способность (равномерность осаждения), хороший вы­ ход по току и дает покрытие высокой твердости.

Однако он быстро истощается и требует частых добавок хромового ангидрида. Элоктролит средней -концентрации более универсальный, истощается постепенно и используется для по­ лучения износостойких покрытий и декоративного хромирования.

|Концентрирова*нный электролит дает относительно мягкие осадки и используется при декоративном хромировании.

Характер покрытия, его физико-механические свойства за­ висят от плотности тока и температуры электролита. Регулируя соотношения этих величин, можно получить различные виды осадков хрома: серые, блестящие, молочные. .Используя уни­ версальную ванну и широкий диапазон плотностей тока (от 18 до 120 А/дм2), получают:

•при температуре электролита выше -55—65°С осадки молоч­ ного хрома, которые имеют хорошие защитные свойства и по­ вышенную вязкость;

в диапазоне температуры электролита 45—60°С блестящие осадки хрома, которые имеют -высокую микротвердость, пони­ женную пластичность и трещиновидное строение.

-Серый или матовый хром получают при температуре элект­ ролита в диапазоне 35—40°С и при любой плотности тока. По­ крытие отличается хрупкостью и низкой износостойкостью. В условиях .повышенного износа рекомендуется использовать бле­ стящие осадки, а при средних знакопеременных нагрузках и удельных давлениях — молочные.

Большая хрупкость осадков 'хрома -может вызвать отслое­ ние или выкрашивание слоя в процессе эксплуатации. Хр-омиро-

Таблица 21

Состав электролитов и параметры процесса хромирования

		Электролит
Параметры процесса	разбавленный	средний	концентрнро*
			ванный
Хромовый ангидрид, г/л	150	250	350
Серная кислота, г/л	1,5	2,5	3>5
Температура, °С	55'—60	4 5 -5 5	3 6 -4 5
Плотность тока, А/дм2	45 -100	15 -60	10—60
Напряжение, В	12	12.	12
Выход но току, %	16— 18	13— 15	1 0 -1 2
Рассеивающая способность	Высокая	Средняя	Низкая

1 46

ваиие нецелесообразно -применять п,ри восстановлении поверх­ ностей, подвергающихся воздействию значительных контактных

давлений (более	1500—2000	Н/мм2), а также	в тех	случаях,
когда необходимо	наращивать	незначительные	слои	металла.
Наиболее качественное покрытие по структуре			и сцепляемости

с основным металлом получается при толщине осадка не более 0,1 мм на сторону.

Обычные хромовые покрытия плохо смачиваются смазочны­ ми материалами, что .сказывается «а износостойкости деталей. При необходимости удержания смазки на трущихся -поверхно­ стях создают пористый слой хрома, который можно получить различными способами.

)В зависимости от режимов хромирования и длительности анодного травления можно получить точечную или канальчатую

пористость. Точечную пористость			получают	при	температуре
хромирования	50—60°С	и соотношении CrOsi'H^SO^ равном
110:1. Для канальчатого		рисунка	пористости		рекомендуется
температура	хромирования 62—65°С			при	соотношении
Cr0 3:H2S.0 4 , равном 120:1. Плотность тока				при	хромировании

поддерживают в пределах 50—60 А/дм2, а при анодном травле­

нии 40—60 А/дм2. ;Процеф£- анодного травления				длится 5—
10 мин.
Хромирование выполняется в следующем порядке.
Детали очищают от загрязнений,			а затем изношенным по­
верхностям	придают	необходимую	геометрическую	форму и
чистоту. Не	подлежащие восстановлению поверхности				изоли­
руют от воздействия		электролита	с помощью лаков,		клеев

АН-20, БФ и др. Определяют необходимую толщину слоя хро­ ма и время протекания процесса.

При электролитическом обезжиривании детали на подвеске

погружают в электролит, через который			-пропускают' ток. Для
черных металлов используют		электролит	следующего состаёа:
каустическая сода,	г/л . .		30—50
кальцинированная	сода, г/л		20—30
жидкое стекло, г/л .			8—10
тринатрийфосфат, г/л			10—15
Температуру	электролита	поддерживают в пределах 90—

95^С при плотности тока на катоде 3—8 А/дм2. 'Продолжитель­ ность процесса 5—8 мин. Обработанные этим способом детали промывают в проточной воде при температуре 60—70°С.

При химическом способе обезжиривания используют про­ мывку в бензине :и протирание венской известью (состав из окиси кальция и магния в пропорции 1:1, разведенных в воде с добавками едкого натра 1,5%).

Обязательной подготовительной операцией является декапи­ рование— удаление окионых пленок с поверхностей деталей, которое производят травлением деталей в 5%--ном растворе серной кислоты (время травления от 1 до 10 мин). Процесс

1 4 7

длится до 1 мин при плотности тока 30-ч35 А/дм2. Затем дета­ ли промывают в проточной воде и хромируют. 'После этого под­

вески с деталями промывают в проточной	воде,	а	затем в го­
рячей воде при температуре 70—>80°С
При контрольном осмотре проверяют	качество .и толщину
слоя покрытия. Осажденный слой должен	быть	равномерным
по толщине и цвету, не иметь отслоений,	раковин,		вздутий и
прочих дефектов. После окончания хромирования			детали сни­

мают с подвесок, удаляют изоляцию и подвергают термической обработке, целью которой является удаление водорода. Терми­ ческая обработка осуществляется в специальных шкафах при

температуре 150—*200°€ в течение 1,5—2,0 ч.

Восстановление работоспособности рабочих поверхностей вал-шестерен 2№-1-0502А (2К52/П-01.121, 2№ -1-0702, 2№-1-1-0405 Г405.04.062К). Эскиз вал-шестерни 2К62-1-О502А

(Z = 13; т=г. 9) представлен на рис. 64. Материал	детали —
сталь 25ХГТ (iFOCT 4543—71), цементационный слой	/1 = 0,9—
1,3 мм, твердость HRC 5.6—62. При восстановлении	виброна­

плавкой допускается (браковочными картами) понижение твер­ дости до HRC 50. Позициями 1—6 показаны подверженные из­

носу поверхности. Дефектной является деталь при износе или срыве более двух ниток резьбы 6 или при следующих размерах

рабочих	поверхностей: 1— менее 0	650, 2 — менее		0 800,
3 — менее	0 105С; 4 — менее 0 80С;	5 — более	28А5. ц	такого
Основные дефектные поверхности 1,		2, 3 и 4	деталей

типа подготавливают к восстановительной операции. Подготов­ ив

Рис. 65. Ось 2К52-2-3-0003К

ку производят шлифованием до выведения рисок, забоин и других подобных дефектов. Восстановление выполняют хроми­ рованием (или вибронаплавкой) и шлифованием до конечных размеров. Завершающей является контрольная операция.

Восстановление работоспособности рабочих поверхностей осей 2К52-2-3-0003К (2К52-3601К, 2К52-2-3-0008К, 2К52-3602, Г405.02Л21, Г405.05.001К, Г405.13.003, 2К52-1-1-0024). Эскиз оси

2К52-2-3-0003К приведен на рис. 65. Деталь изготовлена из материала стали 40Х ‘(ГОСТ 4543—71), термообработана — улучшение НВ 240—270. Ось подлежит восстановлению при износе или срыве 'более двух ниток резьбы 2 или при снижении диаметра поверхности 1 менее 0 1'00С2а.

Изношенное (или сорванное) резьбовое 01верстие 2 'сначала

заваривают сварочным полуавтоматом А-67.5, а затем на то­ карно-винторезном станке подрезают торец, оверлят отверстие, нарезают резьбу и исправляют центровые отверстия.

‘Восстанавливаемую поверхность 1 шлифуют для -придания

ей правильной геометрической формы и чистоты порядка 1,25— 0,63. После этого осуществляют осталивание с последующим шлифованием в -размер. Затем токарной операцией выполняют

фаски и	контролируют	геометрические параметры восстанов­
ленной	детали.
О ст а л ив а н и е. Процесс осталивания обладает высокой
производительностью		(скорость осаждения достигает 0,3—

0,-5 мм/ч), используются дешевые и распространенные материа­

лы, возможно наращивание изношенной поверхности -слоем ме­ талла толщиной 2—5 мм. Этот слой металла можно подвергать последующей химико-термической обработке, что способствует получено твердых и износостойких покрытий. На качество по­ крытия и производительность -процесса оказывают влияние тип электролита, -его концентрация, температура и плотность тока. Широкое распространение получили хлористые электролиты (табл. 22). При отсутствии готового хлористого железа электро­ лит можно приготовить путем травления стружки из малоугле­ родистой стали в соляной кислоте. В качестве анодов исполь­ зуют -пластины из малоуглеродистой (Стали.

U 9

Процесс осталивания осуществляют в металлических ваннах, футерованных резиной, эмалью и др. Перед осталиванием де­ тали подвергают подготовительной обработке. Очистку произ­ водят в горячем растворе каустической соды с последующей промывкой в проточной воде. Детали размещают на подвесках, места контактов тщательно зачищают, а затем подвески вместе с деталями завешивают в обезжиренных ваннах. Используют электролит состава:

едкий натр, г/л .	50—80
жидкое стекло, г/л .	10—20
кальцинированная сода, г/л	25—30

Температурный режим поддерживают в пределах 60—70°С при плотности тока .5—L5 А/дм2. Время цикла составляет от 2 до 4 мин. Чтобы избежать значительного наводороживания по­ верхностей, обезжиривание производят вначале на катоде, а в конце процесса на аноде (1—2 мин). Детали несложной конфи­ гурации обычно обезжиривают .промывкой в бензине с после­ дующей протиркой венской известью. После обезжиривания по­ верхности, не подлежащие осталиванию, изолируют. В качестве изоляции используют различные химически стойкие материалы: эмали ПХВ-715, резину, лаки ОПИЛХ-3 и др. Подготовленные таким образом поверхности дополнительно обезжиривают про­ тиранием венской известью и промывают в холодной воде.

Ответственной подготовительной операцией является анод­ ное травление. Анодной обработкой удаляют дефектные слои, окисные пленки, а также создают защитный пленочный слой для предохранения поверхности от коррозийного влияния элек­ тролита. Травление производят в 30,%-ном растворе серной •кислоты с добавлением сернокислого железа (10—25 г/л). Ка­ тодами служат свинцовые пластины. Режимы травления назна­ чают в зависимости от марки стали и ее термической обработки.

Таблица 22

Состав хлористых электролитов, режимы осталивания

				Электролит
			малоконцентри­	среднеконцентрн-	высококонцентри­
			рованный	рованиый	рованный
Двухлористое железо			2С0—220	400:—500	600—680,
Хлористый натрий			100	—•	—
Соляная кислота			0 ,8 - 1	0 ,8 - 1	0,8— 1
Температура	электролита,		50—80	50—80	60— 100)
°с				10»—80'	50— 100
Плотность тока	на	катоде,	10-80
А/дм2					1,2—2.0.
Твердость покрытия, к11/мм2			До 5,5	До 5,5
Толщина покрытия,		мм	До 1,0-1,2	До 1,5-2,0	2,3 и более

150