ЛЕКЦИЯ №5

Тема: «Ремонт силовой передачи, механизмов управления и ходовой части тракторов»

Вопросы:

1.  Ремонт осей и валов.

2.  Ремонт шестерен и звездочек.

3.  Ремонт подшипников качения.

Литература:

Основная:

1.  Петров С. А., Бисноватый С. И. Ремонт сельскохозяйственных машин. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1982. – 303 с., ил. – (Учебники и учеб. пособия для подгот. с.-х. кадров массовых профессий).

2.  Мочалов И. И., Костенко С. И., Васильев В. А. Ремонт почвообрабатывающих машин. – М.: Россельхозиздат, 1986. – 142 с., с ил.

Дополнительная:

1.  Ремонт машин/ О. І. Сідашенко, О. А. Науменко, А. Я. Поліський та ін.; За ред. О. І. Сідашенка, А. Я. Поліського. –К.: Урожай, 1994.- 400с.

1.  Ремонт осей и валов

Значительное количество тракторов, автомобилей, комбайнов сельскохозяйственных машин различных типов и марок приводит необходимости унификации технологии ремонта отдельных деталей и сопряжений.

Технология восстановления некоторых талей силовой передачи, ходовой части и механизмов управления тракторов и автомобилей.

Ремонт валов и осей. В тракторах и автомобилях применяют различные по конструкции, материалу и термической обработке валы и оси.

Для получения большей износостойкости валы, оси, полуоси другие детали подвергаются термической или термохимической работке.

Некоторые детали цементуют на глубину 1,0—1,5 мм, закаливают в еле и отпускают до получения твердости поверхностей НRС 40—62.

Детали, изготовленные из углеродистой стали с содержанием лерода 0,4% и более, закаливают с нагревом ТВЧ и отпускают.

Валы автомобилей, изготовленные из стали 40Х, цианируют глубину 0,2—0,3 мм до получения твердости НRС 48—53.

Основные дефекты валов: износ шпоночных (деформация и износ шпонок, канавок) и шлицевых соединений (износ боковой поверхности шлицев), посадочных мест, повреждение центровых отверстий и резьбы, а также изгиб.

Устранение дефектов. Изношенные валы восставливают разнообразными способами. Применение того или другого способа обусловливается наличием оборудования, технико-экономискими соображениями и ожидаемыми результатами при восстановлении деталей.

Небольшой износ шпоночных канавок устраняют вручную или станках (фрезерных, строгальных, долбежных или токарных), используя различные приспособления. После этого при сборке применяют шпонки увеличенных размеров. При значительном износе канавок их заваривают электродуговой сваркой, а в другом месте делают новые.

Если шпонка служит одновременно и для фиксации сопрягаемой детали в определенном положении, менять положение паза на валу нельзя.

Изношенные по ширине шлицы наплавляют электродуговой плавкой, вибродуговой наплавкой, наплавкой под слоем флюса; в среде защитных газов. При электродуговой наплавке шлицы плавляют электродами ЦН-250, ОЗН-300, ОЗН-350 и др.

При восстановлении валов диаметром 45—50 мм со шлицами шириной до 5—6 мм часто заваривают канавку шлица. У валов больших размеров наплавляют неизношенную сторону шлица. После наплавки деталь медленно охлаждают в песке или термостате, чтобы не допустить коробления. Валики накладывают поочередно с диаметрально противоположных сторон. Валик начинают наплавлять, в точке а (рис. 1), отступив от конца на 10—15 мм, и заканчивают в точке б. Наложение валиков в 3—4 слоя предупреждает образование закалочной зоны на границе с расплавленным металлом.

Рис. Порядок наплавки шлицев:

1-4 – порядок чередования валиков; І-ІІІ – порядок наложения валиков во впадину; а и б – точки начала и конца наложения валиков.

После наплавки шлицы обрабатывают на станках. Деталь на станке закрепляют по меткам, нанесенным на ее торцовой поверхности перед наплавкой. Это необходимо для того, чтобы снимать только наплавленный металл.

Шлицевые соединения восстанавливают постановкой дополнительной втулки. Для этого стачивают внутренние шлицы детали и растачивают на токарном станке так, чтобы диаметр отверстий был больше на 0,5—1,5 мм высоты шлицев вала. Затем вытачивают втулку по размерам сопрягаемой детали, нагревают и осаживают ее по валу.

Протачивают втулку на токарном станке до получения наружного диаметра, равного диаметру расточки в отверстии восстанавливаемой детали с учетом натяга; снимают фаски и приваривают в нескольких местах электросваркой (рис. 2). При обработке на станке в качестве оправки используют шлицевой вал.

Изношенные посадочные места под подшипники качения, шестерни, сальники и другие детали восстанавливают наплавкой, осталиванием, электронатиранием, хромированием, никелированием, металлизацией, с применением полимеров и электромеханической обработки и в редких случаях кузнечной осадкой или раздачей.

Рис. 2. Восстановление шлицевой поверхности у шестерни:

1 — шлицевая втулка; 2 — шестерня.

Иногда целесообразно восстанавливать валы напрессовкой втулок, колец, бандажей, т. е. способом использования дополнительных деталей. Предварительно валы протачивают и затем напрессовывают втулку, кольцо и т. п.

Размер проточки под дополнительную деталь должен обеспечить толщину ее стенки после обработки в пределах не менее 3—6 мм. Если эти детали воспринимают осевые нагрузки, то, кроме напрессовки с натягом, необходимо их закреплять штифтами толщиной 6—8 мм или приваривать электросваркой.

Высокую чистоту обработки и прочный поверхностный слой можно получить после накатки детали шариковыми или роликовыми накатками.

Изогнутые или скрученные валы правят в холодном или горячем состоянии.

При ремонте коробок передач обязательно надо проверять параллельность и перекосы осей валов, иначе эти дефекты вызывают износы шестерен.

2. Ремонт шестерен и звездочек

Ремонт шестерен и звездочек. Шестерни машин работают в условиях значительных нагрузок, перекосов в зацеплении, при большом количестве абразивных частиц и т. п. Абразивные частицы попадают в зазоры между зубьями из-за недостаточно надежного уплотнения выступающих концов валов и рычагов. В сопряжения также непрерывно попадают частицы продуктов износа трущихся деталей.

При перекосах зубчатые передачи работают в еще более тяжелых условиях. Перекосы в зацеплений возникают из-за многих причин. Одной из них служит несимметричное расположение венца шестерни по длине ступицы. Шестерни работают в весьма неблагоприятных условиях при одновременных перекосе и непараллельности валов. В этом случае напряжения увеличиваются значительно больше, чем только при перекосах или только при непараллельности.

Основные неисправности шестерен: износ зубьев по толщине, выкрашивание, скалывание и поломка зубьев, износ торцовой поверхности обода, ступицы и зубьев, износ кольцевой канавки под вилку переключения, шлицев и посадочных отверстий, трещины в ступице. Интенсивность шума повышается после 950—1000 ч работы зубчатой передачи вследствие выкрашивания зубьев.

Устранение неисправностей. При износе зубьев шестерни восстанавливают заменой венцов, давления и др.

Кроме того, у шестерен восстанавливают сопрягаемые поверхности. Венцы у шестерен заменяют в том случае, если имеется сменный венец, фиксируемый заклепками, или у блоков шестерен (например, блок шестерен коробки передач автомобиля ГАЗ-53), когда из-за поломки зубьев одного венца нецелесообразно выбраковывать дорогостоящие детали.

При замене венца срубают заклепки, спрессовывают изношенный и напрессовывают новый венец, обеспечивая совпадение канавок ступицы и венца, а также торцовых поверхностей.

Головки заклепок должны быть плотно прижаты к торцовым поверхностям венца и ступицы. Торцовое биение венцов со ступицами в сборе допускается не более 0,25 мм.

В отдельных случаях наплавляют изношенные зубья газовой или электродуговой сваркой. При наплавке цементованных шестерен пользуются присадочным металлом с более высоким содержанием углерода.

Хорошие результаты для повышения износостойкости и прочности наплавляемых зубьев шестерен получают в случае применения сормайта в качестве присадочного материала. Сормайт рекомендуется использовать для наплавки зубьев при торцовых износах, выкрашивании цементованного слоя или сколов. Справка сормайт 1 (сплав 3,1% углерода, 28% хрома, 3% никеля, 1,5% марганца, 3,5% кремния)

Наплавленные зубья фрезеруют, шлифуют или обрабатывают (электроэрозионным способом. Перед наплавкой шестерню отжигают, нагревая до температуры 850—900° С.

Разработана и успешно применяется специальная установка для механизированной наплавки зубьев под слоем флюса.

Шестерни, изношенные по толщине и имеющие на венце достаточный запас металла, можно восстанавливать методом горячей осадки. В этом случае изготовляют штампы для шестерен каждого вида.

Способом осадки могут быть восстановлены как блочные, так и одинарные цилиндрические шестерни без поломанных зубьев, сколов, трешин на ободе и ступице.

Сущность осадки сводится к следующему. Восстанавливаемую деталь нагревают и помещают в штамп (рис. 3). Кроме штампов, необходимо иметь гидравлические прессы (40—50-тонные) или горяче-штамповочные кривошипные прессы и термические печи.

Для того чтобы диаметр посадочного отверстия не менялся, используют оправку, имеющую форму и размеры такие же, как и у сопрягаемого вала. Шестерни, изготовленные из стали 18ХГТ, рекомендуется восстанавливать осадкой при нагреве до температуры 900—1160° С, а шестерни из стали 40Х — при нагреве до температуры 900—1000° С.

Рис.3. Штамп для восстановления шестерен осадкой: 1 — ручка; 2 — верхняя половина штампа; 3 — нижняя половина; 4 — оправка; 5 — направляющие.

Шестерни из цементованных сталей нагревают в карбюризаторе, а шестерни из среднеуглеродистой стали — в соляных ваннах. При осадке перемещают металл с торцовых поверхностей обода к изношенным зубьям и посадочному отверстию.

Размеры штампа должны обеспечить получение припусков по толщине зуба 1,4—1,5 мм, по наружному диаметру 0,5—0,8 мм и по диаметру внутреннего отверстия 1,2—1,4 мм для последующей обработки.

Перед механической обработкой на токарных и зуборезных станках шестерню подвергают нормализации нагревая до температуры 830—850° С и охлаждая на воздухе.

После механической обработки проводят термообработку шестерни. Восстановленные этим способом шестерни должны отвечать тем же требованиям, что и новые детали.

Односторонне изношенные шестерни можно использовать для дальнейшей работы, если их перевернуть неработавшей стороной. Отдельные шестерни при этом требуют незначительной переделки. Например, шестерню с несимметричной ступицей подрезают с одной стороны (рис. 4 а), делая ступицу симметричной. Для правильного положения шестерни на вал при сборке надевают кольца с шириной, равной ширине отрезанной части, т. е. х. Остальные размеры соответствуют размерам сопрягаемого вала и других деталей.

Односторонне изношенные подвижные шестерни с кольцевыми проточками для вилок переключения передач не только переворачивают на 180° для работы иеизношенной стороной, но и резцом с пластиной из твердого сплава типа Т5К10 отрезают часть ступицы (рис. 4, б) и к противоположной стороне приваривают новую кольцевую муфту.

Рис. 4 Восстановление изношенных шестерен:

а) срезанием ступицы; б) приваркой кольцевой муфты; в) срезанием части блока.

Конструкция отдельных шестерен позволяет использовать их для работы в качестве других деталей.

Например, при поломке зубьев венца третьей передачи шестерню трактора класса 60 кН с венцом четвертой передачи используют для шестерни реверса. Для этого резцом с пластиной из твердого сплава отрезают венец третьей передачи. Венец четвертой передачи соответствует по количеству зубьеа шестерне реверса (рис. 4, в).

Симметричное расположение шестерен дает возможность переворачивать их при одностороннем износе для работы неизношенной стороной зуба и позволяет значительно продлить технический ресурс деталей при нормальном зацеплении. После переворачивания венца торцы зубьев закругляют.

Изношенные пазы подвижных шестерен под вилку включения восстанавливают проточкой до выведения следов износа. Вилку переключения передач в этом случае наплавляют, а затем обрабатывают до размера проточенного паза. При износе шлицев шестерен рекомендуется запрессовывать в них шлицевые втулки (см. рис.2).

3. Ремонт подшипников качения

Ремонт подшипников качения. При работе подшипников качения из-за износа увеличиваются их осевые и радиальные зазоры, вследствие чего возникает шум, недопустимо нагреваются узлы и по­вышается износ других деталей.

На технический ресурс подшипников большое влияние оказывают непараллельность и перекос осей валов.

Основные неисправности подшипников качения: ослабление посадки в корпусах и на шейках валов, износ поверхностей качения (беговых дорожек), поломки, выкрашивание и трещины в кольцах, телах качения и сепараторах, их износ и поломки, а также перегрев, приводящий к появлению цветов побежалости.

Подшипники качения выбраковывают при появлении цветов побежалости, сколах металла или трещинах, выкрашивании или шелушении поверхностей качения, появлении раковин коррозийного характера.

Ремонтируют подшипники специализированные ремонтные предприятия. При ремонте выполняют следующие операции: разбирают подшипники, проверяют и сортируют детали, шлифуют поверхности колец, устраняют износ наружной и внутренней поверхностей хромированием или осталива-нием, шлифуют беговые дорожки, комплектуют подшипники шариками или роликами увеличенных размеров, подгоняют сепараторы и склепывают их.

Ремонт резьбовых соединений зависит от характера дефекта.

Основные дефекты резьбовых соединений: износ и срыв резьбы, ее выкрашивание, появление забоин и заусенцев.

Способы восстановления резьбовых соединений

Диаметр резьбы после восстановления	Способы восстановления резьбы на валах	Способы восстановления резьбы в отверстиях под размер резьбы на валах
номинальный	Срезание изношенной резьбы. Наплавка вала. обточка и нарезание резьбы номинального размера	1.  Ввертывание в увеличенное отверстие резьбовой пробки с отверстием под резьбу номинального размера. 2.  Высверливание изношенной резьбы. Заварка отверстия, сверление и нарезание новой резьбы. 3.  Сверление и нарезание резьбы в новом месте
увеличенный	1. изготовление ступенчатой шпильки или болта. 2.Наплавка вала, обточка и нарезание новой резьбы	Обработка отверстия под резьбу увеличенного размера
уменьшенный	Обточка и нарезание новой резьбы уменьшенного размера	1.  Изготовление новой детали с резьбой уменьшенного размера. 2.  Постановка резьбовой пробки с резьбой уменьшенного размера 3.  Заварка отверстия, сврление и нарезание новой резьбы уменьшенного отверстия

Под резьбовые пробки резьбу нарезают только при помощи двух метчиков. Резьбовые пробки изготавливают из мягкой стали. Перед ввертыванием пробок их обмазывают масляной краской или клеем БФ-2. Ввертывают пробки в новые отверстия до отказа. В месте соприкосновения пробки с телом детали просверливают отверстия, в которые запрессовывают стальные стопорные штифты, обеспечивающие неподвижность этого соединения.

При восстановлении резьбы в нескольких отверстиях их рассверливают по кондуктору, чтобы обеспечить правильное взаимное расположение соединяемых деталей.