Восстановление изношенных валов - актуальная задача для многих предприятий. Это позволяет сэкономить на закупке новых деталей и сократить время простоя оборудования. Современные технологии дают возможность качественно восстановить валы с помощью наплавки, напыления, механической обработки.
Общие сведения о восстановлении валов
Основными целями восстановления валов являются:
- Возврат изношенных поверхностей к первоначальным размерам
- Устранение дефектов в виде задиров, рисок, сколов
- Повышение износостойкости рабочих поверхностей
- Продление срока службы вала
Восстановление валов имеет ряд преимуществ по сравнению с полной заменой:
- Экономия средств на изготовление нового вала
- Сокращение времени ремонта за счет отсутствия ожидания новой детали
- Сохранение параметров балансировки вала
- Возможность упрочнения рабочих поверхностей
Решение о восстановлении вала принимается на основе оценки технического состояния с учетом:
- Характера и степени износа поверхностей
- Наличия трещин, сколов, задиров
- Требований к геометрическим параметрам вала
- Стоимости восстановления по сравнению с заменой
Для восстановления валов используются следующие основные методы:
- Механическая обработка (шлифование, растачивание)
- Установка ремонтных втулок, сварных накладок
- Наплавка поверхностного слоя
- Напыление износостойких покрытий
- Электродуговая наплавка
Подготовка вала к восстановлению
Перед восстановлением вал подвергается подготовке:
- Демонтируется из узла или агрегата
- Транспортируется в ремонтную мастерскую
- Очищается от загрязнений, ржавчины, окалины
- Подвергается дефектации - выявлению всех дефектов
- Определяется метод восстановления исходя из характера дефектов
Правильная подготовка поверхности вала имеет большое значение для качества дальнейшего восстановления. Поверхность зачищается, обезжиривается, производится абразивоструйная обработка для удаления окисной пленки и придания шероховатости.
Механические методы восстановления
Механические методы, такие как шлифование, растачивание, нарезание резьбы, позволяют восстановить размеры и форму поверхностей вала при небольших износах:
- Шлифование применяется для восстановления шеек под подшипники
- Растачивание - для посадочных мест под ступицы, полумуфты, шкивы
- Нарезание или прогонка резьбы восстанавливает резьбовые поверхности
Для локального восстановления дефектов применяют установку ремонтных втулок и сварных накладок. Эти методы просты в исполнении, не требуют дорогостоящего оборудования. Однако они не позволяют повысить износостойкость поверхности.
Металлизационные методы
Восстановление валов методом наплавки или напыления позволяет получить рабочую поверхность с требуемыми свойствами.
При наплавке расплавленный металл наносится на поверхность вала сварочной дугой. Этот процесс требует специального оборудования и высокой квалификации сварщика.
Напыление производится нанесением мелких частиц материала на поверхность на большой скорости. Различают несколько видов напыления:
- Газопламенное напыление с использованием горелки
- Технологический процесс восстановления вала методом электродуговой металлизации
- Детонационно-газовое напыление
Материал для напыления подбирается в зависимости от условий работы восстанавливаемой поверхности, требуемых механических свойств и износостойкости.
Контроль качества восстановления
После восстановления производят контроль качества:
- Визуальный осмотр и измерение геометрии
- Контроль шероховатости поверхности
- Статическая и динамическая балансировка вала
- Замер твердости восстановленных участков
- Испытание вала на работоспособность
Такая комплексная проверка позволяет убедиться в правильности проведенного восстановления и возможности дальнейшей эксплуатации вала.
Технология восстановления карданных валов
Восстановление карданных валов имеет свои особенности. Эти валы работают в условиях высоких динамических нагрузок, вибрации, переменности частот вращения.
Типичными дефектами карданных шарниров являются:
- Повышенный люфт в шарнирных соединениях
- Пластическая деформация игольчатых подшипников
- Выработка и разрушение шлицевых соединений
При восстановлении карданных шарниров производится замена изношенных деталей, включая игольчатые подшипники. Выполняется балансировка вала после сборки.
Восстановление распределительного вала
Распределительный вал выполняет важную функцию в двигателе, приводя в действие клапаны газораспределительного механизма. Причинами его износа являются:
- Износ опорных шеек под подшипники
- Повреждение рабочих поверхностей кулачков
- Нарушение геометрии распредвала
Восстановление распределительного вала включает наплавку изношенных участков с последующей механической обработкой до заданных размеров. Особое внимание уделяется восстановлению профиля кулачков.
После ремонта обязательно проводят контрольная сборка с проверкой работы клапанов на двигателе.
Восстановление валов печатных машин
Восстановление печатных валов - важная задача при ремонте полиграфического оборудования. От качества этих валов зависит точность приводки листа и качество печати.
Типичными дефектами печатных валов являются:
- Износ и выработка опорных шеек
- Нарушение цилиндричности банки вала
- Повреждение резинового покрытия
- Нарушение биения вала
При восстановлении печатных валов применяются:
- Шлифование и растачивание шеек под посадку
- Точение банки вала для придания цилиндричности
- Наплавка изношенных участков
- Нанесение резинового покрытия
- Балансировка вала
Особое внимание уделяется контролю биения и геометрии восстановленного вала, так как от этого зависит качество печати.
Восстановление офсетных валов
Восстановление офсетных валов является важной частью ремонта офсетных печатных машин.
Типичными дефектами офсетных валов являются:
- Потеря геометрии цилиндрической поверхности
- Повреждение канавок под зажимы листа
- Износ опорных шеек и подшипниковых узлов
- Нарушение балансировки вала
При восстановлении выполняются следующие работы:
- Шлифование и растачивание опорных цапф
- Точение цилиндрической поверхности вала
- Восстановление канавок методом наплавки
- Замена изношенных подшипников
- Балансировка восстановленного вала
После восстановления обязательно проводят контроль биения и геометрии офсетных валов для обеспечения требуемого качества печати.
Восстановление коленчатых валов
Коленчатые валы двигателей работают в тяжелых условиях циклических нагрузок и постоянной вибрации, что приводит к следующим дефектам:
- Износ коренных и шатунных шеек
- Выработка и разбивание кривошипов
- Нарушение геометрии и балансировки вала
- Появление трещин усталостного характера
При восстановлении применяются методы наплавки с последующей механической обработкой. Особое внимание уделяется балансировке.
Восстановление главных валов судов
Главные валы судовых двигателей и трансмиссий работают в тяжелых условиях вибрации и ударных нагрузок. Их дефектами являются:
- Износ посадочных мест под втулки и муфты
- Выработка шпоночных пазов
- Коробление вала
- Трещины в местах концентрации напряжений
При восстановлении главных валов применяется электродуговая наплавка с последующей механической обработкой и динамической балансировкой.
Восстановление распредвалов газораспределительного механизма
Распредвалы ГРМ также подвержены интенсивному износу. Дефектами являются:
- Износ кулачков и толкателей
- Повреждение опорных шеек
- Нарушение временных характеристик
- Поломка приводной цепи или ремня
При восстановлении применяется наплавка, шлифование, балансировка. Обязательна проверка работы механизма после сборки.
Особенности восстановления коленчатых валов дизельных двигателей
Коленчатые валы дизельных двигателей работают в особо тяжелых условиях из-за высокого крутящего момента и вибраций. Их дефектами являются:
- Выкрашивание и износ коренных и шатунных шеек
- Разрушение и выкрашивание кривошипов
- Поломка противовесов коленчатого вала
- Появление трещин в местах концентрации напряжений
При восстановлении коленчатых валов дизельных двигателей особое внимание уделяется:
- Подбору износостойких наплавочных материалов
- Минимизации деформации вала при наплавке
- Тщательной механической обработке
- Предельно точной балансировке
Восстановление валов турбокомпрессоров
Валы турбокомпрессоров работают на очень высоких оборотах и подвержены следующим дефектам:
- Износ подшипниковых узлов
- Повреждение лопаток рабочего колеса
- Дисбаланс и вибрации ротора
- Заклинивание ротора из-за задевания корпуса
При восстановлении применяются:
- Замена изношенных подшипников
- Восстановление лопаток методом напыления
- Балансировка ротора
- Шлифование вала для восстановления зазоров
Восстановление приводных валов редукторов
Приводные валы редукторов подвержены следующим дефектам:
- Питтинг и выкрашивание зубьев шестерен
- Износ шлицевых соединений
- Повреждение опорных подшипников
- Деформация вала
Для восстановления используют:
- Наплавку и шлифование зубьев шестерен
- Установку ремонтных втулок в шлицевые соединения
- Замену изношенных подшипников
- Правку вала на прессе
Восстановление валов насосного оборудования
Валы насосов часто выходят из строя по причинам:
- Коррозия в зоне уплотнений
- Износ посадочных мест под муфты и шкивы
- Повреждение рабочих колес насосов
- Деформация вала
Для восстановления применяют:
- Антикоррозионное покрытие
- Наплавку посадочных мест
- Замену рабочих колес
- Выправку вала на прессе
Окончательная обработка наружной поверхности кольца проводится после установки рабочего колеса на оправку или на вал насоса.
