Восстановление посадочных мест под подшипники гальваническим способом

Восстановление плотной посадки подшипников гальваническим способом

В своей первой статье (см. сборник №64) киевлянин В. И. Лакеев рассказывал о модернизации топливной системы «Вихря», направленной на уменьшение вероятности проливания топлива из карбюратора и входного штуцера. В предлагаемой вниманию читателей заметке В. И. Лакеев знакомит с другими проверенными многолетней эксплуатацией приемами ремонта и усовершенствованиями двигателя, улучшающими его «герметизацию».

На моем моторе, как н на большинстве «Вихрей» и «Вихрей-М», которые я видел, внутренние (а иногда и наружные) обоймы подшипников коренных опор посажены с таким зазором, что могут проворачиваться как на валу, так и в гнездах картера. В результате шейка коленчатого вала и гнездо подшипника получают выработку, суммарный их износ становится таким, что уплотнительная манжета уже не обеспечивает надежной герметизации кривошипных камер. Ухудшается запуск двигателя, нарушается работа магдино из за быстрого замасливания прерывателей и произвольного изменения зазоров в контактах. Не будем уже говорить о том, что изнашиваются дорогостоящие и дефицитные детали — коленчатый вал и картер.

Я пытался подобрать шарикоподшипники с более тугой посадкой, но, во-первых, «тугим» обычно оказывалось только одно из колец, а во-вторых, приходилось перебирать не один десяток подшипников. В конце концов удалось добиться плотной посадки и устранить проворачивание колец другим путем — покрытием их поверхности хромом. Расскажу подробнее о том, как это делается.

В магазине лабораторных химреактивов необходимо приобрести: хромового ангидрида (СгО₃) — 100 г; фтористого калия (KF+2Н₂О) — 10 г; едкого натра (NaOH) — 20 г; серной и соляной кислот по 200 г.

Для выполнения работы понадобятся пять полулитровых банок: для электролита (это будет собственно гальваническая ванна), для обезжиривающего раствора, для декапирующего раствора и две для промывки водой после обезжиривания и декапирования.

Затем изготавливаются электроды. Анодный электрод ∅12 мм отливается из припоя марки ПОС-60 или ПОС-40. Катодным электродом может служить стержень из любого металла с П-образным держателем для хромируемого изделия.

Электроды закрепляются в пластмассовой крышке гальванической ванны: для покрытия внутреннего кольца — так, как показано иа рис. 1, а, для покрытия наружного кольца — как показано на рис. 1, б.

Для приготовления электролита растворяются в 110 г дистиллированной воды — 50 г хромового ангидрида и в 50 г воды — 1,5 г фтористого калия. Затем растворы сливаются в ванну и перемешиваются.

Обезжиривающий раствор приготавливается растворением в 100 г воды 10—12 г едкого натра.

Декапнруюший раствор получается смешиванием 50 г соляной и 50 г серной кислот.

Для питания гальванической ванны постоянным током можно использовать два 12-вольтовых аккумулятора, включенных последовательно; при питании от сети будут необходимы понижающий трансформатор и однополупериодный выпрямитель (рис. 2).

Внутренняя полость шарикоподшипника и поверхность, не требующая металлизации, предохраняются обмазыванием расплавленной смесью 30% воска, 30% канифоли и 40% парафина; при этом внутренние полости предварительно закрываются с обеих сторон шайбами из жести. Этой же защитной смесью покрываются и поверхности катода, погружаемые в электролит.

Подготовленный к нанесению покрытия подшипник зажимается в держателе катода; при этом необходимо обеспечить электрический контакт зажимного винта держателя с металлизируемым кольцом. Подшипник обезжиривается погружением в ванну едкого натра на 1 мин, промывается в двух водах, декапируется в течение 0,5 мин, затем вновь промывается в двух водах и помещается в электролит.

При помощи реостата сила тока в ванне доводится до 1,0—1,1 А, что соответствует плотности тока примерно 10 А/дм 2 . При такой плотности тока толщина покрытия составит 5—7 мкм/ч, так что для наращивания 0,01 мм будет достаточно 1,2—1,5 ч. При правильном течении процесса хромирования на покрываемой поверхности выделяются пузырьки водорода.

Хромирование наружного кольца производится не по всей поверхности, а примерно по половине его окружности. Кольцеобразная пластина из припоя, равная высоте кольца, вставляется в паз, прорезанный в аноде, и обжимается в тисках.

После покрытия подшипник очищается от защитной смеси и промывается в бензине. Толщина слоя покрытия будет достаточна, если в гнездо картера, нагретого до 60—80°С, и на цапфу кривошипа подшипник входит под легкими ударами киянки.

За неимением подшипника с защитной шайбой № 60205 мне пришлось на своем «Вихре» установить в верхнюю коренную опору обычный подшипник № 205; при этом уплотняющая манжета снаружи стояла пружинкой вниз. Длительная эксплуатация мотора с реконструированной таким образом опорой не выявила каких-либо нежелательных последствий понижения верхнего подшипника на 8 мм. В то же время я получил возможность заменять манжету, не разбирая картер и опору.

К рекомендациям по герметизации карбюратора, приведенным в сборнике №64, хочу добавить, что желательно герметизировать и нижний конец оси дроссельной заслонки. Будет несложно закрыть ее дюралюминиевым колпачком, вклеенным эпоксидным клеем в гнездо поворотной пружины (рис. 3).

Наружный диаметр пружины необходимо при этом уменьшить с 15 до 13 мм перемоткой ее на стержень ∅10,4 мм.

Источник

Восстановление посадочных поверхностей корпусных деталей машин проточным гальваническим цинкованием

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 17.10.2014 2014-10-17

Статья просмотрена: 941 раз

Библиографическое описание:

Захаров, Ю. А. Восстановление посадочных поверхностей корпусных деталей машин проточным гальваническим цинкованием / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2014. — № 17 (76). — С. 58-62. — URL: https://moluch.ru/archive/76/13099/ (дата обращения: 01.11.2021).

Восстановление деталей машин является актуальной задачей в современных условиях хозяйствования, причем, особое внимание следует уделять восстановлению корпусных деталей машин, в частности посадочных отверстий под подшипники. Одним из наиболее перспективных, в этом плане, способов является гальваническое осаждение цинковых покрытий в проточном электролите. Цинковые гальванопокрытия обладают высокими антикоррозионными и виброгасящими свойствами, легко обрабатываются, но не получили широко распространения по ряду причин, а существующие методики их нанесения нуждаются в совершенствовании и оптимизации.

Ключевые слова: корпусная деталь, посадочное отверстие, восстановление, наплавка, осаждение, напыление, способ восстановления, гальванические покрытия.

Восстановление деталей машин в настоящее время актуально как никогда ранее. Стареющий парк машин, высокие цены на запасные части и обслуживание, низкая экономическая стабильность предприятий, низкое качество изготовление комплектующих частей и материалов — все это заставляет обращать пристальное внимание на технологии и оборудование для восстановления ресурса деталей машин.

Как известно, рентабельность восстановления будет достаточной в случае обеспечения ресурса восстановленной детали не менее 80 процентов от уровня ресурса новой детали [1–3]. Причем, особое внимание уделяется выбору рационального способы восстановления деталей и сопряжений. Потребитель заинтересован в получении восстановленной детали узла или механизма с минимальными финансовыми и трудовыми затратами при максимально возможном ресурсе.

Величина финансово-трудовых затрат зависит от вида восстанавливаемой поверхности, физико-механических и химических свойств материала детали, ее конфигурации, массы и размеров, а также от выбранного способа восстановления. Величина ресурса восстановленной детали будет зависеть в основном от способа восстановления изношенных поверхностей и меньшей мере от применяемых материалов и вида детали.

Практически в любом узле, механизме или агрегате существуют так называемые основные детали — это детали, от которых зависит срок службы изделия несколько больше, чем от других. К таким деталям чаще всего относят самые металлоемкие и соответственно дорогостоящие корпусные детали. Основными дефектами корпусных деталей машин является: сколы, выкрашивание поверхности, трещины, раковины, коробление привалочных плоскостей и износ посадочных отверстий под подшипники. При этом восстановление геометрии посадочных отверстий под подшипники в значительной мере влияет на уровень послеремонтного ресурса механизма, так как эти отверстия являются базовыми, от их формы и положения зависит взаимное расположение всех составляющих элементов механизма, а, следовательно, условия их работы и взаимодействия.

Таким образом, для увеличения ресурса ремонтируемых машин до уровня новых необходимо, в частности, повысить долговечность корпусных деталей, в первую очередь посадочных отверстий, на которых базируются остальные детали.

Среди основных способов восстановления посадочных отверстий корпусных деталей (механические, сварочно-наплавочные, напыление, полимеры, тепловой способ и т. д.) наиболее перспективным является нанесение гальванических покрытий, особенно, способы проточного нанесения гальванопокрытий, когда покрываемая поверхность превращается в замкнутую ячейку, через которую насосом прокачивается электролит [1–3]. Отпадает необходимость в изолировании не покрываемых участков детали, повышается равномерность осаждаемого слоя, скорость осаждения увеличивается в 2. 2,5 раза, появляется возможность механизации процесса, а также создания мобильной установки [1–5].

Для восстановления посадочных отверстий корпусных деталей проточным способом на ремонтных предприятиях применяют в основном железные покрытия [2,5]. Эти покрытия, несмотря на все достоинства (высокую твердость, износостойкость и т. д.) имеют такие недостатки, как низкая коррозионная стойкость, виброгасящие способности, затрудненность последующей механической обработки.

Цинковые гальванопокрытия не имеют перечисленных недостатков, кроме того, цинк в паре с железом является анодом, поэтому в результате коррозионных процессов растворяется цинк, а не основной металл, то есть он обладает высокими антикоррозионными свойствами.

Более высокие виброгасящие свойства цинкового покрытия обусловлены их пластичностью и заключаются в гашении вибрационных колебаний, возникающих в результате функционирования агрегатов машин [4,6–8]. Это свойство выгодно отличает цинковые покрытия от железных так как, вибрационные воздействия порождают знакопеременные напряжения и приводят к накоплению повреждений в материале, что вызывает появление усталостных трещин и разрушение. К тому же последующая механическая обработка цинковых покрытий не вызывает каких-то либо затруднений.

В ремонтном производстве применяются покрытия сплавами на основе цинка и чистым цинком, применяя разнообразные электролиты и режимы осаждения (№ 1-№ 6 таблица 1) [6–8].

Экспериментальные и эксплуатационные исследования на образцах показали, что износостойкость таких покрытий находится на уровне материала восстанавливаемых деталей с достаточной прочностью сцепления с основой. Покрытия хорошо обрабатываются резанием, обладают стойкостью против коррозии и незначительно снижают усталостную прочность восстановленных деталей.

При увеличении плотности тока микротвердость железоцинковых покрытий увеличивается до 1800 МПа, а цинконикелевых имеет минимум при 6 А/дм 2 , равный 1450 Мпа [1]. С повышением температуры электролитов микротвердость железоцинковых покрытий снижается, а цинконикелевых увеличивается.

Для обеспечения надежного сцепления осажденного слоя железоцинкового покрытия с поверхностью необходимо подогреть её до температуры 323 К. Такой подогрев происходит при декапировании и осаждении.

Подобная проблема, связанная с поддержанием необходимой температуры электролита присуща и цинконикелевым сернокислым электролитам. В производственных условиях она не должна превышать 318 К, в противном случае происходит интенсивное разложение комплексной соли никеля с выделением аммиака и как следствие этого изменения условий осаждения, состава и качества покрытий.

Все вышеуказанное, а также сложный состав электролитов снижает стабильность электролитического процесса осаждения и, в конечном итоге, отрицательно сказывается на качестве получаемых покрытий на основе цинка. Этим обуславливается не достаточно широкое использование цинковых сплавов для восстановления корпусных деталей в ремонтном производстве.

Следующий шаг в совершенствовании процессов восстановления посадочных отверстий корпусных деталей — применение в качестве наносимого покрытия чистого цинка.

Составы электролитов и режимы цинкования

Источник

Три метода восстановления посадочного места подшипника

Металлополимеры или двухкомпонентные эпоксидные металлопластики WEICON – продукты, предназначенные для быстрого и долгосрочного ремонта, восстановления и техобслуживания металлических поверхностей, узлов и деталей. Используя металлопластики, можно проводить следующие работы:

• ликвидация повреждений от коррозии, в т. ч. точечной;
• создание моделей, инструментов и форм, противостоящих высокотемпературному режиму;
• проведение капремонта металлических поверхностей, а также заделка трещин;
• восстановление посадочных мест подшипников и вал-втулочных соединений;
• ремонт изделий из различных металлов, бетона, пластика и резины.

Характеристики металлополимеров

Перед применением металлополимеров WEICON изучите физическую, токсикологическую и экологическую информацию о выбранном продукте. В инструкции по эксплуатации указаны меры предосторожности и сертификаты по безопасности. Успешный технологический процесс зависит от тщательной подготовки поверхностей. Пыль, грязь, жир, масло, ржавчина и влага имеют негативное влияние на адгезию эпоксидных смол.

Металло-Пластики WEICON в жидком и затвердевшем состоянии:

Что делать, если ослаблено посадочное место под подшипник – три метода восстановления

Для реставрации посадочного места подшипника (от 1 мм в диаметре) используется пастообразный композит, наполенный сталью, WEICONA (wcn10000005).

При высоких нагрузках и температурах эксплуатации восстанавливаемой поверхности, допустимо использование:

• WEICON Ti (wcn10430005-34) пастообразный композит, наполненный сталью с длительной полимеризацией;
• WEICON SF (wcn10250005-34) эпоксидный композит (паста) с быстротвердеющей сталью для быстрого ремонта;
• Универсальный очиститель для обезжиривания поверхностей CLEANER S (wcn15200005);
• Разделительный жидкий агент WEICON F 1000 (wcn10604025) для гладких поверхностей.

Подбор двухкомпонентного эпоксидного композита WEICON осуществляется согласно технической таблице, представленной выше и требуемых технических характеристик для восстанавливаемой поверхности.

За консультацией по подбору металл полимера WEICON обращайтесь к нашему менеджеру по телефону 8 863 270 39 73 или закажите обратный звонок. Отправить запрос или получить дополнительную информацию можно по e-mail: info@energosnab.com

Если объем ремонта небольшой или носит разовый характер, рекомендуем применить Mould Release Agent (wcn11450400-34) для всех случаев, где необходимо защитить поверхность от прилипания металлополимера. Для грубых и текстурных поверхностей оптимально использование разделительного агент-воска WEICON Р 500 (wcn10604500).

Метод №1

Методика восстановления посадочного места подшипника:

• Замерьте величину h1, h2 и h3. Подготовьте маячки для центрирования (рисунок №1).

• Расточите посадочное место на 1-2 мм величины с диаметром (рисунок №2)

• Используя CLEANER S, обезжирьте посадочное место.
• Подготовьте WEICON TI или WEICON SF, согласно инструкции.
• Первый слой втирайте в поверхность движением «крест-на-крест».
• Второй слой следует наносить с избытком – до толщины большего износа. Установите маячки в композит.
• На подшипник нанесите тонким слоем, используя кисть, смазку WEICON F 1000илиWEICON Р 500. В завершении, подшипник нужно запрессовать в композит.
• Через 30-60 мин уберите излишек композита. При необходимости подшипник можно выбивать по истечении 3-4 часов.

При требованиях точности, в качестве центрирования можно использовать «грибок» или вал. Если необходимо собрать сложный узел или механизм, с учетом дальнейшей корректировки подшипника, используйте металлполимеры с длительной полимеризацией. Для срочного ремонта, рекомендуем, применять наши эпоксидные композиты cбыстрой полимеризацией, например WEICONSF или WEICONWR.

Метод №2

Этап 1: Подготавливаем поверхность

Технология разработана для восстановления посадочного места подшипника в корпусе, в т.ч. для подшипников качения и скольжения.

К сведению: Данный способ не подходит для подшипника гидродинамического типа.

Технологические этапы ремонта:

• Механическое очищение поврежденного посадочного места.
• Обработку механическим методом рекомендуем проводить за счет расточки корпуса, используя борштангу или абразивный инструмент, как на рисунке №3.

• Чистая поверхность должна соответствовать параметрам шероховатости Ra-20 мкм

Этап 2: Обезжириваем поверхность

Завершив механическую подготовку, обработайте поверхность универсальным очистителем CLEANER S. Для заказа очистителя используйте арт.wcn15200010

Обезжиривать поверхность рекомендуется чистой тканью, предварительно смоченной в очистителе. Процесс очистки повторить по необходимости.

Контроль за чистотой поверхности проверяется смоченной в очистителе чистой белой тканью – следов не должно оставаться.

Этап 3: Подбор композитного материала для ремонтных работ

Композиционный материал следует выбирать, основываясь на нагрузках, воздействующих на подшипник (рисунок №4):

Выбирая полимерный материал, рассчитайте удельную нагрузку на посадочное место. Воспользуйтесь таблицей тех.характеристик и подберите полимерный материал, удовлетворяющим Вашим требованиям.

Получите подробную информацию и помощь в подборе материалов для реставрации посадочного места по телефону (863) 2703973 или направив запрос на e-mail: info@energosnab.com

Этап 4: Обработка поверхности кондуктора

• Подбирайте втулку в соответствии с диаметром и допуском на него. Поверхность рекомендуется отшлифовать для снижения шероховатости. Недопустимо наличие рытвин.
• Обработайте поверхность втулки смазкой WEICON F 1000(купить по артикулу wcn10604025) или примените WEICON Р 500(купить по артикулу wcn10604500).

Втулка может быть разъемной и состоять из 2-х половинок. Однако следует иметь разжимное устройство, которое будет прижимать кондуктор к поврежденной плоскости.

Аналогом втулки может служить сам подшипник. Его поверхность предварительно следует обработать смазкой для разделения F 1000 или Р 500.

Этап 5: Наносим материал и устанавливаем втулку

1. Подготовьте материал, согласно инструкции.
2. Нанесите тонким слоем и тщательно вотрите его в шероховатую поверхность.
3. Полимерный материал нанести толщиной, которая обеспечит предельную связку с поверхностью втулки.
4. Установите втулку в корпус, как на рисунке №6 так, чтобы металлополимер сформировал необходимую плоскость, выдавив избыток. Излишки удалите шпателем.

Метод №3

Этап 1: Подготовка

Исходные условия: t° воздуха от +15°С, влажность 50% — 90%

• Изготовление оправки, как на рисунке №7

• Проведение диагностики ремонтируемого узла.
• Разбор узла.
• Проверка посадки оправки.
• Замер диаметра вала.

Этап 2: Очистка поверхности посадочного места

Механическим методом очистите поврежденное посадочное место. Следует избавиться от старой смазки и коррозии. Очистка может проводиться борфрезой. Оптимальный результат – шероховатость от Ra-20 мкм.

Этап 3: Обезжириваем поверхность

После обработки механическим способом, используйте очиститель CLEANER S. Возьмите чистую ткань, для обезжиривания, предварительно смоченную в очистителе.

По необходимости процедуру повторить. Контроль чистой поверхности осуществляется белой тканью – на ней не должны оставаться следы.

Этап 4: Устанавливаем центрирующий маятник

• Посадка маятника проводится в соответствии параметрам плотной или легкопрессовой посадке

Этап 5: Использование композитного материала и установка подшипника на втулку

1. Наружное кольцо подшипника отшлифуйте бумагой с зернистость №400.
2. Используйте CLEANER S для очистки и обезжиривания подшипника.
3. Нанесите смазку F 1000 или P 500 .
4. Полимерный материал подготовьте, согласно инструкции на упаковке.
5. Нанесите тонким слоем материал на поверхность тех.отверстия и тщательно вотрите его.
6. Далее, нанесите полимерный материал толщиной, которая обеспечит полную связку с поверхностью подшипника.
7. Установите подшипник на центрирующий маятник в корпус с нанесенным металлополимером, как на рисунке №9.

Спустя 24 часа завершиться полимеризация. Снимите маятник и соберите агрегат.

Вы можете зарегистрироваться в интернет-магазине компании «Волгодонскэнергоснаб». Это позволит Вам самостоятельно формировать заказ и выводит на печать счет для оплаты выбранной продукции.

Ознакомиться со стандартными условиями оплаты, формы и доставки Вы можете в этом разделе.

Свяжитесь с нами по телефону 8 863 270 39 73 или закажите обратный звонок.Отправить запрос или получить дополнительную информацию можно по email:info@energosnab.com

Автор статьи — Екатерина Иванова

Источник