Ремонт валів і шпинделів
В процесі експлуатації у валів зношуються посадкові шийки, шпонкові канавки і шліци, пошкоджуються різьблення і центрові отвори, вал отримує вигин.
Спосіб ремонту зношеного циліндричного валу вибирають після того, як відповідної перевіркою встановлять характер і ступінь зносу. Шейки вала, що мають знос (подряпини і ризики, неціліндрічность до 0,1 мм), ремонтують шліфуванням. Але спочатку перевіряють, чи справні центрові отвори валу, при наявності забоїн і вм'ятин в першу чергу протачіваніем відновлюють центрові отвори. Потім правлять вали.
Шейки валів зі значним зносом обточують і шліфують під ремонтний розмір. При цьому допускається зменшення діаметра шийок иа 5-10% в залежності від характеру сприймаються валом навантажень, зокрема від того, чи відчуває вал ударні навантаження. У тих випадках, коли необхідно відновити початкові розміри шийок, на шийки після їх обточування напресовують або встановлюють на 31юксідном клеї ремонтні втулки, які потім обробляють гострінням або шліфуванням. Зношені поверхні валів можна ремонтувати також нарощуванням металу вибродуговой наплавленням, металізацією, осталиванием, хромуванням н іншими методами.
Погнуті вали виправляють холодним або гарячим способом. Гарячої правці піддають вали, діаметр яких більше 60 мм.
Холодна правка валів може виконуватися вручну за допомогою гвинтових скоб, важелів, але краще правку виробляти під пресом.
Сутність правки полягає в тому, що прикладена зусилля викликає залишкові деформації, деталь відновлюється, набуваючи первинні властивості.
При холодної правки пресом або скобою вал розташовують на двох опорах вигнутою стороною до навантажувального пристрою (гвинта, повзуна) і навантажують так, щоб вал зігнувся в протилежну сторону на величину, майже рівну початкового прогину, і лише потім відновлюють первісну точність по прямолінійності.
Вигнуті вали діаметром до 30 мм можна правити наклепом. Суть такої правки полягає в тому, що вал кладуть прогином вниз на плиту (рис. 61) і легким молотком наносять часті удари, поки вал НЕ випрямиться. Удари наносять також по обидва боки прогину, обмеженого кутом 120 °.
До шпинделям пред'являються особливо високі вимоги, тому посадочні шийки 1 і 2 (рис. 62, а) шпинделів обробляють шліфуванням. Співвісність їх повинна бути витримана з точністю 0,01 мм, допустима некруглість шийок - 0,01 мм, неціліндрічность - 0,003-0,005 мм. Таким же вимогам повинна відповідати поверхню 3. Конічні отвори 4 і 5 шпинделя повинні бути концентричні шийок; допускається биття 0,01-0,02 мм на 300 мм довжини.
В першу чергу у шпинделя зношуються шийки під підшипники, посадочні місця для зубчастих коліс та інших деталей, що обертаються. На них з'являються подряпини і задираки, легко виявляються зовнішнім оглядом.
Шпинделі доцільно ремонтувати кілька разів, так як виготовлення нового шпинделя - справа складна й дорога. Однак в тих випадках, коли ремонт шпинделя тягне за собою ремонт і сполучаються з ним деталей, може виявитися більш вигідною заміна
зношеного шпинделя новим. Це питання вирішують порівнянням вартості ремонтних робіт та нового шпинделя.
Шпинделі, у яких знос шийок по діаметру складає 0,01- 0,02 мм, ремонтують притиранням на токарному верстаті, виконуваної спеціальним інструментом - жімком (рис. 63). Жімок складається з кільця-хомутика 1, болта 2, втулки-притирання 3 сразрезом і рукоятки-державки, яка на малюнку не показана. Втулку-притир виготовляють з чавуну, міді або бронзи, а отвір в ній виконують за розміром оброблюваної шийки.
Приступаючи до притирання шийки, накладають на неї тонким шаром суміш дрібного наждачного порошку і масла, після чого надягають жімок і злегка загвинчують болт 2. Пускають верстат, налаштувавши його на швидкість обертання шпинделя 10- 20 м / хв. При обертанні шпинделя рівномірно водять жімком уздовж оброблюваної шийки. Час від часу оновлюють шар порошку з маслом і підтягують болт 2.
Усунувши знос, промивають шийку шпинделя і притир гасом, потім наносять на шию тонкий шар доводочной пасти про гасом і завершують її обробку.
При зносі шийок шпинделя більше 0,02, мм їх ремонтують шліфуванням з наступною притиранням під ремонтний розмір. Однак цей спосіб ремонту прийнятний, лише коли є можливість відповідно змінити розміри отворів в підшипниках або інших деталях, що сполучаються зі шпинделем. Якщо такої можливості немає або зміна розмірів отворів недоцільно через велику трудомісткість операцій, відновлюють шийки шпинделя з зносом до 0,05 мм нарощуванням хрому, а в зносом більше 0,05 мм - вибродуговой наплавленням.
Шейки шпинделів з розширеним на них хромовим шаром обробляють шліфуванням, якщо ж на шийки наносять інші метали відповідно великими шарами, ніж при хромування, шийки спочатку обточують, а тому шліфують. При цьому їм надають у напрямку до заднього кінця конусність до 0,01 мм, щоб при шабруванні підшипників шар фарби, нанесений на шиї, повністю використовувався для зафарбовування поверхні підшипників.
Зношені шийки шпинделів, на яких монтуються підшипники кочення або інші деталі з нерухомою посадкою, дуже зручно відновлювати електролітичним способом.
Шейки шпинделів (під підшипники ковзання, в тому числі з осьовими микротрещинами) відновлюють установкою на клеї тонкостінних компенсаційних наделок або вставок. Практика показує, що такі шпинделі служать ще довго, а в ряді випадків працюють краще нових, якщо надялинки ( «сорочки») і вставки (втулки) виготовлені з матеріалів з кращими експлуатаційними властивостями. При цьому досягається значна економія матеріалів і скорочуються витрати на ремонт.
Для постановки компенсаційних наделок або вставок з поверхні шпинделя сточують шар металу з метою посадки відповідної деталі компенсатора у вигляді втулки з номінальним розміром або збільшеним ремонтним розміром відновлюваної поверхні. При цьому знімається шар металу повинен бути мінімальним, до 10-15% номінального діаметра суцільного перетину вала або товщини стінки полого шпинделя.
Для відновлення нерухомою посадки, наприклад поверхні шпинделя під підшипник кочення, компенсаційна надялинки (втулка) може бути тонкостінної - від 0,5 до 2 мм, а при відновленні шийки шпинделя під підшипник ковзання товщина стінки надялинки повинна бути не менше 2,5 мм.
Компенсаційні тонкостінні надялинки виготовляють з металу, відповідного матеріалу ремонтується вала або з матеріалу, що відповідає підвищеним вимогам.
Внутрішній діаметр виконують за місцем з зазором 0,05 мм по діаметру (шорсткість поверхні Rz 20), зовнішній діаметр роблять з припуском 3-5 мм. Остаточну обробку ведуть при інтенсивному охолодженні після установки втулки і затвердіння клею через 24 ч.
Компенсаційні втулки товщиною 2,5-3,5 мм і більше доцільно виготовляти з цементованої стали. Відновлюваний діаметр виконують з припуском 0,3 мм, а діаметр втулки, що сполучається з валом, шпинделем або віссю, обробляють з припуском 3-4 мм. Після цементації з цієї поверхні знімають науглероженного шар. металу і гартують втулку до HRC58-60.
Незагартованим поверхню втулки обробляють на токарному верстаті за розміром підготовленій поверхні вала з зазором по діаметру 0,05 мм (шорсткість поверхні). Загартовану відновлювану поверхню втулки остаточно шліфують після установки її на вал і затвердіння клею.
На рис. 62 дані схеми ремонту шпинделів верстатів установкою на епоксидному клеї компенсаційних наделок і вставок. У шпинделя токарного верстата відновлена задня шийка 1 (див. Рис. 62, а) під підшипник кочення, опорна загартована поверхня 2 під підшипник ковзання і конічна поверхня 3 для патрона. Так само відновлена конічна поверхня 9 (див. Рис. 62, б) для ролікопод-шіпніка (серія 3182100) і спрямовуюча 10 для патрона. Конічний отвір шпинделя відновлено вставкою 11 з загартованим отвором.
Шейки (див. Рис. 62, б) шпинделя дриля відновлені тонкостінними (менше 1 мм) надялинки 6 і 8, при цьому надялинки 6 виконана з двох полувтулок, по краях яких поставлені на клеї по два штифта 7. При остаточній механічній обробці наделок і вставок не можна допускати перегрів, так як при цьому може зруйнуватися клейова плівка, тому операцію виконують з рясним охолодженням.
Перед обточуванням і шліфуванням проводять такі підготовчі роботи. Виточують сталеві пробки і щільно вставляють їх в отвори 4 і 5 шпинделя, попередньо зачистивши місця посадки пробок. Після цього закріплюють шпиндель одним кінцем в патроні токарного верстата, а другий кінець встановлюють незношених місцем в люнете і вивіряють шпиндель на биття, який мав би перевищувати 0,005 мм; потім роблять в пробці центровий отвір. Після цього шпиндель переставляють, затискають його другий кінець в патроні, а перший - в люнете і виконують другий центровий отвір. Тепер шпиндель встановлюють в центрах і перевіряють правильність центрування; биття незношених місць по індикатору має бути не вище 0,01 мм.
Виконавши описані операції, приступають до обробки шпинделя гострінням і шліфуванням.
У разі пошкодження і зносу різьблення шпинделя при відновленні застосовується наплавлення з наступним нарізуванням різьби до номінального розміру. Перенарезать різьблення на менший діаметр не рекомендується, так як вона стає нестандартною.
Зношене конусний отвір шпинделів ремонтують по-різному в залежності від величини зносу. При сильному зносі отвір розточують і потім в нього вклеюють або запресовують втулку. При невеликому зносі отвір (неглибокі ризики, незначні забоіни) шліфують, знімаючи мінімальний шар металу.
Механічну обробку конусного отвору шпинделя можна ви-конувати, не знімаючи шпинделя з верстата, що забезпечує хороше центрування осі отвору з віссю шпинделя. При обробці конусного отвору на місці застосовуються пристосування.
Точність конічного отвору шпинделя перевіряють стандартним конусним калібром. Контрольна ризику на калібр не повинна входити в отвір, між нею і торцем шпинделя має бути відстань в 1-2 мм. Якщо ж контрольна ризику калібру входить в конусний отвір і ховається, то допускається підрізування переднього торця шпинделя на 2-3 мм.
Ось конічного отвору шпинделя перевіряють на биття індикатором по контрольної оправці, вставленої в отвір. Допускається відхилення від осі 0,01 мм у торця шпинделя і 0,02 мм на довжині 300 мм. Поверхня 4 шпинделя може мати гранично допустиме биття 0,01 мм.
Вище йшлося про шпинделях з хромованими шийками. Уста-новлено, що такі шпинделі добре працюють тільки при відмінній пригоні до них підшипника, коли забезпечений зазор для змащення шийок. Нормальна величина цього зазору 0,006-0,02 мм в залежності від точності верстата, максимальної частоти обертання і діаметра шпинделя. При недбалої пригоні під час роботи верстата відбувається посилений місцевий нагрів. Через це на хромованою поверхні утворюються дрібні тріщини, хром відшаровується, пошкоджується шийка шпіндeля і поверхня підшипника.
Зберігання відремонтованих або нових валів і шпинделів повинно виключити можливість вигину і деформації. Недбало покладений вал може зігнутися під дією власної ваги. Для запобігання цьому рекомендується вали поміщати в спеціальні стелажі-стійки у вертикальному стані. Кращий спосіб зберігання це підвішене вертикальне стан.