Восстановление шпоночных пазов и шлицев
У шпоночных пазов изнашиваются боковые грани. При их небольшом износе пазы фрезеруют до выведения следов износа. Допускается увеличение ширины паза на 15 %. В этом случае в соединяемой детали также увеличивают ширину шпоночной канавки и при сборке устанавливают шпонку ремонтного размера. Иногда шпоночный паз соединяемой детали не обрабатывают, а устанавливают ступенчатую шпонку.
Если шпоночный паз невозможно восстановить обработкой под ремонтный размер, то его заваривают и фрезеруют паз номинального размера на новом месте. Однако менять положение паза на валу нельзя, если шпонка служит одновременно и для фиксации соединяемой детали в строго заданном положении (например, шпоночный паз распределительного вала).
Шлицы изнашиваются преимущественно по боковой поверхности. Их износ по ширине у деталей автомобилей составляет 0,4. 0,6 мм, иногда до 1,0 мм, тракторов — 1. 2, иногда до 3. 4 мм. У шлицевых валов, центрируемых по наружному диаметру, изнашивается также и эта поверхность. Износ по наружному диаметру обычно составляет 0,1 . 0,2 мм, но может достигать 0,6. 0,7 мм.
Изношенные шлицы восстанавливают следующими способами:
– ручной или механизированной дуговой наплавкой;
– электроконтактной наплавкой с одновременной осадкой (комбинированный способ);
– заменой шлицевой части детали.
Широко применяют дуговую наплавку шлицев. Ручная наплавка малопроизводительна. Поэтому чаще используют механизированную наплавку в среде углекислого газа, под флюсом и вибродуговую наплавку. Наплавку выполняют продольными валиками или по винтовой линии. При продольной наплавке шлицев шириной до 5. 6 мм впадину полностью наплавляют, а у крупных шлицев наплавляют только изношенную сторону шлица.
После наплавки вал при необходимости правят, протачивают по наружному диаметру, фрезеруют и шлифуют шлицы. При центрировании шлицевого соединения по наружному диаметру его после обточки шлифуют. Если по техническим требованиям необходимо обеспечить повышенную твердость шлицев, то после фрезерования шлицы закаливают в масле при нагреве до температуры 850°С, отпускают при температуре 200. 250 °С и шлифуют.
Источник
Pereosnastka.ru
Обработка дерева и металла
Ниже рассмотрены способы восстановления шпоночных пазов. При большем износе шпоночный паз ремонтируют наваркой грани с последующим фрезерованием. При этом выдерживают размер паза, установленный стандартом. Возможен и такой ремонт: паз расширяют и углубляют, полностью устраняя следы износа, затем к нему изготовляют ступенчатую шпонку. Однако при таком ремонте не обеспечивается высококачественное соединение и поэтому его применяют в исключительных случаях (при осмотрах и текущих ремонтах). Поэтому когда на чертеже нет указаний о фиксированном положении шпоночного паза, допускают изготовление нового шпоночного паза на другом месте без заделки старого (не более одного на сечение). Его фрезеруют параллельно старому пазу в диаметральной плоскости, расположенной относительно этого паза под углом 90, 135 и 180°.
При ремонте шпоночных соединений изношенные шпонки не ремонтируют, а изготовляют новые, подгонкой добиваются плотного сопряжения шпонок с боковыми поверхностями пазов соединяемых деталей. Исключение составляют клиновые шпонки, их загоняют в паз уда-Ром молотка так, чтобы они заклинились по высоте. Клиновую шпонку следует забивать так, чтобы при ее ослаблении можно было ее осаживать. Между головкой шпонки и торцом детали должно оставаться Расстояние, равное высоте шпонки.
Призматические шпонки можно вынимать при ремонте из пазов без повреждения; для этого специально выполняют в средней части шпонки резьбовое отверстие и в него ввинчивают винт Когда винт своим концом упрется в вал, его продолжают вращать, и тогда шпонка выходит из паза.
Рис. 1. Ремонт шпоночных соединений:
а — наваркой, б — установкой ступенчатой шпонки; в — призматическая шпонка со скосом, г — призматическая шпонка с резьбовым отверстием
При подгонке и сборке призматических шпонок в процессе ремонта рекомендуется выполнить специальный скос, а с обратной стороны сделать соответствующую пометку. Это позволит вынуть шпонку из паза и при помощи молотка с выколоткой, используя имеющийся у нее скос. Выколотку упирают в помеченный конец шпонки со стороны скоса (показано стрелкой) и слегка ударяют по ней молотком. С этой стороны конец шпонки прижимается к основанию паза, а с противоположной приподнимается.
Шлицы небольших валиков обычно не ремонтируют, детали с изношенными шлицами большей частью заменяют новыми. Однако у деталей, трудоемких в изготовлении, шлицы часто подвергают ремонту. Его производят путем наварки металла с последующей механической обработкой в точном соответствии с размерами и расположением шлицев на соединяемой детали.
Шлицы вала можно ремонтировать путем раздачи зубьев, когда шлицевое соединение центрируется по внутреннему диаметру.
Если шлицы закалены, необходимо сначала вал отжечь, после чего раздать каждый шлиц в продольном направлении, доведя ширину шлица до номинального размера с припуском 0,1—0,2 мм для последующей механической обработки.
Раздачу выполняют вручную или на прессах специальными инструментами — зубилами и чеканами. Для этого вдоль шлицев наносят по одной продольной риске, затем зубилом вдоль рисок надрубают канавки, которые раздают чеканом.
Раздачу шлицев можно производить, используя токарные или строгальные станки. Для этого оправку с вращающимся конусным роликом закрепляют в резцедержателе станка, а вал устанавливают в центрах токарного станка или закрепляют на столе строгального станка. Суппортом станка подводят ролик, вдавливают в тело зуба и осуществляют несколько проходов по одной канавке.
После раздачи канавки на шлицах заваривают электросваркой, вал дополнительно отжигают, рихтуют, а шлицы обрабатывают под номинальный размер и подвергают термообработке.
Шлицы в отверстиях (посадка по наружному диаметру) и с небольшим износом можно также ремонтировать раздачей. Для этого применяют специальную прошивку, которую продавливают через шлицевое отверстие с помощью гидравлического пресса. После раздачи зубьев шлицевое отверстие калибруют шлицевой протяжкой, при этом снимают излишне выдавленный металл и придают детали требуемый размер.
Рис. 2. Ремонт шлицев раздачей:
а — канавка, полученная раздачей, б — чекан для раздачи шлицев, в — зубило
Источник
Технологический процесс ремонта шпоночного паза
Ремонт шпоночных и шлицевых соединений
Шпоночное соединение. Шпоночное соединение служит для передачи вращения валу от насаженной на него детали (шкива, зубчатого колеса, втулки). Соединительной деталью является шпонка. Шпоночные соединения делят на две группы: ненапряженные (призматические и сегментные) и напряженные (клиновые и тангенциальные).
Призматические шпоночные соединения бывают обыкновенные — для передачи вращающего момента, а также направляющие и скользящие, служащие, кроме того, для направления при осевом перемещении. Направляющие шпонки крепятся на валу (ГОСТ 8790—79) для устранения повышенного трения и износа, связанного с перекосом шпонок (рис. 42, а). Скользящие шпонки (ГОСТ 12208—66) перемещаются вместе со ступицами вдоль вала и имеют цилиндрические выступы, которые входят в соответствующие отверстия в ступицах (рис. 42, б). Сегментные шпонки (ГОСТ 24071 — 80) применяются при необходимости частого демонтажа сборочной единицы (рис. 42, в). Клиновые шпонки (ГОСТ 24068—80) способны передавать не только крутящий момент, но и осевое усилие (рис. 42, г). Однако из-за возникающих при эксплуатации перекосов они применяются для тихоходных, неответственных деталей. Тангенциальные шпонки (ГОСТ 24069 — 80) используются при больших динамических нагрузках.
Материал шпонок — углеродистая или легированная сталь с модулем упругости а не ниже 500 МПа.
Дефекты шпоночных соединений и способы их ремонта приведены в табл. 17.
Таблица 17
Основные дефекты шпоночных соединений и способы их ремонта
Способы ремонта
Смятие или срез шпонки
Замена шпонки. Новая шпонка должна иметь припуск 0,1 . 0,2 мм для последующей пригонки по пазу вала
Износ, смятие шпоночного паза вала
1. Обработка паза под шпонку до следующего стандартного размера.
При этом устанавливается либо ступенчатая
Способы ремонта
шпонка, либо обычная шпонка с расширением паза ступицы.
1. Изготовление нового шпоночного паза под углом 90. 120° к старому; изношенный паз заваривается.
2. Наплавка изношенного паза с последующей обработкой (для неответственных соединений)
Износ шпоночного паза в ступице
Обработка шпоночного паза под следующий стандартный размер на долбежном станке или вручную. В последнем случае сначала опиливается дно паза, а затем боковые стороны с обеспечением симметричности относительно диаметральной плоскости
Рис. 42. Виды шпоночных соединений с помощью направляющих (а), скользящих (б), сегментных (в) и клиновых (г) шпонок
Способы восстановления шпоночных пазов различны (рис. 43). При большем износе шпоночный паз ремонтируют наваркой грани (рис. 43, а) с последующим фрезерованием. При этом выдерживают размер паза, установленный стандартом. Возможен и такой вид ремонта: паз расширяют и углубляют, полностью устраняя следы износа, а затем к нему изготовляют ступенчатую шпонку (рис. 43, б). Однако этот способ не обеспечивает высокого качества соединения, и поэтому его применяют в исключительных случаях (осмотры и текущий ремонт). Когда на чертеже нет указаний о фиксированном положении шпоночного паза, допускают изготовление его заново на другом месте без заделки старого паза (не более одного на сечение). Новый паз фрезеруют параллельно бывшему пазу в диаметральной плоскости, расположенной относительно последнего под углом 90, 135 или 180°.
При ремонте шпоночных соединений изношенные шпонки не ремонтируют, а изготовляют новые, подгонкой добиваясь их плотного сопряжения с боковыми поверхностями пазов соединяемых деталей. Исключение составляют клиновые шпонки: их загоняют в паз ударом молотка так, чтобы они заклинились по высоте. Клиновую шпонку следует, кроме того, забивать таким
образом, чтобы при ослаблении ее можно было осаживать. Между головкой шпонки и торцом детали должно оставаться расстояние, равное высоте шпонки.
Призматические шпонки при ремонте можно вынимать из пазов без повреждения, выполняя в средней части шпонки резьбовое отверстие и ввертывая в него винт. Когда он своим концом упрется в вал, его продолжают вращать, и шпонка при этом выходит из паза (рис. 44, а). При подгонке и сборке призматических шпонок в процессе ремонта рекомендуется выполнить специальный скос (рис. 44, б), а с обратной стороны сделать соответствующую пометку. Это позволит вынуть шпонку из паза с помощью молотка с выколоткой: выколотку упирают в помеченный конец шпонки со стороны скоса (показано стрелкой) и слегка ударяют по ней молотком. С этой стороны конец шпонки прижимают к основанию паза, а с противоположной приподнимают.
Рис. 43. Ремонт шпоночных пазов наваркой грани (а) и установкой ступенчатой шпонки (б)
Источник
Ремонт резьбовых, шпоночных и шлицевых соединений
Резьбовые соединения являются наиболее распространенным видом разъемного соединения. Трудоемкость сборки резьбовых соединений составляет 25–40% общей трудоемкости сборочных работ. Наиболее часто применяемые резьбовые соединения: винтовые, болтовые, шпилечные.
Правильная затяжка резьбовых соединений при сборке играет существенную роль в повышении долговечности работы, создании жесткости станка. Винтовое крепление узлов к станине, особенно узлов, влияющих на точность, долговечность и жесткость станка, необходимо осуществлять с определенным и контролируемым усилием затяжки. При затяжке с моментом, создаваемым стандартным ключом, может быть достигнута необходимая осевая сила затяжки в резьбовом соединении, смазанном машинным маслом, а также при повторной затяжке. Контактная жесткость стыков повышается примерно в 2–2,5 раза при повторной затяжке болтов и винтов потому, что при первоначальной затяжке резьбовых деталей обминаются микронеровности контактирующих поверхностей, на что уходит большая часть усилия затяжки. Кроме того, часть усилия на ключе затрачивается на деформацию элементов резьбы, вызванную ее неточностью.
1. Сборка резьбовых соединений
В резьбовых соединениях с гайками болт обычно вставляют снизу, а затем навинчивают гайку. Гайки затягивают только тогда, когда поставлены все болты и гайки. Затягивают гайки постепенно. Сначала все гайки завертывают до соприкосновения с шайбами или с поверхностью детали, затем слегка затягивают и только в третий pаз затягивают окончательно.
Затягивают гайки не подряд одну за другой, так как при этом затяжка может оказаться неравномерной и повлечь за собой перегрузку отдельных гаек, смятие резьбы и даже oбpыв болта.
Гайки, расположенные по кругу, например на фланцах, крышках цилиндров и т.д., затягивают крест-накрест также в три приема. На длинных крышках, например на крышках редукторов, гайки затягивают от середины к краям. Затягивание гаек от краев к середине приводит к искривлению крышек. Эти рекомендации относятся также к резьбовым соединениям без гаек. Контроль усилия затяжки резьбового соединения осуществляется либо выбором соответствующей длины рукоятки ключа, либо применением предельных и динамометрических ключей. Следует учитывать, что применение ключей нестандартной длины может привести к разрыву стержня болта, срыву ниток резьбы и травмам.
Сборка болтового соединения заканчивается стопорением гаек. Соединения посредством шпилек в станкостроении применяются редко.
При установке шпилек необходимо выполнять следующие основные правила:
- шпилька должна иметь плотную посадку в корпусе;
- ось шпильки должна быть перпендикулярна к поверхности детали.
Категорически запрещается подгибать шпильки, если они не попадают в отверстия детали, так как они при этом деформируются у корня и могут лопнуть во время работы. Перекос шпилек можно исправлять только нарезанием новой резьбы в отверстии. Для ввинчивания шпилек в корпус существует несколько конструкций ключей. Наибольшее распространение получили эксцентриковые ключи.
Важным условием нормальной работы резьбового соединения является отсутствие изгибающих напряжений в теле болта или шпильки. В связи с этим неплотное прилегание гайки к торцу детали недопустимо. Гайки должны навертываться от руки до места посадки. При большом числе гаек рекомендуется завертывать их в определенном порядке. Общий принцип затяжки — сначала затягивают гайки, находящиеся в середине детали, затем попеременно по паре с каждой стороны. Гайки целесообразно затягивать постепенно, т.е. сначала затянуть все гайки на одну треть затяжки, затем на две трети и, наконец, на полную затяжку. Гайки, расположенные по кругу, следует затягивать крест-накрест и также постепенно.
Следует особо тщательно выбирать крепежные детали для крепления фланцев и крышек, прижимающих прецизионные подшипники шпиндельных узлов. Перекосы резьбы или торцов винтов и зенковок под головки винтов приводят к деформации фланцев и крышек и, как следствие, к перекосу самого подшипника. Большое значение в этих случаях приобретает также равномерность затяжки.
Концы винтов и шпилек должны выступать над гайкой не более чем на 0,5 диаметра, если они могут травмировать рабочего (оператора) или обслуживающий персонал и если ухудшают внешний вид станка.
2. Ремонт шпоночных соединений
Разрушенные и изношенные шпонки не ремонтируют, а заменяют новыми.
Смятые стенки шпоночной канавки в детали и на валу при небольшой разработке распиливают или обрабатывают на станке до получения канавки правильной формы; по размерам увеличенной таким образом канавки изготовляют новую шпонку. При этом увеличение ширины шпоночной канавки не должно превышать 15% первоначального размера.
Так как износ шпоночной канавки может быть несимметричным, то при исправлении канавки установка инструмента для ее обработки на станке должна производиться не по боковым поверхностям канавки, а по поверхности основания шпоночной канавки.
При обработке шпоночной канавки до ремонтного размера в качестве такового обычно принимается ближайший больший размер шпонки по стандарту, но в отдельных случаях при незначительных износах крупных шпонок можно допустить обработку до размера, не предусмотренного стандартом.
Увеличение ширины шпоночной канавки при ремонте следует делать в обеих соединяемых деталях. Установка фасонных (ступенчатых) шпонок может допускаться лишь в исключительных случаях при текущем ремонте. При этом ступени шпонки должны располагаться строго симметрично.
Сильно разработанные шпоночные пазы не обрабатывают, а заваривают и в другом месте вала прорезают новый паз под углом 90, 135 или 180°. Если заварка старого паза является нежелательной, из-за возможности поводки вала, то допустимо оставлять его незаваренным. В таком случае в старый шпоночный паз следует запрессовать, припаять или закрепить на винтах предварительно пригнанный к пазу стальной вкладыш. Допускается также изготовление шпоночного паза на новом месте без заделки старого паза (не более одного).
Наплавление рабочих поверхностей шпоночной канавки с последующей механической обработкой производят, когда смятие рабочих поверхностей канавки сопровождается выкрашиванием отдельных участков, так как в этом случае обработка до ремонтного размера требует значительного увеличения ширины канавки. Наплавление производят электросваркой.
Этот способ следует применять возможно реже, как не обеспечивающий восстановления детали на длительный срок и связанный с заметными деформациями вала при наплавке.
3. Сборка шпоночных соединений
Сборка шпоночных соединений при ремонте является ответственной операцией. При правильной подгонке деталей призматическая шпонка боковыми поверхностями должна соединяться по посадке с боковыми поверхностями и без зазора с дном шпоночного паза вала. Призматическая шпонка должна соединяться по посадке с боковыми поверхностями и с обязательным зазором между шпонкой и дном шпоночного паза охватывающей детали. Неправильное шпоночное соединение приводит к перекосу зубчатых колес и звездочек, сопряженных с валом, и вызывает неправильное зацепление зубьев колес и ускоряет износы звездочек и цепей. При чрезмерно тугой посадке деталей на шпонку могут происходить разрывы их ступиц.
Погрешности расположения шпонки на валу, перекос оси шпоночного паза на втулке приводит к тому, что шпоночное соединение не собирается.
Пригонка шпонки для компенсации перекоса и смещения оси пазов на валу и во втулке без контроля сопряжения боковых сторон пазов и шпонки может привести к резкому уменьшению площади контакта поверхностей, увеличению напряжения смятия. Увеличение бокового зазора из-за смятия шпонки приводит к нарушению посадки втулки на валу, появлению шума и стука в узле и в результате может привести к преждевременному износу или поломке узла.
Поэтому очень важно в процессе изготовления и сборки шпоночного соединения контролировать детали и сопряжение.
Шпонки и паз вала устанавливают с помощью молотка с медными наконечниками или под прессом. При установке шпонок под прессом необходимо следить за тем, чтобы не было поперечного перекоса шпонки и врезания ее кромки в тело вала.
4. Ремонт шлицевых соединений
Шлицевые соединения по сравнению со шпоночными имеют меньшие напряжения смятия на гранях шлицев и большую прочность валов. При сборке шлицевых соединений не требуется пригонки. Наибольшее распространение имеют шлицевые соединения с прямобочной формой шлицев, в некоторых случаях стали применяться шлицевые соединения с эвольвентной формой шлицев, которые обладают по сравнению с прямобочными повышенной прочностью.
Сборку шлицевых соединений следует начинать с осмотра состояния шлицев обеих деталей. Забоин, задиров или заусенцев в шлицевом соединении допускать нельзя.
В неразъемных шлицевых соединениях целесообразно перед напрессовкой охватывающую деталь нагреть до 80–120 °С. После установки охватывающей детали на шлицах соединение следует проверить на биение. Легкоразъемные и подвижные шлицевые соединения, кроме проверки на биение, проверяют еще на качку. Сопряжение шлицев ответственных соединений проверяют также «на краску».
Источник