Klasifikacija načina obnavljanja dijelova i njihovih karakteristika

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Trenutno, inženjeri aktivno rade na stvaranju novih i poboljšanju tradicionalnih metoda obnavljanja dijelova. I postoje objektivni razlozi za to: prvo, u nekim slučajevima, proizvodnja novih proizvoda od skupog čelika je skuplja u smislu resursa, a drugo, preduzeće jednostavno nema tehnološku sposobnost da proizvodi nove dijelove koji su složeni u oblik i tehnički zahtjevi.

Organizacije koje koriste složenu i skupu opremu (na primjer, teške rudarske kamione) zainteresirane su za poboljšanje različitih metoda obnavljanja istrošenih dijelova.

Opšte odredbe

Sve metode obnavljanja delova imaju za cilj regeneraciju performansi i originalnih karakteristika proizvoda. U procesu rada, trljanjepovršine tarnih parova se mogu istrošiti (zbog čega se mijenjaju njihove dimenzije), raspasti (kao rezultat akumulacije naprezanja zamora pri čestim naizmjeničnim opterećenjima), dobiti mehanička oštećenja i promijeniti njihova fizička i mehanička svojstva. Posebna vrsta oštećenja tokom rada je narušavanje (oštećenje) zaštitnog antikorozivnog premaza otpornog na habanje.

Metode i metode obnavljanja delova su veoma raznovrsne. Međutim, trošenje dijelova stroja može imati različite posljedice i drugačiji mehanizam nastanka i uzroka. Prilikom odabira određene tehnologije za restauraciju istrošenih površina, inženjer mora prije svega razmotriti koja svojstva (mehanička i fizička) proizvod treba da ima.

Dakle, u nekim slučajevima je potrebno postići maksimalnu zamornu čvrstoću konstrukcije i elastičnost. Ponekad je kemijski sastav površinskog sloja kritičan, što omogućava povećanje otpornosti na toplinu, crvenu lomljivost (hladnolomnost), otpornost na agresivne medije, stoga u svakom konkretnom slučaju treba dati prednost načinu obnavljanja dijelova koji može ispuniti sve zahtjeve. Posebni tehnološki i dizajnerski zahtjevi uključuju i integritet (odsustvo pora, mikropukotina, nemetalnih inkluzija), masu pojedinih strukturnih elemenata i proizvoda u cjelini, pokazatelje hrapavosti, mehanička svojstva (tvrdoća i mikrotvrdoća), mogućnost strojne obrade. i pritisak (dodatno otvrdnjavanje zbog deformacije površinskog sloja iotvrdnjavanje), tačnost geometrijskih odstupanja površina i oblika.

Klasifikacija načina obnavljanja dijelova prema vrsti kvarova koje treba eliminisati

Cijela raznolikost metoda oporavka, ovisno o prirodi kvarova, obično se dijeli u sljedeće grupe:

• rezanje i obrada metala;
• zavarivanje i lemljenje;
• plastična deformacija;
• fusion;
• difuzijska metalizacija i raspršivanje;
• tehnologija galvanizacije;
• hemijska termička obrada (CHT) kao i tradicionalna termička obrada;
• upotreba kompozitnih materijala.

Klasifikacija metoda oporavka u zavisnosti od prirode uticaja na dio

Prema ovom principu, sve operacije oporavka su podijeljene u tri grupe:

• obrada bez uklanjanja dodataka;
• obrada dijelova sa uklanjanjem materijala;
• tehnološke operacije povezane sa nanošenjem premaza i materijala na ovaj ili onaj način.

Ima smisla dati detaljniju klasifikaciju navedenih grupa, jer svaka od njih uključuje mnoge metode obrade koristeći vrlo različitu opremu i principe. U nekim slučajevima moguće je dupliranje u nazivu metode obnavljanja dijelova, jer se jedna metoda može istovremeno primijeniti na nekolikogrupa.

Restauracija bez uklanjanja dodataka:

• otvrdnjavanje i oblikovanje hladnom i toplom plastičnom deformacijom, kalibracija;
• hemijsko-termički tretman (izvodi se u cilju povećanja tvrdoće, poboljšanja performansi);
• toplinska obrada (povećanje tvrdoće, uklanjanje opasnih naprezanja i tako dalje).

Metode za obnavljanje istrošenih dijelova koje uključuju uklanjanje sloja materijala:

• machining;
• elektrofizička obrada;
• kombinovane metode.

Posljednja podgrupa uključuje metode koje omogućavaju nanošenje dodatnog zaštitnog sloja materijala na površinu dijela. Glavne metode oporavka obloženih dijelova uključuju:

• odlaganje metalnih i nemetalnih premaza u peći (metalizacija, prskanje, navarivanje i drugo);
• metode elektrofizičkog premaza (kupke za galvanizaciju, metode elektroiskre, itd.).

Karakteristike operacija metalne konstrukcije i mehaničke restauracije

Ovaj način restauracije i očvršćavanja dijelova koristi se u slučajevima kada je potrebno nabaviti novu ili staru popravnu veličinu proizvoda, kao i kada je potrebno ugraditi novi element restauriranog inženjerskog proizvoda. Dakle, mehanička i bravarska obrada može poslužiti kao neka vrsta međuoperacije,za pripremu površina za nanošenje i prskanje dodatnih očvrsnih premaza. Međutim, najčešće je rezanje konačno i ima za cilj ispravljanje oblika i površinskih nedostataka koji su nastali iz ovih ili onih razloga. Takvi razlozi mogu biti površinske i zapreminske deformacije dijelova i zaliha kako bi im se dala veća čvrstoća i što povoljnije radne karakteristike, navarivanje metalnog praha i elektrode i sl.

Obrada do veličine treba da osigura sve tehnološke i dizajnerske zahtjeve: čistoću i hrapavost površina, vrijednosti i veličinu zazora ili smetnje (ako se slijetanje izvodi s interferentnim dosjedom), odstupanja geometrijskog oblika, i tako dalje.

Inženjer se odlučuje u korist jedne ili druge mehaničke metode restauracije dijela, uzimajući u obzir niz različitih faktora. Dakle, ako je stupanj istrošenosti dijela vrlo velik, onda ima smisla ugraditi dodatni dio za popravak. U ovom slučaju, obrada s naknadnom obradom koštat će mnogo više i zahtijevati vrlo visoke kvalifikacije od izvođača. Kao takvi delovi služe sve vrste čaura i adaptera.

Karakteristike restauracije dijelova plastičnom deformacijom

Deformacija se koristi kako za promjenu oblika i geometrijskih dimenzija dijela, tako i za poboljšanje operativnih karakteristika površine proizvoda (pokazatelj tvrdoće i otpornosti na habanje).

Sa promjenom oblika, sve je jasno:kada se na čvrsto tijelo primeni značajno opterećenje, a zatim ukloni, ostaje zaostala deformacija. Ova metoda obnavljanja dijelova stroja se u praksi koristi ako je potrebno poravnati proizvode koji su oštećeni uslijed sudara. Ova vrsta radova uključuje kako karoserije na automobilu koji je doživio nesreću, tako i ravnanje debelog čeličnog lima. Često se nakon obrade zavarivanjem javlja potreba za obradom pod pritiskom: prilikom nanošenja šava određene lokalne zone postaju jako vruće, što dovodi do linearnog širenja pojedinih elemenata zavarene konstrukcije. Prilikom hlađenja dolazi do obrnutog procesa - smanjenja veličine, što dovodi do savijanja i kršenja geometrije cijelog proizvoda. Stoga, ako postoje strogi zahtjevi za odstupanja oblika i dizajna, on se podvrgava obradi pod pritiskom kako bi se ispravio kvar.

Takođe, tretman pritiskom se može koristiti za stvrdnjavanje površina restauriranog proizvoda, na primjer, nakon navarivanja ili nakon mehaničkog uklanjanja određenog dodatka sa dijela rezanjem. Stvrdnjavanje deformacijom je prilično rijedak način obnavljanja dijelova. Izbor u korist ove tehnike je izuzetno rijedak. To je zbog činjenice da je za otvrdnjavanje površinskom plastičnom deformacijom potrebna prilično skupa oprema. Nije ekonomski isplativo kupovati takve mašine kako bi ih povremeno koristili u slučaju potrebe za restauracijom.

Suština deformacijskog očvršćavanja. fizikaproces

Zbog čega se kvaliteti čvrstoće poboljšavaju kada se površinski sloj deformiše? Dobro pitanje. Odgovor leži u teoriji zračenja atomske strukture kristalnih supstanci.

Naučnici su uspjeli dokazati da snaga ovisi o broju defekata u kristalnoj strukturi. Prema njihovim proračunima, tanka metalna nit napravljena od savršeno čistog željeza bez točkastih i linearnih strukturnih nedostataka sposobna je izdržati ogromna opterećenja. Međutim, prava tijela uvijek imaju nedostatke, pa je nosivost takve žice u stvarnim uvjetima prilično mala. Ali kada se broj nedostataka poveća, tada se javlja paradoksalni fenomen - karakteristike čvrstoće se poboljšavaju. To je zbog činjenice da veliki broj defekata stvara prepreke za njihovo kretanje i izlazak na površinu zrna, odnosno sprečava nastanak koncentratora naprezanja.

Upravo na tome se zasniva efekat očvršćavanja tretmana pritiskom: tokom deformacije dolazi do ogromnog broja defekata unutar zrna. U tom slučaju sama zrna dobivaju karakterističan oblik - takozvanu teksturu. Treba napomenuti da ova metoda omogućava ne samo povećanje čvrstoće i otpornosti na habanje, već i smanjenje hrapavosti obrađene površine.

Metoda obnavljanja dijelova natapanjem

Ova metoda je najčešća kada se vraćaju originalne dimenzije dijela. Razlog za to je relativna jeftinost i jednostavnost. Da biste vratili geometriju proizvoda, potrebno vam je samo zavarivanjeaparat i neophodan materijal za oblaganje.

U slučaju da je veličina jako pokvarena, onda se koristi tzv. kombinovano navarivanje. Njegova suština je sljedeća: prvo se nanosi običan čelik ili lijevano željezo pomoću plinskog plamena ili električnog grijanja. I tek tada se vrši elektrolučno navarivanje jake legure sa dobrim skupom mehaničkih i fizičkih svojstava. Kvalitet površine nakon oblaganja može se opisati kao nezadovoljavajući, pa je neophodan dodatak. Ova operacija se može izvesti na strugu, glodalici ili bušilici. Dozvoljena je i upotreba alata za klesanje i abrazivne alate (ako je naneseni materijal veoma tvrd).

Galvanske metode u restauraciji dijelova

Kada se razmatra klasifikacija metoda za restauraciju dijelova, ne može se ne spomenuti galvanizacija. Ova metoda je vrlo česta. Galvanizirane kupke odavno su čvrsto uspostavljene u industriji i aktivno se koriste kako u proizvodnim pogonima tako iu istraživačkim laboratorijima. Opseg njihove primjene je nevjerovatno širok: od nanošenja dekorativnih premaza do materijala za graviranje.

Ova metoda je po pravilu primenljiva samo sa blagim stepenom istrošenosti trljajućih površina, jer je debljina premaza nanetih galvanskom metodom veoma mala. Osim vraćanja navedenih dimenzija, takav premaz može djelovati kao zaštitni film i spriječiti koroziju i oksidaciju materijala.

Prednost ove metode je mogućnostdobijanje premaza upotrebom raznih materijala: nikla, hroma, aluminijuma, gvožđa, bakra, srebra, zlata i tako dalje. Stoga se galvanizacija koristi u mnogim sektorima nacionalne privrede.

Karakteristike metoda termičke i hemijsko-termalne obrade u restauraciji proizvoda

Teško je preuveličati ulogu termičke obrade uopšte u mašinstvu, a posebno u oblasti restauracije delova. Omogućava vam da dobijete potrebne operativne (otpornost na habanje, tvrdoću) i tehnološke (obradivost, toplotna provodljivost) kvalitete.

Hemijsko-termički tretman je zasebna tema. Za razliku od tradicionalne termičke obrade, u toku hemijske obrade proizvod se podvrgava ne samo temperaturi, već i hemijskoj reakciji sa atomima i ionima drugih supstanci. Atomi difundiraju do određene dubine unutra, mijenjajući tako kemijski sastav površinskog sloja. Svojstva difuzijskog sloja značajno se razlikuju (na bolje) od originalnog materijala. Dakle, boranje (zasićenje atomima bora) i karburiziranje (zasićenje atomima ugljika) značajno povećava tvrdoću i pomaže u smanjenju koeficijenta trenja. U praksi se silicijum, azot, aluminijum i drugi elementi takođe koriste kao elementi za zasićenje.

Zaključak

Navedeni opis načina obnavljanja dijelova nije iscrpan. Prikazane su samo osnovne i najčešće metode. Sve u svemu, ima ih mnogo više. Štaviše, naučnici širom svijeta su stalnorade na kreiranju novih i unapređenju već poznatih metoda nanošenja premaza i vraćanja geometrijskih dimenzija delova.