При работе любой машины или механизма ее детали изнашиваются. Разбиваются штифтовые соединения, проушины под пальцы, гнезда подшипников и многое другое. Нередко расшатываются и резьбовые соединения. Стандартные методы ремонта — установка выточенных втулок (для резьбовых соединений, ввертышей) или замена детали, у которой повреждено посадочное место.
Первый способ не всегда приемлем из-за того, что уменьшается прочность детали, в которую установили втулку. Например, утончается стенка корпуса подшипника. Для шлицевых, шпоночных соединений или соединений на горячую посадку втулка не гарантирует невозможность проворота деталей друг относительно друга. Также и при установке втулок и ввертышей необходима расточка, нужно использовать расточные станки. Да и для изготовления втулок нужен токарный станок, которого по понятным причинам не всегда есть рядом с местом ремонта. Остается только замена.
Замена не всегда возможна и оптимальна по нескольким причинам:
· необходимой детали нет в наличии. Ее поиски, заказ и доставка занимают время;
· замена требует длительного времени для разборки и сборки машины. Возможно, для демонтажа нужны специальные условия и оборудование. К примеру, это турбина или генератор электростанции. Дополнительно после сборки может быть нужна регулировка. Снова затраты и время;
· деталь уникальна, ее невозможно приобрести. Ситуация встречается при поломке раритетной, опытной или выпущенной небольшой серией техники;
· узел с поврежденным отверстием дорогостоящий. Например, это шасси машины большой грузоподъемности (тот же БелАЗ или МЗКТ) или блок цилиндров мощного судового дизеля.
Эти причины ведут к простоям техники и дополнительным расходам. Но их можно избежать.
Мобильные расточные расточно-наплавочные станки и комплексы
Для решения проблемы существует технология восстановления геометрии с помощью наплавки и расточки. Разбитое отверстие рассверливается или растачивается, на место удаленного и истертого металла наплавляется слой нового, затем расточкой участок ремонта приводится к необходимой геометрии.
Но снова возникает проблема. Расточить отверстие даже большого диаметра можно только на стационарном оборудовании. Ручным инструментом такую работу выполнить нельзя из-за небольших диаметров сверл, устанавливаемых в электродрели. Еще при ручной рассверловке невозможно выдержать соосность, инструмент будет постоянно уводить в сторону. Это снова вопросы доставки и демонтажа/монтажа. Пример: вышла из строя проушина цапфы на буровой, далеко в тундре. Снимай, вези за сотни километров по пересеченной местности, после ремонта обратно…
Здесь тоже есть выход — это мобильные расточные и расточно-наплавочные комплексы. Как в пословице: «Если гора не идет к Магомету, Магомет идет к горе».
Мобильные расточные и расточно-наплавочные комплексы по технологии выполнения работ не отличаются от стационарных агрегатов. Главная особенность в том, что это оборудование легко перемещается. Возможно, это из-за не очень обычного подхода к обработке изделий. Стандартно для обработки деталь закрепляется в станке, здесь, наоборот, станок закрепляется на детали. Отпадает потребность в основаниях и станинах, оборудование становится легким и малогабаритным. Обычный расточной или расточно-наплавочный комплекс можно перевезти даже на легковом автомобиле, в крайнем случае на пикапе.
Возможности оборудования
Мобильные расточно-наплавочные комплексы способны восстанавливать геометрию отверстий диаметром до 500-600 мм и глубиной более 5 метров. Они работают с изделиями из любых материалов: сталь, чугун, цветные металлы. Кроме восстановления, с помощью станков проводится финишная обработка поверхностей, шлифовка, выборка канавок, нарезание резьбы. Если речь идет только о расточке, без наплавки, то можно работать и с любыми другими материалами при установке соответствующих режущих узлов. Существуют и мощные расточно-наплавочные станки, способные работать с деталями диаметром более 3 метров, но это уже специальная тяжелая техника.
Как восстанавливают отверстия
Этапов несколько. В зависимости от конкретной ситуации, некоторые из них пропускаются:
1. Сразу поврежденное место осматривается и обмеряется. Определяют необходимый диаметр расточки, чтобы убрать эллипс и другие дефекты (сколы, трещины). Выбирают инструмент и проволоку для наплавки. При необходимости отверстие очищается от посторонних предметов (остатков манжет, обойм, подшипников и т. п.).
2. Устанавливается суппорт. Если это возможно, то с помощью струбцин или зажимных лапок, если нет, он приваривается к детали. В некоторых случаях возможно использование болтового крепежа. По необходимости монтируют дополнительный поддерживающий суппорт с противоположной стороны отверстия. При установке суппорта нужно хотя бы грубо добиться соосности установки инструмента отверстию и не допустить перекоса относительно торца.
3. В суппорт монтируют сам станок с установленной борштангой (например, борштанга ф30 расточка от 35 до 150мм, ОС.СПМ.30 ЦПУ), если нужно, ее удлиняют.
4. Следующий этап самый ответственный. С помощью регулировочных болтов точно центрируют положение станка относительно отверстия. Замеры проводят штихмасом. Если штанга длинная, и установлен дополнительный суппорт, то центрируют и это место крепления.
5. На борштангу устанавливают режущие пластины. Если диаметр отверстия небольшой, то используются фрезы или сверла соответствующего диаметра.
6. Начинается расточка. Подача осуществляется автоматически. Периодически контролируется диаметр штихмасом. В большинстве случаев все делается в несколько проходов, с регулировкой установки режущих пластин или заменой фрез и сверл.
7. После того как отверстие расточено, устанавливают наплавочную штангу. На нее монтируют горелку для наплавки (например, ф25 СБ, СПМ-12.001, подбор зависит от конкретной ситуации), подключают сварочный аппарат, подают газ и проволоку.
8. Проводится наплавка. Горелка подводится к поверхности на расстояние, необходимое для зажигания дуги. Подается ток (плюс — на электрод, которым является проволока, минус — на деталь). Расплавленный металл сварочной проволоки переносится на прогретую от воздействия дуги поверхность детали и соединяется ее с материалом. Для избегания окисления металла одновременно открывается газ, который защищает зону плавки от атмосферного кислорода. И сразу же начинается движение горелки по спирали, обеспечивая равномерное нанесение металла и защиту от перегрева восстанавливаемой детали. Все происходит в автоматическом режиме, без обстановок, чтобы избежать стыков, прожогов и наплывов.
За один проход наращивается менее миллиметра материала, поэтому делается несколько проходов (слоев).
Замечание: Существуют установки, в которых регулирование скорости движения проводится вручную оператором. Но они малоэффективны и требуют хорошего опыта, знаний и навыка управляющего комплексом специалиста.
Наплавка, естественно, не дает точный необходимый диаметр отверстия. Кроме того, внутренняя поверхность после процесса неровная, покрыта окислами и небольшим количеством шлака (хотя используется инертный газ, они в небольших количествах все же образуются).
9. Проводится окончательная расточка. Перед ее началом дожидаются окончательного остывания металла. Так же, как и при начальной обработке, ставится борштанга с режущим инструментом, и контролируется диаметр. Замеры при этой операции делают более тщательно.
10. Проводят финишную обработку поверхности. Это чистовое фрезерование и по необходимости шлифовка.
11. На борштангу с помощью креплений монтируют резец, торцуют отверстие. Если нужно, выбирают фаски, канавки под стопоры и манжеты (сальники).
12. При восстановлении отверстий под резьбовые соединения ставят метчик и нарезают резьбу. Нарезка резьбы тоже может проводиться автоматически. Финишная обработка поверхностей в этом случае не нужна и не проводится.
13. Снова замеряют геометрию и размеры восстановленного места.
14. По окончании работ снимают станок из суппортов. Демонтируют их. Если для крепления комплекса применялась сварка, то места установки зачищают.
Следует отметить, что во многих случаях возможно восстановление сразу двух отверстий без демонтажа станка, если они расположены соосно. Например, проушины для крепления навесного оборудования на трактор (ковш, бульдозерный отвал и т. п.). Даже если диаметры разные, то без демонтажа станка легко заменить или отрегулировать режущие инструменты.
Также иногда можно обойтись без наплавки. Тогда достаточно только расточного станка. Наплавка не нужна, если есть возможность установить болт, палец или штифт большего диаметра. Тогда диаметр расточки подбирают под них.
Еще один нюанс. Если наплавка все-таки проводится, то диаметр расточки отверстия подбирают не только с учетом удаления эллипсности и дефектов. Он должен быть несколько больше, на толщину наплавляемого слоя, 1- 3 миллиметра.
Достоинства восстановления с помощью комплексов расточки и наплавки
Мы уже говорили, что это экономия денег и времени. Перечислим еще плюсы:
1. Наплавленный слой не хуже основного материала восстановленной детали. При правильном подборе проволоки можно увеличить прочность и твердость поверхности, устойчивость к истиранию, придать антифрикционные свойства или, наоборот, улучшить плотность посадки устанавливаемой в отверстие детали.
2. Ремонт можно проводить в полевых условиях. Если рядом нет источника электроэнергии, можно для питания станка подключить переносной дизельный (бензиновый) генератор, потребляемая оборудованием мощность невелика.
3. Минимальны затраты материалов на ремонт. Расходуются только сварочная проволока и инертный газ.
Отметим, что обычная проволока, которая применяется для сварки, для наплавки непригодна, используют специально подобранные марки в зависимости от материала реставрируемой детали и требуемых характеристик поверхности отверстия.
4. Можно проводить реставрацию в самых труднодоступных местах. Например, в перегородке во внутренней полости корпусов, где невозможно добраться обычным инструментом и установить втулку.
5. Для выполнения работ не нужно большого количества персонала. Одного-двух человек достаточно почти во всех случаях.
Устройство станков и комплексов для наплавки
Мы уже рассмотрели процесс выполнения работ, теперь уделим внимание устройству оборудования.
Его главные узлы:
· корпус, в котором смонтирован электродвигатель с механизмом передач для передачи вращения на шпиндель, привода продольного перемещения и регулирования скорости. Он представляет собой каретку, устанавливаемую на направляющие;
· приводы перемещения каретки по направляющим;
· шпиндель для фиксации штанг и передачи им вращения. В расточно-наплавочных комплексах, кроме фиксации сварочной штанги, ее крепление предусматривает возможность подачи при вращении электрического тока к горелкам, сварочной проволоки и газа;
· направляющие, по которым перемещается каретка и рама, связывающая их;
· суппорт, в котором закрепляются направляющие с рамой. Суппорт имеет приспособления для центровки штанг относительно отверстия. Дополнительно в нем предусмотрен опорный подшипник для поддержки штанг. Для монтажа суппорта на детали на него устанавливаются струбцины или лапки;
· поддерживающий суппорт. По конструкции и узлам для крепления он аналогичен главному, но не имеет мест для крепления направляющих. Используется при большой глубине обрабатываемых отверстий и когда есть возможность для его закрепления на детали;
· борштанга. Представляет собой шток, на котором устроены крепления для режущих пластин, фрез, сверл и резцов. Крепеж сделан таким образом, что положение рабочего инструмента можно регулировать, изменяя диаметр расточки. Для обработки глубоких отверстий борштанга может быть составной, из двух и более частей, между собой они соединяются втулкой соответствующего диаметра (например, втулка соединительная борштанги ф20мм, ОС-19-00.033 СБ ХО);
· наплавочная штанга. Тоже шток, но он предназначен для крепления и регулировки сварочных горелок, передачи им движения. Внутри его проходят каналы для подачи газа и проволоки. Узел крепления к суппорту конструируется таким образом, чтобы была возможна беспрерывная подача материалов для наплавки при вращении. Как и борштанга, может быть составным из нескольких частей и тоже соединяться втулкой;
· сварочный полуавтомат. Используется только в расточно-наплавочных станках (понятно, он нужен для наплавки). Идентичен обычному агрегату для полуавтоматической сварки. Для некоторых моделей комплексов даже не поставляется в комплекте. По устройству обычно инверторного типа (сетевое напряжение выпрямляется, преобразуется в высокую частоту, понижается до нужного значения и снова выпрямляется). Если используется нештатный аппарат, то необходимо, чтобы он мог подключаться к автоматике станка своей схемой управления для регулировки тока, включения и выключения. Может быть смонтированным на корпусе установки, а может размещаться рядом и соединяться рукавом и кабелями;
· устройство подачи проволоки (обычно входит в состав сварочного автомата, но иногда дополнительный механизм монтируется на каретке);
· баллоны с инертным газом (чаще всего смесью аргона и углекислоты);
· понижающие редукторы для подачи газы из баллонов на сварочный автомат;
· устройство управления. Контролирует работу комплекса, положения рабочих органов (по сигналам датчиков), задает программу обработки в зависимости от материалов, размеров и требуемого результата. По необходимости автоматику можно отключить и всеми процессами управлять вручную;
· пульт управления. С его помощью задается необходимый режим расточки или наплавки. Может находиться на каретке, но в большинстве станков он выносной. Так удобнее, потому что в процессе работы каретка постоянно перемещается при подаче;
· датчики для контроля положения рабочих узлов;
· линии связи с приводами движения каретки, вращения штанг и сварочным автоматом, датчиками;
· естественно, в устройство расточно-наплавочных станков входят рабочие органы. Это режущие пластины, фрезы, резцы и горелки для наплавки. Расходные материалы приобрести несложно, они такие же, как и используемые на любом другом металлообрабатывающем оборудовании. К примеру, широкий ассортимент предлагает интернет-магазин nashi-stanki.ru;
· еще один элемент конструкции — соединительные элементы: кабели для подключения, шланги для подачи газа и рукава для сварочной проволоки.
Стоит отметить, что встречается и другая конструкция станков. В них отсутствуют направляющие и каретка. Корпус с приводами крепится прямо к суппорту, а перемещаются только штанги. В этом варианте усложнена подача тока и газа к горелкам, хотя сама конструкция получается немного компактнее и легче. Обычно такие станки выпускаются только как расточные, без возможности наплавки, хотя есть исключения.
Надеюсь, мы подробно разобрали тему мобильных расточных и расточно-наплавочных комплексов и технологию выполнения работ ими. Это современное, экономящее время и деньги оборудование, получающее все большее распространение.
