книги / Ремонт подъемных кранов
..pdfА.Г. Схиртладзе, В.А. Скрябин, В.П. Борискин
РЕМОНТ ПОДЪЁМНЫХ КРАНОВ
Допущено Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО AM) в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся
по направлению подготовки дипломированных специалистов «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств*
Старый Оскол
2007
УДК 621.86/.87 ББК 39.9
С 922
Рецензенты
Заведующий кафедрой «Металлообрабатывающие станки и комплексы» Пензенской Государственной Технологической
Академии доктор технических наук, профессор
В.О. Трилисский
Схиртладзе А.Г., Скрябин В.А., Борискин В.П.
С922 Ремонт подъёмных кранов: Учебное пособие.
—Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2007. — 264 с.
ISBN 978-5-94178-048-8
В пособии рассмотрены основные виды ремонта и восстановления деталей подъёмных кранов. Изложены физические основы различных процессов, применяющи еся при ремонте и восстановлении деталей. Освещены вопросы подбора технологического оборудования, режим ных параметров и материалов для ремонта и восстанов ления деталей и сборочных единиц подъёмных кранов^
Пособие предназначено для специалистов в облас ти машиностроения, а также для студентов, бакалавров и магистров специальности 190205 «Подъёмно-транспор тные, строительные, дорожные машины и оборудование».
УДК 621.86/.87 ББК 39.9
ISBN 978-5-94178-048-8 |
© А.Г. Схиртладзе, В.А. Скрябин, |
|
В.П. Борискин, текст, 2007 |
|
©ООО «ТНТ*, оригинал-макет, 2007 |
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................ |
в |
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕМОНТА |
|
ПОДЪЁМНЫХ КРАНОВ.................................................................... |
7 |
1.1 Характеристика вредных процессов, вызывающих |
|
потерю работоспособности машины................................................. |
7 |
1.2 Виды изнашивания деталей машин.......................................... |
8 |
1.3 Основные характеристики и закономерности |
|
изнашивания деталей машин. Предельные износы................... |
13 |
1.4 Методы оценки износа деталей машин................................... |
22 |
1.5 Некоторые вредные процессы, вызывающие |
|
неисправности машин........................................................................ |
23 |
1.6 Методы восстановления посадок в сопряжениях................ |
29 |
1.7 Общая схема производственного процесса ремонта |
|
машин.................................................................................................... |
31 |
ГЛАВА 2. ДЕФЕКТАЦИЯ И СОРТИРОВКА МАШИН................. |
33 |
2.1 Сущность процесса дефектации и сортировки деталей .... |
33 |
2.2 Технические требования на дефектацию деталей................ |
34 |
2.3 Определение коэффициентов годности, сменности |
|
и восстановления деталей.................................................................. |
36 |
2.4 Пути повышения качества и эффективности |
|
дефектовочных и сортировочных работ......................................... |
37 |
ГЛАВА 3. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ..................................... |
39 |
3.1 Общий подход к восстановлению деталей............................. |
39 |
3.2 Классификация способов восстановления деталей.............. |
40 |
3.3 Ремонт деталей методом механической обработки............ |
42 |
3.3.1 Обработка деталей под ремонтные размеры............ |
42 |
3.3.2 Восстановление деталей постановкой |
|
дополнительных ремонтных деталей................................... |
45 |
3.3.3 Ремонт заменой элемента детали.............................. |
46 |
3.4 Ремонт сваркой и наплавкой..................................................... |
|
47 |
3.4.1 Общие сведения............................................................ |
|
47 |
3.4.2 Присадочные материалы............................................ |
|
69 |
3.4.3 Механизированные способы сварки |
|
|
и наплавки............................................................................ |
|
75 |
ЗАА Электроды для дуговой сварки................................... |
|
89 |
3.4.5 Ручная электродуговая сварка и наплавка |
|
|
стальных деталей.................................... |
*........................ |
99 |
3.4.6 Газовая сварка деталей............................................. |
|
102 |
ЗА.7Автоматическая электродуговая сварка |
|
|
и наплавка под слоем флюса.............................................. |
|
105 |
3.4.8 Последовательность расчёта режимов |
|
|
наплавки............................................................................. |
|
113 |
3.5 Металлизация напылением....................................................... |
|
115 |
3.5.1 Физическая сущность процесса металлизации...... |
116 |
|
3.5.2 Газопламенная металлизация................................... |
|
116 |
3.5.3Дуговая металлизация............................................... |
|
117 |
3.5.4 Высокочастотная металлизация............................. |
|
118 |
3.5.5 Плазменная металлизация....................................... |
|
118 |
3.5.6 Технологический процесс металлизации................... |
121 |
|
3.5.7 Эксплуатационные свойства |
|
|
металлизационных покрытий.......................................... |
|
122 |
3.5.8 Определение технологических параметров |
|
|
процесса металлизации...................................................... |
|
123 |
3.6 Электролитические и химические покрытия........................ |
124 |
|
3.6.1 Осталивание.............................................................. |
|
132 |
3.6.2 Электролитические покрытия на токе |
|
|
переменной полярности...................................................... |
|
134 |
3.6.3 Вневанное электролитическое осаждение |
|
|
металла.............................................................................. |
|
135 |
3.6.4 Автоматизация электролитических |
|
|
процессов восстановления деталей............................ |
|
137 |
3.6.5 Химическое осаждение металлов......... |
......... |
137 |
3.6.6 Определение режимных параметров |
|
|
электролитических покрытий......................................... |
|
138 |
3.7 Применение при ремонте полимерных материалов............ |
139 |
|
3.7.1 Технология нанесения на деталь |
|
|
полимерных покрытий....................................................... |
|
140 |
3.72 Склеивание деталей................................................... |
|
146 |
3.7.3 Восстановление деталей опрессовкой........................ |
147 |
3.7.4 Механическая обработка деталей с |
|
пластмассовыми покрытиями............................................. |
148 |
3.8 Ремонт деталей методами пластического |
|
деформирования............................................................................... |
149 |
3.9 Ремонт деталей паянием.......................................................... |
156 |
ЗЛО Упрочнение деталей в процессе их ремонта..................... |
159 |
3.11 Электрохимическая обработка............................................. |
160 |
3.12 Электроискровая и анодно-механическая обработка....... |
161 |
3.13 Исходные данные для проектирования |
|
и технологические методы, применяемые при |
|
ремонте деталей................................................................................ |
165 |
ГЛАВА 4. РЕМОНТ ПОДЪЁМНЫХ КРАНОВ................................ |
168 |
4.1 Особенности ремонта подъемных кранов............................. |
168 |
4.2 Технология ремонта металлоконструкций........................... |
171 |
4.3 Технология ремонта деталей механизмов |
|
перемещения кранов и приводов управления........................... |
182 |
4.4 Особенности технологии ремонта деталей ходовых |
|
механизмов кранов, транспортирующих |
|
расплавленный металл.................................................................... |
203 |
4.5 Ремонт деталей редукторов и других механизмов |
|
подъёмных кранов........................................................................... |
213 |
4.6 Особенности ремонта тележек кранов................................... |
220 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................... |
229 |
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Технологический процесс (типовой) |
|
капитального ремонта мостового электрического крана |
|
общего назначения................................................................................ |
231 |
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время главным направлением неуклонного подъёма народного хозяйства страны является ускорение научно-технического прогресса, перевод экономики на ин тенсивный путь развития, рост производительности труда, улучшение качества продукции. Главной предпосылкой это го является широкое внедрение высокопроизводительных технологий, распространение имеющегося производственно го опыта.
Восстановление деталей транспортных и производственных машин является огромным резервом экономии материаль ных ресурсов предприятий и государства в целом.
Технологические возможности методов восстановления и ремонта позволяют быстро и качественно подготовить к экс плуатации различное оборудование, сэкономить время и сред ства, что непременно отразится на себестоимости конечной продукции. Эффективность такого подхода особенно прояв ляется в условиях небольших объёмов производства, что на сегодняшний момент весьма актуально.
Материал, изложенный в пособии, содержит необходимые сведения по вопросам, связанным с подготовкой ремонтного производства и включает в себя конкретную технологичес кую информацию, которая может быть полезна самым раз личным специалистам.
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕМОНТА ПОДЪЁМНЫХ КРАНОВ
1.1 Характеристика вредных процессов, вызывающих потерю работоспособности машины
При эксплуатации машин процессы, вызывающие повреж дения и разрушения деталей, именуют вредными. Повреж дение детали — это частичная потеря ею служебных свойств. Разрушение — это всякий протекающий в материале или на его поверхности процесс, приводящий к невозможности вы полнения деталью заданных функций.
К вредным процессам относятся: изнашивание рабочих поверхностей деталей вследствие трения, разрушение и по вреждение деталей под действием различных нагрузок (пла стическое деформирование, излом, усталость металла, теп ловое и электроэрозионное разрушение), и воздействием хи мически активных сред (химическая и электрохимическая коррозия), потеря служебных свойств детали (размагничи вание, потеря упругости) и др.
По скорости протекания вредные процессы А.С. Проников разделяет на три группы: быстропротекающие, средней скорости и медленные. К быстропротекающим процессам относятся колебания рабочих нагрузок, вибрации узлов, из менение сил трения в подвижных соединениях. Периодич ность изменения быстропротекающих процессов может из меряться долями секунды. К процессам средней скорости, измеряемым минутами и часами, относятся климатические условия эксплуатации (температуры окружающей среды и самой машины, влажность среды). К медленным процессам, измеряемым сутками и месяцами, относятся изнашивание деталей, коррозия, усталость металла и др. [1].
Полностью ликвидировать вредные процессы нельзя. За медлить их протекание можно путём проведения техничес кого обслуживания и текущих ремонтов, что обеспечивает
поддержание машины в работоспособном состоянии. Однако со временем, несмотря на проводимые технические обслужи вания и текущие ремонты, работоспособность машины сни жается, и эксплуатация машины становится экономически нецелесообразной или технически невозможной. В этом слу чае машины подлежат капитальному ремонту или после нео днократного капитального ремонта списанию.
Ниже рассматриваются сущность вредных процессов и пути уменьшения их отрицательного действия.
1.2 Виды изнашивания деталей машин
Изнашивание — это процесс постепенного изменения раз меров и формы тела при трении, проявляющийся в отделе нии с поверхности трения материала накоплений его оста точной деформации. Результатом изнашивания является из нос, который выражается обычно в единицах линейных ве личин, в отдельных случаях — в единицах массы.
Изнашивание деталей — одна из основных причин сниже ния срока службы машин. Изнашивание зависит от ряда факторов, в частности от условий трения.
Виды трения. Внешнее трение есть явление сопротивле ния относительному перемещению, возникающее между дву мя телами в зонах соприкосновения поверхностей по каса тельным к ним. С целью упрощения терминологии внешнее трение далее именуется просто трением.
Различают трение покоя и движения. Трение покоя — это трение двух тел без их относительного смещения. Трение дви жения — это трение двух тел, находящихся в относительном движении.
В зависимости от вида относительного движения различа ют трение скольжения, трение качения и трение качения с проскальзыванием. Примерами трения качения с проскаль зыванием является трение между зубьями колёс в зубчатых передачах, трение шариков по поверхностям колец шарико подшипников.
В зависимости от наличия между трущимися телами смаз ки различают трение сухое, граничное и жидкостное.
Сухое трение — это трение движения двух твёрдых тел без смазки на соприкасающихся поверхностях. Оно может быть получено в чистом виде в условиях абсолютного вакуу ма, т.е. при отсутствии воздействия окружающей среды. В практике к условиям сухого трения несколько приближает ся работа звеньев гусениц на песчаном сухом грунте.
Граничное трение — это трение движения двух твёрдых тел, имеющих на своих поверхностях незначительный слой смазочного материала (порядка 0,1 мкм), обладающего свой ствами, отличающимися от объёмных свойств жидкостей при жидкостном трении.
Жидкостное трение — явление сопротивления относитель ному перемещению, возникающее между двумя трущимися телами, разделёнными слоем смазочного материала, в кото ром проявляются его объёмные свойства.
Основной характеристикой трения является его сила, т.е. сила сопротивления относительному перемещению двух тел при трении.
Виды изнашивания. Изнашивание подразделяется на три основные группы: механическое, молекулярно-механическое
Нкоррозионно-механическое. Механическое изнашивание наблюдается при механическом взаимодействии материалов изделия; молекулярно-механическое изнашивание происхо дит в результате механического взаимодействия материалов
Нодновременного воздействия молекулярных или атомар ных сил; коррозионно-механическое изнашивание происхо дит при трении материала, вступившего в химическое взаи модействие со средой.
Рассмотрим разновидности приведённых трёх групп про цессов изнашивания.
Механическое изнашивание подразделяют на абразивное
цусталостное.
Абразивное изнашивание — это процесс, при котором тру щиеся поверхности разрушаются в результате царапающего
или режущего действия твердых тел или частиц. Абразив ные частицы могут попасть на поверхность материалов в ре зультате неудовлетворительной фильтрации масла, либо в ре зультате твёрдых образований разрушенных микрообъёмов, а также могут быть продуктами окисления смазочных мате риалов. Некоторые детали строительных машин (ковши экс каваторов, детали ходовой части гусеничных экскаваторов и кранов) работают непосредственно в абразивной среде. Ско рость абразивного изнашивания по данным [5] составляет от 0,5 до 50 мкм/ч.
Разновидностью абразивного изнашивания является гидро- и газоабразивное изнашивание, когда износ происходит в результате воздействия на материал твёрдых частиц, увле каемых соответственно потоком жидкости или газа. Гидро абразивному изнашиванию подвержены плунжеры и втулки топливных насосов дизелей, отверстия в корпусах и золотни ки гидрораспределителей, цилиндры гидросистем и др. Газо абразивному изнашиванию подвержены, например, детали воздухоочистителей двигателей.
Разновидность механического изнашивания — кавитаци онное изнашивание поверхности при относительном движе нии твёрдого тела в жидкости в условиях кавитации, т.е. при нарушении сплошности потока жидкости с образовани ем кавитационных (воздушных) пузырей, которые уменьша ются в объёме с большой скоростью и затем разрываются. Это приводит к гидравлическому удару жидкости о поверх ность детали с образованием разрушений в виде каверн диа метром от 0,2 до 1,2 мм.
Усталостное изнашивание поверхности трения или отдель ных её участков является следствием многократного дефор мирования микрообъёмов материала, приводящего к возник новению трещин и отделению с поверхностного слоя частиц материала. Основной показатель усталостного изнашивания — глубина деформируемого слоя на поверхности трения.
Усталостное изнашивание возможно как при трении ка чения, так и при трении скольжения и зависит от удельно