第十章設(shè)和零件修復(fù)技術(shù)

1、第十章 設(shè)備修理和零件修復(fù)技術(shù) 主講：主講： 姜姜 金金 三三 現(xiàn)代設(shè)備管理現(xiàn)代設(shè)備管理 n 一、設(shè)備磨損的形式 n機(jī)械設(shè)備的磨損，其含義是設(shè)備物質(zhì)實(shí)體功能方面的低劣化和價(jià)值形態(tài)的貶值。n 1.設(shè)備的有形磨損：n機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中，由于摩擦、沖擊、振動(dòng)、疲勞、腐蝕、斷裂、變形等造成實(shí)物形態(tài)的變化，使功能逐漸(或突然)降低以至喪失，稱為第一種有形磨損。n 設(shè)備在閑置過(guò)程中，銹蝕、老化、變質(zhì)等原因也要造成實(shí)物形態(tài)的變化，使功能降低以至喪失，稱為第二種有形磨損。第一節(jié) 機(jī)械設(shè)備的磨損及對(duì)策 n 2設(shè)備的無(wú)形磨損及其度量n 設(shè)備的無(wú)形損耗表現(xiàn)在價(jià)值的貶值上，它不是由于使用過(guò)程中的自然力的影響所產(chǎn)生的

2、。造成貶值的原因有兩個(gè)方面：n 1)由于技術(shù)進(jìn)步和勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，生產(chǎn)同樣機(jī)械設(shè)備的消耗成本，將不斷降低，迫使原設(shè)備貶值。這種貶值稱為第一種無(wú)形磨損。n 2)由于出現(xiàn)了比原設(shè)備在結(jié)構(gòu)上、原理上、功能上、造價(jià)上等都優(yōu)越的新設(shè)備，原設(shè)備顯得技術(shù)上陳舊，功能落后，由此造成貶值。這種貶值稱為第二種無(wú)形磨損。 n 二、設(shè)備磨損的補(bǔ)償方式與修理層次n返修、更換和現(xiàn)代化改裝是設(shè)備磨損補(bǔ)償?shù)娜N方式。n 1維修時(shí)零部件的區(qū)分n (1)留用件 未發(fā)生磨損或雖發(fā)生一些磨損但仍能實(shí)現(xiàn)其功能的零部件n (2)返修件 用返修方式進(jìn)行補(bǔ)償，全部或局部恢復(fù)其功能的零部件。n (3)更新件 用更換的方式進(jìn)們補(bǔ)償，全部恢復(fù)其

3、功能的零部件。n (4)改制件 用技術(shù)改造方式進(jìn)行補(bǔ)償，提高其功能的新制零部件。 n 2修理層次n大修，中修、小修、項(xiàng)目修理、設(shè)備改造和計(jì)劃外修理等幾種不同層次。 n大修的內(nèi)容是n1對(duì)設(shè)備全部或大部分部件解體檢查n2編制、大修技術(shù)文件，并做好，備件材料、工具技術(shù)資料方面的準(zhǔn)備n3修復(fù)基礎(chǔ)件n45更換或修復(fù)附件n6整體機(jī)裝配調(diào)試達(dá)大修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)n7翻新外觀n8整機(jī)驗(yàn)收， n大修前的準(zhǔn)備工作。n1預(yù)檢n2分析制定修理方案n3編制大修技術(shù)文件n4備件，材料，專用工量具的準(zhǔn)備n5編制大修作業(yè)計(jì)劃 n大修的過(guò)程：n1解體的整機(jī)檢查n2拆卸部件n3部件檢查n4必要的部件分解n5零件清洗及檢查n6部件修理裝配

4、n7總裝配n8空運(yùn)轉(zhuǎn)試車n9負(fù)荷試車10整機(jī)精度檢驗(yàn)11竣工驗(yàn)收 n 第二節(jié) 零件的修復(fù)技術(shù)n 零件修復(fù)或返修是一種特殊的加工制造和裝配技術(shù)。零件修復(fù)一般是單件或小批量生產(chǎn)，要較多地依賴水平較高的專業(yè)修理人員的素質(zhì)。零件修復(fù)主要是技術(shù)問(wèn)題，但同時(shí)也有管理問(wèn)題。因?yàn)榉敌藜倪x擇和返修方案，包括修復(fù)程度、修復(fù)方法、修理計(jì)劃及組織等，都不是純技術(shù)問(wèn)題。對(duì)這些問(wèn)題必須進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，才能達(dá)到科學(xué)決策。n 隨著材料科學(xué)的發(fā)展，應(yīng)用先進(jìn)材料和先進(jìn)的表面涂層或處理方法，對(duì)有形磨損的零件進(jìn)行修復(fù)或者進(jìn)行表面改性來(lái)延長(zhǎng)其使用壽命。 n機(jī)械零件修復(fù)技術(shù)遵守的原則是“技術(shù)合理，經(jīng)濟(jì)性好，生產(chǎn)可分”n選擇零件修復(fù)的

5、技術(shù)方法與步驟5項(xiàng)，n1掌握待修零件的損傷形式，部位和程度，了解零件的材質(zhì)、物理，力學(xué)性能和技術(shù)條件。了解零件在設(shè)備中的功能和工作條件n2考慮和對(duì)照本單位的修復(fù)技術(shù)，裝備狀況，技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，并估算舊件修復(fù)數(shù)量n3對(duì)待修機(jī)械零件的各個(gè)損傷部位選擇相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)。n4全面權(quán)衡整個(gè)機(jī)械零件各損傷部位的修復(fù)技術(shù)方案n5最后擇優(yōu)確定一個(gè)修復(fù)方案。 n 一、返修件的選擇 n更換對(duì)象的零部件 ：n (1)標(biāo)準(zhǔn)件 例如：傳動(dòng)帶、鏈條、彈簧和緊固零件等。n (2)標(biāo)準(zhǔn)化部件或裝置 例如：滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、離合器、制動(dòng)器、閥門等。n (3)小型專用易損件 例如：軸瓦、活塞環(huán)、燈泡、開(kāi)關(guān)、隔套等。 1。測(cè)繪返修件

6、圖樣參考方法 1）認(rèn)清度量基準(zhǔn)是正確測(cè)繪的前提。測(cè)繪時(shí)，首先要找出零件磨損表面幾何元素的基準(zhǔn)。 2）選擇失效件上未損壞的部分為測(cè)量的依據(jù)。 3）利用零件的對(duì)稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷磨損部分的原始形狀和尺寸大小。 4）利用配合件的相互關(guān)系，推斷出失效件的尺寸、精度、表面狀況及材質(zhì)等技術(shù)條件。 5）充分運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)化的各種資料，可容易地從失效件的形態(tài)查知原來(lái)的尺寸和技術(shù)條件。 6）利用機(jī)械原理的知識(shí)進(jìn)行測(cè)算。 齒輪失效件的測(cè)繪， n2。確定返修件的技術(shù)條件n用戶確定的返修件技術(shù)條件，可能與原設(shè)計(jì)圖不符。n 確定返修件的材質(zhì)時(shí)，先要從失效零件上辨認(rèn)它使用的材料，再按機(jī)械設(shè)計(jì)的方法規(guī)定它的機(jī)械、物理性

7、質(zhì)。n 其它技術(shù)條件中，最主要是根據(jù)修復(fù)程度的決策，確定零件的尺寸精度和表面粗糙度。 三、幾種廣泛采用的修理新技術(shù) 1.熱噴涂: 將粉末或線狀的材料加熱到熔化狀態(tài)，再用高速氣流將此熔化狀態(tài)的材料吹成霧狀，射到零件表面上，形成一層覆蓋層，這種技術(shù)稱為熱噴涂。 熱噴涂可以隨著噴涂材料的不同，而獲得不同硬度和耐磨、耐熱、耐腐蝕、潤(rùn)滑、導(dǎo)電或絕緣等特殊性能的涂層。這種技術(shù)常用于軸類零件、內(nèi)孔、導(dǎo)軌和機(jī)件平面的修復(fù)和強(qiáng)化。 經(jīng)噴涂后的零件，一般都需要經(jīng)過(guò)再加工才能使用。對(duì)于噴鋼件，加工過(guò)程包括滲油處理、除去虛浮涂層、機(jī)加工等幾個(gè)步驟。 以等離子弧作為噴涂熱源的等離子噴涂，可使零件的壽命提高18倍。但是這

8、種新工藝成本較高，而且由于高溫易使零件變形，不適宜修復(fù)薄壁零件。目前，用這種技術(shù)修復(fù)動(dòng)力機(jī)械中的閥門、閥座、氣門等的磨損部位，取得了良好成效。 n 熱噴涂技術(shù)熱噴涂技術(shù) n是表面工程技術(shù)的重要組成部分，它利用電弧、等離子弧或燃燒火焰等將粉未狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱熔化或軟化形成熔滴、并以一定速度射向預(yù)處理過(guò)的基體表面、形成具有一定結(jié)合強(qiáng)度涂層的工藝方法。 熱噴涂熱噴涂技術(shù)可用來(lái)噴涂幾乎所有的固體工程材料，如硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬、石墨和尼龍等，形成耐磨、耐蝕、隔熱、抗氧化、絕緣、導(dǎo)電、防輻射等具有各種特殊功能的涂層。n熱噴涂熱噴涂技術(shù)還具有工藝靈活、施工方便、適應(yīng)性強(qiáng)及經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，被

9、廣泛應(yīng)用于宇航、機(jī)械、化工、冶金、地質(zhì)、交通、建筑等工業(yè)部門，并獲得了迅猛的發(fā)展 n熱噴涂技術(shù)特點(diǎn)： 1、基體材料不受限制，可以是金屬和非金屬，可以在各種基體材料上噴涂； 2、可噴涂的涂層材料極為廣泛，熱噴涂技術(shù)可用來(lái)噴涂幾乎所有的固體工程材料,如硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬、石墨等； 3、噴涂過(guò)程中基體材料溫升小，不產(chǎn)生應(yīng)力和變形； 4、操作工藝靈活方便，不受工件形狀限制，施工方便；5、涂層厚度可以從0.01至幾毫米； 6、涂層性能多種種多樣，可以形成耐磨、耐蝕、隔熱、抗氧化、絕緣、導(dǎo)電、防輻射等具有各種特殊功能的涂層； 7、適應(yīng)性強(qiáng)及經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。 n常用的熱噴涂方法： 火焰噴涂、氧乙火焰粉末

10、噴涂、氧乙火焰線材噴涂、氧乙火焰噴焊、高速火焰噴涂（HOVF）、電弧噴涂、等離子噴涂、大氣等離子噴涂、低壓等離子噴涂 n 大型低壓等離子噴涂設(shè)備機(jī)器人和多工位 n 等離子噴涂設(shè)備 SB超音速火焰噴涂系統(tǒng) n 2刷鍍技術(shù)n 在設(shè)備修理中使用電鍍技術(shù)，主要用于修復(fù)磨損量不大、精度要求高、形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、批量較大和需要某種特殊鍍層的零件。電鍍通常有槽鍍和刷鍍二種，槽鍍是傳統(tǒng)的一種電鍍技術(shù)。而刷鍍是在工件表面局部快速電沉積金屬的一種電鍍新技術(shù)。它創(chuàng)始于20世紀(jì)60年代，我國(guó)20世紀(jì)80年代開(kāi)始研究和應(yīng)用這一技術(shù)。n 刷鍍技術(shù)是從槽鍍發(fā)展起來(lái)的，其基本原理與槽鍍相同，都是用電解的方法使金屬表面獲得覆蓋層。

11、n 刷鍍不僅能增大零件的局部尺寸，還可提高零件的耐磨性(如鍍鉻、鍍銅等)、抗腐蝕性(如鍍鋅、鍍鎳等)和表面導(dǎo)電性(如鍍銀)。刷鍍主要用于修復(fù)量小的零件，一般鍍層厚度在O5mm以下。 n電刷鍍的基本原理 電刷鍍技術(shù)需采用專用的直流電源設(shè)備，電源的正極接鍍筆，作為刷鍍時(shí)的陽(yáng)極 ；電源的負(fù)極接工件，作為刷鍍時(shí)的陰極。鍍筆通常采用高純度細(xì)石墨塊作陽(yáng)極材料，石墨塊外面包裹一層棉花和耐磨的滌棉套。刷鍍時(shí)使浸滿鍍液的鍍筆以一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度在工件表面上移動(dòng)，并保持適當(dāng)?shù)膲毫?。在鍍筆與工件接觸的部位，鍍液中的金屬離子在電場(chǎng)的作用下擴(kuò)散到工件表面，并在表面獲得電子被還原成金屬原子，沉積結(jié)晶形成鍍層，隨著刷鍍時(shí)間

12、的增長(zhǎng)，鍍層增厚，從而達(dá)到鍍覆及修復(fù)的目的。電刷鍍的設(shè)備主要包括電源裝置、鍍筆與陽(yáng)極以及各種輔助材料。 n 3堆焊n 堆焊是在零件表面堆熔一層金屬的焊接工藝。利用堆焊方法修復(fù)零件，可以恢復(fù)磨損零件的尺寸，還可以賦予零件工作表面一定的特殊性能，是修復(fù)零件的重要手段之一。在修復(fù)已磨損零件的各種方法中，堆焊方法有如下優(yōu)點(diǎn)：n 1)生產(chǎn)率高，可以快速得到大厚度的堆焊層，對(duì)磨損量大的零件特別適用。n 2)一般情況下，無(wú)須經(jīng)過(guò)熱處理就能獲得高硬度和高耐磨性的表面。n 3)焊層與基體間的結(jié)合強(qiáng)度高。n 4) 堆焊設(shè)備不復(fù)雜，技術(shù)易于掌握：n缺點(diǎn):主要有堆焊焊縫和熱影響區(qū)容易產(chǎn)生裂紋，修復(fù)后的零件疲勞強(qiáng)度往往

13、有所降低。n埋弧堆焊、振動(dòng)堆焊是目前應(yīng)用廣泛的兩種堆焊方法。 實(shí)例1： n 一臺(tái)上海產(chǎn)6135發(fā)動(dòng)機(jī)，由于冬季在室外停放時(shí)忘記放水，缸體氣缸套處開(kāi)裂一道長(zhǎng)約4cm的裂紋，運(yùn)用手工電弧焊修復(fù)工藝如下： 1)焊條：選用鑄612銅鐵焊條，焊條直徑3.2mm，焊后不進(jìn)行機(jī)械加工。 2)清除污物：將裂紋周圍清洗干凈，包括油污、鐵銹，裂紋深處的油污和水用氧乙炔火焰加熱，直到不冒煙為止。 3)修整裂紋：在裂紋兩端鉆3mm的止裂孔。為了增大結(jié)合強(qiáng)度，沿裂紋方向用手砂輪開(kāi)出U形坡口，坡口開(kāi)度120，深4-6mm。坡口兩側(cè)25mm以內(nèi)用鋼絲刷打光，露出金屬表面。 4)施焊：使缸體裂紋成水平位置放置，運(yùn)條方向由兩端

14、向中間進(jìn)行，待整條裂紋焊補(bǔ)完畢后，再焊兩端的止裂孔。焊接速度為3.2-3.5mm/s，電流為80-110A。例2： 一臺(tái)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)，缸體曲軸主軸承第二、三座孔同軸度誤差達(dá)0.13mm。由于軸承座孔上有軸瓦覆蓋，僅起支承及散熱作用，焊接強(qiáng)度要求不高，但精度需達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，考慮采用釬焊修復(fù)軸承座孔，然后在搪瓦機(jī)上加工成型。 1)釬料：由于曲軸主軸承處是受力部位，黃銅的結(jié)合強(qiáng)度在200mpa以上，因此選用黃銅。 2)清除污物：用油洗去或用火焰吹去座孔表面的污物，用砂布打磨，露出金屬表面，焊補(bǔ)過(guò)程中用硼砂清除焊層表面的氧化膜，可增加黃銅溶液侵入被焊金屬間隙的能力，保護(hù)焊層釬料和工件表面免受氧化。 3

15、)施焊；如果座孔變形區(qū)較大，應(yīng)分區(qū)施焊，每個(gè)區(qū)段的熔池力爭(zhēng)一次填滿。堆焊層要離出座孔基面3mm以上，留出充裕的機(jī)械加工余量。 4)機(jī)械加工：按規(guī)定力矩上好軸承蓋，在搪瓦機(jī)上按標(biāo)準(zhǔn)加工成型。 此外，我們?cè)命S銅作軒料，用火焰加熱，修復(fù)過(guò)挖掘機(jī)門斗油缸蓋油封槽，6135發(fā)動(dòng)機(jī)缸體兩缸套間的裂紋，兩缸套間下陷等，均取得良好結(jié)果。 n4噴焊n 將金屬粉末加熱后，噴涂并熔化在零件表面上形成焊層的過(guò)程叫噴焊。使用氧乙炔火焰進(jìn)行噴焊時(shí)叫作火焰噴焊。以等離子弧作為熱源的噴焊工藝稱為等離子噴焊。n 噴焊技術(shù)可用來(lái)修復(fù)表面磨損的零件。當(dāng)使用合金粉噴焊時(shí)，可使修復(fù)件比新件更加耐磨。 nYJPH2000系列數(shù)控噴焊系

16、統(tǒng) n 5粘接或膠接n 粘接是利用粘接劑把兩個(gè)構(gòu)件或破損零件聯(lián)接起來(lái)的一種工藝。粘接劑簡(jiǎn)稱為膠，它的作用取決于粘合力的大小。當(dāng)兩個(gè)被粘合的物體進(jìn)行膠接時(shí)，粘合強(qiáng)度隨著粘合劑與被膠接物體間的粘附力以及粘合劑本身的內(nèi)聚力的增大而增強(qiáng)。通常，粘膠內(nèi)部的內(nèi)聚力總是大于它與物體間的附著力的。因此，膠接質(zhì)量歸根到底是受粘附力的影響。n 膠接的優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣，不論金屬材料、非金屬材料或金屬與非金屬之間均可進(jìn)行粘接，不受尺寸形狀的限制。膠接時(shí)溫度低，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力和變形。但膠接也有它難以克服的許多不足之處，如不耐高溫，膠接強(qiáng)度比基體的強(qiáng)度低得多，粘合劑會(huì)老化變質(zhì)等。 n 6，管道帶壓密封技術(shù)n 在流程式的工

17、業(yè)企業(yè)中，大量使用管道來(lái)輸送氣體、液體或固體等物質(zhì)。這些管道運(yùn)行時(shí)一般都要承受壓力，當(dāng)發(fā)生管壁破損時(shí)即有泄漏現(xiàn)象發(fā)生。壓力越大，帶來(lái)的損失也越大。n如電力、石油、化工、冶金、制藥、食品等企業(yè)，管道泄漏時(shí)有發(fā)生。如果在不停止設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)下，對(duì)泄漏的管道進(jìn)行修理，在經(jīng)濟(jì)上有很大的意義。n管道帶壓密封技術(shù)，是在管道泄漏部位裝置堵漏夾具后，用高壓泵或注射槍將由橡膠制劑制成的密封劑注入需要堵漏的部位夾具空腔中，并迅速固化，達(dá)到堵漏的目的。這項(xiàng)密封技術(shù)目前應(yīng)用比較廣泛。 n例：例： 不停車帶壓密封技術(shù)不停車帶壓密封技術(shù)n原理 以流體介質(zhì)在動(dòng)態(tài)情況下建立密封結(jié)構(gòu)，即介質(zhì)處于有溫度有壓力和流動(dòng)狀態(tài)下建立起密封結(jié)構(gòu)，從而消除泄漏。n特點(diǎn) 在堵漏過(guò)程中不需要停車、不需要?jiǎng)踊?、不影響裝置的正常