Материал: Ослуживание и эксплуатация автомотрисы АСГ-30П

Преимущества восстановления деталей наплавкой под слоем флюса следующие: производительность автоматической наплавки под слоем флюса выше в 3-5 раз по сравнению с ручной сваркой; высокое качество наплавленного металла и высокая его износостойкость; для выполнения работ не требуется высокой квалификации наплавщика.

К недостаткам наплавки деталей под слоем флюса относятся большая зона термического влияния, значительный нагрев деталей малых размеров, снижение усталостной прочности деталей на 20-40 %.

Осталивание (железнение)

Электролитическое осаждение железа возможно вести в ваннах с горячим и холодным электролитами (горячее и холодное осталивание) при постоянном и переменном асимметричном токе. Формы постоянного и переменного асимметричного тока показаны на рис. 6.5.

Рис. 6.5 - Формы тока, применяемые при осталивании (железнении) деталей: а - при постоянном токе; б - при переменном (асимметричном) токе

Рис. 6.6 - Схема комплексного анода для осаждения электролитического железа (осталивание): 1 - штуцер подвода электролита; 2, 5 - полукольца анода; 3, 7 - электроконтакты; 4 - шейка вала; 6 - текстолитовый корпус анода; 8 - замок; 9 - прокладка; 10 - полость, заполненная электролитом

Холодное осталивание асимметричным током представляет собой процесс нанесения металлопокрытия на изношенные поверхности деталей с применением управляемого асимметричного тока. При этом виде осталивания получается наиболее прочное покрытие.

Процесс электролиза под давлением повышает твердость осажденного электролитического железа с HRC 45-48 до 60-63 при существенном улучшении качества покрытия.

Осаждение металла на круглую деталь в проточном электролите под давлением 0,15-0,20 МПа осуществляется внутри комплексного анода, показанного на рис. 17. Холодное осталивание производится в электролите следующего состава: хлористое железо - 400-500 г/л; йодистый калий - 5-10 г/л; серная кислота - 1 мл/л; содержание соляной кислоты определяется по плотности рН, которая должна быть не более 1,5.

Плазменная наплавка

Перспективным способом восстановления деталей является способ нанесения покрытий с помощью потока плазмы, в том числе способ воздушно-плазменной наплавки.

Принципиальная схема образования плазменной струи в плазмотронах показана на рис. 6.7.

Плазма - это сильноионизированный газ, который образуется при прохождении его в узком канале плазмотрона между двумя электродами через дуговой разряд дежурной дуги.

Плазменная дуга возникает после подачи плазмообразующего газа и прохождения его через дежурную дугу и сопло плазмотрона.

Под действием дугового разряда дежурной дуги молекулы газа распадаются на ионы и электроны. В 1 см3 плазмы содержится 109-1010 и более заряженных частиц (ионов и электронов).

В узком канале плазмотрона скорость направленного движения частиц достигает 300-1000 м/с. При сжатии потока газа процесс плазмообразования сильно интенсифицируется. Выделение тепловой энергии происходит при соединении ионов в молекулы, при этом температура струи достигает 16000...26000 °С.

Рис. 6.7 - Принципиальная схема образования плазменной струи: а - при тангенциальной подаче плазмообразующего газа (N2, O2, воздуха) в дуговую камеру плазмотрона; б - при прямой подаче плазмообразующего газа в дуговую камеру плазмотрона; в - распределение температуры в плазменной сгруе радиусом r по ее длине l; 1 - вольфрамовый электрод; 2 - корпус плазмотрона; 3 - дежурная дуга; 4 - плазменная струя; 5 - деталь, подлежащая восстановлению

Сущность способа плазменной наплавки заключается в том, что источником теплоты для расплавления металла служит тепловая энергия плазменной струи. Горение дежурной дуги может происходить между электродом плазмотрона и изделием, между электродом и токоведущей присадочной проволокой и комбинированным способом, когда горят две дуги между неплавящимся электродом и изделием и между неплавящимся электродом и токоведущей присадочной проволокой. При плазменных способах наплавки присадочный материал может подаваться в виде проволоки, ленты или порошка. Пост для плазменной наплавки состоит из источника питания ПС-500, выпрямителя напряжения 60 В, сварочной головки и механизма перемещения сварочной головки относительно изделия.

При плазменной наплавке на прямой полярности вначале возбуждается маломощная дежурная дуга силой тока 20-30 А. Питание ее осуществляется от основного источника сварочным током через балластный реостат.

Высокая концентрация тепловой энергии в плазменной струе, стабильность дугового разряда, возможность раздельного регулирования степени нагрева основного и присадочного материалов обеспечивают преимущества плазменной наплавки перед другими видами наплавки, особенно в тех случаях, когда присадочный материал по составу и свойствам отличается от основного.

Сварка

В авторемонтном производстве для восстановления деталей применяются сварка и наплавка. Этими способами восстанавливаются более 40 % деталей. Сварка - процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом их деформировании или совместном действии того и другого. Электрическая сварочная дуга - это мощный длительный электрический разряд между электродами под действием напряжения постоянного или переменного тока.

На рис. 6.8 схематически изображен электродуговой разряд между электродом и деталью под действием постоянного электрического тока напряжением 36 В. Отрицательный электрод называется катодом (-), а положительный электрод - анодом (+). Дуговой разряд состоит из катодной области, столба дуги и анодной области. Газ столба дуги ослепительно ярко светится, поэтому глаза сварщика должны быть защищены маской с темными стеклами.

Температура столба дуги достигает 6000... 8000 °С, а электропроводность приближается к электропроводности металлов. Основаниями столба служат резко ограниченные зоны на поверхности электродов - электродные пятна.

Ручная электродуговая сварка является распространенным способом восстановления поврежденных деталей, так как этим способом можно вести сварку в труднодоступных местах. Недостатками ее являются низкая производительность и зависимость качества работы от квалификации сварщика.

Для сварки автомобильных деталей наибольшее распространение получили электроды УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др. Сварка электродами УОНИ-13/45 ведется на постоянном токе при обратной полярности.

Рис. 6.8 - Схема электродугового разряда между электродом и деталью: 1 - электрод; 2 - катодная область (расплавленная часть электрода); 3 - электродуговой разряд (сварочная дуга); 4 - анодная область (расплавленный металл); 5 - деталь

Сварка деталей из алюминиевых сплавов производится на постоянном токе при обратной полярности электродами ОЗА-2 аргонно-дуговым способом. Детали, соединенные аргонно-дуговой сваркой, обладают большой прочностью. Источником сварочного тока при сварке являются сварочные генераторы постоянного тока. На выходном щитке генератора имеются клеммы плюс (+) и минус (-). Важное значение имеет порядок подсоединения проводов, идущих от источника тока до детали и электрода.

Если зажим «минус» (-) сварочного генератора присоединяется к электроду, то полярность считается прямой, а если он соединяется с деталью, то полярность считается обратной.

При прямой полярности больше разогревается и плавится деталь и меньше электрод. Обратная полярность применяется при наплавке деталей (так как надо сильнее разогреть и расплавить электрод), при сварке чугуна холодным способом (для уменьшения нагрева детали), при сварке и наплавке деталей, изготовленных из сплава алюминия.

Хромирование

Схема электролитического восстановления деталей хромированием показана на рис. 6.9. При хромировании деталь является катодом, а в качестве анодов применяются нерастворимые свинцовые пластины (полукольца). В авторемонтном производстве для хромирования применяются ванны с универсальным электролитом. В состав универсального электролита для хромирования входят хромовый ангидрид Cr2О3 (250 г/л) и серная кислота H2SO4 (2,5 г/л).

Рис. 6.9 - Схема электролитического восстановления деталей хромированием: 1 - электрическая шина катода; 2 - наружная стенка ванны; 3 - вода для подогрева электролита в ванне; 4 - внутренняя стенка ванны; 5 - катод [деталь (-)]; 6 - электролит; 7 - электроподогреватель; 8 - анод [свинцовая пластина (+)]; 9 - подвеска детали; 10 - электрическая шина анода (+); 22 - крышка ванны

Соотношение 250:2,5, равное 100, обеспечивает постоянство концентрации ионов. Это соотношение поддерживается автоматически при введении в электролиты вместо серной кислоты сернокислого стронция SrSO4 и кремнефтористого калия K2SiF6 в количестве, превышающем их растворимость. Такой электролит называется саморегулирующим, так как автоматически поддерживается постоянство концентрации ионов SO=2-4 и SiF=2-6.

Хромированием восстанавливается большое число разнообразных, особенно малогабаритных, деталей с небольшим износом, клапаны и толкатели, шкворни, шейки валов под подшипники и т. д.

Технологический процесс восстановления деталей хромированием включает следующие операции:

механическую обработку поверхности детали до получения необходимой геометрической формы;

промывку деталей в органических растворителях (бензине, трихлорэтане и др.);

монтаж детали на подвеску таким образом, чтобы детали прочно удерживались на ней и одинаково находились от поверхности анода;

электролитическое обезжиривание в растворе следующего состава: едкий натр NaOH-30-50 г/л; кальцинированная сода Na2CO3 - 25-30 г/л; жидкое стекло Na2SiO3-10-20 г/л; температура электролита 60...70 °С; плотность электрического тока 5-6*102 А/см2; время выдержки на катоде 2-3 мин, на аноде - 1-2 мин;

промывку в горячей воде (60...80°С);

промывку в холодной воде;

загрузку деталей в ванну для хромирования.

Общий вид установки для электролитического осаждения металла представлен на рис. 6.10.

Рис. 6.10 - Установка для электролитического осаждения металлов ОГ-1349А: 1, 2 - ванны с электролитом; 3 - реостат; 4 - пульт управления; 5, 13 - пакетный переключатель изменения полярности; 6, 12 - включатели электроподогрева ванн; 7, 11 - амперметры; 8 - переключатель амперметра с 200 на 20 А; 9 - пакетный включатель установки в цепь электрического тока от выпрямителя; 10 -вольтметр; 14 - включатели магазина сопротивлений; 15 - стол установки

Декапирование - снятие с детали тончайшей окисной пленки в течение 30-90 с при плотности тока (2,5-4,0) 102 А/см2 путем пропускания тока в обратном направлении процессу осаждения хрома.

Хромирование деталей производится согласно выбранному режиму. Твердость хромовых осадков зависит от плотности тока и температуры электролита. Для определения плотности тока и температуры электролита пользуются графиком, представленным на рис. 6.11. В соответствии с графиком задаются твердостью, видом осадка (серый, блестящий или молочный) и определяют плотность тока и температуру электролита.

Рис. 6.11 - Диаграмма зависимости расположения зон различных хромовых осадков от температуры электролита в ванне и плотности тока: 1 - кривые, ограничивающие зону образования блестящих осадков в ванне с универсальным электролитом; 2 - кривая, ограничивающая зону образования блестящих осадков в ванне с саморегулирующимся электролитом; 3 - зона образования износостойких осадков (цифры в кружочках показывают микротвердость осажденного хромового покрытия)

По плотности тока определяется его сила, необходимая для электролиза. Она устанавливается с помощью реостатов гальванической установки, и контролируется по показаниям амперметра. Температура достигается путем включения электрического подогревателя ванны. Величина хромового осадка зависит от времени осаждения хрома.

После окончания хромирования детали извлекаются из ванны, промываются в проточной воде, демонтируются с подвесок и подвергаются термической и механической обработкам.

6.2 Технический расчет гидроцилиндра стрелы

Технические характеристики крана-манипулятора БАКМ - 890 (МКС-4032).

Таблица 6.4

6.3 Работа гидросистемы крана-манипулятора БАКМ-890

От насоса 2 рабочая жидкость поступает к секционному распределителю 5, который управляет гидроцилиндрами блокировки рессор 6 и гидроцилиндрами подъема-опускания выносных опор 7, 8, 9, 10. Для исключения опускания указанных гидроцилиндров в период работы крана в поршневых магистралях применены гидросмазки. После установки крана в исходное рабочее положение поток жидкости золотником А распределителя 5 объединяется с потоком жидкости, поступающей от насоса 3. Объединение потоков применяется с целью увеличения скорости гидродвигателей привода стрелы, платформы и лебедки.