第五章机械零件的修复技术

工程机械维修2019/8/81第五章机械零件的修复技术工程机械维修2019/8/82第一节机械加工修复第二节零件的焊修第三节金属热喷涂修复第四节零件的粘接修复法第五节零件的其他修复技术工程机械维修2019/8/83•零件修复是机械设备维修的一个重要组成部分，是修理工作的基础。零件修复原理及技术是一门综合研究零件的损坏形式、修复方法及修后性能的学科。应用各种修复新技术修理机械是提高机械维修质量、缩短修理周期、降低修理成本、延长机械使用寿命的重要措施，尤其对贵重、大型零件及加工周期长、精度要求高的零件及需要特殊材料或特种加工的零件，意义更为突出。工程机械维修2019/8/84•工程机械在使用过程中，一些零件因磨损，变形、破损、断裂、腐蚀和其他损伤而改变了零件原有的几何形状和尺寸，从而破坏了零件间的配合特性和工作能力，使部件、总成甚至整车的正常工作受到影响。•对失效的机械零件进行修复与更换新件相比较有如下优点：修复零件一般可节约材料、节约加工以及拆装、调整、运输等费用，降低维修成本；减少新备件的消耗量；避免等待配件，缩短停修时间；一般不需精、大、稀关键设备，易于组织生产。利用新技术修复旧件还可提高零件的某些性能。工程机械维修2019/8/85•零件修复可采取三种基本方法：•其一，是对已磨损的零件进行机械加工，以使其重新具有正确的几何形状（改变了原有尺寸），这种方法叫做修理尺寸法；•其二，是利用堆焊、喷涂、电镶和粘接等方法增补零件的磨损表面，然后再进行机械加工，并恢复其名义尺寸、几何形状以及表面粗糙度等，这种方法叫做名义尺寸修理法；•其三，是通过特别修复技术，改变零件的某些性能，或利用零件的金属的塑性变形来恢复零件磨损部分的尺寸和形状等等。工程机械维修2019/8/86工程机械维修2019/8/87工程机械维修2019/8/88工程机械维修2019/8/89工程机械维修2019/8/810第一节机械加工修复•机械加工在零件修复中占有很重要的地位，原因在于绝大多数已磨损必须修理的零件，需经机械加工直接来消除缺陷进行修复；当采用名义尺寸修理法修复零件时，经堆焊、喷涂、镀、粘接等技术修复的零件表面，也需经机械加工，才能达到配合精度和表面粗糙度的要求；对零件表面进行喷涂、电镀等修复工艺时，往往需对磨损后的零件表面进行预处理（如进行面加工、表面粗糙等），以保证获得均匀的并具有一定厚度的涂层或镀层。•因此，机械加工是件修复过程中最常用也是最重要的一种方法，它可以作为一种独立的手段直接修复零件，也其他修复方法的工艺中准备和最后加工不可缺少的工序。工程机械维修2019/8/811•＃机械加工修复的特点•零件修复中采用机械加工修复与制造新件有很大的不同。机械加工修复的对象是已磨了的表面，有变形，原来的加工基准已被破坏，加工余量小的旧件。旧件修复的特点是：•(1)修理中加工零件品种较多，数量较少，有时甚至是单件生产，零件尺寸，结构复杂。•(2）加工余量小，且有一定的限制，往往只对零件进行以“丝”（忽米）为单位的局部加工；如有的旧件原有基准损坏造成加工定位复杂化，有的零件只进行局部加工等。•(3)加工的工件硬度高，有时甚至要切削淬硬的金属表面，加之使用中产生的磨损与变等，使零件的修理困难较大，加工技术要求较高。•（4）因使用中零件有可能变形，零件的装卡和定位基准的选择比较困难。工程机械维修2019/8/812•一、机械加工修复中应注意的问题•零件的机械加工修复的难度通常要比制造新零件还要大。为了保证零件的机械加工住的质量，必须注意以下几个主要问题。•（一）零件的定位基准与加工精度•（二）轴类零件的圆角•（三）零件的表面粗糙度•（四）零件的平衡工程机械维修2019/8/813•二、修理尺寸法•⑴定义：•①修理尺寸法：是利用机械加工除去待修配合件中磨损零件表面的一部分，使零件具有正I的几何形状、表面粗糙度和新的尺寸（这个新尺寸对外圆柱面来说，比原来名义尺寸小，对孔J说比原来名义尺寸大），而另一零件则换用相应尺寸的新件或修复好的磨损配合件，使它们健复到原有的配合性质，保证原有配合关系不变的修理方法。•②修理尺寸：配合件的这一新尺寸，称之为修理尺寸。修理尺寸是根据零件的磨损规律事先规定的与原来公称尺寸不同的并依据它来修理两相配零件的配合尺寸。修后配合尺寸改变了但配合精度没有改变。用修理尺寸法修理时常I有修理尺寸配件。工程机械维修2019/8/814•⑵方法•修理尺寸是根据相配两零件中重要而复杂的零件确定的，如轴与轴承配合的修理尺寸是根据轴确定的，活塞与缸套配合的修理尺寸是根据缸套确定的。•按修理尺寸法修理零件时有几种典型方法：•一是均匀磨损同心修理（修后轴心与新件才同）；•二是不均匀磨损不同心修理（修后轴心与新件轴心不相同）；•三是不均匀磨损同心修理工程机械维修2019/8/815由于不同心修理会造成机械工作时产生不良后果而较少使用。工程机械维修2019/8/816•⑶修理尺寸等级与级差•修理尺寸有两种：一种是标准的，即各级修理尺寸的间隔值为定值，其修理尺寸和修理数由国家或生产厂家统一规定，修理厂只需修理配合件中的一个，而另一配件由配件厂统一供应。•级差：两个相邻修理尺寸的差值。一般发动机的气缸与活塞的修理尺寸，汽油机为4级，柴油机为8级，级差为0.25mm；曲轴主轴颈和连杆轴颈的修理尺寸，汽油机为8级，柴油机为13级，级差为0.25mm；活塞销的修理尺寸，汽油机为4级，级差为0.04mm；凸轮轴轴颈的修理尺寸，汽油机为2级，级差为0.20mm.工程机械维修2019/8/817提醒：ⅰ、由于车辆报废里程的差别及零件材料质量、强化工艺、结构设计的发展，不同车型的修理尺寸等级也有所不同。•ⅱ、在零件的非工作面上打印有修理尺寸的级别或修理尺寸的代号、尺寸误差分组标记等，也有的涂印在包装上，更换零件时应先细心核对这些标记。工程机械维修2019/8/818工程机械维修2019/8/819⑷修理尺寸的确定修理尺寸确定方法是：以气缸为例；①先测量出磨损最大气缸的直径尺寸。②加上机械加工余量。加工余量的大小取决于加工设备及工人技术水平，目前一般取0.10～0.20mm。③然后选取与此值相接近（必须大于气缸尺寸）的修理尺寸即是气缸的修理尺寸。例如：某BJ492发动机，最大磨损气缸直径为φ92.34mm，加工余量为0.15mm,修理时应为几级修理尺寸，修理尺寸是多少？工程机械维修2019/8/820解：根据下式确定修理尺寸级别n=(Dmax-D0+X)/ΔD=(92.34-92+0.15)/0.25=0.49/0.25n=1.9圆整为2修理尺寸的确定：D=D0+n×ΔD=92+2×0.25=92.50则该气缸恢复到正确几何形状的尺寸为φ92.50mm，该气缸应选取第二级修理尺寸，工程机械维修2019/8/821气缸镗削工艺：（1）测量气缸尺寸：在一台待修的BJ492Q发动机上（D0=92㎜），测量数据如下表所示，气缸镗磨余量取0.15mm。工程机械维修2019/8/822•另一种是非标准•也称作任意尺寸修理法，其间隔值为变数，修理时将相配零件中的主要件进行加工，去除缺陷恢复零件的正确几何形状和表面质量，而不必达到一定的修理尺寸。•根据加工好的零件尺寸再更换或修复其配合件。这种方法的加工余量小，修理次数较多，但由于其非标准化，会造成配件拱应复杂化，配合副两个零件都要进行加工的结果。•采用非标准化修理尺寸时，除修理件加工表面必须满足技术要求外，而且要求自制的配合件也必须符合技术标准，以确保修理后的配合性质与质量。工程机械维修2019/8/823•采用修理尺寸法，•优点：•可大大延长复杂贵重零件的使用寿命，简便易行，经济性好；•缺点：•是减弱了零件的强度，使零件互换性复杂化。•采用修理尺寸法达到最后一级时，零件强度下降较多，若需要继续使用此零件时需可采用较套、堆焊、喷涂、电镀等方法使其恢复到基本尺寸。工程机械维修2019/8/824•三、附加零件法•附加零件法用来补偿零件工作表面的磨损（镶套修复法），也用于替换零件磨损或损伤的部分（局部更换法）。•（一）镶套修复法•1、定义：零件的镶套修复法的实质，是利用一个特制的零件（附加零件），镶配在磨损零件的磨损部（需先加工恢复零件这个部位的几何形状）以补偿基本零件的磨损，并将其加工到名义尺寸而恢复其配合特性。工程机械维修2019/8/825•2、特点：这种方法适用于表面磨损较大的零件。依据待修表面的形状，镶补件可做成衬套、垫圈或螺纹套的形状。如①可用来修复变速器、后桥和轮壳体中滚动轴承的配合孔，壳体零件上的磨损螺纹孔及轴的轴颈。•②气门座圈，气门导管、气套、飞轮齿圈及各种铜套的镶配，也都采用此法。•③有些零件在结构设计和制造上就已经考虑用镶套法，如湿式缸套。•④有些本身就可以镶换，如气门导管和气门座圈。工程机械维修2019/8/826•3、实例：•①磨损较大的孔，•如结构及强度允许采用镶套法修理，应先将原孔搪大，压入特制的套，再对套的内孔进行加工使之达到需要的孔径尺寸和精度（图5-4)。–这对一壳体件的轴承孔的修复特别适用。工程机械维修2019/8/827•②轴的磨损端•轴颈若结构和强度允许，可将轴颈加工较小的尺寸，然后在轴颈上压入特制的轴套（图5-5),加工到需要的尺寸和精度。轴套和轴颈应采用过盈配合，为防止松动也可在套的配合端面点焊或沿整个截面焊接，也可用止动销固定。工程机械维修2019/8/828•③轴头有凸台•整体套法套入，可采用两半片的套筒，镶在车小的轴颈上并着轴颈形成线加以焊接，最后加工到名义尺寸，图5-6推土机铲刀架支承轴轴颈的镶套修理示意图。工程机械维修2019/8/829•④螺纹孔•先将螺纹孔搪大到一定尺寸，并车出螺纹，螺纹的螺距通常与原有的螺纹的螺距相同。然后将特制的具有内外螺纹套旋入零件的螺纹孔中，螺纹套的内螺纹应与原有的螺纹相同，螺纹套可用锁止螺钉固定（图5-7).工程机械维修2019/8/830•4、注意事项：•①镶套材料应与被修零件的材料尽量一致，并应根据所镶部位的工作条件选择。•②高温下工作的部位，应选择与基体材料线膨胀系数相同的材料才能保证工作的稳定性。•③套的厚度根据选用的材和零件的磨损量确定（钢套的厚度不应小于2～2.5mm，铸铁套厚度不得小于4～5mm)。•④镶套的过盈量应选择合适。过盈量过大，易使零件变形或挤裂镶套或承孔，过盈量不足，镶套又易松动和脱落。工程机械维修2019/8/831镶套时，应根据相对过盈量的大小，选择镶套等级（表5-1)注：相对过盈量是单位直径（为镶套的基本尺寸）上的过盈量，其值为过盈量与套外径尺寸之比。工程机械维修2019/8/832•⑤配合部位的加工精度和粗糙度应达到规定要求，以保证配合能紧密接触。通常采用IT6,IT7级，粗糙度Ra2.5～Ra1.25。表面粗糙度过高，镶套压入后使实际过盈量减小，贴合面也减小，易造成过盈不足和散热性能差。•⑥重及特重级配合，用温差法加热包容件至150～200℃。被包容件用干冰冷却收缩，然后压入。工程机械维修2019/8/833•5、镶套的操作•镶套是一项细致的钳工操作。操作过程对镶套修复质量影响极大。•①镶套前准备工作：必须仔细地测量配合件的尺寸及形状误差；检查倒角和表面粗糙度；做好除油及除锈等清洁工作。•②对正：在圆柱度误差的允许范围内，将包容面的大端与被包容面的小端对装，并注意使两配合件椭圆的长轴方向一致。•③镶套的操作：配合时，应用压力机平稳压入，切忌用锤重击砸入。压入中应及时检查、校正镶套的歪斜。用压力机压入时还应注意在整个压镶过程中，压力不得出现急剧增高的现象，否则应中止压镶。•④特种方法：重级与特重级过盈配合件，宜将包容件加热至423K～473K镶进行热压配合。也可将被包容件用干冰收缩后再进行镶装。工程机械维修2019/8/834•（二）局部更换法•具有多个工作表面的机械零件，各表面在使用过程中的磨损程度是不一致的，有时只有一个工作表面磨损严重，其他表面尚好或只有轻度磨损