СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ШЕЕК ВАЛА
METHOD OF RECONDITIONING OF WORN-OUT SHAFT JOURNALS

Предлагаемое изобретение относится к области ремонта изношенных шеек вала без изменения первоначального размера и может быть использовано при их консольном расположении.
Известен способ восстановления изношенных цилиндрических поверхностей наплавкой металла и последующей механической доработкой [1, с.245…246, рис.5.14, 5.15]. Недостатком данного способа является то, что в наплавленный слой может попасть флюс, снижающий механические характеристики наплавленного слоя, а также появление термических деформаций ремонтируемой детали. При данном способе получают неравномерный припуск с включениями шлака и неоднородные свойства наплавленного металла. Последующее обтачивание наплавленного слоя до первоначального размера трудоемко.
Известен способ восстановления изношенных цилиндрических поверхностей электроконтактной наплавкой проволоки и последующей механической доработкой [1, с.249, рис.5.17]. Способ более производителен и обеспечивает удовлетворительное качество наплавленного слоя металла. Однако при этом не исключаются неоднородности механических свойств наплавленного слоя. Припуск под последующую обработку получается завышенным.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ восстановления изношенных шеек вала без изменения первоначального размера вала, включающий обтачивание изношенной поверхности и установку дополнительного элемента [2].
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и долговечности ремонтируемых поверхностей вала консольного типа после их ремонта.
Восстановление изношенной поверхности вала происходит без изменения первоначального размера. Необходимо изготовить круглую заготовку из листового материала дисперсионно-твердеющего сплава и накатать ее в виде колпачка на предварительно обточенную изношенную часть шейки вала, расположенную консольно. Отрезать дно колпачка. После чего на поверхности вала останется накатанная втулка. Не снимая ее с вала, подвергнуть искусственному старению, чем достигается прессовое соединение втулки с валом.
Заявляемый технический результат в предлагаемом способе достигается путем накатывания колпачка из круглой листовой заготовки в мягком состоянии. Материал заготовки может быть, например, дисперсионно-твердеющий сплав марки 36НХТЮ. Затем отрезают торцевую часть колпачка и на валу остается накатанная втулка, которую подвергают искусственному старению (для сплава 36НХТЮ нагрев до температуры 730…750°C в течение 4-х часов). После этого производят доработку ремонтируемого участка вала до первоначальных конструкторских размеров.
После износа накатанной втулки ее извлекают после закалки (для сплава 36НХТЮ нагрев до 930…950°C, выдержка в течение 1 часа и охлаждение в воде). Затем накатывают новую втулку, подвергают ее старению и дорабатывают до первоначальных конструкторских размеров.
Способ осуществляется следующим образом. На токарном станке закрепляется вал так, чтобы изношенная часть находилась на консольной части. Изношенная шейка вала протачивается. К торцу шейки вала с задней бабки станка прижимается круглая листовая заготовка из дисперсионно-твердеющего сплава. Используется вращающийся прижим. Затем накатным роликом, закрепленным на суппорте станка, производят накатывание заготовки на проточенную шейку вала. Получается колпачок, торцевая часть которого отрезается резцом, закрепленным в резцедержателе станка. На шейке вала остается накатанная втулка. Прессовый характер соединения накатанной втулки и проточенной шейки вала получается после проведения термической операции старения втулки, выполненной из дисперсионно-твердеющего сплава (например, для сплава 36НХТЮ усадка после старения составляет 0,3…0,33% [3], а после закалки имеет место расширение на такую же величину).
Такой способ восстановления изношенных шеек вала позволяет снизить трудоемкость доработки до первоначального конструкторского размера, повышается долговечность работы вала за счет возможности многократного повторения операций восстановления. Одновременно повышается коррозионная стойкость восстанавливаемой шейки вала за счет свойств материала заготовки. Повышается коэффициент использования материала дополнительного элемента, поскольку при накатывании толщина заготовки может быть сколь угодно малой. Не требуется точная обработка внутреннего отверстия втулки. Уменьшается величина припуска под доработку размера шейки вала. Предлагаемый способ восстановления с использованием дополнительной ремонтной детали технологически прост. Его можно использовать при ремонте валов и осей любых машин.
Источники информации
1. Диагностика, испытание и ремонт станочного оборудования / В.О. Трилисский, А.Г. Схиртладзе, В.Б. Моисеев. - Пенза: Инф. изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2001. - 366 с.
2. Патент RU №2047457 C1, B23P 6/04, 10.11.1995.
3. Авторское свидетельство СССР №1331614, кл. B23B 27/18, 1987.