机电设备维修学习单元3-机械零部件的修复技术课件.ppt
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- 机电设备 维修 学习 单元 机械零部件 修复 技术 课件
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1、机电设备维修机电设备维修 吴先文吴先文 学习目标学习目标1.1.熟悉机械零部件修复工艺的分类和选用方法。熟悉机械零部件修复工艺的分类和选用方法。.了解机械零部件常用修复工艺的基本概念和工艺特点。了解机械零部件常用修复工艺的基本概念和工艺特点。.掌握机械零部件的修复工艺、注意事项和应用范围。掌握机械零部件的修复工艺、注意事项和应用范围。.熟悉机械零部件修理中常用工具和设备的使用方法。熟悉机械零部件修理中常用工具和设备的使用方法。.了解机械设备维修新技术、新工艺和新材料的应用情况。了解机械设备维修新技术、新工艺和新材料的应用情况。.树立安全文明生产和环境保护意识。树立安全文明生产和环境保护意识。任
2、务一任务一 了解机械零部件修复工艺了解机械零部件修复工艺 机机械设备在使用过程中,由于其零部件会逐渐产生磨械设备在使用过程中,由于其零部件会逐渐产生磨损、变形、断裂、蚀损等失效形式,设备的精度、性能和损、变形、断裂、蚀损等失效形式,设备的精度、性能和生产率就要下降,导致设备发生故障、事故甚至报废,需生产率就要下降,导致设备发生故障、事故甚至报废,需要及时进行维护和修理。要及时进行维护和修理。一、一、零件修复的优点零件修复的优点 修复失效零件主要具有以下一些优点:(1)减少备件贮备,从而减少资金的占用,能减少备件贮备,从而减少资金的占用,能 取得取得节节约的效约的效果。果。(2)减少更换件制造,
3、有利于缩短设备停修时间,提减少更换件制造,有利于缩短设备停修时间,提高设备高设备利用率。利用率。(3)减少制造工时,节约原材料,大大降低修理费用减少制造工时,节约原材料,大大降低修理费用 (4)利用新技术修复失效零件还可提高零件的某些性利用新技术修复失效零件还可提高零件的某些性能,延能,延长零件使用寿命。尤其是对于大型零件、贵重零件和长零件使用寿命。尤其是对于大型零件、贵重零件和加工周加工周期长、精度要求高的零件,意义就更为重要。期长、精度要求高的零件,意义就更为重要。二、修复工艺的选择修复工艺的选择 用用来修复机械零件的工艺很多,如图来修复机械零件的工艺很多,如图3l3l所示,是目所示,是目
4、前较普遍使用的修复工艺。前较普遍使用的修复工艺。图图3l 3l 零件的修复工艺零件的修复工艺 选选择机械零件修复工艺时应考虑的几个因素:择机械零件修复工艺时应考虑的几个因素:1 1修复工艺对零件材质的适应性修复工艺对零件材质的适应性2 2各种修复工艺能达到的修补层厚度各种修复工艺能达到的修补层厚度 图图3232是几种主要修复工艺能达到的修补层厚度。是几种主要修复工艺能达到的修补层厚度。图图32 32 几种主要修复工艺几种主要修复工艺能达到的修补层厚度能达到的修补层厚度1 1镀铬镀铬 2 2滚花滚花 3 3钎焊钎焊 4 4振动电弧堆焊振动电弧堆焊 5 5手工电弧手工电弧堆焊堆焊 6 6镀铁镀铁
5、7 7粘补粘补 8 8熔剂层下电弧堆焊熔剂层下电弧堆焊 9 9金属喷金属喷涂涂 1010镶加零件镶加零件 3 3被修零件构造对工艺选择的影响被修零件构造对工艺选择的影响 4 4零件修理后的强度零件修理后的强度 5 5修复工艺过程对零件物理性能的影响修复工艺过程对零件物理性能的影响 修修补层物理性能,如硬度、加工性、耐磨性及密补层物理性能,如硬度、加工性、耐磨性及密实性等,在选择修复工艺时必须考虑。实性等,在选择修复工艺时必须考虑。6 6修复工艺对零件精度的影响修复工艺对零件精度的影响 对精度有一定要求的零件,主要考虑修复中的受对精度有一定要求的零件,主要考虑修复中的受热变形和修复后的刚度。热变
6、形和修复后的刚度。7 7从经济性上加以考虑从经济性上加以考虑 如如一些易加工的简单零件,有时修复还不如更一些易加工的简单零件,有时修复还不如更换经济。换经济。任务二任务二 机械修复法机械修复法 一、一、修理尺寸法与零件修复中的机械加工修理尺寸法与零件修复中的机械加工 对机械设备的动配合副中较复杂的零件修理时可对机械设备的动配合副中较复杂的零件修理时可不考虑原来的设计尺寸,而采用切削加工或其它加工不考虑原来的设计尺寸,而采用切削加工或其它加工方法恢复其磨损部位的形状精度、位置精度、表面粗方法恢复其磨损部位的形状精度、位置精度、表面粗糙度和其它技术条件,从而得到一个新尺寸,这个尺糙度和其它技术条件
7、,从而得到一个新尺寸,这个尺寸即称为修理尺寸。而与此相配合的零件则按这个修寸即称为修理尺寸。而与此相配合的零件则按这个修理尺寸制作新件或修复,保证原有的配合关系不变,理尺寸制作新件或修复,保证原有的配合关系不变,这种方法便成为修理尺寸法。这种方法便成为修理尺寸法。例如,轴、传动螺纹、键槽和滑动导轨等结构都可以例如,轴、传动螺纹、键槽和滑动导轨等结构都可以采用修理尺寸法修复。但必须注零件的强度和刚度仍应符采用修理尺寸法修复。但必须注零件的强度和刚度仍应符合要求,必要时要进行验算,否则不宜使用该法修理。对合要求,必要时要进行验算,否则不宜使用该法修理。对于表面热处理的零件,修理后仍应具有足够的硬度
8、,以保于表面热处理的零件,修理后仍应具有足够的硬度,以保证零件修理后的使用寿命。证零件修理后的使用寿命。零零件修复中,机械加工是最基本、最重要的方法。多件修复中,机械加工是最基本、最重要的方法。多数失效零件需要经过机械加工来消除缺陷,最终达到配合数失效零件需要经过机械加工来消除缺陷,最终达到配合精度和表面粗糙度等要求。精度和表面粗糙度等要求。二、二、镶加零件修复法镶加零件修复法 配配合零件磨损后,在结构和强度允许的条件下,增加合零件磨损后,在结构和强度允许的条件下,增加一个零件来补偿由于磨损及修复而去掉的部分,以恢复原一个零件来补偿由于磨损及修复而去掉的部分,以恢复原有零件精度,这样的方法称为
9、镶加零件修复法。常用的有有零件精度,这样的方法称为镶加零件修复法。常用的有扩孔镶套、加垫等方法。扩孔镶套、加垫等方法。如如图图3333所示,在零件裂纹附近局部镶加补强板,一所示,在零件裂纹附近局部镶加补强板,一般采用钢板加强,螺栓联接。般采用钢板加强,螺栓联接。图图33 33 镶加补强板镶加补强板图图34 34 镶加零件修复法镶加零件修复法如如图图3434所示,为镶套修复法。所示,为镶套修复法。如如图图3535所示为机床导轨的凹坑,可采用镶加铸铁塞所示为机床导轨的凹坑,可采用镶加铸铁塞的方法进行修理。的方法进行修理。严严重磨损的机床导轨,可采用镶加淬火钢镶条的方重磨损的机床导轨,可采用镶加淬火
10、钢镶条的方法进行修复,如图法进行修复,如图3636所示。所示。图图35 导轨镶铸铁塞导轨镶铸铁塞图图36 36 床身镶加淬火钢导轨床身镶加淬火钢导轨 三、三、局部修换法局部修换法 有有些零件在使用过程中,往往各部位的磨损量不均匀,些零件在使用过程中,往往各部位的磨损量不均匀,有时只有某个部位磨损严重,而其余部位尚好或磨损轻微。有时只有某个部位磨损严重,而其余部位尚好或磨损轻微。如如图图37a37a所示,是将双联齿轮中磨损严重的小齿轮的轮所示,是将双联齿轮中磨损严重的小齿轮的轮齿切去,重制一个小齿圈,用键联接,并用骑缝螺钉固定的齿切去,重制一个小齿圈,用键联接,并用骑缝螺钉固定的局部修换。图局部
11、修换。图37b37b是在保留的轮载上,铆接重制的齿圈的是在保留的轮载上,铆接重制的齿圈的局部修换。图局部修换。图3737c是局部修换牙嵌式离合器以胶粘法固定。是局部修换牙嵌式离合器以胶粘法固定。图图37 37 局部修换法局部修换法 四、四、塑性变形法塑性变形法 塑性材料零件磨损后,为了恢复零件表面原有的尺寸精塑性材料零件磨损后,为了恢复零件表面原有的尺寸精度和形状精度,可采用塑性变形法修复。度和形状精度,可采用塑性变形法修复。五、五、换位修复法换位修复法 有些零件局部磨损可采用调头转向的方法,如长丝杠有些零件局部磨损可采用调头转向的方法,如长丝杠局部磨损后可调头使用。局部磨损后可调头使用。如图
12、如图3838所示,轴上键槽重新开制新槽。所示,轴上键槽重新开制新槽。如图如图3939所示,联接螺孔也可以转过一个角度,在旧所示,联接螺孔也可以转过一个角度,在旧孔之间重新钻孔。孔之间重新钻孔。图图38 38 键槽换位修理键槽换位修理图图39 39 螺孔换位修理螺孔换位修理 六、六、金属扣合法金属扣合法 金金属扣合法是利用高强度合金材料制成的特殊联接件以机属扣合法是利用高强度合金材料制成的特殊联接件以机械方式将损坏的机件重新牢固地联接成一体,达到修复目的的械方式将损坏的机件重新牢固地联接成一体,达到修复目的的工艺方法。它主要适用于大型铸件裂纹或折断部位的修复。工艺方法。它主要适用于大型铸件裂纹或
13、折断部位的修复。按按照扣合的性质及特点,可分为强固扣合、强密扣合、优照扣合的性质及特点,可分为强固扣合、强密扣合、优级扣合和热扣合四种工艺。级扣合和热扣合四种工艺。.强固扣合法强固扣合法 该该法适用于修复壁厚为法适用于修复壁厚为8 840mm40mm的一般强度要求的薄壁的一般强度要求的薄壁机件。机件。.强密扣合法强密扣合法 在在应用了强固扣合法以保证一定强度条件之外,对于应用了强固扣合法以保证一定强度条件之外,对于有密封要求的机件,如承受高压的气缸、高压容器等防渗有密封要求的机件,如承受高压的气缸、高压容器等防渗漏的零件,应采用强密扣合法漏的零件,应采用强密扣合法 优级扣合法优级扣合法 主主要
14、用于修复在工作过程中要求承受高载荷的厚壁机件,要用于修复在工作过程中要求承受高载荷的厚壁机件,如水压机横梁、轧钢机主梁、辊筒等。如水压机横梁、轧钢机主梁、辊筒等。.热扣合法热扣合法 热热扣合法是利用加热的扣合件在冷却过程中产生收缩而将扣合法是利用加热的扣合件在冷却过程中产生收缩而将开裂的机件锁紧。该法适用于修复大型飞轮、齿轮和重型设备开裂的机件锁紧。该法适用于修复大型飞轮、齿轮和重型设备机身的裂纹及折断面。机身的裂纹及折断面。综综上所述,可以看出金属扣合法的优点是:使修复的机件上所述,可以看出金属扣合法的优点是:使修复的机件具有足够的强度和良好的密封性;所需设备、工具简单,可具有足够的强度和良
15、好的密封性;所需设备、工具简单,可现场施工;修理过程中机件不会产生热变形和热应力等。其现场施工;修理过程中机件不会产生热变形和热应力等。其缺点主要是薄壁铸件(厚度缺点主要是薄壁铸件(厚度8mm8mm)不宜采用,波形键与波形)不宜采用,波形键与波形槽的制作加工较麻烦等。槽的制作加工较麻烦等。任务三任务三 焊接修复法焊接修复法 利利用焊接技术修复失效零件的方法称为焊接修复法。用于用焊接技术修复失效零件的方法称为焊接修复法。用于修补零件缺陷时称为补修补零件缺陷时称为补焊。焊。焊接修复法的特点如下:焊接修复法的特点如下:焊接修复法的优点是:结合强度高;可以修复大部分金属焊接修复法的优点是:结合强度高;
16、可以修复大部分金属零件因各种原因(如磨损、缺损、断裂、裂纹、凹坑等)零件因各种原因(如磨损、缺损、断裂、裂纹、凹坑等)引起引起的损坏;可局部修换,也能切割分解零件;可用于校正形状,的损坏;可局部修换,也能切割分解零件;可用于校正形状,对零件进行预热和热处理;修复质量好、生产率高;成本低,对零件进行预热和热处理;修复质量好、生产率高;成本低,灵活性大;多数工艺简便易行,不受零件尺寸、形状、场地及灵活性大;多数工艺简便易行,不受零件尺寸、形状、场地及修补层厚度的限制,便于野外抢修。修补层厚度的限制,便于野外抢修。不足之处:热影响区大,容易产生焊接变形和应力,以及不足之处:热影响区大,容易产生焊接变
17、形和应力,以及裂纹、气孔、夹渣等缺陷;对于重要零件,焊接后须进行去应裂纹、气孔、夹渣等缺陷;对于重要零件,焊接后须进行去应力退火处理,以消除内应力;不宜修复较高精度、细长、薄壳力退火处理,以消除内应力;不宜修复较高精度、细长、薄壳类零件。类零件。一、钢制零件的焊修 机机械零件所用的钢材料种类繁多,其可焊性差异很大。械零件所用的钢材料种类繁多,其可焊性差异很大。一般而言,钢中含碳量越高、合金元素种类和数量越多,可一般而言,钢中含碳量越高、合金元素种类和数量越多,可焊性就越焊性就越差。差。一般低碳钢、中碳钢、低合金钢均有良好的焊一般低碳钢、中碳钢、低合金钢均有良好的焊接性,焊修这些钢制零件时,主要
18、考虑焊修时的热变形问题。接性,焊修这些钢制零件时,主要考虑焊修时的热变形问题。但一些中碳钢、合金结构钢、合金工具钢制件焊修时残余应但一些中碳钢、合金结构钢、合金工具钢制件焊修时残余应力大,易产生裂纹、气孔和变形,为保证精度要求,必须采力大,易产生裂纹、气孔和变形,为保证精度要求,必须采取相应的技术措施。取相应的技术措施。铸铸铁在机械设备中的应用非常广泛。灰口铸铁主要用于铁在机械设备中的应用非常广泛。灰口铸铁主要用于制造各种支座、壳体等基础件,球墨铸铁已在部分零件中取制造各种支座、壳体等基础件,球墨铸铁已在部分零件中取代铸钢而获得应用。代铸钢而获得应用。二、铸铁零件的焊修 .焊接焊接方法方法分类
19、分类 铸铸铁件的焊修分为热焊法和冷焊法。铁件的焊修分为热焊法和冷焊法。(1 1)热焊法)热焊法 铸铁热焊是焊前将工件高温预热,焊后再加铸铁热焊是焊前将工件高温预热,焊后再加热、保温、缓冷。热、保温、缓冷。(2 2)冷焊法)冷焊法 铸铁冷焊是在常温或局部低温预热状态下铸铁冷焊是在常温或局部低温预热状态下进行的,具有成本较低、生产率高、焊后变形小、劳动条件好进行的,具有成本较低、生产率高、焊后变形小、劳动条件好等优点,因此得到广泛的应用。等优点,因此得到广泛的应用。(3 3)加热减应焊)加热减应焊 选择零件的适当部位进行加热使之膨胀,选择零件的适当部位进行加热使之膨胀,然后对零件的损坏处补焊,以减
20、少焊接应力与变形,这个部位然后对零件的损坏处补焊,以减少焊接应力与变形,这个部位就叫做减应区,这种方法就叫做加热减应区补焊法。就叫做减应区,这种方法就叫做加热减应区补焊法。2 2 冷焊工艺冷焊工艺 铸铸铁冷焊多采用手工电弧焊,其工艺过程简要介绍如下:铁冷焊多采用手工电弧焊,其工艺过程简要介绍如下:(1 1)焊前准备焊前准备 先将焊接部位彻底清整干净,对于未完先将焊接部位彻底清整干净,对于未完全断开的工件要找出全部裂纹及端点位置,钻出止裂孔。全断开的工件要找出全部裂纹及端点位置,钻出止裂孔。(2 2)施焊施焊 焊焊接场所应无风、暖和。采用小电流、快速接场所应无风、暖和。采用小电流、快速焊,光点焊
21、定位,用对称分散的顺序、分段、短段、分层交叉、焊,光点焊定位,用对称分散的顺序、分段、短段、分层交叉、断续、逆向等操作方法,每焊一小段熄弧后马上锤击焊缝周围,断续、逆向等操作方法,每焊一小段熄弧后马上锤击焊缝周围,使焊件应力松弛,并且焊缝温度下降到使焊件应力松弛,并且焊缝温度下降到6060左右不烫手时,再焊左右不烫手时,再焊下一道焊缝,最后焊止裂下一道焊缝,最后焊止裂孔。孔。(3 3)焊后检验与加工焊后检验与加工 打打磨铲修后,修补缺陷,便可使用磨铲修后,修补缺陷,便可使用或进行机械加工。或进行机械加工。为了提高焊修可靠性,可拧入螺栓以加强焊缝,如图为了提高焊修可靠性,可拧入螺栓以加强焊缝,如
22、图318318所示。用紫铜或石墨模芯可焊后不加工,难焊的齿形按样板加所示。用紫铜或石墨模芯可焊后不加工,难焊的齿形按样板加工。大型厚壁铸件可加热扣合件,扣合件热压后焊死在工件上,工。大型厚壁铸件可加热扣合件,扣合件热压后焊死在工件上,再补焊裂纹,如图再补焊裂纹,如图319319所示。还可焊接加强板,加强板先用锥所示。还可焊接加强板,加强板先用锥销或螺栓销固定,再焊牢固,如图销或螺栓销固定,再焊牢固,如图320320所示。所示。图图318 318 焊修实例焊修实例a)齿轮轮齿的焊接修复齿轮轮齿的焊接修复 b)螺栓孔缺口的焊补螺栓孔缺口的焊补1 1紫铜或石墨模芯紫铜或石墨模芯2 2缺口缺口图图31
23、9319 加热扣合件的焊接修复加热扣合件的焊接修复1 1、2 2、6 6焊缝焊缝3 3止裂孔止裂孔4 4裂纹裂纹5 5扣合件扣合件图图320320 加强板的焊接加强板的焊接1-1-锥销锥销 2-2-加强板加强板 3-3-工件工件 三、非铁金属零件的焊修 机机修中常用修中常用的非铁金的非铁金属材料有铜及铜合金、铝合金等,与属材料有铜及铜合金、铝合金等,与黑色金属相比可焊性差。由于它们的导热性好、线膨胀系数大、黑色金属相比可焊性差。由于它们的导热性好、线膨胀系数大、熔点低,高温时脆性较大、强度低,很容易氧化,因此焊接比熔点低,高温时脆性较大、强度低,很容易氧化,因此焊接比较复杂、困难,要求具有较高
24、的操作技术,并采取必要的技术较复杂、困难,要求具有较高的操作技术,并采取必要的技术措施来保证焊修质措施来保证焊修质量。量。铜及铜合金的焊修工艺要点如下:焊修时首先要做好焊前铜及铜合金的焊修工艺要点如下:焊修时首先要做好焊前准备,对焊丝和工件进行表面处理,并开出坡口;施焊时要对准备,对焊丝和工件进行表面处理,并开出坡口;施焊时要对工件预热,一般温度为工件预热,一般温度为,注意焊修速度,按,注意焊修速度,按照焊接规范进行操作,及时锤击焊缝;气焊时一般选择中性焰,照焊接规范进行操作,及时锤击焊缝;气焊时一般选择中性焰,焊条电弧焊则要考虑焊修方法;焊修后需要进行热处理。焊条电弧焊则要考虑焊修方法;焊修
25、后需要进行热处理。四、钎焊修复法 采采用比基体金属熔点低的金属材料作钎料,将钎料放在焊用比基体金属熔点低的金属材料作钎料,将钎料放在焊件连接处,一同加热到高于钎料熔点、低于基体金属熔点的温件连接处,一同加热到高于钎料熔点、低于基体金属熔点的温度,利用液态钎料润湿基体金属,填充接头间隙并与基体金属度,利用液态钎料润湿基体金属,填充接头间隙并与基体金属相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊。焊。.钎焊种类钎焊种类 ()硬钎焊用熔点高于()硬钎焊用熔点高于的钎料进行钎焊称为的钎料进行钎焊称为硬钎焊,如铜焊、银焊、铝、锰、镍、钼等及其合金。硬钎焊,如铜焊、银焊、铝、
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