动力机械制造与维修课件

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1、1,2,机械加工修复法 Method of Machining Repair -修理尺寸法和尺寸选配法 Method of Repairing Size, Method of Selecting and Matching Size 1 修理尺寸法(Method of Repairing Size) 1. 修理尺寸的概念 所谓修理尺寸法是将零件的损伤工作表面进行机械加工，消除损伤缺陷，使零件的原始尺寸改变为另一尺寸 修理尺寸, 以恢复它们的正确几何形状。要求与被修理零件相配合的零件，亦必需具有相应的修理尺寸，使得它们之间的配合性质符合规定。,3,2修理尺寸的方法： 1) 最小加工余量法：修理尺寸

2、等于实际测得的尺寸减去（或加 上）为消除损伤缺陷所需要的最小加工余量。 (1) 轴：d轴 = d原-1- 式中：d轴轴修理后的直径，mm； d原轴磨损后，修理前测得的最小直径，mm； 1、分别为轴的单边加工余量，mm； 一般 1mm。 ( 2) 孔：孔 =原+ 式中：孔孔修理后的直径，mm； 原孔磨损后，修理前测得的最小直径，mm； 1、分别为孔的单边加工余量，mm； 一般1mm。 ( 3) 特点：零件使用寿命最长；修理周期长，单件生产，修理经济性低。,4,2）分级修理 (Grade Repair)： (a) 概念：零件按预先规定好的分级修理尺寸进行机械加工。这时加工余量不一定是最小加工余量。

3、而与之相互配合的零件可以预先按相应的分级修理尺寸制造好，直接选配，无须单件制造。 (b) 实例： 曲轴主轴颈200mm，分为199.75、199.50、199.25、199,，轴颈磨损后，按下一级修理尺寸加工，消除椭圆度、圆柱度误差后，配以相应一级的轴瓦。 缸套300mm 分为300.50、301、301.50、 302， ，缸套磨损后，按下一级修理尺寸镗缸，消除椭圆度、圆柱度误差后，配以加大一级的活塞和活塞环。 (c) 特点：成批、大量生产；修理周期短，修理经济性高；零件使用寿命最短；对贵重零件本身而言，不经济。,5,二、尺寸选配法 （Method of Selecting and Matc

4、hing Size） 1概念：尺寸选配法是将磨损后的相配合的零件，先分别进行机械加工，使其具有正确的几何形状，然后根据配合要求进行选配。 2例如：油泵柱塞和套筒、喷油器针阀和针阀体等。 3特点：当磨损零件的批量较大时才可能用，但不能修复所有的零件。,6,-附加零件法 （Method of Adding Components） 1. 附加零件法的概念： 附加零件法是将零件磨损的工作表面加工至可安装附加衬套的尺寸，然后将附加衬套压入或套入，最后再对衬套进行必要的机械加工，使其恢复原有尺寸或加工成修理尺寸。 2. 实例： 气缸盖气门座、尾轴轴颈的铜衬套、工程船的柱塞油泵的油缸、蒸汽机的汽缸套和汽车柴

5、油机的干式缸套等等。,7,3注意事项： 1) 修复零件去除相应的厚度后，强度是否足够，事先必须进行强度校核；如工程船的柱塞油泵的油缸； 2) 衬套材料与被修复零件的材料应相同，考虑受热膨胀一致，不产生附加应力或松脱； 如：气缸盖气门座； 3) 衬套的厚度不宜过薄，否则，刚度过低，压入困难。 如：工程船的柱塞油泵的油缸、汽车柴油机的干式缸套等。钢衬套=2.5 mm，铸铁衬套=mm； 4) 衬套与被修复零件的配合必须有准确的过盈量和较高的加工精度，使两者紧密贴合，满足传递力和传热的要求。如气缸盖气门座。,8,-局部更换法 (Method of Replacing Component),局部更换法是

6、从零件上去除损伤部分，制造这部分的新品，使其与零件的余留部分结合在一起。但是，此法一般是临时性的措施。 如：活塞顶部烧损，车去，另做一塞头，用压板压上，安装几颗止动螺钉。图2 为活塞头部产生裂纹，割去活塞头部，用同样的材料制造一只头部，焊上，再进行必要的机械加工。,9,第五章金属扣合法 Repair Method of Metal Button -概述 1. 概念: 利用高强度合金钢材料或10、15、20钢制成的特殊的连接件，将机件的损坏处以机械方法连接起来，达到修复的目的。 2. 特点： 1) 工艺简单，成本低。所需设备和工具简单，可就地施工。 2) 不破坏原有精度。常温下进行，不会引起机件

7、变形。 3) 修复质量可靠。修复后的机件有足够的强度和密封性能。,10,-2 波浪键扣合修复法 (Repair Method of Wave Key Button) 0 概念: 这种方法的实质是在垂直于机件裂纹或折断面的方向上加工出具有一定形状和尺寸的波形槽，把由特殊合金材料制造的，形状、尺寸和波形槽相吻合的波浪键嵌入。 在常温下铆击波浪键，使其产生塑性变形而充满槽腔。借波浪键的凸缘与波形槽的凹洼互相扣合，使损伤的机件重新牢固地机械连接为一体。,11,图 用波浪键修复裂纹 1-机件；2-裂纹；3-波浪键；4-止裂孔,适用范围： 适用于一般强度要求的机件，壁厚= 8-45mm, 有密封要求 的机

8、件可与粘结剂共用。,12,1 波浪键的材料 1. 低碳镍铬不锈钢： 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 2. 低碳钢： 10、15、20钢 3. 修复高温下工作的机件： Ni36或Ni42，10、15、20钢。,13,2 扣合计算： 波浪键和波形槽的形状及尺寸的确定： 1.颈部宽度： b = mm 2.凸缘直径： d = (1.41.6) b mm 3. 凸缘间距： L = (22.2) b mm 4.波浪键厚度： t = (11.2) b mm 5.键与槽的间隙：= (0.10.2) mm 6.键与键的间距： w = (30100)mm 7.键槽深

9、度： T= (0.650.75) H mm H为机件厚度，mm。,14,3 扣合工艺 1.波浪键的加工 1) 低碳镍铬不锈钢 毛坯锻造成板状切成条状热处理，1100-1150， 水淬冷压成形（模压）。 2) 10、15、20钢 毛坯锻造成板状切成条状热处理（盐浴，加热到 Ac3+50-70，保温min/mm；在15% NaOH水溶液中冷 却；回火：温度为100-200，保温h）。冷压成形 （模压）。,15,2. 波形槽的加工 以钻模为准，先在裂纹或折断面处钻一直径为d（波浪键凸缘直径）的孔，深度为要求的键槽深度然后将钻模放上面使之与裂纹垂直（即未来的波形槽位置）将直径为d的定位销插入再依钻模上

10、离定位销最远的孔钻第二个孔插入第二个定位销使钻模位置固定下来再依次钻其它孔用凿子凿出中间槽，使孔连起来成为波形槽。,16,图 波浪键扣合用的铆击头,3. 波浪键的嵌入 用压缩空气吹净铁屑丙酮清洗涂粘结剂嵌入波浪键铆击波浪键，使之充满槽腔。,17,-波浪键螺钉扣合密封法 Method of Wave Key - Screw Buttoning and Sealing 1. 概念: 波浪键螺钉扣合密封法实质是在波浪键的左右，沿裂纹或折断面按顺序先后钻孔、攻出互相有一定重叠度的螺孔，将涂了环氧树脂粘结剂或无机粘结剂的密封螺钉旋入、如图示。,图 波浪键螺钉密封法 1-机件；2-波浪键；3-密封螺钉；4

11、-原裂纹位置,18,2适用范围： 这种方法适用于在波浪键扣合法保证了一定强度之 后，还需满足密封要求的机件。如容器、管道、阀门等。 3螺钉材料： 与波浪键的材料相同或用紫铜螺钉、标准螺钉。 螺钉直径：10 mm。 重迭：0.51.5 mm。 4工艺方法： 先扣合波浪键键两侧钻孔攻丝涂粘结剂，旋入 螺钉依次间隔钻孔，旋入螺钉再在间隔处，依次钻 孔，旋入所有的螺钉。,19,-加强块扣合法 （Method of Strengthened Piece Buttoning ） 1. 定义： 加强块扣合法实质是在垂直于裂纹或折断面上，镶嵌 入钢制砖形加强块，使载荷能分布到更多的面积和更远离裂纹或折 断面的

12、地方去。 2. 适用范围： 适用于工作中承受高载荷，壁厚45mm的机件。 3. 加强块材料： 40Cr。 4. 加强块尺寸： 40 mm50 mm100 mm,20,5. 工艺方法： 先以加强块为准在工件上划线以 划线的内边缘为界限钻孔用凿子凿砖 形槽将加强块嵌入再在钢制砖形加 强块与机件的接合线上间隔加工出连续 孔（圆孔的轴心接合线上）在圆孔 中逐个嵌入并铆击与波浪键材料相同的 短圆柱销。短圆柱销的一半嵌在加强块 上，另一半嵌在机件上，使砖形加强块 与机件牢固结合， 必要时在加强块主要受力方向上再波浪 键。,21,第六章塑料应用(Plastics Application) -环氧树脂粘结剂

13、(Epoxy Resin Binder) 1 环氧树脂粘结剂的成份 . 环氧树脂 (Epoxy Resin)： 是由环氧氯丙烷与二酚基丙烷在苛性钠溶液中缩聚而成。呈琥 珀色、无毒、无味，能溶于丙酮、酒精的一种热塑性物质。常温下 呈胶稠状态，加热到50以上软化成流体。 . 固化剂 (Solider)： 凡能与环氧树脂起反应，使其固化的物质称为固化剂。环氧树 脂是一种热塑性物质，必须加入固化剂才能使之成为不熔的热固性 物质。一般常用乙二胺。,22,. 增塑剂(Plasticizer)： 凡能与环氧树脂起反应，增加环氧树脂粘结剂的柔韧性，提高冲击强 度和弯曲强度的物质称为增塑剂。常用的有邻苯二甲酸二

14、丁酯。 . 稀释剂 (Diluent)： 稀释剂的作用是降低粘结剂的粘度，便于浸润胶合表面，提高粘结力，便于操作和延长使用期。稀释剂有两种类型： 1) 活性稀释剂： 即含有环氧基或其它活性基团并参加反应的物质。如690活性溶剂 (即环氧丙烷苯基醚)。 2) 非活性稀释剂： 即不参加反应，而仅是机械混合的物质。如丙酮、苯等。 . 填料 (Sluffing)： 填料即填充料，它的作用是为了改善粘结剂的某一种机械物理性能， 减少环氧树脂的用量，降低粘结剂的成本。 耐磨石墨、二硫化钼；冲击韧性石棉纤维； 硬度铁粉、石英粉；耐热石棉。,23,2 环氧树脂粘结剂的性能（epoxy resin bouldi

15、ng） 1. 粘结力极强： 环氧树脂粘结剂除了对部分材料如氟塑料、聚氯乙烯、聚乙烯等之外，对其它金属和非金属材料的粘结力极强。 1) 弯曲强度：90120 MPa 2) 抗拉强度：6580 MPa 3) 剪切强度：1632 MPa 2. 耐腐蚀性能好： 固化后含有稳定的苯环和醚键及羟基。可抵抗一般 酸、碱的腐蚀和有机溶剂，如汽油、苯、丙酮等的浸蚀。 3. 耐热性低： 耐温80, 高于80软化。,24,3 环氧树脂粘结剂的粘结工艺及配方 . 粘结工艺 1) 表面处理：目的是清除粘结表面的锈、油和使表面粗糙以扩 大粘结面积。要求表面粗糙度为Ra2512.5左右。 2) 配粘结剂：环氧树脂+增塑剂+稀释剂+固化剂+填料。气温低 时可隔水加热。 3) 粘结： (a) 零件加热：先把零件加热到3040。 (b) 涂刷粘结剂：涂层厚度=0.1mm，适当加压，一般为0.1Ma 左右。 (c) 固化：室温（25）下自然固化24h即可使用。加速固化，先自 然固化45h后，再加热至5080，保温h，可加速固化。,25,2. 环氧树脂粘结剂的配方 （质量比） 1) 尾轴与螺旋桨粘结剂 611或634环氧树脂 100 邻苯二甲酸二丁脂 15 乙二胺 2) 零件补洞 6101环氧树脂 100 邻苯二甲酸二丁脂 15 多乙烯多胺 12-14 玻璃布 数层,1-环氧树脂粘结剂；2-螺旋桨；3-螺旋桨轴 图