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1、1 工程机械维修工程工程机械维修工程 复习资料复习资料第五章第五章 机械零件的修复技术与再制造机械零件的修复技术与再制造机械故障机械的某些部件和零件的工作能力丧失和工作性能低于规定的要求。机械故障的分类自然磨损故障、事故性故障。 按故障产生的具体原因，故障分类：1.零部件配合关系遭到破坏而引起的故障2.零部件相互位置精度遭到破坏引起的故障3.零部件间连接松动或脱开及某些部件缺乏及时的调整所造成的故障零件修复的任务是恢复有修复价值的损伤零件尺寸、几何形状和力学性能。零件修复的三种基本方法：1修理尺寸法对已磨损的零件进行机械加工，使其重新具有正确的几何形状（改变了原有尺寸） 。2名义尺寸修理法利用
2、堆焊、喷涂、电镀和粘接等方法增补磨损表面，再机械加工，恢复其名义尺寸、几何形状及表面粗糙度等。3通过特别修复技术改变零件的某些性能，或利用零件的金属塑性变形恢复零件磨损部分的尺寸和形状等等。旧件修复的特点：1零件品种较多，数量较少，甚至是单件生产，零件尺寸、结构复杂。2加工余量小，且有一定限制。原有基准损坏，定位复杂化，有时只进行局部加工。3工件硬度高，甚至要切削淬硬的金属，加之磨损与变形等，修理困难较大，加工技术要求较高。5.1.1 机械加工修复中应注意的问题定位基准与加工精度轴类零件的圆角表面粗糙度2零件的平衡修复中定位基准的选用应遵循的原则：基准重合原则选择设计基准作为定位基准；基准统一
3、原则在多道工序中采用一组可方便加工其他表面的基准来定位；均匀性原则以变形和磨损最小的基面作为定位基准，保证重要表面加工均匀。2. 轴类零件的圆角承受交变载荷的轴类零件，对应力集中很敏感，在形状和尺寸改变处应有圆角过渡。圆角处的最大应力比轴颈中部的应力大 24 倍。3零件的表面粗糙度改善措施：提高表面加工精度和光洁度，采用抛光或滚压。配合件的新尺寸，称为修理尺寸，修后配合尺寸改变了，但配合精度没有改变。修理尺寸确定原则：根据相配两零件中重要而复杂的零件确定。修理尺寸法的种类：1.标准尺寸修理法各级修理尺寸的间隔值为定值，修理尺寸和修理次数由国家或生产厂家统一规定，修理厂只修理配合件中的一个，另一
4、配件由配件厂统一供应。2.任意尺寸修理法修理尺寸的间隔值为变数，先加工主要配合件，不必达到一定的修理尺寸，再根据已加工好的零件尺寸更换或修复其配合件。5.1.3 附加零件法分类：镶套修复法；局部更换法。35.1.4 换位修理法将零件磨损（或损坏）部分翻转一定角度，利用零件未磨损（或未损坏）的部位恢复零件的工作能力。5.1.5 钳工加工修复1铰孔 ，2. 珩磨；3. 研磨；4 刮削；5钳工修补焊修可分为焊接、补焊与堆焊等。焊接和补焊又分为电焊、气焊与钎焊。4中碳钢焊接时易产生裂纹，裂纹有热裂纹、冷裂纹和热应力裂纹之分。铝合金的焊接特点及可焊性铝合金件焊修的难度要比其他材质大。气焊、碳弧焊、金属极
5、电弧焊及钨极氩弧焊都可以用来补焊铝合金铸件。5.2.5 堆焊 在零件表面堆敷一层金属，使零件得到一定尺寸或赋予工作表面一定的特殊性能。堆焊的方法：手工堆焊、埋弧堆焊、振动堆焊、等离子弧堆焊、火焰喷焊。2火焰喷焊将合金粉末加热后喷涂并熔化在零件上形成堆焊层的过程叫喷焊，使用氧-乙炔为火焰喷焊。火焰喷焊是金属喷涂和金属堆焊两种工艺的复合。克服了喷涂层结合强度低、硬度低等缺陷，同时使用高合金粉后，可使喷焊层具有一系列特殊性能。5.3 金属热喷涂修复（金属喷涂或金属喷镀）热喷涂是用高速气流将已被热源熔化的粉末材料或线材吹成雾状，喷射到零件表面上，形成一层覆盖物的修复工艺。5.3.1 几种金属喷涂的原理
6、电弧喷涂氧乙炔火焰喷涂等离子喷涂3等离子喷涂 通过气体把金属粉末送入高温射流而实现喷涂的。1 喷涂层的形成过程喷涂层由金属颗粒、氧化物、氮化物和孔隙组成。2.2 喷涂层的性能喷涂层硬度 喷涂层的硬度高于所用金属丝的硬度，喷涂层的耐磨性 喷涂层较高硬度和较好的适油性能，使涂层具有较好的耐磨性。但在干摩擦条件下，喷涂层的耐磨性很差。喷涂层对零件疲劳强度的影响 喷涂前零件的表面准备及涂层内存在的残余拉应力会对疲劳强度产生一定影响，应注意选择对零件疲劳强度影响不大的表面粗糙方法。喷涂层的机械强度 喷涂层的非金属熔合型结构使其机械强度较低，钢质喷涂层的抗拉强度极限为 150250MPa（等离子涂层最高）
7、 。5.3.2 喷涂工艺喷涂或喷焊工艺过程包括：表面准备、喷涂及喷涂后加工。55.5.1 零件的压力加工修复法按外力作用方向和零件变形方向可分为：墩粗、压延、胀大、缩小、校正、滚压和挤伸等。校正方法：压力校正、火焰校正和敲击校正。1压力校正 2火焰校正 是用气焊炬迅速加热工件弯曲的某一点或几点，再急剧冷却。6零件的表面处理使零件的工作表面经较理想的表面强化、处理工艺，大大提高零件的强度、硬度、耐磨性和抗疲劳性。冷作强化利用金属的塑性特点，在一定条件下使金属表面在外力作用下产生塑性变形和表层组织结构的改变而不破坏金属整体形状的加工方法。1滚压强化用很硬的滚子对零件表面滚压，使零件形成紧密的冷作硬
8、化层，并降低零件的表面粗糙度。2挤压强化利用挤刀或钢球等挤压工具，对工件表面施加一定力，使其产生塑性变形，表层产生冷硬或残余应力，提高硬度和强度。3射丸强化 包括喷丸和抛丸，喷丸用 400500kpa 的压缩空气，将小铁丸高速喷向零件表面；抛丸用旋转的圆盘将小铁丸抛向零件表面，使表面冷作硬化，产生残余压缩应力，提高疲劳强度。4敲击强化 ；5水流喷射强化电火花表面强化工艺通过电火花的放电作用把一种导电材料涂敷熔渗到另一种导电材料的表面，从而改变后者表面的性能。1离子氮碳共渗电接触加热表面淬火利用接触电阻加热工件表面，靠工件自身的热传导或水冷却，使表面局部淬火。5.7.1 零件修复方法选择的原则选
9、择原则：修出的零件必须满足使用要求，质量可靠、经济合算、技术先进、工艺合7理。5.7.2 选择修复工艺时应考虑的因素同一性原则对一个零件不同的损坏部位所选用的修复方法应尽可能少。耐用性系数：修复件的寿命至少要达到新件的 80%，对拆卸困难或使用寿命决定整个总成使用寿命的重要零件，寿命要求最少与新品相同。多处损伤的机械零件全面修复的方案按下述原则合并：同一性原则；避免各修复工艺之间的相互不良影响（例如热影响） ；尽量采用简便而又能保证质量的工艺。第六章第六章 典型零件的修复典型零件的修复基础件指装配其他各种零件、组合件及总成的零件。基础件常见的缺陷及产生的原因 1变形；2裂纹；3轴承座孔、安装面
10、及配合表面的磨损；4螺栓孔的损坏轴承座孔的检测与修复检测：用内径百分表测量其圆度和圆柱度；缸体上平面平面度的检测测微法 用固定和可调支承调整被测表面上最远三点使其距平板等高；用带百分表的测量架对被测表面进行测量，百分表最大与最小读数的差值为其平面度误差。平尺拖表法 将平尺放在被测平面上，保持表座两个条状平面与平尺紧密贴合，沿平尺滑动表座，在工字平尺处于不同方向和部位时，百分表的最大跳动量即为被测平面的平面度误差。8（3）基础件裂纹的修复修理方法：粘接、焊接和螺钉填补等。对破洞和裂纹集中部位，也可采用螺钉固定补板，破洞和裂纹间涂以环氧树脂以保持其密封。3基础件整形修复中应注意的几个问题（1）加工
11、余量 基础件整形加工最突出的困难是允许加工余量特别小（0.21.0mm)。（2）定位基准 基础件变形后，原来的定位基准不能使用，首先以关键轴线作为基准修复定位基准，然后修复各个表面。6.2.1 曲轴常见的缺陷1主轴颈与连杆轴颈的磨损圆度和圆柱度误差超限。2轴颈表面产生的缺陷 轴颈烧伤；轴颈表面划痕。3曲轴的裂纹与折断 4曲轴的弯曲与扭曲原因：发动机超负荷、超速工作。曲轴连杆组不平衡引起发动机振动，或配合间隙过大引起冲击载荷。起动过猛或突然加载，爆燃引起超负荷。烧瓦抱轴、飞车、打碎活塞及连杆折断等引起的集中负荷。5曲轴的其他缺陷 6.2.2 曲轴的检验1轴颈磨损的检测9圆柱度和圆度：用外径千分尺
12、测量。2各轴颈同轴度误差的测量 修复后的曲轴，各主轴颈同轴度误差不得超过 0.05mm。 3曲轴的弯曲检测4连杆轴颈与主轴颈平行度误差的测量5曲轴扭曲的测量6曲轴回转半径的测量6.2.3 曲轴的校正1冷压校直 用衬有铜垫的V 形支架将两端主轴颈支撑在 20t 压床上，在弯曲的反方向对主轴颈加压。2表面敲击校直（冷作） 用手锤或气锤敲击曲柄臂表面，由于冷作产生残余应力，使曲柄臂变形，曲轴轴线位移。3火焰校直4组合式曲轴的校直101曲轴轴颈的修磨顺序：先弯扭校正，后修整正时齿轮与飞轮轴颈，最后修磨主轴颈和连杆轴颈。（1）定位基准的选择 修磨曲轴采用的定位基准有：飞轮凸缘外表面；正时齿轮轴颈；后端滚
13、动轴承座孔、曲轴前端中心孔等。不得用回油螺纹和油封轴颈表面。（2）轴颈的修磨在专用曲轴磨床上先磨主轴颈，后磨连杆轴颈，从磨损最严重的轴颈开始磨削，保证轴颈表面淬火层不退火，轴颈表面不产生裂纹。磨削曲轴时砂轮的圆角要适当；粗磨采用切入进给法；精磨采用纵向进给法。气缸磨损：主要是粘着磨损和腐蚀磨损。气缸套磨损的程度是决定发动机是否需要大修或小修的主要依据。1缸套磨损的特点轴向磨损： 气缸工作表面 磨损是上大下小，当活塞在上止点时，第一道活塞环相对应的缸壁磨损最大。周向磨损： 气缸沿圆周方向磨损形成不规则的椭圆形，各向的磨损量相差 35 倍，最大磨损区在气缸沿纵断面磨损最大的截面上。（3）气缸产生拉
14、缸影响拉缸的因素：在磨合时，由于工作面干摩擦即以大负荷工作，微观接触应力过大产生塑性变形，形成局部高温与过热；活塞与缸套间热配合间隙过小；润滑油不足或油环刮油能力过强，滑动面间缺油；缸套加工时，珩磨头过钝，将基体金属挤压到石墨片脉床上，形成“覆盖薄皮层”，使表面贮油性与磨合性变坏；缸套材料、活塞环材料相同或相近。缸套上支承面处裂纹：缸套高出缸体上平面过多、缸垫过薄、缸盖螺母过紧，缸套支承面与外定位圆柱面不垂直等。（1）缸套的检查缸套的测量位置位置 I-I第一道气环 上止点所对应的位置； 位置-缸套的中部 ；11位置-下面一道 油环下止点所对应的位置。纵向平行曲轴（顺曲轴）方向 A-A ；横向垂
15、直曲轴（横曲轴）方向 B-B。气缸与活塞的间隙：活塞在上止点时，活塞裙部下端对应的缸壁间隙（相当于位置） 。测量方法1)根据气缸公称直径（或修理尺寸） ，选用适当长度的可换测头，使测头自由状态下的长度大于气缸公称直径 0.5lmm。2)将外径百分尺调到缸套公称直径（或修理尺寸）并固定。将内径百分表测头两端置于外径百分尺测杆内，使其压缩至公称直径，转动百分表圈，使“0”刻线对准大指针。3)将缸套内表面擦净，内径 百分表放入气缸时稍微倾斜，再使内径百分表测头与缸壁垂直，并缓慢地左右摆动，最小读数为该位置气缸内径的偏差。4)测量上下不同位置，可得气缸的圆柱度。测量同一横断面上不同方向，可测得气缸圆度。4缸套的加工修理修理间隔尺寸：柴油机为0.50mm、0.75mm 或 1mm。珩磨是一种高精度的加工方法，加工工具是带有砂条的珩头。珩磨头旋转并上下往复运动。以缸套定位，并与主轴挠性联结。2轴的部分修复内容中心孔损坏 12弯曲 可采用冷校直和热校直。圆角磨伤 磨损 轴颈磨损变成椭圆形或锥形，视磨损程度不同选用镶套、镀铬和镀铁、电刷镀、堆焊、热喷涂、粘接等。裂纹和断裂；花键磨损；其他。6.3.3 齿轮的修复齿轮失效
