ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ, РАБОТАЮЩИХ С РЕЗИНОВЫМИ УПЛОТНИТЕЛЬНЫМИ МАНЖЕТАМИ

Характерной особенностью работы радиальных манжетных уплотнительных устройств (ГОСТ 8752—61) является то, что узкая рабочая кромка резиновой манжеты (шириной менее 1 мм) скользит по поверхности вала, вызывая местный кольцевой износ его поверхности. В зависимости от условий работы узла износ поверхности (глубина канавки) достигает 1 мм и более. Рабочая кромка манжеты также изнашивается. Износ деталей приводит к нарушению работоспособности уплотнения, появлению течи масла и к возможности проникновения пыли внутрь уплотняемого агрегата.

Работоспособность уплотнений восстанавливается путем замены резиновой манжеты и наращивания изношенной поверхности вала до первоначальных размеров.

Типовая технология восстановления деталей машин, разработанная ГОСНИТИ, НИИ автомобильного транспорта, и другая официальная документация предусматривают восстановление изношенных поверхностей валов, работающих с резиновыми манжетами, самыми различными технологическими способами: ручной наплавкой, вибродуговой наплавкой, наплавкой в среде углекислого газа, электроимпульсным наращиванием, хромированием, осталиванием, нанесением полимеров и др. Ясно, что поверхности валов, восстановленные различными способами, обладают различными свойствами (твердостью, пористостью, смачиваемостью маслами, антифрикционными качествами и др.), а значит и различной долговечностью после ремонта узла.

Как показывает практика, некоторые указанные технологические процессы не удовлетворяют предъявляемым техническим требованиям. Так, вибродуговая наплавка и электроимпульсное наращивание не обеспечивают сплошность поверхности, полимерные покрытия ухудшают теплоотвод из зоны трения и при повышенной температуре размягчаются, поверхность, восстановленная осталиванием, плохо сопротивляется абразивному изнашиванию.

На кафедре ремонта машин ЧИМЭСХ проведена работа по* исследованию способов восстановления применительно к деталям, работающим в сопряжении с резиновыми манжетами.

Исследования производились на реальных сопряжениях вал— резиновая манжета на установке, позволяющей имитировать эксплуатационные условия: скорость скольжения, радиальное давление, эксцентриситет манжеты и биение вала, условие смазки и абразивиость среды.

Одним из основных факторов, влияющих на долговечность работы уплотнения, является коэффициент трения. В табл. 1 приведены значения коэффициентов трения сопряжений вал — манжета, когда поверхности валов восстановлены различными способами. При помощи тензоустройства определялся момент трения в сопряжении, а затем коэффициент трения по формуле:

где fTp— коэффициент трения; Мтр— момент трения; d — диаметр вала;

q — радиальная сила взаимодействия манжеты с валом, отнесенная к единице длины контакта кромки манжеты и вала.

Данные табл. 1 соответствуют следующим условиям работы уплотнения: удельная радиальная сила — 0,2 кг/см; диаметр вала 80 мм; скорость вращения— 1670 об/мин; смазка — дизельное масло Дп-11; температура масла — 100°С; класс чистоты обработки вала — 9.

При эксплуатации машины манжетное уплотнение работает в; условиях достаточного наличия смазки, однако в период запуска машины оно до нескольких минут может оставаться без смазки. Важно, чтобы в это время (при сухом трении) уплотнение работало без износа или повреждений. На рис. 1 показана зависимость нарастания температуры до критической в уплотнениях

без подачи смазки в сопряжение. Результаты исследований износостойкости валов и резиновых манжет, сопряженных с ними, применительно к условиям работы деталей в абразивной среде приведены на рис. 2.

Рис. Т. Изменение темпера-туры манжеты в зоне тре-Рие. 2. Относительный из-ния при работе сопряжения без смазки: нос вала и манжеты:

1 —вал из стали 45, закаленной до HRC 52; 2, 3, 4 —валы,1 —вал из стали 45, закален-нарашенные наплавкой под слоем флюса, износостойким хро-ной до HRC 52; 2, 3, 4—залы, мироваиием, электроконтактным напеканнем железным по-наращенные наплавкой пол рошком слоем флюса, износостойким

хромированием, электрокон-гактиым напеканнем железным порошком.

Выводы

1. При небольших износах деталей уплотнений, работающих в абразивной среде, наиболее целесообразным способом восстановления является износостойкое хромирование, при больших износах — наплавки под слоем флюса.

2. Изношенные детали уплотнений, работающие в безабразивной среде, можно восстанавливать способом электроконтакт ного напекания железным порошком.