Arbres

Les principaux défauts des arbres des pompes centrifuges sont la déflexion, l'usure des cols, des rainures de clavette et des filetages. Les accidents avec des arbres de pompe lors du pompage de pétrole et de produits pétroliers entraînent de graves conséquences, de sorte que le choix des matériaux, la technologie de fabrication et la réparation des arbres doivent être abordés très sérieusement.

La distorsion de l'arbre se produit généralement à la suite d'une défaillance des roulements ou de l'accrochage des pièces du rotor contre les pièces fixes de la pompe.

Le frottement du rotor est possible en raison de l'usure des paliers lisses ou d'un mauvais alignement radial et axial de celui-ci dans le boîtier, à la suite de quoi l'écart entre les pièces rotatives du rotor et les pièces non rotatives du boîtier est mal réparti. Si ces défauts sont détectés, il est nécessaire de recentrer le rotor pour ramener les entrefers aux dimensions normales.

Les tourillons d'arbre s'usent principalement en raison de la pénétration d'impuretés mécaniques dans l'ensemble de roulement, ainsi que d'une lubrification médiocre ou insuffisante. Le col de l'arbre est produit de manière inégale et la propreté de la surface est perdue.

Les filetages et les rainures de clavette s'usent à la suite de démontages et de montages répétés dus aux contraintes mécaniques.

La méthode et la technologie de réparation de l'arbre dans chaque cas spécifique dépendent de la nature et de la taille du défaut, ainsi que de l'équipement technique de la base de réparation. Les arbres courbés se redressent mécaniquement à froid ou lorsqu'ils sont chauffés. La première méthode est simple et permet d'obtenir une précision suffisante, cependant, dans ce cas, des surtensions se produisent dans certaines sections de l'arbre, ce qui réduit sensiblement sa résistance à la fatigue. L'édition se fait à l'aide d'une presse ou d'un jack.

Pour le dressage thermique, l'arbre est installé au centre du tour avec le renflement vers le haut. La section du puits la plus courbée est recouverte d'une feuille d'amiante, qui comporte une fenêtre pour chauffer la section défectueuse. Le chauffage à l'aide de brûleurs est effectué de manière intensive jusqu'à une température de 500 à 5 500 ° C (la zone chauffée doit prendre une teinte rouge foncé à peine perceptible). L'endroit chauffé de l'arbre est recouvert d'amiante pour éviter le durcissement. Si après cela l'arbre n'est pas redressé, il est réchauffé.

A la fin du dressage de l'arbre, il doit être recuit pour éliminer les contraintes résiduelles. Le recuit est effectué par des brûleurs, chauffant uniformément l'arbre sur toute sa longueur. En même temps, il doit tourner à une fréquence de 15 à 20 tr/min. Après l'arrêt du chauffage, l'arbre doit être tourné jusqu'à ce qu'il refroidisse complètement.

L'arbre peut être utilisé si son faux-rond n'est pas supérieur à 0,015 mm. Les tourillons d'arbre usés sont usinés dans tour avec meulage ultérieur d'une tête de meulage portative montée sur un support de tour, ou simplement meulage lorsque l'endommagement du col de l'arbre n'est pas important et que la couche de métal à enlever n'excède pas 0,4 mm. Cette méthode de réparation peut être appliquée jusqu'à ce que la taille de réparation du diamètre du tourillon d'arbre diminue de plus de 5 % du diamètre nominal du tourillon.

Une forte usure des tourillons d'arbre ou la nécessité de les remettre aux cotes nominales nécessite l'utilisation de procédés d'application de métaux sur la surface usée, qui peut se faire par surfaçage ou métallisation.

La surface de l'arbre est prétraitée sur un tour, éliminant les copeaux à une profondeur telle que toute la surface à déposer est usinée. Ceci permet d'assurer de bonnes conditions de surfaçage et de conserver la même épaisseur de la couche déposée. Le rechargement peut être fait à la main, mais lors de l'utilisation d'une machine, une plus grande uniformité et haute qualité couche déposée.

Les billes de métal déposé peuvent être dirigées le long de l'axe de l'arbre ou en spirale. Avec le revêtement en spirale, la distorsion de l'arbre est réduite au minimum. Dans le soudage en spirale, l'arbre soudé tourne lentement au centre d'un tour, sur le support duquel une tête de soudage automatique est installée. Le surfaçage est réalisé sous une couche de flux.

Le procédé de métallisation consiste à faire fondre la matière pulvérisée par aspersion d'un jet d'air comprimé ou de gaz et dépôt à la surface des produits par impact et déformation des particules. Selon la source de chaleur utilisée, on distingue la métallisation gaz, arc électrique haute fréquence, creuset et plasma. Le matériau à pulvériser peut être appliqué sous forme de fil, de bande ou de poudre. Les plus répandus sont les métalliseurs à arc électrique et à fil de gaz.

La métallisation n'entraîne pas de déformation de la pièce restaurée. Pour obtenir une bonne adhérence de la couche métallique appliquée, il est important de bien la préparer. Il consiste à nettoyer la surface de l'arbre de la saleté, de l'huile, des oxydes et à créer une surface rugueuse.

Après avoir appliqué du métal de quelque manière que ce soit sur les surfaces usées du col de l'arbre, celles-ci sont usinées et rectifiées, en rétablissant le diamètre nominal, en tenant compte des tolérances conformément aux exigences techniques.

Dans le cas d'entailles sur le filetage, l'arbre est installé au centre du tour et le filetage est restauré avec une fraise. En cas d'endommagement important du filetage, la section de l'arbre avec le filetage est usinée à sa base et soudée aux dimensions appropriées. Ensuite, la zone déposée est usinée et le fil est coupé.

Les rainures de clavette usées sur les arbres sont restaurées de plusieurs manières. Si la connexion de clé ne doit pas fixer la position de la pièce par rapport à l'arbre, la rainure de clavette usée est laissée, après avoir préalablement nettoyé ses arêtes vives, et marquée à un certain angle par rapport à l'ancienne rainure, puis la nouvelle rainure est fraisée selon l'original dimensions.

Si la connexion de clé est strictement fixée, il est nécessaire de restaurer la rainure usée. Ceci est généralement réalisé par soudage à l'arc électrique des bords froissés ou en soudant complètement la rainure de clavette. Une nouvelle rainure est marquée et fraisée à l'endroit du surfaçage.

Le rechargement nécessite pré-formation surfaces soudées. Ils doivent être exempts de corrosion et dégraissés. Le matériau de l'électrode est choisi en fonction de la qualité du métal de base.

Le matériau déposé a une dureté accrue, ce qui complique grandement le traitement. Par conséquent, ils ont parfois recours à l'élargissement de la rainure usée, en augmentant sa taille des deux côtés de l'axe longitudinal. La plus grande expansion de la rainure ne doit pas dépasser 15 % de la largeur d'origine. Une clé est fabriquée en fonction de la taille de la nouvelle rainure, et la rainure de la nouvelle clé est élargie sur la pièce d'accouplement ou la clé est rendue étagée.

En cas de défauts graves de l'arbre - fissures dans le corps de l'arbre, impossibilité de corriger la déviation de la manière ci-dessus, restauration répétée des cols et des filetages, ainsi que des rainures de clavette - il est remplacé par un neuf.

Habillage métallique- une opération par laquelle les irrégularités, courbures ou autres imperfections de la forme des flans sont éliminées. Le redressage du métal est le redressement du métal par l'action d'une pression sur n'importe quelle partie de celui-ci, que cette pression soit produite par une presse ou par des coups de marteau (redressage). L'édition est utilisée lors de la déformation de la forme des pièces, par exemple lors du pliage et de la torsion d'arbres, d'essieux, de bielles, de cadres; avec des bosses et des déformations de pièces à parois minces. Selon le degré de déformation et les dimensions de la pièce, elles sont corrigées avec ou sans chauffage. Ils redressent les tôles d'acier, les tôles de métaux non ferreux et leurs alliages, les feuillards d'acier, les barres, les tuyaux, les fils, les carrés d'acier, les cercles d'acier, ainsi que les structures soudées en métal. Le métal est gouverné aussi bien à froid qu'à chaud. Le montage joue un grand rôle dans la restauration des parties inutilisables des équipements. Une édition correctement appliquée peut restaurer complètement la pièce, lui redonnant ses qualités d'origine. Le montage peut être réalisé à froid, avec chauffage et par action thermique. Le travail des métaux à une température inférieure à la température de recristallisation est appelé travail à froid, et à une température plus élevée, il est appelé travail à chaud.

Le montage par la méthode à froid repose sur une action mécanique qui provoque une déformation plastique du métal. Le montage des pièces en tôle est réalisé par la méthode à froid manuellement ou sur des machines. Avec le dressage manuel, une tôle est percée sur une plaque plate ou des enclumes à l'aide d'un outil à main ou d'un marteau pneumatique avec un burin spécial. Le redressage à la machine des pièces en tôle est effectué par laminage et étirage. Le montage par laminage est effectué sur des redresseuses à rouleaux (Fig. 1). Le redressage par étirage est effectué sur des machines de redressement par étirage, composées d'une table à rouleaux et d'un vérin hydraulique à double effet avec des pinces mobiles, dans lesquelles la pièce en tôle est serrée. Avec une augmentation de la pression dans le vérin hydraulique, les pinces s'écartent et créent des contraintes de traction dans les fibres raccourcies de la feuille fixe, atteignant la limite d'élasticité du matériau. À la suite de l'étirement plastique des fibres raccourcies du matériau, la partie en feuille est redressée. Dans certains cas, le montage des pièces en tôle est réalisé par pliage transversal sur une presse hydraulique par pressage successif du poinçon. Panneaux soudés ayant subi des déformations par retrait soudures, règle de la même manière que les pièces en tôle.

Riz. une.

L'édition de pièces en acier profilé est réalisée par la méthode à froid - laminage sur des machines à rouleaux, étirage sur des machines à étirer, ainsi que pliage transversal sur des presses à cintrer horizontales et hydrauliques. Le redressement des poutres en T soudées, des cadres présentant des déformations de soudage inacceptables est effectué par une méthode à froid similaire au redressement des pièces laminées profilées, ainsi que par une méthode thermique.

Le dressage à froid d'un certain nombre de pièces est une opération laborieuse, au cours de laquelle il est nécessaire de contrôler l'efficacité de son application. Par conséquent, en plus des équipements et des outils de contrôle conventionnels (presses hydrauliques, indicateurs), des supports et des montages spéciaux sont de plus en plus utilisés pour effectuer des réglages et des contrôles complets de la pièce en cours d'utilisation.

Le redressage à froid n'affecte pas la structure du métal, car il contribue en fait à réduire les contraintes internes du matériau. Cela le distingue considérablement des méthodes de redressage à chaud, lorsque le matériau est soumis à un chauffage aux températures de la transformation structurelle du métal et l'endommage ainsi. Cependant, lors d'un redressage sans chauffage, des contraintes internes importantes subsistent dans les pièces en acier. En conséquence, après l'édition, ils reprennent progressivement leur forme d'origine. Pour soulager les contraintes internes après redressage à froid, la pièce doit être stabilisée, c'est-à-dire maintenue à une température de 400... 450°C pendant environ 1 heure ou à une température de 250... 300°C pendant plusieurs heures.

Inconvénients du redressage mécanique à froid : risque de jeu, diminution de la résistance à la fatigue et de la capacité portante de la pièce. Le danger d'action inverse est causé par l'apparition de contraintes internes déséquilibrées qui, au fil du temps, en s'équilibrant, entraînent une déformation volumétrique de la pièce. La détérioration de la résistance à la fatigue des pièces se produit en raison de la formation d'endroits avec des contraintes de traction dans ses couches de surface, et la diminution de la résistance à la fatigue atteint 15 ... 40%.

Pour améliorer la qualité du redressage à froid, les méthodes suivantes sont utilisées : maintien prolongé de la pièce sous pression ; double montage de la pièce, qui consiste en un cintrage initial de la pièce, suivi d'un montage en verso; stabilisation du redressage de la pièce par un traitement thermique ultérieur. La dernière méthode donne meilleurs scores, mais lorsqu'il est chauffé, il peut y avoir un risque de violer le traitement thermique de la pièce, de plus, il est plus cher que les deux premiers.

Redressement à froid des arbres

Lors du fonctionnement des machines, les arbres présentent des défauts : flexion ; usure des surfaces de travail; dommages aux filets, aux rainures de clavette et aux cannelures. La flexion des arbres est déterminée dans les centres du tour, des dispositifs spéciaux ou sur des prismes à l'aide de crémaillères avec indicateurs (Fig. 2).

Riz. 2.

La flexion des arbres est éliminée par montage : à froid ou à chaud. Le lissage à froid est réalisé sous pression. Il convient de garder à l'esprit que lors du redressage à froid, du fait de l'apparition de l'écrouissage, des contraintes internes apparaissent dans le métal, dont la valeur est d'autant plus élevée que la déformation lors du redressage est importante. De plus, lors du dressage à froid, la forme requise de la tige n'est pas toujours conservée (les tiges peuvent reprendre leur forme déformée). Par conséquent, après le lissage à froid, il est recommandé de chauffer les rouleaux jusqu'à 400…450 °C, de maintenir pendant 1 heure et de refroidir lentement.

Montage selon la méthode Buravtsev . Cela s'appelait "lissage à froid élément par élément". Dans le processus de redressement selon la méthode Buravtsev, une presse est également utilisée (Fig. 3). Le savoir-faire consiste en un dispositif spécial, à l'aide duquel la couche superficielle du tourillon d'arbre est déformée plastiquement de sorte qu'au lieu des contraintes de traction habituelles, des contraintes de compression y sont créées. Le filet n'est pas affecté dans ce cas, ce qui signifie que la résistance à la fatigue du vilebrequin après redressement non seulement ne diminue pas, mais augmente même. De plus, après avoir éliminé les lacunes des méthodes précédemment connues, le redressage à froid élément par élément vous permet de restaurer tous les vilebrequins (en fonte et en acier) de tous les moteurs (des motos aux excavatrices) qui ont presque n'importe quelle déviation. Dans le même temps, la précision de l'édition est très élevée. Par exemple, il est possible de prévoir un faux-rond mutuel des tourillons principaux de 0,01 mm avec un faux-rond initial supérieur à 1 mm.

Riz. 3.

Au fil des années d'utilisation de la méthode de redressement élément par élément dans la pratique, des informations factuelles se sont accumulées sur le «destin» ultérieur des vilebrequins redressés des voitures nationales et étrangères, y compris les camions et les bus. Les statistiques ont montré que ces vilebrequins ne reviennent pas à un état plié avec le temps. Il n'y a eu aucune plainte liée à la rupture des arbres, ce qui indique indirectement leur grande résistance à la fatigue.

Trempe des arbres . La méthode convient au redressement des vilebrequins dont le faux-rond ne dépasse pas 0,03 ... 0,05% de la longueur de l'arbre. Il est produit en durcissant les joues avec un marteau pneumatique à tête spéciale. Le vilebrequin est placé sur les prismes avec les tourillons principaux supérieurs ou installé dans les centres. La durée du pansement et la profondeur d'écrouissage (déformation de la joue) dépendent de la force et du nombre de coups par unité de temps. Au même endroit, il n'est pas recommandé de faire plus de trois ou quatre coups ; le contrôle de l'efficacité du montage est effectué en mesurant le faux-rond de l'arbre. Les côtés intérieur et extérieur des joues (du côté du tourillon de bielle) sont soumis à un durcissement, en fonction de la direction du faux-rond de l'arbre. Le durcissement des joues du vilebrequin ne réduit pas sa résistance à la fatigue.

Redressement à chaud du métal

Cette méthode d'édition est universelle. Elle est réalisée à l'aide de moyens de chauffage classiques et permet de redresser avec une grande précision des pièces de configurations diverses. L'un des avantages de cette méthode est qu'elle permet de redresser des pièces en fonte qu'il est quasiment impossible de redresser autrement. Si nécessaire, le processus peut être effectué de manière à ce que la correction de l'axe de la pièce se produise lentement et soit mesurée en dixièmes et centièmes de millimètre. L'action thermique peut être utilisée pour redresser des pièces de grande section, ce qui est particulièrement précieux en l'absence d'équipement de pressage suffisamment puissant dans l'entreprise.

Dans le dressage à chaud, l'alignement résulte de la création de contraintes de retrait. Ce phénomène s'explique par le fait que la partie chauffée, en raison de l'augmentation de la température, tente de se dilater et que la zone qui l'entoure contrecarre cela. Dans ce cas, la partie chauffée du métal est déformée plastiquement. Une fois les irrégularités réglées, la pièce chauffée se refroidit et les contraintes de traction créées contribuent au nivellement du métal. Le lissage est d'autant plus efficace, plus le processus de chauffage et de refroidissement est rapide et plus la bande chauffée est étroite. Dans le même temps, une bande chauffante trop étroite provoque des fissures dans le matériau.

Un détail tel qu'un arbre ou un axe de section circulaire ou une poutre de section rectangulaire, soumis à un montage, est posé sur deux supports ou placé au centre avec un renflement vers le haut. Un indicateur est placé sous le point de plus grande concavité, selon les indications dont le déroulement du processus est contrôlé. Le chauffage est généralement effectué avec une torche de soudage (sa puissance est choisie en fonction de la section de la pièce), l'endroit de la plus forte inflexion est limité par des superpositions. Si un chauffage unique ne suffit pas pour obtenir la rectitude souhaitée, l'opération est répétée en chauffant la zone située à côté de celle d'origine. Il n'est pas recommandé de chauffer deux fois le même endroit. Par exemple, vous voulez redresser la broche fraiseuse, qui est plié à une déflexion de 0,2 mm. Le montage est effectué sur un tour. La broche corrigée est fixée dans le mandrin et la lunette. Pour redresser, la pièce est chauffée au point de plus grande convexité, suivie d'un refroidissement à l'eau courante. Le lieu de chauffage est limité par un bouclier spécial en feuille d'amiante humidifiée avec de l'eau. Par chauffage suivi d'un refroidissement, l'axe de la broche peut être redressé à une rectitude de 0,01 ... 0,02 mm.

Les pièces en tôle d'acier sont corrigées selon la même méthode, en les posant sur une plaque pour plus de commodité (Fig. 2.4). Selon l'ajustement de la pièce à la plaque, le déroulement du processus de redressement est déterminé. Le chauffage est effectué jusqu'à une température de 800 ... 900 ° C, mais pas supérieure à 1000 ° C. La température de chauffage peut être déterminée par la couleur rouge cerise de la pièce. Le refroidissement peut être intensifié en soufflant de l'air comprimé sur la zone chauffée ou en l'humidifiant avec de l'eau. Le moment du début du refroidissement doit être choisi de manière à ne pas durcir la pièce.

Riz. quatre. Redressement thermique de tôles d'acier

De bons résultats sont obtenus par le dressage thermique des tables courbes des machines de fraisage, de rabotage, de meulage et autres. Pour le montage, la table est placée sur la plaque avec les guides vers le bas. Sur la surface de travail de la table, une ligne est appliquée avec de la craie à travers la table contre l'endroit de la plus grande convexité et la bande est chauffée le long de la ligne appliquée. Si cette opération est effectuée sur une plaque, les résultats de dressage sont contrôlés par l'écart entre les guides de table et la plaque, ainsi qu'au moyen d'un indicateur.

Méthode de pansement thermomécanique . Il diffère du thermique en ce qu'avant le début du chauffage de la section d'arbre, installée avec le côté convexe vers le haut, des contraintes élastiques y sont créées en utilisant une pression mécanique, par exemple avec une pince. Le dispositif de pression est installé à proximité du lieu de chauffage, à côté du point de plus grande déviation. Avant de démarrer le chauffage, ce dispositif plie l'arbre dans le sens opposé à la déviation initiale. La valeur de la déformation de l'arbre lors de sa flexion est contrôlée par un dispositif de pression utilisant des indicateurs. Lorsqu'il est chauffé, l'arbre a tendance à se plier vers le haut; En rencontrant une résistance supplémentaire à la suite de cela, le matériau à l'endroit du chauffage passe la limite d'élasticité plus tôt qu'avec un redressage purement thermique.

Méthode de relaxation du stress réside dans le fait que l'arbre dans la zone de sa courbure maximale est soumis à un chauffage sur toute la circonférence et sur toute la profondeur de toute la section à une température de 600 ... 650 ° C. L'échauffement se produit lorsque l'arbre tourne à basse vitesse. Après avoir été maintenu à la température spécifiée pendant plusieurs heures, l'arbre est installé avec une déviation vers le haut et immédiatement sur la section chauffée de l'arbre à l'aide de dispositif spécial la pression est appliquée dans le sens opposé à la déviation. La pression est produite pour créer une petite contrainte dans le matériau de l'arbre chauffé (déformation élastique). Le temps pendant lequel l'arbre chauffé est maintenu dans un état contraint doit être suffisant pour que la partie nécessaire de la déformation élastique passe en déformation plastique sous l'action de la charge et de la température élevée. Le principal avantage de la méthode de redressement basée sur le phénomène de relaxation des contraintes est le redressement de l'arbre, assurant la stabilité de la forme lors de la poursuite de l'opération. Dans le même temps, pendant le processus de redressement, effectué à des contraintes nettement inférieures à la limite d'élasticité, aucune contrainte interne dangereuse n'apparaît.

Les dommages aux roulements des moteurs électriques dans les cas les plus graves s'accompagnent d'une courbure de l'arbre du rotor. La distorsion de l'arbre est causée par le fait que lorsqu'un roulement tombe en panne en raison d'un affaissement ou d'une forte vibration du rotor, l'arbre en rotation touche le joint du roulement. Au premier instant, l'arbre touche le joint d'un côté. Cela conduit à un échauffement unilatéral de l'arbre, ce qui provoque une dilatation des couches externes du métal à l'endroit du chauffage et de la flexion de l'arbre, avec sa convexité tournée vers le contact. L'apparition d'un coude, à son tour, augmente le frottement et l'échauffement local de l'arbre. La vibration du rotor est intensifiée. La courbure de l'arbre augmente. Si le moteur électrique n'est pas éteint par le personnel, le barillet du rotor touchera inévitablement le stator, ce qui endommagera le fer et l'enroulement du stator et déconnectera le moteur électrique de la protection.

Si le frottement n'était pas fort ET pas long, alors après refroidissement, l'arbre peut se redresser, ou la courbure résiduelle sera insignifiante. Pour un fort pâturage, la courbure résiduelle sera importante.

Dans certains cas, une distorsion de l'arbre se produit à la suite de l'échauffement de l'arbre dû à la rotation de la bague intérieure du roulement sur celui-ci.

Pour déterminer l'amplitude de la courbure de l'arbre, le rotor est monté sur un tour de sorte que la flèche des cols aux extrémités de l'arbre ne dépasse pas 0,02-0,03 mm selon l'indicateur. Ensuite, la rupture de l'arbre est vérifiée avec un indicateur près du lieu de son chauffage et aux endroits d'un changement progressif de son diamètre. La bataille du barillet du rotor près des deux extrémités est également vérifiée. Lors de la mesure, les points du cercle sur l'arbre sont déterminés et marqués, donnant la plus grande déviation de l'aiguille indicatrice. La plus grande déviation dans le sens des aiguilles d'une montre du pointeur indicateur correspond à la convexité maximale de l'arbre, et la plus grande déviation dans le sens antihoraire correspond à la cavité maximale de l'arbre dans cette section.

Pour les rotors avec une vitesse de rotation de 3 000 tr/min, une courbure d'arbre jusqu'à 0,03 mm est autorisée, c'est-à-dire qu'une rupture d'arbre selon l'indicateur est autorisée jusqu'à 0,06 mm. Pour les rotors avec une vitesse de rotation de 1 500 tr/min et moins, la rupture d'arbre selon l'indicateur est autorisée jusqu'à 0,10 mm.

Avec de petites déformations de l'arbre (jusqu'à 0,12 mm dans les moteurs électriques avec une vitesse de rotation de 3 000 tr/min), dans certains cas, au lieu de se redresser, il est possible de limiter le rotor à l'équilibrage. Avec des déformations d'arbre supérieures à 0,12 mm, les jeux dans les joints de roulement peuvent être insuffisants et il n'est pas recommandé de les augmenter. L'équilibrage peut être entravé par l'incapacité de placer un poids suffisant sur le rotor. La bataille du barillet du rotor - et c'est peut-être la plus importante - peut conduire à une asymétrie inacceptable dans l'entrefer entre le rotor et le stator. Parfois, la bataille du barillet du rotor est éliminée en le tournant. Mais en même temps, le diamètre du barillet du rotor diminue, l'entrefer entre le rotor et le stator augmente, le courant à vide augmente et le couple de démarrage diminue. Par conséquent, il ne faut pas recourir à la rainure du barillet du rotor.

L'arbre peut être redressé par chauffage local, mécaniquement ou thermomécaniquement. Avec un chauffage local, l'arbre est redressé en le chauffant du côté convexe.

En raison du diamètre relativement faible des arbres des moteurs électriques, il n'est pas toujours possible de les redresser à l'aide d'un chauffage local sans utiliser de pression mécanique à courbure importante. Pour la pression mécanique, il faut réaliser un cadre avec des chèvres et un dispositif de pression, ce qui complique le montage.

Par conséquent, il est plus opportun de redresser mécaniquement les arbres des moteurs électriques.

Redressement mécanique de l'arbre. Le rotor dans ce cas est installé de sorte que le côté concave de l'arbre soit orienté vers le haut. Une poutre ou un autre support rigide est placé sous l'arbre à l'endroit de sa déflexion maximale.

L'arbre est corrigé en le rivetant à l'aide d'une chasse à l'endroit de la flexion maximale, du côté concave. Lors du rivetage, les couches extérieures du métal se dilatent et font plier l'arbre dans la direction opposée à la courbure d'origine, c'est-à-dire le redresser.

Pendant le durcissement, la surface de l'arbre perd sa forme cylindrique et devient bosselée. Il est inacceptable de corriger la surface avec une rainure, car les couches durcies seront supprimées et l'arbre reviendra à sa position précédente. Par conséquent, le durcissement ne peut pas être effectué sur les tourillons de travail de l'arbre et aux emplacements des joints de roulement. Pour ce faire, les sections non travaillantes de l'arbre les plus proches du lieu de courbure maximale sont sélectionnées, de préférence aux points de transition d'une section de l'arbre à l'autre.

La chasse est faite à partir d'un ciseau en meulant son extrémité pointue, comme illustré à la Fig. 36. Les bords du côté fonctionnel de la monnaie sont arrondis.

Le durcissement commence à partir du point supérieur de l'arbre et déplace progressivement les coups le long de la circonférence d'un côté ou de l'autre à partir du point supérieur. Le durcissement doit occuper un tiers de la circonférence. Si le durcissement le long d'un cercle ne redresse pas complètement l'arbre, alors, après avoir reculé le long de l'axe de l'arbre de 10-15 mm, le durcissement à froid est effectué le long d'un nouveau cercle.

Vous devez vérifier périodiquement les résultats de l'édition avec l'indicateur. Il est conseillé d'éditer par rivetage après avoir reçu un petit, mais admissible flexion de l'arbre à partir d'une ligne droite dans la direction opposée à la courbure d'origine.

Redressement d'arbre par méthode thermomécanique. Contrairement au redressement par chauffage local, avec cette méthode, l'arbre est chauffé sur toute la circonférence et sur toute la section transversale jusqu'à 600-650 ° C et, lorsqu'il est chauffé, se plie dans la direction opposée à la courbure à l'aide d'un dispositif de pression.

En raison d'une certaine complexité et de la nécessité de faire un calcul pour déterminer les forces de pression sur l'arbre, auxquelles les contraintes maximales admissibles ne seraient pas dépassées, Par ici, en règle générale, il n'est pas utilisé pour redresser les arbres des moteurs électriques sur le lieu de leur installation.

Réparation d'arbre et d'essieu

Les défauts caractéristiques des arbres et des essieux qui se produisent pendant le fonctionnement sont la déviation, la torsion, les plis, les entailles et les fissures, l'usure des cols (tourillons), l'usure ou les dommages aux rainures de clavette, les cannelures, les dommages et l'usure des filetages.

En présence d'une courbure d'arbre (essieu) et d'autres défauts, la déviation est éliminée en premier.

La déviation de l'arbre ou de l'essieu est réglée sur un tour ou sur des roulements, puis le faux-rond est mesuré dans différentes zones avec un indicateur, marquant à la craie les endroits qui donnent le plus grand faux-rond et nécessitent donc une retouche.

Un moyen plus simple de déterminer le pli est d'utiliser une règle en acier. Il est appliqué avec un bord le long de l'axe de l'arbre et une sonde mesure la quantité de jeu dans cette zone, correspondant à la déviation de l'arbre.

La déviation admissible des arbres à une vitesse supérieure à 500 tr/min est de 0,15 mm par 1 m, mais pas plus de 0,30 mm sur toute la longueur de l'arbre ; à une vitesse inférieure à 500 tr/min - 0,10 mm par 1 m, mais pas plus de 0,20 mm sur toute la longueur de l'arbre.

La déviation de l'arbre et des essieux inférieure à 0,5 mm est éliminée par meulage et supérieure à 0,5 mm - par redressage à froid ou redressage avec chauffage.

lissage à froid les arbres (axes) sont réalisés de plusieurs manières: chasse, montages à vis et presses.

Lors du redressement à froid par cisaillement (Fig. 23.1, a), l'arbre 1 est monté sur deux supports avec le côté concave vers le haut. Un revêtement 6 en cuivre tendre ou en bois dur est installé sous l'endroit de la plus grande déflexion.

Riz. 23.1. Habillage de l'arbre :

a - dressage à froid par chassage ; b - l'ordre des coups; in - édition avec chauffage; 1 - arbre; 2 - le lieu de la plus grande déviation; 3 - indicateur ; 4 - lieu de durcissement; 5 - pince; 6 - doublures; 7 - prend en charge

Près du point de durcissement 4, l'arbre est fixé avec un support ou une pince 5, laissant la plus grande partie de l'arbre (0,6-0,8) * je. Ceci est nécessaire pour que la masse de l'arbre contribue à l'étirage des fibres concaves. Pour cela, une pression uniforme supplémentaire est appliquée à l'extrémité longue de l'arbre.

Le rivetage (chasse) est effectué sur la doublure 6, avec précaution, en frappant avec un marteau pesant 1 à 2 kg sur une chasse spéciale en cuivre ou en laiton, adaptée à la forme de l'arbre (Fig. 23.1, b).

Lorsque l'indicateur 3 est frappé, la flèche de déviation de l'arbre est mesurée.

Avec un diamètre d'arbre inférieur à 60 mm, ils sont corrigés à l'aide de presse à vis. La tête de la vis doit être installée sur la partie convexe de l'arbre et appuyer dessus à travers un joint en cuivre ou en laiton. En même temps, vous devez taper sur la surface de l'arbre avec un marteau en plomb ou en cuivre ou un marteau ordinaire sur une doublure en cuivre.

Montage avec chauffage utilisé pour les arbres d'un diamètre supérieur à 80 mm, ainsi que pour les coudes d'arbre atteignant plusieurs millimètres (Fig. 23.1, c).

L'arbre 1 est monté sur deux supports 4 avec le côté convexe vers le haut. Ensuite, il est chauffé avec un brûleur à gaz à l'endroit de la plus grande déviation 2, marqué d'un indicateur. Pour ce faire, l'arbre est enveloppé des deux côtés du lieu de chauffage avec de l'amiante en feuille humide, fixé avec du fil, laissant une zone ouverte pour le chauffage direct. Dans ce cas, les dimensions de la section ouverte de l'arbre sont prises sur la longueur de 0,1 à 0,2 d et sur la circonférence - 1/3 d (où d est le diamètre de l'arbre). Le chauffage dure 3 à 5 minutes à une température de flamme de 500 à 550 °C. La température de chauffe est contrôlée par un thermocouple ou par la couleur de la teinte de l'acier (couleur de chauffe marron foncé). La zone chauffée est rapidement refroidie à l'air comprimé. L'opération est répétée plusieurs fois. L'arbre est aligné sous l'influence des contraintes internes résultant du chauffage et du refroidissement locaux. De cette manière, il est possible de redresser des arbres dont la flexion atteint plusieurs millimètres, avec une précision de 0,03-0,05 mm.

La déviation de l'arbre est vérifiée avec l'indicateur 3 avant et après le chauffage, qui est répété si l'arbre ne se redresse pas après un chauffage.

Élimination des boucles. Les arbres tordus sont généralement jetés. Avec la torsion des arbres Ø 50-60 mm jusqu'à 10 °, elle est éliminée par une poignée à levier, et en particulier les arbres ou essieux minces - en serrant une extrémité de l'arbre (essieu) dans un étau et en tournant l'autre extrémité avec un bouton dans le sens requis. Dans ce cas, des joints en cuivre ou en plomb sont placés.

L'angle de torsion (déplacement) est déterminé en mesurant avec une règle avec un goniomètre ou une jauge d'épaisseur.

soudage de fissures. Les arbres présentant des fractures traversantes ou des fissures transversales jusqu'à 0,10 du diamètre de l'arbre sont généralement remplacés par des neufs.

Les arbres et les essieux présentant des fissures transversales individuelles jusqu'à 0,10 du diamètre de l'arbre et des fissures longitudinales d'une profondeur ne dépassant pas 0,15 du diamètre de l'arbre, d'une longueur ne dépassant pas 10 % de la longueur de l'arbre et ne percevant pas les charges de choc, peuvent être réparé par soudage électrique. Dans ce cas, il faut d'abord tailler toutes les fissures à un endroit sain et chanfreiner 10-12 mm de chaque côté. Les arbres de petits diamètres sont chauffés avant le soudage. Après le soudage, ils redressent, rectifient et rectifient.

Réparation de tourillon d'arbre. Les dommages superficiels aux tourillons (rayures, risques, bavures, rayures peu profondes), ainsi que les légères ovalisations, conicités ou ellipses des cols (pas plus de 0,2 mm) sont éliminés manuellement avec une lime en velours, suivis d'un polissage avec un émeri fin chiffon ou des gommes à polir spéciales. Zhimok est constitué de deux coussinets, superposés l'un sur l'autre, avec des trous d'un certain diamètre. Les parois intérieures du trou sont recouvertes de cuir. Pour une usure supérieure à 0,2 mm, les cols sont réaffûtés sur un tour, puis rectifiés à une taille de réparation.

Le réaffûtage est effectué en deux ou trois transitions: la première est un traitement grossier avec un couteau à éplucher tranchant; le second - tournage avec une fraise de finition; le troisième est la finition au cutter large.

Afin d'éviter de trop solliciter les arbres avec une usure relativement faible du col, il est recommandé de les réparer par placage. Il est permis d'augmenter la surface des cols par chromage et départ.

Si le diamètre du col change de plus de 10 %, son réaffûtage n'est pas autorisé. Dans ce cas, la réparation est effectuée par rechargement électrique, suivi d'un tournage au diamètre nominal.

Afin d'obtenir une bonne surface du col à restaurer et une forte couche de métal déposé, il est nécessaire de meuler la partie usée du col de 1,0 à 1,5 mm à partir de la taille nominale du col, puis de déposer le métal dans un certain ordre. Le surfaçage métallique sur les cols des tourillons peut être réalisé le long de l'axe du col ou le long de la circonférence.

Dans le premier cas (Fig. 23.2, a), chaque perle suivante du métal déposé doit chevaucher la précédente (adjacente) de 1/3 de largeur et se terminer du côté du col opposé en diamètre (sur la Fig. 23.2, et la séquence d'application du cordon est indiquée par des chiffres) . Ceci est fait pour que le col soudé ne mène pas.

Riz. 23.2. Électrosurfaçage du col de la tige : a - dans l'axe du col ; b - autour de la circonférence

Dans le second cas (Fig. 23.2, b), la condition de chevauchement de 1/3 avec chaque cordon du cordon précédemment déposé reste également en vigueur.

Après vérification de l'absence de courbure du col lors du soudage, celui-ci est usiné. Dans les cas où le rechargement est difficile à réaliser, les tourillons d'arbre sont réparés en installant des bagues de réparation. Avec cette méthode de réparation, l'arbre recuit est tourné et un manchon du même matériau est enfoncé, il est poinçonné le long de l'extrémité ou soudé par soudage par points. Le manchon peut être placé sur de la colle époxy, puis traiter le col à la taille souhaitée.

Restauration des trous centraux. La vérification et la restauration des trous centraux des arbres sont effectuées sur des tours. Pour ce faire, l'arbre à réparer est installé avec une extrémité dans un mandrin à centrage automatique, et l'autre extrémité est placée avec le col de l'arbre sur les cames d'une lunette fixe. En ajustant les cames de repos stables, l'indicateur montre le faux-rond sur le col de l'arbre pour pas plus de la moitié de la tolérance de fabrication.

Une fois l'arbre aligné, les centres sont redressés avec une perceuse à centrer, une fraise spéciale ou un grattoir. Le centre de la deuxième extrémité de l'arbre est corrigé de la même manière que la première. La qualité du dressage des centres est vérifiée sur le même tour, mais l'arbre est installé au centre et les cols de l'arbre sont contrôlés par l'indicateur.

Réparation de rainure de clavette et de cannelure. Tout d'abord, les rainures sont vérifiées (avec une goupille, un étrier et une équerre). Si les dommages aux rainures ne dépassent pas 5% de leur largeur, les rainures sont réparées avec une lime et un grattoir. En cas de dommages plus importants, nécessitant une expansion de la rainure de 5 à 15%, la réparation est effectuée en brochant et en fraisant la rainure sur les machines et en lui donnant ainsi une taille de réparation, respectivement, en modifiant la taille de la clé (à l'aide une touche étagée est autorisée). La taille de réparation de la rainure ne doit pas dépasser la taille nominale de plus de 15 %. Les rainures de clavette usées de plus de 15% sont restaurées à la taille nominale en surfaçant manuellement l'une des parois de la rainure avec un usinage ultérieur. Il est pratiqué de fabriquer une nouvelle rainure de clavette à un angle de 120-180 ° par rapport à celle usée. Dans ce cas, la rainure usée est soudée. Pour les connexions non critiques, il est permis de souder une rainure usée avec un traitement ultérieur (au même endroit).

Les joints cannelés sont réparés par un surfaçage cannelé suivi d'un recuit, d'un traitement mécanique et thermique. En cas de légère usure, une rainure est découpée le long de la fente avec un burin, tandis que la fente est répartie en largeur. La rainure résultante est fermée par surfaçage et traitée.

Dans les équipements de forage et de champs pétrolifères, les pièces de cette classe sont très nombreuses; cela comprend les arbres de treuils, les boîtes de vitesses, les essieux des poulies de couronne et des poulies mobiles, les arbres pivotants, les goupilles à crochet, les essieux des pompes centrifuges, les plongeurs et les tiges des pompes de forage, de cimentation et autres pompes volumétriques, etc.

Fonctionnellement, les pièces de cette classe peuvent fonctionner dans diverses conditions de chargement : transmettre des couples importants (arbres), servir de support à des pièces rotatives (axes), convertir un mouvement de rotation en mouvement alternatif (vilebrequins), percevoir des charges axiales alternées (bielles, plongeurs).

De par leur conception, les arbres sont divisés en plusieurs groupes : lisses, étagés, coulissants, avec rainures de clavette, filetés, creux, à surfaces coniques, etc. Des arbres qui combinent différents types surfaces. Des puits usage général dans l'ingénierie pétrolière, les arbres étagés sont les plus courants - ce sont les arbres des boîtes de vitesses des unités de pompage, des rotors, des pompes centrifuges, des treuils, etc. Les arbres ont un diamètre de 50 à 150 mm. Des arbres longs d'une longueur de 7 000 à 8 000 mm sont également utilisés, principalement dans les équipements de fond de puits (arbres de turboforeuses, pompes submersibles centrifuges, etc.).

Selon la nature de la connexion des arbres avec les pièces adjacentes, le degré de chargement, la qualité du lubrifiant et d'autres facteurs, après une certaine période de fonctionnement, divers défauts apparaissent sur les arbres. Les défauts suivants sont les plus caractéristiques : usure des surfaces frottantes ; I flexion ou torsion de l'arbre ; usure des surfaces filetées ; violation de la densité d'ajustement de la pièce d'accouplement sur l'arbre; violation des attaches (casse des goupilles ou des vis de fixation); rupture d'arbre. Pour les pièces qui transmettent des charges axiales, une flexion longitudinale est également possible.

La méthode de réparation de l'arbre est choisie après avoir établi la nature et le degré du défaut, guidé par des considérations techniques et économiques, la durée de vie des pièces réparées et la disponibilité des équipements nécessaires.

Malgré la variété des conceptions de puits, des problèmes courants surviennent lors de leur restauration. défis technologiques, parmi lesquels:

Sélection de bases technologiques ;

Assurer la normalisation documentation technique dimensions, forme géométrique et rugosité des surfaces restaurées ;

Assurer l'alignement des surfaces d'atterrissage ;

Assurer le parallélisme des surfaces latérales des cannelures et des rainures de clavette de l'axe de l'arbre ;

Limitation du battement radial et en bout ;

Obtenir la dureté requise des surfaces de travail de la pièce ;

Atteindre la force d'adhérence des couches de revêtement appliquées (si une telle méthode de récupération est utilisée).

Au début de la réparation des arbres, la possibilité d'utiliser la base technologique du fabricant est établie, qui dans la plupart des cas sont des trous centraux. En cas d'endommagement de ces trous, ils sont corrigés sur des tours à l'aide de forets à centrer.

Après avoir corrigé les trous centraux, vérifiez et, si nécessaire, corrigez la curvilinéarité de l'arbre.

Le plus souvent, des défauts d'arbre apparaissent sur les surfaces d'appui des roulements. Il est recommandé de restaurer les surfaces sous les roulements en cas d'usure supérieure à 0,017-0,060 mm, les surfaces des joints fixes (emplacements pour les moyeux des pièces) - en cas d'usure supérieure à 0,04-0,13 mm, les surfaces des joints mobiles - en cas d'usure plus de 0,4-1,3 mm , pour les joints - plus de 0,15-0,20 mm, surfaces de glissement - avec une usure de plus de 0,2-0,5 mm, surfaces latérales des rainures de clavette - avec une usure de 0,065-0,095 mm.

La réparation des tourillons d'arbre usés est possible de deux manières : en introduisant des cotes de réparation ou en réglant celles d'origine. Dans les deux cas, la forme irrégulière des cols (ovalité, conicité) et les défauts de leur surface (usinage, éraflures, rayures) sont éliminés en tournant sur des tours et, si nécessaire, par un traitement ultérieur sur des meuleuses ou des têtes de meulage sur des tours. En cas de légère usure des cols des arbres trempés, ils ne sont traités que par meulage.

Les tourillons d'arbre présentant une usure importante ou d'autres défauts sont tournés vers la taille de réparation, si la conception de la pièce d'accouplement et sa résistance le permettent. II, en fonction de la charge de l'arbre, il est permis de réduire le diamètre des cols de 5 à 10%. Dans les autres cas, pour rétablir les cotes nominales, appliquer différentes sortes surfaçage (vibro-arc, dans un environnement de dioxyde de carbone, etc.), métallisation, chromage, trempe et autres méthodes.

Pour restaurer les surfaces de contacts fixes, le soudage par électrocontact d'une couche métallique (bande, câblage) est applicable, et lorsque ces surfaces sont usées à partir d'aciers bruts 10 0,4 mm et traités thermiquement à 0,2 mm, le refoulement et le lissage électromécaniques sont efficaces, puisque cela ne nécessite pas de matériau supplémentaire, la couche de surface est renforcée, la résistance à l'usure et la résistance à la fatigue sont augmentées. Pour le débarquement, une assiette de alliage dur avec une largeur de chanfrein de 0,3-0,4 mm.

Les surfaces des cols d'arbre à recharger sont restaurées principalement lorsque l'usure est supérieure à 0,5 mm. Pour ce faire, ils sont tournés de manière à ce que la couche métallique déposée ait la même épaisseur sur toute la longueur du col de tige, car une épaisseur différente de la couche déposée conduit à son pelage. L'électrode choisie doit fournir la dureté requise de la couche déposée. Pour le rechargement des cols d'arbre en aciers de construction, des électrodes revêtues d'OMM-5, MEZ-0.4, UM-7, UONI-13/65, UONI-13/85 sont recommandées.

Pour le surfaçage des surfaces d'arbres à haute résistance à l'usure, des électrodes des marques ENKh-20, ENKh-25, I1Kh-30, ENKh-45, ENKh-50 sont utilisées. Le surfaçage est réalisé avec un chevauchement des cordons de soudure de 30 à 50% (Figure 111, a). Des arbres courts épais sont soudés autour, comme illustré à la figure 112, a. Les arbres minces sont soudés avec des coutures longitudinales, en les superposant avec des courroies de 50 à 60 mm de large alternativement à partir de côtés diamétralement opposés, de plus, dans une certaine séquence indiquée à la figure 112, b

a - correct ; b - faux

Figure 111 - Schéma de revêtement de la surface du puits

a - circulaire; b - longitudinale

Figure 112 - La séquence de soudage du métal sur l'arbre.

Les pièces en aciers trempés nécessitent un chauffage jusqu'à 250-300 ° C avant le surfaçage.Les arbres restaurés peuvent être durcis par durcissement par chauffage à haute fréquence, ce qui augmente la résistance à la fatigue des pièces restaurées par surfaçage de plus de 100%, et la dureté de surface Shch jusqu'à 200%.

Il est recommandé d'augmenter les tourillons d'arbre en aciers sensibles à la surchauffe ; métallisation. Cela s'applique, par exemple, aux arbres des tréfileries, des pompes à boue, des transmissions des transmissions de puissance, etc. La métallisation peut être utilisée pour restaurer les cols et les broches des arbres si l'épaisseur de la couche appliquée ne dépasse pas 10 mm. La surface de la section d'arbre pour le placage doit d'abord être préparée par découpe pour améliorer l'adhérence du métal déposé au métal de base.

Les dimensions originales des cols et des tourillons des arbres peuvent être restaurées en partant. Avec une petite quantité d'usure, ne dépassant pas 0,10-0,15 mm par côté, le chromage est applicable pour restaurer les dimensions.

Les surfaces d'arbre usées peuvent être restaurées à l'aide de bagues de réparation. Le manchon est pressé sur l'arbre par un ajustement serré ou à chaud, chauffé à 480-500°C, puis traité à la taille requise par tournage, meulage ou autres méthodes requises. Des bagues composites de deux moitiés sont installées sur les cols du vilebrequin; ils sont pré-fixés à l'arbre avec des rivets électriques, puis les joints sont soudés et, enfin, ils sont soudés à l'arbre et usinés.

Les manchons de réparation peuvent être restaurés à l'aide d'un adhésif époxy. Pour ce faire, le tourillon ou le col de l'arbre est usiné de manière à ce que l'épaisseur du manchon restant après traitement soit d'au moins 2 mm. Après préparation, les surfaces de contact de l'arbre et du manchon sont recouvertes de colle et le manchon est mis en place sans le tourner. L'application de cette méthode nécessite d'aléser la pièce d'accouplement (roulement) au diamètre extérieur correspondant du manchon.

Les surfaces coniques des arbres, lorsqu'elles sont usées, sont restaurées par chromage et restantes. Avec une usure importante de ces surfaces, elles sont soudées, tournées et polies.

Les arbres ont souvent des filetages de montage externes. L'état du filetage est vérifié par une inspection externe, des jauges et des jauges de filetage. Les principaux défauts des fils sont la casse du fil, l'usure sur le diamètre, les lavages, les arrachements. Avec des dommages mineurs à deux ou trois fils, ils peuvent être redressés à l'aide de matrices et d'une lime. Un filetage présentant des défauts importants est complètement éliminé, puis cette section de l'arbre est soudée (soudée) avec l'utilisation ultérieure d'un filetage de taille nominale, ou elle est retirée par tournage et un nouveau filetage de la taille de réparation est coupé. Il n'est pas recommandé de restaurer les filetages défectueux sur les arbres critiques soumis à de lourdes charges par surfaçage, car la résistance de l'arbre peut être réduite en raison du processus de surfaçage.

Les filetages situés aux extrémités des arbres peuvent être restaurés en raccourcissant l'arbre de la longueur du filetage et en coupant le filetage à la taille nominale. De cette façon, par exemple, les troncs pivotants sont réparés.

La conception des arbres prévoit souvent des trous de montage (arbres de boîtes de vitesses et de pompes centrifuges), des trous de lubrification (arbres de compresseurs, axes de blocs couronnes et blocs mobiles), généralement équipés de filetages. Les méthodes de restauration de ces trous sont décrites dans une section distincte de ce manuel,

De nombreux arbres sont équipés de rainures de clavette qui, selon le type d'ajustement sur l'arbre de la pièce d'accouplement (mobile, fixe), s'usent ou se déforment le long des plans latéraux. La réparation des rainures de clé est possible de plusieurs manières: surfaçage, soudage en introduisant des dimensions de réparation, formation d'une nouvelle rainure et légère détérioration des bords des rainures - nettoyage avec une lime et un grattoir.

Les parois usées et froissées de la rainure de clavette peuvent être déposées avec un traitement ultérieur par fraisage ou rabotage. La rainure peut être complètement soudée avec la formation ultérieure d'une rainure à la place de celle soudée. Lors du soudage de rainures de clavette de longueur normale, il est recommandé de poser des cordons de soudure du milieu de la rainure aux deux extrémités. Lors du scellement de rainures de clavette très longues (plus de 400 mm de long), une séquence d'opérations différente est recommandée : il faut d'abord souder la partie médiane de la rainure, puis les extrémités.

Lors de la réalisation d'opérations de rechargement ou de soudage, le choix de la marque d'électrode, l'intensité du courant et la vitesse des opérations doivent être tels qu'ils ne provoquent pas de déformation de l'arbre, de contraintes thermiques et de modifications structurelles excessives du matériau.

Lors de la restauration de la rainure déposée ou de l'obtention d'une nouvelle, un certain désalignement de la rainure avec l'axe de l'arbre est autorisé entre 0,05 et 0,10 mm sur la longueur de la rainure.

Si la résistance de l'arbre permet un affaiblissement supplémentaire et qu'elle ne nécessite pas une fixation stricte de la pièce qui s'accouple avec l'arbre le long de la circonférence, une nouvelle rainure est alors réalisée sur l'arbre à un certain angle par rapport à l'ancienne, et l'ancienne est soudé.

La rainure de clavette peut être corrigée en usinant les surfaces latérales à la taille de réparation. Une augmentation de la largeur de la rainure est autorisée pas plus de 15% de l'original. Dans ce cas, l'utilisation d'une clavette étagée est nécessaire, car les dimensions de la rainure de clavette sont dans la partie correspondante ! sont maintenus normaux.

Sur les arbres cannelés, parallèlement à l'élimination des défauts caractéristiques des arbres lisses, il est nécessaire de restaurer les surfaces cannelées. Le principal défaut des cannelures de l'arbre est l'usure, à la suite de quoi la largeur des cannelures diminue et les écarts dans le joint augmentent.

Le plus largement utilisé pour la restauration des surfaces cannelées est le surfaçage en arc. L'épaisseur de la couche déposée doit être d'au moins 3 mm. Le surfaçage est réalisé avec un fil Np-30KhGSA d'un diamètre de 1,6-2,0 mm sous une couche de flux AN-348A avec un courant de polarité inversée. La face d'extrémité de la nouvelle section de l'arbre avant le surfaçage doit être protégée contre les solins avec une rondelle en cuivre. Après le surfaçage, il est nécessaire de vérifier la rectitude de l'arbre et, si nécessaire, le redressage, ainsi que la normalisation, le tournage, le fraisage de cannelures, le traitement thermique (durcissement et revenu à la dureté requise) et le meulage. De cette façon, processus technologique la récupération est laborieuse et donc pas toujours rentable. Les cannelures ne peuvent être soudées que du côté usé ou complètement soudées. Les surfaces cannelées peuvent également être restaurées par soudage par électrocontact de bandes métalliques.

Avec un faible degré d'usure, une déformation plastique à froid est recommandée pour restaurer les zones cannelées. Lorsque les cannelures sont usées jusqu'à 0,5 mm d'épaisseur, une rainure technologique est formée sur leur surface extérieure non travaillée à l'aide d'une tête de laminage de cannelures et d'une presse hydraulique. Le métal déplacé de la rainure remplit l'usure latérale de la cannelure et augmente le diamètre extérieur de l'arbre, fournissant la tolérance nécessaire pour l'usinage de la surface de travail.

Si l'usure des cannelures en épaisseur est de 0,5 à 1,2 ème, des billes métalliques sont déposées sur leur surface externe et déposées dessus hydrauliquement à l'aide d'une tête cannelée. Lors du refoulement, les billes déposées pénètrent dans le métal de base, augmentant la largeur des fentes et procurant la surépaisseur nécessaire à l'usinage. Lorsque les fentes sont usées en épaisseur supérieure à 1,2 mm, leurs surfaces latérales et extérieures sont soudées et soumises à un traitement mécanique sans utilisation de déformation.

L'indentation des cannelures peut être réalisée sur un tour à l'aide d'un mandrin à galet conique. Le schéma d'installation de l'arbre sur la machine est illustré à la fig. 39, et le schéma de déformation des boues est illustré à la fig. 40. Le mandrin est renforcé dans le porte-outil du support de la machine. L'alimentation longitudinale est effectuée par une vis automotrice, transversale - manuellement. Après avoir pressé une fente à la taille requise, le mandrin avec l'arbre est tourné et le traitement de la fente suivante commence. Les résultats des opérations sont vérifiés avec un calibre, un gabarit ou un outil de mesure universel.

Une raboteuse transversale peut être utilisée pour enfoncer les cannelures avec un rouleau. Sur les machines de ce type, il est également possible, à l'aide d'un dispositif diviseur, de traiter les cannelures après leur soudage.

Les arbres trempés sont recuits avant l'opération de déformation plastique, et après indentation des cannelures, ils subissent un traitement thermique afin de leur donner la dureté nécessaire. Après et th, les surfaces latérales des fentes sont meulées.

La plus grande difficulté est la réparation des vilebrequins et des vilebrequins. Ce sont des pièces critiques et coûteuses des pompes, compresseurs, moteurs à combustion interne. La principale raison de leur défaillance est l'usure des tourillons de vilebrequin et de bielle. L'usure des cols dans différents plans n'est pas la même, à la suite de quoi l'ovalité et la conicité apparaissent. En règle générale, même ces arbres sont traités à une taille de réparation sur des rectifieuses spécialisées. Les arbres de grande taille des machines à basse vitesse sont usinés sur des tours à l'aide de poids d'équilibrage. Les tourillons d'arbre sont également restaurés en surfaçant sous une couche de flux, suivi d'une normalisation. Après tournage, les cols sont trempés avec des courants à haute fréquence, meulés et polis.

Figure 113 - Schéma d'installation de l'arbre cannelé sur la machine

Certains arbres sont équipés de surfaces spéciales telles que des cames, des excentriques, des sphères, etc. Pour restaurer ces surfaces, des machines spéciales ou des copieurs sont nécessaires pour machines universelles. Les surfaces usées sont généralement soudées avant l'usinage, par exemple avec l'alliage Sormite 2.

Les arbres arrivant pour réparation avec des fissures sont généralement rejetés. Si l'arbre est irresponsable, c'est-à-dire qu'il supporte de petites charges, il peut être réparé en soudant les fissures sur toute la profondeur. La résistance de l'arbre restauré de cette manière peut être augmentée si le site de soudage est recuit et forgé.

Dans certains cas, il est permis de réparer les vilebrequins et les vilebrequins avec des fissures dans les joues. Pour ce faire, des trous sont percés aux extrémités de la fissure, la fissure est coupée avec des arêtes de coupe et soudée, après quoi un revenu général ou local est effectué pour soulager les contraintes internes. La joue de bielle usée est généralement complètement retirée et une nouvelle, faite avec une allocation pour le traitement final, est installée sur l'arbre avec un ajustement fixe.

L'une des opérations les plus courantes dans la réparation d'équipements de forage et de champs pétrolifères est le redressement de puits. En fonction du diamètre et de la quantité de déflexion, les rouleaux sont corrigés à froid et à chaud. Les arbres d'un diamètre allant jusqu'à 50 mm ou les arbres longs d'un diamètre allant jusqu'à 100 mm avec une déviation locale allant jusqu'à 0,008 de la longueur de l'arbre sont redressés à froid. La quantité de déviation est déterminée par le jeu sur la plaque de commande, en utilisant l'indicateur sur les prismes ou dans les centres du tour.

Figure 114 - Schéma de formation d'une fente par indentation d'un rouleau

Il existe plusieurs méthodes de dressage à froid des arbres. L'arbre peut être redressé à la main par des coups de marteau à travers un mandrin en métal doux. L'arbre peut être dressé à l'aide d'un serre-joint (figure 115). La vis est tournée à la main. La parenthèse est déplacée vers différents lieux arbre, réalisant la rectitude de l'axe d'arbre. Un tel montage s'effectue assez rapidement et offre, par exemple, pour une caisse d'un diamètre de 40 mm et d'une longueur d'environ 2 mètres, une précision allant jusqu'à 0,1 mm pour 1 m de longueur de tige. A froid, les arbres peuvent être redressés avec une presse, et avec un petit diamètre, avec la puissance d'un levier installé au centre du tour.

Figure 115 - Modification de l'arbre avec un serre-joint

Le montage de l'arbre à l'état chauffé est effectué après son installation sur deux supports. L'arbre est fixé avec le côté incurvé vers le bas et l'amiante humide est appliqué sur le côté concave et fixé. Ensuite, la section concave est chauffée avec un brûleur à gaz à 500-550 ° C, redressée et l'arbre est laissé refroidir.

Plus complexe et responsable est l'opération de redressement des vilebrequins, qui s'effectue à l'aide d'une presse et d'un marteau pneumatique en plusieurs étapes. Une fois l'arbre restauré, il est soumis à un équilibrage et à une détection des défauts (pour l'absence de fissures).

Les arbres cassés, si nécessaire, peuvent être restaurés par soudage au gaz ou électrique, ainsi que des filetages. Les parties de l'arbre sont soit soudées sans préparation, soit leurs extrémités sont usinées en cône. Lors du soudage électrique, le métal déposé, qui n'a pas encore refroidi, est forgé. L'arbre déformé sous l'effet thermique du soudage est redressé par l'une i) des méthodes indiquées précédemment. La probabilité de gauchissement diminue considérablement lorsqu'elle est chauffée à une température de 300 à 400 ° C. Parfois, au lieu d'une partie cassée ou déformée de l'arbre, une nouvelle pièce fabriquée est attachée à la principale; cela se fait soit par soudage, soit par filetage.

Les arbres cassés peuvent également être réparés avec des pièces supplémentaires. Dans ce cas, différentes options de connexion des parties de l'arbre sont possibles, illustrées à la Figure 116.

Si une partie importante de l'arbre est cassée, l'extrémité déformée de l'arbre est coupée, une extension est réalisée, des trous sont percés dans les deux pièces et des filetages sont coupés. Ensuite, l'arbre et l'extension sont assemblés à l'aide d'un goujon (Figure 116, a), ébouillanté sur la circonférence, tourné, si nécessaire, et poli. Si les deux parties de l'arbre cassé peuvent être utilisées, leurs extrémités sont coupées, percées et filetées. Ensuite, une extension est réalisée avec des saillies cylindriques des deux côtés, sur lesquelles des fils sont également coupés. Après l'assemblage (Figure 116, b), les deux joints sont échaudés autour de la circonférence et l'arbre est soumis à l'usinage final nécessaire.

La largeur de la partie lisse de l'extension doit compenser la longueur de l'arbre réduite à la suite de la coupe, en lui redonnant sa longueur d'origine. Si le tourillon de l'arbre est cassé, l'extension de réparation est connectée à l'arbre comme illustré à la Figure 116, c. Dans ce cas, l'extrémité de l'arbre est également taillée et munie d'un trou fileté. Après avoir soudé le tourillon, l'arbre est usiné. L'arbre et l'extension de réparation peuvent être connectés sans filetage (Figure 116, d) si l'extension a une tige dont les réserves assurent son bon ajustement dans le trou de l'arbre. La tige d'extension est insérée dans le trou de l'arbre et le joint est soudé puis usiné.

Les pièces telles que les arbres qui transfèrent la charge le long de l'axe sont restaurées par des méthodes galvaniques, le redressement et quelques autres, similaires à ceux décrits pour un groupe d'arbres.

Les pièces de type arbre comprennent l'un des principaux éléments des machines à couper les métaux - la broche. Machines à découper les métaux, qui sont largement utilisés dans la réparation des équipements pétroliers, sont eux-mêmes périodiquement soumis à des réparations, y compris celles associées à la broche et nécessitant une précision particulière des opérations. Faux-rond admissible des tourillons de broche 0,003-0,010 mm. La conicité des cols ne doit pas dépasser 0,01 mm sur toute leur longueur.

L'exactitude de la fabrication du trou conique est vérifiée avec un calibre et à l'aide d'un mandrin; le faux-rond admissible du mandrin doit être compris entre 0,003 et 0,010 mm par 300 mm de longueur. Il est très important lors de l'usinage de la broche d'obtenir l'alignement des tourillons, des courroies coniques et cylindriques et des autres surfaces. Les écarts autorisés par rapport à l'alignement ne doivent pas dépasser 0,005-0,030 mm sur une longueur de 300 mm. Le faux-rond admissible du filetage, mesuré par le diamètre moyen, ne doit pas dépasser 0,025 mm. Le faux-rond du plan de référence de la tête de broche ne doit pas dépasser 0,01 mm.

Figure 116 - Méthodes de restauration d'arbres brisés par soudage à l'aide de : goujons (a), inserts (b), rallonges (c, d).

Les broches sont fabriquées à partir d'aciers 45, 20X, 40X, 12KhNZ, etc. Les méthodes suivantes sont applicables pour la restauration des broches. Avec une légère usure des surfaces, les réparations sont effectuées sur un tour à poudre abrasive ou par chromage, ce qui n'est pas recommandé pour la restauration de machines à grande vitesse. Avec une usure importante sur les cols, ils peuvent être tournés vers une taille plus petite, meulés et polis. Les cols de broche peuvent être restaurés par placage. Les sièges de broche pour les pièces en rotation peuvent être restaurés par meulage, tournage, métallisation, suivi d'un usinage et d'autres méthodes utilisées dans la restauration des arbres.

Le trou conique de la broche à faible rendement peut être restauré par meulage, ce qui est mieux fait sur la machine réparée elle-même. Avec un grand débit, le trou conique est percé sous le manchon adaptateur avec un trou interne correspondant au cône standard. La douille conique est cimentée à une profondeur de 0,5 à 0,8 mm, durcie et pressée dans l'alésage conique de la broche à l'aide d'une vis de serrage passée à travers la broche. Les filetages de broche usés peuvent être réparés en surfaçant et en restaurant les dimensions d'origine. Les rainures de clavette conçues peuvent être agrandies par fraisage et des clavettes personnalisées peuvent être installées. Vous pouvez également souder des rainures et fraiser de nouvelles cotes nominales.