Вали

Основними дефектами валів відцентрових насосів є прогин, знос шийок, шпонкових канавок та різьблення. Аварії з валами насосів при перекачуванні нафти та нафтопродуктів призводять до серйозних наслідків, тому до вибору матеріалів, технології виготовлення та ремонту валів необхідно підходити дуже серйозно.

Викривлення валів зазвичай відбувається в результаті виходу з ладу підшипників або зачеплення частин ротора за нерухомі деталі насоса.

Зачеплення ротора можливе при зносі підшипників ковзання або неправильному радіальному і осьовому центруванні його в корпус, в результаті чого зазор між деталями, що обертаються, ротора і не обертаються деталями корпусу розподіляються неправильно. При виявленні зазначених несправностей необхідно перецентрувати ротора з доведенням зазорів до нормальних розмірів.

Шийки валу зношуються в основному в результаті попадання механічних домішок у вузол підшипника, а також при неякісному або недостатньому мастилі. Шийка валу виробляється нерівномірно, у своїй втрачається чистота поверхні.

Різьблення та шпонкові канавки зношуються в результаті багаторазового розбирання та складання від механічного впливу.

Спосіб та технологія ремонту валу в кожному конкретному випадку залежать від характеру та розмірів дефекту, а також технічної оснащеності ремонтної бази. Погнуті вали виправляють механічно в холодному стані або нагріванні. Перший спосіб простий і дозволяє досягти достатньої точності, проте при цьому на окремих ділянках валу виникають перенапруги, внаслідок чого помітно знижується його міцність втоми. Правку роблять за допомогою преса чи домкрата.

Для термічного виправлення вал встановлюють у центрах токарного верстата опуклістю вгору. Ділянку валу, що має найбільший вигин, закривають азбестовим листом, який має вікно для нагрівання дефектної ділянки. Нагрів із застосуванням пальників ведуть інтенсивно до температури 500-5500С (нагріта ділянка повинна прийняти ледь помітний темно-червоний відтінок). Нагріте місце валу закривають азбестом, щоб уникнути загартування. Якщо після цього вал не випростався, його знову розігрівають.

Після закінчення виправлення валу його потрібно відпалити для ліквідації залишкової напруги. Відпал проводять пальниками, рівномірно прогріваючи вал по всій довжині. При цьому він повинен обертатися із частотою 15-20 об/хв. Після припинення прогріву вал необхідно обертати до повного його остигання.

Вал дозволяється використовувати, якщо його биття не більше 0,015 мм. Зношені шийки валу проточують на токарному верстатіз подальшим шліфуванням переносної шліфувальної головки, укріпленої на супорті токарного верстата, або просто шліфую, коли пошкодження шийки валу не значні і шар металу, що підлягає зняттю, не перевищує 0,4мм. Такий метод ремонту можна застосовувати доти, доки ремонтний розмір діаметра шийки валу не зменшиться більше ніж 5% від номінального діаметра шийки.

Сильний зношування шийок валу або необхідність відновлення їх до номінальних розмірів вимагає застосування методів нанесення металів на зношену поверхню, що може бути виконано наплавленням або металізацією.

Поверхню валу попередньо обробляють на токарному верстаті, знімаючи стружку на таку глибину, щоб вся поверхня, що наплавляється, виявилася обробленою. Це дозволяє забезпечити хороші умови для наплавлення і витримати однакову товщину шару, що наплавляється. Наплавку можна робити вручну, проте при використанні машини досягається більша рівномірність і висока якістьнаплавленого шару.

Валики металу, що наплавляється, можуть бути спрямовані вздовж осі валу або по спіралі. При спіральному наплавленні короблення валу зводиться до мінімуму. При спіральній наплавці вал, що наплавляється, повільно обертають в центрах токарного верстата, на супорті якого встановлено автоматична зварювальна головка. Наплавлення роблять під шарі флюсу.

Процес металізації полягає в розплавленні напилюваного матеріалу розпиленні його струменем стисненого повітря або газу та осадженні на поверхні виробів шляхом удару та деформації частинок. Залежно від джерела тепла, що застосовується, розрізняють газову, електродугову високочастотну, тигельну і плазмову металізацію. Напилюваний матеріал можна застосовувати у вигляді дроту, стрічки або порошку. Найбільшого поширення набули електродугові та газові металізатори дротяного типу.

Металізація не викликає деформацію відновлюваної деталі. Для отримання хорошого зчеплення шару металу, що наноситься, важливо правильно провести підготовку. Вона полягає в очищенні поверхні валу від бруду, олії, оксидів та створенні шорсткої поверхні.

Після нанесення будь-яким способом металу на зношені поверхні шийки валу їх проточують і шліфують, відновлюючи діаметр до номінального з урахуванням допусків згідно з технічними вимогами.

У разі вибоїн на різьбленні вал встановлюють у центрах токарного верстата і різьблення відновлюють різцем. При значних пошкодженнях різьблення ділянку валу з різьбленням проточують до її підстави, наплавляють до відповідних розмірів. Потім виробляють механічну обробку наплавленої ділянки та нарізування різьблення.

Зношені шпонкові пази на валах відновлюють кількома способами. Якщо шпонкове з'єднання не повинно фіксувати положення деталі щодо валу, залишають зношений паз шпонки, зачистивши попередньо гострі кромки його, і під деяким кутом до старого паза розмічають, потім фрезерують новий паз за початковими розмірами.

Якщо шпонкове з'єднання суворо фіксоване, необхідно відновити зношений паз. Зазвичай це здійснюють електродугового наплавлення зім'ятих кромок або заварювання шпонкового паза повністю. На місці наплавлення розмічають і фрезерують новий паз.

Виконання наплавлення вимагає попередньої підготовкинаплавлюваних поверхонь. Вони мають бути очищені від корозії та знежирені. Матеріал електрода підбирають відповідно до якості основного металу.

Наплавлений матеріал має підвищену жорсткість, що значно ускладнює обробку. Тому іноді вдаються до розширення зношеного паза, збільшуючи його розміри по обидва боки поздовжньої осі. Найбільше розширення паза не повинно перевищувати 15% первісної ширени. За розміром нового паза виготовляють шпонку, а на деталі у відповідь розширюють канавку під нову шпонку або шпонку роблять ступінчастою.

При серйозних дефектах валу - тріщини в тілі валу, неможливість виправлення прогину вказаним вище способом, неодноразове відновлення шийок та різьблення, а також шпонкових пазів - його замінюють новим.

Виправлення металу– операція, за допомогою якої усувають нерівності, кривизну чи інші недоліки форми заготовок. Правка металу – це виправлення металу дією тиску якусь його частину незалежно від цього, виробляється цей тиск пресом чи ударами молотка (рихтовка). Правка застосовується при спотворенні форми деталей, наприклад при згині, та скручуванні валів, осей, шатунів, рам; при вм'ятинах та перекосах тонкостінних деталей. Залежно від ступеня деформації та розмірів деталі правлять із нагріванням або без нього. Правлять сталеві листи, листи з кольорових металів та їх сплавів, сталеві смуги, прутковий матеріал, труби, дріт, сталевий квадрат, коло сталевий, а також металеві зварні конструкції. Метал правлять як у холодному, так і нагрітому стані. Виправлення грає велику роль у відновленні непридатних деталей обладнання. Правильно застосована редагування може повністю відновити деталь, повернувши їй початкові якості. Правка може здійснюватися в холодному стані, з підігрівом та шляхом термічного впливу. Обробка металів тиском при температурі нижче за температуру рекристалізації називається холодною обробкою, а при вищій температурі – гарячою обробкою.

Правка холодним методом заснована на механічному впливі, що викликає пластичні деформації металу. Редагування деталей з листового прокату виконують холодним методом вручну або на машинах. При ручній правці металевий лист пробивають на рівній плиті або ковадлах за допомогою ручного інструменту або пневматичного молотка зі спеціальним зубилом. Машинну правку листових деталей здійснюють прокаткою та розтягуванням. Правку прокаткою виконують на валкових листоправильних машинах (рис. 1). Правку розтягуванням виконують на правильних розтяжних машинах, що складаються зі столу-рольганга і гідравлічного циліндра двосторонньої дії з рухомими затискачами, в яких затискають листову деталь. З підвищенням тиску в гідравлічному циліндрі затискачі розсуваються і створюють в укорочених волокнах закріпленого листа напруги, що розтягують, що досягають межі плинності матеріалу. Внаслідок пластичного розтягування укорочених волокон матеріалу листова деталь випрямляється. В окремих випадках редагування листових деталей виконують поперечним вигином на гідравлічному пресі послідовним натиском пуансона. Зварні полотнища, що отримали деформації від усадки зварних швів, керують аналогічно деталям з листового прокату.

Рис. 1.

Правку деталей із профільного прокату здійснюють холодним методом – вальцюванням на роликових машинах, розтягуванням на розтяжних машинах, а також поперечним вигином на горизонтально-згинальних та гідравлічних пресах. Правку зварних таврових балок, рам, що мають неприпустимі зварювальні деформації, виконують холодним методом аналогічно до правки деталей профільного прокату, а також тепловим методом.

Холодне виправлення низки деталей є трудомісткою операцією, у процесі якої необхідний контроль ефективності її застосування. Тому крім звичайного обладнання та контрольного інструменту (гідравлічні преси, індикатори) все більше застосування знаходять спеціальні стенди та пристрої, що дозволяють здійснювати правку та комплексну перевірку деталі в процесі її застосування.

Холодна правка не впливає на структуру металу, тому що насправді сприяє зниженню внутрішньої напруги матеріалу. Це значно відрізняє її від гарячих методів редагування, коли матеріал піддають нагрівання до температур структурного перетворення металу і таким чином завдають йому шкоди. Однак при виправленні без нагріву у сталевих деталей залишаються значні внутрішні напруження. В результаті після виправлення вони поступово набувають початкової форми. Для зняття внутрішньої напруги після холодної правки деталь необхідно стабілізувати, тобто витримати при температурі 400 ... 450 ° С близько 1 години або при температурі 250 ... 300 ° С протягом декількох годин.

Недоліки механічної холодної редагування: небезпека зворотної дії, зниження втомної міцності і несучої здатності деталі. Небезпека зворотної дії викликана виникненням неврівноважених внутрішніх напруг, які з часом, врівноважуючись, призводять до об'ємної деформації деталі. Погіршення міцності втоми деталей відбувається за рахунок утворення в її поверхневих шарах місць з розтягуючими напругами, причому зниження втомної міцності досягає 15 ... 40%.

Для підвищення якості холодної редагування застосовують такі способи: витримування деталі під пресом протягом тривалого часу; подвійна правка деталі, що полягає в початковому перегині деталі з подальшою правкою в зворотний бік; стабілізація правки деталі наступною термообробкою. Останній спосіб дає найкращі результати, але при нагріванні може виникнути небезпека порушення термічної обробки деталі, крім того, він дорожчий за перші два.

Холодне виправлення валів

При експлуатації машин у валів виникають дефекти: вигин; знос робочих поверхонь; пошкодження різьблення, шпонкових канавок та шліців. Вигин валів визначають у центрах токарного верстата, спеціальних пристроїв або на призмах із використанням стійок з індикаторами (рис. 2).

Рис. 2.

Вигин валів усувають правкою: холодною або гарячою. Холодне виправлення виконують під пресом. Слід мати на увазі, що при холодній правці в результаті появи наклепу в металі виникають внутрішні напруги, величина яких тим вища, чим більша величина деформації при правці. Крім того, при холодному виправленні не завжди зберігається необхідна форма валу (вали можуть знову набувати своєї спотвореної форми). Тому рекомендується після холодної редагування нагріти вали до 400...450 °С, витримати 1 годину і повільно охолодити.

Редагування за методом Буравцева . Його назвали «поелементною холодною правкою». У процесі редагування за методом Буравцева також використовується прес (рис. 3). Ноу-хау полягає в спеціальному пристосуванні, за допомогою якого поверхневий шар шийки валу пластично деформується так, що в ньому замість звичайної напруги розтягування створюється напруга стиснення. Галтель при цьому не торкається, а значить, міцність втоми колінчастого валу після правки не тільки не зменшується, але навіть зростає. Більш того, позбавившись недоліків раніше відомих способів, поелементне холодне виправлення дозволяє відновити будь-які колінчасті вали (і чавунні, і сталеві) будь-яких двигунів (від мотоциклів до екскаваторів), що мають практично будь-який прогин. При цьому точність виправлення дуже висока. Наприклад, вдається забезпечити взаємне биття корінних шийок 0,01 мм за вихідного биття понад 1 мм.

Рис. 3.

За роки використання способу поелементного виправлення на практиці накопичено фактичний матеріал про подальшу «долю» виправлених колінчастих валів як вітчизняних автомобілів, так і іномарок, включаючи вантажівки та автобуси. Статистика показала, що ці колінчасті вали не повертаються до вигнутого стану з часом. Не було і рекламацій, пов'язаних з поломкою валів, що побічно свідчить про їхню високу втомну міцність.

Правка валів наклепом . Спосіб доцільний для виправлення колінчастих валів, биття яких не перевищує 0,03 ... 0,05% від довжини валу. Він проводиться наклепом щік пневматичним молотком зі спеціальною головкою. Колінчастий вал укладається на призми верхніми корінними шийками або встановлюється в центрах. Тривалість виправлення та глибина наклепу (деформації щоки) залежать від сили та числа ударів в одиницю часу. По тому самому місцю не рекомендують робити більше трьох-чотирьох ударів; контроль ефективності редагування здійснюють вимірюванням биття валу. Наклепу підлягають внутрішня та зовнішня сторони щоки (з боку шатунної шийки) залежно від напрямку биття валу. Правка наклепом щік колінчастого валу не знижує його втомної міцності.

Гаряче виправлення металу

Цей метод редагування є універсальним. Він здійснюється за допомогою простих засобів нагрівання і застосовується для виправлення деталей різної конфігурації з великим ступенем точності. Одна з переваг методу в тому, що дозволяє правити литі деталі з чавуну, які інакше виправити майже неможливо. При необхідності процес можна вести так, що виправлення осі деталі відбувається уповільнено та вимірюється десятими та сотими частками міліметра. Термічним впливом можна проводити правку деталей великого перерізу, що особливо цінно за відсутності для підприємства досить потужного пресового устаткування.

При гарячому виправленні вирівнювання виходить в результаті створення напруги усадки. Це пояснюється тим, що нагріта частина завдяки збільшенню температури намагається розширитися, а навколишня область протидіє цьому. У цьому нагріта частина металу пластично деформується. Після опади нерівності нагріта частина охолоджується і напруги розтягування, що створюються, сприяють вирівнюванню металу. Правка тим ефективніше, чим швидше відбувається процес нагрівання і охолодження і чим шже смуга, що нагрівається. У той же час надто вузька смуга нагрівання викликає тріщини у матеріалі.

Деталь типу валу або осі круглого перерізу або балки прямокутного перерізу, що піддається редагуванню, укладається на дві опори або ставиться в центри опуклістю догори. Під точку найбільшої увігнутості ставиться індикатор, за показаннями якого контролюють перебіг процесу. Нагрів ведуть зазвичай зварювальним пальником (потужність її підбирають залежно від перерізу деталі), місце найвищого перегину обмежують накладками. Якщо одноразового нагріву виявляється недостатньо для отримання заданої прямолінійності, операцію повторюють, прогріваючи зону, розташовану поруч із початковою. Двічі гріти те саме місце не рекомендується. Наприклад, потрібно виправити шпиндель фрезерного верстата, що вигнутий до величини прогину 0,2 мм. Виправлення ведеться на токарному верстаті. Шпиндель, що виправляється, закріплюється в патроні і люнеті. Для редагування деталь нагрівають у точці найбільшої опуклості з подальшим охолодженням проточною водою. Місце нагрівання обмежується спеціальним щитком із листового азбесту, змоченого водою. Нагріванням з наступним охолодженням вісь шпинделя може бути виправлена ​​до прямолінійності 0,01...0,02 мм.

Деталі з листової сталі правлять за таким же методом, укладаючи їх для зручності на плиту (рис. 2.4). По приляганню деталі до плити визначають перебіг процесу редагування. Нагрів ведуть до температури 800...900 °С, але не вище 1000 °С. Температуру нагрівання можна визначити за вишнево-червоним кольором деталі. Охолодження можна інтенсифікувати шляхом обдування нагрітої зони стисненим повітрям або змочуванням водою. Момент початку охолодження потрібно вибирати такий, щоб не загартувати деталь.

Рис. 4. Термічна правка листової сталі

Хороші результати дає виправлення термічним впливом столів фрезерних, поздовжньо-стругальних, шліфувальних та інших верстатів. Для редагування стіл укладають на плиту вниз напрямними. На робочій поверхні столу наносять крейдою межу поперек стола проти місця максимальної опуклості і нагрівають смугу вздовж нанесеної межі. Якщо ця операція проводиться на плиті, то результати редагування контролюються за зазором між напрямними столу і плитою, а також за допомогою індикатора.

Термомеханічний метод редагування . Він відрізняється від термічного тим, що до початку нагрівання ділянки валу, встановленого опуклою стороною вгору, у ньому заздалегідь створюються пружні напруження за допомогою механічного натиску, наприклад хомутом. Натискний пристрій встановлюється поблизу місця нагрівання, поруч із точкою найбільшого прогину. Перед початком нагрівання цим пристроєм прогинають вал у протилежну від початкового прогину сторону. Контроль величини деформації валу при згині натискним пристроєм виконують за допомогою індикаторів. При нагріванні вал прагне вигнутися вгору; зустрічаючи додатковий опір внаслідок цього, матеріал у місці нагрівання переходить межу плинності раніше, ніж при чисто термічній правці.

Метод релаксації напруг полягає в тому, що вал на ділянці його максимального викривлення піддається нагріванню по всьому колу і на глибину перерізу до температури 600 ... 650 °С. Нагрів провадиться при обертанні валу на малих оборотах. Після витримки при зазначеній температурі протягом декількох годин вал встановлюється прогином вгору, і відразу ж на нагріту ділянку валу за допомогою спеціального пристосуванняпроводиться тиск у бік, протилежну прогину. Натиск проводиться для створення невеликої напруги у матеріалі нагрітого валу (пружна деформація). Час, протягом якого нагрітий вал витримується в напруженому стані, повинен бути достатнім, щоб під дією навантаження та високої температури необхідна частина пружної деформації перейшла пластичну. Основною перевагою методу редагування, заснованого на явищі релаксації напруг, є випрямлення валу із забезпеченням стабільності форми при подальшій експлуатації. При цьому в процесі правки, що проводиться при напругах значно нижче межі плинності, не виникає небезпечних внутрішніх напруг.

Пошкодження підшипників електродвигунів у найважчих випадках супроводжується викривленням валу ротора. Викривлення валу викликається тим, що при виході з ладу підшипника через просідання або сильної вібрації ротора відбувається зачіпання валу, що обертається, за ущільнення підшипника. Перший момент вал зачіпає за ущільнення однією стороною. Це призводить до одностороннього нагрівання валу, що викликає в місці нагрівання розширення зовнішніх шарів металу та I вигин валу, звернений опуклістю у бік зачеплення. Поява вигину у свою чергу збільшує зачіп та місцевий нагрівання валу. Вібрація ротора посилюється. Викривлення валу зростає. Якщо електродвигун не буде відключений персоналом, то неминуче відбудеться зачеплення бочки ротора за статор, що закінчується пошкодженням заліза та обмотки статора та відключенням електродвигуна від захисту.

Якщо справа була не сильним І не тривалим, то після остигання вал може виправитися, або залишкове викривлення буде незначним. Прц сильних подій залишкове викривлення буде великим.

У деяких випадках викривлення валу відбувається в результаті нагрівання валу через прокручування на ньому внутрішнього кільця підшипника кочення.

Для визначення величини викривлення валу ротор встановлюється на токарний верстат так, щоб бон шийок на кінцях валу за індикатором не перевищував 0,02-0,03 мм. Потім індикатором перевіряють бій валу поблизу місця його нагрівання і місцях ступінчастої зміни його діаметра. Перевіряється також бій бочки ротора поблизу обох торців. При вимірі визначаються та відзначаються точки кола на валу, що дають найбільше відхилення стрілки індикатора. Найбільше відхилення стрілки індикатора за годинниковою стрілкою відповідає максимальній опуклості валу, а найбільше відхилення проти годинникової стрілки - максимальній западині валу в даному перерізі.

Для роторів зі швидкістю обертання 3 000 об /хв допустимо викривлення валу до 0,03 мм, тобто бій валу по індикатору допустимо до 0,06 мм. Для роторів зі швидкістю обертання 1500 об /хв і нижче бій валу по індикатору допустимо до 0,10 мм.

При невеликих викривленнях валу (до 0,12 мм у електродвигунах зі швидкістю обертання 3 000 об/хв) у деяких випадках замість редагування можна обмежитися балансуванням ротора. При викривленнях валу більше 0,12 мм можуть виявитися недостатніми зазори ущільнення підшипників, а збільшувати їх не рекомендується. Балансування може бути утруднене неможливістю розмістити на роторі балансувальний вантаж достатньої ваги. Бій бочки ротора - і це, мабуть, найбільше істотно - може призвести до неприпустимої несиметрії повітряного зазору між ротором і статором. Іноді бій бочки ротора усувають її проточкою. Але при цьому зменшується діаметр бочки ротора, збільшується повітряний зазор між ротором та статором, підвищується струм холостого ходу та зменшується пусковий момент. Тому вдаватися до проточки бочки ротора не слід.

Правка валу може проводитись шляхом місцевого нагріву, механічним або термомеханічним способом. При місцевому нагріванні редагування валу проводиться шляхом нагрівання його з опуклої сторони.

Зважаючи на порівняно невеликий діаметр валів електродвигунів, їх правка за допомогою місцевого нагріву без застосування механічного натиску при значних викривленнях не завжди вдається. Для механічного натиску потрібно виготовити раму з козлами та натискний пристрій, що ускладнює правку.

Тому виправлення валів електродвигунів найбільш доцільно виконувати механічним способом.

Виправлення валу механічним способом. Ротор у цьому випадку встановлюють так, щоб увігнутою стороною вал був звернений нагору. Під вал у місці його максимального прогину підкладають балку чи іншу жорстку опору.

Виправлення валу роблять наклепуванням його за допомогою карбування в місці максимального вигину, з увігнутого боку. При наклепуванні зовнішні шари металу розширюються і змушують вал зігнутися у бік, протилежний початковому згину, тобто виправляють його.

При наклепі поверхня валу втрачає циліндричну форму, отримує вм'ятини. Виправляти поверхню проточкою неприпустимо, тому що при цьому будуть зняті наклепані шари і вал повернеться до попереднього положення. Тому наклеп не можна проводити на робочих шийках валу і в місцях розташування ущільнень підшипників. Для цього вибираються найближчі від місця максимального викривлення неробочі ділянки валу, бажано у місцях переходу одного перетину валу до іншого.

Карбку виготовляють із зубила, стікаючи його гострий кінець, як показано на рис. 36. Краї робочого кінця карбування закруглюють.

Наклеп починають від верхньої точки валу і поступово переміщують удари вниз по колу то з одного боку, то з іншого боку від верхньої точки. Наклеп повинен займати одну третину кола. Якщо наклеп по одному колу не виправить повністю валу, то, відступивши по осі валу на 10-15 мм, роблять наклеп по новому колу.

Періодично слід перевіряти індикатором результати редагування. Доцільно редагування наклепуванням закапчувати після отримання невеликого, але допустимого нормамивигину валу від прямої лінії у бік, протилежну початковому вигину.

Виправлення валу термомеханічним способом. На відміну від редагування місцевим нагріванням при цьому способі вал нагрівається по всьому колу і на весь переріз до 600 - 650 ° С і при нагрітому стані згинається в бік, протилежну викривлення, за допомогою натискного пристосування.

Зважаючи на деяку складність і необхідність проводити розрахунок щодо визначення зусиль натискання на вал, при яких не були б перевищені максимально допустимі напруги в ньому, даний спосіб, як правило, для редагування валів електродвигунів на місці їх установки не застосовується.

Ремонт валів та осей

Характерними дефектами валів і осей, що виникають у процесі експлуатації, є прогин, скручування, злами, утворення вибоїн і тріщин, зношування шийок (цапф), зношування або пошкодження шпонкових канавок, шліців, пошкодження та зношування різьблення.

За наявності погнутості валу (осі) та інших дефектів насамперед усувають прогин.

Величину прогину валу або осі встановлюють на токарному верстаті або підшипниках, потім індикатором вимірюють биття на різних ділянках, відзначаючи крейдою місця, які дають найбільше биття і тому вимагають правки.

Простіший спосіб визначення вигину - за допомогою сталевої лінійки. Її прикладають ребром по осі валу і щупом вимірюють величину просвіту на даній ділянці, що відповідає прогину валу.

Допустимий прогин валів при частоті обертання понад 500 об/хв становить 0,15 мм на 1 м, але не більше ніж 0,30 мм на всю довжину валу; при частоті обертання менше 500 об/хв - 0,10 мм на 1 м, але не більше ніж 0,20 мм на всю довжину валу.

Прогин валу та осей величиною менше 0,5 мм усувають шліфуванням, а вище 0,5 мм - холодною правкою або правкою з нагріванням.

Холодне виправленнявалів (осей) проводять декількома способами: карбуванням, гвинтовими пристосуваннями та пресами.

При холодній правці карбуванням (мал. 23.1 а) вал 1 встановлюють на двох опорах увігнутою стороною вгору. Під місце найбільшого прогину встановлюють підкладку 6 м'якої міді або дерева твердої породи.

Рис. 23.1. Правка валу:

а - холодне виправлення карбуванням; б – порядок ударів; в - виправлення з нагріванням; 1 – вал; 2 - місце найбільшого прогину; 3 – індикатор; 4 - місце наклепу; 5 – хомут; 6 – підкладки; 7 - опори

Біля місця наклеп 4 закріплюють вал скобою або хомутом 5, залишаючи на вазі найбільшу частину валу (0,6-0,8) * l. Це необхідно для того, щоб маса валу сприяла витяжці увігнутих волокон. Для цього на довгому кінці валу проводять додатково рівномірний натиск.

Наклепування (чеканку) проводять над підкладкою 6, обережно, ударяючи молотком масою 1-2 кг за спеціальним мідним або латунним чеканом, пригнаним за формою валу (рис. 23.1, б).

У міру карбування індикатором 3 вимірюють стрілу прогину валу.

При діаметрі валів менше 60 мм їх правлять за допомогою гвинтового преса. Головка гвинта має бути встановлена ​​над опуклим місцем валу і давити на нього через мідну або латунну прокладку. Одночасно слід постукувати по поверхні валу свинцевою або мідною кувалдою або звичайним молотком по мідній підкладці.

Правку з нагріваннямзастосовують для валів діаметром понад 80 мм, а також при вигинах валів, що досягають кількох міліметрів (рис. 23.1, в).

Вал 1 встановлюють на двох опорах 4 опуклою стороною вгору. Потім нагрівають газополум'яним пальником у місці найбільшого прогину 2, зазначеному індикатором. Для цього вал обгортають з обох боків від місця нагріву мокрим листовим азбестом, закріплюють його дротом, залишаючи відкритим ділянку безпосереднього нагріву. При цьому приймають розміри відкритої ділянки валу по довжині 0,1-0,2 d, а по колу - 1/3 d (де - діаметр валу). Прогрівання триває 3-5 хв за температури полум'я 500-550 °C. Температуру нагрівання контролюють термопарою або за кольором втечі сталі (темно-бурий колір розжарювання). Нагріту ділянку швидко охолоджують стисненим повітрям. Операцію повторюють кілька разів. Вал вирівнюється під впливом внутрішніх напруг, що виникають при місцевому нагріванні та охолодженні. У такий спосіб можна правити вали, вигин яких досягає кількох міліметрів, з точністю до 0,03-0,05 мм.

Прогин валу перевіряють індикатором 3 до початку та після прогріву, який повторюють, якщо вал не випрямиться від одного нагріву.

Усунення скрученості. Скручені вали, як правило, вибраковують. При скрученості валів Ø 50-60 мм до 10° її усувають важільним захопленням, а особливо тонких валів або осей - затискаючи один кінець вала (осі) у лещатах і повертаючи інший кінець коміром у необхідний бік. При цьому підкладають мідні чи свинцеві прокладки.

Кут скручування (зсуву) визначають заміром лінійкою з кутоміром або рейсмусом.

Заварювання тріщин. Вали, що мають наскрізні злами або поперечні тріщини глибиною до 0,10 діаметра валу, зазвичай замінюють новими.

Вали та осі, що мають окремі поперечні тріщини глибиною до 0,10 діаметра валу та поздовжні тріщини глибиною не більше 0,15 діаметра валу, довжиною не більше 10 % від довжини валу та не сприймають ударного навантаження, можуть бути відремонтовані електрозварюванням. При цьому необхідно попередньо обробити всі тріщини до здорового місця та зняти фаски по 10-12 мм на бік. Вали малих діаметрів перед зварюванням підігрівають. Після зварювання правлять, обточують та шліфують.

Ремонт шийок валів. Поверхневі пошкодження цапф (подряпини, ризики, задирки, неглибокі задираки), а також незначні овальність, конусність або еліпсність шийок (не більше 0,2 мм) усувають вручну оксамитовим напилком з подальшим поліруванням тонким наждачним полотном або спеціальними полі. Жимок є дві колодки, накладені одна на іншу, з отворами певного діаметру. Внутрішні стінки отвору обтягнуті шкірою. При зношуванні понад 0,2 мм шийки переточують на токарному верстаті, а потім шліфують під ремонтний розмір.

Переточку виконують у два або три переходи: перший - груба обробка гострим обдирним різцем; другий - обточування чистовим різцем; третій – обробка широким різцем.

Щоб уникнути перенапруги валів при відносно невеликих виробленнях шийок, рекомендується ремонтувати їх металізацією. Допускається нарощування поверхні шийок хромуванням та залишенням.

При зміні діаметра шийки понад 10% переточування її не допускається. У цьому випадку ремонт виконують електронаплавленням з наступним проточенням до номінального діаметра.

Для того щоб отримати хорошу поверхню шийки, що відновлюється, і міцний шар наплавлюваного металу, необхідно зношену частину шийки проточити на 1,0-1,5 мм від номінального розміру шийки, а після цього наплавити метал у певному порядку. Наплавлення металу на шийки цапф можна робити вздовж осі шийки або по колу.

У першому випадку (рис. 23.2, а) кожен наступний валик металу, що наплавляється, повинен перекривати на 1/3 по ширині попередній (сусідний з ним) і закінчуватися на протилежній по діаметру стороні шийки (на рис. 23.2, а послідовність накладання валиків зазначена цифрами) . Це роблять для того, щоб шию, що наплавляється, не повело.

Рис. 23.2. Електронаплавлення шийки валу: а - вздовж осі шийки; б - по колу

У другому випадку (рис. 23.2 б) також залишається в силі умова перекриття на 1/3 кожним валиком раніше наплавленого валика.

Після перевірки відсутності викривлення шийки при наварці її проточують. У тих випадках, коли наплавлення зробити важко, шийки валу ремонтують установкою ремонтних втулок. При цьому способі ремонту відпалений вал обточують і напресовують втулку з того ж матеріалу, розкернюють по торцю або приварюють точковим зварюванням. Втулку можна ставити на епоксидному клеї, обробивши потім шийку до потрібного розміру.

Відновлення центрових отворів. Перевірку та відновлення центрових отворів валів проводять на токарних верстатах. Для цього вал, що ремонтується, встановлюють одним кінцем в самоцентруючий патрон, а другий кінець шийкою вала кладуть на кулачки нерухомого люнета. Регулюванням кулачків люнета домагаються, щоб індикатор показував биття на шийці валу трохи більше половини допуску виготовлення.

Після вивіряння валу проводять правку центрів центровим свердлом, спеціальним різцем або шабером. Центр другого кінця валу виправляють так само, як першого. Якість редагування центрів перевіряють на тому ж токарному верстаті, але вал встановлюють у центрі, а контролюють шийки валу по індикатору.

Ремонт шпонкової канавки та шліців. Спочатку перевіряють канавки (штихмасом, штангенциркулем та косинцем). Якщо ушкодження канавок не перевищують 5% від їх ширини, канавки ремонтують напилком і шабером. При більш значних пошкодженнях, що вимагають розширення канавки від 5-15%, ремонт виконують прострожкою і фрезеруванням канавки на верстатах і цим надають їй ремонтний розмір, відповідно, змінюючи при цьому розмір шпонки (допускається застосування ступінчастої шпонки). Ремонтний розмір паза не повинен перевищувати номінальний більш ніж на 15%. Шпонкові пази, зношені більш ніж на 15%, відновлюють під номінальний розмір наплавленням вручну однієї зі стінок паза з подальшою механічною обробкою. Практикується виготовлення нового паза шпонки під кутом 120-180° по відношенню до зношеного. При цьому зношений паз заварюють. Для невідповідних з'єднань допускається наплавлення зношеного паза з подальшим обробленням (на колишньому місці).

Шлицеві з'єднання ремонтують наплавленням шліців з наступним відпалом, механічною та термічною обробкою. При невеликих зношуваннях зубилом надрубують канавку вздовж шліцю, при цьому шліц лунає по ширині. Отриману канавку закладають наплавленням і обробляють.

У буровому та нафтопромисловому устаткуванні деталі цього класу дуже численні; сюди відносяться вали лебідок, редукторів, коробок зміни передач, осі кронблоків та талевих блоків, стволи вертлюгів, пальці гаків, осі відцентрових насосів, плунжери та штоки бурових, цементувальних та інших насосів об'ємної дії тощо.

Функціонально деталі цього класу можуть працювати в різних умовах навантаження: передавати значні крутні моменти (вали), служити для підтримки деталей (осі), що обертаються, перетворювати обертальний рух у зворотно-поступальний (колінчати вали), сприймати знакозмінні осьові навантаження (штоки, плун).

По конструкції вали поділяються на кілька груп: гладкі, ступінчасті, шліпові, зі шпонковими канавками, з різьбленням, порожнисті, з конічними поверхнями та ін. різні видиповерхонь. З валів загального призначенняу нафтовому машинобудуванні найбільш поширені ступінчасті вали - це вали редукторів верстатів-гойдалок, роторів, відцентрових насосів, бурових лебідок та ін. Вали мають діаметр 50-150 мм. Застосовуються також довгомірні вали довжиною 7000-8000 мм, переважно, у свердловинному устаткуванні (вали турбобурів, відцентрових занурювальних насосів та інших.).

Залежно від характеру з'єднання валів із суміжними деталями, ступеня навантаженості, якості мастила та інших факторів після деякого періоду роботи у валів з'являються різні дефекти. Найбільш характерні такі дефекти: знос поверхонь, що труться; I вигин або скручування валу; знос різьбових поверхонь; порушення щільності посадки сполученої деталі на вал; порушення кріплень (поломка фіксуючих штифтів або гвинтів); поломка валу. У деталей, що передають осьові навантаження, можливий також поздовжній вигин.

Спосіб ремонту валів вибирають після встановлення характеру та ступеня дефекту, керуючись техніко-економічними міркуваннями, терміном служби відремонтованих деталей та наявністю необхідного обладнання.

Незважаючи на різноманітність конструкцій валів, при їх відновленні виникають загальні технологічні завдання, серед яких:

Вибір технологічних баз;

Забезпечення нормованих технічною документацієюрозмірів, геометричної форми та шорсткості відновлюваних поверхонь;

Забезпечення співвісності посадкових поверхонь;

Забезпечення паралельності бічних поверхонь шліцевих та шпонкових пазів осі валу;

Обмеження радіального та торцевого биття;

отримання необхідної твердості робочих поверхонь деталі;

Досягнення міцності зчеплення нанесених шарів покриття (якщо застосовується такий спосіб відновлення).

На початку ремонту валів встановлюють можливість використання технологічної бази заводу-виготовлювача, якою здебільшого є центрові отвори. У разі пошкодження цих отворів їх виправляють на токарних верстатах за допомогою свердловин.

Після виправлення центрових отворів перевіряють і при необхідності виправляють криволінійність валу.

Найчастіше дефекти у валів з'являються на посадкових поверхнях під підшипники. Рекомендується поверхні під підшипники відновлювати при зносі більше 0,017-0,060 мм, поверхні нерухомих з'єднань (місця під маточини деталей) - при зносі більше 0,04-0,13 мм, поверхні рухомих з'єднань - при зносі більше 0,4-1,3 мм , під ущільнення - понад 0,15-0,20 мм, шліпові поверхні - при зношуванні понад 0,2-0,5 мм, бічні поверхні шпонкових пазів - при зношуванні 0,065-0,095 мм.

Ремонт зношених шийок валів можливий двома шляхами: запровадженням ремонтних розмірів або постановою первісних. В обох випадках неправильну форму шийок (овальність, конусність) і дефекти їх поверхні (вироблення, задираки, подряпини) усувають проточкою на токарних верстатах і, при необхідності, подальшою обробкою на шліфувальних верстатах або шліфувальними головками на токарних верстатах. У разі незначного зносу шийок загартованих валів їх обробляють лише шліфуванням.

Шийки валів, що мають значне зношування або інші дефекти, обточують під ремонтний розмір, якщо це дозволяє конструкція сполученої деталі та її міцність. II залежно від навантаженості валу допускається зменшення діаметра шийок на 5-10%. В інших випадках для відновлення номінальних розмірів застосовують різні видинаплавлення (вібродугову, в середовищі вуглекислого газу та ін.), металізацію, хромування, залишання та інші методи.

Для відновлення поверхонь нерухомих сполучень застосовується електроконтактне приварювання металевого шару (стрічки, проводки), а при зносі таких поверхонь із сирих сталей 10 0,4 мм і термооброблених до 0,2 мм ефективно електромеханічне висаджування та вигладжування, тому що при цьому не потрібно додаткового матеріалу, зміцнюється поверхневий шар, підвищується зносостійкість та втомна міцність. Для висадки застосовують пластину з твердого металуіз шириною фаски 0,3-0,4 мм.

Поверхні шийок валу під наплавлення відновлюють переважно при зношуванні понад 0,5 мм. Для цього їх обточують так, щоб шар металу, що наплавляється, мав однакову товщину по всій довжині шийки валу, т. до. різна товщина шару наплавлення призводить до його відшаровування. Електрод, що вибирається, повинен забезпечити необхідну твердість наплавленого шару. Для наплавлення шийок валів з конструкційних сталей рекомендуються електроди з покриттям ОММ-5, МЕЗ-0,4, УМ-7, УОНІ-13/65, УОНІ-13/85.

Для наплавлення поверхонь валів високої зносостійкості застосовують електроди марок ЕНХ-20, ЕНХ-25, І1Х-30, ЕНХ-45, ЕНХ-50. Наплавлення ведуть з перекриттям валиків швів на 30-50% (рисунок 111 а). Товсті короткі вали наплавляють кругову, як показано малюнку 112, а. Тонкі вали наплавляють поздовжніми швами, накладаючи їх поясами шириною 50-60 мм по черзі з діаметрально протилежних сторін, причому у певній послідовності, зазначеній на малюнок 112, б

а - правильна; б - неправильна

Рисунок 111 - Схема наплавлення поверхні валу

а - кругова; б - поздовжня

Малюнок 112 - Послідовність наплавлення металу на вал.

Деталі з сталей, що гартуються, вимагають перед наплавленням підігріву до 250-300° С. Відновлені вали можуть бути зміцнені загартуванням нагріванням ТВЧ, яка підвищує втомну міцність відновлених наплавленням деталей більш ніж на 100%, а поверхневу твердість Щ до 20.

Шийки валів, виконаних із сталей, чутливих до перегріву, рекомендується нарощувати; металізацією. Це відноситься, наприклад, до валів бурових лебідок, бурових насосів, трансмісій силових приводів та ін. Металізацію можна застосовувати для відновлення шийок і цапф валів, якщо товщина шару, що наноситься, не перевищує 10 мм. Поверхня ділянки валу під металізацію попередньо повинна бути підготовлена ​​нарізкою для поліпшення зчеплення металу, що наплавляється, з основним.

Початкові розміри шийок і цапфів валів можуть відновлюватися залишенням. При невеликій величині зносу, що не перевищує 0,10-0,15 мм на бік, для відновлення розмірів застосовується хромування.

Зношені поверхні валів можна поновлювати застосуванням ремонтних втулок. Втулка насаджується на вал пресовою посадкою або гарячому вигляді, підігріта до 480-500°С, а потім обробляється до необхідного розміру обточуванням, шліфуванням або іншими необхідними способами. На шийки колінчастого валу встановлюють складові втулки із двох половин; їх попередньо кріплять до валу електрозаклепками, потім обварюють місця стику і, нарешті, приварюють до валу і піддають механічній обробці.

Ремонтні втулки можуть відновлюватися із застосуванням епоксидного клею. Для цього цапфу або шийку валу проточують так, щоб товщина втулки, що залишається після обробки, була не менше 2 мм. Після підготовки поверхні, що сполучаються, вала і втулки покривають клеєм і садять втулку на місце, не повертаючи її. Застосування цього способу вимагає розточування пари (підшипника) до відповідного зовнішнього діаметра втулки.

Конічні поверхні валів при зносі відновлюють хромуванням та залишенням. При значному зношуванні таких поверхонь їх наварюють, обточують і шліфують.

На валах часто присутня зовнішня кріпильна різьба. Стан різьблення перевіряють зовнішнім оглядом, калібрами та різьбомірами. Основними дефектами різьблення є зрив ниток, знос по діаметру, промиви, витягування. При незначному пошкодженні двох-трьох ниток їх можна виправити за допомогою плашок та напилка. Різьблення зі значними дефектами повністю видаляють, а потім наплавляють (наварюють) цю ділянку валу з подальшим використанням різьблення номінального розміру, або видаляють токарною обробкою і нарізають нове різьблення ремонтного розміру. Дефектне різьблення на відповідальних валах, що піддаються великим навантаженням, не рекомендується відновлювати наплавленням, тому що міцність валу внаслідок процесу наплавлення може виявитися зниженою.

Різьблення, розташовані на кінцях валів, можна відновлювати шляхом укорочування валу на довжину різьблення та нарізкою різьблення номінального розміру. Таким способом, наприклад, ремонтують стволи вертлюгів.

У конструкції валів нерідко передбачені отвори кріплення (вали редукторів і відцентрових насосів), отвори під мастило (вали компресорів, осі кронблоків і талевих блоків), зазвичай забезпечені різьбленням. Методи відновлення таких отворів викладені в окремому розділі даного довідника,

Багато валів забезпечені шпонковими пазами, які в залежності від виду посадки на вал сполученої деталі (рухлива, нерухома) зношуються або деформуються з бокових площин. Ремонт шпонкових пазів можливий декількома способами: наплавленням, заваркою введенням ремонтних розмірів, утворенням нового паза, а при незначному пошкодженні кромок пазів - зачисткою напилком і шабером.

Зношені і зім'яті стінки паза шпонки можна наплавляти з подальшою обробкою його фрезеруванням або струганням. Паз можна повністю заварити з подальшим утворенням паза на місці заплавленого. При заварюванні шпонкових пазів нормальної довжини рекомендуються зварні шви-валики укладати від середини паза до обох кінців. При закладанні дуже довгим шпонкових пазів (довжиною понад 400 мм) рекомендується інша послідовність операцій: спочатку необхідно заварити середню частину паза, а потім кінцеві.

При проведенні наплавних або зварювальних робіт вибір марки електрода, сили струму та швидкості виконання операцій повинні бути такими, щоб не викликати деформацію валу термічні напруги в ньому та надмірні структурні зміни матеріалу.

При реставрації наплавленого паза або отримання нового допускається деяка неспіввісність паза з віссю валу в межах 0,05-0,10 мм за довжиною паза.

Якщо міцність валу дозволяє додаткове ослаблення і при цьому не потрібно суворо фіксувати деталі по колу, що сполучається з валом, то на валу роблять новий паз під деяким кутом до старого, а старий заварюють.

Шпонковий паз можна виправити обробкою бічних поверхонь до ремонту. Збільшення ширини паза допускається лише на 15% від початкової. При цьому потрібне застосування ступінчастої шпонки, оскільки в деталі, що сполучається розміри шпонкової канавки! зберігаються нормальними.

На шліцевих валах поряд з усуненням дефектів, притаманних гладких валів, необхідно відновлювати шліцеві поверхні. Основним дефектом шліців валу є зношування, внаслідок чого зменшується ширина шліців і збільшуються зазори в зчленуванні.

Найбільш широко відновлення шлицевых поверхонь застосовують дугову наплавку. Товщина наплавленого шару має бути не менше 3 мм. Наплавку ведуть дротом Нп-30ХГСА діаметром 1,6-2,0 мм під шаром флюсу АН-348 струмом зворотної полярності. Торець нової ділянки валу перед наплавленням слід захистити від оплавлення мідною шайбою. Після наплавлення потрібна перевірка валу на прямолінійність і у разі потреби виправлення, а також нормалізація, токарна обробка, фрезерування шліців, термічна обробка (загартування та відпустки до необхідної твердості), шліфування. Таким чином, технологічний процесвідновлення виходить трудомістким і тому завжди вигідним. Шлиці можна наварювати лише зі зношеного боку або повністю заварювати. Шлицеві поверхні можуть також відновлюватися електроконтактним приварюванням металевих смуг.

При невеликому ступені зношування для відновлення шліцевих ділянок рекомендується холодне пластичне деформування. При зносі шліців по товщині до 0,5 мм на їхній неробочій зовнішній поверхні за допомогою шліценакатної головки та гідравлічного преса формують технологічну канавку. Метал, витіснений з канавки, заповнює бічну зношену поверхню шліцю та збільшує зовнішній діаметр валу, забезпечуючи необхідний припуск для механічної обробки робочої поверхні.

Якщо знос шліць по товщині становить 0,5-1,2 го на їх зовнішній поверхні наплавляють валики металу і осаджують на гідравлічному її за допомогою шліценакатної головки. При осаді наплавлені валики впроваджуються в основний метал, збільшуючи ширину шліців та забезпечуючи необхідний припуск під механічну обробку. При зносі шліців по товщині понад 1,2 мм наплавляють їх бічні та зовнішні поверхні та піддають механічній обробці без застосування деформування.

Вдавлювання шліць можна здійснювати на токарному верстаті за допомогою оправки з конусним роликом. Схема установки валу на верстаті показано на рис. 39 а схема деформування мулу - на рис. 40. Оправлення зміцнюють у різцетримачі супорта верстата. Поздовжню подачу здійснюють самохідним гвинтом, поперечну - вручну. Після вдавлювання одного шліцю до необхідного розміру патрон з валом повертають і починають обробку наступного шліцю. Результати операцій перевіряються калібром, шаблоном або універсальним вимірювальним інструментом.

Для вдавлювання шліців роликом можна використовувати поперечно-стругальний верстат. На верстатах такого типу можна також за допомогою ділильного пристрою обробляти шліци після їх наплавлення.

Загартовані вали перед операцією пластичного деформування відпалюють, а після вдавлювання шліців піддають термообробці з метою надання їм необхідної твердості. Після цього проводять шліфування бічних поверхонь шліців.

Найбільшу складність становить ремонт колінчастих та кривошипних валів. Це відповідальні та дорогі деталі насосів, компресорів, двигунів внутрішнього згоряння. Основна причина їх виходу з ладу - знос колінчастих та шатунних шийок. Знос шийок у різних площинах неоднаковий, у результаті з'являються овальність і конусність. Як правило, таких валів обробляються під ремонтний розмір на спеціалізованих шліфувальних верстатах. Великогабаритні вали тихохідних машин обробляють на токарних верстатах із застосуванням вантажів, що врівноважують. Шийки валу відновлюють також наплавленням під шаром флюсу з подальшою нормалізацією. Після токарної обробки шийки гартують струмами високої частоти, шліфують, полірують.

Рисунок 113 - Схема установки шліцевого валу на верстаті

Деякі вали забезпечені спеціальними поверхнями типу кулачків, ексцентриків, сфер і т. п. Для відновлення таких поверхонь потрібні або спеціальні верстати, або копіювальні пристрої універсальним верстатам. Зношені поверхні перед механічною обробкою зазвичай наплавляються, наприклад сплавом сормайт 2.

Вали, що надходять на ремонт із тріщинами, як правило, відбраковуються. Якщо вал невідповідний, тобто несе невеликі навантаження, він може бути відремонтований заваркою тріщин на всю глибину. Міцність відновленого таким чином валу можна збільшити, якщо місце заварки відпалити і прокувати.

В окремих випадках допускається ремонт колінчастих та кривошипних валів із тріщинами в щоках. Для цього на кінцях тріщини свердлять отвори, тріщину вирубують з обробкою кромок і заварюють, після чого виробляють загальну або місцеву відпустку для зняття внутрішніх напруг. Зношену шатунну щоку зазвичай повністю видаляють, а на вал встановлюють нерухомою посадкою нову, виготовлену з припуском під остаточну обробку.

Одна з операцій, що часто зустрічаються при ремонті бурового і нафтопромислового обладнання, — правка валів. Залежно від діаметра та величини прогину вали правлять у холодному та нагрітому стані. Вали діаметром до 50 мм або довгі вали діаметром до 100 мм при місцевому прогині до 0,008 від довжини валу правлять у холодному стані. Величину прогину визначають просвітом на контрольній плиті, за допомогою індикатора на призмах або в центрах токарного верстата.

Рисунок 114 - Схема утворення шліцю втисканням ролика

Відомо кілька способів холодного виправлення валів. Вал можна виправити вручну ударами молотка через виправлення з м'якого металу. Вал можна правити за допомогою гвинтової скоби (рис. 115). Гвинт обертають уручну. Скобу переміщають на різні місцявалу, добиваючись прямолінійності осі валу. Така редагування виконується досить швидко і забезпечує, наприклад, для нала діаметром 40 мм при його довжині близько 2-х метрів точність до 0,1 мм на 1 м довжини валу. У холодному вигляді вали можна правити за допомогою преса, а при невеликому їх діаметрі - з сили важеля, встановленого в центрі токарного верстата.

Рисунок 115 - Виправлення валу гвинтовою скобою

Правка валу в нагрітому стані проводиться після встановлення на двох опорах. Вал закріплюють вигнутою стороною вниз, а на увігнуту сторону накладають мокрий азбест і закріплюють його. Далі нагрівають увігнуту ділянку газовим пальником до 500-550 ° С, роблять правку і дають валу охолонути.

Більш складна та відповідальна операція правки колінчастих валів, яка проводиться за допомогою преса та пневматичного молотка в кілька прийомів. Після відновлення валу його піддають балансуванню та дефектоскопії (на відсутність тріщин).

Поламані вали за необхідності можуть відновлюватися за допомогою газового або електричного зварювання, а також різьблення. Частини валу зварюються або без підготовки або кінці їх обробляються під конус. При електрозварюванні наплавлений, що ще не остигнув, метал проковують. Покороблений в результаті термічного впливу зварювання вал випрямляють одним і зазначених раніше способів. Імовірність короблення значно зменшується при підігріві мала до температури 300-400 ° С. Іноді замість відламаної або деформованої частини валу до основної приєднується нова виготовлена ​​частина; це робиться або із застосуванням зварювання, 1бо за допомогою різьблення.

Поламані вали можна відремонтувати також за допомогою додаткових деталей. При цьому можливі різні варіанти з'єднання частин валу, показані на рисунку 116.

Якщо відламана значна частина валу, то деформований торець валу підрізають, виготовляють надставку, висвердлюють в обох заготовках отвори та нарізають різьблення. Потім вал і надставку збирають за допомогою шпильки (рисунок 116 а), обварюють по колу, обточують, при необхідності і шліфують. Якщо обидві частини зламаного валу можна використовувати, їх торці підрізають, висвердлюють і нарізають різьблення. Потім виготовляють надставку з циліндричними виступами з обох боків, на яких також нарізають різьблення. Після складання (рисунок 116 б) обидва стику по колу обварюють і вал піддають необхідної остаточної механічної обробки.

Ширина гладкої частини надставки повинна компенсувати скорочену в результаті підрізування довжину валу, відновивши її до початкової. Якщо зламана цапфа вала, ремонтну надставку з'єднують з валом так, як показано на малюнок 116, в. При цьому торець валу також підрізається та забезпечується різьбовим отвором. Після приварювання цапфи вал піддається механічній обробці. Вал і ремонтну надставку можна з'єднати без різьблення (рисунок 116 г), якщо надставка має хвостовик, резерви якого забезпечують потрібну посадку його в отвір вала. Хвостовик надставки вставляють в отвір вала та з'єднання зварюють, а потім виробляють механічну обробку.

Деталі типу валів, що передають навантаження вздовж осі, відновлюються гальванічними способами, редагуванням та деякими іншими, аналогічними викладеним для групи валів.

До деталей типу валів належить один з основних елементів металорізальних верстатів - шпиндель. Металорізальні верстати, що широко застосовуються при ремонті нафтового обладнання, самі періодично піддаються ремонту, в т. ч. пов'язаному зі шпинделем і вимагає особливої ​​точності операцій. Допустиме биття шийок шпинделя 0,003-0,010 мм. Конусність шийок не повинна перевищувати 0,01 мм по всій їхній довжині.

Правильність виготовлення конусного отвору перевіряють калібром та за допомогою оправки; допустиме биття оправки має бути в межах 0003-0010 мм на 300 мм довжини. Дуже важливо при обробці шпинделя досягти співвісності опорних шийок, конічних та циліндричних поясів та інших поверхонь. Допустимі відхилення від співвісності не повинні перевищувати 0,005-0,030 мм на довжині 300 мм. Допустиме биття різьблення, вимірювання по середньому діаметру, не повинно перевищувати 0,025 мм. Биття опорної площини головки шпинделя має перевищувати 0,01 мм.

Рисунок 116 - Способи відновлення поламаних валів із застосуванням зварювання за допомогою: шпильки (а), вставки (б), надставки (в, г).

Шпинделі виготовляють із сталей 45, 20Х, 40Х, 12ХНЗ та ін. Для відновлення шпинделів застосовні такі способи. При незначному зносі поверхонь ремонт виконують на токарному верстаті за допомогою абразивного порошку або шляхом хромування, яке не рекомендується для відновлення швидкохідних верстатів. При значному зносі шийок їх можна обточити на менший розмір, прошліфувати та відполірувати. Шийки шпинделя можна відновити металізацією. Посадкові місця шпинделя для деталей, що обертаються, можна відновити шліфуванням, обточуванням, металізацією з подальшою механічною обробкою та іншими способами, що застосовуються при відновленні валів.

Конусний отвір шпинделя при малому виробленні можна відновити шліфуванням, яке найкраще проводити на верстаті, що ремонтується. При великому виробленні конусний отвір розточують під перехідну втулку з внутрішнім отвором, що відповідає стандартному конусу. Конусну втулку цементують на глибину 0,5-0,8 мм, загартують і запресовують у конічний отвір шпинделя за допомогою пропущеного через шпиндель затяжного гвинта. Зношене різьблення шпинделя може бути відремонтоване наплавленням та відновленням початкових розмірів. Розроблені шпонкові пази можна розширити фрезеруванням та підігнати нестандартні шпонки. Можна також пази заварити та вифрезерувати нові номінальні розміри.