Gépészet | Karbantartás » Szabó József Zoltán - Szerviztechnika és üzemfenntartás

Szervíztechnika és üzemfenntartás Szabó József Zoltán Főiskolai adjunktus BMF Mechatronika és Autótechnika Intézet ALKATRÉSZFELÚJÍTÁS I. Képlékeny alakváltoztatás Perselyezés, hüvelyezés Termikus szórás Felújítás képlékeny alakítással Felújítása képlékeny alakváltozással „ Felújítás: eredeti alakra és méretre saját anyagának képlékeny alakváltoztatásával. Az eljárás végezhető: hidegen és az alkatrész felmelegítésével. „ Hideg alakítással általában a kis széntartalmúak (C = 0,10,25%), esetleg molibdénnel (0,4%-ig), krómmal (1,5%-ig), nikkellel (8%) kissé ötvözöttek újíthatók fel. „ Hideg alakításkor számításba kell venni az anyag felkeményedését és a keletkező belső feszültségeket is. Dugattyú csapszeg felújítás „ „ tüskével való tágítással hideg, vagy meleg állapotban. A tágítás után a csapszeget hőkezelik és készre munkálják. Persely felújítása

„ „ Kisebb perselyeket, bronzperselyeket húzógyűrűn átsajtolva tömörítnek. Ezzel a persely belső átmérője a gyári névleges méretre csökkenthető. Szeleptányér felújítása Felújítás melegalakítással átkovácsolás, zömítés Hevítéskor revésedés, a felület elszéntelenedése is előfordul. Hevítés sófürdőben, nem oxidáló légkörű kemencében nagy nagyfrekvenciás hevítéssel. A melegalakítás után hőkezelés szükséges. Perselyezés, hüvelyezés Kopott furat vagy tengelycsap perselyezéssel illetve hüvelyezéssel újítható fel eredeti méretére. „ A sérült furatot felfúrják, amelybe perselyt szerelnek. A perselyek készülhetnek „ sima, peremes, menetes, stb. perselyek kivitelben különböző falvastagsággal. „ Egyes nagy értékű alkatrészek kopásnak kitett furatai perselyes kivitelűek (motor henger, szelepülés). „ Furatfelújítás vékonyfalú persellyel 1 A kopott furat felfúrása,

dörzsölése javító méretre H7-es tűréssel. Sarkainak leélezése. 2. Központfurattal ellátott, leélezett sarkú dugó elkészítése szilárd illesztéshez n6-os tűréssel. 3. Dugó besajtolása, hegesztéssel való rögzítése. 4. Fúrás, dörzsárazás eredeti méretre. Furatfelújítás vastag falú persellyel A felújítás műveleti sorrendje: 1. A kopott furat felfúrása, dörzsölése javítóméretre H7-es illesztéssel. 2. Peremes vagy sima persely készítése, a külső átmérőt szilárd illesztéshez n6-os tűréssel, a furatot simítási ráhagyással. 3. Persely beszerelése sajtolással vagy hőmérséklet-különbség révén (zsugorkötéssel). 4. A persely furatának megmunkálása az előírt méretre. Persely rögzítése 44. ábra Peremes persely Perselyek szerelése „ „ A perselyek besajtolása hosszirányú sajtolókötéssel (a perselyt a furatba tengelyirányú sajtolással szerelik). A hőmérséklet különbséggel

megvalósított szerelés hűtéssel vagy melegítéssel, esetleg ezek kombinációjával „ a szilárdillesztésű alkatrész párok között átmenetileg játékot hoznak létre. A túlfedés felsajtolással (görgős csőprés) hozható lére. Szelepülésgyűrűk beerősítése Valter-persely furatok felújítása menetjavító betétekkel „ „ „ A csavarmenet betétek rugalmas csavarmenet alakú, rombusz (menetprofil) keresztmetszetű huzalból készülnek. Beszerelés után a menesztő csap a bemetszés helyén letörik. Ezek a betétek kopásállóak, korrózióállóak, hő terhelésnek ellenállnak. A menetjavítás műveleti sorrendje Furat elkészítése, illetve sérült menet esetén felfúrása csigafúróval. A fúró a menetszabványnak átmérőjét megfelelően kell kiválasztani. Menetvágás a rendszerhez tartozó kézi vagy gépi HELICOIL menetfúróval. Beszerelés. A beszerelés kézi és gépi beszerelő szerszámmal végezhető.

Átmenő csavarmeneteknél a menesztőcsap a bemetszésnél eltörik. Ezt egy csaptörő végzi. M14-es finom menettől az M18-as normál menetig egy hegyescsőrű fogóval kell eltávolítani. Tengely javítása vékonyfalú hüvellyel „ „ „ Az ábrán látható peremes hüvelyt szerelő célszerszámba helyezik úgy, hogy a válla a szerszám peremére támaszkodjon. A szerelőszerszámra mért ütésekkel ütik fel a tengelyre, amely így szorosan illeszkedik a tengelyen. A helyére szerelt hüvely peremes részét kézi szerszámmal eltávolítják. SKF Termikus szórás Alkatrész felújítás termikus szórásokkal „ A ,,termikus szórás” egy gyűjtőfogalom, amely magába „ „ „ foglalja mindazokat a felületbevonó eljárásokat, melyek a bevonatot úgy hozzák létre, hogy a bevonó anyagot nagyhőmérsékletű gázközegben részben vagy teljesen megolvasztják, majd ezzel egyidejűleg nagy sebességgel az előkészített felületre repítik. Az

eljárás jellégétől függően a kialakított bevonat tömör, öntött szerkezetű vagy porózus. Az alapfelülethez a réteg egybeolvasztása esetén diffúziósan, a többi esetben mechanikusan, adhéziósan köt. A kifejlesztett szórási eljárásokkal a fémek, fémötvözetek, oxidok, kerámiák, sőt akár műanyagok is felhordhatók Ezek az eljárások mind az új alkatrészek, illetve berendezések gyártásában, mind a kopott, elhasználódott felületek felújításában jól alkalmazhatók Termikus szórás „ Hő hatására a megolvadt anyagok szemcséi sűrített levegő illetve láng hatására a kiválasztott felületre csapódnak és ott réteget alkotnak. „ Termikus szórás során adhéziós kötésű bevonat keletkezik. „ A felületre felvitt különböző rétegek anyagai lehetnek: − fémek, fémötvözetek − karbidok, cermetek, kerámiák − szerves műanyagok „ A felszórandó anyag lehet huzal vagy por. „ A szórandó anyag

megolvasztható (olvasztási energia): − gázlánggal, − villamos ívvel, − plazmaívvel, − indukciós olvasztással. Egy kis történelem „ „ „ A legkorábbi alkalmazás Schoop svájci mérnök nevéhez fűződik, aki 1910 körül olyan eszközt fejlesztett ki, amellyel ónt vagy cinket megolvasztva sűrített levegővel elporlasztva a munkadarab felületére fúvatott. Az 1920-as évek közepén ezt az eljárást számos országban eredményesen alkalmazták. Mivel kezdetben csak fémes anyagokat szórtak, az eljárást fémszórásnak nevezték el. Később az űrkutatás, a repülőgépipar és más csúcstechnológiákat alkalmazó iparágak speciális igényei intenzív fejlesztő-kutató munkát gerjesztettek A fémszórás előnyei „ „ „ „ „ „ Kis beruházást igényel Gyorsan üzembe helyezhető, gyors eljárás A berendezés nem helyhez kötött, terepen is működik Egyedi és sorozatgyártásban egyaránt alkalmazható Különleges bevonatok is

előállíthatók, pl. üvegre, kerámiára, műanyagra, stb. A gyors hevítés és a nagy áramlási sebesség révén csökkennek a szórt anyagban lejátszódó káros kémiai reakciók. A bevonatokban kevesebb az oxid, a szórás közben kevesebb ötvöző ég ki. Szórási eljárások Szórási eljárások jellegzetességei A termikus szórás jellemzői − − − − − − − − Az eljárás egyszerű, kis beruházást igényel. Nem helyhez kötött. Az igénybevételnek megfelelő bevonat készíthető Egyedi és sorozatjavítás - esetleg gyártás - esetén is alkalmas. Bármilyen anyag - fém, kerámia, műanyag - szórható. Nagy felületi nyomásra alkalmas. A szórás irányára merőleges húzásnak kevésbé áll ellen. A munkadarabot nagyobb hőhatás nem éri, nem húzódik el, szövetszerkezete nem változik. A réteg szerkezete mikroporózusos, kenés szempontjából előnyös. Huzalszórás lángolvasztással Minden olyan fém felszórható,

amelyből huzal húzható és olvadáspontja a gázkeverékkel elérhető legmagasabb hőmérséklet alatt van. A huzalt huzalvezető görgők továbbítják a fémszóró pisztoly fúvókájába, ahol az oxigén és égőgáz keverékének lángjától folyamatosan olvad. Az olvadt fémet sűrített levegő porlasztja el és továbbítja az előkészített felületre. Lángolvasztásos huzalszórás „ „ Az egyenletes méretű, közel gömb alakú fémporok előállítása költséges, ezért olyan anyagok, melyek huzal formában is előállíthatók, huzalolvasztásos szórópisztollyal gazdaságosabban szórhatók. Ezek a készülékek a huzal megolvasztásához acetilén oxigén, ritkábban metán, illetve hidrogén-oxigén gázkeveréket használnak. Az általában 3 - 5 mm átmérőjű huzalt a körgyűrű alakú fúvóka tengelyvonalában vezetik a láng belsejébe, ahol a vége olvadási hőmérséklete fölé hevül. A megolvadt anyagot 5 - 6 bar nyomás1 sűrített

levegő elporlasztja és 100 - 150 m/sec sebességgel a 60 - 200 mm távolságra elhelyezett munkadarab felületére röpíti. A szórópisztolyt kézben tartva vagy gépi mozgatással lehet használni. A gépi mozgatás (előtoló berendezés, robot) az egyenletesebb rétegvastagság miatt előnyösebb Lángolvasztásos huzalszórás Fémszórás villamos ívvel A villamosív-szórás anyaga huzal. A fémszóró pisztolyon keresztül két elektromosan töltött huzal továbbítódik, amelynek végei a pisztoly fejrészében találkoznak. A huzalok között villamos ív képződik, amely a két huzalt több mint 4000 C-on megolvasztja. Az olvadt fémet sűrített levegő porlasztja el és lövi fel a megfelelően előkészített felületre. Elektromos ívszórás „ „ „ A szórópisztolyba két fémhuzalt vezetnek és a huzalvégek között elektromos ívet hoznak létre. Az ív hőmérséklete eléri az 50000 ºC-t, amely elegendő a huzalvégek gyors

megolvasztásához. A megolvadt huzalvégeket nagynyomású gázzal, rendszerint levegővel elpor-lasztják és a munkadarab felületére repítik. A huzalokat vezérelt egyenáramú motorok adagolják egyenletes ívhosszüságot tartva. Segédfúvókákkal a szórási kúp a festékszórókhoz hasonlóan a felűlet alakjának és méretének megfelelően szabályozható. Mivel az ívet a huzalvégek között tartják fenn, a szórt munkadarab kevésbé melegszik fel mint a lángszórásoknál. Ez alkalmassá teszi kis olvadási hőmérsékletű vagy gyúlékony anyagok, p1. műanyag, fa bevonására A réteg tapadóképessége általában nagyobb, mint a lángszórásnál, két különböző anyagi huzallal lehetőség van pszeudo ötvözetek, keverékrétegek előállítására. Az alkalmazott szóróanyagok közel azonosak a lángszórásnál felsoroltakkal. Fémporszórás lángolvasztással Fémporszórással kialakíthatók különböző fém-, fémötvözet, karbid,

fémoxid és cermet rétegek. A fémpor a fémszóró pisztoly fúvókájába vagy gravitációs úton, vagy hordozógáz segítségével jut. Megolvadva a gáz nyomása továbbítja a megfelelően előkészített felületre. Lángolvasztásos porszórás „ „ A forgalomban lévő eszközök választéka igen nagy. A kis teljesítményű szórópisztolyoknál csak az égő gáz, rendszerint acetilén-oxigén gázkeverék áramlása röpíti a felhevített porszemcséket a felületre, a nagyobb teljesítményűeknél további gyorsítás céljából sűrített levegőt is alkalmaznak. A szórópisztolyok egy része csak porózus rétegek szórására (,,hideg” eljárás), másrészük csak egybeolvasztott réteg (,,meleg” eljárás), míg egy harmadik csoportjuk mind a két rétegtípus előállítására alkalmas. Por formájában olyan szóróanyagok is előállíthatók, mint a cementek, oxidok, karbidok, kerámiák, melyek huzal formában, hagyományos módszerekkel nem,

ezért a szóróanyag választékuk nagyobb, mint a huzalolvasztásos eljárásoké. Lángolvasztásos porszórás Fémszórás plazmalánggal Az eljárás plazma állapotú gáz segítségével történik (általában argon vagy nitrogén), amely egyben a hő (1000015000 C) forrása és továbbító közeg is. A pisztolyban nagyfeszültségű ív jön létre az anód és katód között, amely a gázt plazmaállapotba hozza (ionizálja). Az ionizált gáz azután egy szűkülő, majd bővülő fúvókán keresztül halad át. Ahogy a gáz elhagyja a fúvókát, visszaáll eredeti állapotába, miközben rendkívül magas hőt fejleszt. Ebbe a magas hőmérsékletű plazmagáz sugárba fecskendezik be a por alakú fémet, amely megolvadva nagy sebességgel lövődik fel a megfelelően előkészített felületre. A kialakult rétegnek rendkívül erős a kötése az alapanyaghoz és kivételesen nagy belső kötéssel rendelkezik. Plazmaszórás Plazmaszórás „ „ „

„ A plazmák nagy energiasűrűsége a termikus szórás területén is jól hasznosítható. A plazma ívet egy wolfram elektród és a munkadarab, vagy a wolfram elektród és fúvóka között tartják fenn. Az első esetben a felvitt réteg tömör, kohéziós kötésű, az alapfémmel diffúziós kötést létesít. Lényegében ,,meleg” szórásnak tekinthető. A gyakorlatban szélesebb körben alkalmazzák az utóbbi, belsőíves megoldást, melynek elvi vázlata a következő ábrán látható. Az elektromos ív a negatív pólusra kötött wolfram elektród és a pozi-tív pólusra kötött wolfram fúvóka között ég. A plazmaképző gázt átpréselve az íven ionizálódik és egy nagy áramsűrűségű plazmaív jön létre. A munkadarabot mar csak a fúvókán kiáramló plazma láng melegíti, melynek max. hőmérséklete 15000 - 20000° C Plazmaképző gázként általában nitrogént, argont vagy héliumot alkalmaznak, gyakran kevés hidrogént hozzájuk

keverve. Nagysebességű lángszórás A nagysebességű lángszórás során folyamatos nagynyomású gázégetés megy végbe az égéskamra belsejében, amelynek középtengelyébe vezetik be a szórandó fémport. Az égéskamra belsejében az égőgáz-oxigén keverék nagy nyomása és a legtöbbször hozzárendelt expanziós fúvóka segítségével előállítják a kívánt nagy sebességet a gázsugárban. Ezáltal a szórandó részecskék felgyorsulnak, amelyek a felületen jól tapadó, tömör réteget képeznek Robbantásos szórás A robbantásos szórás egy megszakításos szórási folyamat. Az ún detonációs fegyver, a szórópisztoly kilépőcső végén van az égetőkamra, amelyben az acetilén-oxigén-fémpor keverék egy gyújtószikra hatására berobban. A csőben keletkező lökéshullámok a szórt szemcséket felgyorsítják. A szemcsék a lángban felhevülnek és nagy sebességgel az előkészített felületre csapódnak. Minden robbanás

után az égetőkamra és a cső nitrogénnel való átöblítése következik. Fémszórás technológiája A termikus szórások a gyártásban és a javításban egyaránt felhasználhatók. Mivel nem hegesztésről van szó, repedés javítására nem alkalmasak. „ A szórás előtt, ha a repedés lehetősége fennáll, repedésvizsgálatot kell végezni. Erre megfelelőek a penetrációs, jelzőfolyadékos, hengeres daraboknál a mágneses vizsgálati módszerek „ A szórandó felület előkészítése „ A szóráshoz fémtiszta, nyers felületre van szükség. Ez „ „ „ „ úgy biztosíható, hogy szórás előtt max. 8 - 10 órával a felső réteget forgácsolással eltávolítjuk. Az előkészített felületet tiszta ruhával, papírral, stb. le kell fedni, nehogy a műhely légteréből olajpára csapódjon le a felületen. A lemunkált méretet úgy kell meghatározni, hogy készre munkálás után, számításba véve a megengedett kopást, a szórt anyagra

előírt minimális rétegvastagság biztosítva legyen. A minimális rétegvastagság értéke szoros illesztésű felületeknél, ha csak alapozó anyagot használunk, nincs előírva. Ajánlott értéke Smin = 0,25 + 0,13x d/25 mm ød = 150 mm fölött Smin = 1 mm). A szórandó felület előkészítése A szórandó felület érdesítése forgácsolással A felület előkészítése forgácsolással A felület érdesítése szemcseszórással Munkadarab zsírtalanítása „ „ „ A termikus szórások legnagyobb ellensége a zsíros, olajos szennyezés. A szemcsék jó tapadása megköveteli a fémes, tiszta felületet. A hibafelvételezés, repedésvizsgálat előtt végzett, rendszerint durva zsírtalanítás itt nem elegendő. Alkatrészek javításánál figyelemmel kell lenni furatokban, éles sarkokban és az illesztett felületek között megtapadó zsír és olaj maradványokra, melyek többnyire nem távolíthatók el teljesen. Szórás közben

gőzük lecsapódva a szórt felületre tönkreteheti a réteg tapadását. Ilyen esetekben a munkadarabot fel kell melegíteni a szórás közben várható hőmérséklet fölé 280 – 350 ° C-ra és ezen kell tartani. Sima felületeknél elegendő a szerves oldószeres lemosás. Nem maradhat a szórandó felületek környezetében semmilyen szennyeződés vagy bevonat, amely elégve vagy elgázosodva h ti ti tít tt f lül t t A fémszórás folyamatai 1. 2. 3. A fémszóró pisztolyban: - itt történik a fém adagolása (por, huzal) és megolvasztása (gázláng, elektromos ív, plazma) A szórási kúpban : - itt alakul ki az olvadt fémszemcse végleges mérete és szerkezete. Meg kell akadályozni az oxidációt (acetilénoxigén arány). A rétegképződési folyamat: - az ütközés során végbemenő folyamatok. A szórási kúpban végbemenő folyamatok „ A szemcsék szerkezetétől nagyban függ a sebességük, ezért meghatározóak a rétegképződés

szempontjából. A sebesség függ még a szemcse anyagminőségétől is. A rétegképződés folyamata „ „ „ A gáz által átadott kinetikus energia ütközéskor hőenergiává alakul, így a szemcse képlékeny alakváltozása hozza létre a tapadást. Fontos a szemcse : hőmérséklete, sebessége, halmazállapota A szemcsék méret szerint három csoportra oszthatók: Legkisebb szemcse 10-50 µm. A röppálya alatt oxidálódik, rugalmas alakváltozásra képtelen, lepattan a felületről Közepes szemcsék 50 -150 µm. Térfogatuk nagy része képlékeny fém, a rideg oxidburok az ütközéskor felreped Nagy szemcsék 150-250 µm. Csak méretükben különböznek a közepesektől szerkezetükben nem, de becsapódáskor szétfröccsenthetik a fémet. A fémszórt réteg minőségét befolyásoló tényezők : „ „ „ „ „ „ „ „ „ A szemcse hőmérséklete A szemcse kémiai összetétele A szemcse geometriai mérete A szemcse becsapódási sebessége A

becsapódás szöge Egységnyi felületre időegység alatt becsapódó szemcsék száma A felszórt fémrétegben keletkező feszültségek A szórt fém korróziója A környezetből a szórt fémbe jutó szennyeződések Jellegzetes fémszóró anyagok Rozsdamentes acélok, króm-nikkel önkeményedő ötvözetek, molibdén, króm-nikkel ötvözetek, alumíniumbronz, alumínium és réz. Wolframkarbid-kobalt, wolframkarbid keverék és krómkarbid keverék. Molibdén, wolfram és tantál. Alumínium-oxid, alumínium-oxidtitánium-oxid, cirkónium-oxid és magnézium-cirkonát. Bórnitridek és alumíniumbronz-bórnitrid. Nikkel és alumínium grafit keverék, valamint nikkelaluminid és kerámia keverék. Önkötős acélok. A por alakú fémszóróanyagba Ni-Al alapozó port adagolnak, így egy lépésben megoldható az alapozás és a fedőréteg szórása. Poliészterek, szilíciumalumínium és alumíniumbronzpoliészter keverék, speciális kötőréteg műanyagra való

szóráshoz. Ni-Al alapozópor (kötésszilárdság növelésére) A szórt réteg tulajdonsága A szórt réteg minőségét meghatározza: „ szórási eljárás „ felújítandó alkatrész anyaga „ felület-előkészítés „ szórandó anyag kémiai összetétele „ a szemcse nagysága „ a szemcse hőmérséklete „ a becsapódási sebessége „ becsapódási szöge „ a szórási kúp áramlási körülményei „ környezetből bejutó szennyeződések „ a szórt fémben keletkező feszültségek „ a szórt fém korróziója. TERMIKUS SZÓRÁS Technológiai sorrend (hidegszórás) Felületelkészítés „ „ zsírtalanítás érdesítés (menetes durvítás, szemcsefúvatás) Munkadarab befogása Alapozó szórás (szükség esetén), Ni-Al por, 0,1.0,2 mm, exoterm reakció, mikroszkopikus hegedés. Szórás az előírt technológiai jellemzőkkel Hűtés szabad levegőn Megmunkálás Fémszórás utólagos hevítéssel (melegszórás) Technológiai sorrend: −

Előmelegítés 150 - 300 ºC. − Előmelegítés 600 - 700 ºC. − Fedőréteg szórás. A fémszórás során adhéziós kötés alakul ki. − A felszórt réteg megolvasztása: − − − − gázlánggal (acetilén - oxigén) plazmaívvel nagyfrekvenciás berendezéssel lézerrel. A megolvasztás nagy - intenzív - hőbevezetéssel jön létre. Ezután következik a lassú lehűtés a maradó feszültségek csökkentése érdekében. Al-Mg ötvözetek, sárgarezek, bronzok nem alkalmasak beolvasztásra. Fémszóró eszközök és a hozzájuk tartozó technológiák „ Hideg szórási eljárások ROTO-TEC „ Meleg szórási eljárások RW VÉGE