Ремонт втулок и вкладышей подшипников скольжения крупнотоннажной техники

Ремонт подшипников скольжения больших размеров путем реставрации втулок и вкладышей является критически важным производственным процессом. Этот комплекс инженерных методов, позволяющих вернуть работоспособность детали без покупки новой, особенно актуален, когда стоимость одного подшипника для карьерных или шагающих экскаваторов, мельницы, турбины или крупнотоннажного самосвала измеряется тысячами долларов, а срок ожидания поставки составляет месяцы.

Основные дефекты крупногабаритных подшипников

• Абразивный износ, возникающий из-за попадания пыли, породы или металлической стружки в масло. Проявляется, как правило, в виде глубоких штрихов и задиров.
• Усталостное отслоение поверхности баббитовых вкладышей, возникающее из-за постоянных и циклических нагрузок, в результате чего антифрикционный слой начинает отслаиваться от стального или бронзового основания.
• Кавитационное разрушение в зонах локального исчезновения и резкого восстановления давления масла приводит к появлению микрораковин.
• Геометрическая деформация втулки или посадочного места из-за перегрева или чрезмерных механических усилий. 

В зависимости от материала (бронза, латунь, баббитовые сплавы Б83/Б16, высокопрочный чугун) и габаритов выбирают соответствующий метод ремонта:

1. Наплавка применяется для реставрации бронзовых и латунных втулок. 

Выполняется с использованием полуавтоматической (MIG/MAG) или аргонодуговой (TIG)наплавки в среде защитных газов. На рабочую поверхность изношенной втулки наносится слой аналогичного по составу сплава (например, БРОФ или БРАЖ), после чего деталь растачивают под номинальный или ремонтный размер.

2. Перезаливка баббитом толстостенных вкладышей.

Это классический и самый надежный метод для реставрации подшипников турбин, дробилок и крупных редукторов. Старый баббит полностью выплавляют, основу тщательно обезжиривают, травят кислотой и лудят. Новый баббит, во избежание пор и раковин, заливают центробежным или сифонным методом.

3. Газотермическое и плазменное напыление.

Таким современным методом наносятся тонкие и сверхпрочные слои металла без критического термического разогрева самой детали. Это исключает риск деформации геометрии вкладыша.

Пооперационный процесс ремонта крупногабаритных втулок и вкладышей.

Этап 1 – очистка и дефектовка. 

Деталь тщательно отмывается от смазки. Производятся измерения микрометрами и другим измерительным инструментом. Обязательно применяют капиллярный или магнитопорошковый контроль для обнаружения скрытых микротрещин в теле втулки или вкладыша.

Этап 2 - предварительная механическая обработка.

Изношенные втулки или вкладыши устанавливаются на токарно-карусельный или координатно-расточный станок. Срезается поврежденный дефектный слой и готовится чистая база для нанесения металла.

Этап 3 - нанесение антифрикционного слоя.

Выполняется наплавка бронзой или заливка баббитом. На этом этапе важно осуществлять постоянный контроль температуры с целью исключения перегрева детали и обеспечения максимальной адгезии слоев.

Этап 4 - финишная расточка и фрезеровка.

Обработка детали в точный номинальный или ремонтный размер с учетом теплового зазора (обычно 0.001% – 0.002% от диаметра вала). Нарезаются и фрезеруются маслораздаточные канавки, сверлятся необходимые для подачи смазки отверстия.

Этап 5 - шабрение и подгонка (выполняется при необходимости).

Для крупногабаритных вкладышей выполняют ручную или механизированную шабровку по краске по форме шейки вала, чтобы пятно контакта составляло не менее 70-80% рабочей площади.

Ключевые особенности процесса реставрации.

При выполнении расточки особое внимание уделяется геометрии смазочных канавок, которые не должны доходить до краев вкладыша, иначе давление масла в зоне клина упадет, и подшипник перейдет в режим сухого трения, что мгновенно уничтожит деталь под рабочей нагрузкой.

После ремонта вкладышей обязательно выполняется контроль толщины нанесенного слоя ультразвуковым методом. Наличие пустот или отслоений между баббитом (или бронзой) и стальной основой более 5% от общей площади является недостатком, так как такой подшипник быстро разрушится под рабочим давлением многотонной машины.

Опытный завод спецэлектрометаллургии, в тесном сотрудничестве со структурными подразделениями ИЭС им. Е.О. Патона, используя собственное металлорежущее оборудование и производственные мощности, выполняет заказы по реставрации сборочных компонентов крупногабаритных подшипников. После выполнения всех необходимых технологических операций предприятие осуществляет контроль качества нанесенного покрытия с применением методов неразрушающего контроля.