При ремонте станков валы с наличием дефектов, в зависимости от ряда условии, приходиться или менять, или ремонтировать. При этом учитываются характер дефекта, конструктивные особенности вала, предъявляемые к нему требования в отношении точности и износоустойчивости, материал, из которого необходимо изготовить вал, и условия изготовления последнего. Также учитываются возможности ремонтного участка или цеха.
Среди деталей металлорежущих станков встречаются детали типа валов: валики, шпиндели, оси, штоки, пальцы, штыри и т. п. Валы могут быть цельными, пустотелыми, гладкими, ступенчатыми и т. д.
Ко всем валам, независимо от их формы и размеров, предъявляются следующие основные требования:
1) валы изготовляются с соблюдением прямолинейности их осей и не должны
иметь биения;
2) шейки и цапфы валов должны быть
цилиндрическими;
3) поверхности шеек и цапф валов должны быть совершенно
гладкими, без вмятин, рисок и волнистости;
4) рабочая поверхность
шпоночных канавок должна быть гладкой, без забоин и вмятин;
5) резьба на
валу должна быть полной, без забитых и растянутых ниток.
В шлицевых валах, как правило, вырабатываются шейки, вращающиеся в подшипниках скольжения, или появляется люфт в посадке подшипников качения. Часто встречаются сорванная или изношенная внутренняя резьба в торцах вала или наружная резьба на его шейках. Наблюдаются также износ и повреждение шлиц, погнутость вала и другие дефекты.
Изготовление точных шлицевых валов при отсутствии шлице фрезерных станков
исключительно сложно и дорого, поэтому такие валы всегда стараются
ремонтировать.
При ремонте валов станка вначале необходимо
проверить вал на биение, и если биение имеется, устранить его правкой.
Если подшипники скольжении, в которых вращается вал, меняются, то ремонт вала станка с изношенными шейками сводится к шлифованию их. Когда же требуется устранить люфт вала в подшипниках, диаметр шеек вала увеличивается путём хромирования, металлизации или, в крайнем случае (если позволяет конструкция), проточки шеек, напрессовывания втулок и последующего протачивания и шлифования их под размер.
Описанные способы увеличения диаметра шеек вала можно использовать и в случае ослабления посадки подшипников качения. Слабая посадка последних и люфт вала в подшипниках скольжения не допускаются. Большей частью стараются при подшипниках скольжении отремонтировать подшипники или сделать новые по размерам отремонтированного вала.
При порче или износе внутренней резьбы в торцевой части вала резьбу можно перерезать на следующий, больший стандартный размер или расточить отверстие, запрессовать пробку и в ней нарезать резьбу. В этом случае необходимо учесть допустимость ослабления вала в связи с его растачиванием.
При износе наружной резьбы протачивается шейка и нарезается новая резьба следующего, меньшего размера или протачивается шейка и напрессовывается втулка, на которой потом нарезается резьба прежнего размера.
При разбраковке длинных валов (например ходовых валов токарных станков) приходится учитывать возможности их изготовления. В некоторых случаях целесообразно оставлять старый вал, исправив его дефекты. Характерным недостатком таких валов является разработанность шпоночной канавки на небольшой длине. В таком случае допускается прорезание канавки по всей длине вала шириной, равной месту наибольшей выработки. Выработанные шейки ремонтируются ранее описанными способами. После устранения дефектов вал зачищается шкуркой на станке при вращении.
Нужно внимательно подходить к рассмотрению дефектов тяжело нагруженных валов, особенно работающих с большим числом оборотов на подшипниках скольжения. К этим валам предъявляются следующие требования.
1. Биение в любом месте при вращении вала длиной до 1000 мм не должно
превышать 0,02—0,06 мм в зависимости от точности станка.
2. Рабочие шейки
вала должны быть шлифованы и полированы. Не допускаются риски и раковины.
3.
Твёрдость поверхности рабочих шеек должна быть в пределах 52—62 по Роквеллу
(шкала С). Эта поверхность должна быть тем твёрже, чем менее качественен
материал подшипников.
4. Для быстроходных и точных станков надо применять
металл и режим обработки, допускающие наименьшие деформации. Лучше всего такие
валы цементировать и закаливать.
Материалом для них может служить углеродистая качественная сталь марок 15 и 20 а для более нагруженных валов — легированная сталь марок 15Х, 20Х, 12ХН2 и 12НХЗ.
К валам, работающим в указанных условиях, но на подшипниках качения, предъявляются другие требования.
Как правило, для них необязательна высокая твёрдость после термообработки. Шейки для подшипников необходимо изготовлять в пределах допусков, указанных для выбранной посадки Условия на биение и деформацию — те же, что и для валов, работающих на подшипниках скольжения.
Для этих валов, в связи с понижением их твёрдости, применяется качественная углеродистая сталь марок 40, 45 и 50. Для более нагруженных валов используется легированная сталь марок 30Х, 35Х, 40Х, 45Х и 40ХН.
Режим термообработки валов — закалка, отпуск и старение. Твёрдость по Роквеллу — 40—52 (шкала С).
Необходимо отметить, что в станках имеются валы, которые изготовляются с такой же точностью, но термически не обрабатываются.