Технологические процессы восстановления узлов и деталей транспортных машин

 
 
 
 
 
А. М. Будюкин, А. А. Мигров, В. Г. Кондратенко 
 
 
 
 
 
 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ  
ВОССТАНОВЛЕНИЯ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ  
ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН 
 
 
Учебник 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2025 
 
 

УДК 621.01 
ББК 34.41 
Б90 
 
 
 
Рецензенты: 
доц., к. т. н. ФГБОУ ВО ПГУПС И. А. Ролле; 
директор по ИТ ООО «ЮНИКОСМЕТИК», доц., к. т. н. Л. Б. Немцов 
 
 
 
 
 
 
 
 
Будюкин, А. М. 
Б90   
Технологические процессы восстановления узлов и деталей транспортных машин : учебник / А. М. Будюкин, А. А. Мигров, В. Г. Кондратенко. – 
Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2025. – 352 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-2317-5 
 
Подробно рассмотрены основные вопросы технологии восстановления и ремонта 
деталей и узлов машин. Представлены наиболее перспективные технологические способы восстановления работоспособности машин. Приведены методики проектирования технологических процессов восстановления и применения их в практике ремонтных работ на предприятиях. 
Предназначен в качестве основного источника литературы для изучения дисциплин «Техническое обслуживание и ремонт транспортных средств», «Техническая эксплуатация транспортных средств и оборудования», «Основы работоспособности технических систем», «Технология машиностроения» для обучающихся направления 
23.04.02 «Ремонт и эксплуатация наземных транспортно-технологических комплексов 
и систем», 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», а также для специальности 23.05.01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные средства и оборудование». Может быть использовано для подготовки студентов аналогичных специальностей и других транспортных учебных заведений. 
 
УДК 621.01 
ББК 34.41 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-2317-5 
© Будюкин А. М., Мигров А. А., Кондратенко В. Г., 2025 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2025 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2025 
 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 8 
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ  
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТЕ МАШИН ................................................. 11 
1.1. Ремонт как фактор сбережения ресурсов ..................................................... 11 
1.2. Износ машин и пути борьбы с ним ............................................................... 12 
1.3. Способы ремонта деталей транспортных машин ........................................ 14 
1.4. Классификация восстанавливаемых изделий по условиям  
их работы ................................................................................................................. 16 
1.5. Классификация дефектов деталей ................................................................. 17 
1.6. Способы выявления дефектов ....................................................................... 18 
1.7. Методы и способы восстановления изношенных деталей ......................... 20 
ГЛАВА 2. ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТАЛЕЙ  
ПРИ РЕМОНТЕ МЕТОДАМИ НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.  
СВАРКА И НАПЛАВКА .......................................................................................... 22 
2.1. Классификация способов сварки и наплавки ............................................... 22 
2.2. Восстановление деталей из стали, чугуна, цветных металлов  
ручной, механической сваркой и наплавкой ....................................................... 25 
2.2.1. Свариваемость стали .................................................................................... 27 
2.2.2. Классификация углеродистых и легированных сталей  
по свариваемости.................................................................................................... 27 
2.2.3. Выбор сварочных электродов ..................................................................... 31 
2.2.4. Деформации при сварке и наплавке ........................................................... 35 
2.2.5. Горячая сварка .............................................................................................. 36 
2.2.6. Холодная сварка ........................................................................................... 37 
2.2.7. Сварка чугунными прутками или электродами ........................................ 37 
2.2.8. Сварка электродами из низкоуглеродистой стали .................................... 38 
2.2.9. Сварка стальными электродами с установкой  
упрочняющих штифтов и скоб ............................................................................. 40 
2.2.10. Сварка медно-стальными и пучковыми электродами ............................ 40 
2.2.11. Сварка чугуна монель-металлом .............................................................. 41 
2.2.12. Сварка-пайка латунью или специальными припоями ............................ 41 
2.3. Сварка деталей из алюминия и его сплавов ................................................. 42 
2.4. Оборудование для ручной сварки и наплавки ............................................. 44 
2.4.1. Краткие общие и теоретические сведения ................................................ 44 
2.4.2. Источники питания переменного тока – сварочные  
трансформаторы ..................................................................................................... 45 
2.4.3. Источники питания постоянного тока ....................................................... 47 
2.5. Механизированные способы сварки и наплавки ......................................... 50 
2.5.1. Автоматическая сварка и наплавка под флюсом ...................................... 50 
2.5.2. Сварка и наплавка в среде защитных газов ............................................... 53 
2.6. Вибродуговая наплавка .................................................................................. 56 
2.7. Электрошлаковая сварка и наплавка............................................................. 59 
2.8. Плакирование .................................................................................................. 60 

2.8.1. Особенности плакирования......................................................................... 61 
2.9. Пламенная наплавка и резка металлов ......................................................... 66 
2.10. Восстановление деталей заливкой жидким металлом .............................. 68 
2.11. Восстановление деталей наплавкой намораживанием ............................. 69 
2.12. Электроконтактная сварка ........................................................................... 69 
2.12.1. Стыковая контактная сварка ..................................................................... 70 
2.12.2. Точечная контактная сварка ..................................................................... 74 
2.12.3. Шовная контактная сварка ........................................................................ 76 
2.13. Восстановление деталей электроконтактной приваркой  
металлического слоя .............................................................................................. 77 
2.14. Электроконтактное напекание металлических порошков ........................ 79 
2.15. Сварка и наплавка трением .......................................................................... 80 
2.15.1. Сварка трением ........................................................................................... 80 
2.15.2. Наплавка трением ...................................................................................... 83 
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СВАРКИ  
И НАПЛАВКИ ........................................................................................................... 88 
3.1. Расчет режимов ручной электродуговой наплавки ..................................... 88 
3.2. Расчет режимов наплавки в среде CO2 ......................................................... 89 
3.3. Расчет режимов наплавки под флюсом ........................................................ 91 
3.4. Расчет режимов вибродуговой наплавки ...................................................... 95 
ГЛАВА 4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ НЕРАЗЪЕМНЫХ  
СОЕДИНЕНИЙ. ПАЙКА ......................................................................................... 98 
4.1. Основные понятия о процессе пайки металлов ........................................... 98 
4.2. Классификация способов пайки .................................................................. 100 
4.3. Конструкция паяных соединений ................................................................ 101 
4.4. Мягкие припои .............................................................................................. 106 
4.5. Твердые припои ............................................................................................. 109 
4.6. Припои для пайки алюминия и алюминиевых сплавов ............................ 117 
4.7. Флюсы для мягкой пайки ............................................................................. 118 
4.8. Флюсы для твердой пайки ............................................................................ 120 
ГЛАВА 5. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ  
ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИМИ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМИ  
МЕТОДАМИ ............................................................................................................ 121 
5.1. Общие понятия .............................................................................................. 121 
5.2. Классификация физико-химических способов обработки  
материалов ............................................................................................................ 122 
5.3. Электроискровое и электроимпульсное наращивание деталей ............... 126 
5.4. Восстановление деталей методом нанесения электролитических 
покрытий ............................................................................................................... 128 
5.4.1. Обезжиривание химическим, электрохимическим методами  
и анодное травление ............................................................................................. 130 
5.4.2. Выбор вида тока для питания гальванических ванн .............................. 132 
5.4.3. Хромирование ............................................................................................. 133 
5.4.4. Специальные процессы хромирования .................................................... 136 
5.4.5. Железнение ................................................................................................. 137 

5.4.6. Вневанные процессы электролитического наращивания ...................... 141 
5.4.7. Термодиффузионный способ восстановления деталей из бронзы ....... 146 
5.4.8. Расчет технологических режимов нанесения электролитических 
покрытий ............................................................................................................... 146 
5.5. Восстановление деталей электрохимическими методами обработки ..... 147 
5.5.1. Электрохимическая обработка деталей ................................................... 147 
5.5.2. Электроабразивное шлифование .............................................................. 149 
5.5.3. Электроэрозионный способ ...................................................................... 149 
5.6. Методика выбора рационального способа восстановления  
изношенных деталей сваркой, наплавкой, электрофизическими  
и электрохимическими методами ....................................................................... 151 
ГЛАВА 6. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ .................. 155 
6.1. Описание процесса металлизации ............................................................... 155 
6.2. Электродуговое напыление .......................................................................... 157 
6.3. Газопламенное напыление ........................................................................... 160 
6.4. Плазменное напыление ................................................................................. 163 
6.5. Детонационное напыление ........................................................................... 165 
6.6. Сверхзвуковое газотермическое напыление .............................................. 169 
6.7. Метод холодного газодинамического напыления ..................................... 173 
6.8. Окончательная механическая обработка после металлизации ................ 177 
6.9. Расчет технологических режимов металлизации ...................................... 178 
ГЛАВА 7. ПРИМЕНЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ  
ДЛЯ РЕМОНТА ДЕТАЛЕЙ МАШИН .................................................................. 180 
7.1. Общие сведения о композитных материалах ............................................. 180 
7.1.1. Возникновение металлополимерных материалов .................................. 180 
7.1.2. Описание ремонтных материалов ............................................................ 180 
7.1.3. Физико-химические основы процесса и технология  
использования полимерных материалов ........................................................... 182 
7.1.4. Технология применения материалов ....................................................... 184 
7.1.5. Способ применения пластикметалла ....................................................... 184 
7.2. Достоинства и недостатки композитных металлополимеров .................. 185 
7.3. Области применения металлополимеров ................................................... 185 
7.4. Анаэробные герметики ................................................................................. 186 
7.4.1. Общие сведения об анаэробных материалах .......................................... 186 
7.4.2. История возникновения и развития технологии ..................................... 186 
7.4.3. Назначение и область применения анаэробных герметиков ................. 187 
7.4.4. Сущность процесса отвердевания ............................................................ 188 
7.4.5. Технология нанесения герметиков ........................................................... 190 
7.4.6. Достоинства анаэробных герметиков ...................................................... 191 
7.4.7. Недостатки анаэробных герметиков ........................................................ 191 
7.5. Восстановление деталей с применением синтетических  
материалов ............................................................................................................ 192 
ГЛАВА 8. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ ДАВЛЕНИЯ  
И ПРЕССОВАНИЕМ .............................................................................................. 195 
8.1. Восстановление деталей пластическим деформированием...................... 195 

8.2. Способы восстановления деталей ............................................................... 196 
ГЛАВА 9. УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ  
ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ................................................................................... 203 
9.1. Технология финишного плазменного упрочнения .................................... 209 
ГЛАВА 10. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ НЕПОДВИЖНЫХ 
СОЕДИНЕНИЙ ....................................................................................................... 220 
10.1. Обработка под ремонтный размер ............................................................ 220 
10.2. Применение компенсаторов износа .......................................................... 221 
10.3. Расчет технологических режимов запрессовки дополнительной  
детали..................................................................................................................... 222 
ГЛАВА 11. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН  
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ......................................................................................... 224 
11.1. Причины снижения работоспособности при эксплуатации  
транспортных средств .......................................................................................... 224 
11.2. Методика сбора, обработки и анализа статистических  
данных по надёжности автомобилей в АТП ..................................................... 226 
11.3. Восстановление работоспособности применением  
эксплуатационных материалов ........................................................................... 228 
ГЛАВА 12. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН  
СЛЕСАРНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ ............................................... 230 
12.1. Способ дополнительных ремонтных деталей .......................................... 230 
12.2. Ремонт резьбовых отверстий резьбовыми спиральными  
вставками .............................................................................................................. 231 
12.3. Использование односторонне изношенных деталей ............................... 234 
12.4. Восстановление деталей механической обработкой ............................... 235 
ГЛАВА 13. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 
ВОССТАНАВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ......................................................................... 238 
13.1. Классификация технологических процессов ........................................... 238 
13.2. Основные требования, исходные данные и этапы  
проектирования технологических процессов ................................................... 243 
13.3. Анализ исходных данных ........................................................................... 250 
13.4. Назначение и выбор технологических баз ............................................... 256 
13.5. Схемы базирования и установки заготовок в приспособлениях  
и станках ................................................................................................................ 258 
13.6. Общие требования к разработке технологического маршрута .............. 266 
13.7. Выбор технологического оборудования ................................................... 268 
13.8. Расчет припусков при механической обработке ...................................... 270 
13.9. Проектирование технологических операций ........................................... 275 
13.9.1. Разработка структуры операции ............................................................. 275 
13.9.2. Выбор приспособлений ........................................................................... 276 
13.9.3. Выбор режущего инструмента ............................................................... 278 
13.9.4. Расчет параметров режима резания ....................................................... 282 
13.9.5. Определение нормы времени на операцию ........................................... 290 
13.9.6. Разработка технологической документации процессов  
восстановления деталей ....................................................................................... 293 

13.9.7 Расчет экономической эффективности восстановления деталей ......... 300 
ГЛАВА 14. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОССТАНОВЛЕНИЯ  
ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ МАШИН ............................................................................. 302 
14.1. Технология восстановления деталей трансмиссии ................................. 302 
14.1.1. Технология ремонта валов и осей .......................................................... 302 
14.1.2. Ремонт зубчатых колес ............................................................................ 308 
14.1.3. Технология восстановления корпусных деталей трансмиссии ........... 311 
14.1.4. Технология восстановления деталей ходовой части ............................ 318 
14.2. Ремонт гидронасосов и гидродвигателей поступательного  
и вращательного движения ................................................................................. 320 
14.2.1. Технология ремонта шестеренных насосов .......................................... 320 
14.2.2. Технология ремонта клапанов и гидрораспределителей ..................... 323 
14.2.3. Технология ремонта гидроцилиндров ................................................... 324 
14.3. Восстановление деталей двигателей внутреннего сгорания .................. 328 
14.3.1. Общие положения .................................................................................... 328 
14.3.2. Технология восстановления корпусных деталей .................................. 329 
14.3.3. Технология восстановления коленчатых валов .................................... 333 
14.3.4. Сборка и испытания двигателя после ремонта ..................................... 339 
14.3.5. Пример технологии ремонта дизеля ЯМЗ 240 ...................................... 341 
СПИСОК НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ ......................... 345 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .................................................................... 347 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
Эффективность использования и качество функционирования машин определяются уровнем их работоспособности и надежности. Общая продолжительность простоев машин и оборудования вследствие технического обслуживания 
и ремонта составляет значительную долю годового фонда рабочего времени. Потери, связанные с обеспечением работоспособности машин, за период эксплуатации в несколько раз превышают их начальную стоимость. 
Работоспособность транспортных машин в первую очередь обеспечивается подсистемой технической эксплуатации и сервиса машин. 
Одним из наиболее эффективных резервов повышения производительности транспортных машин является техническое обслуживание (ТО) и ремонт. 
Поэтому развитию и совершенствованию ТО и ремонта уделяется большое внимание. В современных экономических условиях ресурсосберегающие технологии восстановления и упрочнения становятся наиболее актуальными. 
Важную, а, часто и определяющую роль играют в машиностроении и эксплуатации вопросы, касающиеся поверхности твердого тела. Как известно, причина низкого ресурса деталей и других элементов машин связана преимущественно с износом и коррозионным повреждением их поверхностных слоев. 
Детали машин и узлов всегда работают в контакте с окружающей средой и 
с технологическими средами, применяемыми в производственном процессе в качестве исходных и конечных материалов при изготовлении веществ и изделий. 
Значительный ущерб приносит воздействие коррозии на все металлические поверхности, так как воздействие настолько ощутимо, что при разработке 
методов защиты специально выделяют коррозионную усталость, коррозионное 
растрескивание, коррозионное механическое изнашивание. Но по статистике 
наиболее частой причиной замены той или иной детали становится механический износ. 
В процессе эксплуатации машин их детали и узлы изнашиваются, и происходит изменение первоначальных посадок сопряжённых деталей. В неподвижных соединениях появляются зазоры, а в подвижных увеличиваются зазоры, 
следственно, возникают отказы, неисправности и машина требует ремонта.  
В связи с этим большое внимание уделяется изнашиванию, процессам механического разрушения материалов и подбору материалов пар трения для обеспечения высокой работоспособности машин. 
Также еще одним дефектом, появляющимся при эксплуатации, является 
коробление деталей. По причине коробления деталей, например, головок блоков 
двигателя возникают структурные изменения и еще большие внутренние напряжения. Механические повреждения, трещины, пробоины, задиры, а также вмятины и скручивания наблюдаются в наиболее нагруженных местах рам, корпусных деталях различных механизмов. 
Трещины могут появляться в радиаторах, головках блоков, а также на стенках блоков цилиндров, например, при замерзании охлаждающей жидкости. 

В результате воздействия указанных и иных подобных многочисленных 
факторов возникает необходимость в восстановлении или замене деталей при ремонте и эксплуатации. 
В настоящее время около половины автомобильного парка страны составляют автомобили, прошедшие капитальный ремонт [1]. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что капитальный ремонт автомобилей и агрегатов необходим для полного использования их ресурса. 
В России наибольшее распространение получил ремонт с использованием 
новых (оригинальных и неоригинальных) запчастей. А в отношении к ремонту методом восстановления, интерес пока в нашей стране недостаточный. Но, следует 
отметить, что в некоторых зарубежных странах отношение к восстановлению и ремонту носит несколько другой характер и при ремонте стараются максимально использовать восстановленные детали [2]. 
Нормативная международная правовая база [3] предусматривает обеспечение сохранения изношенных деталей и узлов машин. Она устанавливает порядок 
этапов утилизации автомобилей и их приоритетность: 
- использование деталей, сохранивших свой ресурс, по их прямому назначению; 
- восстановление деталей до требований конструкторской документации; 
- переработка деталей, не пригодных для реставрации. 
Однако, отечественная нормативная правовая база [4] рассматривает отходы производства и потребления, прежде всего, как загрязнитель окружающей 
среды, не уделяя должного внимания максимально полному использованию их в 
качестве источника ресурсов. 
Восстановление деталей при ремонте – процесс более выгодный, чем их 
замена. Восстановление деталей машин обеспечивает экономию металла, топлива, а также рациональное использование природных ресурсов и охрану окружающей среды. Грамотный выбор технологии восстановления, точный расчет 
параметров операции и их нормирования позволяют перевести большую номенклатуру деталей из категории неремонтопригодных в категорию ремонтопригодных с минимальными затратами. К достоинствам методов восстановления изношенных деталей нужно отнести и то, что, при их реализации, число технических 
операций сокращается в 3–8 раз в сравнении с изготовлением новых деталей [5]. 
Исследования показали [5, 6, 7], что в выбракованных машинах пригодных 
для использования деталей имеется до 45 %, подлежащих восстановлению до 
50 % и только 5–9 % не подлежат восстановлению. Доля восстанавливаемых деталей в общем объёме потребления запасных частей достигает в зарубежных 
странах 30–35 %. В России этот показатель последнее время находится где-то в 
пределах 9–10 % [5, 8]. Отметим, что детали, полностью исчерпавшие свой ресурс и не подлежащие восстановлению, составляют не более 25 % от всех деталей автомобиля, остальные 75 % деталей могут быть восстановлены [1]. Известно [2] также, что главное место среди всех отказов автомобилей занимает 
двигатель – до 45 % отказов. А причиной выхода из строя деталей является  
в первую очередь износ их рабочих поверхностей. Это составляет более 50 %.  

За ним идут случаи механического повреждения – 17–20 %. На третьем месте –
трещины и сколы – 8–12 %. 
Например, корпусные детали, такие как блок цилиндров двигателя, картер 
коробки передач или коленчатый вал в среднем имеют себестоимость восстановления, не превышающую 20 % от стоимости их изготовления, что подтверждает 
необходимость в ремонтных воздействиях как по отношению к данным деталям, 
так и машины в целом [1]. 
Согласно статистике снятых с автомобилей агрегатов, в ходе ремонта всего 
20 % от общего числа можно признать полностью непригодными к эксплуатации 
(это поршни, поршневые кольца, подшипники качения, резинотехнические изделия и др.). Еще 30 % из них можно использовать при определенных условиях, 
соответственно, 50 % можно восстановить (большинство наиболее сложных, металлоемких и дорогостоящих деталей автомобиля – блок цилиндров, коленчатый 
вал и пр.) [2]. 
Научные исследования и опыт ремонтных предприятий показали, что в последние годы наметилась тенденция использования упрочняющих технологий, 
которые позволяют повысить износостойкость деталей и соединений в несколько раз. Однако применяемые в настоящее время технологические процессы 
восстановления деталей не всегда удовлетворяют современным требованиям. 
Поэтому решению этих сложных и важных научных и инженерных задач 
оптимизации технологических процессов восстановления, которые значительно 
повышают работоспособность ремонтируемых узлов и деталей транспортных 
машин и оборудования, посвящено данное издание. 
В учебнике раскрываются основные вопросы технологии ремонта и восстановления деталей и узлов. Рассмотрены классификации восстанавливаемых 
изделий, характеристики их дефектов и конкретные примеры технологий восстановления деталей и узлов машин. 
Изложены методики выбора и применения рациональных способов восстановления изношенных деталей, устранения дефектов поврежденных поверхностей, методы выбора маршрутной технологии восстановления, методики расчета 
параметров технологических операций и их нормирования. 
Обобщены материалы результатов научной и педагогической деятельности сотрудников кафедры «Наземные транспортно-технологические комплексы» 
ПГУПС, авторов этого учебника, а также сотрудников других научно-исследовательских учреждений (МНТК, ФГНУ «Росинформагротех»), и высших учебных заведений (МАДИ, МАМИ, КубГАУ, Куз ГТУ, ТоГУ, ТГУ, ОмГТУ, ВлГУ, 
СтГАГ, ТаГТУ, РТАТ, РГАУ, МГУЛ, ПолГУ (Республика Беларусь), Ю.УрГАУ).