Способ восстановления работоспособности деталей с усталостными трещинами

 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано для ремонта деталей машин с усталостными трещинами. Цель изобретения - повышение качества ремонта за счет пластического затупления вершины усталостной трещины и изменения направления роста трещины. Для этого в детали 1 выполняют отверстия 4 по обе стороны трещины 2 и по одной прямойо Удаляют между ними перейычку. Подвергают деталь 1 растяжению , фиксируют раскрытие берегов трещины. Увеличивают усилие в три раза по отношению к усилию раскрытия трещины и фиксируют наличие остаточной деформации. Затем осуществляют повторное растяжение детали с увеличением нагрузки еще на 30%. После фиксирования остаточной деформации выполняют канавки 10 с обеих сторон детали 1 на продолжении следов пластической деформации в вершине трещины 2о У окончания канавок 10 сверлят отверстия 11, устанавливают крепежные элементы, а перед затяжкой осуществляют стягивание крепежа, расположенного в отверстиях 6 и 11. При отсутствии остаточной деформации деталь растягивают нагрузкой, в четьфе раза превышающей первоначальную . При этом возрастает период безопасной эксплуатации детали между соседними ремонтами. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. о (Л 00 о 00 ел 00

ÄÄSUÄÄ 1368153 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 23 Р 6/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4137565/25-27 (22) 28.07.86 (46) 23.01 ° 88, Бюл. Р 3 (71) Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации (72) А.А. Шанявский (53) 621.6.004.6(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 725861, кл. В 23 Р 6/00, 1977. г (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТАЛЕЙ С УСТАЛОСТНЬКИ

ТРЕЩИНАИИ (57) Изобретение относится к общему машиностроению и может быть исполь- . зовано для ремонта деталей машин с усталостными трещинами. Цель изобретения — повышение качества ремонта за счет пластического затупления вершины усталостной трещины и изменения направления роста трещины. Для этого в детали 1 выполняют отверстия

4 по обе стороны трещины 2 и по одной прямой. Удаляют между ними пере,мычку. Подвергают деталь 1 растяжению, фиксируют раскрытие берегов трещины. Увеличивают усилие в три раза по отношению к усилию раскрытия трещины и фиксируют наличие остаточной деформации. Затем осуществляют повторное растяжение детали с увеличением нагрузки еще на ЗОЖ. После фиксирования остаточной деформации выполняют канавки 10 с обеих сторон детали 1 на продолжении следов пластическои деформации в вершине трещины 2. У окончания канавок 10 сверлят отверстия 11, устанавливают крепежные элементы, а перед затяжкой осуществляют стягивание крепежа, расположенного в отверстиях 6 и 11, При отсутствии остаточной деформации деталь растягивают нагрузкой, в четыре раза превышающей первоначальную. При этом возрастает период безопасной эксплуатации детали между соседними ремонтами. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 8153 2

50

1

136

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано для ремонта деталей машин, в том числе и элементов конструкции воздушных судов.

Целью изобретения является повышение качества ремонта за счет пластического затупления вершины усталостной трещины и изменения направления роста трещины.

На фиг. 1 представлена. деталь с .трещиной, в одной из вершин которой расположен датчик перемещений, с указанием двух участков интенсивного скольжения материала после перегрузки, на фиг ° 2 — схема расположения стяжных элементов перед и за вершиной трещины после выполнения канавок и отверстий в их окончании; на фиг. 3 — сечение детали после установки крепежных и стяжных элементов, на фиг ° 4 — вставка с двумя отверстиями и крепежам, устанавливаемые около вершины трещины; на фиг. 5зависимость изменения раскрытия вершины трещины при возрастании усилия до и после достижения усилия Р раскрытия трещины в случае отсутствия остаточных деформаций; на фиг.. 6 зависимость изменения раскрытия вершины трещины от усилия растяжения при наличии остаточных деформаций.

Способ состоит в следующем.

В детали 1 из нержавеющей аустенитной стали Х18Н9Т толщиной 6 мм .выращивали усталостную трещину 2 в процессе проведения стендовых испытаний изделия. В зоне развития усталостной трещины 2 поле напряжений было не известным. Для реализации способа были выполнены все последовательно операции по увеличению работоспособности детали 1 с усталостной трещиной 2. В вершинах усталостной трещины 2 закрепляли датчики 3 перемещения деформации детали 1. Выполняли в детали по обе стороны от трещины 2 и по одной прямой, перпендикулярной к трещине 2 ряд отверстий

4 диаметром 6 мм, удаляли между ними перемычки 5, а также сверлили отверстия 6 в плоскости, проходящей через вершину трещины 2, между которыми не удаляли перемычку. Подвергали деталь 1 растяжению, 0 начале перемещения берегов усталостной трещины 2 и ее раскрытии, соответствующем достижению усилия Р, = 1800 кг, 5

35 раскрывающего трещину 2, судили по перемещению стрелки 7 на шкале 8.

Увеличивали растягивающее усилие в три раза по отношению к усилию

Р, раскрытия трещины, что составило

5400 кг. Снимали нагрузку и фиксировали по показаниям стрелки 7 на шкале 8 остаточную деформацию. В связи с наличием остаточной деформации при первом цикле растяжения-разгрузки, осуществляли повторное растяжение детали 1 с величиной усилия

P, = ЗР, +0,3 P = 5900 кг, превосходящего усилие предшествующего растяжения ЗР на 30Х. от усилия Р, первоначального раскрытия трещины 2.

Перед вершиной трещины 2 от продолжения следов пластической деформации

9 выполняли канавки 10 глубиной

0,8 мм и длиной 15 мм с обеих сторон детали 1. Сверлили у окончания каждой канавки 10 отверстия 11 перпендикулярно поверхности детали 1 и по касательной контура отверстий 11 к канавкам 10. Запрессовывали вставки

12, причем у каждой вершины трещины

2 использовали вставки 12 с отверстиями 13. Располагали во всех отверстиях 6, 11 и 13 крепежные элементы 14 и 15, а перед их затяжкой осуществляли попарное стягивание крепежа 14 и 15 с помощью шайб 16, расположенных под головками крепежа 14 и 15, винтов 17 с обратной резьбой и гайки 18. Не допускали пересечения стяжных элементов 17 и 18 с какойлибо стороны детали 1, для чего с одной стороны детали 1 стягивали крепеж 14 и 15, расположенный попарно в отверстиях 6 и 11 и 6 и 13 с разных сторон плоскости трещины 2.

После этого проводили затяжку крепежа 14 и 15.

После выполнения этих операций стендовые испытания иэделия были продолжены на тех же режимах, что и до обнаружения усталостной трещины

2. После 22500 циклов нагружения, в каждом иэ которых было 70 циклов единичной нагрузки, страгивания трещины 2 не было зафиксировано.

Дальнейшие испытания не были проведены, так как осуществлявшаяся программа не подразумевала более длительное нагружение изделия в целом.

Изобретение позволяет использо1 вать пластические свойства материала для восстановления его работоспособз 13681 ности и увеличить срок службы изделия в целом. Последнее повышает надежность и безопасность эксплуатируемых конструкций и снижает расхо5 ды на их ремонт, поскольку возрастает период безопасной эксплуатации изделия между соседними ремонтами или осмотрами в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Способ восстановления работоспособности деталей с усталостными трещинами, заключающийся в том, что в детали по обе стороны от трещины сверлят ряд отверстий, удаляют между ними перемычки и запрессовывают в образовавшиеся пазы фигурные вставки из материала изделия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью ,повышения качества ремонта путем пластического затупления вершины усталостной трещины и изменения направления роста трещины, до запрессовки фигурных вставок, сверлят дополнительные отверстия в плоскости вершины трещины, подвергают деталь растяжению, фиксируют растягивающее усилие, раскрывающее верши53 4 ну трещины, увеличивают растягивающее усилие в три раза по отношению к усилию раскрытия трещины, снимают нагрузку и фиксируют остаточную деформацию, проводят еще одно растяжение детали с величиной усилия, превосходящего усилие предшествующего растяжения в пределах ЗОХ от усилия первоначального раскрытия трещины, выполняют перед вершиной трещины в направлении течения пластической деформации канавки глубиной

0,1-0,2 толщины детали и длиной

1-2 толщины детали, сверлят у окончания каждой канавки отверстия, запрессовывают вставки с отверстиями, располагают во всех отверстиях крепежные элементы, осуществляют попарное стягивание крепежа, расположенного с разных сторон плоскости трещины, и его затяжку.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в случае отсутствия остаточной деформации после выполнения растяжения деталь дополнительно растягивают нагрузкой, в четыре раза превышающей первоначальную, 8

1368153

Переиещдние, —

Фиг.5

1368153

Составитель Л.Назарова

Техред JI. Олийнык Корректор М.Демчик Редактор Г.Гербер

Тираж 920 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 152/14

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4