Способ подготовки к демонтажу прессовых соединений
Использование: при ремонте оборудования в кузнечно-прессовых цехах металлических и машиностроительных заводов. Сущность изобретения: корпус с запрессованной втулкой нагревают газовыми горелками и одновременно охлаждают внутреннюю поверхность втулки, пропуская через нее воздух перед его подачей в газовые горелки. Между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью втулки создают перепад температур от Ati до At2. 2 з п.ф-лы, 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s»s В 23 Р 19/,02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878615/27 (22) 29,10.90 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (71) Ступинский металлургический комбинат (72) А.Т.Кольцов, M.Ã.Màðêèê. Н, В.Фролов и
В.П.Орехов (56) Патент Франции 2074914, кл. В 23 Р
11/02, 1971.. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КДЕМОНТАЖУ
ПРЕССОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Изобретение относится к способам нагрева и может быть использовано при ремонте оборудования в кузнечно-првссовых цехах металлургических и машиностроительных заводов.
Известен способ демонтажа металлургической прокладки путем ее нагрева до температуры пластической деформации и последующего охлаждения.
Недостатки известного способа заключаются в сложности определения момента образования зазора между корпусом и прокладкой, в также в необходимости применения технических средств для выдавливания прокладки, что может сопровождаться образованием надиров на поверхностях взаимного скольжения.
Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ разборки деталей, собранных с применением усилия, например, при горячей прессовой посадке.,,5U, „1752525 А1 (57) Использование: при ремонте оборудования в кузнечно-прессовых цехах металлических и машиностроительных заводов.
Сущность изобретения; корпус с запрессованной втулкой нагревают газовыми горел. ками и одновременно охлаждают внутреннюю поверхность втулки, пропуская через нее воздух перед его подачей в газовые горелки, Между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью. втулки создают перепад температур от ЛО до Л tz. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.
Существенным недостатком известного способа является использование сйстемы для подачи охлаждающего газа во втулку.
Другой недостаток заключается в нестационарности температурного режима поэтому в применение его для нагрева перед распрес- с совкой узлов типа корпус-втулка, соединен- у ных гарантированным натягом, связано с необходимостью определения момента, при котором будет достигнут максимальный градиент температур, т .е. момент при котором корпус разогрет, а втулка остается еще (Л достаточно холодной и между ними образуется зазор. В случаях перегрева или недогрева остается частичный натяг, который усложняет распрессовку деталей.
Целью изобретения является — снижение энергоемкости процесса при демонтаже втулок, запрессованных в корпус, а также самопроизвольного разъединения деталей и сохранения структуры.
1752525
A т2=1о ts;
20 д= —.
I о
ЗО
50 представлены в табл.1
Предлагаемый способ демонтажа увеличит срок службы контейнера до 5 лет, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки к демонтажу прессовых соединений, при котором создают перепад температуру между поверхностями деталей путем охлаждения охватываемой детали и нагрева охватывающей детали газовыми горелками, нагрев корпуса осуществляют одновременно с охлаждением втулки путем пропускайия через
: ее отверстие воздуха. перед его подачей в газовые горелки, при этом нагрев и охлаждение деталей осуществляют до перепада температур их поверхностей Л ti; опредед ляемой по формуле Л t<,..2— (Х где а — коэффициент линейного расшире-. ния, 5 — величина потока в относительных единицах, определяемая по формуле где! — величина натяга в абсолютных единицах;
d — диаметр посадочной поверхности в абсолютных единицах.
Кроме того, нагрев и охлаждение деталей осуществляют до перепада температур их поверхностей Л t2, определяемого по формуле A t2=tp-tB, где tp — температура отпуска материала корпусов, С;
t> — температура воздуха, поступающе-. го в полость втулки, С, Перед подачей в горелку поток воздуха, имеющий температуру окружающей среды, нагревается в процессе пропускания его в полости нагретой демонтируемой втулки, и внутренняя поверхность втулки при этом непрерывно охлаждается, что исключает возможность перегрева по сравнению с заданным температурным перепадом. Кроме того, отпадает необходимость фиксирования момента достижения максимального температурного перепада между втулкой и обоймой, так как процесс протекает в стационарном температурном режиме, Выбор необходимого температурного перепада между втулкой и корпусом, т.е. разности между средней по сечению температурой корпуса и средней по сечению температурой втулки обусловлен критериями, определяющими необходимое и достаточное значения величины температурного перепада, к которым относятся, с одной стороны, требования снятия натяга, полученного при сборке на горячей посадке, а, с другой стороны, стойкость материала на- греваемого узла.
Снятие натяга и полное размыкание втулки и корпусов происходит при темперад турном перепаде от At> > 2—
CL где д — величина натяга в относительных единицах; а — коэффициент линейного темпера10 турного расширения до где tp — температура отпуска материала корпуса, С, т.е, температура, до которой сохраняются свойства металла, полученные путем термической обработки корпуса при его изготовлении;
Ь =температура воздуха, поступающего в полость втулки, С.
Данные проведенных экспериментов, сведенные в таблицах 1 и 2 подтверждают возможность демонтажа закрепленной втулки контейнера без приложения к ней усилия при сохранении физических свойств и структуры материала контейнера
Таким образом, для каждого конкретного случая выбирают оптимальнос для данной конструкции и материала значение температурного перепада между корпусом, разогреваемым горелками (или форсунками) и,втулкой, охлаждаемой потоком вентиляторного воздуха, идущего на горение, Способ реализуется следующим .обра35 зом, Корпус вместе с запрессованной в него втулкой размещают на поде нагревательного устройства, в котором теплогенерация осуществляется путем сжигания газообраз40 ного и жидкого топлива. При этом факелы горения направляют на наружную поверхность корпуса, а воздушный поток, нагреваемый вентилятором на горение, пропускают через внутреннюю полость втулки.
45 Пример. Предлагаемый способ нагрева при демонтаже втулок, запрессованных в корпус, прошел промышленное опробование при распрессовке втулок двухслойного предварительно напряженного контейнера, применяемого при горячем гидростатическом прессовании порошкогранул жаропрочных .сплавов в производстве дисков газотурбинных авиационных двигателей, Параметры контейнера с рабочей втулкой
Как известно, при сборке двухслойных напряженных контейнеров, содержащих внутреннюю деталь втулку и наружную обойму, предварительно нагревают обойму до определенной температуры; что обеспе1752525 чивает ее необходимое термическое расширение и беспрепятственное сочленение втулки и обоймы, После охлаждения обоймы достигается заданный натяг, обеспечивающи и расчетные сжимающи.е 5 напряжения во втулке.
Вследствие весьма тяжелых условий службы втулки (температура заготовки, помещаемой во втулку 1220 С, удельное гидростатическое давление на внутреннюю 10 поверхность втулки 20 кг (мм ) втулку приходится довольно часто извлекать из корпуса контейнера для замены или проведения ремонтно-восстановительных работ, которые сопровождаются большими техническими и 15 организационными трудностями.
Разборка контейнера в обратной последовательности весьма проблематична, так . как для этого необходимо воспроизвести такое температурное поле, которое сущест- 20 вовало при сборке. Данная задача неосуществима по известным общефизическим соображениям, поэтому традиционно ис-. пользовался такай теплотехнический прием, как градиентный нагрев контейнера, 25 при котором в среднем достигается тот температурный перепад между втулкой и обой- мой, который обеспечивает размыкание этих деталей, Контейнер вместе с вмонтированной в 30 него на горячей посадке. втулкой помещали в газовую печь и нагревали с помощью газовых горелок наружную поверхность контейнера, продукты сгорания отводили в дымоход, а воздух на горение набирали вей- 35 тилятором из воздухозаборника, расположенного иад внутрейней полостью корпуса контейнера. Поток воздуха; пропускаемый постоянно в ходе нагрева внутри втулки, охлаждая внутреннюю поверхность втулки, 40
При этом величина температурного перепада за счет горелок поддерживалась от Л t>
14,2
» «2 — = 2 ° — 140. С, так как . д 0,001 10 о величина натяга ., была д — — 1080 — 0,001, а коэффициент.
1,4 линейного расширения а = 14,2, С, 1. о 10 до tz=to t>=500 -20 =480 С, о о о где tp — температура отпуска стали 5ХНМ
500 С;
te — температура поступающего в полость втулки воздуха 20 С.
Проведенные эксперименты, результаты которых представлены в табл.2. позволяют утверждать, что снятие натяга и полное размыкание втулки и корпуса происходит при температурном перепаде 140 С, который не должен превышать 480 С, что позволит сохранить свойства металла, полученные. за счет термической обработки контейнера при его изготовлении.
Принцип, заложенный в прототипе был также опробован в ходе эксперимента, однако демонтаж втулки без выдавливания на прессе произвести не удалось.
Технико-экономические преимущества предлагаемого способа нагрева в сравнении с известным обусловлены возможностью выпрессовки втулок без дополнительного усилия, а для осуществления способа не требуется сложной v громоздкой сйстемы для подогрева воздуха, Кроме того, в основу способа положен в отличие от известного стацйонарный температурный режим, исключающйй технические и организационные проблемы, неизбежные при динамическом температурном режиме, Формула изобретения
1. Способ подготовки к демонтажу прессовых соединений; при котором создают пе-репад температур между поверхностями деталей путем охлаждения охватываемой детали и нагрева охватывающей детали газовыми горелками, о тл и ч à ю шийся тем, .что, с целью снижения энергоемкости процесса при демонтаже втулок, запрессованных в корпус, нагрев Корпуса осуществляют одновременно с охлаждением втулки путем пропускания через ее отверстие воздуха перед его подачей в газовые горелки.
2, Способ по п.1, отличающийся теи, что, с целью самопроизвольного разьединения деталей, нагрев и охлаждение дет алей осуществляют. д о пе репа да температур их поверхностей h, ц определяемого по формуле
Ati
2д где д — величина потока в относительных
I единицах, определанная по формуле д =— где I — величина натяга в абсолютных едини цах;
d — диаметр посадочной поверхности в абсолютных единицах; а — коэффициент линейного расширения.
3. Способ по пп.1 и2, отл ича ющийс я тем, что сохранение структуры, нагрев и охлаждение деталей осуществляют до перепада температур их поверхностей Л tz, оп- ределяемого по формуле .
1752525
t8 — температура воздуха, поступающего в полость втулки, С, A 12то-тв, гдв to — температура отпуска материала корпуса, C, Таблица 1
Таблица 2
Перепад температур, С
Способ нагрева
Количество контейнеров, шт.
Оценка демонтажа
130
Предлагае-. 1 мый
140 то же
Демонтаж возможен беэ воздействия усилия. Произошел отпуск материала контейнера,Используемый базовый обькт 3
150
Известный 3 вваваее
Составитель А.Кольцов
Редактор Н.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор В,Гирняк
Заказ 2722 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
4УО
490
Результаты опробования Примечание
Наличие изменений материала кон тейнерэ
Демонтаж без воздействия усилия евозможен . Изменений свойств и структуры материала не обнаружено
Осуществлен демонтаж беэ применения усилия выдавливания. Свойства и структура материала сохранены, Демонтаж был осуществлен ° только под воздействием усилия. Свойства материала сохранены.
