Устройство для термофиксации поршневых колец

 

Изобретение относится к термической обработке, в частности к термофиксации поршневых колец и может быть использовано для получения равномерного распределения радиального давления и необходимости упругости при изготовлении разрезанных круглых поршневых и уплотнительных колец с непараллельными торцевыми поверхностями. Задача изобретения предусматривает создание устройства с оправкой, позволяющей получать поршневые кольца с непараллельными торцевыми поверхностями при их термофиксации с равномерным распределением радиального давления. Поршневые кольца, подлежащие термообработке для получения размерного распределения радиального давления, набирают в пакет на оправку, выполненную в виде цилиндра с расположенными симметрично у замков и у спинок колец двумя продольными вырезами попарно с комплектованием колец в каждой паре по наклонной торцевой поверхности и диаметрально противоположным расположением замков, при этом продольные вырезы в поперечном сечении имеют форму сегментов со стрелой, равной 1/5 диаметра цилиндрической части оправки. 2 ил.

Изобретение относится к термической обработке, в частности к термофикации поршневых колец, и может быть использовано для получения равномерного распределения радиального давления и необходимой упругости при изготовлении разрезанных круглых поршневых и уплотнительных колец с непараллельными торцевыми поверхностями.

Известно устройство для термофиксации поршневых колец в пакете, содержащее оправку, средство осевого сжатия пакета в виде двух фланцев, связанных посредством цилиндрического стержня с резьбой и гайкой (RU, заявка 95101891, кл. C 21 D 9/40, 20.11.96).

К недостаткам этого устройства следует отнести невозможность получения у поршневых колец с одной наклонной торцевой поверхностью равномерной эпюры радиальных давлений при их термофиксации на разводящих вставках. Поскольку высота кольца у замка меньше, чем у спинки, то после термофикации давление у концов будет выше, чем в других зонах. При термофиксации колец на устройстве из-за смещения замковой части колец наружу на величину радиальной толщины колец, возможно коробление колец.

Однако условием получения качественных поршневых колец является установка круглой заготовки с разрезанным замком на фигурную оправку с формой кольца в свободном состоянии с полным контактом всех опорных точек, что практически трудновыполнимо. Это приводит к появлению брака по прилегаемости поршневых колец и искажению расчетной эпюры радиальных давлений. Изготовить данную фигурную оправку с достаточной степенью точности довольно сложно, а применить ее для термофиксации поршневых колец с непараллельными торцовыми поверхностями невозможно, так как нет возможности собрать пакет таких поршневых колец с расположением замков в одну линию с надежной фиксацией их по торцам.

Технической задачей изобретения является создание устройства с оправкой, позволяющей получать поршневые кольца с непараллельными торцовыми поверхностями при их термофиксации с равномерным распределением радиального давления.

Эта задача решается в устройстве, содержащем оправку цилиндрической формы с расположенными симметрично у замков и у спинок поршневых колец двумя продольными вырезами, кольца набраны на оправку попарно с комплектацией колец в каждой паре по наклонной торцовой поверхности и диаметрально противоположным расположением замков, при этом продольные вырезы имеют форму сегментов со стрелкой, равной 1/5 диаметра цилиндрической части оправки d.

Практической установлено, что продольные вырезы на цилиндрической оправке, стрела которых равна 1/5 от ее диаметра, позволяет получать равномерную эпюру радиальных давлений поршневых колец с непараллельными торцовыми поверхностями. Увеличение размера вырезов более 1,5 диаметра цилиндрической оправки ведет к уменьшению давления у концов колец, а уменьшение размера выреза - к увеличению давления концов колец. Так, например, при термофиксации уплотнительных колец с непараллельными торцовыми поверхностями диаметром 38 мм для глубинных насосов с использованием оправки цилиндрической формы без продольных вырезов и с двумя продольными вырезами, имеющим в поперечном сечении форму сегментов, стрела которых составила 1/5 от диаметра цилиндрической части оправки с расположением колец попарно по наклонной торцевой поверхности и диаметрально противоположным расположением замков, получили овальность этих колец соответственно равной +1,4 и 0 мм.

Предложенное решение отличается от прототипа тем, что при установке колец с непараллельными торцовыми поверхностями на цилиндрическую оправку с продольными вырезами, имеющими в поперечном сечении форму сегмента, стрела которых равна 1/5 диаметра цилиндрической части оправки, а вырезы расположены против замков и спинок колец, которые в пакете располагаются попарно в каждой паре по наклонной торцевой поверхности и диаметрально противоположным расположением замков, возникают определенные условия нагружения, которые обеспечивают получение требуемой формы колец в свободном состоянии и равномерную эпюру распределения давления.

На фиг. 1 представлено устройство для термофиксации колец в сборе, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство содержит цилиндрическую оправку 1 с неподвижным фланцем 2 и цилиндрическим стержнем 3, снабженным резьбой для осуществления осевой стяжки пакета поршневых колец 4 гайки 5, и подвижным фланцем 6 (фиг. 1). Цилиндрическая оправка 1 со стороны замков 7 и спинок 8 колец, набранных попарно в каждой паре по наклонной торцовой поверхности и диаметрально противоположным расположением замков, имеет два продольных выреза 9 и 10 (фиг. 2), имеющих в поперечном сечении форму сегментов, стрелка которых равна 1/5 диаметра оправки d.

Перед термофиксацией пакет поршневых колец 4 надевают на цилиндрическую оправку 1 таким образом, чтобы кольца располагались попарно с комплектацией колец в каждой паре по наклонной торцовой поверхности и диаметрально противоположным расположением замков, при этом вырезы в оправке должны находится против замков и спинок колец (фиг. 2). После этого пакет поршневых колец 4 сжимают в осевом направлении для предотвращения коробления по торцам гайкой 5 через подвижный фланец 6. Набранный таким образом пакет подвергается термообработке, а результате чего кольца приобретают требуемую форму и упругость. Режим термообработки колец должен обеспечить снятие внутренних напряжений в материале и зафиксировать полученную форму колец в свободном состоянии на оправке.

Приведен расчет стрелы сегментов вырезов цилиндрической части оправки для термофиксации уплотнительных колец глубинных насосов с непараллельным и торцовыми поверхностями диаметром 38 мм: где F - стрела сегмента продольных вырезов оправки, мм; D - номинальный диаметр колец, D = 38 мм; S - размер замка колец в свободном состоянии, S = 6,4 мм; k - коэффициент усадки материала колец, k = 1,15...1,25; t - радиальная толщина колец, t = 2 мм.

Таким образом, данное устройство позволяет осуществлять термофиксацию разрезанных круглых поршневых и уплотнительных колец с непараллельными торцовыми поверхностями.

К настоящему времени изготовлен опытный образец предлагаемого устройства и с помощью его проведена термофиксация партии уплотнительных колец диаметром 38 мм для глубинных насосов. Результаты измерения колец показали, что они имеют эпюру радиальных давлений близкую к равномерной и полностью прилегают к контрольному калибру. Коробление торцовых поверхностей не превышает допустимых значений. Уплотнительные кольца успешно проходят эксплуатационные испытания при работе глубинных насосов на нефтяных скважинах Саратовской области.

Формула изобретения

Устройство для термофиксации поршневых колец с одной наклонной торцевой поверхностью в пакете, содержащее оправку, средство осевого сжатия набранного на оправке пакета поршневых колец в виде двух фланцев, связанных посредством цилиндрического стержня с резьбой, и гайки, отличающееся тем, что оправка выполнена в виде цилиндра с расположенными у замков и у спинок поршневых колец двумя продольными срезами, которые в поперечном сечении имеют форму сегментов со стрелой, равной 1/5 части диаметра цилиндрической части оправки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано при термофиксации поршневых колец с непараллельными торцовыми поверхностями

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в различных областях техники

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано для термофиксации поршневых П и уплотнительных колец К с параллельными торцевыми поверхностями

Изобретение относится к индукционному нагреву и может использоваться для нагрева кольцевых заготовок

Изобретение относится к металлургии, точнее к изменению физических свойств путем деформации в сочетании или с последующей термообработкой, и предназначено для применения при изготовлении тонкостенных колец подшипников

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может найти широкое применение при изготовлении подшипников качения

Изобретение относится к термической обработке изделий в форме диска (Д).

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано при термофиксации поршневых колец с непараллельными торцовыми поверхностями

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке прецизионных деталей, пружин, лепестков, мембран

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано для термофиксации поршневых П и уплотнительных колец К с параллельными торцевыми поверхностями

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для термической обработке сталей, преимущественно перлитного класса

Изобретение относится к области индукционной закалки деталей

Изобретение относится к технологии изготовления кольцевых деталей и может быть использовано при термической обработке деталей типа обечаек

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве поршневых двигателей, компрессоров и поршневых насосов
Наверх