Способ восстановления втулок

 

Изобретение относится к машиностроению и ремонту машин, в частности к восстановлению изношенных внутренних и наружных цилиндрических поверхностей. Задачей изобретения является повышение демпфирующих свойств втулок скольжения путем восстановления наружной цилиндрической поверхности детали упругим материалом. Способ включает создание непрерывно-последовательного вдоль оси втулки градиента температуры посредством нагрева окружной, локальной зоны стенки втулки и охлаждение ее струями воды в процессе перемещения втулки относительно источников нагрева и охлаждения, подготовку наружной цилиндрической поверхности к напылению, нанесение на нее покрытия напылением, механическую обработку внутренней и наружной цилиндрических поверхностей под номинальный размер, причем механическую обработку наружной цилиндрической поверхности втулки ведут на 0,1. . .0,3 мм меньше номинального размера с последующим нанесением на нее анаэробного полимера на данную величину. Изобретение позволяет получить высокий уровень эксплуатационных характеристик втулки, т.е. повысить ее долговечность на 30% при экономии цветных металлов (бронзы). 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и ремонту машин, в частности к восстановлению изношенных внутренних и наружных цилиндрических поверхностей.

Известен способ восстановления гильз цилиндров путем получения покрытий из порошков на внутренней поверхности изделий. На внутреннюю поверхность вращающейся гильзы равномерно насыпается металлический порошок, а внутрь гильзы вводят источник нагрева. При нагреве поверхности гильзы осуществляется напекание порошка [1].

Полученные покрытия имеют высокую твердость, плохо поддаются механической обработке, а в эксплуатационных условиях, сопряженные с поршневыми кольцами, вызывают их интенсивный износ.

Известен способ восстановления изношенной внутренней цилиндрической поверхности преимущественно стальных и чугунных деталей типа гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, включающий создание непрерывно-последовательного вдоль оси детали градиента температуры посредством нагрева токами высокой частоты (ТВЧ) окружной, локальной зоны стенки гильзы и охлаждение ее струями воды в процессе перемещения детали относительно источников нагрева и охлаждения [2].

Однако данный способ не решает вопрос восстановления уменьшенных размеров наружных посадочных поясков гильзы цилиндра после термоупругопластического деформирования.

Наиболее близок к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления внутренних и наружных цилиндрических поверхностей чугунных гильз цилиндров, включающий создание непрерывно-последовательного вдоль оси втулки градиента температуры посредством нагрева токами высокой частоты (ТВЧ) окружной, локальной зоны стенки втулки и охлаждение ее струями воды в процессе перемещения втулки относительно источников нагрева и охлаждения, подготовку наружной цилиндрической поверхности к напылению, нанесение на нее покрытия газотермическим напылением, механическую обработку внутренней и наружной цилиндрических поверхностей под номинальный размер [3].

Однако данный способ не позволяет получить покрытие на наружных посадочных поясках с высокими упругими свойствами, что приводит к быстрому износу внутренней поверхности втулки от ударных нагрузок и к снижению долговечности в соединении подшипник скольжения - ось балансира балансировочной подвески машин.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышение демпфирующих свойств втулки скольжения за счет восстановления наружной цилиндрической поверхности детали упругим материалом.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе восстановления втулок, включающем создание непрерывно-последовательного вдоль оси втулки градиента температуры посредством нагрева окружной, локальной зоны стенки втулки и охлаждение ее струями воды в процессе перемещения втулки относительно источников нагрева и охлаждения, подготовку наружной цилиндрической поверхности к напылению, нанесение на нее покрытия напылением, механическую обработку внутренней и наружной цилиндрических поверхностей под номинальный размер, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, механическую обработку наружной цилиндрической поверхности втулки ведут на 0,1...0,3 мм меньше номинального размера с последующим нанесением на нее анаэробного полимера на данную величину.

В предлагаемом способе механическую обработку наружной цилиндрической поверхности втулки проводят на 0,1...0,3 мм меньше номинального размера с последующим нанесением на нее анаэробного полимера на данную величину.

При механической обработке наружной цилиндрической поверхности втулки на величину менее 0,1 мм меньше номинального размера с последующим нанесением на нее анаэробного полимера на данную величину восстановленная деталь в собранном узле не получает способности к демпфированию, что вызывает дополнительный износ внутренней рабочей поверхности.

При механической обработке наружной цилиндрической поверхности втулки на величину более 0,3 мм меньше номинального размера с последующим нанесением на нее анаэробного полимера на данную величину восстановленная деталь в собранном узле теряет достаточную жесткость соединения наружной цилиндрической поверхности с поверхностью посадочного места корпуса, что вызывает повышенную амплитуду колебаний подшипника в корпусе и как следствие дополнительный износ внутренней рабочей поверхности.

Слой в пределах 0,1...0,3 мм анаэробного полимера на наружных цилиндрических поверхностях посадочных поясков обеспечивает демпфирующие свойства соединения деталь - корпус, а меньший износ внутренней цилиндрической поверхности - повышенную долговечность восстановленного подшипника.

Способ осуществляется следующим образом. В качестве восстанавливаемой детали берут изношенный подшипник скольжения оси балансировочной подвески промежуточного и заднего ведущих мостов автомобиля КамАЗ-5320. Подшипник изготовлен из бронзы Бр.ОФ 10-1. Диаметры внутренней и наружной цилиндрических поверхностей составляют соответственно 88^+0,29 и 100_-0,29 мм, длина подшипника 80_-0,4 мм, твердость по НВ 80-90. Для осадки подшипника путем создания непрерывно-последовательного вдоль его оси градиента температуры его устанавливают на стол устройства вращения и перемещения. Восстановление внутренней поверхности осуществляют путем нагрева до температуры 600...750^oС за один проход индуктора вдоль оси в направлении снизу вверх при непрерывном охлаждении водяным душем до температуры 40...50^oС, выдерживая расстояние между индуктором и спрейером 10...20 мм, причем нагрев прекращают за 15...20 мм до приближения индуктора к верхней торцевой части подшипника, осуществляют поворот подшипника на 180^o и дополнительно проводят нагрев верхней части подшипника на расстоянии 15...20 мм от торца до температуры 600...750^oС за один проход индуктора вдоль оси снизу вверх при непрерывном охлаждении водяным душем до температуры 40...50^oС, выдерживая расстояние между индуктором и спрейером 10...20 мм. В процессе осадки подшипника величина усадки составляет 1,0...1,2 мм.

Технологический процесс восстановления наружных цилиндрических поверхностей посадочных поясков подшипника газопламенным напылением включает в себя следующие операции: подготовительные (подготовка поверхности детали, порошковых материалов и оборудования), газопламенное напыление тонкого слоя (0,1.. . 0,15 мм) молибдена, затем газопламенное напыление второго слоя, состоящего из смеси порошка железа толщиной 1...1,5 мм. Газопламенное напыление осуществляют горелкой "Термика-универсал". После напыления осуществляют оплавление покрытия и механическую обработку его на 0,1...0,3 мм меньше номинального размера. Затем осуществляют механическую обработку внутренней цилиндрической поверхности подшипника под номинальный размер растачиванием и хонингованием. Для восстановления наружной цилиндрической поверхности подшипника ее обезжиривают уайт-спиритом, высушивают и наносят на нее анаэробный полимер АН-6К из капельницы флакона толщиной слоя 0,1...0,3 мм. Отверждение полимера происходит через 2 ч, а максимальной прочности отвержденный полимер достигает после 6 ч выдержки при температуре 18^oС.

Сравнительные физико-механические показатели подшипника, восстановленного предлагаемым способом, по сравнению с известным, приведены в таблице.

Как следует из таблицы, предлагаемый способ позволяет получить высокий уровень эксплуатационных характеристик втулки, то есть повысить ее долговечность на 30% при экономии цветных металлов (бронзы).

Источники информации 1. А.с. 1289608, B 22 F 7/04, опубл. в БИ 6, 1987.

2. А.с. 969495, В 23 Р 6/00, опубл. в БИ 40, 1982.

3. Хромов В.Н., Сенченков И.К. Упрочнение и восстановление деталей машин термоупругопластическим деформированием. - Орел.: Издательство ОГСХА, 1999. - 221 с., с. 32-35. - прототип.

Формула изобретения

Способ восстановления втулок, включающий создание непрерывно-последовательного вдоль оси втулки градиента температуры посредством нагрева окружной, локальной зоны стенки втулки и охлаждение ее струями воды в процессе перемещения втулки относительно источников нагрева и охлаждения, подготовку наружной цилиндрической поверхности к напылению, нанесение на нее покрытия напылением, механическую обработку внутренней и наружной цилиндрических поверхностей под номинальный размер, отличающийся тем, что механическую обработку наружной цилиндрической поверхности втулки ведут на 0,1...0,3 мм меньше номинального размера с последующим нанесением на нее анаэробного полимера на данную величину.

РИСУНКИ

Рисунок 1