Способ упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей типа вал или втулка или посадочных отверстий корпусных деталей

Изобретение относится к области упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей и может быть использовано для восстановления деталей типа вал, втулка или посадочных отверстий деталей. Осуществляют механическую обработку поверхности детали и наносят соединяющее вещество. Устанавливают втулку и прижимают ее к поверхности детали путем деформирования инструментом. Причем прижатие осуществляют инструментом в виде втулки из материала с эффектом запоминания формы, которую устанавливают на поверхность втулки. После чего сборку или инструмент нагревают до температуры обратного мартенситного превращения материала инструмента. Используют соединяющее вещество с температурой взаимодействия с сопряженными поверхностями, не превышающей эту температуру. В качестве материала с эффектом запоминания формы используют никелид титана. В результате обеспечивается снижение трудоемкости и упрощение технологии восстановления, а также повышение надежности соединения. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способам упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей, преимущественно шеек валов, втулок подшипников скольжения, посадочных отверстий корпусных деталей, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Известен способ восстановления изношенных шеек валов, включающий механическую обработку поверхности шейки, нанесение на нее клеевой композиции, установку оболочки, прижатие ее к поверхности и термическую обработку в процессе взаимодействия клеевой композиции с сопряженными поверхностями шейки и оболочки (SU 1734957, В23Р 6/00, 23.05.92. Бюл. №19).

Недостатком этого способа является слабое усилие прижатия оболочки к поверхности шейки посредством хомутиков, которые ослабляют это усилие при нагреве, и поэтому имеет место недостаточная прочность соединения.

В качестве ближайшего аналога выбран способ восстановления изношенной поверхности детали, включающий механическую обработку поверхности, нанесение на нее клеевой композиции, установку на поверхность втулки и прижатие ее к поверхности путем деформирующей раскатки до требуемого размера (SU 632533 А1, кл. В23Р 7/00, опубл. 15.11.1978, Бюл. №42).

Недостатком способа является его высокая трудоемкость и длительность процесса восстановления, связанная с невозможностью объединения процесса отверждения клеевой композиции путем нагрева и деформирования. Деформирование втулки до затвердевания клея может привести к ее проворачиванию, что ухудшит качество соединения. Кроме этого, способ предполагает использование в качестве деформирующих инструментов, например, для восстановления отверстий жестких раскатников, имеющих малый диапазон диаметров обрабатываемых отверстий, что повышает трудоемкость способа, связанную с необходимостью изготовления под каждый диаметр отверстия нового сложного в изготовлении инструмента, а кроме этого для приведения его в действие необходим специальный станок.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является снижение трудоемкости и упрощение технологии упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей посредством установки втулок, а также повышение надежности их соединения за счет более высокой степени деформации втулки в процессе ее прижатия к обрабатываемой поверхности.

Указанная техническая задача решается тем, что в способе упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей типа вал или втулка или посадочных отверстий крпусных деталей, включающем механическую обработку поверхности, нанесение на нее соединяющего вещества, установку втулки и прижатие ее к поверхности путем деформирования инструментом, в отличие от прототипа, прижатие осуществляют инструментом в виде втулки из материала с эффектом запоминания формы, которую устанавливают на поверхность втулки, после чего сборку или инструмент нагревают до температуры обратного мартенситного превращения материала инструмента, при этом соединяющее вещество выбирают с температурой взаимодействия с сопряженными поверхностями, не превышающей эту температуру. В качестве материала с эффектом запоминания формы используют никелид титана.

Предлагаемый способ значительно упрощает и снижает трудоемкость процесса упрочнения или восстановления поверхностей деталей, т.к. процесс деформирования втулки осуществляется по всей ее поверхности одновременно с процессом взаимодействия соединяющего вещества под действием температуры обратного мартенситного превращения материала инструмента. При этом реактивное напряжение на поверхность втулки в зависимости от разрешаемой ее деформации может превышать 450 МПа. Такое высокое давление деформирования втулки обеспечивает минимальный зазор в сопряжении, что обеспечивает более надежное соединение втулки с поверхностью детали.

Способ осуществляется следующим способом.

Поверхность, подлежащую упрочнению или восстановлению (шейки вала, втулки, посадочного отверстия и т.п. детали), подвергают механической обработке (точением, шлифованием, зачисткой наждачной шкуркой и др. способами).

Изготавливают втулку и инструмент из материала с эффектом запоминания формы, например, никелида титана (ТН-1) или другого сплава. Причем инструмент также выполняют в виде втулки по длине, равной или несколько большей устанавливаемой на деталь втулки, а его посадочный диаметр выбирают из соотношения:

dИ=dВТ±ε,

где dВТ - посадочный диаметр втулки;

ε - зазор между посадочными диаметрами втулки и инструментом;

ε=(0,001-0,0015)dВТ.

Знак (+) применяют, когда инструмент устанавливается на наружную поверхность втулки, а (-) - на внутреннюю.

После механической обработки инструмент подвергают термоциклированию по определенному режиму для получения в нем наведенной деформации, обеспечивающей обратимый эффект запоминания формы.

Когда подготовка закончена, на поверхность одной или обеих деталей наносят соединяющее вещество, в качестве которого могут быть использованы различные клеевые композиции или вещества с температурой взаимодействия, не превышающей температуру обратного мартенситного превращения материала инструмента, например низкотемпературные припои. Затем втулка устанавливается на поверхность детали, а на ее поверхность (внутреннюю или наружную) - инструмент. Затем инструмент или всю сборку нагревают до температуры обратного мартенситного превращения и осуществляют изотермическую выдержку в течение времени, необходимого для окончания взаимодействия соединяющего вещества с поверхностями детали и втулки. После охлаждения инструмент демонтируют, после чего процесс упрочнения или восстановления завершен.

Апробация на практике предлагаемого способа для упрочнения и восстановления различных деталей показала его простоту, высокую эффективность и надежность. Так испытания на прочность посадки втулки показали, что напряжения сдвига, в зависимости от типа применяемого соединяющего вещества, составляют 20-40 МПа, что превышает результаты, достигаемые известными способами. Причем предлагаемый способ обеспечивает прочное и надежное соединение упрочняемой или восстанавливаемой поверхности детали как с помощью цельнометаллической, так и разрезной свертной втулки, а также выполненной в виде двух полувкладышей.

1. Способ упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей типа вал или втулка или поверхностей посадочных отверстий корпусных деталей, включающий механическую обработку поверхности детали, нанесение на нее соединяющего вещества, установку втулки и прижатие ее к поверхности детали путем деформирования инструментом, отличающийся тем, что прижатие осуществляют инструментом в виде втулки из материала с эффектом запоминания формы, которую устанавливают на поверхность втулки, прижимаемой к поверхности детали, после чего полученную сборку или инструмент нагревают до температуры обратного мартенситного превращения материала инструмента, при этом используют соединяющее вещество с температурой взаимодействия с сопряженными поверхностями, не превышающей температуру обратного мартенситного превращения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала с эффектом запоминания формы используют никелид титана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при восстановлении валов. .
Изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано для восстановления постелей коренных подшипников кривошипно-шатунного механизма двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к комбинированным методам обработки металлов и может быть использовано для восстановления изделий из чугуна немеханической обработкой. .
Изобретение относится к области ремонтного производства и может быть использовано на машиностроительных и ремонтно-технических предприятиях агропромышленного комплекса.
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для восстановления бандажированного ролика моталок станов горячей прокатки.
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к ремонту металлургического оборудования, и может быть использовано для восстановления роликов машин непрерывного литья заготовок.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к нанесению покрытий из металлических порошков при восстановлении деталей триботехнического назначения.
Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для восстановления чугунных рабочих валков листопрокатных станов с поврежденными в процессе эксплуатации шейками.
Изобретение относится к насосному оборудованию, в частности к штанговым глубинным насосам (ШГН), применяемых при эксплуатации нефтяных скважин, и может быть использовано при их ремонте, заключающемся в восстановлении величины зазора между цилиндром и плунжером.
Изобретение относится к области металлургии, а именно способам восстановления чугунных рабочих валков с поврежденными в процессе эксплуатации шейками. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении теплообменников. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для производства муфт. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности для изготовления водосточных труб. .

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано при изготовлении теплообменных аппаратов. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к формовке изделий в состоянии сверхпластичности. .

Изобретение относится к инструменту, который может быть использован при соединении конструктивных элементов. .

Вальцовка // 2294258
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для развальцовки труб в трубных решетках. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при закреплении тонкостенных труб малого диаметра в трубных решетках теплообменных аппаратов с использованием направленного пластического деформирования материала трубы.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при закреплении труб трубных шпилек в трубных решетках теплообменных аппаратов с использованием направленного пластического деформирования материала трубы.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности для изготовления труб с различным видом отбортовки
Наверх