Способ получения шпоночного соединения на валах

Изобретение относится к получению шпоночного соединения на валах. Шпонку устанавливают в шпоночный паз с зазором. На шпонку устанавливают изолятор, который регулирует зазоры между шпонкой и боковыми поверхностями шпоночного паза. Нагрев и пластическую деформацию шпоночного паза вала осуществляют электродами-инструментами для электромеханической обработки. Электроды-инструменты устанавливают вертикально и перемещают вдоль шпоночного паза по его поверхности на расстоянии 0,2…1 мм от края паза, вызывая осадку и раздачу металла вала в сторону паза. Раздача металла вала ограничивается шпонкой. Способ обеспечивает одновременное получение плотного соединения и упрочнение боковых поверхностей шпоночного паза. 2 ил.

 

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам изготовления, восстановления и упрочнения поверхностей деталей машин электромеханической обработкой, направлено на повышение долговечности шпоночных соединений на валах в условиях массового и ремонтного производства.

Плотные соединения (посадки) шпонок на валах обеспечиваются точным изготовлением стандартных размеров шпонок и шпоночных пазов на валах, зависящих от диаметра вала (см. Схиртладзе, А.Г.. Метрология, стандартизация и сертификация / А.Г. Схиртладзе, Я.М. Радкевич. - Старый Оскол: ТНТ, 2015. - 540 с.). Для получения плотных соединений шпонка по ширине делается на десятки микрометров больше ширины шпоночного паза, что позволяет получить натяг при сборке шпонки с валом, как правило, с помощью пресса.

Недостатками таких технологий является необходимость закалки вала по шпоночному пазу до необходимой твердости. Процессы закалки отличаются сложностью и большими затратами энергии, большим термическим влиянием на деталь, что приводит к значительным деформациям изделий. Кроме того после закалки необходимо применять дополнительные методы финишной механической обработки для получения точных размеров шпоночного паза.

Известны способы электромеханической обработки деталей машин (Яковлев С.А. Влияние электрофизических параметров на электромеханическую обработку деталей машин: монография / С.А. Яковлев. - Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2014. - 129 с.) при которых через зону контакта двух деформирующих электрод-инструментов (роликов или пластин) и детали проходит ток большой плотности (108-109 А/м2) и низкого (1-6 В) напряжения, вследствие чего на контактирующих поверхностях изделия выделяется большое количество тепла, происходят высокоскоростной нагрев локальных микрообъемов поверхности с одновременным их пластическим деформированием и последующее интенсивное охлаждение за счет отвода тепла внутрь детали, что приводит к повышению твердости, прочности и износостойкости обработанных участков.

Однако данные способы не позволяют обеспечить нужное соединение шпонки на валу.

Известен способ восстановления изношенных боковых поверхностей шлицев, включающий их нагрев и раздачу (патент РФ №2611000 - принят за прототип), в котором нагрев и раздачу боковых поверхностей шлицев осуществляют посредством электрод-инструмента для электромеханической обработки, движущимся вдоль шлица по его поверхности, причем деформацию металла в сторону износа боковых поверхностей шлицев ограничивают калиброванной пластиной, выполненной с возможностью изменения своих размеров по ширине шлицевого паза.

При обработке по данному способу происходит восстановление износа боковых поверхностей шлицев за счет пластической деформации и перераспределения металла с одновременным их упрочнением твердостью до 9 ГПа.

Однако данный способ не применим для получения шпоночных соединений на валах.

Достигаемый технический результат по заявленному изобретению - это получение плотного шпоночного соединения на валах с одновременным упрочнением боковых поверхностей шпоночного паза за счет перераспределения металла применением электромеханической обработки с использованием шпонки, установленной в шпоночный паз.

Указанный технический результат достигается за счет того, что зазоры между шпонкой и боковыми поверхностями шпоночного паза регулируются с помощью изолятора установленного на шпонку, электрод-инструменты устанавливаются вертикально и движутся вдоль шпоночного паза по его поверхности на расстоянии 0,2…1 мм от края паза вызывая осадку и раздачу металла вала в сторону паза, причем раздача металла ограничивается наличием шпонки.

На фиг. 1 представлена схема установки шпонки в шпоночном пазу. Шпонка 2 устанавливается на дно шпоночного паза вала 1. На шпонку устанавливается изолятор 3. С помощью изолятора устанавливаются зазоры между шпонкой и боковой поверхностью шпоночного паза S1 и S2. Величина зазора может составлять десятки микрометров, для изношенных шпоночных пазов величина зазоров может достигать до 1,5 мм.

На фиг. 2 схематично представлена схема получения шпоночного соединения на валах. Способ осуществляется следующим образом. На специальной оправке (не показана) крепится инструмент 5 для электромеханической обработки шпоночного паза. Инструменты прижимаются сверху вертикально на расстоянии 0,2…1 мм от края шпоночного паза вала 1 с усилиями P1 и Р2 и перемещаются вдоль шпоночного паза со скоростью v.

Инструменты для электромеханической обработки 4 и 5 подсоединены с помощью токоподводящих кабелей 6 и 7 к источнику питания для ЭМО 8, образуя с деталью общую электрическую цепь. При замыкании электрической цепи происходит мгновенный нагрев (током до 5000 А) в местах контакта инструментов 4 и 5 с поверхностью шпоночного паза выше температуры выше фазовых превращений и механическое воздействие этими инструментами с усилиями P1 и Р2. Это позволяет инструментам в горячем состоянии осаживать поверхности шпоночного паза с раздачей в сторону шпоночного паза. Деформация металла в сторону шпоночного паза ограничивается наличием шпонки.

При движении инструментов вдоль шпоночного паза со скоростью ν источник термомеханического воздействия удаляется, что приводит к последующему охлаждению нагретых участков вглубь детали за счет ее массы, в результате чего происходит упрочнение поверхностного слоя боковых поверхностей шпоночного паза.

Сила тока, усилия прижатия инструментов Р1 и Р2 к детали, скорость ν перемещения инструментов вдоль шпоночного паза, материал и форма инструментов принимаются исходя из задач и требований технологического процесса.

При обработке по данному способу происходит образование плотного соединения шпонки со шпоночным пазом за счет пластической деформации и перераспределения металла с одновременным упрочнением боковых поверхностей шпоночного паза твердостью до 9 ГПа.

Способ получения шпоночного соединения на валах, включающий установку шпонки в шпоночный паз с зазором, нагрев шпоночных пазов вала двумя электродами-инструментами для электромеханической обработки и пластическую деформацию металла, отличающийся тем, что зазоры между шпонкой и боковыми поверхностями шпоночного паза регулируют с помощью изолятора, установленного на шпонку, электроды-инструменты устанавливают вертикально и перемещают вдоль шпоночного паза по его поверхности на расстоянии 0,1…1 мм от края шпоночного паза с обеспечением осадки и раздачи металла вала в сторону паза, при этом раздача металла ограничена шпонкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению шпоночного соединения на валах. Шпонку устанавливают в шпоночный паз с зазором.

Изобретение относится к области машиностроения и строительства, в частности к способу соединения двух предметов, и направлено на повышение надежности соединения. Способ соединения двух предметов включает в себя этапы, на которых: обеспечивают наличие двух предметов, содержащих разные материалы, при этом первый материал является твердым и обладает термопластичными свойствами, и второй материал является твердым и проницаемым для первого материала в расплавленном состоянии, при этом один из двух предметов дополнительно имеет отверстие с глубиной, и другой из двух предметов дополнительно содержит вставную часть, причем отверстие и вставная часть выполнены так, что обеспечена возможность размещения вставной части в отверстии с созданием посадки с натягом, при этом первый и второй материалы составляют часть прижатых друг к другу в посадке с натягом противоположных участков поверхностей вставной части и отверстия, создают посадку с натягом посредством размещения вставной части в отверстии и приложения запрессовочного усилия, после создания посадки с натягом закрепляют вставную часть в отверстии посредством передачи энергии, подходящей для расплавления первого материала, в зону противоположных участков поверхностей в количестве и времени, достаточном для расплавления первого материала, в то время как второй материал остается твердым, и взаимопроникновения первого и второго материалов в зоне противоположных участков поверхностей, останавливают передачу энергии на время, достаточное для повторного отверждения первого материала, расплавленного на этапе закрепления.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в устройствах, при работе которых возможно выделение большого количества тепла, приводящего к тепловому расширению шпонки и заклиниванию устройства.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к погружным насосам для откачки пластовой жидкости. Погружной многоступенчатый центробежный насос содержит рабочие колеса со ступицами, соединенными с приводным валом с помощью шпоночного соединения в виде шпоночных канавок и установленных в них шпонок.

Изобретение относится к устройству стопорения крутящего момента для привода скважинных погружных насосов и направлено на предохранение от поломки элементов соединения при достижении крутящего момента предельного значения.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к разъемным соединениям, предающим крутящий момент и осевую нагрузку, и может быть использовано в конструкциях соединения валов, деталей машин, приборов и оборудования.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к системе и соответствующему способу добычи углеводородов из нескольких поземных пластов, а также к смешиванию или к одновременному извлечению таких углеводородов.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетно-космической технике для соединения между собой различных составных частей изделий (корпусов, сопел, днищ, отсеков и т.д.), а также в других областях.

Изобретение относится к ножным кривошипным механизмам. .

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано в ненапряженных шпоночных соединениях с невыпадающей шпонкой и направлено на повышение надежности соединения.

Изобретение относится к получению шпоночного соединения на валах. Шпонку устанавливают в шпоночный паз с зазором.
Изобретение может быть использовано для герметизации сквозного дефекта в оболочке пилотируемого космического аппарата. Формирование пробки производят путем пропитки безусадочной герметизирующей композицией центральной части салфетки из прореженного тканого материала с высокой воздухопроницаемостью и гигроскопичностью с формированием пятна, идентичного размеру и глубине сквозного дефекта.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для ремонта корпуса вентиляторов авиационных двигателей, внутренняя поверхность которого имеет повреждение.

Изобретение относится к ремонту тракта горячего дутья доменной печи. Осуществляют отсоединение от футерованных огнеупорным материалом штуцера горячего дутья воздухонагревателя и воздухопровода горячего дутья доменной печи по меньшей мере одной из двух пар футерованных водоохлаждаемых фланцев.

Способ включает использование инструмента 4 с работающим от источника питания ручным устройством, выполненным с возможностью вращения инструмента 4, который содержит дискообразный элемент 5 с диаметром от 9,525 мм до 76,2 мм, жестко соединенный с валом 2, и абразивную поверхность 9 вдоль наружной периферии 8 элемента 5 и последующее шлифование объекта посредством дискообразного элемента 5 при вращении инструмента 4 посредством работающего от источника питания ручного устройства.

Изобретение относится к области машиностроения и ремонта машин и может быть использовано как при изготовлении новых деталей, так и при восстановлении изношенных деталей, в частности подшипников скольжения.

Изобретение относится к способам восстановления деталей и может быть использовано для восстановления внутренней поверхности трубы или трубчатой конструкции. Для восстановления внутренней поверхности в трубу вводят устройство для обследования внутренней поверхности трубы.

Изобретение относится к стенду для испытания колес и осей колесных пар и способу восстановления внутреннего диаметра кольца рельсоимитатора. В держателе и крышке держателя стенда для испытания колес и осей колесных пар, удерживающих кольцо рельсоимитатора, выполнен паз, обеспечивающий доступ режущего инструмента и сварочного оборудования к кольцу рельсоимитатора.

Изобретение относится к формированию сварного соединения ударным воздействием в аддитивном технологическом процессе, в частности, при ремонте компонента турбины.

Изобретение относится к способу ремонта компонента турбинного двигателя. Способ ремонта компонента турбинного двигателя включает послойное изготовление заготовки путем селективного плавления порошка, содержащего смесь материала припоя и основного материала, идентичного или подобного материалу указанного компонента, и присоединение заготовки к компоненту турбинного двигателя диффузионной пайкой.

Изобретение относится к получению шпоночного соединения на валах. Шпонку устанавливают в шпоночный паз с зазором. На шпонку устанавливают изолятор, который регулирует зазоры между шпонкой и боковыми поверхностями шпоночного паза. Нагрев и пластическую деформацию шпоночного паза вала осуществляют электродами-инструментами для электромеханической обработки. Электроды-инструменты устанавливают вертикально и перемещают вдоль шпоночного паза по его поверхности на расстоянии 0,2…1 мм от края паза, вызывая осадку и раздачу металла вала в сторону паза. Раздача металла вала ограничивается шпонкой. Способ обеспечивает одновременное получение плотного соединения и упрочнение боковых поверхностей шпоночного паза. 2 ил.

Наверх