Способ вакуумной сборки комплектов с нежесткой обечайкой и устройство для его осуществления

Изобретение относится к вакуумной сборке комплекта в виде нежесткой обечайки и оправки. Осуществляют вакуумирование вакуумнасосом пространства между обечайкой и оправкой с импульсным давлением на наружную поверхность обечайки и ее нагревом. Нагрев обечайки осуществляют до вязкопластичного состояния, после чего вакуумирование пространства между обечайкой и оправкой и давление на наружную поверхность обечайки комплекта одновременно прерывают. Затем измеряют наружный диаметр обечайки и выдерживают собранный комплект до стабилизации величины вакуума со стороны вакуумнасоса и давления со стороны его подачи. Далее одновременно включают вакуумирование и давление до повторной стабилизации этих показателей. В результате поддерживаются эксплуатационные свойства комплекта после его сборки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Способ и устройство относятся к области машиностроения и могут быть использованы при неподвижной сборке сопрягаемых металлических деталей с использованием пайки высокотемпературными припоями комплектов деталей, одна из которых выполнена из малопластичного материала, имеет нежесткую конструкцию и замкнутый периметр в форме обечайки. Комплект может быть предназначен, например, для получения локальных охлаждающих каналов в горячей зоне ракетных двигателей.

Наиболее близким способом получения сопрягаемых деталей является способ по книге «Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов» в 2 т. Т. 2 / Под ред. В.П. Смоленцева. М: Высшая школа, 1983, стр. 103, в котором деталь выполняют импульсным методом из тонкостенной металлической заготовки путем сопряжения с формой матрицы, служащей оправкой, при воздействии давления рабочей среды. При этом за счет прохождения тока заготовка разогревается, но не достигает уровня пластичного состояния, обеспечивающего повторение контура матрицы.

Недостатками известного способа является утрата контакта между тонкостенной металлической заготовкой и матрицей за счет упругих деформаций после снятия давления импульса, что нарушает плотность соединения заготовки с оправкой при одновременном использовании высокотемпературной пайки из-за инертности остывания припоя, который способен сохранять форму тонкостенной металлической заготовки по форме матрицы (оправки) только после перехода припоя из жидкого в твердое состояние. Это нарушает герметичность охлаждающих каналов и прочность при эксплуатации неподвижного соединения деталей в комплекте.

Наиболее близким устройством для получения сопрягаемых деталей является устройство по книге «Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов» в 2 т. Т. 2 / Под ред. В.П. Смоленцева. М: Высшая школа, 1983, стр. 103-104, в котором для удаления газов из полости между сопрягаемыми деталями используют вакуумнасос, а газ перемещают по замкнутым каналам.

Недостатками известного устройства является утрата контакта между тонкостенной металлической заготовкой и матрицей за счет упругих деформаций после снятия давления импульса и нарушение эксплуатационных свойств изделия после неподвижного соединения деталей в комплекте.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является поддержание эксплуатационных свойств изделия после неподвижного соединения деталей в комплекте.

Данный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе после нагрева обечайки до вязко-пластичного состояния вакуумирование пространства между обечайкой и оправкой, а также давление на наружную поверхность обечайки комплекта одновременно прерывают, после чего первично измеряют наружный диаметр обечайки и выдерживают собранный комплект до стабилизации величины вакуума со стороны вакуумнасоса и давления со стороны его подачи, далее одновременно включают вакуумирование и давление до стабилизации этих показателей, повторно измеряют в том же месте наружный диаметр обечайки и при его изменении относительно первичного значения повторяют вышеописанную операцию до получения стабильного диаметра обечайки.

Устройство для вакуумной сборки комплектов с нежесткой обечайкой, установленной на оправке, отличающееся тем, что на наружной поверхности обечайки установлен датчик измерителя наружного диаметра обечайки, а также датчики температуры и давления, а в пространстве между оправкой и обечайкой - датчик вакуума, при этом в каналах установлены клапаны включения-выключения вакуумнасоса и датчики давления, которые связаны с датчиками температуры, а также с датчиками давления, вакуума, измерителя наружного диаметра обечайки, установленные на поверхности обечайки.

На фиг. 1; 2 раскрыт способ и предлагаемое устройство для его осуществления. На фиг. 1 приведена схема взаимодействия частей устройства перед реализацией способа, на рис. 2 - состояние обечайки и оправки после реализации способа на примере сборки комплекта для изготовления каналов охлаждения горячей зоны ракетного двигателя.

В герметичный корпус 1 (фиг. 1) устанавливают предварительно собранные: металлическая оправка 2 с охлаждающими каналами 3 и нежесткая обечайка 4. При этом на наружную поверхность каналов 3 оправки 2 нанесен слой высокотемпературного припоя 5 с границами 6 на наружной поверхности канала 3 смещенными вовнутрь относительно границ выступов 7 наружной поверхности канала 3. На наружной поверхности обечайки 4 установлены датчики измерителя 8 наружного диаметра обечайки 4, температуры 9, давления 10. В пространстве между обечайкой 4 и оправкой 2 установлен датчик вакуума 11. Сигнал от датчиков температуры 9, давления 10 вакуума 11 по каналам связи 12; 13; 14 поступают в блок управления 15. Сигналы от блока управления 15 по каналам связи 16; 17 поступают на нагнетатель 18 и в вакуумнасос 19. Нагнетатель 18 подает давление горячей рабочей среды 20 через клапан 21 в пространство между корпусом 1 и обечайкой 4. Вакуумирование пространства между обечайкой 4 и оправкой 2 происходит вакуумнасосом 19 через клапан 22. Управление клапанами 21 и 22 производится блоком управления 15 по каналам связи 23 и 24. Датчик измерителя 8 наружного диаметра обечайки 4 связан с блоком управления 15 через измеритель 25 наружного диаметра обечайки 4. После предварительной сборки оправки 2 и обечайки 4 между припоем 6 и внутренней поверхностью обечайки 4 имеется зазор, достаточный для предварительной сборки оправки 2 с обечайкой 4. В конце сборки комплекта из оправки 2 и обечайки 4 (фиг. 2) нагретый припой 26 прижимается силой давления на обечайку 4 и вакуума внутри пространства между обечайкой 4 и оправкой 2, растекается по наружной поверхности канала 3 до границ выступов 7.

Способ осуществляют в следующей последовательности: перед установкой собираемого комплекта в корпус 1 на наружную поверхность оправки 2 (фиг. 1) наносят, например точечным креплением к наружной поверхности, слой высокотемпературного припоя 5 с границами 6 на наружной поверхности канала 3 смещенными вовнутрь относительно границ выступов 7. На наружной поверхности обечайки 4 устанавливают датчик измерителя 8 наружного диаметра обечайки 4, датчик температуры 9, датчик давления 10. Для увеличения зазоров между припоем 5 и оправкой 2 обечайку 4 нагревают до температуры, не вызывающей структурных изменений материала обечайки. Для этой цели в случае малогабаритной оправки 2 возможно использовать охлаждение ее криогенными средами до предельной температуры. В пространстве между обечайкой 4 и оправкой 2 устанавливают датчик вакуума 11. Производят предварительную сборку в герметичном корпусе 1 металлической оправки 2, имеющей охлаждающие каналы 3, с нежесткой обечайкой 4. Датчиком 8 измеряют наружный диаметр обечайки 4 и передают информацию в измеритель 25 наружного диаметра обечайки 4 и далее в блок управления 15. Снимают показания с датчиков 9; 10; 11 и по каналам связи 12; 13; 14 передают информацию в блок управления 15. Из блока управления 15 по каналам связи 16; 17 поступают команды на включение или выключение вакуумнасоса 19, нагнетателя 18 давления горячей рабочей среды 20, температура которой регулируется путем сравнения в блоке управления 15 сигналов от датчиков температуры 9, давления 10, вакуума 11. По командам блока управления 15 через каналы связи 23 и 24 клапаны 21 и 22 одновременно включаются или перекрываются. Одновременно датчиком 8 измеряют наружный диаметр обечайки 4 и передают информацию в измеритель 25 наружного диаметра обечайки 4 и далее в блок управления 15. Измерения с интервалом, необходимым для стабилизации показаний каждого измерения, продолжают до стабилизации соседних показаний после импульсных воздействий давления и вакуума, приводящих к возникновению в обечайке 4 эффекта сверхпластичности малопластичного материала обечайки 4. Дальнейший нагрев материала обечайки 4 повышает вязкопластичность материала. При этом (фиг. 2) припой 26 растекается до полного заполнения наружной поверхности канала 3 до границ выступов 7, повторно измеряют в том же месте наружный диаметр обечайки 4 и при его изменении относительно первичного значения повторяют вышеописанную операцию до получения стабильного диаметра обечайки, после чего осаждение обечайки прекращается и дальнейшего повторения импульсных нагружений не требуется.

Пример использования способа: требуется собрать участок охлаждения камеры сгорания путем установки на нее тонкостенной (0,8 мм) обечайки из материала 1Х18Н10Т. Пазы на камере сгорания имеют размеры: ширина 1,5 мм, глубина 1,8 мм, ширина выступа 1,8 мм, наружный диаметр обечайки 380 мм. Высокотемпературный припой на базе серебра, толщина слоя на поверхности паза 0,3 мм. Зазор между припоем и обечайкой - 0,5 мм. Давление на обечайку 2 МПа, вакуум 10-2 Па. Температура нагрева обечайки 1200 К. Время нагрева 3 минуты. Время выравнивания показателей 3-4 сек. Время сборки - 8 минут. Количество импульсов -3. Комплект после сборки испытывался на герметичность каналов из пазов. Результаты испытаний - перетекания воздуха между пазами не установлено, что соответствует техническим условиям на сборку комплекта

1. Способ вакуумной сборки комплекта в виде нежесткой обечайки, установленной на оправке, включающий вакуумирование вакуумнасосом пространства между обечайкой и оправкой с импульсным давлением на наружную поверхность обечайки и ее нагревом, отличающийся тем, что нагрев обечайки осуществляют до вязкопластичного состояния, после чего вакуумирование пространства между обечайкой и оправкой и давление на наружную поверхность обечайки комплекта одновременно прерывают, затем измеряют наружный диаметр обечайки и выдерживают собранный комплект до стабилизации величины вакуума со стороны вакуумнасоса и давления со стороны его подачи, далее одновременно включают вакуумирование и давление до повторной стабилизации этих показателей.

2. Устройство для вакуумной сборки комплекта в виде нежесткой обечайки, установленной на оправке, содержащее каналы для подачи и удаления газов или жидкостей, обеспечивающих давление на наружную поверхность обечайки, и вакуумнасос для вакуумирования пространства между оправкой и обечайкой, отличающееся тем, что оно снабжено датчиками измерения наружного диаметра обечайки, температуры и давления, установленными на наружной поверхности обечайки, и датчиком вакуума, установленным в пространстве между оправкой и обечайкой, при этом в упомянутых каналах установлены клапаны включения-выключения вакуумнасоса и датчики давления, которые связаны с упомянутыми датчиком вакуума и установленными на наружной поверхности обечайки датчиками температуры, давления и измерения наружного диаметра обечайки.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к области конструкций клапанов для управления потоком жидкости и способов их сборки, а также конструкций инструментов, применяемых при сборке клапанов.

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической отраслям промышленности и может быть использовано в процессе производства обтекателей летательных аппаратов (ЛА), имеющих узел эластомерного клеевого соединения телескопического типа (узел заделки).

Изобретение относится к крепежным гнездам для тонкостенных деталей автомобильного транспортного средства и направлено на повышение надежности соединения тонкостенных деталей.

Изобретение относится к съемнику для снятия деталей типа втулка с валов и может найти применение для ремонта автомобилей. Корпус съемника выполнен в виде трубки с резьбой на наружной и внутренней поверхностях.

Изобретение относится к способу соединения узлов конструкции летательного аппарата и касается соединения обшивки фюзеляжа с несущей конструкцией фюзеляжа. Для соединения деталей между собой необходимо разместить и временно зажать детали и просверлить некоторое количество направляющих отверстий через временно зажатые детали.

Изобретение относится к области сборочного производства и может быть использовано для сборки манипулятора, выполненного в виде корпуса с установленными в нем с возможностью вращения двумя ходовыми винтами, гайки которых связаны с подвижной платформой, предназначенной для размещения изделия и выполненной с возможностью поступательного перемещения по упомянутым винтам, концы которых соединены с валами шаговых двигателей с обмотками, подключенными к выходам многоканального блока управления.

Изобретение относится к области автоматизированного производства автомобилей и может быть использовано для шлифования и замены съемных концов электродов, применяемых при точечной сварке сопротивлением.

Изобретение может быть использовано в автомобильных двигателях внутреннего сгорания. Способ монтажа масляной ванны осуществляется на образованном кривошипной камерой и картером маховика конструктивном узле двигателя внутреннего сгорания.

Упаковочная линия предназначена для упаковки профилей, имеющих U-образную или C-образную форму сечения, образованную первой боковой стенкой, второй боковой стенкой и стенкой основания между первой и второй боковыми стенками.

Изобретение относится к разборке узла клеемеханического байонетного соединения металлических деталей. Одну из деталей узла байонетного соединения жестко закрепляют на опоре.

Изобретение может быть использовано при производстве лопаток турбины турбомашины. Изготавливают лопатку на следующих этапах: a) поддержание интерметаллического сплава на основе титана и алюминия в расплавленном состоянии при помощи плазменной горелки (70) в кольцевой литейной форме (13).

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении дискового ротора осевого компрессора малогабаритного газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к механической обработке и сборке частей воздушного летательного аппарата и, в частности, к сборке конструктивного узла воздушного летательного аппарата без использования каких-либо регулировочных прокладок, установочных приспособлений или сверлильных кондукторов для получения готовых отверстий необходимого размера.

Изобретение относится к изготовлению металлического листа. Осуществляют штамповку первой поверхности, при этом на первой поверхности и второй поверхности металлического листа соответственно образуются выемка и выступ, где первая поверхность и вторая поверхность перпендикулярны к направлению толщины металлического листа.

Изобретение относится к полировке детали машины, содержащей по меньшей мере одну аэродинамическую поверхность, состоящую из стороны пониженного давления, стороны повышенного давления, направляющей кромки и задней кромки.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при изготовлении опор (19) кольца турбины газотурбинного двигателя, содержащих на своей внутренней стороне уплотнительную прокладку (2), а на наружной стороне монтажную направляющую, имеющую выемку (16), ограниченную буртиком (17), выступающим в наружном радиальном направлении опоры (19).

Изобретение относится к области изготовления роторов газотурбинных двигателей (ГТД). Способ включает предварительное изготовление кольцевых заготовок ступеней ротора с торцевыми стыковочными поверхностями, соосное размещение относительно друг друга упомянутых кольцевых заготовок.

Изобретение относится к области изготовления роторов турбомашин с применением электронно-лучевой сварки. Способ включает изготовление вала ротора со стыковочной поверхностью и замковым элементом для соединения и кольцевых деталей ротора с плоскими торцевыми стыковочными поверхностями и замковыми элементами для их соединения, размещение упомянутых вала и деталей соосно друг другу, сборку с совмещением упомянутых стыковочных поверхностей и соединение посредством электронно-лучевой сварки по упомянутым поверхностям, проведение зачистки сварных швов с удалением замковых элементов и окончательную термическую обработку собранного ротора.

Изобретение может быть использовано при изготовлении биметаллического сопла с применением наплавки его рабочей полости. Осуществляют механическую и термическую обработку заготовки корпуса сопла, дуговую наплавку быстрорежущей стали, легированной бором, на рабочую часть сопла при токе 50-56 А и напряжении дуги 5-6 В с управлением процессом переноса электродного металла в дуге посредством импульсной подачи проволоки и синхронизированного с ней импульсного режима тока.

Изобретение относится к способу для воспроизводимого изготовления профилированного кольцевого изделия для применения во вращающихся агрегатах с помощью кольцераскатной машины, управляемой с использованием мониторинга технологического процесса, в частности, из металлической кольцевой заготовки такого характера, что оно подвержено растрескиванию.
Изобретение относится к демонтажу поврежденных резьбовых деталей. В извлекаемой детали выполняют продольное отверстие.

Изобретение относится к вакуумной сборке комплекта в виде нежесткой обечайки и оправки. Осуществляют вакуумирование вакуумнасосом пространства между обечайкой и оправкой с импульсным давлением на наружную поверхность обечайки и ее нагревом. Нагрев обечайки осуществляют до вязкопластичного состояния, после чего вакуумирование пространства между обечайкой и оправкой и давление на наружную поверхность обечайки комплекта одновременно прерывают. Затем измеряют наружный диаметр обечайки и выдерживают собранный комплект до стабилизации величины вакуума со стороны вакуумнасоса и давления со стороны его подачи. Далее одновременно включают вакуумирование и давление до повторной стабилизации этих показателей. В результате поддерживаются эксплуатационные свойства комплекта после его сборки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх