DK145074B - Fremgangsmaade til reparering eller renovering af slidte eller beskadigede drivaksler specielt propelleraksler - Google Patents

Description

É| oz) FREMLÆGGELSESSKRIFT d« 1 ^5074 B

fét

(19) DANMARK

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 5^8/76 (51) IntCI.* B 23 P 6/00 (22) Indleveringsdag 11· feb. 1976 Q 23 K 9/04 (24) Løbedag 11. feb. 1976 (41) Aim. tilgængelig 14. aug. 1976 (44) Fremlagt 23 · aug. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 13- feb. 1975, 6163/75, GB

(71) Ansøger DONALD KENNETH HEALEY, Poole, GB.

(72) Opfinder Samme.

(74) Fuldmægtig Larsen & Birkeholm k/S Skandinavisk Patent bureau.

(54) Fremgangsmåde til reparering eller renovering af slidte eller beskadigede drivaksler, specielt propelleraksler.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til reparering eller renovering af slidte eller beskadigede drivaksler, især propelleraksler, ved elektrisk svejsning af en skrueformet svejsetråd på akselen og derefter maskin-β bearbejdning til dannelse af en færdig overflade.

rf Γ" Det er kendt at renovere slidte områder på drivaksler

O

S) J- i— *

Q

14507A

2 1 ved en metalsprøjtningsproces eller flammeplettering, me.n sådanne udførte reparationer medfører visse ulemper. En særlig ulempe er, at det pålagte metal ikke forenes godt med akselen, og at der derfor under anven-5 delsen kan ske adskillelse. Desuden er metalsprøjte- stoffet ved fremgangsmåden eller af natur porøst, hvilket inden for det maritime område medfører, at penetrering eller indtrængning af saltvand medvirker til tidlig separering og bevirker skader på lejerne. Elektro-10 lytiske virkninger eller blot dårlig vedhæftning af det sprøjtede lag medfører også fremkomst af fejl. Det er også blevet foreslået at forbinde tråde ved svejsning i længderetningen af det skadede område af akselen.

Imidlertid er denne fremgangsmåde ikke blot tidkræven-15 de og uegnet for automatiske processer, men den resulterer også i en betydelig formforandring ved bøjning af akselen, som kun delvis kan modvirkes ved successiv anbringelse af tråde på diametralt modstående linier langs akselen, hvilket komplicerer fremgangsmåden 20 betydeligt.

Det er opfindelsens formål at afhjælpe de ulemper, som de kendte fremgangsmåder er behæftet med, og dette opnås ved en fremgangsmåde, hvor akselen roteres og svej-25 setråden fremføres gennem en af inert gas beskyttet pistol, der er anbragt tæt ved akselen og fremføres synkront med roteringen af akselen i længderetningen deraf, idet strømmen er valgt således, at kontaktzonen mellem akselen og tråden opvarmes til svejsetempe-30 ratur og materialet, der smeltes af, svejses til nabovindinger af svejsetråden og akselen.

Herved opnås en kontinuerlig svejsemetode hvor svejsetråd af metal identisk med eller forenelig med akselen 35 anbringes rundt om det slidte eller skadede område på 145074 3 1 akselen under en cirkulær bevægelse og at den kontinuerligt fremførte tråds viklingsvindinger svejses samtidigt til akselen og til hinanden som en belægning af kompatibelt svejsemetal, med anvendelse af en ædel-5 gas eller en flussmiddelbeskyttet elektrisk svejseoperation. Spændingen og strømmen, der herved udnyttes, tillader en korrekt og jævn penetrering, afpasset til den pågældende aksel og det pågældende svejsemateriale.

Endvidere opnås i de fleste tilfælde ved fremgangsmåden 10 en selvnormaliserende svejsning, og hvis svejsningsoperationen udføres til et afslutningspunkt, som tillader varmeafgivning, er der ikke risiko for, at der vil forekomme overfladerevner.

15 Endvidere opnås en mindre tidskrævende svejsemetode, hvor der er mindre risiko for bevirkelse af formforandringer i akselen eller påvirkning af grundmaterialets sammensætning ved lavere niveauer.

20 Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, som viser et apparat til udøvelse af fremgangsmåden.

Som vist er en aksel 1, der skal repareres, monteret 25 til rotation ved hjælp af en drejebænks medbringerski-ve 2 i støttelejringer 3 og 4. Drejebænkens slæde 5 bærer en buesvej seudrustning 6 med organer for tilførsel af beskyttelsesgas og tråd 7. Et justeringsorgan 8 tillader variation af svejseudstyrets højde. Slæden 5 30 bærer også et skæreværktøj med monteringsorgan 9. De følgende eksempler i forening med tabellen illustrerer de forskellige parametre for et antal kombinationer og dimensioner af aksler og tråd.

35 I eksemplerne udnyttedes som svejseudstyr udstyr fra 145074 4 1 Norman Butter and Company Limited betegnet NBC 350 eller NBC 500 med henholdsvis 350 amp og 500 amp, hvorhos parameteren "trådtilførselshastighed" er den måler-aflæste på nævnte udstyr. I samtlige eksempler var po-5 lariteten positiv for svejseelektroden og negativ for arbejdsstykket. Andre data for andre diametre kan beregnes ud fra de angivne data til opnåelse af tilfredsstillende resultater. En trådbørste anvendtes på den modsatte side af svejsepistolen på arbejdsstykket for 10 at fjerne eventuelle stænk, der kan fremkalde porøse punkter, især når efterfølgende lag anbringes. En konstant spænding bibeholdes i samtlige tilfælde.

I et fordelagtigt eksempel med hensyn til renovering 15 af en maritim drivaksel rengøres det slidte eller skadede område kemisk eller mekanisk og rettes om nødvendigt, hvorefter en metaltråd fødes til den roterende aksel, hvorhos varme påføres lokalt ved foreningspunktet mellem tråd og aksel for at forene dem, hvorhos 20 nævnte proces foregår under sideforskydning langs det skadede område, indtil et spiralformigt eller skrueformet leje eller lag af påført metal dækker nævnte område til en tilstrækkelig dybde til at tillade en efterfølgende bearbejdning af fladen til dens oprin-25 delige dimension, eller til en større eller mindre dimension.

Den anbragte tråd er fortrinsvis af samme eller tilsvarende metalsammensætning som akselen, selv om et 30 stort antal forskellige metaller kan anbringes, afhængigt af evnen til at danne en forening med akselen. Svejsetråden vikles på akselen ved drejning af denne og ved fremføring af svejsetråden gennem en gas- eller flussmiddelbeskyttet svejsepistol, an-35 bragt i umiddelbar nærhed af akselen og bevæget i den- 145074 5 1 nes længderetning eftersom viklingen sker. Ved den angivne fremgangsmåde fås en homogen opbygning af metal i forening med metallet af den oprindelige aksel i det skadede område, og ved en efterfølgende bearbejdning 5 kan fladen tilbageføres til den oprindelige form og dimension, eller gives forøget diameter.

Fremgangsmåden er især egnet til metalbelægning af slidte lejringsområder på en aksel eller korroderede områ- 10 der på en aksel.

Akselens rotationshastighed, tråddiameteren, typen af tråd, arbejdshastigheden, strømmen, beskyttelsesgassen eller gasblandingen eller flussmidlet, gasstrømningen, 15 elektrodens siderettede hastighed, trådtilførselshas tigheden, spændingsarbejdsstykkeforhold, induktion, elektrodeparitet, arbejdsstykkepolaritet, spændingsregulering, og udstyr er afhængig af akselens diameter og den type svejseproees der anvende?. Arbejdsstykkets 20 rotationshastighed, dets sammensætning og trådens tykkelse og sammensætning, dens fremføringshastighed og den tilsvarende spænding og strøm i den elektriske bue eller lysbue, indbefattet beskyttelsesgas eller fluss-middelsammensætning har relation til hinanden og er 25 forskellige for hver kombination af arbejdsstykke, tråd og materialesammensætning. Disse forhold er af kompliceret natur og kræver eksperimenter til opnåelse af optimale resultater. Parametrene for nogle særlige udførelsesformer forklares nedenfor som eksempler.

30

Fremgangsmåden kan også udnyttes til renovering af !e-jebronze (gun metal) eller aluminiumbronze eller legerede lejebøsninger på propelleraksler. Tidligere er sådanne bøsninger, allerede ved ringe slitage, blevet 35 formindsket i dimension (machined off eller fjernet 145074 6 1 ved bearbejdning) og en ny bøsning bearbejdet og krympet på'akselen, efterfulgt af yderligere bearbejdning og retning af akselen.

5 Når fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse udnyttes til propelleraksler eller andre maritime komponenter, der udsættes for saltvand, foretages en kemisk afsaltningsproces som et trin i den preliminere rensningsoperation.

10 I praksis udføres reparation af slidte aksler eller lignende organer under rotation af akselen i en drejebænk eller en lignende maskine, der er i stand til at rotere med en nøjagtigt styret hastighed. Hastigheden 15 kan være så lav som 0,2 omdrejninger per minut, bestemt af akselens diameter og graden af metalbelægning. Endvidere er tværfremføringen for svejsehovedet langs det område på den aksel, der skal repareres eller renoveres, variabel og nøjagtigt styret i forhold til rota-20 tionshastigheden ved hjælp af en uafhængig motor med variabel hastighed, der styres fra et variabelt potentiometer.

Eksisterende maskiner kan let tilpasses til udførelse 25 af fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, hvorved der skal udøves særlig opmærksomhed med hensyn til beskyttelse af maskinens glideflader mod svejsestænk og måden til at bevirke strømtilførsel til akselen. På grund af de kraftige direkte strømme eller JO jævnstrømme, der anvendes, er strømtilførsel gennem maskinens lejringer sædvanligvis uegnet, eftersom den kraftige strøm blødgør og tilhørende gnist- eller buedannelse ødelægger lejefladerne i maskinen og resulterer i variationer af svejsestrømmen. Dette problem 35 145074 7 1 overvindes ved at indrette maskinen med børsteorganer, der ligger an mod maskinspindelen eller en kontaktbøsning derpå, eller et børsteorgan kan også forenes med arbejdsstykket ved hjælp af en båndforbindelse til slut-5 ning af strømkredsen.

Som et eksempel kan nævnes, at en rustfri stålaksel med diameter halvtreds mm blev roteret med fire omdrejninger pr. minut og at en 0,8 mm rustfri ståltråd forene-10 des med akselen og tilførtes gennem en argonbeskyttet lavspændingsbue. Akselens område blev derefter drejet og slebet til de endelige dimensioner. Denne art arbejde kan udføres i overensstemmelse med forudbestemte data, derved formindskes varmetilførslen og formindskes 15 alle skadelige virkninger på grundmetallet eller det påførte svejsemateriale.

Konventionelle reparationsfremgangsmåder ved hjælp af metalsprøjtning kan ikke udnyttes på grund af porøsi-20 teten i reparationen, som tillader saltvandsindtrængning og efterfølgende separation af metallagene. Dette undgås ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse.

25 Ved maritime propelleraksler anvendes en kemisk afsalt-ningsproces som et præliminært trin.