FI68544B - Saett att reparera eller aoterstaella slitna eller skadade drivaxlar saerskilt propelleraxlar - Google Patents

Description

RSCiTl rRl M,,KUULUTUSJULKAISU s nc λ λ •5§Ri Β <11) utläggningsskrift 6 8544 •JSS (45) (51) Kv.lk.«/lnt.CI.4 Β 23 Ρ 6/00 SUOMI —FINLAND (21> Patenttihakemus — Patentansökning 760353 (22) Hakemispäivä — Ansöknlngsdag 12.02.76 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 12.02.76 (41) Tullut julkiseksi — Blivlt offentlig 14.08.76

Patentti· ja rekisterihallitus /44) Nähtäväkslpanon Ja kuul.|ulkalsun pvm. — 28.06.85

Patent- och registerstyrelsen ' y Ansökan utlagd och utl.skrlften publicerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird priorltet 13-02.75 Iso-Br i tann ia-Storbr itann ien(GB) 6163/75 (71)(72) Donald Kenneth Healey, 31 Harbour View Road, Poole, Dorset,

Iso-Br i tann ia-Storbr i tann ien(GB) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Tapa korjata tai uudistaa kuluneita tai vahingoittuneita käytto- akseleita, erikoisesti potkurinakseleita - Sätt att reparera eller äterställa slitna eller skadade drivaxlar, särskilt propelleraxlar

Esillä oleva keksintö kohdistuu tapaan korjata tai uudistaa vahingoittuneita käyttöakseleita, erikoisesti potkurin-akseleita, sähköhitsaamalla ruuvinmuotoinen hitsauslanka akselille ja koneistamalla se valmiin pinnan aikaansaamiseksi.

On aikaisemmin tunnettua korjata kuluneet käyttöakselien alueet metalliruiskutusmenetelmällä tai liekkipäällystyksellä, mutta tällaiset korjaukset tuovat mukanaan tiettyjä haittoja. Erityisenä epäkohtana on se, että päällystysmetalli ei kiinnity kunnolla akseliin ja voi siten irtautua käytön yhteydessä. Tämän lisäksi on ruiskutettu metalli luonteeltaan huokoista, mikä meriolosuhteissa johtaa siihen, että suolaveden tunkeutuminen saa aikaan varhaisen irtautumisen ja laakerien vaurioitumisen. Elektrolyyttiset vaikutukset tai yksinkertaisesti ruiskutetun kerroksen huono tarttuminen johtavat myös vaurioihin. On myös ehdotettu lankojen hitsaamista kiinni akselin vahingoittuneen alueen pituussuunnassa. Tämä menetelmä ei kuitenkaan ole vain aikaavievä ja vaikeasti sovellettavissa automaattisiin prosesseihin, vaan se johtaa myös akselin huomattavaan taivutusmuodon- 2 68544 muutokseen, joka voidaan vain osittain korjata peräkkäisten lankojen asettamisen avulla akselin poikkileikkauksen vastakkaisille puolille, mikä monimutkaistaa menetelmää huomattavasti.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tapa, jossa vältytään edellä mainituilta vaurioilta ja jota voidaan soveltaa kaikenkokoisten akselien korjaamiseen. Lisäksi on tarkoituksena aikaansaada sellainen tapa, jota voidaan helposti soveltaa monenlaatuisten kuluneiden tai syöpyneiden alueiden kor j aarni seen.

Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että saatetaan akseli pyörimään ja tuodaan hitsauslanka inertillä kaasulla suojatun pistoolin läpi, joka on sijoitettu välittömästi akselin viereen ja jota liikutetaan synkronisesti akselin pyörimisen kanssa tämän pituussuunnassa, jolloin virta on valittu sellaiseksi, että akselin ja langan välinen kosketus-vyöhyke lämpenee hitsauslämpötilaan ja sulava aine hitsautuu hitsauslangan viereisiin kierroksiin sekä akseliin.

Täten saavutetaan tapa, jossa akselin kanssa identtisestä tai siihen yhdistettävissä olevasta metallista tehty jatkuva hitsaus kiinnitetään akselin kuluneen tai vaurioituneen alueen ympärille kiertoliikkeen avulla ja jatkuvasti syötetyt lankakierrokset hitsataan samanaikaisesti akseliin ja toisiinsa yhteensopivan hitsausmetall.in muodostamana kerroksena, käyttämällä jalokaasua tai muuta sulateainesuojattua sähköistä hitsausmenetelmää.

Tässä yhteydessä käytetty jännite ja virranvoimakkuus takaa oikean ja tasaisen tunkeutuman, joka sopii kyseiseen akseliin ja hitsausmateriaaliin. Useimmissa tapauksissa hitsaus on itsenormalisoituva ja jos hitsausprosessi suoritetaan sopivaan loppukohtaan, joka sallii lämmön johtumisen, niin pintavaurioiden esiintymisriski on pieni.

Keksinnön mukainen tapa on osoittautunut vähemmän aikaavieväksi kuin aikaisemmin tunnetut prosessit ja se aiheuttaa pienemmän vaaran muodonmuutosten syntymiselle akselissa tai perusmetallin li 3 68544 koostumuksen muuttumiselle syvemmissä kerroksissa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin esimerkkien muodossa ja viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää laitetta keksinnön mukaisen tavan toteuttamiseksi tavanomaisen sorvin avulla.

Kuten kuviosta näkyy, on korjattava akseli 1 asennettu koneen kiertolevyn 5 välityksellä tapahtuvaa kiertoliikettä varten tukilaakereihin 3 ja b. Sorvin kelkka 5 kannattaa kaarihitsaus-laitetta 6, joka on varustettu suojakaasusyötöllä ja langalla 7. Säätöelimen 8 avulla voidaan hitsauslaitteen korkeutta muuttaa. Kelkka 5 kannattaa myös leikkaustyökalua ja kiinnikettä 9.

Seuraavat esimerkit, yhdessä taulukon kanssa, esittävät eri parametrejä lukuisia yhdistelmiä ja akselin ja langan mittoja varten.

Esimerkeissä käytetään hitsauslaitteena Norman Butter and Company Limited-yhtiön merkkejä NBC 350 tai NBC 500 virranvoimakkuuksille 350 A ja vastaavasti 500 A, parametrin "langan syöttönopeus" ollessa luettuna mainitun laitteen mittarista. Kaikissa esimerkeissä oli. polariteetti positiivinen hitsauselektrodia ja negatiivinen työkappaletta varten. Muut läpimitoiltaan erilaiset koot voidaan laskea esitetyn tietoaineiston perusteella tyydyttävien tulosten saavuttamiseksi. Lankaharjaa käytetään hitsausp:·. stoolin vastakkaisella puolella työkappaleessa poistamaan mahdolliset roiskeet, jotka voivat aiheuttaa huokoisia kohtia erityisesti peräkkäisiä kerroksia kiinnitettäessä. Vakiojännite pidetään samana kaikissa tapauksissa.

Suositeltavassa esimerkissä, joka kohdistuu merikäytössä olevan käyttöakselin korjaamiseen, puhdistetaan kuluneet tai vaurioituneet alueet kemiallisesti tai mekaanisesti, suoristetaan tarpeen vaatiessa, ja sen jälkeen metallilanka syötetään pyörivälle akselille ja lämpöä kohdistetaan paikallisesti langan ja akselin väliseen liitokseen näiden molempien liittämiseksi yhteen, sanotun _____ - IL. --- il 68544 prosessin jatkuessa sivusiirron alaisena pitkin vahingoittunutta aluetta, kunnes muodostetun metallipäällystyksen kierukan-muotoiset kerrokset peittävät tämän alueen riittävään syvyyteen asti pinnan tätä seuraavan työstämisen mahdollistamiseksi alkuperäiseen poikkileikkausmittaansa, tai tätä suurempaan tai pienempään mittaan, asti.

Kiinnitetty lanka on sopivimmin samaa tai samanlaista metalli-seosta kuin akseli, vaikkakin myös suuresti erilaisiakin metalleja voidaan käyttää, riippuen niiden kyvystä muodostaa liitos akselin kanssa. Kitsi kiedotaan akselille tätä kiertämällä ja syöttämällä hitsauslanka kaasu- tai sulateainesuojatulla hitsauspistoolilla, joka asetetaan lähelle akselia ja jota siirretään pituussuunnassa kietomisen jatkuessa. Tällä tavoin saadaan aikaan metallin homogeeninen yhdistyminen alkuperäisen akselin metallin kanssa vaurioitunutta aluetta pitkin, ja tätä seuraavan työstämisen avulla pinta voidaan korjata alkuperäiseen tilaansa ja paksuuteensa tai sen läpimittaa lisätä.

Menetelmä on erityisen sovelias käytettäväksi akselin kuluneiden laakerialueiden tai syöpyneiden alueiden päällystämiseen metallilla.

Akselin kiertonopeus, langan läpimitta, lankatyyppi, toiminta-nopeus, virranvoimakkuus, suojakaasu tai kaasuseos tai sulate-aine, kaasuvirtaus, elektrodin sivusuuntainen nopeus, langan syöttönopeus, jännitetyökappaleen olosuhteet, induktio, elektrodin polaarisuus, työkappaleen polaarisuus, jännitteen säätö sekä laitteisto riippuvat akselin läpimitasta ja käytetystä hitsausmenetelmästä. Työkappaleen kiertonopeus, sen kokoonpano sekä langan koko ja koostumus, sen syöttönopeus ja siihen kuuluva valokaarijännite ja -virta, mukaanlukien suojakaasu tai sulateaineseos, riippuvat kustakin työkappaleen, langan ja aineskoostumuksen yhdistelmästä ja ovat keskenään erilaisia.

Nämä keskinäiset suhteet ovat monimutkaisia ja vaativat kokeiden suorittamista optimitulosten saavuttamiseksi. Parametrit erityis-sovellutuksia varten annetaan teissä yhteydessä esimerkin tavoin.

5 68544

Keksintöä voidaan myös soveltaa laakeri- tai alumiinipronssin tai seoslaakeriholkkien kuntoonpanoon merikäyttöisissä potkuri-akseleissa. Aikaisemmin on tällaiset akselit jo pienenkin kulumisen jälkeen työstetty pois ja uusi hölkkä tehty sopivaksi ja kutistettu akselille, minkä jälkeen akseli on viimeistelty työstämällä ja suoristettu.

Keksinnön mukaista tapaa käytettäessä potkurien akseleissa tai muissa merikäyttöisissä komponenttiosissa, jotka ovat alttiina suolavedelle, käytetään kemiallista suolanpoistoprosessia osana alustavasta puhdistustoimenpiteestä.

Käytännössä suoritetaan kuluneiden akselien tai vastaavien osien korjaukset kiertämällä sorvissa tai vastaavassa koneessa olevaa akselia, joka pystyy kiertämään tarkalleen valvotulla nopeudella. Nopeus voi olla niinkin alhainen kuin 0,2 kierr/min, ja se määräytyy akselin läpimitasta ja metallipäällystyksen asteesta. Edelleen on poikittaissyötön nopeus hitsauspäätä varten korjattavan akselin alueella vaihteleva ja sitä valvotaan tarkasti suhteessa kiertonopeuteen nopeudeltaan vaihtelevan itsenäisen moottorin avulla, jota puolestaan valvotaan muuttuvan potentiometrin välityksellä.

Olemassa olevia koneita voidaan helposti muunnella keksinnön mukaisen tavan suorittamista varten, jolloin erityistä huomiota on kiinnitettävä koneen liukupintoihin niiden suojelemiseksi hit-sausroiskeelta sekä tapaan syöttää virta akseliin. Käytettävien korkeiden tasavirtavoimakkuuksien johdosta on syöttö koneen laake-reiden kautta tavallisesti sopimaton käytettäväksi, sillä korkea virranvoimakkuus ja sitä seuraava kipinänmuodostus vahingoittaa koneen laakeripintoja sekä johtaa muutoksiin hitsausvirrassa.

Tämä ongelma voitetaan varustamalla kone harjaelimellä, joka on kosketuksessa koneen värttinäakseliin tai sillä olevaan koske-tinholkkiin, tai harjaelin voidaan myös yhdistää työkappaleeseen hihnaliitännän avulla virtapiirin sulkemiseksi.

6 6 85 4 4

Esimerkkinä voidaan mainita, että viidenkymmenen millimetrin läpimittaista ruostumattomasta teräksestä valmistettua akselia pyöritettiin nopeudella neljä kierr/min, ja 0,8 mm:n ruostumattomasta teräksestä tehty lanka liitettiin akseliin ja syötettiin matalajännitteisen argonkaasulla suojatun kaaren välityksellä. Akselin alue sorvattiin tämän jälkeen ja hiottiin lopullisiin mittoihinsa. Tämäntyyppinen työ voidaan suorittaa ennakolta määrättyjen tietojen perusteella, jolloin lämmönjohtuminen voidaan minimoida ja kaikkia vahingollisia vaikutuksia vähentää perusmetallissa tai siihen liitetyssä hitsauksessa.

Tavanomaisia korjausmenetelmiä metalliruiskutusta käyttäen ei voida käyttää korjauksen huokoisuuden johdosta, joka sallii suolaveden tunkeutumisen läpi ja tätä seuraavan metallikerrosten irtautumisen. Tämä vältetään keksinnön mukaisen menetelmän avulla.

Merikäyttöisissä potkurinakseleissa käytetään kemiallista suolan-poistoprosessia alustavana vaiheena.

68544 7

Esimerkki Akseli Lanka Hitsaus laite 1 Ruostumaton teräs EN18C Alumiinipronssi NBC350 BS2901 osa 3 2 Alumiinipronssi DGS8452 " NBC500 3 Alumiinipronssi " " 4 Monel K500 Monel 60 NBC350 5 " " " " NBC500 6 Ruostumaton teräs EN18C Ruostumaton 29/9R NBC350 BS2901 osa 2 7 Ruostumaton teräs EN58J Inconel 625 NBC500

g Tl TT M 11 TT TT

9 Laakeripronssi BS1400 Phosnic NBC350 (Ni 1,38: Mn 0,22:

Si 0,46: P 0,021:

Sn 5,22: Jäännösosa Cu) 10 Laakeripronssi BS1400 Phosnic NBC500 1969 11 Laakeripronssi, britti- Phosnic N " Iäinen Adm.Spec. DGS203 tai LG4 12 Valantateräs EN3C PZ.6000 BS2901 NBC350 osa 1, AI 6 13 Valantateräs EN3B " " 14 Valantateräs EN3C " NBC500 15 EN5K C:0,25*0,35 PZ.6000 C:0,25-0,3 "

Si:0,0 5_0,35 Si:0,3~0,5

Mn:0,6-1,0 Mn:1,3-1,6 S:0,0 5 P:0,05 S:0,04 P:0,04 16 Valantateräs EN3L PZ.6000 BS.2901 " osa 1 AI 6 t» tr ir n 18 EN5K PZ.6000 " 68544 8

I I

CM β (M O

« CO ·» LO O

O H VO 6Q m CO VO KV

CO O I I 3 I *» I O I

<—( o m o m -=r p- m ο

*> O « LT\ CO

rH C\l CM

P CM O

cO ·> cr\ oo 60 m co -¾- m cm

in Ο m 3 I ·> CO m I

C~- t— « O LTi ΚΊ O

o o « co

CM CM

rH β O

cd CO -3-

O OO 60-40 CM *C O Lf\ O

VO m "VO 3 cd * CM r—I CM m o o ^ m cm o —·

O O

O CM CO cm o oo o " β cd « cm 6- cm I—i I—I Ο Ό m Λ I [— ( Cti

in I I 3Γ 60β I -=r o cm o rH

mo p 3 in vo voi-h 6-o <ς a. ·» cm a> « — cm φ

Η -P

co r-v 3 CO CM O in co β cd n ma) 00 OOrn^r rH a,

3Γ m r> vo 60β I ί ο -=r I

o β 3 m CM I—( cm o cm β < Cl ·» m o cd

' CM rH S

tn Φ Λί co in 3

O β r* r I—I

O OO CX\ O CM CM CM OO CO CM

I—! r. I 60 I ·» ** CM CO β m ι o cm p in 3i- vo ··> o m < »> cm -p

6- CM O CO

Ο -H

a)

P

co op

β « m m -H

CM CO VO CO O CM CO m -3" I—I cd

m r I 60 I ·» « CM I ·« r—I

f I vo P m m vo ο β C ·> CM O β

CM rH 60 >J

in -P < Φ *rH

o Vä. P

β m rHOCO O CM C—- rHm:0 m »>vo60 *> ·> mini »> p

Ο p m 3Γ cm o CM P

=d CM CT\ :o rH >3

P CO

cd cd 60 ϋ 3 β I co red :o o cd 1 -H 3 6 P ^ U hi O-H Q, Φ 3 Φ β >j ¢0 P Pj

O. S xd g Ο. β ω β ·Η 4i Ο :θ ^ — E II

β id g h E ο·η cd ή tj β ρ >)/-ncm cd < ή β S cd cd o ·η P co cd ai-Hv-r h cm

•H ·Η « β " O \ Jli (3.CM IrH φ β S O P-P

o p; rHcd cdcd p ρ cd 3 e p to ·η cd φ to ·η p cd ··

« ϋ Φ P 60P P P -o coo ^ 3 ^ 60^; P β rH p ES

«β cop βρ φφ o cd φ>\ β 3 td βο β οο οφ Λί ·η cd ·η ·η·η 3 cd ο< η·η £ cdrH^i red > ·η 33

Pie <ce pie « j* w « ^ w w e pi ww p, ^ > ms

O -H <C CO

EHWcdX3 0O<u<*H 60 J3 ή 68544 9 c\j «

rH Sh O

I m Cd 00 OO in CO

o « bO * " md c— oj coo « O S3 m 3T I (Ml

rH iH iH O C— O

o in o-

<M

OJ

« I—( oo

Cd C « o o o o cm oj o- o t— in -3- bO ι « I o m .-H o Sh in 3Τ t— mi « <c « in o rH CM oo

C\J

(M

«

rH OO O

C ·* OJ t~- O

Cd O OJ "I O

md m t-j 3- bo i =3 o- o m rH Sh in in m i o < ·> o « oj co

I—I C\J

in O

o «3 cm oo in o in =r « m bo « ^ md o tn rH rH 3 m 3- i mi o c·— o o m oo oj oo

Sh o oo cd oo oo cr\ -3" m ombOi «3- mc\i rH « 3 in m oo m i o o « o o oj oo

OJ

oo

Λ O

oo md so oj oj to in

m<M οι οι « o s*: 3- rH

H «inbOLn3-Hcdnji

o Sh « E O

<C oj —- m

rH

CO

« O

3- C oj ^ in

OJ^OOMDOI=3COH rH rH Ol hOm « Ο ϋ =3- I

« ΙΟ Sh « OJ H CÖ OJ Ο H o < oo E m -v_H I—l

OO

(M OJ

rH ^ MD £ I f— LO

i—i rH « i—I o in « « oj o rH b£) « 3- md m oj CO Sh OJ m <c

OJ

« oj c m c— m

O ^ MD O I « « OO

i—i i—i « i—i bO un -3- io m o i—I Sh « m

r"'- CO <C OJ

«3 o -PO OJ o cd « « •3) c oj c m in \ MD O I I oo •h co rH « h b£) in m « coo

O 33 rH S " « 3 OI O

m Dd CO < OJ OJ OJ

« Sh SD Φ j e SD -H <C Cd H ω cd n υ t) o. «m ho x; -h 10 68544 TAULUKKO 2.

TIETYN LAITTEEN ASETUS

ESIMERKKI n:o -

Karkea Voima- Hieno Induktanssi- jännite asteikko jännite valvonta 1 D Matala 4 100 2 B Matala 5 100 3 D Matala 2 100 4 D Matala A 100 5 C Matala 4-6 100 6 D Matala A 100 7 D Matala 5-6 6,5 8 D Matala 3-5 70 9 D Matala 4-5 0 10 D Matala 5 0 11 A Korkea 3 0 12 D Matala 4 100 13 D Matala 4 100 14 C Matala 5-6 6,5 15 D Matala 3 70 16 D Matala 3 70 17 D Matala 3 70 18 A Korkea 1 70

II